CC BY
211УДК 711.68
БИОПОЗИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, КАК ОСНОВА РАЗВИТИЯ УСТОЙЧИВОЙ ГОРОДСКОЙ
СРЕДЫ
Сидорова В. В., Сорокина Н А Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», 295493 РК г. Симферополь, у. Киевская, 181, E-mail: nucikBBC@yandexru E-mail: nadya2-94@mail.ru
Аннотация. В статье рассматривается проблема развития городов в условиях постоянного роста численности населения. Обоснована необходимость применения биопозитивных технологий для устойчивого развития городской среды (в том числе для Республики Крым). Определены принципы биопозитивности на примере анализа мирового опыта внедрения биопозитивных технологий. Проанализированы проекты эко-городов будущего и примеры экологической реставрации существующих городов. Сделан вывод о значении биопозитивных технологий для устойчивого развития городов будущего. Даны рекомендации по их внедрению в общественные пространства крымских городов.
Ключевые слова: биопозитивные технологии, устойчивое развитие, городская среда, города будущего, общественные пространства, экология.
ВВЕДЕНИЕ
С ростом численности населения и с увеличением городов люди стали оказывать все большее влияние природную среду, освобождая озелененные территории для застройки, используя всё больше ресурсов и энергии для своих потребностей. Сейчас в городах и их окрестностях можно наблюдать деградацию ландшафтов, загрязнение воздуха, почвы, образование свалок мусора, нарушение температурного режима и аэрации. Осознавая масштабы произошедших экологических катастроф, а также возможность в будущем еще большего ухудшения экологической ситуации, специалисты со всего мира разрабатывают более экологичные способы организации жизни людей. Такие меры необходимы, прежде всего, для самого человека, так как есть большая вероятность, что при дальнейшем увеличении численности населения и сохранении существующего образа жизни, человечество уничтожит само себя. Дальнейшее развитие городов нуждается в преобразовании с учетом природоохранных мероприятий и внедрения современных биопозитивных технологий. Цель таких преобразований - вернуть природу в города, приблизить человека к ней, а значит сделать городскую жизнь более здоровой и устойчивой. Биопозитивный объект должен
формировать безопасную и благоприятнцую среду для жизни человека и не нести негативного влияния природной среде.
Цель исследования состоит в том, чтобы доказать необходимость внедрения биопозитивных технологий для устойчивого развития городской среды.
Задачи исследования:
- определить принципы биопозитивности;
- проанализировать успешные мирове примеры использования биопозитивных технологий в городах и их влияние на экологию городской среды;
- определить значение биопозитивных технологий и их эффективность для устойчивого развития городов будущего;
- разработать рекомендации и дать прогноз о пр им енении биопо зитивных методах и те хно лопях для общественных пространств городов Республики Крым.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Наиболее подробно проблему развития городов раскрывают работы доктора технических наук Тетиора А. Н. [1,2]. В своих работах он даёт определение понятиям "биопопозитивность",
"устойчивое развитие города", описывает принципы и приёмы биопозитивного строительства, делает прогноз будущего преобразования городской среды.
Есаулов Г.В. в своих статьях [3,4] раскрыл понятие «устойчивая архитектура», предложил новое определение устойчивой архитектуры и обозначил принципы ее формирования.
Министерство энергетики РФ также изучает вопросы, связанные с умными технологиями для городов - smart city. Известно, что мегаполисам доступнее весь комплекс технологий для умного города, а небольшим поселениям - только отдельные решения. Мегаполисы в большей степени готовы вкладывать деньги в интеллектуальные системы управления транспортом, ЖКХ, энергетикой и промышленностью. В статье [5] Инюцын А.Ю. указал какие бывают миханизмы финансирования по внедрению умных технологий в городскую среду, большое внимание уделил электроэнергетике, городскому освещению, транспорту, информационным системам; дал рекомендации по усовершенствованию нормативно-правового обеспечения.
Дуничкин И.В. и Володина А.В. в статье [6] изложили свое видение развития «зеленой» архитектуры в исторической среде. Рассмотрено направление урбоэкологии, обозначены задачи практического применения архитектурно-строительной экологии, перечислены основные материалы «зеленой» архитектуры, особенности и проблемы экологической реконструкции исторической застройки городов.
Вопросы формирования учреждений отдыха в условиях южного берега Крыма с учетом природоохранных тербований были рассмотрены в статье Нагаевой З.С. и Сидоровой В.В. [7].
Над темой устойчивой среды работают многие зарубежные авторы исследований, среди них: Л. Хенс (Бельгия), Л.Г.Мельник (Укрина) [8]. Свой труд они посветили проблеме социально-экономического потенциала устойчивого развития городов.
В статье индийских авторов Krupesh A. Chauhan и Shah N.C. [9] раскрыт потенциал энергоэффективных зданий, которые являются неотъемлемой частью устойчивой городской среды.
Вопрос устойчивого развития городов до 2050 года изучает также профессор, директор
Оксфордского института устойчивого развития Тим Диксон [10].
Принципы и приёмы проектирования комфортной, здоровой городской среды описаны в книге [11] датского архитектора и консультанта по городскому дизайну Яна Гейла.
Опыт экологической реставрации города описан в книге [12] первым премьер-министром Сингапура Ли Куан Ю.
В рамках программы «LIFE + Environment Policy & Governance 2011» были отобраны 113 инновационных проекта в 18 странах (Бельгия, Кипр, Чешская Республика, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Ирландия, Италии, Латвия, Люксембург, Нидерланды, Польша, Словакия, Испания, Швеция и Соединенное Королевсто) на сумму инвестиций в размере 258,4 млн. евро. Эти проекты должны продемонстрировать новые методы и методы решения широкого круга экологических проблем Европы. В сборнике [13] дана кратках характеристика каждого проекта.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В исследовании применялись: научный анализ мирового опыта проектирования и строительства эко-поселений, биопозитивных зданий, сооружений; сравнение и выявление наиболее перспективных примеров; анализ новых биопозитивных строительных материалов и конструкций; натурные обследования; фотофиксация. Материалами исследований послужили научные и технические разработки, научные труды и публикации в области биопозитивных технологий и строительных материалов; проекты по созданию эко-поселений, «зелёных» технологий будущего для систем городского планирования.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Термин "биопозитивность" впервые применен доктором технических наук Тетиором А. Н.
Биопозитивность зданий и инженерных сооружений - это их способность органично вписываться в природную среду и не быть отторгаемыми экосистемами, не разрушать и не загрязнять природную среду, восстанавливать природу, быть приспособленными
(биоадаптивными) для существования живой природы на наружных поверхностях зданий и
внутри объемов сооружений, экономить ресурсы и не требовать для изготовления зданий невозобновляемых ресурсов, не быть преградами на путях потоков веществ и энергии, не выделять не перерабатываемых природной средой загрязнений, создавать высокое качество жизни [1].
В результате анализа теоретических материалов, были выделены основные принципы биопозитивности, которые рассмотрим ниже.
Принцип применения возобновляемых источников энергии.
Энергетические ресурсы в зависимости от источника энергии делятся на возобновляемые, применение которых ведёт к устойчивому развитию, и не возобновляемые. К возобновляемым источникам относятся: энергия солнца, ветра, фотосинтеза, гидроэнергия, приливов, волн, геотермальная энергия, процессов испарения и выпадения осадков, тепловая энергия.
Задачами устойчивого энергопотребления являются: ориентация на получение энергии от возобновляемых источников энергии, получение энергии непосредственно в городе, экономия энергии с помощью энергосберегающих технологий.
Для получения энергии от возобновляемых источников в городе предлагается применять установки, совмещаемые со зданиями и сооружениями. Рассмотрим примеры зданий и сооружений с установками по утилизации возобновляемых источников энергии в электричество из мировой практики.
Энергия ветра
гелиоколлекторы, солнечные станции и адсорберы, которые могут заменять кровельное покрытие или устанавливаться выше кровли, на
экранах лоджий, на стенах зданий, в оконных проемах (селективно прозрачные);
ветроколеса;
гидротермальные или геотермальные коллекторы, расположенные в подвальной части или ниже фундамента зданий и сооружений.
Например, ветрогенераторы успешно работают в Бахрейнском торговом центре. Он состоит из двух башен, соединенных между собой тремя воздушными мостами. На каждом мосту установлен ветрогенератор. Эта установка вырабатывает суммарную мощность - 675 кВт, что обеспечивает 11-15 % энергии, необходимой зданию.
Энергия солнца
Самое большое многофункциональное здание, обеспечивающее себя энергией от Солнца, находится в г. Дежоу (Китай). На крыше установлено 5000 м2 солнечных панелей (рис. 1, слева).
Стадион на 55 тысяч зрителей с солнечными батареями находится в Тайване. Покрытие крыши состоит из 8844 солнечных панелей, обеспечивающих сооружение энергией.
В парке "Сады у залива" в г. Сингапур доминантой являются стальные сооружения "Сверхдеревья" С^иреГтее"), имитирующие экологическую функцию деревьев.
Фотогальванические элементы утилизируют солнечную энергию так же, как деревья используют фотосинтез. Происходит также сбор дождевой воды для использования в оросительных установках, подобно тому, как деревья поглощают дождевую воду для роста. Таким образом, эти искусственные деревья полностью обеспечивают парк электроэнергией (рис.1, справа).
Рис. 1. Энергия солнца в архитектуре: здание в г. Дежоу (Китай) (слева); сооружения "Сверхдеревья" в Сингапур
(справа)
Fig. 1. Solar energy in architecture: building in the city of Dezhou (China) (left); superhighway facilities in Singapore (right)
Рис. 2. Здания в британском поселении Bed ZED. Применение солнечной и ветровой энергии Fig. 2. Buildings in the British settlement Bed ZED use solar and wind energy
Энергия солнца и ветра
Bed ZED (Beddington Zero Energy Development), расположен в в 15 км от Лондона (Великобритания) - представляет собой квартал из 99 таунхаусов в пригороде Хакбридж (Hackbridge). Здесь применяются различные «зеленые решения» зданий - отличное утепление, сбор дождевой воды, переработка мусора, созданы условия для минимального выброса в атмосферу CO2. В проекте исключено использование нефти и газа, а электричество и тепло производят солнечные батареи и сжигание древесных отходов [14]. На крышахустановлены приводы вытяжной системы вентиляции, работающие от силы ветра и солнечные батареи, свободные плоскости кровли озеленены (рис. 2).
Энергия механическая
В Великобритании компания Pavegen Systems Ltd разработала покрытие пола и тротуарную плитку, вырабатывающие электроэнергию от шагов человека. Плиты, изготовленные из переработанной резины и полимерного бетона, имеют в центре светодиод, который загорается, когда кто -нибудь наступает на них Так человек может увидеть свой небольшой вклад в выработку энергии.
Спортивная площадка "Green heart", вырабатывающая электричество, установлена в английском городе Халл. Тренажеры площадки соединены с генератором, который превращает механическую энергию в ток и заряжает аккумулятор. Счетчики показывают количество
выработанной энергии, которой, по словам местных жителей, хватает на освещение близлежащих улиц [15].
В городах с хорошо организованным общественным транспортом, велосипедным и пешеходным движением значительно снижается энергопотребление и загрязнение окружающей среды. Например в г. Копенгаген (Дания) благодаря развитому велосипедному движению выбросы углекислого газа снижены на 90 000 тонн в год. На преодоление одинакового расстояния среднее энергопотребление для велосипедиста, пешехода и автомобиля составляет 1, 3 и 60 единиц энергии соответственно. Это означает, что затратив одинаковое количество энергии, вы уедете в 3 раза дальше, чем уйдёте пешком [16].
Города, которые стремятся к энергетической независимости и сокращению выбросов углекислого газа, используют установки для утилизации во зобновляемыхисточников энергии и
создают комфортные условия для движения пешеходов и велосипедистов.
Принцип биопозитивности конструктивных решений сооружений:
Строительство зданий, сооружений и благоустройство территорий в биопозитивном напр авле нии по дразумевает их приспос обле ние для существования живой природы, при этом исключается загрязнение природы.
Для развития устойчивой городской среды необходимо стремиться оставлять почвенно-растительный слой вместе с растительностью, а также максимально сохранять естественный рельеф. Такой подход возможен, при использовании надземного и подземного пространства.
Рис. 3.Подземно-наземные музеи: музея Иоанненум (Австрии) (слева); Штеделевский музей (Германия) (справа) Fig. 3. Underground and above-ground museums: the Ioannenum Museum (Austria) (left); Stedel Museum (Germany) (right)
Рис. 4. Надземные дома: спортивно-оздоровительный центр RELAXX (Словакия) (слева), дом Toda в г. Хиросима
(Япония) (справа)
Fig. 4. Overground houses: RELAXX fitness center (Slovakia) (left), Toda house in Hiroshima (Japan) (right)
Примеры подземных сооружений: часть музея Лувр в г. Париж (Франция), музея Иоанненум в г. Грац (Австрии), Штеделевского
музея в г. Франкфурт-на-Майне (Германия) (рис. 3), торговый комплекс "Охотный ряд" в г. Москва (Россия), комплекс подземных дорог и парковок
под центром финского города Оулу (Финляндия), крупнейшая в мире система пешеходных тоннелей "PATH" в г. Торонто (Канада).
Примеры полузаглубленных или обвалованных сооружений. церковь
Темппелиаукио в г. Хельсинки (Финляндии), музей стали в г. Монтеррей (Мексика), здание Музея искусств Нельсона-Аткинса в г. Канзас-сити (США).
Примеры надземных сооружений: подвесная железная дорога в г. Вупперталь (Германия), надземный пешеходный переход в форме кольца в центре г. Шанхай (Китай), спортивно-оздоровительный центр RELAXX (Словакия), дом Toda в Хиросиме (Япония) (рис. 4), дом Полюс (Австралия), дом "Жилая единица" в Марселе архитектора Ле Корбюзье (Франция).
Для достижения биопозитивности зданий и сооружений следует применять также принципы метаболизма и гомеостаза, внедрять в проекты концепцию «умный дом».
Выделим одно из перспективных биопозитивных направлений - арбоархитектура.
Это направление предлагает использовать живые растения как основу строительных конструкций. Растения направляют в нужную сторону и прививанием соединяют в единый живой организм. Так получается структура, которая составляет основу несущей конструкции будущего здания или сооружения. Единственный недостаток создания "живых конструкций" - это длительность процесса строительства.
Примеры аброархитектуры в мировойй практике поражают воображение. Рассмотрим некоторые из них На северо-востоке Индии возле города Черапунджи (самого влажного места на Земле) люди создают живые мосты из корней фикусов на протяжении 500 лет (рис. 5). Любые другие подвесные мосты смываются бурными потоками рек в сезон дождей. Когда гибкие и массивные корни отрастают до противоположного берега реки, то их укореняют там, наплетая на огромные валуны, и получают мосты. Такой мост становится год от года все крепче и надежней, ведь корни фикуса продолжают расти и развиваться. Длина некоторых мостов достигает более 30 метров [17].
Рис. 5. Мосты из корней фикусов возле города Черапунджи (Индия) Fig. 5. Bridges of ficus roots near the town of Cherrapunji (India)
Современная арбоархитектура популярна в Германии, где за несколько лет было возведено более 10 тыс. растительных конструкций. Архитектор Фердинанд Людвиг усовершенствовал живые конструкции с помощью металлических строительных лесов и управляемой компьютерной системы лебедок и противовесов. После окончания строительства каркас должен разбираться. Уже 5 лет из задуманных 20 лет он строит сооружение из платанов "Р1апе-Тгее-СиЬе" в городе Нагольд.
"Живой храм" в Италии сплетен из еловых стволов, брусьев каштана и ореха. По задумке автора (архитектор Джулиано Маури), со временем саженцы должны вырасти, разрушив искусственный каркас, переплестись кронами и образовать живые стены и потолок [18].
Принцип озеленения в архитектуре.
Одним из главных условий здоровой и устойчивой городской среды является
возможность существования растений и животных в пределах освоенной человеком территории. Новые места расселения людей в будущем должны быть интегрированы в природное окружение, а в существующих городах следует вернуть природе пространства для жизни растений и животных
Одно из направлений развития биопозитивных технологий - это поиск способов выращивания растений на поверхностях сооружений, что позволит увеличить площадь зеленых насаждений в городе. Эти меры способствуют очищению от загрязнений воды и воздуха, улучшению микроклимата в помещениях, звуковой и тепловой
защиты, улучшению внешнего вида сооружении. Для этого проводятся мероприятия по архофитомелиорации, то есть создаются условия для роста растениИ, закрепленных на вертикальных, горизонтальных и наклонных поверхностях
Давно известен приём озеленения крыш зданий. Для этого требуется разместить на крыше грунт, дренаж, систему полива, слой гидроизоляции и высадить растения. Озеленение крыш можно разделить на интенсивное и экстенсивное в зависимости от объёма почвы, ухода, и последующей эксплуатации. Примеры: сад на крыше офисного здания "Poultry" в г. Лондон, кампус Наньянского технологического университета в Сингапуре, бизнес-центр "Crowne Plaza" в комплексе зданий аэропорта «Пулково» в Санкт-Петербурге и многие другие. Озеленять можно также поверхности заброшенных сооружений в ходе реновации территории. Например, в Нью-Йорке создан линейный парк Хай-Лайн на месте бывшей надземной железной дороги, расположенной на высоте 10 метров.
Успешный приём озеленения "Вертикальные сады" позволяет выращивать растения на стенах сооружений без использования ёмкостей с грунтом. "Вертикальные сады" - это система биологического декора, изобретенная французским
дизайнером -натуралистом Патриком Бланком. К фасаду здания монтируется металлическая рама с
тонким настилом полимерного войлока с капиллярной структурой, по которой поднимается влага и минералы. В войлок высаживаются семена и саженцы растений. Благодаря разработанной Патриком Бланком системе высотного орошения, вес одного квадратного метра не превышает 30 кг, а толщина зеленого покрытия - всего нескольких сантиметров [19].
Примеры вертикальных садов Патрика Бланка: оформление музея Ке Бренли в Париже (рис. 6 слева), мост во Франции Pont Max Juvenal, входной павильон станции метро Авлабари в г. Тбилиси (Грузия).
Самый большой вертикальный сад площадью 1 263 м2 находится в г. Милан (Италия), обустроенный на фасадах торгового центра Fiordaliso Shopping Center (архитектор Ф. Боллани). Сад представляет собой конструктор из небольших металлических контейнеров с высаженными в них растениями. Вертикальный сад помогает регулировать температуру внутри здания, уменьшая поступление прямого солнечного света. Это свойство сада экономит потребление энергии. Также сад адсорбирует углекислый газ из помещений и сводит внешнее шумовое загрязнение к минимуму [20].
Рис. 6. Вертикальные сады: на фасаде музея Ке Бренли в г. Париж (слева); цветущая стена в г.Милан (справа) Fig. 6. Vertical gardens: on the façade of the museum of Ben Brunley in Paris (on the left); flowering wall in Milan (right)
Серьезной проблемой в современном городе становится уничтожение почвенного покрова при устройстве дорог, тротуаров и площадок. Концепция устойчивого города предполагает, что твердое покрытие в городе не должно нарушать естественный круговорот вещей. Следует применять такие покрытия, которые будут проницаемы для воды и воздуха, с возможностью роста травы под ними. Этому требованию отвечают современные экологические парковки,
укрепленные газонной решёткой для защиты корневой системы растений.
Отдельным вопросом рассмотрения является сохранение среды обитания животных, птиц в урбанизированной среде. Что касается животных, то для них, как правило, в местах расселения человека не остаётся места. Многие люди выступают за биологическую справедливость и гуманное отношение к животным, создают
организации помощи бездомным животным и защищают их права. В городах создаются приюты для домашних животных. Для диких животных создаются зеленые коридоры для свободной миграции, где животные не подвергаются опасности от людей и машин. В местах пересечения с транспортными магистралями пути миграции проходят над или под дорогами. Такие
сооружения впервые были построены во Франции в 1950-х годах и носят название экодуки. Например, в Австралии есть мост для миграции красных крабов. Первый в России экодук построен в 2016 году в Калужской области (рис. 7).
Мероприятия по обеспечению безопасности животных способствуют сохранению видового разнообразия и восстановлению популяций.
Рис. 7. Экодуки: в России (вверху), в Европе (внизу) Fig. 7. Ecoduki: in Russia (above), in Europe (below)
Города, в которых достаточная площадь зелёных насаждений, имеют более чистый воздух и водные ресурсы. Важно увеличение площади озеленения и наличие зеленого пояса вокруг города. Массивы деревьев не дают влаге испаряться и способствуют накоплению грунтовых вод.
Принцип применения биопозитивных материалов.
Биопозитивные материалы - это материалы из возобновляемых природных ресурсов, не загрязняющих природную среду при их изготовлении, не оказывающие вредного воздействия на человека, а также требующие минимальных затрат энергии при изготовлении. Они могут повторно использоваться или полностью разлагаться после выполнения функций подобно материалам живой природы.
Условнобиопозитивные материалы
подразделяются на: природные/местные (глина, грунт, гипс, набрызг, биомассы); естественно-возобновляемые материалы (дерево, солома, тросник, продукты жизнедеятельности животных);
искусственно-возобновляемые (переработанное дерево, посадки деревьев в качестве колонн, наращивание кальциевых стен на металлической сетке в морской воде); материально-рециклируемые (частично бетон и кирпич, стекло, вторичный алюминий, макулатура, переработанная древесина); конструктивно-рециклируемые (повторное использование старых конструкций или их элементов).
Для внутренней отделки применяются следующие биопозитивные материалы: бамбук, солома, шерсть, войлок, кожа, пробка, хлопок, песок, камни, шелк, натуральные - олифа, каучук, клей и др. [1].
Существующие материалы должны совершенствоваться в направлении
биопозитивности. Рекомендуется применение рециклируемых материалов, сокращение материалоемкости, повышение их долговечности. А во-вторых, создание новых материалов с заданными свойствами и биоподобных материалов, которые могли бы подпитываться энергией и самостоятельно расти или регенерировать.
Самым популярным строительным материалом в городах можно назвать бетон. Интересны разработки ученых по приданию бетону биопозитивных свойств. Так например, ученые политехнического института Барселоны предложили использовать органический бетон, способствующий развитию мха и лишайника. Эта разработка является альтернативой вертикальных садов, требующих специальных по дде рживающих структур. Для получения бетона с такими свойствами, ученые заменили вяжущее вещество портландцемент, фосфатом магния, который скрепляет бетон и подкисляет среду, что делает материал пригодным для выращивания некоторых растений. Верхний слой бетона задерживает дождевую воду, а средний влагостойкий слой препятствует проникновению влаги внутрь стен и их разрушению.
Еще один пример биопозитивного совершенствования бетона представила команда ученых из голландского университета Delft Technical University. Материал биобетон обладает свойством самовосстановления, так как может затягивать трещины при помощи живущих в нём бактерий Bacculus. Ученые добавили в бетон микроорганизмы и крошечные капсулы с лактатом кальция, которые служат им источником питания. При добавлении воды происходит химическая реакция, во время которой образуется известняк и заполняет все микротрещины. Первым прототипом, построенным с использованием
самовосстанавливающего бетона, стала спасательная станция на берегу озера в Голландии [21].
Важное направление биопозитивного совершенствования материалов - применение рециклируемых материалов с многократным использованием ресурсов в строительстве. Для приближения строительных материалов к природным малоотходным технологиям необходимо делать замкнутые круговые циклы в отличие от существующих незамкнутых. Подобно природным экоциклам, биопозитивные материалы должны двигаться по замкнутому кругу, где объемы производства, потребления и деградации почти равны объемам восстановления. Например, в Колумбии создана компания "Plastic Concepts", строящая дома для бездомных из переработанного пластика и резины, спрессованных в блоки. А изношенные покрышки сейчас являются основным сырьём для получения резиновой крошки, из которой делается мягкое покрытие детских площадок. В России на заводе "Уралтермопласт" в г. Арамиль изготавливают малые архитектурные
формы для парков, садов и детских площадок из переработанного пластика, поступающего с мусороперерабатывающего завода. Также из пластиковых отходов изготавливаются газонные решетки для экопарковок.
По-настоящему биопозитивных материалов, способных приблизить сооружения к природным объектам, на данный момент мало, они пока находятся в разработке, и в строительстве широко не применяются.
Результат и перспективы применения биопозитивных технологий в городах.
Старая, привычная нам модель развития городов «человек-потребитель» в будущем обречена, так как пораждает саморазрушение, истощение и гибель. Города будущего должны быть эко-устойчивыми. Только применяя биопозитивные принципы и технологии в городах, можно сформировать среду, в которой будут жить здоровые поколения.
На сегодняшний день биопозитивные технологии дороги и требуют обширных знаний специалистов для внедрения их в городскую среду. Поэтому опыт и положительный эффект их применения можно рассмотреть в основном на примере экономически развитых стран, которые ощущают нехватку полезных ископаемых и ориентированы на экологизацию своей жизни. За десятки лет работы над преобразованием городского образа жизни стал виден положительный результат усилий. Например столица Дании г. Копенгаген дважды удостаивался звания самого зеленого города мира, а также носит титул "зеленой европейской столицы", который присуждает Евросоюз [22].
Попытки создания эко-городов уже сделаны. И это первые шаги человечества на пути к оздоровлению городской среды. Ниже приведены примеры наиболее успешныхрезультатов, которые могут быть применены на практике в городах Республики Крым.
Ярким примером экологической реставрации городов можно назвать опыт Сингапура, который называют самым зеленым городом мира. Согласно данным сайта Treepedia - 30 % площади Сингапура покрыто озеленением. Основная заслуга в преображении города принадлежит Ли Куан Ю -первому премьер-министру Республики Сингапур (1959—1990).
"Одной из главных причин, побуждавших содержать Сингапура в чистоте, была
настоятельная потребность собирать и максимально сохранять воду...Я решил создать в правительстве Отдел по борьбе с загрязнением окружающей среды. Мы установили на оживленных автодорогах контрольное оборудование для измерения концентрации пыли, плотности дыма, содержания двуокиси серы, выбрасываемых автомобилями... Я понял, что мы нуждались в специальном органе, который занимался бы сохранением зеленых насаждений, и создал такой департамент в Министерстве национального развития (Ministry of national development)... Мы высадили миллионы деревьев, пальм и кустов. Озеленение подняло мораль людей и позволило им гордиться городом, в котором они жили... [12]" - Ли Куан Ю.
Благодаря подобным мероприятиям, Сингапур развивается быстро и устойчиво, а загрязнения сведены к минимуму. Поэтому люди охотно приезжают работать и жить в Сингапур.
Ещё один пример эко-реконструкции -шведский город Мальме. Раньше он был загрязненным промышленным центром с атомными электростанциями. Однако в 2000 году городские власти закрыли вредные производства и пообещали сделать Мальме углеродно-нейтральным к 2020 году, и способным работать на полностью возобновляемые источники энергии к 2030 году. Весь городской парк транспортных средств города переводится на альтернативное топливо — водород, электричество или биогаз из собираемыхпищевыхотходов [24].
О важности применения биопозитивных технологий свидетельствует внимание к ним богатых нефтедобывающих стран Ближнего Востока. Не смотря на то, что Объединенные Арабские Эмираты обладают почти десятой частью мировых запасов нефти, уже сейчас ведется поиск и внедрение стратегий выживания в мире, где не будет нефти. Уже начато строительство первого в мире эко -города будущего в ОАЭ под названием Масдар. Город будет обеспечивать себя солнечной энергией и другими возобновляемыми источниками энергии Выбросы углекислого газа в атмосферу будут минимальны, а все отходы городской деятельности будут подвергаться полной переработке.
Также уже опробирована концепция "умный город", призывающая сделать управление городом более рациональным с помощью смарт-технологий, камер и датчиков. Например, для экономии ресурсов в городах создаются системы интеллектуального освещения, контроля движения
транспорта и т.п. Один из крупнейших проектов умных городов — строящаяся с 2003 года международная экономическая зона Сонгдо в Южной Корее. Инфраструктура города основана на сетевых технологиях, объединяющих все эксплуатационные системы в единое целое. Таким образом, жители могут управлять своей средой обитания [25]. В городе будет особая система сбора отходов: пневматические мусоропроводы будут высасывать и сортировать мусор.
Значение биопозитивных технологий для устойчивого развитие городов будущего.
Экспериментальные эко-районы в разных странах (Парк инноваций, квартал Bed ZED (Beddington Zero Energy Development) в Лондоне (Великобритания), эко-кварталы в Швейцарии, экспериментальный район Viikki в Финляндии и эко-район Вобан в Германии) - это реальная площадка для «зеленого» строительства и изучениязначения и эффективности новых эко-технологий.
Ожидается, что города будущего будут еще более густо населены, так как население планеты постоянно растёт. По данным организации ООН к 2050 году городское население составит 70 % от всего населения Земли. Это значит, что проблемы транспорта, нагрузка на инфраструктуру и коммуникации городов, загрязнения окружающей среды будут увеличиваться. Устойчивое развитие городов в таких условиях возможно только с использованием биопозитивных технологий.
На развитие биопозитивных технологий, в частности на получение энергии от возобновляемых источников энергии, должно обратить внимание Правительство Российской Федерации. Россия экспортирует в основном углеводородное сырьё (нефть и нефтепродукты, газ, уголь). Многие страны планируют полностью перейти на возобновляемые источники энергии и перестать покупать углеводородное сырьё. Когда это произойдёт, РФ лишится основного источника доходов. Для предотвращения экономического, а также экологического кризиса наша страна может взять пример с Объединённых Арабских Эмиратов и вкладывать прибыль от продажи углеводородов в биопозитивные технологии. Так в будущем Российская Федерация сможет решить внутренние проблемы деградации городской среды и стать экспортёром новых технологий устойчивого развития.
Необходимо отметить высокий потенциал развития эко-технологий на территории
Республики Крым. Как и другие территории регион нуждается в экологическом преобразовании свой градостроительной среды. Примеры внедрения принципов биопозитивности в Крыму единичны. Это применение солнечных панелей в отдельных частных жилых зданиях. В настоящее время в Крыму действуют пять из шести солнечных электростанций («Перово» 105,56 МВт, Охотниково» 82,65 МВт, «Николаевка» 69,7 МВт, «Митяево» 31,55 МВт, «Родниковое» 7,5 МВт); шесть государственных ветроэлектростанций (Останинская ВЭС (Водэнергоремналадка) 25,0 МВт, Сакская ВЭС 19 МВт — представлена двумя участками: Мирновским и Воробьёвским; Тарханкутская ВЭС 15,9 МВт, Донузлавская ВЭС 10,9 МВт, Судакская ВЭС 6,3 МВт, Пресноводненская ВЭС 6 МВт, Восточно -Крымская ВЭС 2,8 МВт) [23].
Рекомендуется использовать приёмы биопозитивности в строительстве зданий и сооружений. Ведь при этом снижается антропогенная нагрузка на среду, сохраняются ландшафты, флора и фауна, естественные потоки поверхностных и грунтовых вод.
ВЫВОДЫ
Человечество постоянно ищет способы сделать свою жизнь комфортнее, безопаснее, длиннее. Это приводит к перенаселению, экологическим катастрофам от антропогенной нагрузки, разрушению экосистем и деградации как природной среды, так и урбанизированной.
Анализируя причины существующего неустойчивого развития городов, люди стали искать способы, чтобы сделать жизнь не только комфортной, но рациональной и справедливой по отношению к природе. Один из способов устранения разрушающих природу и сам город воздействий - использование биопозитивных технологий. Многочисленные примеры из мирового опыта доказывают их эффективность и положительный эффект. Для широкого распространения биопозитивных технологий необходимо снижать их стоимость, делая доступными для всех городов. Понятие «умный город», компоненты его наполнения, архитектура, нормы оплаты и поощрения за умные технологии -все это должно быть прописано в современном законодательстве. Потребуются масштабные вложения средств: в науку, обучение специалистов, покупку технологий и оборудования для массового производства биопозитивных конструкций и материалов. Но цель - экологическая реставрация
городов - достойна вложения больших средств и усилий.
В условиях ограниченных пресных водных ресурсов, электроэнергии Республики Крым -приоритетом становится внедрение водо- и энергосберегающих технологий, а также повсеместное применение возобновляемых источников энергии (для Крыма - солнце, ветер, море, волны, недра). Это позволит полуострову быть автономным, независимым от Украины и материковой России.
Биопозитивность в широком смысле может быть «обыграна» эстетической
привлекательностью и неповторимостью объектов, для Крыма это актуально для привлечения туристов. В этом смысле большое значение имеют общественные пространства городов. Они формируют удобство, комфорт, индивидуальность городской среды. Великое многообразие архитетурных образов может быть дополнено современными элементами биопозитивности. При плановой реконструкции городов эти рекомендации следует учитывать, изначально закладывать в проект и в смету биопозитивные материалы, приемы, технологии, рассмотренные в данной статье. Такие проектные решения в разы дороже, однако окупаются уже через 3-5 лет за счет экономии электроэнергии, повышения качества жизни населения. В статье [26] предложены пути решения основных проблем организации внутридворовых пространств многоэтажной жилой застройки, даны рекомендации по реконструкции, благоустройству и дальнейшему уходу за территорией общего двора для внедрения в практику г.Симферополя. Авторы продолжат работу над исследованиями. Планируется разработать экпериментальные модели реконструкции других общественных пространств (площадей, скверов, парков, пешеходных улиц) г.Симферополя с учетом внедрения биопозитивных технологий.
Устойчиво развиваться в будущем смогут поселения, в которых люди стремятся к гармонии с природой. При этом необходимо сформировать новые привычки жизни у населения и обеспечить поощрение экологически устойчивого образа жизни со стороны руководства городов, стран в целом.
Обобщая результаты, можно с уверенностью констатировать тот факт, что устойчивый город будущего будет работать по принципам биопозитивности, рассмотренных в данном
исследовании. Это доказывают уже реализованные примеры из мирового опыта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тетиор А.Н. Устойчивое развитие. Устойчивое проектирование и строительство. М: Природа, 1998. 450 с.
2. Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология. М.: Академия, 2008. 368 с.
3. Есаулов, Г.В. Устойчивая архитектура как проектная парадигма (к вопросу определения) / Г.В. Есаулов // Устойчивая архитектура: настоящее и будущее: тр. Международного симпозиума. 17-18 ноября 2011 г. Научные труды Московского архитектурного института (государственной академии) и группы КНАУФ СНГ. - М., 2012. С. 76-79.
4. Есаулов, Г.В. Устойчивая архитектура - от принципов к стратегии развития / Г.В. Есаулов // Вестник ТГАСУ № 6, 2014. С. 9-24.
5. Инюцын А.Ю. Умные технологии стали доступнее для городов / А.Ю. Инюцын // Практика муниципального управления. 2017. № 2. С. 46-55 [Элетронный ресурс]. - Режим доступа https ://minenergo.gov.ru/node/7195 (дата обращения: 19.02.2018).
6. Дуничкин И.В. Экологическая регенерация застройки исторической среды / И.В. Дуничкин,
A.В. Володина // Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 3. С. 48-50. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=15625059 (дата обращения: 19.02.2018).
7. Особенности формирования учреждений отдыха в условиях ЮБК с учетом природоохранных требований / З.С.Нагаева,
B.В.Сидорова // Досввд та перспективи розвитку мют Украши. Проблеми розвитку прибережних територш: зб1рник наукових праць / Ввдпов. ред. Ю.М.Палеха. - К.: Дшромюто. - 2009. - Вип. 17 - С. 69-75
8. So rial and Economic Potential of Sustainable Development / Edited by L. Hens and L. Melnyk -Sumy: "University Book", 2008. - 320 p.
9. Krupesh A. Chauhan and Shah N.C. A Study on Sustainable Urban Environment with Climatic Consideration in Housing Planning. Global Journal of Environmental Research 2 (1): 12-17, 2008, p. 12-17 http ://www.ido si.org/gjer/gjer2( 1)08/2.p df
10. Tim Dixon. Sustainable Urban Development to 2050: Complex Transitions in the Built Environment of Cities. Oxford Institute for Sustainable Development, Oxford Brookes University/ Retrofit 2050 Working Paper. October 2011. - 32p. Режим доступа:
http://www.retrofit2050.org.uk/sites/default/files/resou rces/WP20115.pdf (дата обращения: 19.02.2018).
11. Ян Гейл. Города для людей. Изд. на русском языке. Концерн "КРОСТ", пер. с англ. М.: Альпина Паблишер, 2012. 276 с.
12. Ли Куан Ю. Сингапурская история. Из "третьего мира" - в "первый". — М.: МГИМО (У) МИД России, 2005. 576 с.
13. LIFE Publication / Environment Policy & Governance - Projects 2011. - 122 p. Режим доступа: http ://ec.europa.eu/environment/life/publications/lifepu blications/compilations/documents/envcompilation 11.p df (дата обращения: 19.02.2018).
14. Экспериментальные эко-районы. BedZED, Лондон. 07 November 2012 [Элетронный ресурс]. -Режим доступа: https://cheaptrip.livejournal.com/23386860.html (дата обращения: 19.02.2018).
15. Диденко Н. Спортплощадки научились генерировать электричество http://vesti.kz/sport facilities/160883/?newdesign [Элетронный ресурс]. - Режим доступа (дата обращения: 19.02.2018).
16. Котова Е.В., Скрипкина А.О. Биопозитивность зданий и архофитомелиорация как современные тенденции в архитектуре // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. III междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3(3). Режим доступа:
https://nauchforum.ru/archive/MNF_social/3.pdf
17. Живые мосты штата Мегхалая и Черапунджи [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https ://indiada.m/attraction/zhrvye-mosty-indii.html (дата обращения: 05.02.2018).
18. Встреча с Богом среди деревьев: уникальный Живой храм в Италии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://kulturo lo gia.ru/b logs/041214/22418/ (дата обращения: 05.02.2018).
19. Вертикальные сады от Патрика Блана [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www. stepandstep .ru/catalo g/your-city/145446/vertikalnye--sady-ot-patrika-blana.html (дата обращения: 05.02.2018).
20. Самый большой вертикальный сад [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.krasfun.ru/2012/10/samyj-bolshoj-vertikalnyj-sad/
21. Технологии будущего: биобетон сможет сам восстанавливать микротрещины на поверхности [Электронный ресурс]. - URL: http://www.novate.ru/blogs/200515/31343/ (дата обращения: 05.02.2018).
22. Копенгаген: мечты зеленого города [Электронный ресурс]. - URL: http ://www.geo.ru/puteshestviya/kopengagen-mechty -zelenogo-goroda (дата обращения: 05.02.2018).
23. Крым располагает высоким потенциалом развития альтернативных источников энергии. Официальный сайт Министерства топлива и энергетики Республики Крым. Раздел новости [Электронный ресурс]. - URL: http://mtop.rk.gov.ru/rus/indexhtm/news/300719.hto (дата обращения: 20.02.2018).
24. Экологическая регенерация застройки исторической среды. Промышленное и гражданское строительство. Москва. № 3. 2011. С. 48-50. Режим доступа: https://elibrary .ru/item.asp?id=15625059
25. Города будущего: 4 "умных" города, в которыхуже живут люди [Электронный ресурс]. -URL: https://rb.ru/story/future-city/ (дата обращения: 05.02.2018).
26. Сидорова В.В. Комплексный подход к реконструкции дворовых пространств многоэтажной жилой застройки 1970-90 годов XX века / В.В. Сидорова, О.Л. Чубова // Architecture and Modern Information Technologies. - 2017. -№3(40). - С. 200-214 [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://marhi.ru/AMIT/2017/3kvart17/15 sidorova-chubova/indexphp
REFERENCES
1. Tetior A.N. Ustoichivoe razvitie. Ustoichivoe proektirovanie i stroitel'stvo [Sustainable development. Sustainable design and construction.]. M: Priroda, 1998. 450 p. (In Russian)
2. Tetior A.N. Arkhitekturno-stroitel'naya ekologiya [Architectural and building ecology]. M.: Akademiya, 2008. 368 p. (In Russian)
3. Esaulov, G.V. Sustainable architecture as a project paradigm (to the issue of definition) // Ustoichivaya arkhitektura: nastoyashchee i budushchee: tr. Mezhdunarodnogo simpoziuma. 2011 Nauchnye trudy Moskovskogo arkhitekturnogo instituta(gosudarstvennoi akademii) i gruppy KNAUF SNG. - M., 2012. pp. 76-79.
4. Esaulov, G.V. Sustainable architecture - from principles to development strategies // Vestnik TGASU № 6, 2014. pp. 9-24.
5. Inyutsyn A.Yu. Smart technologies have become more accessible for cities. https://minenergo.gov.ru/node/7195
6. Dunichkin I.V. Ecologicalregeneration of the development of the historical environment // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2011. №
3. pp. 48-50. URL:
https://elibrarv.ru/item.asp?id=15625059
7. Nagaeva Z.S., Sidorova V.V. Features of the formation of recreational facilities in the context of the South Coast of Crimea, taking into account environmental requirements // Dosvid ta perspektivi rozvitku mist Ukraiini. Problemi rozvitku priberezhnikh teritorii: zbirnik naukovikh prats'. K.: Dipromisto. 2009. № 17. pp. 69-75.
8. Social and Economic Potential of Sustainable Development / Edited by L. Hens and L. Melnyk -Sumy: "University Book", 2008. - 320 p. (in English)
9. Krupesh A. Chauhan and Shah N.C. A Study on Sustainable Urban Environment with Climatic Consideration in Housing Planning // Global Journal of Environmental Research 2 (1): 12-17, 2008, p. 12-17 URL: http://www.idosi.org/gjer/gjer2(1)08/2.pdf (in English)
10. Tim Dixon. Sustainable Urban Development to 2050: Complex Transitions in the Built Environment of Cities. Oxford Institute for Sustainable Development, Oxford Brookes University/ Retrofit 2050 Working Paper. October 2011. - 32p. URL: http://www.retrofit2050.org.uk/sites/default/files/resou rces/WP20115.pdf (in English)
11. Yan Geil. Goroda dlya lyudei [Cities for people] Kontsern "KROST", per. s angl. M.: Al'pina Pablisher, 2012. 276 p. (In Russian)
12. Li Kuan Yu. Singapurskaya istoriya. Iz "tret'ego mira" - v "pervyi" [The Singapore story. From the "third world" - to the "first"]. M.: MGIMO (U) MID Rossii, 2005. 576 p.
13. LIFE Publication / Environment Policy & Governance - Projects 2011. - 122 p. URL: http ://ec.europa.eu/environment/life/publications/lifepu blications/compilations/documents/envcompilation 11.p df (in English)
14. Experimental eco-regions. BedZED, London. 07 November 2012. URL: https://cheaptrip.livejournal.com/23386860.html (In Russian)
15. Didenko N. Playgrounds have learned to generate electricity http ://vesti.kz/sport facilities/160883/?newdes ign (In Russian)
16. Kotova E.V., Skripkina A.O. Biopozitivity of buildings and arkhofitomelioratsiya as modern trends in architecture // Molodezhnyi nauchnyi forum: Tekhnicheskie i matematicheskie nauki: elektr. sb. st. po mat. III mezhdunar. stud. nauch.-prakt. konf. № 3(3). URL: https ://nauchforum.ru/archive/MNF social/3.pdf
17. The living bridges ofthe state of Meghalaya and Cherrapunji. URL:
https://indiada.ru/attraction/zhivYe-mostv-indii.html (In Russian)
18. Meeting with God among the trees: the unique Living Temple in Italy. URL: https://kulturologia.ru/blogs/041214/22418 (In Russian)
19. Vertical gardens from Patrick Blanc. URL: http://www.stepandstep.ru/catalog/vour-
citv/ 145446/vertikalnve--s adv -ot-patrika-blana (In Russian)
20. The largest vertical garden. URL: http://www.krasfun.ru/2012/10/samvi-bolshoi-vertikalnvj-sad/ (In Russian)
21. Technologies ofthe future: the biobeton will be able to restore microcracks on the surface. URL: http ://www.novate.ru/blogs/200515/31343 (In Russian)
22. Copenhagen: the dreams of a green citv. URL: http ://www.geo.ru/puteshestviva/kopengagen-mechtv-zelenogo-goroda (data obrashcheniva: 05.02.2018). (In Russian)
23. Crimea has a high potential for the development of alternative energv sources. Ofitsial'nvi
sait Ministerstva topliva i energetiki Respubliki Krym. Razdel novosti. URL:
http://mtop.rk.gov.ru/rus/indexhtm/news/300719.hto (data obrashcheniya: 20.02.2018).
24. Ecological regeneration of the development of the historical environment // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. Moskva. № 3. 2011. p. 4850. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=15625059 (In Russian)
25. Cities of the future: 4 " smart" cities, in which people already live. URL: https://rb.ru/story/future-city/ (In Russian)
26. Sidorova V.V., Chubova O.L. Comprehensive approach to the reconstruction of courtyard spaces of multi-storey residential buildings of the 1970-90s of
the 20th century // Architecture and Modern Information Technologies. 2017. №3(40). pp. 200-214.
URL:
http://marhi.ru/AMIT/2017/3kvart17/15 sidorova-chubova/indexphp (In Russian)BIOPOSITIVITY
TECHNOLOGY AS A BASIS FOR THE DEVELOPMENT OF A SUSTAINABLE URBAN
ENVIRONMENT
Sidorova V. V., Sorokina N. A
SUMMARY The article deals with the problemofurban development in conditions of constant population growth. The necessity of application of biopositive technologies for sustainable development of urban environment (including for the Republic of Crimea) is grounded. The principles of biopositivity are determined on the basis of the analysis ofthe world experience in the introduction of biopositive technologies. Projects of eco-cities of the future and examples of ecological restoration of existing cities are analyzed. A conclusion is made about the importance ofbiopositive technologies for the sustainable development offuture cities. Recommendations are given on their introduction into public spaces of the Crimean cities.
Keywords: biopositive technologies, sustainable development, urban environment, cities of the future, public spaces, ecology.
