Надувная крыша для города-башни

Монолитное строительство в условиях крайнего севера - дело непростое. В более-менее приемлемых условиях строить можно только 2-3 месяца в году - летом. Этого времени хватит только на то, чтобы залить фундамент и поставить внешнюю стену, огораживающую периметр города-башни. Потом огороженная внешней стеной территория должна быть накрыта лёгкой, но теплоизолирующей крышей, чтобы внутри стройки всё время можно было поддерживать плюсовую температуру.  

В рассказе "Крыша" (приквел к роману "Король Пятой башни") один из инженеров так объясняет новичку:

"Если стройку не накрыть хорошей теплоизолирующей крышей, позволяющей постоянно сохранять внутри плюсовую температуру, бетон даже схватываться толком не будет. При таких размерах в случае вымерзания бетон, несмотря на все применяемые присадки, пойдет трещинами. Поэтому фундамент и внешние стены заливаются уже сейчас, пока снаружи плюсовая температура. И внешние стены ставятся сразу обшитые панелями с утеплителем. А мы до зимы, то есть, до конца сентября, должны все это крышей накрыть, чтобы люди смогли потом спокойно работать, даже при самом лютом морозе и ветре снаружи."

Но как сделать теплоизолирующую крышу, которая бы смогла накрыть площадь диаметром полтора километра? Это должна быть очень лёгкая крыша. - Крыша "из воздуха", то есть из надувных конструкций, которые поддерживаются натянутыми  между стен тонкими фуллереновыми тросами. Такая крыша будет хорошо удерживать тепло, имея при этом минимальный собственный вес.  

Чтобы накрыть крышей такую площадь и удерживать эту крышу несколько лет, сроителям придётся решать целый ряд технических проблем. Вот ещё один разговор между инженерами из "Крыши":

"- Меня тоже пугают эти размеры. Как крыша будет держать такую площадь? Вот умом понимаю, что должна, что все сто раз считано и пересчитано, что фуллерен – это прочнейший материал, из которого даже космический лифт собираются строить… И все равно оторопь берет. Ведь все это поле зимой будет в снегу. Вот отсюда и до самой внешней стены все может за пару часов завалить толстым слоем мокрого снега. Да еще порывы ветра сверху будут лупить, как кулаком, понимаешь? Вроде, частая сетка… Компрессоры для поддержки крыши выбрал помощней, понадежнее, Заслоновские. На самых длинных матах поставим по компрессору с каждого торца, чтобы, если один вдруг вырубится, другой продолжал качать. – Данила опять закурил. Жадно затянулся. Выпустил по ветру дым. – Нет, все равно… Смотрю, и мороз по коже. Вдруг мы еще чего-то не учли? Если такая тяжесть на людей внизу рухнет…

– Не рухнет, – Санёк решительно рубанул рукой. – Следующим транспортом четыре моих бульдозера должны привезти. Легких, почти полностью из пластика и композита. Жохов говорит, что оплатил их уже… В четыре бульдозера такую площадку, да еще и ровную, без препятствий, за пару часов можно от снега почистить. Переделаю их немного и вперед. Будут пахать, как миленькие. У меня дипломный проект был – снегоуборщик, разгребающий сугробы в условиях города, с припаркованными черт-те как и засыпанными снегом авто. А тут… Главное, с самого начала все нормально отладить. Мы будем спокойно спать, а роботы – наяривать, хоть в метель, хоть в мороз, хоть круглые сутки!

– А если у них в мороз аккумуляторы разрядятся?

– С чего бы? У всех четырех сразу?

– С того, – буркнул Данила, – что у аккумуляторов есть такое свойство – их емкость резко падает в мороз. Или твои тарантасы будут не на электричестве работать?

– Какое, к лешему, электричество? – возмутился Санёк. – На дизеле, конечно. Как и любая нормальная снегоуборочная техника. Это у вас там, в тепле, под куполом можно копеечку экономить и все на электричество переводить. А наверху, в мороз и снег… Мы же не в Англии. Экотеррористов у нас, вроде, нет. И топливо свое. А пока дизель работает, аккумулятор не сдохнет, даже в лютый мороз. Все время от мотора подзаряжаться будет."

Вот как происходит монтаж тросов для этой крыши:

"Из монолитной бетонной стены парапета через каждые тридцать сантиметров торчали круглые стальные кольца, изготовленные зацело с арматурой, вмонтированной в несущую стену. К каждому пятому кольцу специальным талрепом крепился тонкий фуллереновый трос, уходящий в даль, к другой стороне крыши. Монтажники споро перемещались по внешней стене, цепляли к кольцам новые тросы и натягивали их один за другим.

Внешняя стена башни имела ширину пятьдесят сантиметров, плюс еще слой утеплителя снаружи. Десять сантиметров бетонной стены приходились на парапет, а остальные сорок были уступом, по которому ходилось бы вполне комфортно, если бы не пугающие двадцать этажей пустоты внизу. Данила и Санёк, только что заехавшие на стену по внешнему, грузовому лифту, тут же поспешили прицепить себя страховочными карабинами. Сейчас они как бы контролировали работу монтажников, хотя, на самом деле, бессовестно пользовались случаем в рабочее время поглазеть на то, как не покладая рук пашут другие.

– Видишь, они начали от самого центра и движутся в обе стороны, – пояснял Данила. – Каждый следующий трос будет чуть короче предыдущего. Потом начнут натягивать поперечные тросы, заодно переплетая их с продольными, как циновку. Как натянут все более-менее ровно, подкрутят резьбу на талрепах, увеличивая натяжение тросов, чтобы не провисали. Но, как ни натягивай, все равно небольшой провис останется. Чтобы в местах провисания не образовалось луж, надо устроить хотя бы минимальный уклон от центра наружу. Для этого над двадцатым этажом ЦС мы уже смонтировали центральную опору. Она приподнимет середину крыши еще на восемь метров над общим уровнем. Для полуторакилометрового диаметра уклон крайне маленький. Но даже его, по моим расчетам, должно хватить. Двадцать четыре троса, более мощных, чем вот эти, будут подложены под нашей сплетенной циновкой и приподнимут на восемь метров весь центр крыши. Натяжение тросов, конечно, придется опять подгонять, подкручивая талрепы. Мы сперва уложим крышу, надуем ее, а потом я сверху, с дрона, стану мониторить, все ли правильно легло, не провисает ли где."

В общем, и проектирование, и установка, и эксплуатация такой крыши, особенно в первый год - это настоящее приключение для тех, кто решился связаться с подобной нетривиальной задачей. Но задача эта технически вполне решаемая. даже на нынешнем уровне технического развития. А уж тем более - в ближайшем будущем, когда сверхпрочные тросы с фуллереновым сердечником станут обычным строительным материалом, а проектирование и производство специализированных роботов для эксплуатации такой крыши станет делом почти рутинным.

А уж создав при помощи надувной крыши и стен периметра благоприятный микроклимат внутри, строить потом город-башню можно хоть круглый год. Со временем часть этой стройки станет жильём и другими полезными помещениями для строителей. Причём, так как площадь позволяет, многие производства, необходимые для стройки, можно будет размещать прямо на месте. По сути, накрытый надувной крышей город сможет строить сам себя изнутри, постепенно наполняясь новыми помещениями, жилыми и производственными, и, естественно, новыми жильцами.