Жара, ветер и просадка грунта: как изменение климата разрушает здания

При подготовке и реализации строительных проектов используют материалы и стандарты, рассчитанные на определенный диапазон температур, норму осадков и ветра, и геологические факторы — землетрясения, проседание грунта и уровень подземных вод.

При превышении любого из этих параметров велика вероятность того, что какой-то аспект здания выйдет из строя: слишком сильный ветер может повредить покрытие крыши, а продолжительные ливни приводят к повышению уровня вод и паводкам. Это нормально, и невозможно предусмотреть все проблемы. После того, как случится стихийное бедствие, можно восстановить ущерб и принять дополнительные меры, снижающие риски в будущем.

Однако потепление климата означает, что условия будут меняться все сильнее. Повышение температуры и влажности войдет в норму. Паводки, которые раньше были редким явлением, будут повторяться все чаще.

Некоторые из этих факторов очевидны. Дома будут больше перегреваться, что означает риски для жителей. Наводнения будут происходить чаще и охватывать все большие территории, а значит, некоторые локации опустеют.

Фото в тексте: Unsplash

В какой-то степени подобные последствия можно локализовать и сдерживать с помощью довольно простых средств. Например, можно избавиться от перегрева, затенив окна, обеспечив хорошую вентиляцию и теплоизоляцию. Однако существуют и более коварные последствия изменения климата, которые незаметно ухудшают основные функции здания.

Термиты и плавящийся асфальт

Когда ветер и осадки усиливаются, здания быстрее изнашиваются. Увеличивается число протечек. Из-за потепления ареал обитания некоторых насекомых расширяется, и это означает дополнительные риски. Например, термиты поедают древесину и могут нанести серьезный ущерб конструкциям. Некоторые виды комаров — переносчики малярии, и чтобы защититься от них, требуется серьезно перестроить жилые помещения.

При нагревании материалы, особенно металлы, расширяются и могут даже деформироваться, если условия окружающей среды будут более суровыми, чем было предусмотрено проектом. Известен случай в Шэньчжэне (Китай): из-за жары стальные опоры небоскреба растянулись, и конструкция начала дрожать. Тогда людей пришлось эвакуировать из здания.

При экстремальных температурах материалы могут даже плавиться. В результате дороги могут таять и-за размягчения верхнего слоя битума.

Вероятно, будет чаще происходить просадка грунта, в результате которой земля под сооружением проваливается. Это может спровоцировать трещины в здании или даже его обрушение. Фундаменты на глинистых почвах особенно уязвимы, так как почвы набухают, когда они впитывают воду, затем затвердевают и сжимаются по мере высыхания. Изменение характера осадков усугубит это. Например, в ближайшие 50 лет в Великобритании просадка грунта затронет более 10% зданий.

Рак бетона

Вероятно, наиболее серьезное влияние потепление окажет на железобетон — один из самых используемых материалов на Земле. Он применяется повсеместно — от небоскребов и мостов до оконных перемычек. Чтобы создать такие прочные конструкции, в форму помещают стальную арматуру, а затем заливают жидким бетоном.

Однако более влажный и теплый климат может повредить прочности этого материала. Сталь внутри бетона ржавеет и расширяется, из-за чего бетон трескается, а структура становится менее надежной. Это явление иногда называют «рак бетона».

Здания в прибрежных районах особенно подвержены коррозии, так как хлорид в соленой воде ускоряет процесс. Вместе с уровнем моря поднимаются и грунтовые воды. При этом они становятся более солеными, что влияет на фундаменты зданий. Из-за более сильных ветров брызги соленой воды дальше распространяются.

Фото в тексте: Arayan Rattanaphan / Shutterstock

В то же время на бетон влияет карбонизация — реакция углекислого газа из воздуха и цемента, при которой образуется другой химический элемент — карбонат кальция. Это снижает уровень рН бетона, из-за чего сталь еще более подвержена коррозии. С 1950-х годов содержание углекислого газа в атмосфере выросло с примерно 300 частей на млн до более 400. Больше CO2 означает больше карбонизации.

Недавнее трагическое обрушение жилого дома в Майами в США может указывать на то, что этот процесс набирает обороты. Хотя точная причина обрушения все еще исследуется, некоторые предполагают, что это может быть связано с изменением климата. 

Независимо от того, будет ли доказана связь с изменением климата, это тревожный сигнал, указывающий на хрупкость наших домов. Изменение климата носит неизбирательный характер: здания уязвимы вне зависимости от того, в какой точке мира  находятся. При этом современные здания в развитых странах устроены сложнее, чем традиционные, а, значит, риск возникновения проблемы для них выше.

Единственный вариант — начать адаптацию зданий к изменяющимся условиям, в которых они эксплуатируются. Чем раньше мы начнем это делать, тем больше катастроф удастся избежать.

Источник.

Фото на обложке: Unsplash