Kondycja budynków pod wpływem podziemnych zmian klimatu

Istnieje wiele badań na temat podpowierzchniowych miejskich wysp ciepła i podziemnych zmian klimatu w takich dziedzinach, jak nauka o środowisku, hydrogeologia, zdrowie publiczne, inżynieria transportowa i energetyka. Nie były one jednak poprzedzone opracowaniami poświęconymi podpowierzchniowym miejskim wyspom ciepła z perspektywy inżynierii lądowej.

Eksperci zainteresowali się tymi zjawiskami, ponieważ gleba, skały i beton, z których składa się warstwa podpowierzchniowa, ulegają deformacji pod wpływem wahań temperatury. Zadali sobie pytanie, jaki jest wpływ deformacji spowodowanych wahaniami temperatury związanymi z występowaniem podpowierzchniowych miejskich wysp ciepła na wytrzymałość budynków i infrastruktury inżynierii lądowej.

Może Cię zainteresuje: Rośnie popularność budownictwa modułowego

Eksperyment w Chicago

Na „żywe laboratorium” naukowcy wybrali centralną dzielnicę Chicago, zwaną The Loop. Rozmieścili ponad 100 czujników temperatury pod ziemią i na jej powierzchni, ze szczególnym uwzględnieniem takich obiektów, jak piwnice, parkingi i tunele, które stale uwalniają ciepło do gruntu. Na podstawie pomiarów z sieci czujników stworzyli cyfrowy model komputerowy dla całej dzielnicy i użyli go do symulacji zdarzeń w przyszłości.

Badacze podkreślają, że zjawisko podpowierzchniowych wysp ciepła występuje nie tylko w Chicago, które wybrano do badania, ale jest obecne we wszystkich miastach na świecie: Nowym Jorku, Londynie, Paryżu czy Mediolanie. Dlatego w najbliższych latach potrzebne są dalsze badania w tym zakresie.

Badanie przeprowadzone przez amerykańskich naukowców po raz pierwszy powiązało podziemne zmiany klimatu z przesuwającym się podłożem pod obszarami miejskimi. Gdy ziemia się nagrzewa, również się odkształca. 

Deformacje gruntu

Deformacje gruntu mogą osiągać ponad kilkadziesiąt milimetrów. Przemieszczenia gruntu rzędu kilkudziesięciu milimetrów mogą być problematyczne dla wytrzymałości funkcjonalnej struktur inżynierii lądowej i struktur publicznych. Nie ma tu mowy o potencjalnym zagrożeniu bezpieczeństwa ludzi i stabilności struktur, ale o problemach związanych z trwałością tych struktur i infrastruktury, a także spełnianiem przez nie wymogów estetycznych.

Naukowcy informują, że wzrost temperatur mógł spowodować zniszczenia budynków w przeszłości i spodziewają się, że problemy te będą się utrzymywać przez wiele lat. Nadmierne deformacje gruntu mogą powodować niepożądane osiadanie średnie i różnicowe, przechylanie się i pęknięcia struktur. Pęknięcia zkolei prowadzą do korozji struktur z betonu zbrojonego, wpływając na trwałość miejskich budynków i infrastruktury.

Dobra wiadomość jest taka, że istnieją jasno określone sposoby na łagodzenie skutków zjawisk badanych w Chicago i są one dość proste.

Może Cię zainteresuje: Dobrze zaprojektowane budynki pozwalają zniwelować hałas

Proste rozwiąznia

Głównym sposobem jest stosowanie izolacji termicznej, na przykład w budowlach podziemnych i piwnicach. Wpływa to na ograniczenie uwalniania ciepła do gruntu. Dotyczy to zwłaszcza budynków nowo budowanych. Starsze budynki można modernizować poprzez późniejszą izolację termiczną, aby zwiększyć ich efektywność energetyczną i zminimalizować straty ciepła. Jeśli nie jest to możliwe, można stosować technologie termiczne, które pozwalają na absorbowanie ciepła i jego ponowne wykorzystanie w budynkach i infrastrukturze, na przykład do ogrzewania powierzchni lub produkcji gorącej wody.

Podziemna zmiana klimatu jest zjawiskiem coraz częściej dostrzeganym na silnie zurbanizowanych terenach. Ciepło uciekające z budynków i emitowane przez transport podziemny powoduje nagrzewanie się gruntu w zastraszającym tempie. Naukowcy twierdzą, że może to być od 0,1 do nawet 2,5 stopnia Celsjusza na dekadę. Powstawanie podziemnych wysp ciepła może mieć wpływ na zwiększone zanieczyszczenie wód gruntowych, ale też powodować wzrost epidemiologii chorób takich jak astma.

Źródło: Newseria Biznes