Экологическая парадигма - детерминированная "планетарная модель" Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Экологическое строительство

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

УДК 556

А.Л. БОЛЬШЕРОТОВ, канд. техн. наук, Московский государственный строительный университет

Экологическая парадигма — детерминированная «планетарная модель»

Показана необходимость комплексной оценки экологической безопасности строительства. Приведен новый методологический подход к оценке экологической безопасности и предложен метод комплексной оценки -детерминированная «планетарная модель».

Ключевые слова: комплексная система экологической безопасности строительства, концентрация строительных объектов (недвижимости), экологическая парадигма, детерминированная «планетарная модель».

Строительный объект, построенный из экологически чистых материалов, тем не менее оказывает негативное воздействие на окружающую среду и на человека. Это воздействие делится на прямое и опосредованное.

К прямому воздействию относятся все виды ущерба окружающей среде и человеку: уничтожение флоры и фауны; нарушение гидрогеологического режима территории; нарушение геологической структуры литосферы; изменение ландшафта; уничтожение плодородного слоя почвы; давление на грунт, эмоциональное воздействие и т. д.

Опосредованное воздействие выражается в следующем:

- появление эффекта концентрации строительных объектов (недвижимости) на единице территории [1];

- концентрации вокруг основного строительного объекта сопутствующей ему инфраструктуры со своим техногенным воздействием на окружающую среду (бойлерные, трансформаторные подстанции, автостоянки и т. д.);

- увеличение техногенного воздействия на окружающую среду в местах функционирования поставщиков ресурсов (ТЭЦ, ГЭС, котельная, станция водоподготовки, газовое хозяйство и т. д.);

- увеличение техногенного воздействия на окружающую среду в местах утилизации отходов от данного объекта (свалки, мусоросжигательные заводы, станции аэрации и т. д.);

- увеличение в месте строительства или эксплуатации строительного объекта (недвижимости) техногенной нагрузки за счет концентрации средств транспорта, техники, машин и механизмов.

Комплексная оценка такого сложного спектра воздействий требует нового подхода [2], новой методологии оценки. Известные на сегодняшний день методы матриц, контрольных списков и т. д. не позволяют сделать это.

В связи с этим предлагается новая методология экологической оценки, новая экологическая парадигма - детерминированная «планетарная модель».

Экологический процесс - это совокупность и взаимосвязанность основных воздействующих факторов и случайных флуктуаций, накладываемых на эту тенденцию [3]. Детерминированная «планетарная модель» учитывает все эти стороны экологического процесса.

Для проведения оценки экологической безопасности строительства с помощью детерминированной «планетарной модели» возьмем в качестве примера обособленный объект - жилой дом и выявим все его взаимосвязи, все взаимообусловленности связанных с ним других объектов материального окружающего мира.

Присвоим рассматриваемому строительному объекту наименование «объект 1-го порядка». Такое наименование будет означать, что это основной объект.

Объект 1-го порядка всегда имеет ряд негативных воздействий на окружающую среду и имеет ряд загрязняющих факторов как на стадии строительства объекта, так и на стадии эксплуатации.

С помощью традиционных методов (контрольные списки, матрицы, сети и т. д.) в зависимости от наличия исходных данных и задач оценки опишем и рассчитаем все возможные воздействия от данного объекта.

Одновременно рядом с основным объектом 1-го порядка в процессе строительства и эксплуатации его появляются другие объекты, которых не могло быть в этом месте, не появись основной объект. Эти объекты появляются только для объекта 1-го порядка, как правило, для его обслуживания или создания необходимой инфраструктуры, обеспечивающей функционирование самого объекта, а также для удовлетворения различных потребностей людей, пользующихся основным объектом в качестве жилья, места работы, отдыха и т. д. Назовем эти объекты спутниками.

К объектам-спутникам жилого дома могут относиться придомовая автостоянка; гараж многоуровневый (подзем-

Новая экологическая парадигма (предложена в 1978 г. американскими социологами У. Каттоном и Р. Данлэпом) - система принципов, утверждающая фундаментальную зависимость человека и общества от биофизической среды обитания: люди живут в конечной биофизической среде, которая налагает существенные ограничения на все виды деятельности. Эта парадигма является основой «альтернативной» социологии, так как признает за биофизическими явлениями роль социальных факторов.

Научно-технический и производственный журнал

Экологическое строительство

Детерминированная «планетарная модель»: в центре основной объект 1-го порядка; рядом объекты-спутники F—F3, F.; удаленные объекты 2-го порядка Т — Т,, Т; опосредованное воздействие выражено в виде трасс движения транспорта

ный или надземный), построенный специально для хранения автомобилей жильцов данного дома; контейнерная площадка; трансформаторная подстанция, построенная специально для данного дома; бойлерная (тепловой пункт) данного дома; детская площадка; спортивная площадка; площадка для выгула собак; сквер данного дома; бытовой городок (на стадии строительства); пункт мойки колес (на стадии строительства); подъездная дорога; временные склады (на стадии строительства); бетонный узел (на стадии строительства) и т. д.

Каждый объект-спутник Fi на рисунке) имеет

свой спектр воздействия на окружающую среду. Проведем оценку загрязнения и воздействия объекта-спутника на окружающую среду, так же как и по объектам 1-го порядка.

Тогда, оценив объект 1-го порядка и объекты-спутники, удастся учесть воздействие на окружающую среду от всей инфраструктуры объекта в месте его строительства и эксплуатации.

Но помимо непосредственного места строительства воздействие на окружающую среду от данного объекта 1-го порядка происходит и в месте утилизации отходов и загрязнений, и в местах функционирования поставщиков ресурсов для строительного объекта.

Объекты - поставщики ресурсов и объекты, где происходит утилизация отходов, назовем объектами 2-го порядка

Подписка на электронную версию

Актуальная информация для всех работников строительного комплекса -------- РГР01 ШЛИЦНОЕ ш по

\ttp-J /е оиг nal.fi fsn Г1.Г1 и/

(Т1-Т6, Т на рисунке). К объектам - поставщикам ресурсов относятся тепловые станции; котельные; предприятия водо-подготовки; предприятия электроэнергетики; газоснабжающие организации и пр.

К предприятиям, утилизирующим отходы, относятся станции аэрации; мусоросжигательные заводы; мусорные свалки; предприятия по переработке бытовых отходов, крупного бытового мусора; по утилизации автомобилей; по заготовке вторичного сырья; по переработке органических животных остатков; по утилизации химических и радиоактивных отходов и др.

Данные объекты 2-го порядка имеют свои факторы загрязнения окружающей среды. Например, мусоросжигательные заводы загрязняют атмосферу продуктами горения бытовых отходов. Рассчитав объем поставляемого на мусоросжигательный завод бытового мусора, можем определить величину, которая добавляется к загрязнению атмосферы заводом от сжигания бытового мусора с нашего объекта строительства. Или можем определить величину, которая добавляется к загрязнению окружающей среды объектом, производящим ресурсы для нашего объекта, например при сжигании газа или мазута на ТЭЦ, для выработки необходимого количества тепла, электроэнергии для рассматриваемого объекта 1-го порядка. Последний, но не менее важный фактор воздействия строительства на окружающую среду - это фактор эмерджентного опосредованного воздействия.

Величина существующего эмерджентного опосредованного воздействия оценивается на предварительном этапе при выборе площадки строительства расчетом коэффициента степени концентрации строительства кк который отражает концентрацию автотранспорта в месте размещения объекта строительства и соответственно экологические характеристики территории [4].

Увеличение количества автотранспорта вблизи объекта строительства не связано на первый взгляд с ним напрямую и даже не имеет к нему никакого отношения. Однако концентрация транспорта вокруг строительного объекта или объектов недвижимости происходит из-за того, что к объекту строительства подводятся транспортные магистрали, которыми пользуется как транспорт, непосредственно связанный с объектом строительства, так и транзитный транспорт, использующий общедоступную построенную магистраль для транзитного проезда.

В результате строительный объект становится причиной ухудшения экологической обстановки. Проложенная рядом с объектом транзитная магистраль многократно увеличивает опосредованное воздействие строительного объекта на окружающую среду [5]. Величину опосредованного воздействия можно проиллюстрировать расчетом количества автотранспорта, проезжающего за сутки мимо рассматриваемого жилого дома по короткому отрезку дороги длиной в 100 м. По этому отрезку дороги (по две полосы в каждую сторону) по расчету за сутки проедут 60 тыс. ед. автотранспорта. Суммарное загрязнение атмосферы проехавшими машинами за сутки (9590 кг выхлопных газов) многократно превышает все виды загрязнений от ближайших строительных объектов и недвижимости вместе взятых.

Опосредованное воздействие на окружающую среду может оказывать даже только факт наличия какого-либо объекта. К примеру, простой объект-спутник - остановоч-

Экологическое строительство

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

ный павильон городского транспорта является причиной повышенного загрязнения рядом с ним атмосферы, так как останавливающийся на некоторое время общественный транспорт добавляет загрязнения в данном месте экологическому фону, создаваемому потоком проезжающих автомобилей. Поэтому моделирование транспортной ситуации, связанной со строительством, имеет важнейшее значение для экологии территории.

Таким образом, рассмотрев все взаимосвязи обособленного строительного объекта, можно получить суммарную картину загрязнения окружающей среды, связанную с данным объектом. Часть загрязнения образуется и учитывается в точке застройки - это загрязнение от самого объекта 1-го порядка, от его объектов-спутников и от транспорта за счет опосредованного воздействия. А часть загрязнения образуется в месте размещения поставщиков ресурсов и предприятий по утилизации отходов от данного объекта. Учитывая все взаимосвязи строительного объекта и взаимообусловленности явлений материального мира, связанного с этим объектом, получим экологическую парадигму (совокупность методов и подходов) оценки экологической безопасности строительства, названную детерминированной «планетарной моделью».

Детерминированная «планетарная модель» позволяет достаточно точно отражать изменение воздействия на окружающую среду в случае остановки или изменения характера деятельности основного объекта 1-го порядка. Так, если объект 1-го порядка приостановил свою деятельность, то останавливается и объект 2-го порядка, изменяется нагрузка на окружающую среду и у объектов 2-го порядка за счет уменьшения объема обслуживания объекта 1-го порядка. В этом заключается детерминированность метода.

В общем упрощенном виде, без математического прогнозного моделирования детерминированную «планетарную модель» можно представить в виде системы простых алгебраических уравнений, решение которых позволяет проводить оценку экологической безопасности каждого строительного объекта и всей территории в целом.

Рассмотрим вариант обособленного строительного объекта В.

Данный объект - объект 1-го порядка имеет ряд загрязняющих б и воздействующих И факторов на окружающую среду. Величина воздействия V определяется на стадии проектирования расчетно-прогнозным методом и на стадии эксплуатации методами мониторинга по каждому фактору. Общую величину всех загрязняющих и воздействующих факторов данного объекта 1-го порядка можно записать в следующем виде:

Тт У - ^ + V, , + ...+ ^ , + V, ,

^к=п вк вп вп+1 вт-1 вт'

Тт Ик = И + И 1 + ...+ И 1 + И , (1)

к=п к п п+1 т-1 т' 4 '

где V- величина загрязнения; б - вид загрязнения; И - вид воздействия.

Эти загрязнения и негативные воздействия являются суммарным результатом деятельности объекта 1-го порядка В и его объектов-спутников Р.

Однако разные виды разнонаправленных загрязнений и воздействий, с разными единицами измерения величины загрязнения и воздействия чисто арифметически нельзя сложить и получить результат. Поэтому все расчеты должны принять вид информационной таблицы, из которой наглядно видно, каково общее загрязнение окружающей среды в точке строительства объекта В, от самого объекта и объектов-«спутников», и какие и в каком объеме загрязнения передаются для утилизации объектам 2-го порядка на другую территорию. Соответственно в точке размещения объектов 2-го порядка увеличится техногенное воздействие на окружающую среду от их функционирования на величину объема утилизации или на величину производства потребляемых ресурсов объектом 1-го порядка. В таблице дана структура информации для оценки экологической безопасности объекта В.

Показатели таблицы рассчитываются для определенного периода времени. Период времени выбирается исходя из поставленных задач. Для расчета опосредованного воздействия наиболее подходящим периодом являются сутки, так как показатель загрязнения за этот период времени является максимальным по сравнению с недельным или месячным, что более точно отражает нагрузку на окружающую среду. Таблицу нельзя считать матрицей и решать как матрицу в связи с тем, что каждая стро-

Вид загрязнения, воздействия Вид объекта Т загрязнений А = В + Т Вид объекта

Объект 1-го порядка Объекты-спутники Объекты 2-го порядка

В Т Т

^ ^вп ^п + ПУЪп - - -

5п+1 Кп+1 ^1вп+1 Vf 2Эп+1 V + Тп Vf вп+1 ^=1 Чвп+1 - V + Тп Vf вп+1 ^=1 ^вп+1 -

- - -

1вт-1 Vf 2Эт-1 Вт-1 V + Тп Vf вт-1 ^=1 Чвт-1 - - V + Тп Vf вт-1 ^=1 iSm-1

вт Щ,т V + Тп Vf вт ^=1 Чвт V + Тп Vf вт ^=1 ЧЭт - -

Ип ^п ^1Ип ^2Ип п

Ип+1 VИп+1 ^1Ип+1 Vf 2Ип+1 VfiИп+1

Ит-1 VИm-1 1 Ит-1 Vf 2Ит-1 Ит-1

Ит ^Ит ^1Ит ^2Ит ЩИт

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Экологическое строительство

ка таблицы отражает информацию о разных несопоставимых величинах.

Оптимизационного решения оценки экологической безопасности того или иного объекта также не может быть при применении детерминированной «планетарной модели», так как задачей метода является полный и желательно точный учет всех техногенных факторов, связанных так или иначе с появлением строительного объекта, а также учет любых воздействий на окружающую среду, независимо от места их проявления. Прогнозная величина полученного воздействия служит ориентиром для принятия решения о возможности строительства в данном месте на стадии проектирования и прохождения экологической экспертизы, а также является объектом управления при мониторинге окружающей среды и выявлении состояния экологической неустойчивости при рассчитанных детерминированной «планетарной» моделью показателях загрязнения и воздействия в месте неустойчивости.

Последней составляющей информационного массива детерминированной «планетарной модели» является опосредованное воздействие на стадии возведения строительного объекта и его эксплуатации. Расчет загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта на заданном участке магистрали и на оцениваемой территории в целом у /-го объекта за сутки проводится по формуле:

L

S = , N т/ Е . , (2)

где N - количество /-го вида транспорта, штук; L - средняя длина пути проезда по территории строительства; Evi - средний расход топлива данного /-го вида транспорта на 100 км при скорости движения v, л; V - скорость движения транспорта, км/ч; l,o,s,m,ml,d - виды автотранспорта, пользующегося территорией в месте строительства для проезда.

Экологическая парадигма - детерминированная «планетарная модель» является методом комплексной оценки воздействий строительного объекта на окружающую среду.

Список литературы

1. Большеротов А.Л. Влияние концентрации строительства на экологическую безопасность // Вестник МГСУ. 2009. № 4. C. 49-54.

2. Теличенко В.И., Большеротов А.Л. Комплексная система экологической безопасности строительства // Жилищное строительство. 2010. № 12. С. 2-5.

3. Гиляров А.М. Экология в поисках универсальной парадигмы // Природа. 1998. № 3. С. 73-82.

4. Теличенко В.И., Большеротов А.Л. Концентрации недвижимости - основной социально-экономический фактор воздействия на экологию окружающей среды // Вестник МГСУ. 2010. № 4. Т. 1. C. 63-67.

5. Большеротов А.Л. Система оценки экологической безопасности строительства. М.: АСВ, 2010. 216 с.

Национальный исследовательский университет —

Московский Государственный Строительный Университет

проводит работы и научные исследования по комплексной экологической безопасности территорий и отдельных строительных объектов на базе современного высокоточного оборудования -мобильной экологической лаборатории анализа атмосферы, воды и почвы:

оперативный контроль загрязнения воздуха промышленными выбросами, автомобильным транспортом и др. источниками;

контроль загрязнения акватории водных объектов, подземных и грунтовых вод;

оперативный анализ воды;

анализ загрязнения почвенного покрова;

оперативная оценка воздействия на окружающую среду различных физических факторов: теплового загрязнения, радиации, шума, излучений и т. д.

Для нового жилищного, рекреационного строительства и развития туризма: разработка и создание экологического паспорта территорий; выявление и сертификация эталонных экологических территорий;

оценка степени концентрации строительства (недвижимости) урбанизированных территорий.

Е-mail: stae@mgsu.ru Тел. (499) 183 25 83; (499) 188 05 03 лама Москва, Ярославское шоссе, 26