CC BY
217Surojit Sarkar, Subhro Paul, Sujay Sarkar, Gautam Kumar Panda, Pradip Kumar Saha // International Journal of Computational Engineering Research (IJCER) Volume 3, Issue 5, May, 2013. pp. 60-66.
3. Андронов, С. А. Методы оптимального проектирования [Текст] / С. А. Андронов. - СПб.: СПбГУАП, 2001. - 169 с.
4. Бальян, Р. Х. Аналитический метод геометрической оптимизации ферромагнитных устройств [Текст] / Р. Х. Бальян, В. П. Обрусник // Электричество. - 1979. - № 9. - С. 40-46.
5. Горюнов, А. Метод структурного и параметрического синтеза и анализа энергоустановок [Текст] / А. Горюнов, Р. Р. Ямалиев, Д. А. Ахмедзя-нов // Молодой ученый. - 2011. - №2. Т.1. - С. 1619.
6. Кимстач, О.Ю. Структурная оптимизация в некоторых задачах электромеханики и электротехники [Текст] // Електротехшчш та комп'ютерш си-стеми. - Одеса: «Астропринт». 2017. № 24 (100). -С. 39-44.
7. Кимстач, О.Ю. Комплексный удельно-вариационный критерий оптимизации [Текст] / О.Ю. Кимстач // Наука и мир. Международный научный журнал. - Волгоград: Издательство «Научное обозрение», № 3 (7), 2014, Том 1. С. 27 - 30.
8. Юмстач, О. Ю. 1нтегративний метод прое-ктування об'екпв електромехашки [Текст] / О. Ю.
Юмстач // 1нновацп в суднобудуванш та океанотех-тщ. Матерiали мiжнародноl науково-техшчно! конференции - Микола1в: НУК, 2010. - С. 392-394.
9. Ли, К. Основы САПР (CAD/CAM /CAE) [Текст] / Кунву Ли. - СПб.: Питер, 2004. - 560 с. -ISBN 5-94723-770-9.
10. Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. Для вузов [Текст] / И. П. Норенков - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 336 с. - (Сер. Информатика в техническом университете). - ISBN 5-7038-2090-1.
11. Плюгин, В. Е. Анализ алгоритмов оптимизации электрических машин [Электронный ресурс] / В. Е. Плюгин, Л. В. Шилкова // Международная научная конференция MicroCAD. НТУ «ХПИ», 2015. - Режим доступа: http://www.kpi.kharkov.ua/archive/MicroCAD/2015/ S9/2015 _5_Tezisy_sbornik_part 2_2015_113.pdf.
12. Ставинский, Р. А. Нетрадиционные технические решения, постановка задачи и метод структурной оптимизации индукционных статических устройств [Текст] / Р. А. Ставинский // Вюник КДУ. - Кременчук: КДУ. - 2010. - №. 4 (63). -Ч. 2. -С. 91-94.
13. Шестеренко B.C. Системи електроспожи-вання та електропостачання промислових тдпри-емств. Шдручник [Текст] / B.C. Шестеренко. - Вш-ниця: Нова Книга, 2004. - 656 с.
ПУТИ ЭКОРЕКОНСТРУКЦИИ И ЭКОРЕСТАВРАЦИИ ГОРОДОВ
Тетиор А.Н.
докт. техн. наук, проф., РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, Москва
WAYS OF ECOLOGICAL RECONSTRUCTION AND RESTORATION OF CITIES
Tetior A.
Dr. Sc., Professor, K-А. Timirjasev Agricultural Academy, Moscow
АННОТАЦИЯ
Цель экологической реконструкции городских объектов и реставрации природы - формирование экологических городов, поддерживающих экологическое равновесие и природное биоразнообразие, и обеспечивающих высококачественную среду жизни. Экологическая реконструкция - это изменение параметров существующего неэкологического объекта (города, производственного объекта, жилого здания, инженерного сооружения, инфраструктуры, и пр.) с приведением его в состояние экологичности (соответствия требованиям экологизации, урбоэкологии, архитектурной и строительной экологии, экологическим постулатам). Экологическая реставрация нарушенного ландшафта - это возврат его компонентов в прежнее естественное или близкое к нему состояние. Ключевым фактором реализации этих мероприятий является экологизация мышления и деятельности.
ABSTRACT
The goal of ecological reconstruction of urban facilities and restoration of nature is the maintenance of ecological balance and natural biodiversity, and ensuring a high quality of life in the city environment. Ecological reconstruction is modify settings of an existing not ecological object (city, production facility, a residential building, engineering construction, infrastructure, etc.) with the execution state of ecology (conformity to requirements of ecologization, urban ecology, architectural and construction ecology, ecological postulates). Ecological restoration of disturbed landscape is returning its components in the old or close to its natural state. A key factor in these actions is the ecologization of the thinking and activity.
Ключевые слова: экологическая реконструкция; экологическая реставрация; экологическое равновесие; экологизация мышления; экологизация деятельности
Keywords: ecological reconstruction; ecological restoration; ecological balance; ecologization of thinking; ecologization of activity
Восстановление и сохранение высококачественной среды жизни человека в городах, и ее важнейшего компонента - естественной и культурной природы - необычайно актуальны, так как в XX-XXI веках резко выросли техногенные воздействия на природу, приведшие к локальным и глобальным загрязнениям и возникновению явных признаков глобального экологического кризиса [3, 6]. Цель экологической реконструкции городских объектов и реставрации природы в городах и вокруг них -поддержание экологического равновесия [1] и природного биоразнообразия [3, 4], и обеспечение высококачественной среды жизни в городе [6]. Экологическая реконструкция - это изменение параметров существующих неэкологических объектов (городов, производственных объектов, жилых зданий, инфраструктуры, инженерных сооружений, и пр.) с приведением их в состояние экологичности (соответствия требованиям экологизации, урбоэко-логии, архитектурной и строительной экологии, экологическим постулатам). Экологическая реставрация нарушенных ландшафтов - это возврат их компонентов в прежнее естественное или близкое к нему состояние. Экореконструкция и экореставра-ция должны осуществляться с использованием принципов восстановления природы, природоохранного законодательства, экологических законов. Экологическая реконструкция и реставрация любой неэкологичной системы расселения (больших и малых городов, и пр.) должна выполняться на всех уровнях - от генеральной и региональной схем расселения, схем и проектов районной планировки и вплоть до отдельных зданий и инженерных сооружений. Придать экологические (биопозитивные) свойства ранее нарушенному или полностью преобразованному человеческой деятельностью, разрушенному ландшафту - значит обеспечить сохранение оставшейся в ненарушенном состоянии природы, реставрацию (восстановление) ранее нарушенной или полностью разрушенной природной среды. При реставрации желателен возврат к прежнему состоянию компонентов ландшафта, но в соответствии с экологическими законами он не может быть полным. При экореконструкции могут быть использованы разработанные автором принципы биопозитивности (экологизации человеческой деятельности, положительного отношения к природе) [5]:
1. Принцип негэнтропийности всей человеческой техники и технологий, их способности самостоятельно поддерживать и увеличивать высокую степень упорядоченности в среде с меньшей степенью упорядоченности.
2. Принцип гомеостатического равновесия с окружающей средой - обеспечения потребной площади и объема природы, компонентов ландшафтов, для поддержания высококачественной среды жизни человека, ассимиляции загрязнений, для сохранения и восстановления биоразнообразия.
3. Принцип экологически равноценной замены, заключающийся в том, что любой искусственный объект (здание, сооружение), заменив-
ший собой часть природной среды, должен одновременно с основными функциями выполнять те природные функции, которые выполняла замененная или вытесненная им часть природной среды. Например, здание или инженерное сооружение может иметь озелененные поверхности и подобно природному ландшафту производить биомассу, вырабатывать кислород, абсорбировать загрязнения, очищать воду или воздух, предоставлять ниши для существования биоты. Проницаемые покрытия дорог не будут прерывать естественный поток веществ. Производственный объект с экологическими технологиями будет вносить в среду только перерабатываемые загрязнения в том же объеме, что и замененная техническим объектом природная среда. Воздействие человека не должно превышать меры преобразования природных систем.
4. Принцип биосферосовместимости, «мягкого» взаимодействия с природой: искусственный объект или технология должны быть совместимы или адаптированы к природной среде, взаимно приспособлены с компонентами ландшафта и внутренне им непротиворечивы: предусматривается не только неуничтожение флоры и фауны, но и предоставление «ниш», участков, территорий для живой природы, невмешательство в ландшафт, замкнутость и малоотходность (равная природной) циклов производства, использование природных возобновимых источников энергии и материалов, сбережение энергии и материалов, саморазложение или саморазрушение после выполнения функций с возвратом составляющих в естественный кругооборот или производственный процесс, и др. Таким образом, достигается включение искусственных объектов в природные экосистемы без их отторжения.
5. Принцип природоподобия, глубокой биоаналогии: антропогенные технологии должны быть разработаны подобно технологиям в природе, это эко- и биотехнологии, не загрязняющие среду и дающие теоретически достижимый минимум глобальных отходов, подобный отходам в биосферных циклах. Подобие должно быть глубоким, основанным на углубленном изучении строения и функционирования природных объектов, не наносящих вреда окружающей среде и не использующих не-возобновимых ресурсов.
6. Принцип экологической поддержки, восстановления природной среды, заключающийся в том, что техника и технологии не только не загрязняют природу, но и помогают восстановить природное состояние нарушенных ландшафтов, возродить флору и фауну, возвратить изъятые из природной среды вещества и энергию, создать новые («антропогенные») залежи полезных ископаемых, накапливать высокоэффективную энергию и др.
7. Принцип красоты, гармонии, пропорциональности: искусственные объекты, сооружения гармоничны ландшафту, пропорциональны размерам элементов ландшафта, соответствуют пропорциям тела человека, их форма основана на анализе и использовании природных форм, отсутствует гигантизм и используется миниатюризация, и т.д.
Красота, гармония и пропорциональность компо- Загрязненные ландшафты города могут быть
нентам ландшафта и тела человека органично свя- приведены в «здоровое» состояние как культурные зана с использованием других принципов экологич- ландшафты, при этом можно сохранить нетронутые ности, она наибольшим образом соответствует тре- природные территории и восстановить качество бованиям визуальной экологичности нарушенных участков природы, но почти во всех
искусственных объектов, что положительно вос- случаях будут созданы новые ландшафты, не по-принимается человеком. вторяющие ранее существующие природные ком-
плексы (табл. 1).
Таблица 1
Возможности восстановления компонентов ландшафта
№ Сфера, признак Компонент Возможности возврата к прежнему объему и качеству компонента ландшафта
1 Атмосфера Чистота воздуха Возможно приближение к прежней чистоте
Состав воздуха Полный возврат невозможен. Возможно приближение к природному составу
Движение воздуха Возврат невозможен, так как городская застройка преобразовывает это движение. Необходима фитомелиорация и экологизация деятельности в городе
2 Литосфера Почвенно-расти-тельный слой Возврат практически невыполним; возможно искусственное поддержание почвенно-растительного слоя
Рельеф Возврат практически невыполним; возможно протезирование форм
Состояние глубинных слоев литосферы Возврат в прежнее состояние невыполним, напряженно - деформированное состояние литосферы изменено под давлением массы городов; для полного возврата нужна разборка построенных и ненужных высоких и тяжелых зданий
3 Гидросфера Качество воды Возможно приближение к качеству воды
Водоемы Возможно восстановление всех природных водоемов (речек, ручьев, и пр.)
Движение грунтовых вод Возврат практически невозможен ввиду изменения свойств грунтов и застройки, в том числе под землей
4 Биосфера Флора Возврат невозможен. Возможна замена на новую, более устойчивую и менее разнообразную городскую флору
Фауна То же. Возможна замена фауны новой, менее разнообразной и способной жить в городе и рядом с ним
5 Климат Естественный климат, микроклимат Полный возврат невозможен, город и его сооружения существенно влияют на климат и микроклимат города
6 Сенсорная среда Естественная среда Полный возврат невозможен. Необходимо приближение к естественным природным воздействиям
7 Состояние природы в городе Соотношение естественной среды и города Необходимо поддержание соотношения, поддерживающего природу и не допускающего ее отступление. Нужно восстановить экологическую инфраструктуру
В большинстве случаев возможно лишь некоторое приближение к природному состоянию ряда компонентов ландшафта (таких, как биоразнообразие, рельеф, состав флоры и фауны, сенсорная среда природы, чистота воздуха и воды), или замена компонента (флоры и фауны) [2, 4]. Это касается практически всех компонентов ландшафтов: почвы, рельефа, растительности, животного мира, воды во всех водоемах (реках, озерах, морях, в грунте), воздуха, литосферы, и т.д. (табл. 2). Экологическая реставрация может заключаться в возврате загрязненного ландшафта или его отдельных
компонентов в состояние, близкое к прежнему естественному (например, путем перевода наземного объекта в подземное пространство с созданием на поверхности земли сквера или парка), или при создании на нарушенной территории нового природного ландшафта (например, на месте заброшенного открытого карьера для добычи сырья - искусственного озера). Экологической реставрации могут подлежать любые ранее загрязненные или освоенные ландшафты, вплоть до крупных территорий производственных предприятий, прекративших свою деятельность по разным причинам.
Таблица 2
Направления экореставрации ландшафтов
Компонент Направления экологической реставрации
1. Восстановление свойств почвы Естественное многолетнее восстановление Промывка, аэрация, введение гумуса, фитомелио-рация Микробное восстановление Снятие, очистка и возврат с введением флоры и фауны
2. Восстановление свойств воды Естественное многолетнее восстановление Снижение водопо-требления и замкнутость цикла Глубокая очистка воды и ила в водоемах Поддержка флоры и фауны - биофильтров
3. Восстановление свойств атмосферы Экологизация, очистка воздуха Фитомелиорация, пермакультура Дезодорация, природные запахи Восстановление слоя озона
4. Восстановление рельефа и литосферы Протезирование нарушенных форм Рекультивация нарушенных территорий Противоэрозион-ные мероприятия Создание техногенных месторождений
5. Восстановление флоры и фауны Экореставрация ландшафта, «устойчивый» культурный ландшафт Сохранение естественной территории с созданием зеленых зон и коридоров Охраняемые природные территории с непроницаемыми границами Устройство в исключительных случаях искусственных биосфер
Экологическая реставрация загрязненных ландшафтов приносит реальные положительные результаты, если она имеет системный характер, сопряжена с постоянной экологизацией технологий, которые способствовали ранее загрязнению ландшафта.
Протезирование нарушенного ландшафта должно применяться как крайняя мера при восстановлении свойств, при этом в качестве материала протезов нужно использовать только естественные или экологически совместимые искусственные материалы. Восстановление свойств почв, грунта, грунтовых вод - один из трудоемких процессов из-за сложности удаления загрязнений из почвы. В связи с исключительной ценностью почв как важнейшего компонента ландшафта, разрабатываются различные способы восстановления их природных свойств. Известны следующие способы:
- Восстановление свойств почв на месте их расположения: глубокая вспашка и аэрация, микробное восстановление свойств, фитомелиорация, промывка почв на месте, введение в почвы добавок, связывающих загрязнения, введение в почвы гумуса, других природных удобрений, микроэлементов, невмешательство в процесс естественного долголетнего восстановления свойств.
- Восстановление свойств почв со снятием загрязненного слоя, очисткой от загрязнений в заводских условиях и последующим возвратом на место. В этом случае после возврата почвы на место необходимо искусственное создание в почве микрофлоры и микрофауны. Среди всех способов восстановления свойств почв наиболее эффективны микробное восстановление и фитомелиорация. Некоторые микроорганизмы способны продуцировать почвенные полимеры и таким образом связывать ряд загрязнений в почве [4].
Для восстановления свойств грунтовых вод нужно после или в процессе очистки грунта и поч-
венного слоя от загрязнений устранить все искусственные преграды на пути их движения (подземные стены, фундаменты, уплотненный или закрепленный грунт, бетонные массивы и др.), восстановить рельеф и растительность. Одновременно должно быть прекращено поступление загрязнений в грунтовые воды. Если поверхность земли сильно эродирована, почвенный слой унесен, то восстановление травяного покрова, кустарников и деревьев может представлять сложную проблему, особенно на скальных основаниях. В этом случае можно использовать искусственные почво-дерновые ковры, расстилаемые по любому грунтовому основанию.
В процессе восстановления состояния водоемов (сюда относятся все виды текучих или стоячих вод), необходимо восстановить свойства воды, растительности, животного мира, рельефа. Вопросы восстановления свойств этих компонентов водоемов взаимосвязаны: растительность и животный мир помогают очистить воду, работая в качестве биофильтров; растительность влияет на рельеф дна, формируя отложения. Для восстановления чистоты воды применяют следующие способы: запрещение сброса загрязненных вод в водоем (переход на сниженное водопотребление с замкнутыми циклами, или использование глубокой очистки сбрасываемых вод с возвратом очищенных вод в цикл); аналогично очистке почв можно оставить водоем в покое, не подвергая его дальнейшим загрязнениям и предоставив его самовосстановлению; многолетняя естественная очистка водоема (выпадение чистых дождей, абсорбция загрязнений растительностью и животными, разбавление воды стоком чистых вод из впадающих рек или ручьев, и др.) может возвратить качество воды в прежнее состояние; может быть рекомендована очистка загрязненного ила в водоемах с удалением сильно загрязненного ила и его очисткой в промышленных условиях или с захоронением при невозможности очистки от загрязнений, или удаление илистых неорганических загрязненных наносов.
Для постоянной работы очистных установок можно использовать энергию ветроагрегатов, установленных на берегу или в водоеме. Искусственные фонтаны будут постоянно очищать воду при прохождении капель воды сквозь воздух с насыщением этой воды кислородом (рис. 1).
Восстановление рельефа и литосферы может быть необходимо после открытой добычи полезных ископаемых, когда образовавшиеся выемки мешают сельскохозяйственному или другому освоению, или загрязняют визуально ландшафт, или яв-
ляются накопителями грунтовых вод; после разработки гор или холмов их восстановление необходимо, например, для возврата к прошлому рельефу и микроклимату территории.
Восстановление рельефа актуально для береговой зоны с сильной абразией и для выветривающихся склонов гор. Восстановление литосферы может быть рекомендовано в связи с образованием больших подземных полостей, вызывающих деформирование дневной поверхности и расположенных над ними зданий, а также отрицательно влияющих на движение грунтовых вод.
Рис. 1. Загрязненная вода озера, очищаемая без вмешательства человека путем подачи фонтанов воды
в воздух с помощью ветроагрегатов
Рельеф можно восстанавливать следующими способами:
- Устройство внутри выработки подземного сооружения с укладкой по покрытию почвенно-растительного слоя толщиной до 0,5-2м.
- Засыпка открытых полостей естественным грунтом, подобным по составу окружающему (вмещающему) грунту, с уплотнением его до плотности окружающего грунта (чтобы не было осадки дневной поверхности) и созданием по верху почвенного слоя.
- При наличии большой выработки в не фильтрующем прочном грунте без грунтовых вод можно засыпать ее послойно нетоксичными отходами и грунтом, а по верху уложить почвенный слой и посадить деревья и траву.
- Разработанные в склонах гор выемки можно заполнить бетоном или бутобетоном, заанкерен-ным в массив скалы.
- Полностью срытые возвышенности можно восстанавливать (протезировать) так, как строят плотины: вначале создать бетонное многопустотное или грунтовое ядро (основу горы); на наружной поверхности бетона выполнить при бетонировании полости, уложить слой растительного грунта, входящий в эти полости и создающий возможность роста корней растений. По склону искусственной горы нужно уложить грунтово-дерновой ковер.
Экологическая реконструкция литосферы (закрытых разработок) заключается в том, что вынутая порода замещается экосовместимым заполнением (оно должно быть таким же прочным, как и вмещающий грунт, обладать водонерастворимо-стью, водопроницаемостью, деформируемостью, аналогичными вмещающему грунту, не выделять загрязнений). Важнейший вопрос восстановления
флоры и фауны связан с масштабом предполагаемых работ, он зависит как от степени антропогенного преобразования прежней флоры и фауны, так и от размеров территории. На макротерриториаль-ном уровне необходимо обратить внимание на наличие или восстановление необходимого экологического каркаса поселений с созданием в обоснованных случаях зон экологического равновесия, буферной и др.
Восстановление флоры и фауны, существовавших до антропогенного изменения ландшафта, как правило, должно начинаться после восстановления рельефа, почвенного слоя, состояния водоемов, очистки почвы, грунта, грунтовых вод. Растения и животные - биофильтры могут использоваться на более ранних стадиях восстановления ландшафта для очистки его компонентов от загрязнений. Особого внимания при экологической реставрации ландшафтов требует сеть «зеленых коридоров» (в масштабе крупной территории их лучше называть «экологическими коридорами»). В составе такой сети озелененные территории становятся более устойчивыми, поддерживается биоразнообразие, обеспечивается свободная миграция животных, улучшается абсорбция загрязнений, повышается сенсорная экологичность, жители получают доступ к зонам отдыха, безопасным с точки зрения движения городского транспорта.
В основе экореставрации природы и экорекон-струкции городов, по-видимому, должны лежать такие принципы: 1. То, что экологично, то в конечном итоге и экономично, и хорошо для жителей, для города и окружающей его среды. Это правило касается всех урбанистических, ландшафтных, архитектурно-строительных и других (транспортных, производственных, энергетических и пр.) решений
в городах. 2. В городе и вокруг него должна быть создана «упругая» среда жизни - динамичная социально-экологическая система, играющая важнейшую роль в создании приемлемых для человека и всей природы условий жизни и в сохранении природы. 3. Важнейшей задачей всей человеческой деятельности в условиях возникновения признаков экологического кризиса, роста антропогенно преобразованных территорий, вытеснения и отступления природы, является сохранение устойчивой среды жизни на Земле. Высококачественная среда жизни человека - основной фактор, обеспечивающий удовлетворение первоочередных и других потребностей человека, повышающий качество жизни, формирующий гармоничную социальную среду. 4. Условия сохранения устойчивой среды жизни человека обеспечивает широкая экологическая инфраструктура. 5. В связи с тем, что существующие города, кварталы, отдельные здания и инженерные сооружения в своей массе не экологичны, для формирования устойчивой среды жизни требуется экологическая реконструкция городов и экологическая реставрация ландшафтов. Они должны основываться на глубоких экологических знаниях и включать следующие решения:
- Градостроительные вопросы решают, принимая во внимание проблемы сохранения, экологической реставрации или экологического преобразования ландшафта с учетом охраны природных ресурсов территории (рельеф, гидрогеология, минерально-сырьевые ресурсы, воздух, вода, почва, растительный и животный мир), назначая урбоэкологические мероприятия для сохранения, восстановления и улучшения природы: создание пространственного экологического каркаса расселения и стабильных экосистем с самоадаптацией, разработка природоохранных и гигиенических мероприятий, экологическая компенсация инженерно-техническими средствами, применение устойчивых к антропогенным нагрузкам ландшафтов, поддержание экологически обоснованного соотношения освоенных и естественных территорий.
- Крупные города реконструируют с использованием принципа полицентричности, «децентрализованной концентрации», создания локальных центров с пешеходным доступом жителей к местам обслуживания в каждом центре. Локальные районы, на которые разбивают крупный город, характеризуются следующими особенностями: 1. Применение высокой плотности использования территории, чтобы все искусственные объекты и ландшафты на этой местности находились в пределах пешеходного доступа. 2. Смешанное использование земли, с небольшими не загрязняющими среду предприятиями, объектами обслуживания населения, офисами, культурно - развлекательными, спортивными, вычислительными центрами, и пр., встроенными в жилые кварталы. 3. Жилые кварталы с высокой плотностью застройки многосемейными зданиями. 4. Поощряемые с помощью планировочных мероприятий преимущественно пешеходные связи внутри «городка» с лимитированными стоянками для автомобилей. Среда создана для людей,
которые передвигаются без автомобилей; нет поверхностных стоянок для них. 5. Наличие станций городского наземного или подземного транспорта в центре «городка». 6. В пределах «городка» или рядом размещены учебные и общественные здания -школы, библиотеки, поликлиники, центры охраны детства, центры отдыха, в некоторых случаях - небольшие городские фермы. 7. Высокая степень удовлетворения местных потребностей (хорошего железнодорожного и автобусного сообщения с остальным городом для работающих, учащихся ВУЗов, и т.д.). 8. Общественные территории с хорошим дизайном.
- При проектировании мест расселения используют создание экологического каркаса и «зеленых коридоров», и пермакультуры (многофункционального озеленения всех возможных поверхностей), чтобы очищать воздух, улучшать визуальную среду, создавать возможность безопасной миграции животных и пеших прогулок жителей. При новом строительстве и при экореконструкции используют решения, позволяющие создать максимальную площадь естественного субстрата для вертикального и горизонтального озеленения.
- Экологические места расселения (экосити, экокварталы) должны быть максимально приспособлены (адаптированы) к природной среде, чтобы быть включенными в естественные экосистемы и не отторгаться ими. Для этого они не должны выделять недопустимые для природной среды загрязнения и не уничтожать природную среду; они должны поддерживать природную среду в городах, возвращать в природное состояние максимально возможную площадь ранее отторгнутых территорий, давать возможность безопасного существования в местах расселения, на поверхности стен и внутри объемов, рядом с ними различным местным сообществам растений и мелких животных.
- При проектировании новых и экологической реконструкции существующих городов применяют правила достижения экологической красоты - комплексного системного подхода к созданию здоровой и приятной для жителей среды. Экологическая красота жилищ, зданий, инженерных сооружений, городов и стран является, возможно, наиболее действенным средством экологического воспитания жителей, привития им основ экологической этики.
- Естественные технологии (вентиляции, освещения, охлаждения, очистки, и пр.), не требующие затрат энергии, должны найти широкое применение в зданиях. Нужно совершенствовать технологии и установки, чтобы они не ухудшали визуальное восприятие зданий.
- Транспорт в экосити должен быть экологизирован путем поощрения общественного электротранспорта (из всех видов такого транспорта самый лучший - в подземной трубе), перевода автомобилей на не загрязняющие двигатели и ограничения их применения, перевода автомобильного движения под землю («метро» для автомобилей), поощрения велотранспорта и пешеходного движения путем предпочтительного проектирования велотрасс и пешеходных дорог без пересечения с другим
транспортом (объединения с зелеными коридорами). Рациональны полуподземные автомобильные тоннели с верхним солнечным освещением, со сбором и очисткой выхлопных газов, и с зелеными мостиками над ними для пешеходного движения.
- Места расселения проектируют с учетом сенсорной экологии - визуальной экологии, экологии запахов и звуков: назначая архитектурно - планировочные и конструктивные решения, не вызывающие визуального загрязнения, агрессивных зрительных, запаховых и шумовых полей и приближающие поле сенсорных воздействий к природному.
- Архитектурно - планировочные решения варьируют из условий достижения максимального экологического комфорта и одновременно из критерия не загрязнения природной среды: пропорциональные природному окружению здания, не диссонирующие с природой, с озелененными внутренними дворами, с озеленением стен, крыш, террас. Используют фитомелиорацию. Первые этажи - не жилые, в них размещаются частные мастерские, магазины и пр. для жильцов, живущих над этими помещениями. Внутри жилых кварталов устраивают небольшие экологические производства, что снижает поездки жителей.
- Здания и сооружения в городе проектируют с максимальным сохранением земли, пригодной для естественно-ландшафтного, сельскохозяйственного, рекреационного, заповедного использования (снижая площадь застройки): здания на неудобъях (крутой рельеф, лощины, овраги и др.), подземные, надземные (на опорах), подземно-надземные.
- Все здания и инженерные сооружения стремятся проектировать с учетом не прерывания естественного кругооборота веществ: водопроницаемые покрытия дорог, тротуаров с озеленением части покрытий, обеспечение доступа солнечного света и дождевой воды к поверхности грунта в городе. Избегают непроницаемых покрытий большой площади, применяют «сквозные» покрытия с проемами для прохода воды и роста травы.
- Здания и сооружения стремятся проектировать с максимальным самообеспечением и независимостью от городских сетей (тепло-, электро-, водо-, газо-, канализации и пр.), с максимально замкнутым безотходным циклом функционирования («круговоротный» принцип), чтобы в природную среду не поступали загрязнения: жилые и общественные здания - с полной утилизацией всех отходов - тепловых, биологических, физических; производственные объекты - с замкнутыми технологическими циклами. В жилых домах используют воду после ванной и кухни для смыва в туалетах и для полива насаждений.
- Здания и сооружения проектируют с условием максимально возможного сбережения энергии и самообеспечения энергией. Предусматривают конструкции (стены, окна, двери, кровли) с минимальными теплопотерями, утилизаторы внутренней теплоты от людей, оборудования, воды, а также солнечной энергии, подземной теплоты, теплоты биологических отходов, энергии ветра и т.д.,
энергосберегающие приборы и оборудование. С северной стороны предусматривают особо теплые стены без проемов или с минимумом проемов, с южной - зимние сады, оранжереи, теплицы.
- При проектировании городских кварталов, зданий и сооружений используют экологизацию всего круга потребностей жителя города - биологических, экономических, трудовых, этнических и др. с целью их полного удовлетворения с учетом ограниченности природно - ресурсного потенциала региона и города.
- Для создания здоровой внутренней среды зданий используют требования биоархитектуры: естественные природные материалы - дерево, бетон с нерадиоактивным щебнем, песок, глину, известь, кирпич, черепицу, керамику, штукатурку, красители из натуральных материалов; не применяют пластмассы, ограничивают использование металла. Здания располагают в местах, где отсутствуют вредные грунтовые воды, интенсивные выделения радона, сильные электромагнитные поля, в них снижают до минимума количество электроприборов, загрязняющих пространство электромагнитными полями.
- При проектировании зданий предусматривают архитектурно - планировочные мероприятия по сбору дождевой воды с твердых покрытий с ее последующей очисткой и повторным использованием. Внутри кварталов устраивают центры интенсивного водопотребления и очистки (бассейны, бани, и пр.).
- Внутри микрорайонов устраивают плодоносящие сады (удобряемые с помощью переработки биоотходов района в гумус), участки «дикой» природы, центры экологического воспитания с зоосадом и видеозалом.
- При проектировании зданий и отдельных конструктивных решений используют строительную бионику для выбора рациональных форм зданий и их элементов, сокращения затрат материалов, создания благоприятного внешнего вида, гармонирующего с естественной природой.
- В составе зданий и мест расселения предусматривают помещения для раздельного сбора твердых бытовых отходов, для сбора и утилизации (удобрения, вермикультура) пищевых биоотходов. Каждую квартиру снабжают ручными прессами для прессования не утилизируемых отходов, каждый подъезд - разноцветными баками для раздельного сбора бумаги, стекла, металла, пластмассы, батареек и др., каждый дом - помещением для верми-культуры (переработки биоотходов в гумус).
- Все объекты промышленности, энергетики и других производств в городе экологизируют путем целенаправленной экологической реконструкции на месте или с переносом за пределы города, с заменой «грязных» производств. Экореконструкция производств и экореставрация загрязненных ландшафтов осуществляются по специальным программам.
- Городские сооружения и технику в городе проектируют с учетом принципа миниатюризации,
отказа от сооружения гигантских объектов, соответствия искусственных объектов размерам природных форм. Принцип миниатюризации используют при создании небольших домовых отопительных установок, небольших (на квартал или микрорайон) очистных подземных сооружений для повторного использования «серой» и дождевой воды, подземных гаражей и стоянок, подземных торговых и бытовых центров и пр.
- Используют принцип полифункциональности территорий и зданий. В городе предусматривают полифункциональные и «умные» здания и инженерные сооружения, выполняющие несколько функций, автоматически реагирующие на внешние воздействия или создающие здоровую внутреннюю среду. Полифункциональность зданий и сооружений снижает опасность природных катастрофических воздействий.
- При разработке технологии возведения используют решения, минимально преобразующие рельеф, наносящие временный ущерб окружающей среде при условии возможности полного возвращения строительной площадки в естественное состояние: снятие и сохранение почвенного слоя на месте строительства, сборно-разборное покрытие автодорог, отсутствие складов (монтаж с колес), применение безотходных технологий, минимальные размеры строительных площадок при реконструкции с применением большепролетных покрытий над реконструируемым объектом и др.
- Конструктивные решения принимают с учетом анализа цикла жизни здания и его стоимости. Они должны позволять разборку (демонтаж) после завершения проектного срока эксплуатации, с возвращением занятой земли в естественное состояние (исключение необратимого уплотнения или закрепления естественного грунта под фундаментами,
применение сборно-разборных фундаментов и конструкций вышележащей части). Здание в период эксплуатации не должно прерывать естественный поток грунтовых вод, естественный оборот воды и газов между атмосферой и почвой.
- Результатом экологического проектирования и строительства должны быть города и здания, сохраняющие и восстанавливающие среду жизни, находящиеся в динамическом равновесии с природной средой, гармонирующие с природной средой, положительно воспринимаемые органами чувств, оздоровляющие среду и повышающие качество жизни, сохраняющие и восстанавливающие природные ресурсы, не отторгаемые природными экосистемами, удовлетворяющие весь круг потребностей жителей. В итоге должна быть сохранена упругая (устойчивая) среда жизни.
Можно утверждать, что экологичность, биопозитивность новых городов, их жизнь в гармонии с природной средой как родственных ей компонентов - это позитивный путь развития, позволяющий осуществить вечную мечту человечества о единстве с природой. Экологический город - это желаемое со всех точек зрения будущее человечества.
Предлагается структура экологической реставрации и реконструкции города, основанная на определяющих факторах формирования экологических городов - природе, обществе, и технологиях (табл. 3). Ключевым фактором реализации этих мероприятий является экологизация мышления и деятельности [7]. Экологизация касается как проектировщиков и строителей экологических городов, так и их жителей, которые должны соблюдать обязанности по поддержанию высокого качества среды.
Таблица 3
Структура экологической реставрации и реконструкции города_
Природа Общество Город, техника, технологии
Решение проблем сохранения и восстановления (экологической реставрации) природы Решение социально - экономических, социально - психологических и др. проблем общества Решение проблем экореконструк-ции, экологизации антропогенной техники и технологий, и инфраструктуры
Система непрерывного экологического образования и воспитания
Глобальная экология. История и проблемы взаимодействия человечества и поселений с природой Социальная экология. Экология человека. Экологическая психология, философия, этика. Этика эмпатии Антропогенные воздействия. Энтропийные и негэнтропийные технологии, экологизация технологий
Общая экология. Учение о биосфере. Метаболизм в природе. Экологическое равновесие Упругость социально - экологической системы города. Экологические права и обязанности жителей Урбоэкология. Экологическая инфраструктура и среда жизни. Борьба с расползанием городов
Глобальные экологические (природные) проблемы. Экологический кризис Роль городов в возникновении глобального экологического кризиса Экологизация урбанистических и архитектурно-строительных решений
Устойчивые ландшафты. Фито-мелиорация. Пермакультура Экологические учения - глубокая экология, инвайронмента-лизм Экологическое строительство. Полифункциональное использование территорий
Экологическая реконструкция городов и экологическая реставрация ландшафтов и их компонентов Экологическое законодательство РФ. Экологические постулаты. Экология и религия Экологическая архитектура, архитектурная физика. Ландшафтная архитектура
«Мягкое» управление природой. Охрана природы «Устойчивое развитие и строительство» Экосити. Эко-комфортность, гармония и красота города
Пределы использования возобновимых и невозобновимых ресурсов Международные соглашения, экологические организации и движения Экологические материалы и методы строительства. Экономия ресурсов
Изучение пределов допустимого освоения облесенных территорий, использования поч-венно-растительного слоя «Равное природное пространство». «Экологический след». Экологизация потребностей жителя города Оценка цикла жизни. Потоки материалов и энергии в городах. Экологическая надежность и безопасность. Система управления отходами
Пределы использования ресурсов живой природы (флоры и фауны) Гармонизация взаимоотношений между обществом и природой Энергоактивные, энергосберегающие, «нулевые» и «интеллектуальные» здания
Пределы «освоения» сфер планеты - атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы Гармонизация взаимоотношений внутри общества, между людьми, городами, странами Архитектурное разнообразие. Сенсорная экология. Бионика. Фрактальная архитектура
Пределы вмешательства человека в ближнее и дальнее космическое пространство Решение проблем роста степени искусственности среды и жизни, возврат к естественности Индикаторы позитивного развития. ГИС. Экомониторинг. Эко -паспортизация, сертификация, экспертиза
Заключение. В результате экологической реконструкции городов и реставрации природы могут быть созданы экосити, поддерживающие экологическое равновесие, биоразнообразие, и высококачественную среду жизни [8, 9].
Литература
1. Владимиров В.В. Расселение и экология. -М.: Стройиздат, 1996. - 392 с.
2. Исаченко А.Г., Шляпников А.В. Ландшафты. -М.: «Мысль», 1989. - 504 с.
3. Примак Р. Основы сохранения биоразнообразия. М.: Издательство Научного и учебно-методического центра, 2002. - 256 с.
4. Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества. Концептуальная экология. - М., ИЦ «Россия молодая», 1992. - 366 с.
5. Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология. Устойчивое строительство. - Тверь, Тверское книжное издательство, 2003. - 495 с.
6. Тетиор А.Н. Экологическая инфраструктура. М.: «Колосс», 2005. - 265 с.
7. Тетиор А.Н. Экологизация мышления и деятельности человека. - М.: МГУП, 2014. - 410 с.
8. Тетиор А.Н. Реставрационная архитектурно-строительная экология. - М.: РГАУ-МСХА, 2018. - 168 с.
9. Тетиор А.Н. Экоситилогия. - М.: РГАУ-МСХА, 2017. - 167 с.
