Цэвдэгтэй газар нутагт барилга байгууламж, инженерийн байгууламжууд барихдаа хоёр үндсэн зарчим мөрддөг (Н.Дашжамц, 2009). Нэгдүгээр зарчим нь тухайн газарт буй цэвдэг хөрсийг хэвээр хадгалах буюу бат бэх байдлыг алдагдуулахгүй байх. Энэхүү зарчмыг мөрдөхдөө цэвдгийг хөлдүү хэвээр хадгалж, түүний дулааны горимыг тогтвортой барьж байхын тулд барилгын суурин доор агаарын чөлөөтэй урсгал явагдаж байхаар тооцон дараах аргуудаар барих шаардлагатай (Чойбалсан, 1989; А.Дашцэрэн нар, 2019).

Үүнд: салхилуулах хөндийтэй барих, халаалтгүй доод давхар барих, асгаасан дээр барилгыг барьж хөргөх хоолой суваг суулгах, салхилуулах хөндийг албадлагын үлээлттэй төлөвлөн барих, улирлын хөлдөлт, гэсэлтийн гүнийг тохируулах зэрэг болно. 28-р зурагт барилгын суурийн хийцийн төрлүүдийг харуулав.

Хоёрдугаар зарчим нь барилга барих цэвдэгт хөрсийг урьдчилан гэсгээх ба ашиглалтын явцад гэсэх үед барилга эвдрэхгүй байхаар тооцоолох. Энэхүү зарчмыг барилга байгууламжийг барихаас өмнө хөрсийг тодорхой гүн хүртэл урьчилан гэсгээх, мөсжилт ихтэй хэсгийг хуурай элсэн буюу том хэмхдэст хөрсөөр солих, гэссэн буурь хөрс суулт үзүүлэх үед барилгын бүтцийн хөшүүн байдал, бат бэхийн нөхцлийг ихэсгэх зэрэг аргуудыг ашиглахыг санал болгосон байдаг (Чойбалсан, 2016). 

Үүнээс гадна ус чийгэнд норохоороо нэмэлт суулт үүсгэдэг хөрсийг суумтгай хөрс гэнэ. Суумтгай хөрсөнд барилгын суурийг дараах аргуудаас сонгож төлөвлөнө. Үүнд:

●Суумтгай хөрсний давхаргыг урьдчилан нягтруулах

●Суурийн уланд том элс ба хайргаар дэр бэлтгэх

●Суумтгай хөрсний давхаргыг гадсан сууриар нэвтлэх

●Суумтгай ул хөрсийг давтан хонхойлж гарсан нүхэнд суурь цутгах

●Барилга угсралтын явцад болон ашиглалтын үед буурь хөрснөөс ус нэвчихээс хамгаалах

●Барилгын бүтээцийг нэмэлт суултанд тэсвэртэй төлөвлөх зэрэг болно.

Сүүлийн жилүүдэд уур амьсгалын дулаарал эрчимтэй явагдаж байгаа учир цэвдэгтэй газар нутагт барилга байгууламжийг төлөвлөн барих дээрх хоёр үндсэн зарчмыг хадгалан нэмэлтээр олон янзын хийц, технологийг дэлхийн цэвдэгтэй улс орнууд нэвтрүүлэн цэвдгээс барилга байгууламжид үзүүлэх сөрөг нөлөөг бууруулж, барилгын суурийн бат бөх чанар, насжилтыг уртасгах олон сайн жишээ бий.  Эдгээр олон аргуудаас Монгол орны уур амьсгал, цэвдгийн онцлогт тохирох дэвшилтэт технологуудыг амжилттай туршин нутагшуулсан байдаг. 

Термосифон хоолой нь хөргөх шингэнээр цэнэглэгдсэн температурын фазын зөрүүгээр ажилладаг нано төхөөрөмж бөгөөд агаарын хүйтнийг газрын гүнд хуримтлуулж ул хөрсийг хөлдөөдөг. Термосифон хоолойн ажиллах зарчмын хамгийн гол үзүүлэлт нь хоолойг цэнэглэсэн ажлын шингэний буцлах температураас хамаардаг. Хөрсөнд хүйтэн хуримтлуулахын тулд нам температурт буцалдаг ажлын шингэн (аммиак, фреон, нүүрс хүчлийн хий, г.м)-ээр цэнэглэдэг бөгөөд энэ нь гаднаас нэмэлт тог цахилгаан, техникийн засвар үйлчилгээ шаарддаггүй бие даасан байдлаараа давуу талтай [А.Саруулзаяа, 2007]. 

 

Термосифон хоолойн бүтэц болон ажиллах зарчим

Харин тус төхөөрөмжийг цэвдгийн мөсжилт ихтэй газарт барилга байгууламжийн доод ул хөрсийг хөргөх зорилгоор ашигладаг. Термосифон хоолой нь ашиглалтын хугацаа урт, нэмэлт засвар арчилгаа шаардахгүй онцлог давуу талтай. Термосифон хоолой нь температурын фазын зөрүү дээр ажилладаг учир агаарын хүйтнийг газрын гүнд маш сайн дамжуулах бөгөөд цэвдэг хөрсөнд хүйтэн хуримтлал зохиомлоор үүсгэж, цэвдгийн дээд хилийг хөдөлгөөнгүй байлгах зориулалттай. Иймээс цэвдэгтэй бүсэд баригдсан барилга байгууламжийн доод ул хөрсийг хөргөж, барилгаас ул хөрсөнд үзүүлэх дулаан, техникийн нөлөөллийг бууруулдаг идэвхтэй хөргөх аргын нэг юм.

Термосифон хоолойг барилга байгууламжийн доорх цэвдэгтэй хөрсийг хөргөхөд хэд хэдэн хийцийн төрлүүдийг ашиглаж болно. Барилга байгууламжийн доорх цэвдэгтэй хөрсийг гэсгээхгүйгээр нэгдүгээр зарчмаар барих тохиолдолд термосифон хоолойг ашиглах технологи нь хамгийн үр дүнтэй идэвхитэй хөргөх аргуудын нэг юм. Тухайн цэвдэг хөрс, суурийн хийцээс хамааран термофил, налуу ууршуулагчтай термосифон, хавтгай ууршуулагчтай термосифон /спириал хэлбэрийн/ ашиглах боломжтой. Термосифон хоолойг цэвдгийн мөсжилт ихтэй, дулаан цэвдэгтэй хөрсөнд ашиглахад илүү тохиромжтой. Термосифон хоолой нь маш бага жинтэй боловч хүйтэн дамжуулах чадвараараа зэс, мөнгө гэх мэт цул дамжуулагчаас хэдэн зуу дахин илүү хүчин чадалтай байдгаараа онцлог. Термосифон хоолой нь олон талын ач холбогдолтой. 

•Цэвдэгтэй газар баригдсан барилга байгууламжийг нэгдүгээр зарчмаар барихтай хослуулан термосифон хоолойг ашигласнаар цэвдгийн гэсэлт, суулт, деформаци үүсхээс урьдчилан сэргийлж чадна.

•Тухайн барилга байгууламжид ашиглах термосифон хоолойн анхны гарах зардал өндөр хэдий ч ашиглалтын хугацаа урт, тог цахилгаан ашигладаггүй. 

•Барилга байгууламжийн суурийн бат бөх чанар ихсэх, насжилт урттай болох нөхцлийг бүрэн хангаж чадах орчин үеийн нано технологи.

•Цэвдэгтэй улс орнууд (АНУ, Канад, Хятад, Орос гэх мэт) энэхүү нано төхөөрөмжийг барилга байгууламжид ашиглаж цэвдгийн гэсэлтээс үүсэх суулт, деформациас урьдчилан сэргийлж байна.

Технологи 2. Барилгын суурийн төлөвлөлтөд гадсан суурь, салхилуулах хөндийтэй аргууд орчин үеийн аргуудтай хослуулан ашиглах технологи

Манай орны цэвдэгтэй аймаг, сумын төвүүдэд барилга байгууламжийг төлөвлөн барихад Монгол улсад мөрдөгдөж буй барилгын норм дүрмийн дагуу нэгдүгээр зарчмыг баримтлан цэвдгийг хөлдүү хэвээр хадгалаж, түүний дулааны горимыг тогтвортой барьж байхын тулд барилгын суурин доор агаарын чөлөөтэй урсгал явагдаж байхаар тооцон барих шаардлагатай. Энэхүү шаардлагыг хангахын тулд хамгийн эхний алхам нь тухайн барилгын талбайд инженер-геологи, цэвдгийн нарийвчилсан судалгаа хийж цэвдгийн тархалт, зузаан, температур, цэвдэгт хөрсний шинж чанар, улирлын хөлдөлт, гэсэлтийн гүнийг нарийн тодорхойлсны үндсэн дээр барилгын суурийн төлөвлөлтийг тооцон гаргана. Барилгын доорх цэвдэгт хөрсийг гэсгээхгүй барихад барилгын суурийг салхилуулах хөндийтэй барих, гадсан сууриар төлөвлөн барих аргыг орчин үеийн дэвшилтэт аргатай хослуулан ашиглах технологийг сүүлийн үед өргөн ашигладаг [Holubec, 2008].

Монгол орны цэвдэгтэй сум, аймгийн төвүүдэд баригдсан зарим барилга байгууламжууд салхилуулах хөндийтэй болон гадсан суурьтай баригдсан байдаг. Гэтэл уг барилгууд уур амьсгалын дулаарал, бусад хүчин зүйлийн нөлөөгөөр цэвдгийн гэсэлт эрчимтэй явагдаж барилга байгууламжид гажилт өгч, ашиглалтын хугацаа богиносох, суурийн бат бөх чанар муудах, хана туурганд ан цав үүсэн актлагдлаг. Иймд барилга байгууламжийн суурьт цэвдгээс үзүүлэх сөрөг нөлөөг бууруулахын тулд АНУ, ОХУ, Канад гэх мэт цэвдэгтэй улс орнуудын ашиглаж байгаа идэвхгүй арга технологийг манай орны нөхцөлд ашиглах бүрэн боломжтой. 

Барилгын суурийн хийцийг цэвдэгтэй газарт салхилуулах хөндий болон гадсан сууриар төлөвлөн нэгдүгээр зарчмыг баримтлан барихад тухайн барилгын сууринд термосифон хоолой, дулаан тусгаарлах материалтай хослуулан барих нь илүү үр дүнтэй байдаг. 

Монгол орны нөхцөлд цэвдэгтэй газарт барилга байгууламж төлөвлөн барихад барилгын норм стандартын дагуу гадсан болон салхилуулах хөндийтэй суурийн хийцийг сонгон барьдаг ч дээрх жишээ шиг орчин үеийн дэвшилтэт аргыг хослуулан барьсан жишээ байдаггүй. Харин бусад цэвдэгтэй улс оронд энэхүү хосолсон арга технологийг барилга байгууламж барихад ашиглаж цэвдгээс үзүүлэх сөрөг нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлж чадсан байдаг. 

Цэвдэгтэй газарт барихаар төлөвлөсөн барилга байгууламжийн гадсан суурийг түүний их бие буюу ган хоолой, толгой, хошуу буюу сэлүүр гэсэн бүрдэлээр гадсан суурийн хийцийг бэлтгэж, барилгын талбайд угсрах үйл ажиллагааг эхлүүлдэг. Шурган гадасны технологи нь орон сууц олон нийтийн барилгын суурьд ихэвчлэн хэрэглэдэг сүүлийн үеийн дэвшилттэй технологи юм. Нэгэнт технологийн дагуу суулгасан гадсан суурь бат бэхийн хувьд маш найдвартай, модон хучилтын агааржуулалтанд сайн нөхцөл бүрдүүлж өгдөг давуу талтай Шурган гадсан хийц нь ган трубан их бие, хошуу, толгой гэсэн хэсгээс бүрдэнэ. 

Түүнчлэн цэвдэгтэй хөрсөнд нэгдүгээр зарчмаар барилга байгууламжийг барихдаа салхилуулах хөндийтэй баганан тулгууртай ч мөн хийдэг.

Сүүлийн үед цэвдэгтэй газарт барилга байгууламжийг гадсан болон баганан тулгууртай суурийн хийцийг сонгохдоо барилгаас түүний доорх цэвдэгтэй хөрсөнд очих дулааныг тусгаарлах материал болох хөөсөнцөрийг хослуулан ашигладаг. Жишээлбэл: Аляск, Канадын цэвдэгтэй бүсэд нэгдүгээр зарчмыг баримтлан барилгын суурыг гадсан болон баганан тулгууртай төлөвлөн хийхэд тухайн суурийн дээд хэсэг буюу барилгын сууринд тусгаарлагч хөөсөнцрийг ашиглаж барьснаар цэвдгийн гэсэлтээс урьдчилан сэргийлдэг технологи өргөн ашиглагдаж байна. Энэхүү аргыг манай орны нөхцөлд ашиглах бүрэн боломжтой бөгөөд өртөг зардлын хувьд идэвхитэй хөргөх аргаас илүү хямд төсөр болно.

Цэвдэгтэй бүсэд баригдсан барилга байгууламжид үзүүлэх цэвдгийн сөрөг нөлөөг бууруулах, урьдчилан сэргийлэхийн тулд 2006 оноос хойш туршилт судалгааны ажлыг Цэвдэг судлалын салбарын судлаачид эхлүүлсэн байдаг. Жишээлбэл, Завхан аймгийн арван жилийн сургуулийн барилгын сууринд гажилт үүсэж, хагарал өгсөн учир тухайн барилгын доорх цэвдгийн тархалт, төлөв байдлыг 2018 онд Цэвдэг судлалын салбарын доктор Я.Жамбалжав болон салбарын судлаач нар геофизикийн цахилгаан хайгуулын багажаар хэмжсэн үр дүнг харуулав. Энэхүү судалгааны үр дүнгээр сургуулийн барилгын суурийн доор тогоо хэлбэрийн гэсэлт гадаргаас доош 20 м хүртэлх гүн хүртэл үүссэн болхыг тогтоосон. Уг сургуулийн барилгыг нэгдүгээр зарчмын дагуу цэвдгийг гэсгээхгүй дулаан балансын тогтвортой байдлыг хангах нөхцөл бүрдүүлэн хөндий суурьтай барьсан хэдий ч уг байгууламж нь цэвдгийн гэсэлтээс үүдэж суулт, гажилт, хагарал ихээр үүссэн байдаг. Иймд барилга байгууламжийг цэвдэгтэй газар төлөвлөн барихад нэгдүгээр зарчмыг орчин үеийн дэвшилтэт аргатай хослуулан ашиглах нь хамгийн үр дүнтэй бөгөөд цэвдгийн тархалттай өндөр хөгжилтэй улс орнууд инженерийн оновчтой шийдлүүдээс хамгийн тохиромжтой аргын нэг болох термосифон хоолойг ашигладаг. Тулгамдаж буй асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд Монгол орны нөхцөл, уур амьсгалын онцлогт тохирсон термосифон хоолойг туршин, нутагшуулахыг зорьсон.

2018 оноос хойш туршсан 8 м урттай термосифон хоолойн судалгааны үр дүнгээс харахад өвлийн улирлын  агаарын дундаж температур -16.8°С, өвлийн үргэлжлэх хугацаа 5328 цаг байхад, 8м урттай 0.052 м диаметртэй термосифон хоолойн хөлдөөх радиус  =1.0 м, хүйтэн бүтээмж П=6273 кВт гарсан. График 1-д байгаль дээр туршсан термосифон хоолойн тодорхой түвшнүүд дэх температурын хэлбэлзлийг үзүүлэв. Дээрх үр дүнгээс харахад өвлийн улиралд агаарын температур өдөртөө дунджаар -10°C-аас -15°C, шөнөдөө -20°C-аас -28°C хэлбэлзэж байхад 4м-ийн гүнд хөрсний температур (улбар шар өнгөтэй муруй) тогтмол байгаа нь 1-р графикаас харагдаж байна. 

Байгалийн нөхцөлд 8 м урттай термосифон хоолойн туршилтыг сар бүр тодорхой түвшинд дата логгерын тусламжтай тогтмол хэмжиж байгаа нь /2019 оны 3 сар/.

Термосифон хоолой ажиллаж эхлэхэд газрын гүнд агаарын хүйтнийг маш сайн дамжуулж байсан. Жишээлбэл конденсаторын доорх температур (саарал өнгөтэй муруй) нь агаарын температураас (шар өнгөтэй муруй) шууд хамаарч хэлбэлзэж байхад 4 м-ийн гүнд (цэнхэр өнгөтэй муруй) агаарын хүйтнийг маш сайн дамжуулж -10°C-аас -15°C-аар хөрсийг хөлдөөж байсан (График 1). 

График 1. Байгаль дээр туршсан 8 м урттай термосифон хоолойн туршилтыг замын инженерүүдэд танилцуулж буй байдал /2019 оны 3 сар/.

Монгол орны нөхцөлд термосифон хоолойн туршилт судалгааны ажил амжилттай хэрэгжиж, нутагшуулах ажил маш сайн үр дүнг харуулсан бөгөөд энэхүү төхөөрөмжийг цэвдэгтэй газарт барих барилга байгууламжийг цэвдгийн гэсэлтээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор ашиглах бүрэн боломжтой.