СЕЙСМОСТОЙКОЕ СООРУЖЕНИЕ С МИКРОКЛИМАТОМ
EARTHQUAKE-RESISTANT STRUCTURE WITH MICROCLIMATE

Изобретение относится к строительству объектов, защищенных от неблагоприятных или катастрофических факторов: землетрясений, наводнений, воздушных ударных волн, пожаров различных строений: зданий, домов и т.д.; а также энерготехнике, тепло- гелиотехнике. В частности, к сейсмостойкому сооружению, включающему дом с микроклиматом, защищенный от землетрясений, наводнений, воздушных ударных волн и других неблагоприятных погодных факторов окружающей среды.
К обзору уровня техники рассмотрим аналоги.
Заявка РФ №2007145754 «Купольное многофункциональное здание» 11.12.2007; патент №2105852, Е04Н 9/02 заявка: РФ №94041689 «Сейсмостойкое здание», 16.09.1994; патент №2074303, Е04Н 9/02 заявка РФ №94039800 «Сейсмостойкая конструкция здания» 24.10.1994. В первых двух из приведенных изобретений сообщается о возможности их объектов плавать. Но аналогичное заявленной в предлагаемом техническом решении возможности нахождение объекта в плавучем состоянии в этих изобретениях вызывает некоторые вопросы, например в заявке РФ №2007145754:
1. Вопрос выравнивания здания по уровню, этому параметру в судостроении аналогичны два параметра выравнивание по крену и деференту, не рассматривается и отсутствует сама постановка вопроса.
2. Вопрос сохранения устойчивого равновесия, этот параметр аналогичен остойчивости в судостроении, здания также подробно не рассмотрены, есть только ссылка на обеспечение его решения через геометрию фундамента.
3. Вопрос регулирования плавучести также не рассмотрен, есть только ссылка на решение вопроса самой плавучести.
Заявка РФ №94041689 также не касается вышеперечисленных вопросов, в ней предполагается автоматическое решение их за счет чашеобразной формы: «…чашеобразный элемент (4) круглой конструкции основания (1) здания выполнен с объемом, представляющим собой функцию веса располагающегося на этом основании здания с образованием плавучей системы, …». Такие частные случаи решения верны только отчасти, для зданий больших масс и размеров, или, что следует из описаний изобретений, в обоих случаях заявлен сам факт плавучести, а возможность постоянного пребывания в этом состоянии конкретно не рассматривается. Технологии строительства, основанные на натяжении тросов, не освоены, поэтому требует значительных средств на освоение и времени на проверку надежности. Надежность здания, основанная исключительно на натяжении тросов, вызывает сомнения, так как зависит не только от надежности элементов конструкции и самих тросов, а также от надежности приводов, обеспечивающих натяжение, надежности системы управления приводами, надежности энергосистемы, системы электропитания. Отказ любого из элементов в этой последовательной цепи влечет катастрофу. В предлагаемой конструкции такая цепь зависимых связей между элементами отсутствует. При наводнении имеет значение вопрос сохранения постоянных координат, исключающий унос дома водой.
В плане идеи использования воды, как постоянного средства защиты, более близким аналогом является заявка РФ №94039800, однако это техническое решение от наводнений не защищает, также оно предназначено только для определенных климатических зон, так как вода на крыше зимой замерзнет. Слабым звеном этой конструкции является полая стойка 3, вся конструкция весит на стойке 3, при этом отсутствуют средства для гашения колебаний, передаваемых от фундамента 4 стойке 3, горизонтальные толчки могут раскачивать стойку 3, а колебания достигать больших амплитуд. Предлагаемая конструкция по защищенности от землетрясений и наводнений не уступает аналогам, она не имеет недостатков аналогов, дом в ней может иметь различные формы, что дает возможности для архитектурного разнообразия. Освоение новых технологий не требует проверок и испытаний, так как в основном они известны, а предложенное решение носит не технологический, основанный на новой технологии, а конструктивный характер. В аналогах решение задачи достигается за счет определенной чашеобразной формы здания (заявка РФ №94041689) или необычной архитектуры здания, плавающей на поплавках в емкостях, размещенных на крыше, опирающихся на опоры, проходящие сквозь шахты внутри здания (заявка РФ №94039800). Другие архитектурные формы в них исключаются, поэтому конкретные задачи, решаемые в предложенном изобретении, в аналогах не рассматриваются. В рассмотренных аналогах отсутствуют существенные признаки предложенного технического решения. Даже в общем, что при выполнении определенных условий объекты изобретений могут плавать, кроме другого конструктивного решения и отсутствия общих конструктивных признаков, направленных на решение трех вышеприведенных задач, предложенное техническое решение имеет еще принципиальное функциональное отличие, так как объект предложенного изобретения не плавает, а находится в плавучем состоянии, то есть его горизонтальные перемещения ограничены, он не меняет своих координат. Учитывая как конструктивные, так и функциональные отличительные признаки, ни один из вышеперечисленных аналогов прототипом заявленного технического решения являться не может. Известны изобретения, относящиеся к гелиотехнике и предназначенные для аккумулирования солнечной тепловой энергии с целью последующего использования. Из них к близким аналогам можно отнести заявку Российской Федерации №2002103695, 15.02.2002, A01G 13/06. «Ресурсосберегающая теплица, способ ее обогрева и использования». Близкими аналогами являются заявка РФ №2005128163, 12.09.2005 «Ресурсосберегающий микроклимат, способ и устройство», а также 12.09.2005 F28F 3/00, F24D 15/00, и заявка РФ «Ресурсосберегающий микроклимат в строениях» №2008141672, 20.10.2008. Конструктивная реализация общей функциональной сущности в предлагаемом техническом решении имеет существенные отличительные признаки. Так выравнивающие теплоаккумуляторы предназначены не только для аккумулирования тепловой энергии, но и других функций, выравнивания здания по уровню. Это относится и к балластировочной емкости, кроме функции регулирования плавучести вода в ней участвует в теплообмене, и сама она через теплопроводный корпус подпольной части подвала является поверхностным теплообменником для теплопередачи тепловой энергии воде котлована. Для обеспечения микроклимата представлены конструкции, в которых их основные функции в защищенном от сейсмических воздействий доме эффективно сочетаются с использованием солнечной энергии. Учитывая совокупность отличительных признаков и направленность технического решения, ни один из вышеперечисленных аналогов прототипом являться не может.
Цель изобретения - повышение надежности комплексной защиты дома в сейсмостойком сооружении с микроклиматом от следующих неблагоприятных и катастрофических факторов: землетрясений, наводнений, пожаров, воздушных ударных волн, неблагоприятных погодных условий; при расширении возможностей использования в строительстве разнообразных архитектурных форм.
Сущность изобретения. 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. Для выравнивания дома с подвалом по показаниям датчиков уровня внутри подвала по периферии его дна равномерно размещены по меньшей мере три выравнивающие емкости, которые могут заполняться водой или другой жидкой средой, изменяющей их вес относительно друг друга. Для перераспределения жидкости по выравнивающим емкостям служит выравнивающий распределитель. 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. Балластировочная емкость разделена внутри вертикальными перегородками на систему сообщающихся ячей или лабиринт. Дом находится в плавучем состоянии в сейсмостойком и достаточно глубоком, для обеспечения надежной плавучести сооружения, гидро-теплоизолированном котловане. Для увеличения запаса устойчивости и компенсации моментов сил от ветровых нагрузок служат амортизирующие средства, ограничивающие горизонтальные перемещения дома с подвалом. Это по меньшей мере шесть амортизирующих средств ограничивают перемещение дома в котловане. Они расположены по меньшей мере в двух разнесенных друг от друга в пределах габаритов конструкции сооружения уровнях. По меньшей мере три из них, работающие только на растяжение, равномерно размещены по периметру дома и расположены выше уровня воды в водной преграде. По меньшей мере три другие, работающих только на сжатие, равномерно размещены по периметру подвала и расположены ниже уровня воды. В то же время эти средства допускают вертикальные перемещения, за счет них 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 выравнивающих теплоаккумуляторов теплоизолированы тепловыми экранами, а нижние - имеют тепловой контакт с водой котлована. Избыток тепловой энергии от выравнивающих теплоаккумуляторов передается воде котлована. Конструкция выравнивающих теплоаккумуляторов дает возможность участия наряду с водой также другой жидкости или раствора соли в теплообмене и (или) накоплении тепловой энергии в выравнивающих теплоаккумуляторах. Например, через теплопроводность труб в поверхностных теплообменниках выравнивающих теплоаккумуляторов. 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 суммарная масса балластировочной и выравнивающих емкостей, их форма позволяет располагаться жидкости как можно ниже, поэтому балластировочная емкость имеет плоскую распределенную по поверхности дна подвала форму. Глубина водонепроницаемого подвала должна быть соответственно больше. Для выравнивания дома с подвалом по уровню внутри подвала по периферии его дна равномерно размещены по меньшей мере три выравнивающие емкости. Средством перераспределения жидкости по ним является выравнивающий распределитель, состоящий из одинаковых труб подводящих жидкость к каждой из выравнивающих емкостей, и отводящих жидкость от каждой из них, в подводящих или (и) отводящих одинаковых трубах установлены регулирующие клапаны, например электромагнитные, управляемые процессором по показаниям датчиков уровня. Посредством насоса жидкость одновременно и равномерно забирается из всех емкостей или из общей емкости, например балластировочной, в которую производится сброс жидкости из выравнивающих емкостей через управляемые клапаны, и равномерно подается по подводящим жидкость одинаковым трубам обратно в выравнивающие емкости. 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. Они могут быть заменены средствами, работающими только на сжатие и амортизирующими ударные и сжимающие нагрузки, например пружинными амортизаторами, по меньшей мере по два средства на каждую грань подвала. Они расположены в верхнем уровне подвала или на границе подвала и дома, на поверхности, над водой, или в области уровня воды в водной преграде. Их дополняют по меньшей мере три средства, работающие только на сжатие. Они 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 ее, в зависимости от конкретного конструктивного варианта, может варьировать от водонаполненного рва до необходимого минимального заполненного водой зазора между стенками подвала и котлована, который исключает их непосредственный контакт в любом направлении. Дом с подвалом может включать амортизирующие средства, которые работают только на сжатие, они амортизируют ударные и сжимающие нагрузки, обеспечивающие водную преграду между стенами котлована и находящегося в нем в плавучем состоянии подвала с домом. Они представляют собой амортизаторы, расположенные в верхнем и нижнем уровнях зазора или рва, между стенами подвала и котлована. Амортизаторы закреплены только на наружных стенах подвала, а их контакт со стенами котлована не препятствует вертикальному перемещению дома с подвалом по отношению к котловану. Средства, ограничивающие перемещение дома с подвалом 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 к барабанам через блоки, оси которых закреплены на тягах с амортизаторами, например пружинными. Барабаны с запасом длины цепи или каната, определяемым максимально возможным уровнем подъема воды при затоплении, связаны с управляемыми приводами, обеспечивающими управляемое равное натяжение всем канатам или цепям, суммарная величина силы натяжения должна быть меньше запаса плавучести сооружения с подвалом. Для повышения запаса плавучести 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. В качестве таких средств могут быть применены понтоны, равномерно расположенные под дном подвала, по его периметру или центру. Водонепроницаемый подвал может быть выполнен, как единая полая конструкция простая или комбинированная из независимо гидроизолированных двух, выполненных из разных материалов, например: металла и стеклопластика, пластмассы, легких вариантов пенобетона, или единой конструкцией выполняется только периметр, который скреплен с дном подвала металлическим каркасом. Каркас имеет продолжение в надводной части дома и является связующим элементом для дома и подвала и несущим элементом для всей этой конструкции, состоящей из дома и подвала. Дно и прилагаемая ко дну часть водонепроницаемого подвала представляет собой короб из металла, прочность которого обеспечивает скрепленный с дном и стенками подвала 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, регулировкой уровня заполнения ее водой обеспечивается стабильный уровень погружения подвала. Она может также заполняться 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 забирается насосом для теплообмена, после теплообмена вода равномерно распределяется через температурный распределитель в соответствующие изотемпературные области всех выравнивающих емкостей с функцией теплоаккумуляторов. 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 фигуре, или фигурой, подобной сечению котлована, при этом фигура сечения подвала располагается всегда внутри фигуры сечения котлована с зазором, обеспечивающим необходимую водозащитную преграду. Против входа в дом расположен входной мостик через водную преграду. Входной мостик, механически связанный только с домом, или опирается на шарнирно-подвижные опоры. Прилегающая сторона его закреплена на стене дома или надводной части подвала шарнирно, а противоположная подвешена к стене дома 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 дому стороны водной преграды. Входной мостик может иметь функцию подъема, для этого канаты или цепи заведены в дом и через блоки к барабану подъемного привода. Подъемный привод может быть установлен над входом или в чердачном помещении дома. Гидроизоляция котлована включает слой глины и эластичный гидроизоляционный материал, проложенный без напряжений, периметр и несущие стены периметра гидроизолированного котлована выполнены сейсмостойкими. Выполнение этого условия зависит от конкретных условий места, где он строится, например состава и состояния основного грунта. Это может быть монолитная железобетонная конструкция, окруженная засыпкой из песка, или на природных амортизирующих грунтах или сборная конструкция, исключающая возможность резонанса от сейсмических колебаний. Облицовка стен, например: из прочных пластмасс, керамики, железобетона. Крепление и размеры облицовочных материалов, соотношение их с шириной зазора между стенами котлована и подвала, и 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. Это обеспечивает защищенность сооружения от наводнений. 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. Тепловой экран, как и теплоизолирующие экраны выравнивающих теплоаккумуляторов, выполнен из листового материала, например металлической фольги, и состоит из двойного листа, 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. Сейсмостойкое сооружение может быть расположено на воде водоема или реки. При этом водонепроницаемый подвал находится в аналогичном по функциональности котловану с водой сооружении, которое построено, например с углублением дна и ограждением против заиливания и течения; с прочным сейсмостойким каркасом, включающим вертикальные опорные площадки для работающих на сжатие амортизаторов, к которому крепятся цепи или канаты, удерживающие дом с подвалом в пределах центральной части ограждения, высота которого над поверхностью воды может варьировать. Ограждение имеет теплоизоляционные свойства, которые обеспечивает облицовка из тепловых экранов, кроме того, дополнительно установленный тепловой экран, который сверху примыкает к цокольной части солнечно-теплового теплообменника сооружения, конструктивное устройство которого рассмотрено ниже. Тепловой экран заглублен в воду до глубины, превышающей максимальную толщину льда в данной местности. Дом сейсмостойкого сооружения для обеспечения микроклимата включает крышу с двойным покрытием. Наружное из них 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 этом солнечно-тепловом теплообменнике функция охлаждения воздуха в доме совмещена с функцией сбора и переноса солнечной тепловой энергии водой в выравнивающие теплоаккумуляторы. Солнечно-тепловой теплообменник 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 в изотемпературные области выравнивающих теплоаккумуляторов. Солнечно-тепловой теплообменник включает также фасадную и цокольную части, по которым также возможно движение воды и воздуха или только воздуха. Все три части солнечно-теплового теплообменника объединены по воздушной составляющей с вентиляционной системой, которая может функционировать как за счет естественной, так и принудительной тяги, и связаны через вентиляционную систему с выравнивающими теплоаккумуляторами. Расположенный на скатной или шатровой крыше дома солнечно-тепловой теплообменник представляет собой сеть каналов. Они выполнены в виде труб в поперечном сечение не только круглой или овальной формы, но, например: секторной, сегментной полукруглой, треугольной, четырехугольной, пятиугольной форм. Они могут также представлять собой комбинации вышеназванных форм; с прозрачной обращенной к солнцу поверхностью. Эти каналы 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, замедляющие движение воды и изменяющие его характер. Препятствия могут представлять собой одиночные преграды из воздухопроницаемого или сетчатого материала. Могут быть пары преград, типа сетчатых направляющих, установленных друг за другом под противоположными углами по отношению к потоку воды. Каналы встроены в покрытие крыши, с внутренней стороны которой располагается дополнительное покрытие, закрепляемое изнутри чердачного помещения дома. Оно выполнено из воздухопроницаемого материала, кроме частей поверхности покрытия под охлаждаемыми водой элементами конструкции. Под ними покрытие имеет комбинированную форму и 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. Каналы солнечно- теплового теплообменника имеют дополнительную функцию фотоэлектрического или низкотемпературного термоэлектрического генератора электроэнергии на полупроводниковых модулях, размещенных в разъемных каналах, ответвляющихся от самого верхнего канала. 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 из теплопроводного материала, например металла. Низкотемпературные термоэлектрические генераторные модули установлены в каналах солнечно-теплового теплообменника на площадках крепежных элементов. Открытых для нагрева солнцем сверху и охлаждаемых водой снизу за счет теплопроводности сетчатых препятствий, прикрепленных к их нижней поверхности. Крепежные элементы, в зависимости от формы каналов, имеют форму полос, протяженных вдоль каналов. Могут также иметь форму 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, где объединены в шины или жгуты, которые расположены на наружных поверхностях каналов под крепежными площадками, расположенными с внутренней стороны крыши сооружения. Они ведут к электрическим щиткам, в которых они соединены в последовательно-параллельные схемы для обеспечения параметров электрического тока, необходимых для зарядки электрических аккумуляторов и (или) для функционирования преобразователей напряжения. Фасадная часть солнечно-теплового теплообменника оборудована на освещаемом солнцем фасаде дома, внутренняя часть ее представляет собой цилиндрическую поверхность. Она обращена к солнцу вогнутой зачерненной стороной и имеет тепловой контакт с трубой или желобом, в форме змеевика, отводящего воду в выравнивающие теплоаккумуляторы. Наружная часть состоит из прозрачной трубы или ее продольной части в виде прозрачного колпака, выполненного в форме колоны на фасаде дома. Фасадная часть солнечно-теплового теплообменника в цокольной области сейсмостойкого сооружения 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. 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 теплоаккумулятора 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.
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. Она объединена в точках пересечения труб в многоуровневую пространственно-емкостную структуру, которая соединяется вертикальными трубами аналогичного или меньшего диаметра с конвекционными каналами, оборудованными внутри них, с изотемпературными областями соседних температурных уровней, имеющих аналогичную сетчатую емкостную структуру. Между трубами изотемпературных областей выравнивающего теплоаккумулятора расположены герметичные емкости с веществом, удельная теплоемкость которого больше удельной теплоемкости воды. Это может быть водный раствор соли. Это вещество может располагаться между температурными областями в емкостях, которые имеют поверхностный тепловой контакт с одной из них. Динамика участия этого вещества в работе определяется соотношением конвекционных каналов, обеспечивающих перенос тепловой энергии водой, или изменением интенсивности воздушного потока в воздуховодах выравнивающего теплоаккумулятора, проходящего через вертикальные трубы с конвекционными каналами. Вода для охлаждения воздуха в доме посредством смесительного солнечно-теплового теплообменника может частично или полностью забираться из водоносной скважины или водопровода, с которым дом связан гибким шлангом с запасом длины. После теплообмена, 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 насосом подаются частично для теплообмена, а частично в котлован. Так, поддерживается уровень воды в балластировочной емкости и котловане, из котлована излишки воды используются для хозяйственных нужд снаружи, например для полива, или сбрасываются во внешний водоем. Водонаполненный ров или водонаполненный 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 надводной части сооружения. Она не препятствует вертикальному подъему, всплытию подвала с домом по отношению к котловану. Засыпка из сыпучего и фильтрующего материалов над водной преградой удерживается сеткой, закрепленной на мостиках, которые шарнирно закреплены с одной стороны на стенах дома, например на петлях, а с другой опираются на шарнирно-подвижных опорах на стенки котлована. Каждый мостик удерживается в горизонтальном положении сетью из тонких тросов с одной стороны закрепленных на стене дома, а с другой на мостиках, или пропущенным под мостики и закрепленным на стене подвала, так чтобы их натяжение обеспечивало мостикам горизонтальное положение. Сеть из тонких тросов служит опорным каркасом для прозрачной пленки. Она плотно закреплена на стене дома с одной стороны и заглублена в сыпучий материал с другой. Она образует над водной преградой по периметру сооружения 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.
Вариант сейсмостойкого сооружения жилого дома с микроклиматом под двухскатной крышей, находящегося в плавучем состоянии в сейсмостойком котловане, представлен на Фиг.1 : фронтальный вид и поперечный разрез сейсмостойкого сооружения с микроклиматом. На фронтальном виде дом, оснащенный солнечно-тепловым теплообменником. На Фиг.1 цифрами обозначены: стены сейсмостойкого котлована с водой 1, водонепроницаемый подвал 2, включающий в себя балластировочную емкость 3 с лабиринтом из перегородок 4 и равномерно размещенные по периметру четыре выравнивающих теплоаккумулятора 5, внутреннее строение их показано на местном разрезе, где представлены: горизонтальные трубы изотемпературных областей 6, вертикальные трубы, в которых располагаются конвекционные каналы 7, емкости с теплоемким веществом 8; внутри подвала размещен температурный распределитель 9, с наружи подвала размещены амортизирующие средства, работающие на сжатие, (амортизаторы) 10; воздуховоды 11, тепловой экран 12, солнечно-тепловой теплообменник, верхний канал 13, солнечно-тепловой теплообменник, ответвляющиеся каналы 14, солнечно-тепловой теплообменник, фасадная часть 15, прозрачный колпак цокольной части солнечно-теплового теплообменника 16, сетка с керамзитовым гравием 17, тросы 18, части самого верхнего канала солнечно-теплового теплообменника 19, труба подачи воды 20, разделительная перегородка верхнего канала 21, крепежные элементы с полупроводниковыми низкотемпературными термоэлектрическими генераторными модулями 22, прозрачный колпак верхнего канала солнечно-теплового теплообменника 23, прозрачный колпак ответвляющегося канала солнечно-теплового теплообменника 24, конденсатоотводящие накладки 26, сетчатые препятствия 27, водосборный желоб 28, отводная труба в форме змеевика 29, цилиндрическая поверхность 30, входной мостик 31, канаты или цепи 32, подъемный привод 33. На фиг.2. представлены варианты выполнения ответвляющихся каналов солнечно-теплового теплообменника: прозрачные колпаки 24, конденсатоотводящие накладки 26, сетчатые препятствия 27, крепежный элемент зетовый профиль 22, крепежный элемент полосковый профиль 34, полупроводниковый низкотемпературный термоэлектрический генераторный модуль 35. Принцип функционирования сейсмостойкого сооружения по защите дома от землетрясений ясен из подробного описания и Фиг.1. Водная преграда, отделяющая подвал с домом от основного грунта, исключает передачу толчковых и вибрационных воздействий на дом, угловые отклонения строения от вертикали компенсируются: состоянием устойчивого равновесия за счет масс воды в балластировочной емкости 4 и выравнивающих теплоаккумуляторах 5, то есть за счет сил гравитации, а также механически амортизаторами 10, расположенными в удаленных в пределах сооружения уровнях, что позволяет им при малых силах реакций компенсировать большие моменты внешних сил. Этому способствует также внешнее сопротивление, вызываемое инертностью воды, которая используется также во внутренней конструкции балластировочной емкости, которая способствует преобразованию и поглощению водой энергии колебаний. Для исключения воздействий через вход в дом, он оборудован входным мостиком 31, механически связанный только с домом или на шарнирно-подвижных опорах. Входной мостик 31 может иметь функцию подъема, для этого канаты или цепи 32, которые выполняют также роль перил, заведены в дом и через блоки к барабану подъемного электропривода 33. Рассмотрим некоторые из режимов обеспечения микроклимата в доме в соответствии с Фиг.1, как видно из чертежа все части солнечно-тепловой теплообменника образуют единую приточную вентиляционную систему, изменяющую температуру и влажность приточного воздуха, экономичным способом обеспечивая внутри сооружения необходимый микроклимат. Она рассчитана на непрерывную работу, но может использоваться в определенные периоды, например, когда ее использование особенно эффективно. Рассмотрим солнечный летний день. Наружный воздух поступает снизу, через засыпку из керамзитового гравия, под цилиндрическую поверхность 16 цокольной части солнечно-теплового теплообменника, он фильтруется, преодолевая фильтр, и может насыщаться влагой, преодолевая сыпучий материал - керамзит, затем по фасадной 15 и ответвляющейся 14 частям солнечно-теплового теплообменника он поступает в верхнею область самого верхнего канала 13, если его температура превысит заданный предел, включается насос, подающий холодную воду по трубе 20. Вода может распределяться, распыляться или разбрызгиваться через форсунки. Холодная вода стекает по ответвляющимся каналам 14 солнечно-теплового теплообменника, участвуя в теплообмене, нагревается сама и охлаждает движущийся навстречу воздух, если охлаждение воздуха не достаточно, то воздух забирается из той части теплообменника, где разбрызгивается или распыляется вода. Холодная вода охлаждает нижнюю сторону низкотемпературных термоэлектрических генераторных модулей 35, которые установлены в каналах солнечно-теплового теплообменника на площадках крепежных элементов 22 или 34. Между открытых для нагрева солнцем сверху и охлаждаемых водой снизу за счет теплопроводности сетчатых препятствий сторон модулей создается разность температур, за счет которой на полупроводниковых переходах создается разность потенциалов, то есть генерируется электроток. Электроток после преобразований используется для зарядки электрических аккумуляторов или для питания электрических приборов. Охлажденный воздух подается в помещение или в холодную область воздуховодов выравнивающих теплоаккумуляторов. Вода по водосборному желобу 28 поступает в отводную трубу в форме змеевика 29 фасадной части солнечно-теплового теплообменника, где дополнительно нагревается солнцем, и поступает, через температурный распределитель 9, в соответствующие ее температуре изотемпературные области выравнивающих теплоаккумуляторов 6. Забор воды ведется из баллансировочной емкости 3, куда сбрасывается вода из относительно холодных изотемпературных областей выравнивающих теплоаккумуляторов через регулируемые клапаны выравнивающего распределителя, управляемого по показаниям датчиков уровня процессором, обеспечивающим постоянную коррекцию дома по уровню. Через теплопроводное дно происходит теплопередача тепла сейсмостойкому котловану и грунту. Накопленное грунтом и водой котлована за жаркий период тепло используется в холодные зимние периоды.