Серия землетрясений в Турции, случившихся в конце февраля этого года, вызвала широкую дискуссию в мировом сообществе. Один из ключевых вопросов – существуют ли какие-нибудь технологии, которые позволяют предсказать если не сами катаклизмы, так хотя бы риски, связанные с предрасположенностью жилья и других объектов к возможным разрушениям.
Отвечаем: такая разработка уже есть в России! Она позволяет выявлять невидимые глазу повреждения строительных конструкций и, соответственно, заблаговременно принимать все нужные меры. Ее авторы удостоены премии Правительства Российской Федерации 2022 года в области науки и техники.
Показательно, что это – первая российская цифровая технология, которая базируется на отечественных комплектующих и оригинальном программном обеспечении.
О проекте, а также о том, почему дома в разных странах продолжают страдать от катаклизмов, порталу наука.рф рассказал руководитель проекта, доктор технических наук, руководитель управления Департамента комплексной градостроительной безопасности Центрального научно-исследовательского и проектного института Минстроя РФ Владимир Гурьев.
Невидимая опасность
Суть новации состоит в том, что в здании размещается специальная система датчиков, которые в режиме реального времени регистрируют колебания несущих конструкций от проходящих через них волн. Такие волны могут возникать из-за слабых и удаленных источников сейсмических, техногенных или природных воздействий. Например, сильных порывов ветра, движения транспорта (в том числе метро), землетрясений. Данные автоматически передаются в цифровую интеллектуальную систему управления типа «умного» дома.
Система позволяет заранее отследить в фундаменте, стенах, покрытиях и отделке невидимые дефекты, которые в дальнейшем могут привести к аварии.
«Например, трещина в доме может появиться только через несколько дней. Но это значит, что повреждения уже возникли и накапливаются. Такая опасность незаметна, вы ее просто не почувствуете. Однако прибор зафиксирует изменения и передаст данные в спасательную службу», – объяснил ученый.
Так, благодаря этой технологии, удалось предотвратить аварию в Ледовом дворце «Крылатское» в Москве несколько лет назад: сразу после установки оборудование выявило нарушения в несущих конструкциях, которые были вовремя устранены. Она также была применена на олимпийских объектах в Сочи, небоскребах Москва-Сити, Центральной соборной мечети в столице страны, на российских стадионах, принимавших Чемпионат мира по футболу в 2018 году.
Исследователи рассчитывают, что в будущем система будет использоваться на территории сейсмически активных регионов. К ним относятся 29 российских субъектов, среди которых Камчатский, Приморский, Алтайский, Краснодарский края, Иркутская, Кемеровская и Калининградская области, Республика Крым. В этих зонах могут регулярно происходить малые подземные колебания с небольшой интенсивностью. Система позволит не только оценить их силу, но и определить, насколько надежен грунт, на котором расположены строения. Но чтобы начать практическое внедрение новации в масштабах страны, необходима адресная поддержка со стороны как федеральных, так и региональных властей.
В мировой практике есть стандарты и расчеты, с помощью которых можно возвести здание с учетом возможных стихийных бедствий. Чтобы удержать дом от разрушения при сейсмической активности, используют, в том числе, скользящие фундаменты или пластичные материалы.
Тем не менее, несмотря на доступность технологий, то в одной стране, то в другой происходят случаи, когда при различных стихийных бедствиях дома могут слишком быстро и легко разрушиться. Комментируя недавнюю трагедию в Турции, ученый пояснил, что на момент землетрясения, скорее всего, не было информации о состоянии объектов. Кроме того, причиной массовых разрушений могло стать низкое качество строительных материалов и работ.
Поднять роль науки в строительстве
Исследованиями в области строительства Владимир Гурьев начал заниматься в начале 1970-х, когда стали внедряться индустриальные технологии для простых сооружений (такими были, например, универсамы, которые можно было встретить в каждом городе) и использоваться различные синтетические материалы.
Изменения потребовали новых подходов в сфере экспериментальных исследований. Теперь, чтобы проверить какой-либо элемент конструкции на прочность, не обязательно его разрушать с помощью пресса или разрывных машин. Можно оценить по колебаниям, которые измеряет разработанная авторами система датчиков.
По мнению ученого, в рамках Десятилетия науки и технологий важная задача для отрасли – поднять роль науки в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве, развивать методологию экспериментальных исследований. Необходимы современные инструменты, которые позволят изучать сооружения, начиная от мельчайших структур, уверен Владимир Гурьев. Это позволит в будущем строить дома с любыми типами конструкций и точно определять их надежность и долговечность.
Анна Шиховец
