В статье:
Дешёвая инфраструктура 7. Домостроение. Теория
уважаемый VasiliyNikon зашел как мне кажется несколько не стой стороны.
Вообще энергоэффективность жилья не решается в виде отдельных домов или группы малоэтажных строений. Особенно в нашей стране. Возможно формат в 15-20 тыс человек и оптимален для поселка. Но!
Это должно быть нечто шарообразное и достаточно плотное. Представьте себе купол диаметром в 700 м и высотой в 150-200 м. Под ним деловой центр, с высотными зданиями в центре. Далее по ниспадающей - жилые здания. И у края купола спортивные сооружения, парки, беговые и велодорожки, бассейны и т.д. Все здания очень легкие, быстровозводимые и перестраиваемые как конструктор.
При этом не надо заботиться о энергоэффективности зданий и сооружений. Под куполом нет осадков и всегда 24 градуса и оптимальная влажность. Можно в квартирах даже окна не ставить. А на крышах делать террасы и открытые сады, все коммуникации - на подземные уровни.
Первый подземный уровень под торгово-развлекаловку, кафе и клуб и т.д.
Второй - уровень для коммуникаций - воды, электричества, связи и т.д.
Третий - Уровень транспорта для людей.
Четвертый уровень - для автоматического транспорта, тут как раз проблема доставки товаров и пищи в квартиры решается на раз.
В таких поселениях можно будет использовать низкопотенциальное тепло от АЭС или от геотермальных источников тепла. Например река, нагретая АЭС затекает под купол, где отдает тепло.
Поясню, почему это выгодно для нашей страны. В нашей стране 80% территорий - трудны для проживания. Низкие температуры, длительная зима, осадки, ветра, гнус и мошкара, высокая или низкая влажность. Люди бегут из таких мест. А те кто остается живет не очень долго и здорово. Подобные селения под куполом - залог нормальной жизни детей и стариков.
Системы жизнеобеспечения подобного сооружения будут в разы дешевле и эффективнее аналогичных систем для отдельных зданий просто за счет масштаба. Под куполом можно будет поддерживать оптимальные температуру, влажность и освещение. Будет даже ветерок гулять.
Из проблем - сложность с материалами для купола, с нужными параметрами под снеговую и ветровую нагрузку. Сложности с мероприятиями по очистке снега. Внутренний экологический балланс животных и растений - как его поддерживать я не очень представляю. Ну и т.д.
Но обслуживать подобный город будет во много раз проще чем нунешие. Замена инфраструктуры сейчас требует огромных вложений. Доступ к трубам, например требует тяжелой землеройной техники и сопровождается перекрытиями улиц и фундаментальными затратами. В случае же поселка под куполом - все в прямом доступе. Два мужика приходят, отключаю воду и отвинчивают старую трубу, заменяя ее новой, за полтора часа. Утрирую конечно, но как то так.
Для того, чтобы вы не думали, что это утопия:
Вечное лето: поселок под куполом появится в Заполярье
http://yakutia.info/success/165182
И еще домик понравился:
Дом под куполом: жилище за полярным кругом, где всегда тепло
Источник: http://www.novate.ru/blogs/291216/39427/
Комментарии
Вентилировать как собираетесь свой купол диаметром 700 метров?
Турбинами.
А если серьезно - то основной упор на очистку воздуха, в том числе и от углекислого газа и внутреннюю зелень. Ну и баллансировка по кислороду. Минимальный воздухообмен с внешкой. Чтобы не тратить тепло и не строить огромные рекуператоры.
В нынешних городах вся вентиляция - естественная, использующая перенос воздушных масс ветром. Под куполом с этим придется распрощаться. А между тем "воздуху каждый вдыхает за раз два с половиною литра" (с) В.Высоцкий. Но есть такой пример, как московский метрополитен, где вентиляция основана на переносе воздуха поездами - по типу поршня. Используются огромные мощности, при этом внутренний объем станций и их топологическая структура гораздо проще планируемого муравейника.
То же самое и по поглощению углекислого газа. Поглотители вам придется ставить чуть ли не в каждом помещении длительного пользования, при этом еще и обслуживать их.
И это лишь одна проблема воздухообмена...
В общем - технологические проблемы купольных городов на сегодняшний день нерешаемы. Эксперименты с замкнутой биосферой проводились и у нас и в Америке, и в Китае (Биосфера-2, Биос-3, Юэгун-1) но не взлетело...
Не вентилируется так московский метрополитен. Принудительная вентиляция работает.
Живуч миф.
Ну на самом деле там есть тоннельная вентиляция и вентиляция станций с помощью вентшахт с вентиляторами.
Работает. Однако постойте перед входными дверями на станцию поздней ночью. В момент, когда поезд въезжает на станцию - они открываются потоком воздуха. Это заметно.
Днем заметить трудно, поскольку они постоянно открываются-закрываются пассажирами.
Это просто эффект от выталкивания воздуха перед идущим поездом. К вентиляции метро никакого отношения не имеет.
Всё равно, что если бы в жаркий день движение воздуха от проходящих людей назвать вентиляцией.
Ага. Поезд выталкивает воздух из туннеля, который выталкивает воздух со станции, который выталкивает воздух из подземного перехода...
Это и называется вентиляция :-)
Цель - обновить воздух с пониженным содержанием кислорода на станции, заменить его на воздух из атмосферы. При заходе поезда - воздух выдувается. При уходе - засасывается
Ну полностью замкнутую систему я и не предлагаю. Пусть будет полузамкнутой, как сейчас в любом доме. С достаточным притоком воздуха через рекуператоры и увлажнители по воздуховодам в каждое помещение. Все равно выйдет дешевле рекуператоров на каждый дом. На крупные торговые комплексы же делают систему вентиляции. Мой поселок ненамного больше.
Да, но в торговых комплексах постоянно работает приточно-вытяжная вентиляция, пожирая при этом уйму энергии. Я уж молчу о кондиционированиии. И при этом она всего лишь выбрасывает воздух из внутренних помещений в атмосферу, где работает естестенная вентиляция.
В торговых комплексах это экономически оправдано, но ведь объемы комплекса и вашего купола будут отличаться. В вашем куполе объем будет увеличиваться по закону куба. С аналогичным увеличением энергозатрат на перемешивание воздушных масс и на выброс их за пределы купола.
Что касается упования на растения. Увы, но тут тоже сплошные разочарования. Растения вырабатывают кислород, да... но лишь с помощью фотосинтеза, а не сами по себе. То есть - под прямым (желательно) солнечным светом. В темноте же они кислород не вырабатывают, а наоборот его поглощают. А вот с солнечным светом под куполом возникают очевидные проблемы...
И есть еще один нюанс... Если вы помните момент появления первых стеклопакетов. Как народ сперва возрадовался, а понаставив их - стал жаловаться на духоту. И было с чего, ведь в старых СНиПах до 80% вентиляции жилых помещений состояло из естественной вентиляции в неплотностях наружных ограждений. А первые стеклопакеты были герметичны. Это уже потом пошли с микропроветриванием и прочими штуками. Под куполом вы получите примерно тот же эффект. С микропроветриванием помещений будут большие проблемы. К тому же CO2 - очень вредная и опасная штука. Ведь если нагретый воздух - азот и кислород будут подниматься вверх, то CO2 стелется понизу, и задача его удаления из нижних помещений будет весьма нетривиальна...
Да, кстати! Не думайте, что данная проблема вообще никак и никем не решается ;)
Как раз у нас в России то что может быть сделано на сегодняшний момент - делается! Я имею в виду конечно же базу "Арктический Трилистник" на Земле Франца-Иосифа. И "Северный Клевер" на Котельном. Это, конечно, еще не купольный поселок, но уже неплохой шаг в данном направлении.
В Арктике нет проблем с охолождением. Пассивную вентиляцию тоже легко устроить на перепаде температур.
Все дружно переезжаем на полюса?
Главные потери будут на уносе тепла с воздухом, а не на механике.
С другой стороны, летом... Летом это будет ад. Проблема охлаждения больших объёмов гораздо сложнее отопления, а солнце фигарит по киловатту на квадрат, по гигаватту на кв.км.
А про "стелющийся" СО2 (и вообще про гравитационную сепарацию газов) - это городской миф, который дико живуч... Как по-Вашему: почему состав атмосферы примерно равномерен, почему внизу у нас не кислород-аргонная атмосфера, а весь азот не собрался на высоте? :)
На самом деле всё просто, для гравитационной сепарации газов необходимо, чтобы mg*свободный пробег >> kT. А для этого нужно либо поднять g, желательно в тысячи раз, либо массу молекулы в те же разы, либо снизить давление и температуру примерно до уровня, который считается очень хорошим вакуумом. Именно поэтому уран обогащают центрифугами (а ведь могли бы просто заполнить гексафторидом большой спортзал, да? :) ).
Та же рекуперации и кондиционирование. Как то с этим с торговых комплексах справляются. Возможно использовать закрытие жалюзи на внутренней поверхности купола.
В торговых комплексах нет такого притока солнечного тепла. Весь этот купол, фактически, один большой солнечный коллектор. В солнечную погоду - порядка 1кВт на каждый квадратный метр, и все эти киловатты нужно как-то и куда-то отводить, иначе температура быстро придёт к равновесным 100-150С.
Насчет гравитационной сепарации газов поспорить можно, но лениво. :)))
Там много факторов влияет. И молекулярные массы, и турбулентность/ламинарность потоков, температура, начальная концентрация газов и прочее.. Но в общем да. Разделение газа на слои имеет место лишь до начала диффузии.
Попросту говоря если, скажем, у вас в бане из печки идет поток углекислого газа а парилка нагрета, то концентрация CO2 у пола будет всеж-таки выше, чем на полках. В условиях плохой вентиляции диффузия будет идти значительно медленнее.
А чего там спорить? Физика. Условие сепарации (когда газы именно разделяются) я написал.
А так в предоставленой самой себе системе энтропия растёт и газы перемешиваются... а потоков чистых газов внутри купола нет.
Наоборот, изначально выдох (в комфортных для человека условиях) быстро всплывает (нагрев более значим для плотности, чем незначительное повышение концентрации СО2), поэтому наибольшая концентрация СО2 именно таки вверху (да, поэтому в помещениях с высокими потолками легче дышится, когда набилось народу).
Нормально СО2 по высоте распределяется.
Дилины/пещеры/озёра смерти.
И как человек проработавший много лет в слабо проветриваемыхпомещениях (в том сисле полу и подвальных), скажу что начиная с аакого-то момента, внизу и вверху качество вдоха разное.
Во всех этих местах скапливающийся газ там _выделяется,_ а диффузия просто недостаточно быстро его оттуда выводит - из-за температурного градиента, например.
Сами по себе при н.у. газы не перераспределяются (ну, точнее, равновесный установившися градиент слишком мал, чтобы об этом можно было говорить практически).
Растения - искусственное освещение. Все равно предусматривается для людей. По спектру близкое с солнечным.
Вытяжка из нижних помещений. Притока в остальные. Будет дорого. Очень
Но если поделить на 15000 жителей... Эффект масштаба никто не отменял.
Вертикальная гидропоника. :)))
С растениями не выйдет: очень уж много нужно зелёной массы в пересчёте на человека. Для космоса считали - там тоска зелёная, прошу прощения за каламбур.
И 5 тыс. Жителей будцт обслуживать эту ферму, на котору,ю кстати, надо заводить отдельный реактор аэс.
Это на поле травка питаетсч халявным солнышком, а в гидропонике под киловат на квадратный метр будь бобр обеспечить. :) а ещё удобрения и воду, много воды.
А ещё необходимо решать проблемувлажности.
А ещё, светопрозрачные ЭнергоЭфективные панели - только вакуум или их масса будет такая, что основная масса будет сосредоточенна в оболочке купола.
Чего это Биос-3 не взлетело-то?
Того, что полного независимого цикла добиться не удалось, хотя определенные успехи были. На сегодняшний день самые лучшие результаты у китайцев. Но это, разумеется, не их исключительная заслуга. Они основаны на работах новосибирцев, которые принимали непосредственное участие. Учли все замечания по БИОС-3 и продолжили развитие. А у нас проект БИОС-3 был остановлен при Меченом, как и многое другое...
Во-первых, добились замыкания по воде, воздуху и растительной пище, включая витамины, что не мало.
Во-вторых, этого более, чем достаточно для обсуждаемого обьекта - всё-таки не космос. Восстанавливать кислород воздуха из углекислого газа при помощи хлореллы, жидких отходов и энергии - вполне реально.
Ну а в целом - рекуператор гораздо проще, дешевле и надёжнее.
А в чём проблема? Трудно пройти 200 метров, чтобы выйти из города на природу-мать нашу? А в куполе предусмотреть форточки и открывать их на ночь.
Точно! Лежать ночью в мороз в трусах в гамаке под звездами и курить в форточку в куполе - лепота.
Да, кайф! Надо ещё предусмотреть, чтобы купол сдвигался за город летом, а то сварятся все нахфиг! А за городом использовать купол, как парник для помидор. Пусть турки утрутся.
Помидоры надо прямо на крыше выращивать. Под полярным солнышком.
Пожалуй, это не самое большое сооружение в мире. Возьмите любой приличный логистический комплекс.
Мне вот хочется разработать удалитель СО2 из помещений. Ведь смысл вентилирования состоит в том чтобы заменить большое количество тёплого влажного воздуха с небольшой, но уже неприятной концентрацией СО2, на большое количество холодного свежего воздуха. И этот самый свежий воздух ещё нужно греть. Ну или там рекуперацию устраивать. И всё - ради удаления небольшого, в общем-то, количества СО2. Так не легче ли удалять СО2 - а почти весь воздух оставлять в помещении?
В таком устройстве воздух бы пропускался через поглотитель - полиамин. В результате реакции получался бы раствор содержащий смесь карбонатов и карбаматов полиаминов. Из этих карбаматов СО2+Н2О бы периодически откачивали (например, когда солнце, освещающее солн панели будет вырабатывть электричество) - и полиамин возвращали в устройство. Углекислый газ бы по тонкой трубочке выбрасывали наружу, а сконденсированную воду сливали бы в бачок для повторного использования.
Как вариант, можно вкачивать снаружи немножко чистого кислорода для баланса. Наружный воздух пропускался бы через цеолиты, которые под атмосферным давлением поглощали бы кислород и пропускали азот. Когда цеолит насыщается кислородом, этот самый кислород из него выкачивать и впускать в дом. Такие устройства уже есть.
Осушитель воздуха у меня дома стоит.
Вот, жаль, на эту идею времени совершенно нет.
Перезаряжать полиамин замучаетесь. А расходы на его синтез в пересчете на удаленный СО2 будут на порядки выше, чем на рекуперацию, вентиляцию или нагрев "забортного" воздуха.
Дополнительный кислород ничем не помогает: человек задыхается не от недостатка кислорода. В пределах 16-25% ему пофигу, а в быту содержание колеблется менее, чем на процент. Более того, человек вообще не чувствует нехватки кислорода даже когда его реально не хватает (менее 5-6%) - теряет сознание, но никаких ощущений или негативных реакций. Человек задыхается (вот это самое чувство "не хватает воздуха") от избытка СО2: так устроена наша механика, чуть избыток СО2 в крови, и нас начинает корежить. Ну и превышение по СО2 на несколько процентов ведет к тяжелым отравлениям, вплоть до смерти.
Короче, нам плевать на кислород в широких пределах, но вот избыток СО2 - катастрофа.
Уважаемый Simurg:
Но почему же замучаюсь ? Раз в 10 лет долить - и дальше использовать. Для синтеза 2 литров, конечно, придётся затратить реагенты и энергию - но потом эти 2 литра будут использоваться 3000 раз, так что разовые затраты, надеюсь, окупятся. Полиэтиленамины сейчас производятся в промышленных масштабах, 2 кг будут стоить ~ 500 руб. Что касается кислорода - то его роль мне не совсем ясна. С одной стороны я сам раньше читал то что Вы написали. С другой стороны, одно из воспоминаний моей молодости - это как я сам оказался в горах гораздо быстрее и гораздо выше чем ожидал. Потом меня целый день колбасило. Доктор сказал: чепуха, мол, горная болезнь, сейчас подышите кислородом - а дальше само пройдёт. Прошло - но осадок остался.
Я имел в виду по энергии и деньгам: химическое удаление СО2 в сотни-тысячи раз энергетически дороже и требует невосстановимых на месте химикатов, чем простая механическая замена воздуха с рекуперацией. За сутки человек (ну, в зависимости от массы, пола и активности) выдыхает 1-1.5 кг СО2. Молярная полиамина больше, чем у СО2, то есть, этих 2кг даже на сутки на одного не хватит... Дороговато, ПМСМ. Вентилировать и отапливать куда дешевле.
...
А что до гор - на 5км (к примеру) парциальное давление кислорода примерно вдвое меньше, чем у Земли, то есть, почти то же, как если б содержание кислорода упало до 10% (у поверхности). А скорость газообмена в лёгких определяется именно парциальным давлением.
На 2км оно меньше на треть, то есть, 21% там - эквивалент 14% у поверхности. А на 2км некоторые люди живут всю жизнь, дома у них там.
интересная мысль. но вот такой купол снег не выдержит точно. но с другой стороны, снег же должен таять сам по себе от тепла купола. не будет ли затратно в плане энергии? а ещё вопрос с ультрафиолетом
Возможно это будет группа куполов. Со стойками и накопителями снега между ними. Снег либо сваливается вниз, в сток города, либо плавится и сливается в канализацию. Возможно будет основная проблема с теплоотводом от города. Ведь все выделенное тепло в городе - от всех механизмов и людей накапливается под куполом.
Фторопласт марки Ф4 и не будет у вас не снеговой нагрузки не потерь тепла. Весь вопрос в количестве слоев в подушке. А что касается УФ, так стекло нервно курит в сторонке.
Фторопласт прозрачный? Не знал.
А ещё он оказывается жёсткий и хорошо держит статическую нагрузку :)
Шикарные проекты.
Где в каком месте у Вас заводы и фабрики?Работать где живущие будут? Друг другу цветочки помогать выращивать ?
Офис .отлично. Купи продай по интернету или компьютерные игры разрабатывать? У нас что пост индустриальное общество образовались или появились колонии ? Завоюем Африку и будем у туземцев отбирать бананы и ананасы?
Село. это сельское хозяйство. Поселок .это фабрика или заводик. Город это несколько заводов и фабрик.Производить товары нужно. Потом думать что строить на вырученные от продажи денежки.
Отлично придумали где жить. На что жить и строить собрались?
Есть проекты и существуют прожекты.Разницу все улавливают?
В соседнем куполе, под землей. Вообще поселок для детей и стариков. Остальные могут покататься на работу по морозцу на шахту, заводы, порты, прииски и буровые. Ночевать будут в поселке, ну или на субботу воскресенье приезжать.
Людям.особенно детям. нужно закаляться.Бывать больше на свежем воздухе.В снежки играть и на лыжах кататься.Под таким куполом вырастут дохлики.которые сразу заболеют при выходе в обычный мир.
Несколько лет назад. Финские медики были озабочены резким снижением иммунитета у детей.Совсем рядом. в нашей Карелии. ничего подобного не наблюдалось.Стали разбираться и выяснили что слишком комфортно и чисто.так же плохо.Что придумали я не знаю ? Возможно и ничего.
Это. всего лишь. один из отрицательных аспектов подобного проекта.Как под ним будет если пара человек заболеют гриппом или туберкулезом?
Немного пораскинуть мозгами и можно понять то что все это утопия.
Конечно при -60 они будут просто на редкость здоровыми. Ну и после энцефалитного клеща. Ничего не мешает их выводить из под купола при благоприятной погоде. И заниматься под куполом спортом. Проблема микробов и вирусов решается сильным ультрафиолетом в системах воздухообмена - очистки и слабым под самим куполом.
Как то. за замечал. того что бы Сибиряки отличались плохим здоровьем.Так же не слышно и о повышенной детской смертности в северных городах и поселках. У меня хорошая знакомая живет в Уренгое. Привыкла и переезжать никуда не собирается. Хотя есть хорошая квартира в Минске.Ребенок. так же. растет вполне здоровым.
Подтверждаю. 30 лет, не пью никаких таблеток. Просто не болею.
Потому что сибиряк)
Причём сельский.
Насмотрелся в армии на немощных москвичей, месяц служат, две недели в Сан части. Не знающие как держать лопату.
А что вы знаете про энцефалитного клеща?)
Кто то где то рассказал?
В детстве нашёл клеща, впившегося, вытащил. В тех случаях, где глубоко всосался, подсолнечным маслом размягчали кожу и вырывали. Иногда головка оставалась, ничего. Как видите жив здоров)
Всю деревню так кусали. Об энцефалите узнали в школе)))
С тех пор начали бояться. Иногда. Лучше бы не рассказывали тогда
Купол в районах вечной мерзлоты никак не годится. Под ним тепло, значит почва поплывет, а с ней и купол. Когда в вечной мерзлоте строят и сваи забивают, землю не отогревают, а даже намораживают.
На мерзлоте наверное сложновато будет. Либо выгребать всю мержлоту под поселком на 200-300м. Либо искать выход скального грунта поблизости.
LLORD
( (22:13:38 / 11-05-2017)
Купол в районах вечной мерзлоты никак не годится. Под ним тепло, значит почва поплывет, а с ней и купол...
... Представьте себе купол диаметром в 700 м и высотой в 150-200 м...
Вот как только
представьтебудет построен купол диаметром в 700 м и высотой в 150-200 м, выдерживающий снег и ветра и сохраняющий необходимую прозрачность (УФ) ..и т.п.. , то поднять метров на 5-7 над почвой, утилизируя тепло от него, не будет проблем.Страницы