Блог

Jul 06, 2023

Растущая жара под землей немного тонет в Чикаго

Подвалы и железнодорожные туннели постоянно пропускают тепло, вызывая проседание земли и деформацию фундаментов зданий. Ученые называют это «подземным изменением климата». Алессандро Ф. Ротта Лория, ассистент

Подвалы и железнодорожные туннели постоянно пропускают тепло, вызывая проседание земли и деформацию фундаментов зданий. Ученые называют это «подземным изменением климата».

Алессандро Ф. Ротта Лория, доцент Северо-Западного университета, прошел через котельную клуба Юнион-лиги Чикаго, чтобы проверить датчик температуры. Кредит...

Поддерживается

Раймонд Чжун

Фотографии Джейми Келтера Дэвиса

Рэймонд Чжун и Джейми Келтер Дэвис исследовали подвалы, железнодорожные платформы и гараж, чтобы понять, как нагревается земля под Чикаго.

Под высокими башнями в стиле ар-деко в центре Чикаго, его многоуровневыми дорогами, загруженными линиями метро и железных дорог земля опускается, и не только по причинам, которые вы могли ожидать.

Согласно новому исследованию Северо-Западного университета, с середины 20-го века земля между поверхностью города и скалой нагрелась в среднем на 5,6 градуса по Фаренгейту. Все это тепло, которое исходит в основном из подвалов и других подземных сооружений, привело к тому, что слои песка, глины и камня под некоторыми зданиями за десятилетия опустились или разбухли на несколько миллиметров, что достаточно, чтобы усугубить трещины и дефекты в стенах и фундаменте.

«Вокруг вас есть источники тепла», — сказал автор исследования Алессандро Ф. Ротта Лория, прогуливаясь с рюкзаком по станции «Миллениум», терминалу пригородной железной дороги под районом Луп. «Это вещи, которых люди не видят, поэтому их как будто не существует».

Это не только Чикаго. В больших городах по всему миру сжигание людьми ископаемого топлива приводит к поднятию уровня ртути на поверхность. Но тепло также выливается из подвалов, гаражей, железнодорожных туннелей, труб, канализации и электрических кабелей в окружающую землю – явление, которое ученые назвали «подземным изменением климата».

Повышение температуры под землей приводит к более теплым тоннелям метро, ​​что может вызвать перегрев путей и создание паровой бани для пассажиров. И со временем они вызывают крошечные сдвиги в грунте под зданиями, что может вызвать структурную деформацию, последствия которой долгое время незаметны, пока внезапно не проявятся.

«Сегодня вы не видите этой проблемы», — сказал Асал Бидармагз, старший преподаватель геотехнической инженерии в Университете Нового Южного Уэльса в Австралии. «Но в ближайшие 100 лет возникнет проблема. И если мы просто сидим следующие 100 лет и ждем 100 лет, чтобы решить эту проблему, то это будет огромной проблемой».

Доктор Бидармахз изучал подземное тепло в Лондоне, но не участвовал в исследованиях в Чикаго.

Чтобы оценить изменение подземного климата в Чикаго, доктор Ротта Лория, доцент кафедры гражданского и экологического строительства Северо-Западного университета, установила более 150 датчиков температуры над и под поверхностью Петли. Он объединил показания этих датчиков за три года с подробной компьютерной моделью подвалов, туннелей и других сооружений района, чтобы смоделировать, как земля на разных глубинах нагревалась с 1951 года по настоящее время, и как она будет нагреваться с настоящего момента до 2051 года.

Он обнаружил, что возле некоторых источников тепла земля под ногами чикагцев за последние семь десятилетий нагрелась на 27 градусов по Фаренгейту. Это привело к тому, что земляные слои под некоторыми зданиями расширились или сжались на целых полдюйма.

Он обнаружил, что потепление и деформация грунта сейчас происходят медленнее, чем в 20-м веке, просто потому, что земля стала такой же теплой, как и похороненные в ней подвалы и туннели. Все больше и больше эти конструкции будут оставаться теплыми, а не рассеивать тепло в землю вокруг них.

Выводы доктора Ротты Лории были опубликованы во вторник в журнале Communications Engineering.

По его словам, наиболее эффективным способом решения этой проблемы для владельцев зданий и операторов туннелей будет улучшение изоляции, чтобы уменьшить утечку тепла в землю. Они также могли заставить тепло работать. Доктор Ротта Лория — главный технический директор Enerdrape, стартапа в Швейцарии, производящего панели, которые поглощают окружающее тепло в туннелях и гаражах и используют его для работы электрических тепловых насосов, сокращая счета за коммунальные услуги. В качестве пилотного проекта компания установила 200 своих панелей в гараже супермаркета недалеко от Лозанны.