СЕЙСМОСТОЙКОЕ СООРУЖЕНИЕ С МИКРОКЛИМАТОМ

1. Сейсмостойкое сооружение с микроклиматом включает дом, состоящий из надводной части и погруженного в воду обладающего плавучестью водонепроницаемого подвала соответствующего объема, обеспечивающего плавучесть дома в водной среде, и сейсмостойкий котлован с водой или водным раствором соли, отличающееся тем, что внутри подвала по периферии его дна равномерно размещены по меньшей мере три выравнивающие емкости с возможностью заполнения их водой или другой жидкой средой, изменяющей их вес относительно друг друга для выравнивания дома по показаниям датчиков уровня; в центральной нижней части дна подвала, заполняемая водой или раствором соли с регулировкой уровня в ней, находится балластировочная емкость, она предназначена для изменения плавучести и имеет форму, позволяющую заполняющей ее воде занимать максимальную площадь дна подвала, она разделена внутри вертикальными перегородками на систему сообщающихся ячей или лабиринт; дом находится в плавучем состоянии в сейсмостойком и достаточно глубоком, для обеспечения надежной плавучести дома, гидро-теплоизолированном котловане, он находится в состоянии устойчивого равновесия за счет объема и формы балластировочной и выравнивающих емкостей с жидкостями и глубины погруженной в воду части водонепроницаемого подвала, дом с подвалом включают: выравнивающий распределитель - средство перераспределения жидкости по выравнивающим емкостям; входной мостик, механически связанный только с домом или на шарнирно-подвижных опорах; по меньшей мере шесть амортизирующих средств, ограничивающие горизонтальные перемещения дома с подвалом в по меньшей мере в двух разнесенных друг от друга в пределах габаритов конструкции сооружения уровнях, по меньшей мере три из которых, работающие только на растяжение, равномерно размещены по наружному периметру дома и расположены выше уровня воды в водной преграде, а по меньшей мере три другие, работающих только на сжатие, равномерно размещены по наружному периметру подвала и расположены ниже уровня воды в водной преграде, за счет эти средств, допускающих вертикальные перемещения, реализована водная преграда между поверхностями подвала и котлована, которая исключает их непосредственный контакт в любом направлении; для обеспечения микроклимата в доме выравнивающие емкости несут дополнительную функцию теплоаккумуляторов, для этого они имеют сообщающиеся разделение на горизонтально расположенные изотемпературные области, посредством теплоизолирующих экранов, в которых оборудованы конвекционные каналы, внутреннее строение каждой из изотемпературных областей представляет собой лабиринт или систему сообщающихся ячей; выравнивающие теплоаккумуляторы содержат воду с возможностью циркуляции ее, посредством насоса, через солнечно-тепловой теплообменник с функцией фотоэлектрического, или низкотемпературного термоэлектрического генератора электроэнергии, вода распределяется вначале через выравнивающий распределитель, а затем через температурные распределители воды, в соответствии с ее температурой по изотемпературным областям выравнивающих теплоаккумуляторов, верхние области которых теплоизолированы тепловыми экранами, а нижние имеют тепловой контакт с водой котлована; конструкция выравнивающих теплоаккумуляторов дает возможность участия наряду с водой также другой жидкости или раствора соли в теплообмене и (или) накоплении в них тепловой энергии.
2. Сейсмостойкое сооружение п.1, отличающееся тем, что дом может иметь различные формы, например: цилиндра, призмы, куба, параллелепипеда, а также фигуры, получаемые от их сопряжения с полусферой, полуцилиндром или частями этих фигур; водонепроницаемый подвал и дом могут быть представлены одной фигурой или представлять собой сочетание разных фигур, например цилиндра и призмы, при этом соотношение высоты надводной части дома и глубины водонепроницаемого подвала определяется условиями нахождения дома с подвалом в состоянии устойчивого равновесия в водной среде, которое обеспечивается за счет объема и формы балластировочной и выравнивающих емкостей с жидкостями и глубины дна водонепроницаемого подвала, определяемой от уровня его погружения в воду котлована, чем выше и массивнее надводная часть дома, больше его этажность, тем больше глубина водонепроницаемого подвала и суммарная масса балластировочной и выравнивающих емкостей; их форма должна позволять располагаться жидкости в них как можно ниже, поэтому балластировочная емкость имеет плоскую распределенную по поверхности дна подвала форму; для увеличения запаса устойчивости и компенсации моментов сил от ветровых нагрузок служат амортизирующие средства, расположенные в двух максимально удаленных в пределах габаритов сооружения горизонтальных уровнях, которые ограничивают перемещение дома с подвалом в этих уровнях.
3. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что средством перераспределения жидкости по выравнивающим емкостям является выравнивающий распределитель, состоящий из одинаковых труб, подводящих жидкость к каждой из выравнивающих емкостей и отводящих жидкость от каждой из них, в подводящих или отводящих одинаковых трубах установлены, управляемые процессором по показаниям датчиков уровня регулирующие клапаны; посредством насоса жидкость может одновременно и равномерно забираться из всех емкостей или из общей емкости, например балластировочной, в которую производится сброс жидкости из выравнивающих емкостей через управляемые клапаны, и равномерно подаваться по подводящим жидкость одинаковым трубам обратно в выравнивающие емкости.
4. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что все амортизирующие средства, ограничивающие перемещение дома с подвалом в разных горизонтальных уровнях, равномерно размещены по всему внешнему периметру дома или подвала, по меньшей мере три из них, работающие только на растяжение и амортизирующие рывковые нагрузки, например: цепи, канаты, тросы, или (и) по меньшей мере по два средства на каждую грань подвала, работающего только на сжатие и амортизирующего ударные и сжимающие нагрузки, расположены в верхнем уровне подвала или на границе подвала и сооружения, на поверхности, над водой, или в области уровня воды в водной преграде; и по меньшей мере три средства, работающих только на сжатие, расположены в нижнем уровне водной преграды, ниже уровня погружения подвала на его наружной боковой поверхности ближе к области дна подвала, или на границе боковой поверхности подвала с поверхностью его дна; за счет этих средств реализована водная преграда между подвалом и стенками котлована по всему периметру подвала, ширина которой, в зависимости от конкретного конструктивного варианта, может варьировать от водонаполненного рва до необходимого минимального заполненного водой зазора, исключающего непосредственный контакт между стенками подвала и котлована в любом направлении.
5. Сейсмостойкое сооружение п.4, отличающееся тем, что включает амортизирующие средства, работающие только на сжатие и амортизирующие ударные и сжимающие нагрузки, за счет которых обеспечивается водная преграда между стенами котлована и находящегося в нем в плавучем состоянии дома, они представляют собой амортизаторы, равномерно расположенные по периметру подвала в верхнем и нижнем уровнях зазора или рва между стенами подвала и котлована, они закреплены только на наружных стенах подвала, а их контакт со стенами котлована не препятствует вертикальному перемещению дома с подвалом по отношению к котловану.
6. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что средства, ограничивающие перемещение сооружения в горизонтальной плоскости, работающие только на растяжение и амортизирующие рывковые нагрузки, представляют собой цепи или канаты; одной стороной они, через амортизаторы или непосредственно, закреплены на основном грунте или несущей части каркаса котлована, а другой заведены в надводную часть дома или надводную часть подвала через блоки, оси которых закреплены на тягах с амортизаторами, к барабанам, на которых предусмотрен запас длины цепи или каната, определяемый максимально возможным уровнем подъема воды при затоплении; барабаны связаны с управляемыми приводами, обеспечивающими управляемое равное натяжение всем канатам или цепям, при этом суммарная величина силы натяжения всех средств должна быть меньше запаса плавучести дома с подвалом.
7. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что водонепроницаемый подвал закреплен на средствах повышающих его плавучесть, например на балластировочной емкости, связанной с домом или подвалом средствами, для регулируемого заполнения ее соленой или пресной водой, или на понтонах, равномерно расположенных под дном подвала, по его периметру и (или) центру.
8. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, водонепроницаемый подвал выполнен, как единая полая конструкция простая или комбинированная из независимо гидроизолированных двух, выполненных из разных материалов, например: металла и стеклопластика, пластмассы, легкого пенобетона, или единой конструкцией выполнен только периметр, который скреплен с дном подвала металлическим каркасом, являющимся связующим и несущим элементом для подвала и надводной части дома; дно и прилагаемая ко дну часть водонепроницаемого подвала представляет собой короб из металла, прочность которого обеспечивает скрепленный с дном и стенками каркас из сообщающихся ячей или лабиринт, занимающий нижнею часть подвала и являющийся опорой для водонепроницаемого пола подвала или лаг пола подвала; подпольная часть подвала несет функцию балластировочной емкости с регулировкой уровня заполнения ее водой, сбрасываемой, для коррекции дома по уровню, из холодных областей выравнивающих теплоаккумуляторов, через клапаны выравнивающего распределителя, управляемые процессором по показаниям датчиков уровня, из балластировочной емкости подпольной части подвала остывшая вода, посредством насоса, может забираться для теплообмена, после теплообмена вода равномерно распределяется через температурный распределитель в соответствующие изотемпературные области всех выравнивающих емкостей с функцией теплоаккумуляторов.
9. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что разделенные водной преградой котлован и подвал в сечении горизонтальной плоскостью могут иметь различные фигуры: круг, овал, квадрат, прямоугольник, многоугольник, или их различные сочетания в сопряженных фигурах; сечение подвала представлено фигурой подобной вписанной в сечение котлована или подобной сечению котлована фигуре, при этом фигура сечения подвала располагается всегда внутри фигуры сечения котлована с зазором, обеспечивающим необходимую водозащитную преграду.
10. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что входной мостик через водную преграду против входа в дом, прилегающая сторона которого закреплена на стене дома или надводной части подвала шарнирно, а противоположная подвешена к сооружению на перилах, имеющих с одной стороны шарнирные опоры, а со стороны дома шарнирно - скользящие опоры; функцию дополнительных перил или функцию, заменяющую для перил с шарнирами, могут нести канаты или цепи, мостик может иметь дополнительную шарнирно-подвижную опору на грунт или на горизонтальную поверхность стены котлована с противоположной сооружению стороны водной преграды.
11. Сейсмостойкое сооружение по п.10 отличающееся тем, что входной мостик может иметь функцию подъема, для этого канаты или цепи заведены в дом через блоки к барабану подъемного привода, который может быть установлен над входом или в чердачном помещении дома.
12. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что гидроизоляция котлована включает слой глины и эластичный гидроизоляционный материал, проложенный без напряжений, периметр и несущие стены гидроизолированного котлована выполнены сейсмостойкими, облицовка стен, например: из прочных пластмасс, керамики, железобетона; крепление и размеры облицовочных материалов, а также форма облицованных стен, - должны обеспечивать надежность конструкции, повреждения облицовки и допустимые угловые отклонения боковых стен котлована от вертикали не должны препятствовать всплытию водонепроницаемого подвала вверх.
13. Сейсмостойкое сооружение по п.12, отличающееся тем, что по внешнему периметру гидроизолированного котлована, отделенного засыпкой от основного грунта, расположен заглубленный в засыпку тепловой экран с хорошей отражающей поверхностью, уменьшающий потери на тепловое излучение; он, как и теплоизолирующие экраны выравнивающих теплоаккумуляторов, и состоит из двойного листа, например металлической фольги, каждый из которых имеет хорошую отражающую поверхность, в небольшом зазоре между листами, заполненным пористым материалом, создано разряжение или вакуум, сохраняемый за счет свойств материала пористого наполнителя и связующей листы сетчатой арматуры, образующей ячеистую структуру с герметичными ячейками.
14. Сейсмостойкое сооружение по п.5, отличающееся тем, что оно расположено на воде водоема или реки, при этом водонепроницаемый подвал находится в аналогичном по функциональности котловану с водой сооружении, оно включает: углубление дна, ограждение против заиливания и течения, прочный сейсмостойкий каркас, включающий вертикальные опорные площадки для работающих на сжатие амортизаторов; к каркасу крепятся цепи или канаты, удерживающие дом с подвалом в пределах центральной части ограждения, высота которого над поверхностью воды может варьировать; ограждение имеет теплоизоляционные свойства и (или) дополнительно установленный по его периметру тепловой экран, который сверху примыкает к цокольной части солнечно-теплового теплообменника сооружения и заглублен в воду до глубины превышающей максимальную толщину льда в данной местности.
15. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что включает крышу с двойным покрытием, наружное из которых частично или полностью прозрачно с возможностью, обусловленной конструкцией крыши, одновременного движения воды, стекающей по внутреннему покрытию или его каркасу, и воздуха, движущегося над водой, в пространстве между покрытиями; где и располагается солнечно-тепловой теплообменник, совмещающий качества теплообменника и солнечного коллектора, в солнечно-тепловом теплообменнике функция охлаждения воздуха в сооружении совмещена с функцией сбора и переноса солнечной тепловой энергии водой в выравнивающие теплоаккумуляторы, он включает: горизонтальную трубу с форсунками для равномерного распыления воды в верхней части пространства между покрытиями крыши, водосборный желоб, примыкающий к карнизу внутреннего покрытия или карниз внутреннего покрытия, выполненный в форме желоба, и отводную трубу, для отвода воды, стекающей под действием собственной тяжести, из желоба через температурный распределитель(и) в изотемпературные области выравнивающих теплоаккумуляторов, а также фасадную и цокольную части солнечно-теплового теплообменника, по которым также возможно движение воды и воздуха или воздуха, - все три части солнечно-теплового теплообменника объединены с вентиляционной системой, которая может функционировать, как за счет естественной, так и принудительной тяги, и связаны через вентиляционную систему с выравнивающими теплоаккумуляторами.
16. Сейсмостойкое сооружение по п.15, отличающееся тем, что расположенный на скатной или шатровой крыше дома солнечно-тепловой теплообменник представляет собой сеть каналов, выполненных в виде труб в поперечном сечение не только круглой или овальной формы, но, например: секторной, сегментной полукруглой, треугольной, четырехугольной, пятиугольной форм, или представляющих собой комбинации вышеназванных форм, с прозрачной обращенной к солнцу поверхностью, ответвляющихся от самого верхнего канала, расположенного в горизонтальной плоскости и разделенного на две сообщающиеся области, в одной из которых расположена горизонтальная труба с форсунками для подачи воды из выравнивающих теплоаккумуляторов, а другая область соединена с вентиляционной системой дома; каналы располагаются на обогреваемых солнцем скатах крыши, соединяя верхний канал с фасадной частью солнечно-теплового теплообменника; каналы располагаются или в углублениях крыши, или на ее поверхности, они выполняются составными из прозрачных труб и патрубков, или разъемными, состоящими из желобов закрытых сверху прозрачными колпаками, для лучших условий теплообмена для воды и воздуха, в каналах установлены препятствия для воды из воздухопроницаемого или сетчатого материала, замедляющие движение воды и изменяющие его характер; они могут представлять собой одиночные преграды или (и) пары преград, типа сетчатых направляющих, установленных друг за другом под противоположными углами по отношению к потоку воды.
17. Сейсмостойкое сооружение по п.16, отличающееся тем, что каналы солнечно-теплового теплообменника имеют дополнительную функцию фотоэлектрического или низкотемпературного термоэлектрического генератора электроэнергии на полупроводниковых модулях, размещенных в разъемных каналах, состоящих из желобов закрытых сверху прозрачными колпаками, на крепежных элементах сверху установлены фотоэлектрические или низкотемпературные термоэлектрические генераторные модули, а снизу прикреплены сетчатые препятствия для воды; крепежные элементы имеют форму полос протяженных вдоль в каналов или зетового профиля, с верхней площадкой, предназначенной для общего крепежа, совмещенного с крепежом колпака в зазоре между колпаком и желобом, и нижней площадкой, к нижней поверхности которой прикреплены сетчатые препятствия, а к верхней поверхности прикреплены термоэлектрические генераторные модули; они установлены в ряд вдоль одной или двух сторон каждого канала и крепятся охлаждаемой стороной вниз; выводы от них выведены через пазы в площадке крепежного элемента и уплотнители съемного колпака наружу; они соединены в последовательно-параллельные схемы для обеспечения параметров электрического тока необходимых для зарядки электрических аккумуляторов и (или) для функционирования преобразователей напряжения.
18. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что каналы встроены в покрытие крыши, с внутренней стороны которой располагается дополнительное покрытие, закрепляемое изнутри чердачного помещения сооружения, оно выполнено из воздухопроницаемого материала, кроме частей поверхности покрытия под охлаждаемыми водой элементами конструкции, под ними покрытие частично выполнено профильным кровельным листом, образующим влагонепроницаемые конденсатоотводящие желобки, или конденсатоотводящие желобки, выполненные по профилю охлаждаемых водой элементов конструкции, крепятся к ним с воздушным зазором, создающим свободный доступ воздуха к охлаждаемым водой элементам конструкции крыши.
19. Сейсмостойкое сооружение по п.16, отличающееся тем, что фасадная часть солнечно-теплового теплообменника оборудована на освещаемом солнцем фасаде дома, внутренняя часть ее представляет собой цилиндрическую поверхность, обращенную к солнцу вогнутой зачерненной стороной и имеющую тепловой контакт с трубой или желобом, в форме змеевика, отводящего воду в выравнивающие теплоаккумуляторы, а наружная состоит из прозрачной трубы или ее продольной части в виде прозрачного колпака, выполненного в форме колоны на фасаде дома; она в цокольной области соединяется с цокольной частью, которая представляет собой прозрачную пленку или прозрачный колпак, закрывающий освещаемую солнцем цокольную часть дома; сверху он плотно соединен с внешней поверхностью фасадной части и стеной дома, а снизу опирается на воздухопроницаемый материал и (или) заглубляется в сыпучий воздухопроницаемый материал, удерживаемый подвесной сеткой, закрывающей частично или полностью водную преграду между стенками подвала и котлована; через воздухопроницаемый и (или) сыпучий материалы обеспечивается прохождение и фильтрация приточного воздуха внутрь цокольной части теплообменника.
20. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, изотемпературные области каждого выравнивающего теплоаккумулятора располагаются в горизонтальных температурных уровнях, таким образом, что более теплые изотемпературные области располагаются над холодными; они выполнены одной трубой большого диаметра свернутой спирально или зигзагообразно в горизонтальной плоскости соответствующего уровня для каждой изотемпературной области, которая кратчайшим путем соединена вертикальными трубами меньшего диаметра с конвекционными каналами, оборудованными внутри них, с изотемпературными областями соседних температурных уровней; верхние области выравнивающего теплоаккумилятора теплоизолированы тепловыми экранами, а для нижних областей, обеспечена возможность хорошего теплового контакта с теплопроводящим дном подвала и (или) водой в балластировочной емкости на дне подвала.
21. Сейсмостойкое сооружение по п.20, отличающееся тем, что расположенные горизонтальными слоями друг над другом изотемпературные области выравнивающего теплоаккумулятора, каждая из которых представлена сетчатой емкостной структурой, образованной пересекающимися трубами двух направлений, оси которых лежат в одной плоскости, объединенную в точках пересечения труб в многоуровневую пространственно-емкостную структуру, которая соединена вертикальными трубами аналогичного или меньшего диаметра, с конвекционными каналами, оборудованными внутри них, с изотемпературными областями соседних температурных уровней, имеющих аналогичную сетчатую емкостную структуру.
22. Сейсмостойкое сооружение по п.21, отличающееся тем, что между трубами изотемпературных областей выравнивающего теплоаккумулятора расположены герметичные емкости с веществом, удельная теплоемкость которого больше удельной теплоемкости воды; динамика участия этого вещества в работе определяется соотношением конвекционных каналов, обеспечивающих перенос тепловой энергии водой, или изменением воздушного потока в воздуховодах выравнивающего теплоаккумулятора, проходящего через вертикальные трубы с конвекционными каналами.
23. Сейсмостойкое сооружение по п.1, отличающееся тем, что вода для охлаждения воздуха в доме может частично или полностью забирается из водоносной скважины или водопровода, с которым дом связан гибким шлангом с запасом длины, после теплообмена в солнечно-тепловом теплообменнике, вода распределяется через температурный распределитель по изотемпературным областям выравнивающих теплоаккумуляторов; из относительно холодных изотемпературных областей выравнивающих теплоаккумуляторов вода через выравнивающий распределитель поступает в балластировочную емкость, из балластировочной емкости возможна ее подача частично для теплообмена, а частично в котлован; так можно поддерживать уровень воды в балластировочной емкости и котловане, из котлована излишки воды могут использоваться для хозяйственных нужд снаружи или сбрасываться во внешний водоем.
24. Сейсмостойкое сооружение по любому из пп.1-23, отличающееся тем, что водонаполненный ров или зазор, с поддерживаемым уровнем воды между стенками котлована и подвала, сверху закрыт засыпкой, например из керамзитового гравия, под засыпкой находится фильтрующий материал, а над засыпкой расположен прозрачный колпак, края которого заглублены в засыпку, пространство под колпаком соединено гибкими трубами с вентиляционной системой дома и фасадной частью солнечно-теплового теплообменника, засыпка удерживается сеткой, которая прикреплена консолями и (или) подвешена на тросах, равномерно закрепленных по периметру дома; она не препятствует вертикальному подъему, всплытию подвала с домом по отношению к котловану.
25. Сейсмостойкое сооружение по любому из пп.1-23, отличающееся тем, что засыпка из сыпучего и фильтрующего материалов над водной преградой удерживается сеткой закрепленной на мостиках, шарнирно закрепленных с одной стороны на стенах дома, например на петлях, а с другой опирающихся на шарнирно-подвижных опорах на стенки котлована и каждый мостик удерживается в горизонтальном положении сетью из тонких тросов с одной стороны закрепленных на стене дома, а с другой на мостиках; сеть из этих тросов служит опорным каркасом для прозрачной пленки, плотно закрепленной на стене дома с одной стороны и заглубленной в сыпучий материал с другой, образующей над водной преградой, по периметру дома цокольную часть солнечно-теплового теплообменника, внутреннее пространство которого сообщается гибкими трубами с вентиляционной системой сооружения и фасадной частью солнечно-теплового теплообменника, с возможность поступления через цокольную часть воздуха, фильтруемого через пористый и (или) сыпучий материал, например керамзитовый гравий.