Градостроительная экология _ Маслов Н.В

где S — площадь территории БТС или района, км2; Sлес — показатель лесистости, доли единицы; Spacт — площадь растительного покрова без лесов

и пашень, км2; q(CO2) — интенсивность газообмена — ассимиляции углекислого газа растительным сообществом, т/год, принимается по табл. 3.6; α — поправочный коэффициент к показателю лесистости, принимаемый по табл. 3.7; ρ — то же, к показателю площади растительного покрова, принимаемый по той же таблице.

где N2 — допустимое количество жителей по второму условию, чел.; kтэр2

—относительная величина использования второго вида ТЭР в топливноэнергетическом балансе территории; kтер3 — то же, третьего вида; 1,2 и 3,3

—коэффициенты, которыми учитывают выделяемый СO2 при сжигании 1 тут второго и третьего видов; 0,32 — среднее количество углекислого газа,

выделяемого в процессе жизнедеятельности человека, m(СO2)/чел.год [остальные обозначения см. формулу (3.2)].

3.Частную емкость территории по условию воспроизводства кисло-

рода атмосферой определяют, учитывая нормы его изъятия. В России отсутствуют государственные квоты по этому показателю. Однако в практике принимают ее в размере 12% от величины воспроизводства кислорода растительным покровом. Для вычисления пользуются формулой:

где q(O2) — интенсивность газообмена — воспроизводства кислорода растительным сообществом, т/год, принимаемая по табл. 3.6 (остальные обозначения см. предыдущие формулы).

Тогда частную допустимую нагрузку или ДЕТ по расходу кислорода определяют по формуле:

82

где N3 — допустимое количество жителей района по условиям воспроизводства кислорода, чел.; 2,5 — коэффициент, которым учитывают изъятие кислорода стационарными и мобильными объектами, включая транспорт, при сжигании органического топлива разного состава, т/тут; kтер1 — потребляемое количество электроэнергии в структуре топливноэнергетического баланса территории, доли единицы; 0,29 — среднее количество кислорода, поглощаемое человеком в процессе жизнедеятельности, т/чел. в год.

4. Частную емкость территории, м3/сут, по наличию ресурсов по-

верхностных вод определяют по формуле

где Gм — меженный расход воды в пригодных для водозабора водоемах и водотоках, м3/с; kвод — предел экологически безопасного изъятия воды всеми пользователями. Оптимальное значение kвод = 0,1.

Если расходы гидрологической системы района не обеспечивают градостроительных потребностей, то прибегают к использованию водоемов и водотоков прилегающих районов. Одновременно рассматривают альтернативу, изучают возможность потребления воды из водоносных горизонтов.

Частная ДЕТ по расходу воды на жилищно-коммунальные нужды

где N4 — допустимая численность населения по условиям обеспечения водой бытовых, коммунальных и производственных нужд, чел.; Pж — планируемая норма среднесуточного водопотребления с учетом коммуналь- но-бытовых нужд. Эта норма принимается в пределах 0,35 < Pж < 0,5, м3/чел. в сут; kрасх — повышающий коэффициент, которым учитывают характер водопотребления.

При отсутствии таких водоемких производств, как обогащение полезных ископаемых, металлургия, электроэнергетика, целлюлозно-бумажное и др., а также орошаемых земель, на основании статистических данных повышающий коэффициент принимают в пределах 1,7 < kрасх < 1,9.

Анализ частных емкостей территории по полученным данным позволяет предварительно оценить варианты решений районной планировки, выявить наиболее уязвимое их звено. Для упрощения такой анализ рекомендуется вести в табличной форме. В табл. 3.8 приведены результаты расчетов, выполненных для территории площадью 600 км2. Здесь легко

83

установить, что имеет место критическая нагрузка по показателю N2 — допустимой численности населения, ограниченной условием эмиссии углекислого газа, которая имеет минимальное значение из всех N.

Увеличения ДЕТ можно достигнуть тремя путями. Во-первых, расширить расчетную территорию биоэкономической территориальной системы (БТС). Если ситуация позволяет, то включить в его экологический каркас зоны экологического равновесия, буферные и компенсационные, создать заказники, лесопарки и заповедники.

Вторым путем экологической стабилизации может быть пересмотр ТЭР в сторону использования энергетических ресурсов, выделяющих меньше выбросов в атмосферу. Заменить, например, торф на газообразное топливо или электроэнергию.

Третий путь — уменьшить уровень хозяйственно-промышленной активности. За счет сокращения мощности энергоемких предприятий или обеспечить энергосбережение. Желательно перейти на безотходные и малоотходные производства. Крайней мерой может служить закрытие или перепрофилирование части предприятий, что позволит уменьшить степень экологического возмущения среды обитания.

Экологическую эффективность разработанных мероприятий

можно проверить анализом выполнения основных условий биотической совместимости антропогенной и природной подсистем. Достаточно рассмотреть четыре из них:

композиция функционально-планировочной структуры должна соответствовать планировочным принципам создания условий устойчивого развития городских образований;

соотношение площадей территорий интенсивного использования и охраняемых должно ограничиваться величиной Sохр, минимально допустимой для данного растительного сообщества;

плотность населения на территории не должна превышать возможностей природной биопродуктивности;

в районе должна быть обеспечена оптимальная биологическая репродуктивность (критерии см. ниже).

84

Первое условие — территориально-планировочное. Принципы его вы-

полнения подробно изложены во всех главах учебника. В них рассмотрены модели устойчивого развития городов и охраны окружающей среды, которые закладывают в градостроительные проекты. Поэтому мы остановимся только на методике определения биотических показателей.

По второму условию — соотношению территорий хозяйственного использования и охраняемых — систему проектных разработок градостроительного планирования оценивают, используя показатель минимальной доли охраняемых территорий. Критерием выполнения этого условия является соотношение

где Sохр — доля особо охраняемых зон естественной природы, определяемая по табл. 3.6 в зависимости от вида растительного сообщества; S — общая площадь рассматриваемого района, трактуемого как единая биоэкономическая система (БТС), км2; Sхоз — площадь территорий интенсивного хозяйственного использования, км2.

Территория Sхоз включает земли, занятые существующими и проектными урбо- и агроценозами. Тогда эту величину представляют в виде

где Sy, Sry — соответственно, общие площади существующих урбанизированных территорий и выделяемых по проекту для расширения и возведе-

ния новых поселений, км2; Scx, Srсх — то же, интенсивного сельскохозяйственного использования и расширения сельскохозяйственной базы, включая пригородное садоводство, км2.

Третье условие — плотность населения — связано с суммарным энергопотреблением. Существует непосредственная зависимость между плотностью населения, плотностью энергопотребления и степенью загрязнения окружающей среды. От этого зависит биопродуктивность биоценозов и устойчивость систем растительных сообществ.

Степень угнетения растительного покрова находится в зависимости от плотности освоения земель людьми. При повышении давления на природу сокращается количество биологических видов растений, снижается биопродуктивность зеленого покрова планеты. Такая зависимость наглядно отражена в табл. 3.9.

85

Зависимость между численностью населения, масштабом и интенсивностью хозяйственной деятельности можно выразить через эквивалентную плотность населения Pн э. Ее в первом приближении определяют по формуле

где Ng — допустимая численность населения, чел./км2, соответствующая определенному масштабу хозяйственной деятельности и балансу ТЭР, назначается после анализа данных табл. 3.9 и подбора исходных условий для расчета частных значений емкости территории; kтэр1 — доля использования электроэнергии в ТЭР, произведенной вне территории.

По четвертому условию — способности биосферы к воспроизводству ресурсов — устанавливают степень репродуктивности биотической составляющей системы. Для этого оценивают индекс репродукции Ир, трактуя его как отношение биопродукции растительного сообщества БТС при реализации проектных разработок градостроительного планирования к эталонному значению биопродуктивности:

где Пr — ожидаемая биопродуктивность БТС по проекту; Пэ — то же, эталонная для данного природного сообщества.

Значение индекса репродукции Ир > 1 указывает на сохранение оптимального воспроизводства биомассы. Такая ситуация способствует устойчивости развития градостроительных систем.

Эталонную биопродуктивность Пэ, т/год, единой биоэкономической территориальной системы (БТС) ориентировочно определяют по формуле

где С —продукция массы сухого вещества, т/га в год, зависящая от вида

86

растительного сообщества и принимаемая по табл. 3.6; S, Spacт — первая группа исходных показателей (см. начало § 3.3); Sлес — показатель лесистости в долях единицы, принимаемый по табл. 3.6; α, ρ — поправочные коэффициенты, принимаемые по табл. 3.7.

Ожидаемую биопродуктивность Пr, т/год, проектируемой БТС в первом приближении определяют по формуле

где Cy, Ccx — продукция массы сухого вещества, соответствующая урбо- и

агроценозам, т/га в год, принимаемая по табл. 3.6; kбиопрод — коэффициент снижения биопродуктивности растительности, принимаемый по табл. 3.9.

Величина Ир < 1 свидетельствует о нестабильности экологического состояния биогеоценоза БТС, поскольку условия воспроизводства будут нарушены активным антропогенным вмешательством, предусмотренным проектом. В связи с этим необходимо сокращать хозяйственную активность на территории. Обычно это связано с изменением всей градообразующей базы, что не всегда допустимо по законам развития общества.

Устойчивого равновесия БТС можно достигнуть и увеличением биомассы. Например, за счет посадок и расширения лесных массивов повысить живучесть биосферы. Возможно и территориальное расширение БТС за счет включения примыкающих компенсационных зон, где хозяйственная активность населения невелика. В этом случае необходимо вернуться к региональному планированию и пересмотреть концепции экономикопромышленного развития региона или административного района.

Вопросы для самопроверки

1.Составляющие, объединенные моделью устойчивого развития городов. Проблемы социально-экономического микроклимата, антропогенного развития и экологического баланса на территориях разного планировочного уровня.

2.Пределы градостроительной емкости территорий, полное, условное и относительное экологическое равновесие экосистемы.

3.Экологический каркас страны и региона, соотношение территорий разной степени экологического равновесия. Зоны хозяйственной активности, буферные и компенсационные.

4.Экологический каркас схемы функционального зонирования района и агломерации. Дополнительные разработки, дополняющие исследования предыдущего, более верхнего уровня.

5.Методы построения биоэкономических территориальных систем с выделением зон хозяйственной деятельности разных функций и интенсивности.

87

6.Природный каркас городов, методы компенсации недостающей репродуктивности природной среды города.

7.Стратификация методов охраны окружающей среды. Различие территориальных и локальных методов.

8.Стратегия урбоэкологического зонирования территорий планировочных районов по их демографической емкости. Создание природных каркасов.

9.Территориальные методы восстановления биосферы, рекультивация нарушенных земель и реанимация природных ландшафтов.

10.Локальные методы охраны окружающей среды. Сокращение вредных выбросов, защита расстоянием, утилизация твердых отходов, очистка сточных вод.

11.Охрана городской среды в процессе эксплуатации. Модернизация уличного движения, улучшение содержания водоемов, благоустройство и озеленение территорий, уборка улиц и придомовых участков, организация вывозки и хранения отходов.

88

ГЛАВА 4

----------------------------

УСЛОВИЯ ЭКОЛОГИЧНОСТИ ЗДАНИЙ

4.1. ЭКОЛОГИЯ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ЗДАНИЯ

Здания являются искусственно созданной экосистемой. Эта система с одной стороны конструктивно замкнута, но с другой — не может существовать самостоятельно, поскольку экологически не репродуктивна. Живучесть этой системы обеспечивается взаимодействием с окружением. Например, связь между воздушной средой города и гигиеной помещений весьма плотна. Это же относится к инсоляционным и шумовым режимам.

У пользователя объектом образ здания формируется на базе осмысленной и даже интуитивной оценки параметров среды, потребностей и социальных стереотипов. Исходя из такой предпосылки, процесс формирования концепции замкнутой системы можно представить как последовательное движение по следующим блокам: «фиксация целей — конкретизация видов деятельности — выявление параметров системы — определение методов инженерно-технического воплощения». Графически этот процесс можно представить в виде структуры, изображенной на рис. 4.1. Она построена для жилья, но аналогичные структуры можно создать для объектов социального обслуживания, коммунального хозяйства и промышленности разного профиля.

На рисунке видно, что системы связаны с блоком окружающего пространства, которое воздействует не только на систему внутренней среды. От его параметров зависит выбор технических решений. Агрессивность фунтов, атмосферы и воды влияет на долговечность конструкций и инженерных систем зданий. Эти параметры опосредованно воздействуют и на формирование целей.

Рассмотрим содержание структуры, которая состоит из четырех основных блоков-систем.

Первый блок — это система целей, ради которых строится или ре-

конструируется объект. На рисунке видно пять групп целей. Однако состав может меняться в зависимости от предназначения здания.

Система требований, предъявляемых застройщиком к жилью, носит прежде всего психологический характер. Так представления человека об организации жизни в квартире или доме вытекают из осмысления сущно-

89

сти жилого пространства, его объема и количества помещений.

Не последнюю роль играет мораль и эстетика. В зависимости от культуры и образования пользователь жильем определяет формы выражения престижности и стабильности жизни в здании.

Экономический аспект целей — это прежде всего инвестиционные возможности застройщика, а оценка эффективности строительства или реконструкции сродни разработке бизнес-плана.

Еще одна группа целей — это предназначение. Застройщик определят, какое жилье он предпочитает: загородный дом, городскую квартиру в одном или двух уровнях и т.д. В зависимости от этого определяются и функциональные особенности жилья. По аналогии рассматриваются и остальные группы целей.

Второй блок объединяет системы предполагаемой деятельности.

Они также зависят от индивидуальных потребностей пользователя. Здесь детализируются цели, учитывается предназначение помещений и их антропогенные характеристики. Например, коммуникации в жилье для инвалидов приспосабливают к возможностям передвижения, которое затруднено при нарушении двигательного аппарата.

Жилые комнаты дифференцируют в соответствии с предполагаемым использованием и оборудуют, учитывая уклад жизни семьи и ее отдельных членов, особенности активного и пассивного отдыха. Кухню проектируют исходя из технологии приготовления пищи. Всю подсобную зону приспосабливают к специфике хозяйственной деятельности.

Рис. 4.1. Экосистема жилого здания

90

Третий блок — система требований, определяющих комфортность

пребывания в здании. Она объединяет четыре группы факторов.

Фактор капитальности как средство оценки рациональности внутренней среды рассматривают на самом раннем этапе изучения требований к этой среде. В этом понятии объединена престижность сооружения, зависящая от его внешнего вида, качества отделки и комфортности объемнопланировочного решения. Капитальность также зависит от долговечности и огнестойкости.

Долговечность — это продолжительность периода нормального функционирования здания, по истечении которого настолько утрачиваются его основные свойства, что наступает предельное состояние, т.е. дальнейшая эксплуатация становится невозможной.

Пожаробезопасные свойства, включая огнестойкость, описаны ниже. Гигиеничность среды — наиболее традиционная составляющая ком-

фортности. Поскольку этот фактор влияет на здоровье людей, основные показатели жестко нормируют подзаконными актами государственного и регионального уровня (СНиПы, ГОСТы, ОСТы, Технические условия и т.д.).

Искусственную среду зданий отождествляют с микроклиматом. Это понятие довольно емкое. Его трактуют как совокупность тепловлажностного режима, экологической чистоты компонентов среды, звукового и зрительного комфорта. Эти компоненты микроклимата нормируются. Так, существуют показатели комфортности, приведенные в табл. 4.1. Аналогично ограничивают параметры других компонентов.

Т е п л о в л а ж н о с т н ы й р е ж и м важен для ощущения комфортности пребывания в помещении. Это связано с метаболизмом — биологическими процессами в теле человека, протекающими с образованием и выделением тепла.

91