Пересмотр СП 25 учитывает изменения климата и повышает безопасность сооружений в Арктической зоне
Минстрой России пересмотрел требования к проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах, направленные на обеспечение безопасности строительства в криолитозоне страны.
В связи с наличием многолетнемерзлых грунтов наблюдаемое в мире в последние годы изменение климата имеет особое значение и в целом для криолитозоны, и для Арктики России. Повышение температуры воздуха вызывает их деградацию и интенсификацию опасных криогенных процессов, негативно отражающихся на устойчивости зданий и сооружений. С повышением температуры многолетнемерзлых пород уменьшаются их прочностные свойства и возрастают их деформационные характеристики, что впоследствии ведет к разрушению объектов капитального строительства.
В настоящее время, в городах, расположенных на территории криолитозоны и Арктической зоны России, а это около 65% всей территории, существует большое количество острых вопросов, связанных с эксплуатацией жилищного фонда и новым строительством.
«Зачастую эта проблематика обусловлена именно отсутствием в нормативно-технической базе современных технологий, инновационных материалов, а также соответствующей методологии расчетов. В принципе изменения климата требуют переосмысления подходов строительства в Арктической зоне РФ. Благодаря разработанному проекту пересмотра СП 25 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» снизится опасность возникновения аварийных ситуаций при длительной эксплуатации зданий и сооружений, возведенных в криолитозоне», – сообщил заместитель министра строительства и ЖКХ РФ Дмитрий Волков.
Пересмотр СП 25 обеспечивает внедрение новых и усовершенствованных способов фундаментостроения на многолетнемерзлых грунтах, а также уточненных методик расчетов по прочности и деформациям, обусловленных необходимостью учета изменения климата при проектировании оснований и фундаментов, а также появлению новых способов определения свойств мерзлых и оттаивающих грунтов.
«Изменения, внесенные разработчиками в текст свода правил СП 25 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах», призваны закрыть существующие пробелы в проектных требованиях и позволят в будущем избежать необходимости разработки целого ряда специальных технических условий, связанных с возможностью применения прямошовных труб для устройства свай в вечномерзлых грунтах, использования сухих смесей для заполнения металлических свай, а также возможности передачи части проектных нагрузок на сваи в процессе замораживания основания. Результаты работы получили согласование и высокую оценку организаций нефтяной и газовой отраслей. Вносимые изменения позволят достичь существенной экономии средств при строительстве в условиях Крайнего Севера, в том числе за счет отсутствия длинного плеча доставки бетонного раствора и необходимости организации растворных узлов на площадке. Эта экономия оценивается на уровне свыше 400 млн рублей в год», – прокомментировал важность готовящегося документа директор НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство» Игорь Колыбин.
На основании анализа разрабатываемых специальных технических условий (СТУ) и обсуждения с заинтересованными организациями проработаны вопросы по использованию электросварных прямошовных труб в качестве свай и заполнения внутренней полости труб сухой цементно-песчаной смесью (ЦПС). Применение ЦПС позволит сократить установочные сроки производства работ приблизительно на 20% относительно существующих трудозатрат при использовании растворов.
«СП 25 – документ из ТОП-2 по количеству разработанных и согласованных Минстроем России в 2019 г. Всего за указанный год было зарегистрировано около 100 СТУ, большая часть из которых носила повторяющийся характер. По результатам работ над пересмотром этого документа необходимость в подобных СТУ будет исключена», – отметил заместитель директора ФАУ «ФЦС» Александр Неклюдов.
В целях модернизации наиболее распространенного способа устройства свайных фундаментов на многолетнемерзлых грунтах для сокращения сроков строительства в проект включены положения по проходке лидерных скважин для установки буроопускных свай с помощью струйной технологии, а также расчеты теплового взаимодействия сооружений с многолетнемерзлыми грунтами. При выполнении таких работ следует учитывать внесение в массив грунта тепла вследствие применения раствора бетона при устройстве буроопускных полых свай для заполнения их внутренней полости. Использование струйной технологии также позволит значительно сократить время разбуривания скважин в массивах прочного мерзлого грунта.
В составе документа предусмотрена возможность применения в многолетнемерзлых грунтах буроинъекционные сваи, что позволит избежать целой серии аварийных ситуаций, связанных с деформированием фундаментов существующих зданий вследствие повышения температур основания за счет их усиления. Эта технология применима для крепления защитных сооружений от опасных геологических и геокриологических, в том числе склоновых процессов.
Новые положения СП 25 также связаны и с расширением и уточнением величин удельного сцепления и угла внутреннего трения многолетнемерзлого грунта, определением критерия перехода мерзлых грунтов из пластичномерзлого состояния в твердомерзлое.
Кроме того, учтены требования к железобетонным конструкциям, расположенным в слое сезонного промерзания-оттаивания, подвергающимся попеременному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии при проектировании зданий с полами по грунту в районах с расчетной зимней температурой наружного воздуха ниже минус 40°С.
По словам Андрея Алексеева, руководителя ЦГГИ НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», в последние годы были завершены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, в результате выполнения которых появились новые данные, позволяющие дополнить и уточнить отдельные положения по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах. Именно эти новые данные отображены в проекте пересмотра СП 25.
В России введен национальный стандарт для накопителей энергии, разработанный Роснано и НГТУ НЭТИ
В России начали действовать первые национальные стандарты для проектирования, испытания и эксплуатации накопителей электрической энергии высокой мощности. Нормы были разработаны сотрудниками копании «Системы накопления энергии» (проект Роснано) совместно с Новосибирским государственным техническим университетом НЭТИ, при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ группы «РОСНАНО».
С начала ноября в России начали действовать национальные стандарты на проектирование и эксплуатацию накопителей электрической энергии высокой мощности. Приказ о введении стандартов опубликован на сайте Росстандарта, он вступил в силу 1 ноября 2020 года. Стандарты распространяются в том числе на системы, которые предназначены для автономной работы с возможностью присоединения к электрической сети.
Главные задачи применения новых стандратов — интеграция накопителей в единую энергосистему и создание развитой инфраструктуры электронной генерации. «Рынок накопителей энергии в России только формируется, поэтому генерирующие компании, предприятия и сетевые компании совместно с научным сообществом создают оптимальный образ систем накопления, их структурный состав, выполняемые функции, решают вопросы электромагнитной совместимости с общепромышленной сетью и автономными нагрузками. Наши стандарты дают ответы на эти вопросы. Если накопитель сделан по разработанным стандартам, то его можно подключать к общей сети, не опасаясь, что он что-нибудь испортит», — рассказывает один из разработчиков СНЭ, ведущий инженер-конструктор Института силовой электроники НГТУ НЭТИ Дмитрий Коробков. Предполагается, что введение стандартов снимет эту проблему и ускорит темпы внедрения накопителей энергии в России.
Другая проблема, которую решит введение стандартов, — это коммуникация между заказчиком и производителем накопителей. «Иногда заказчик и исполнитель говорят на разных языках. Например, энергоемкость накопителя может быть номинальной и нормированной, это разные значения, заказчик имеет в виду первую, а производитель — вторую. Мы разработали четкую терминологию, единые показатели работы накопителей, чтобы не происходило путаницы», — говорит руководитель отдела продаж компании СНЭ Роман Фролов.
Инженеры и специалисты компании «Системы накопления энергии» и Регионального центра нормативно-технической поддержки инноваций Новосибирской области при Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ адаптировали существующие международные требования к проектированию, монтажу и испытаниям устройств, которые предъявляются к участникам рынка производителей систем накопления энергии. Новосибирские разработчики смогли приспособить стандарт под российскую нормативно-правовую базу, что позволит накопителям выйти на международный рынок.
Гармонизированные с международными документами МЭК стандарты помогут строить конструктивный диалог между разработчиками, проектировщиками и заказчиками, сократить их временные и трудовые ресурсы путем применения апробированных на практике норм и требований, необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации современных систем накопления энергии.
Сейчас для обеспечения постоянного энергоснабжения в отдаленных населенных пунктах на севере России строятся солнечно-дизельные электростанции, которые сочетают в себе два способа получения электроэнергии. Это делает энергоснабжение бесперебойным. В таких установках используются специальные накопители, компенсирующие неравномерность выработки энергии, требования для которых впервые были разработаны новосибирскими инженерами из СНЭ и НГТУ НЭТИ. В 2019 и 2020 году первые российские накопители энергии высокой мощности были запущены на солнечно-дизельных электростанциях компании «Хевел» в Туве и Башкирии. В ближайшее время планируется установка накопителей на станциях Чукотки, Якутии и Красноярского края.
Необходимость формирования нормативной базы в России в сфере систем накопления электрической энергии обусловлена интенсивным развитием этой отрасли. «Если традиционные типы накопителей выполняли в электроэнергетике лишь вспомогательные функции, то современные накопители энергии претендуют на место одного из важнейших элементов энергосистем. При этом основные типы накопителей энергии, которые достигли наибольших и наилучших характеристик, — это накопители на базе литий-ионных аккумуляторных батарей», — комментирует директор Института силовой электроники, профессор НГТУ НЭТИ Сергей Харитонов.
В 2021 году планируется продолжить работы по формированию гармонизированной нормативной базы, обеспечивающей комплексное развитие отрасли систем накопления электрической энергии в России, в том числе через разработку востребованных документов по стандартизации, учитывающих специфику рынка российской электроэнергетики.
Справка
«Системы накопления энергии» (СНЭ) (проект Роснано) — технологическая инжиниринговая компания, занимается развитием отрасли хранения электрической энергии. Ранее оборудование, созданное СНЭ совместно с Институтом силовой электроники НГТУ НЭТИ, было установлено на Бурзянской солнечной электростанции в Башкирии с крупнейшим в России накопителем энергии, а также в Республике Тува. В ближайшее время планируется установка накопителей на станциях Чукотки и Красноярского края.