CC BY
63
УДК 72.01:502.11
АНАЛИЗ ПРАКТИЧЕСКОГО ОПЫТА ФОРМИРОВАНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДНЫХ ГОРОДОВ С СИСТЕМОЙ ЗДАНИЙ ЭКОМИНИСТРУКТУР
КРИЖАНОВСКАЯ Н. Я., д. арх., проф., СМИРНОВА О. В., к. арх., асс.
• Харьковский национальный университет городского хозяйства имени А. Н. Бекетова, ул. Революции 12, Харьков, Украина, тел. +38 (096) 761-89-16
• Харьковский национальный университет городского хозяйства имени А. Н. Бекетова, ул. Революции 12, Харьков, Украина, тел. +38 (098) 05-99-157, e-mail: [email protected].
Аннотация. Постановка проблемы. Урбанизация, ухудшение экологии и изменение климата негативно влияют на качество жизни населения. Значительно снизить эти негативные воздействия можно благодаря созданию низкоуглеродных городов. Цель статьи - провести анализ практического опыта формирования зданий экоминиструктур в низкоуглеродных городах. Выводы. В низкоуглеродных городах с экоминиструктурами создается экосистема с высоким природным потенциалом для создания комфортной среды жизнедеятельности. Ключевые слова: инновационные здания, низкоугяеродный город, эко-министруктуры
АНАЛ1З ПРАКТИЧНОГО ДОСВ1ДУ ФОРМУВАННЯ НИЗЬКОВУГЛЕЦЕВИХ М1СТ 13 СИСТЕМОЮ БУДШЕЛЬ ЕКОМ1Н1СТРУКТУР
КРИЖАНОВСЬКА Н. Я., д. арх., проф., СМ1РНОВА О. В., к. арх., асист.
• Харювський нацюнальний ушверситет мюького господарства iменi О.М. Бекетова, вул. Революцй 12, Харкш, Укра!на, тел. +38 (096) 761-89-16
• Харювський нацюнальний ушверситет мюького господарства iменi О.М. Бекетова, вул. Революцй 12, Харкш, Укра!на, тел. +38 (098) 05-99-157, e-mail: o.l-y.a @mail.ru.
Анотащя. Постановка проблеми. Урбaнiзaцiя, попршення екологи i змша ммату негативно впливають на яшсть життя населения. Значно знизити щ негативш впливи можна завдяки створенню низьковуглецевих мют. Мета статтi - провести aнaлiз практичного досвщу формування будiвель екомiнiструктур у низьковуглецевих мютах. Висновки. У низьковуглецевих мютах з екомiнiструктурaми створюеться екосистема з високим природним потенцiaлом для створення комфортного середовища життeдiяльностi.
Ключовi слова: тновацтт будiвлi,низьковуглецеве мкто, еко-мтктруктури
ANALYSIS OF PRACTICAL EXPERIENCE OF THE FORMATION OF LOW-CARBON CITIES WITH THE SYSTEM OF THE BUILDING ECO-MINISTRUKTUR
KRIZHANOVSKAYA N. Y., Dr. Sc. (Arch.), Prof., SMIRNOVA O.V., PhD.
• Kharkov National University Municipal Economy named A. N. Beketov, Str. Revolution 12, Kharkiv, Ukraine, tel.+38 (096) 761-89-16
• Kharkov National University Municipal Economy named A. N. Beketov, Str. Revolution 12, Kharkiv, Ukraine, tel.+38 (098) 05-99-157, e-mail: o.l-y.a @mail.ru.
Abstract. Formulation of the problem. Urbanization, environmental deterioration and changes of climate have a negative impact on quality of life. Significantly reduce these negative effects may be through the creation of low-carbon cities. Purpose. To analyze the experience of formation of buildings eco-ministructures in low-carbon cities. Conclusions. The low-carbon cities with eco-ministructurescreated an ecosystem of high natural potential to create a comfortable living environment.
Keywords: innovative buildings,low-carbon city, eco-ministruktures
Постановка проблемы. Формирование низкоуглеродных городов обусловлено негативными процессами урбанизации, влияющей на ухудшение экологических
показателей городской среды и изменение
климата. Высокий уровень выбросов
углерода и изменение климата влияет на
качество жизни в большинстве городов и
регионов в мире. Эта угроза стала ощутимой: мы являемся свидетелями разрушения биоразнообразия негативными, экстремальными погодными условиями, увеличиваются проблемы со здоровьем, связанные с загрязнением окружающей среды.
Эти негативные процессы в настоящее время пытаются снивелировать благодаря созданию низкоуглеродных городов. Строительство низкоуглеродных городов обеспечивает координационное развитие экологии и экономики. Согласно определению Всемирного фонда природы, низкоуглеродный город должен сохранять сравнительно низкий уровень объема энергорасходов и выбросов углекислого газа в случае динамичного развития городской экономики.
Проектирование низкоуглеродных
городов сейчас понимают как набор технологических решений, позволяющих сделать жизнь жителей комфортной и безопасной для здоровья, а проектирование и строительство - инновационным, и конечной целью этого проектирования является нулевой уровень выбросов углекислого газа.
Понятие низкоуглеродного развития (и низкоуглеродной экономики) получило в последние годы широкое распространение как в официальных документах, так и в исследовательских работах. Фактически это вариант концепции устойчивого развития, нацеленный на предотвращение
катастрофических последствий глобального изменения климата в нынешнем столетии.
Появление концепции низкоуглеродной экономики тесно связано с климатическим изменением и энергетической
безопасностью. Низкоуглеродный город -это экономическая модель, основанная на энергосбережении, низком уровне загрязнения окружающей среды и низком уровне выбросов углекислого и других парниковых газов. Это новый важный этап в прогрессе после сельскохозяйственной и промышленной цивилизаций.
Энергосбережение в низкоуглеродных городах основано за счет использования
энергии солнца, ветра и воды. Город должен стать полностью независимым от невозобновляемых источников энергии, от которых зависит жизнь практически всех современных городов. Также предусмотрено использование дождевой воды, очистка и рециклинг стоков, опреснение морской воды.
Ускоренное развитие
энергосберегающих технологий, применение альтернативных источников возобновляемой энергии, развитие технологий атомной энергетики нового поколения приведет к замещению традиционных энергоресурсов (нефти, угля, газа) и будет способствовать позитивному решению целого ряда экологических задач.
Так, низкоуглеродные города - это самодостаточные города, которые сами вырабатывают необходимую для
жизнедеятельности энергию из таких возобновляемых источников как солнечный свет, органические отходы, геотермальная энергия, рассеянное тепло. Они представляют собой своеобразные экотехнополисы с определенными характеристиками архитектурной среды и инновационными зданиями,
обеспечивающими цель их формирования [1].
Структуру архитектурной среды низкоуглеродных городов формируют два типа инновационных зданий. Это здания эко-министруктуры с малой и средней этажностью и гиперструктуры с повышенной этажностью (более 25 этажей).
Анализ публикаций. В настоящее время наибольшее распространение в низкоуглеродных городах получают здания эко-министруктуры. На основе
литературных источников было выявлено, что опыт их создания недостаточно излагается в научных исследованиях [2-5].
Цель работы - рассмотреть особенности формированиязданий эко-министруктур в низкоуглеродных городах. Задачи исследования: 1. Осуществитьанализ практического опыта формирования зданий эко-министруктур в низкоуглеродных городах.
2. Определить основные особенности формирования инновационных зданий эко-министруктур.
Изложение материала. Строительство низкоуглеродных городов требует долговременного процесса, но, главное, в их создании необходимо обеспечить низкоуглеродную промышленность,
низкоуглеродные технологии и
низкоуглеродное потребление. Поэтому в третьем тысячелетии архитекторы активно заняты разработкой новых форм расселения людей, учитывающих принципиально значимые изменения в экономике, в технологической сфере, появление новых коммуникативно-информационных средств и сети Интернет.
Во многих странах города находятся на стадии перехода к низкоуглеродной модели развития, отражающейся в инновационных проектах: города-небоскребы (Бионик Тавер «Кипарис» в Шанхае); города-фермы с вертикальным расположением
животноводческих комплексов; «зеленые» города, получающие энергию из возобновляемых источников; плавучие экополисы; линейные города,
сформированные вдоль основной
транспортной и инфраструктурной магистрали; города-аэропорты,
пространственный город, город-мост, город на воде (Лилипад, Атлантис, Инвайроментал Айленд, Вотерскрепер), мобильный город и др.
Определено, что низкоуглеродный город с экомикроструктурами представляет собой совокупность пространственно организованных и взаимосвязанных природных и антропогенных элементов городской среды с высокими эколого-эстетическими показателями и
определенными градостроительными
характеристиками. Наиболее характерными низкоуглеродными городами с
экомикроструктурами с системой инновационных зданий являются г. Масдар в ОАЭ, Шерфут в Англии, Хабари в Кувейте и др. Но основной площадкой строительства низкоуглеродных городов является Китай: Донгтан, Турфан, Тяньцзинь. Анализ
формирования архитектурной среды в этих городах показывает, что они имеют, в основном, небольшую численность населения 50-250 тыс. чел. с площадью 1030 км , хотя в последнее время наметилась тенденция к росту населения. Следует также отметить, что все низкоуглеродные города с эко-микроструктурами имеют высокий природный потенциал. Озелененные территории органично включаются в архитектурно-градостроительную инфраструктуру в виде скверов, бульваров, набережных, малых садов возле жилых, общественных и промышленных зданий. Норму площади озелененных территорий принимают из расчета 23-25 м2/чел.
Эко-микроструктуры представляют собой компактные, экологичные
функциональные зоны с инновационными зданиями малой и средней этажности, предназначенными для основных процессов жизнедеятельности населения. В
низкоуглеродных городах с эко-микроструктурами создается особая экосистема посредством обогащения природного потенциала города. В этом отношении интересен проект г. Ваньчжуан в Китае. По сути, группа деревень объединяется посредством городского центра, который будет напрямую связан с Пекином и большой дорогой Тянецзинь. На двух центральных и двух периферийных зеленых поясах создадут 60 парков. На каждого жителя будет приходиться 23 м2 зеленых насаждений, что в три раза превышает стандарт Всемирной
организации здравоохранения.
Высокий природный потенциал имеют даже города, расположенные в пустыне. Так, например, г. Масдар в ОАЭ, возводимый с нуля в пустыне Абу-Даби, будет представлять собой своеобразный оазис. Город будет построен на территории 6 км2. Искусственно созданный природный потенциал города создается в соответствии с концепцией зеленого строительства, которая предусматривает разнообразную инфраструктуру ландшафтно-рекреационных объектов. Малые рекреационные территории будут органично включать многочисленные
фонтаны, каналы, каскады и водопады. Система общественных пространств будет связана затененными жилыми улицами, которые подходят к домам, школам, ресторанам, театрам, магазинам. Наряду с озеленением и водными устройствами комфортный микроклимат в городе будут создавать здания с инновационными технологиями. Здесь будут применяться особые конструкции зданий и сооружений с трансформирующимися устройствами[6; 8].
В низкоуглеродных городах с эко-микроструктурами применяются
инновационные технологии в формировании пешеходной и транспортной
инфраструктуры, а в формировании промышленной и жилой инфраструктуры -устройства, улучшающие экологические характеристики городской среды. Так, например, в г. Донгтан в Китае, расположенном в устье р. Яндзы возле г. Шанхай будут применены такие технологии: экологически чистый транспорт на водородных топливных элементах, а на границе города - сеть высокотехнологичных ферм, которые будут осуществлять фильтрацию воздуха и удаление любых выбросов СО2.
Инфраструктура городской среды в низкоуглеродных городах с эко-микроструктурами отличается мобильностью и доступностью ко всем
жизнеобеспечивающим объектам
посредством пешеходного движения и экологически чистого транспорта и преимущественно общественного на новой энергетике. Особое внимание в низкоуглеродных городах уделяют энергетической инфраструктуре,
формирующейся за счет использования новых технологий и выработки энергии из возобновляемых источников (солнечный свет, ветер, органические отходы). В этих целях создаются специальные
инновационные сооружения. Так, например, в г. Масдар будет построена электростанция солнечной энергии мощностью 40-60 МВт. На крышах зданий будут размещены солнечные батареи общей площадью 130 км2. По периметру города - ветрогенераторы
энергоемкостью 20 МВт, электростанция водородного топлива 500 МВт [5; 7].
Показательной базой новой энергетики станет г. Турфан в Китае. По проекту новый город займет площадь 8,8 км2. Город будет обеспечиваться ветровой, солнечной и геотермальной энергией. На каждый 1м будет приходиться 1 400 КВт/часов электроэнергии, что считается высоким уровнем энергоносителей. Здания и сооружения города, с одной стороны, должны быть предназначены для жилья, с другой - для выработки электричества из солнечной энергии. Высокоэффективная платформа цифрового управления в городе позволит максимально сократить
расходование энергии.
Следует отметить, что система эко-микроструктур с разными функциями и высоким природным потенциалом позволяет создать индивидуальный художественный образ городской среды. Так, например, в г. Тяньцзинь в Китае природная среда органично включена в структуру функциональных зон с ярко выраженным художественным образом (рис.). Город будет построен на территории площадью 8 км2 с населением 350 тыс. чел. Городскую структуру формируют семь функциональных зон: сектор жизни, эко-долина, сектор ветра, сектор солнца, сектор земли, городской сектор, экокоридоры. Каждая зона имеет свою индивидуальную архитектуру зданий с определенным функциональным
назначением. В формировании всех зон используются все природные средства ландшафтного дизайна - растительность, геопластитка, водные устройства [9].
Экодолина, по сути, представляет собой ландшафтно-рекреационный центр города. Это своеобразный зеленый хребет, представляющий собой 11-километровый искусственный канал, проходящий вдоль города и включающий в свою структуру разнообразные рекреационные объекты. Она выполняет функцию коммуникационной системы и с помощью легкорельсового транспортного сообщения соединяет все районы города [10].
Рис. Анализ практического опыта формирования низкоуглеродных городов с системой зданий эко-министруктур
Солнечный сектор с административными и общественными зданиями расположен возле реки. Здесь будут размещаться муниципальные и
коммерческие учреждения, а также разнообразные водные устройства с элементами геопластики и впечатляющей плавучей сценой. Жилые улицы будут размещаться таким образом, чтобы сектор Солнца превратился в своеобразные гигантские солнечные часы. По сути, он станет деловым центром города.
Сектор Земли - полная противоположность ультра-урбанистическому деловому центру. Он будет напоминать своеобразный пригород. Здесь будет размещаться жилая зона. Ее ступенчатая структура с многочисленными террасами будет иметь разнообразную систему озеленения.
Сектор Ветра будет выполнять функцию зоны отдыха с колоритом древних рыбацких поселений. По сути, он будет представлять собой сельский ландшафт с небольшим озером и одноэтажными зданиями с жилой и рекреационной функцией.
Особый природный потенциал городу обеспечивают четыре экокоридора, проходящие через весь город и представляющие собой автономные зоны, где растения и животные могут существовать без вмешательства человека. Каждый экокоридор будет отображать природу одного из четырех времен года.
Выводы:
1. Анализ практического опыта формирования низкоуглеродных городов с системой зданий экоминиструктур позволил выявить специфику их формирования (рис.). Определено, что в низкоуглеродных городах с эко-министруктурами создается экосистема с высоким природным потенциалом, которая формируется с применением экологических, эргономических, функционально-планировочных, архитектурно-эстетических, технологических средств для создания комфортной среды жизнедеятельности.
2. К основным особенностям формирования низкоуглеродных городов с эко-министруктурами следует отнести:
- минимальное использование источников энергии искусственной природы для функционирования зданий (применение ветряных и гелиотермических источников);
- минимизация отрицательных воздействий на окружающую среду: проектирование и возведение зданий с замкнутым циклом энерго- и ресурсопотребления;
- формирование природо-интегрированных инновационных зданий с органическим объединением с природной средой;
- создание компактной, комфортной архитектурно-градостроительной инфраструктуры с системой экологического транспорта;
- применение плавных, приближенных к природным объектам, обтекаемых форм зданий (органическая форма, бионика).
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Смирнова О. В. Низкоуглеродные города как объекты формирования инновационных зданий и сооружений / О. В. Смирнова // Проблемы теории и истории архитектуры Украины : сб. науч. тр. / Одес. гос. акад. стр-ва и архитектуры, Архитектур.-художеств. ин-т, Одес. обл. орг. Укр. о-ва охраны памятников истории и культуры. - Одесса, 2015. - № 15 - С. 202-207.
2. Вотинов М. А. Перспективные тенденции формирования низкоуглеродных городов / М. А. Вотинов // Мiжнародна наукова конференция, присвячена столптю мiстобудiвно! освгги у Львiвськiй полтгехшщ "Креативний урбашзм", Львiв, 24-25 травня 2013 р. : тези / Нац. ун-т "Львiв. полггехшка", 1н-т архггектури. -Львiв, 2013. - С. 174-175.
3. Грицевич И. Г. Перспективы и сценарии низкоуглеродного развития: ЕС, Китай и США в глобальном контексте / И. Г. Грицевич. - Москва : Скорость цвета, 2011. - 36 с.
4. Города будущего: 10 уникальных проектов // QWRT. - Режим доступа: http://www.qwrt.ru/news/1383.
5. Исходжанова Г. Р. Энергоэффектиная архитектура Масдар сити (ОАЭ) - воплощенная модель принципов региональной устойчивости / Исходжанова Г. Р. // Роль и место молодых ученых в реализацииновой эконо-
мической политики Казахстана : тр. Междунар. Сатпаев. чтений. - Алматы, 2015. - С. 621-625. - Режим доступа: http://portal.kazntu.kz/files/publicate/2015-06-09-elbib_1.pdf
6. Оськин Б. В. Архитектура пространства обитания человечества на планете Земля / Б. В. Оськин. -Москва : Компания Спутник+, 2006. - 117 с.
7. Баландин Р. К. Природа и цивилизация / Р. К. Баландин, Л. Г. Бондарев. - Москва : Мысль, 1988. - 391 с.
8. Байкова Е. В. Биоморфные структуры в пространстве города / Е. В. Байкова // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - № 2, вып. 1. - С. 227-230.
9. Воскресенский И. Н. Гармония и экология: пути интеграции / И. Н. Воскресенский // Ландшафтная архитектура. Дизайн. - 2004. - № 3. - С. 66-74.
10. Саркисов С. К. Инновации в архитектуре / С. К. Саркисов ; Гос. ун-т по землеустройству. - Москва : Urss, 2012. - 336 с.
REFERENCES
1. Smirnova O.V. Nizkouglerodnye goroda kak ob''ekty formirovaniya innovatsionnykh zdanij i sooruzhenij [Low-carbon cities as objects of formation of innovative buildings and structures]. Problemy teorii i istorii arhitektury Ukrainy [Problems of the theory and history of architecture of Ukraine.]. Odes. gos. akad. str-va i arkhitektury, Arhitektur.-khudozhestv. in-t, Odes. obl. org. Ukr. o-va okhrany pamyatnikov istorii i kul'tury [Odessa State Acadamy of Civil Construction and Architecture, Architecture and Art Institute, Ukrainian Society for Protection of History Monuments and Culture]. Odessa, 2015, no. 15, pp. 202-207. (in Russian).
2. Votinov M.A. Perspektivnye tendentsii formirovaniya nizkouglerodnykh gorodov [Perspective trends of formation of low-carbon cities]. Mizhnarodna naukova konferentsiia, prisviachena stolittiu mistobudivnoi osvity u Lvivskii politekhnitsi "Kreatyvnii urbanizm" [International scientific conference, dedicated to century of urban planning education in Lviv Polytechnic «Creative urbanism»]. Nats. un-t "Lviv. politekhnika", In-t arkhitektury [National university "Lviv Polytechnic", Architecture institute]. Lviv, 2013, pp. 174-175. (in Russian).
3. Gritsevich I.G. Perspektivy i stsenarii nizkouglerodnogo razvitiya [Prospects and scenarios for low-carbon development]. ES, Kitaj i SShA v global'nom kontekste [The EU, China and the USA in a global context ]. Moskva: Skorost' sveta, 2011, 36 p. (in Russian).
4. Goroda budushhego: 10 unikal'nykh proektov [Cities of the future: 10 unique projects]. QWRT. Available at: http://www.qwrt.ru/news/1383 (in Russian).
5. Ishodzhanova G.R. Energoeffektinaya arkhitektura Masdar siti (OAE) - voploshhennaya model' printsipov regional'noj ustojchivosti [Energy-efficient architecture Masdar City - embodied model of regional sustainability principles]. Rol' i mesto molodyh uchenykh v realizatsii novoj ekonomicheskoj politiki Kazahstana [The role and place of young scientists in the implementation of the new economic policy of Kazakhstan]. Almaty, 2015, pp. 621625. Available at: http://portal.kazntu.kz/files/publicate/2015-06-09-elbib_1.pdf (in Russian).
6. Os'kin B.V. Arkhitektura prostranstva obitaniya chelovechestva na planete Zemlya [Architecture of mankind living space on the planet Earth]. Moskva: Kompaniya Sputnik+, 2006, 117 p. (in Russian).
7. Balandin R.K and Bondarev L.G. Priroda i tsivilizatsiya [Nature and civization]. Moskva: Mysl', 1988, 391 p. (in Russian).
8. Bajkova E.V. Biomorfoye struktury v prostranstve goroda [Biomorphic structures in urban space]. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnichekskogo universiteta [Bulletin of Saratov State Technical University]. 2011, no. 2, iss. 1, pp. 227-230. (in Russian).
9. Voskresenskij I.N. Garmoniya i ekologiya: puti integratsii [Harmony and Ecology: ways of integration]. Landshaftnaya arkhitektura. Dizajn [Landscape architecture. Design]. 2004, no. 3, pp. 66-74. (in Russian).
10. Sarkisov S.K. Innovatsii v arkhitekture [Innovation in architecture]. Gos. un-t po zemleustrojstvu [The State University of Land Planning]. Moskva: Urss, 2012, 336 p. (in Russian).
Рецензент: к. т. н. проф. Челноков А. В.
Надшшла до редколеги:10.07.2016 р. Прийнята до друку: 18.08.2016 р.
