Gdyby budynki nie stały na palach, to swoim ciepłem roztapiałyby marzłoć gruntu i zapadały się w nim.
Spitsbergen jest największą wyspą archipelagu Svalbard, graniczącą z Oceanem Arktycznym oraz Morzami: Norweskim, Grenlandzkim i Barentsa. Dominuje rzeźba górska z licznymi dolinami polodowcowymi. Zajmuje powierzchnię 38 tys. km2, w tym ponad połowa powierzchni pokryta jest lodem.
Wieczna zmarzlina, noc polarna, suchy arktyczny klimat, niskie temperatury to warunki, jakie występują na Spitsbergenie. Przez ponad 100 dni w roku panują tu noc (październik – luty) oraz dzień polarny (kwiecień – sierpień). Powierzchnię terenu pokrywa uboga roślinność tundrowa. Występują tu zwierzęta przystosowane do panujących warunków: niedźwiedzie i lisy polarne, renifery, foki, morsy, wiele gatunków ptaków. Poruszając się po Spitsbergenie, dla ochrony przed niedźwiedziami obowiązkowe jest posiadanie broni.
Wyspa od XVII w. była bazą wielorybniczą i do początku XX w. była to ziemia niczyja. W 1920 r. sygnowano Traktat Spitsbergeński i obszar ten stał się częścią Królestwa Norwegii jako strefa zdemilitaryzowana. Traktat ustanowił wolną strefę ekonomiczną, gwarantuje sygnatariuszom dostęp do gruntu i eksploatacji bogactw mineralnych.
Fot. 1, 2. Pyramiden, dawniej osada górnicza, teraz rozwija się tu turystyka
Systemy drogowe na Spitzbergenie nie istnieją i żadne drogi nie łączą osiedli. Lokalny transport stanowią łodzie i skutery śnieżne. Transport z Longyearbyen do Barentsburg (45 km) oraz Pyramiden (100 km) jest możliwy zimą skuterami śnieżnymi lub statkami, gdy Isfiorden nie jest zamarznięty. Spitsbergen jest jednym z najdalej na północ wysuniętych obszarów, na których prowadzona jest działalność górnicza. W końcu XIX w. rozpoczęto eksploatację węgla kamiennego i antracytu. Węgiel wydobywano sztolniami z wychodni pokładów na zboczu gór.
Najstarszą osadą górniczą na Spitzbergenie jest Longyearbyen, gdzie od 1906 do 1998 r. Norwedzy eksploatowali złoża węgla. W osadzie zachowane są jako element górniczego dziedzictwa kulturowego drewniane wieże kolejki linowej służącej do transportu węgla. Kolejka miała grawitacyjny napęd, który funkcjonował pod ciężarem zwożonego od portu węgla.
W osadzie Pyramiden prowadzono eksploatację węgla od 1911 r. Była to najdalej na północ czynna kopalnia na świecie. Eksploatację kopalni zakończono w 1998 r., dokonując błyskawicznej ewakuacji ludności całego miasteczka górniczego. Osiedle i infrastruktura zostały pozostawione w stanie nienaruszonym jako obiekt dziedzictwa kulturowego. Pozostawiono m.in. teatr z wyposażeniem muzycznym, pracownie domu kultury oraz obiekty sportowe z pływalnią o wymiarach olimpijskich. Obecnie jest to cel organizowanych trekkingów turystycznych. Większość wzniesionych budowli na potrzeby górnictwa jest konstrukcji drewnianej. Zwrócić należy uwagę, że na obszarach wiecznej zmarzliny drzewa nie rosną. Wieczna zmarzlina gruntu utrudnia rozwój roślinności o głębszym systemie korzeniowym. Całe drewno na potrzeby budownictwa zostało na wyspę dowiezione.
Fot. 3. Longyearbyen, linie kablowe prowadzone w rurach ochronnych
Trzy osiedla górnicze na Spitzbergenie: Barentsburg, Longyearbyen i Pyramiden, miały swoje własne elektrownie zasilane węglem z pobliskiej kopalni. Problemem tych elektrowni była dostawa potrzebnej czystej wody podczas mrozów nocy polarnej. Średnionapięciowa sieć dystrybucji energii elektrycznej jest prowadzona wyłącznie kablami. Warunki arktyczne i wieczna zmarzlina ziemi wymusiły budowę energetycznych linii kablowych w specjalnych plastykowych rurach ochronnych układanych naziemnie, na koziołkowej konstrukcji wsporczej. Prowadzenie kabli na konstrukcji wsporczej jest uzasadnione, gdyż w okresie lata arktycznego powierzchnia ziemi się rozmraża i powstają wodne rozlewiska.
Ciekawy jest sposób posadowienia konstrukcji budynków wznoszonych w strefie wiecznej zmarzliny. Powierzchowne rozmrażanie gleby w porze lata arktycznego powoduje wiele problemów w budownictwie.
W obszarach wiecznej zmarzliny budynki są posadowione na palach. Nie spotyka się budynków z podpiwniczeniem. Gdyby budynki nie stały na palach, to swoim ciepłem roztapiałyby marzłoć gruntu i zapadały się w nim. W miesiącach letnich wierzchnia warstwa gruntu – do ok. 2 m – ulega rozmarznięciu, wskutek czego staje się on często grząskim bagnem. Roztopy wodne z powodu zamarzniętych głębszych warstw nie wsiąkają nadmiaru wody. Pale, dawniej drewniane, obecnie betonowe, są pogrążane w gruncie do głębokości poniżej strefy rozmrażania podczas lata arktycznego. Zamarznięta woda w gruncie wiąże okruchy skalne z piaskiem podobnie jako spoiwo. Mniejsze konstrukcje budowlane stoją na stalowych palach śrubowych. Większość budynków jest murowana i ocieplana. Budynek jest wznoszony na żelbetonowej płycie stropowej posadowionej na betonowych palach. Powietrze może przepływać pod stropem podpodłogowym i odprowadzać ciepło emitowane przez budynek, by nie rozmrażać gruntu. Budynki są ocieplane i licowane płytami. W niektórych budynkach dla ładu architektonicznego konstrukcja palowa jest również licowana ażurowo.
dr hab. inż. Stefan Gierlotka
