Дослідники показали, що надлишковий нагрів грунту під міськими будівлями призводить до неврахованої деформації і в довгостроковій перспективі впливає на експлуатаційні характеристики багатьох будівель.
Група дослідників з Північно-Західного університету проаналізували зміни «підземного клімату» під міськими будівлями в Чикаго. Вони виявили надмірне зміщення фундаментів будівель і навколишнього грунту (через розширення і стиснення) і навіть розтріскування, що в кінцевому підсумку впливає на довгострокові експлуатаційні характеристики і довговічність конструкцій.
Дослідники створили бездротову мережу з більш ніж 150 датчиків температури, розташованих як над землею, так і під землею. Вони встановили вимірювальні прилади в підвалах будівель, тунелях метро, підземних гаражах і підземних переходах. Контрольні вимірювання проводилися в парковій зоні далеко від будівель і підземних транспортних систем.
Дані мережі датчиків показали, що підземні температури в області забудови часто на 10 ° С вище, ніж під парком. На основі спостережень за три роки дослідники побудували тривимірну комп’ютерну модель, щоб оцінити зміну температури під землею з 1951 року (коли в Чикаго завершили будівництво тунелів метро) до сьогоднішнього дня і побудувати прогноз до 2051 року.
Підземна температура в різних районах Чикаго. Зображення: Alessandro Rotta Loria, Northwestern University
З урахуванням властивості грунту в цьому регіоні зміна може привести до того, що в тих місцях, де будівлі побудовані на м’якій глині земля стиснеться і просяде вниз на 8 мм, а там, де під фундаментом тверда глина, пісок і вапняк — підніметься на 12 мм. Хоча це, на перший погляд, незначні зміни, багато будівельних компонентів не розраховані на них: будівлі не обрушаться, але експлуатаційні характеристики постраждають.
Моделювання проводилося тільки для Чикаго, але з аналогічними ефектами зміни «підземного клімату» стикаються багато великих міст, додають вчені. З урахуванням специфіки місцевих грунтів і будівель вони можуть проявлятися по-різному, але в будь-якому випадку надають свій ефект, який потрібно враховувати при проектуванні. При цьому надлишок тепла можна направити, наприклад, на обігрів будівель.