Создание модели города замкнутого цикла в экстремальной среде Арктики на примере разработки проекта градостроительного развития поселка городского типа Тикси Республики Саха (Якутия) Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Создание модели города замкнутого цикла в экстремальной среде Арктики на примере разработки проекта градостроительного развития поселка городского типа Тикси Республики Саха (Якутия)

О)

о

см

О!

О Ш

т

X

<

т о х

X

Алексеев Николай Николаевич,

доцент, зав. кафедрой "Архитектура и городское строительство"

Инженерно-технический институт Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова, [email protected]

Востриков Семен Сергеевич,

магистрант, кафедра градостроительства.Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, [email protected]

Рассматривая пгт Тикси, как одного из базовых городов (Суханов Н.В.) в системе расселения Арктической зоны РФ, авторами в рамках концепции градостроительного развития территории пгт Тикси, рассматривается модель города замкнутого цикла в Арктике. Основополагающий принцип такого вида базового города замкнутого цикла — автономность его структурных единиц и создание устойчивой системы управления процессами, обеспечивающих максимальное ресурсосбережение, сведения к минимуму негативных выбросов и беспрерывность жизнедеятельности, общественной активности его поселенцев. Целью работы является поиск устойчивой градостроительной концепции формирования комфортной среды жизнедеятельности человека в экстремальных условиях средствами архитектурно-планировочных решений и градостроительного проектирования. Методология исследования базируется: на комплексном применении методов графоаналитического, картографического, структурного, сравнительного анализа территории; синтезировании концепции формирования инженерно-транспортного и экологического каркаса в структуре территорий Булунского наслега, пгт Тикси, п. Полярка и обсерватории МГГ; теоретическом моделировании и градостроительном проектировании в рамках концепции города замкнутого цикла. Результаты: по итогам исследования авторами выполнена разработка концептуального проектного предложения по комплексному развитию пгт Тикси, в виде базового города для создания научно-исследовательского центра специализирующем на исследовании арктического шельфа, разведки и освоения месторождений полезных ископаемых арктической зоны РФ и развития транс-портно-логистического центра Северного морского пути в части территории Республики Саха (Якутия). Обсуждения: на дискуссию выносится вопрос поиска путей внедрения современных информационных технологий для обеспечения централизованных процессов управления населённым пунктом в экстремальных условиях, включая комплекс мер по обеспечению безопасности жизнедеятельности, с учётом интеграции прикладных методик современного ведения городского хозяйства базирующемся на вековом опыте проживания и гармоничного сосуществования с природой и окружающей средой коренных народов Севера. Также обсуждению подлежит вопрос поиска механизмов восстановления последствий возрастающей антропогенной нагрузки на арктические территории.

Ключевые слова: Арктика, Тикси, умный город, внутригородской транспортный каркас, информационные технологии в градостроительстве

Освоение Арктического сектора — стратегическая задача для Российской Федерации, предпосылками к разработке стратегий в направлении решения которой является глобальное геополитическое положение и сформировавшийся в историческом разрезе территориально-хозяйственный уклад на землях, расположенных за полярным кругом. Принимаемые на законодательном уровне государственные стратегии развития Арктических опорных зон (АОЗ) в форме федеральных законов и государственных программ (Постановление от 31 августа 2017 года №1064 в новой редакции госпрограммы «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации») обеспечивают правовое поле для проектно-изыскательской деятельности, но не в полной мере покрывают задачи сбалансированного развития региона.

На момент исследования ведутся процессы поиска модели устойчивого развития населённых пунктов в этих условиях. В работах Лажен-цева В. Н., Туралысова К.Г. затрагиваются теоретические аспекты, направленные на комплексное рассмотрение таких участков, как в градостроительном, так и в социальном контексте [1].

Авторская гипотеза определяет, что обеспечение в северных населённых пунктах градообразующей базы для организации централизованного подхода к транспортной и информационной логистике, реализуемого на базе узловой дисперсной системы расселения является одним из путей решения задач градостроительного развития этих территорий и раскрытия экономического потенциала северных муниципальных районов на региональном уровне.

В рамках применения гипотезы авторы рассматривают развитие пгт Тикси в роли базового города. В работах Н. В. Суханова [2] определением «базовый город» обозначается населённый пункт, играющий значимую роль в системе расселения, которая обеспечивается его географическим положением и наличием внешних связей. Такой населённый пункт является точкой базирования и отправным центром для исследовательских экспедиций и промысла. Таким образом в понятийном аппарате данной публи-

кации базовый город — населённый пункт, объединяющей в себе транспортную, производственную и иные обоснованные территориальным контекстом профильные специализации и являющийся инфраструктурным узломсеверных муниципальных районов, объединяющим региональный каркас системы расселения в единую, обеспеченную транспортными и хозяйственно-экономическими связями, сеть. Модель расселения с применением базовых городов в экстремальных условиях преемствует исторический опыт освоения Сибири в России, в основе которой также лежала концепция базового города-аванпоста — поселения, в котором снаряжаются экспедиции для исследования региона и укрепления оборонительных позиций на его территориях.

Авторами определены следующие предпосылки развития пгт Тикси в форме базового города:

- географическое местоположение — логистический узел обеспечения процессов северного завоза, связь с континентальным транспортным коридором Северный морской путь;

- исследовательский потенциал — близость отправных точек исследовательских экспедиций к объектам научного интереса: природным заповедникам, дельте р. Лена и арктическому шельфу

- особая экономическая зона — особый правовой режим территорий, направленный на государственные интересы и поддержку инвестиционных бизнес-проектов; формирование Северо-Якутской опорной зоны экономического развития;

- интернациональный транспортно-экономический потенциал — наличие внешних транспортных и формирование на их базе хозяйственно-экономических связей, инвестиции в повышение качества жилой среды опорного города с целью привлечения специалистов высокого уровня [3];

- потребность в повышении уровня жизни местного населения — обеспечение автохтонных групп населения информационной, образовательной и иной социнфраструктурой, квалификационной базой, а также рабочими местами;

- потребность в развитии энергетической отрасли — сокращение потребления ввозимого топлива; развитие альтернативной энергетики, основанной на особенностях природно-климатических условий и ландшафта [4];

ревитализация территорий — утилизация токсичных отходов и переработка вторичного сырья, ликвидация последствий антропогенного влияния на территорию [5]

Территория рассматриваемого для концептуального предложения пгт Тикси расположена в административных границах Булунского района Республики Саха (Якутия). Концепция предусмат-

ривает расширение существующих границ пгт Тикси и обеспечение территории внутренним инженерно-транспортным каркасом, формирующим основу для обеспечения непрерывности внутренних процессов и автономности базового города. Каркаспредставляет собой линейный объект, который объединяет пгт Тикси, п. Полярка и городок обсерватории МГГ в единую транспортно-инженерную сеть, на основе которой формируется внутригородская система расселения. Специфика строительства на основании с многолетней мерзлотой [6] формирует структуру данного объекта: надземные коммуникации в виде тоннеля, размещённого на вертикальных опорах. Объединение внутригородских коммуникаций в единую структуру каркаса позволяет обеспечить компактное размещение коммуникаций и их доступность дляоб-служивания в процессе эксплуатации в условиях Арктики. Внутригородской коммуникационный каркас включает в свой состав: отопительные сети, сети водоснабжения и канализации, электрические сети, сети беспилотного внутригородского транспорта.

Ткань каркаса представлена автономными градостроительными единицами — модулями. В состав модуля входит два набора функциональных зон: техническая и профильная. Техническая зона включает в себя объекты городской коммунальной инфраструктуры и обеспечивает связь модуля с внутригородским каркасом. Состав профильной зоны определяется исходя из назначения модуля. Объёмно-планировочное решение застройки модуля определяется внешними природно-климатическими условиями и технологическими и/или социальными процессами, проходящими внутри этого модуля и может быть представлено как единым объёмом, так и комплексом сооружений и зданий. В понятийном аппарате данной работы такое здание или сооружение, являющееся составляющей модуля, определено как «блок модуля», «блок».

В концептуальном предложении рассматриваются следующие типы модулей, для которых, исходя из назначения, определён характер застройки:

селитебные — включают три жилых блока со встроенными объектами социальной инфраструктуры. Один из блоков обеспечен автономными отопительными системами, снабжающими весь модуль. Блоки представляют собой крытые объёмы зданий с компактной атриумной компоновкой, тектоника которых основана на конфигурации традиционного жилища китобоев — иглу — и адаптирована к размещению на открытой местности с интенсивными порывистыми ветрами.

общественно-деловые — исполнение застройки идентично селитебным.

исследовательский центр криолитозоны — представлен ансамблем здания научно-

X X

о

го А с.

X

го т

о

ю 4

М О

О)

о

см

О!

О Ш

т

X

3

<

т о х

X

исследовательского центра. Объёмы зданий размещаются в скальных грунтах г. Лелькина и включают в себя лабораторные корпусы, жильё, ветряную электростанцию (ВЭС).

Каждый из представленных градостроительных модулей основан на концепции замкнутого цикла: полной автономности в обеспечении отоплением и электроэнергией, реализации мероприятий по обеспечению энергоэффективности объёмов блоков с применением регулирования-потребления энергии автоматическими аппаратными средствами. Подключение модулей к общим сетям водоснабжения и канализации осуществляется посредством планируемого к размещению внутригородского транспортного каркаса. Внешняя иллюминация обеспечивает населённый пункт градостроительными ориентирами в условиях ограниченной видимости: полярных ночей, пурги, туманов.

Предлагаемый принцип организации каркаса позволяет объединить существующую ткань населённых пунктов в единую сеть, позволяющую автоматизировать процессы мониторинга и обслуживания инженерно-транспортной инфраструктуры. Кроме того, организация каркаса предложенным образом в климатических условиях Арктики позволяет получить следующие преимущества при ведении городского хозяйства:

обеспечить коммуникацию ткани новой и сложившейся застройки у акватории порта;

снизить показателей аварийности на транспорте, исключить аварийность на общественном транспорте;

равномерное распределение ресурсов (трудовых, продовольственных, социальных благ) по населённому пункту, исключающее процессы «маятниковой миграции» и позволяющие отказаться от традиционной концепции «центра города»;

обеспечение беспрерывности процессов жизнедеятельности внутри города.

Концепция предполагает применение информационных технологий управления городской инфраструктурой [7], ориентированных на аналитику «больших данных» и принятие оперативных решений на основе получаемого опыта в эксплуатации объектов инфраструктуры. В проектном предложении реализован принцип «умного города», управляемого на основе информационной моделина всём протяжении жизненного цикла опорного города — от строительства до непосредственно осуществления процессов эксплуатации инфраструктуры. Сбор информации в банк данных осуществляется посредством интеллектуальных систем управления зданиями, показателей активности в социальных сетях и иных действий в информационном пространстве. Получаемые данные анализируются по-

средством интеллектуальных систем принятия решения, позволяя оптимизировать объёмы потребления энергии при эксплуатации инфраструктуры и получить статистическую информацию для принятия стратегических решений в развитии населённого пункта. Таким образом, модель базового города формирует населённый пункт, в котором взаимодействуют компоненты информационного общества по принципу Пространство-Архитектура-Человек-Информация.

Вывод. В качестве результата исследования представлена проектная модель базового города замкнутого цикла, концептуальное видение которой отражено в предложении по развитию территории пгт Тикси в форме базового города с применением в процессах управления его инфраструктурой интеллектуальных систем, основанных на информационных технологиях. Модульная система расселения и застройки, заложенная в концепцию, позволяет решать задачи, связанные с обеспечением беспрерывности транспортных процессов и навигации внутри опорного города. В экстремальных условиях северной окружающей среды модули обеспечивают автономное децентрализованное размещение систем, связанных с жизнеобеспечением (отопление, кондиционирование и др.), гибридные коммуникации транспортно-инженерного каркаса, в свою очередь, — универсальными связями в единой сети «умного города». На дискуссию выносится вопрос поиска путей внедрения современных информационных технологий для обеспечения централизованных процессов управления населённым пунктом в экстремальных условиях. Особое внимание уделяется вопросам комплексного подхода к обеспечению безопасности жизнедеятельности, с учётом интеграции прикладных методик современного ведения городского хозяйства базирующемся на вековом опыте проживания и гармоничного сосуществования с природой и окружающей средой коренных народов Севера. Также обсуждению подлежит вопрос поиска механизмов восстановления последствий возрастающей антропогенной нагрузки на арктические территории.

Литература

1. Лаженцев В. Н. Социально-экономическое пространство и территориальное развитие Севера и Арктики России // Экономика региона. 2018. Т. 14, вып. 2. С. 353-365

2. Суханов Н.В. Особенности градостроительной политики на российском Севере. В книге: Российский Север: траектория и перспективы социального развития под общей редакцией Н.А. Волгина, В.Н. Пивненко. Москва, 2006. С. 677-679.

3. Павлов К.В., Селин В.С. Проблемы, тенденции и перспективы развития грузопотоков

Северного морского пути // Региональная экономика: теория и практика. 2015. № 30 (405). С. 2-12.

4. Васильев П.Ф., Давыдов Г.И., Хоютанов А.М. Малая энергетика регионов севера и Арктики // Проблемы и перспективы освоения Арктической зоны Северо-Востока России. Материалы Международной научно-практической конференции. Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова. 2018. С. 9.

5. Вилова Т. В., Чертова Н. А., Вилова М. Г., Пермиловский М. С. Информационно-коммуникативная основа обеспечения экологической безопасности Арктики // Экология человека. 2017. № 5. С. 21-26.

6. Туралысов, К.Г. Биосфера-расселение-жилище Севера: (Проблемы рацион. градоос-воения территории Якутии и реализации жилищ. программы до 2005 г.). Якутск: Сахаполиграф-издат, 1996. 59 с.

7. Бойкова М., Ильина И., Салазкин М. "Умная" модель развития как ответ на возникающие вызовы для городов // Форсайт. 2016. Т. 10. № 3. С. 65-75.

Closed-loop city development model and her integration ways in extremal environment of the Arctic on example of settlement Tiksi development in Sakha Republic (Yakutia) Alexeev N.N., Vostrikov S.S. North Eastern Federal university of M.K. Ammosov Authors considered the urban-type settlement of Tiksi, as one of the base cities in the resettlement system of the Russian Federation Arctic Zone. In this article authors use based on N. Sukhanov definition "base city" (ru. Базовый город) typological classification for that settlement types. Authors consider the model of a closed-loop city in the Arctic on example of Tiksi territory urban development concept. "Closed-loop city" definition include next fundamental principles: autonomy of its structural units, creation of a sustainable process management system that ensures maximum energy resource keeping, minimize of negative emissions and the continuity of life-activity process and social activity of its settlers. Purpose: To explore ways for applying a sustainable urban development concept in context forming comfortable residential spaces for humans in extreme conditions by means of architectural planning solutions and urban planning. Methods: Authors applied multipurpose methods of graph analytical, cartographic, structural, comparative analysis of the territory. In addition, authors synthesized the formation concept of engineeringtransport and ecological frame in the territories structure BulunskyNasleg, Tiksi, Poljarka and IGY Observatory. Results: Based on the results of completed research authors developed a conceptual project proposal for the integrated development of Tiksi as a base city for the creation of a Research Facility complex specializing in the learn of the Arctic shelf, exploration and development of mineral deposits in the territory Russian Federation Arctic Zone. In addition, author's concept include transport and logistical center of Northern Sea Route in the territory Republic of Sakha (Yakutia). Discussions: Finding ways to introduce modern information technologies to provide centralized processes of managing a settlement in extreme conditions, including a set of measures to ensure life safety. This ways must be include taking into account the integration of applied methods of modern urban management based on centuries-old experience of living

and harmonious coexistence with nature and the environment of the North indigenous peoples. In addition, discussed is the question of finding mechanisms to restore the effects of the increasing anthropogenic load on the Arctic territories

Keywords: Arctic, Tiksi, smart city, city transport network, urban planning IT

References

1. Lazhentsev V. N. Social and economic space and territorial development of the North and Arctic of Russia // Ekonomika regiona. 2018. Vol. 14, rel. 2. pp. 353-365. (In Russian)

2. Sukhanov N.V. Osobennosti gradostroitel'noj politiki na rossijskom Severe. V knige: Rossijskij Sever: traektoriya i perspektivy social'no-go razvitiya pod obshchej redakciej N.A. Volgina, V.N. Pivnenko. Moskva, 2006. pp. 677-679. (In Russian)

3. Pavlov K.V., Selin V.S. Problemy, tendencii i perspektivy razvitiya gruzopotokov Severnogo morskogo puti // Regional'naya ehkonomika: teo-riya i praktika. 2015. № 30 (405). pp. 2-12. (In Russian)

4. Vasil'ev P.F., Davydov G.I., KHoyutanov A.M. Malaya ehnergetika regionov severa i Arktiki // Problemy i perspektivy osvoeniya Arkticheskoj zony Severo-Vostoka Rossii. Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Severo-Vostochnyj federal'nyj universitet im. M. K. Ammosova. 2018. p. 9.

5. Vilova T. V., Chertova N. A., Vilova M. G., Permilovskii M. S. Information and communicative basis of ensuring environmental safety of the Arctic // Ekologiya cheloveka. 2017. No. 5. pp. 21-26. (In Russian)

6. Turalysov, K.G. Biosfera-rasselenie-zhilishche Severa: (Problemy ratsion. gradoosvoeniya territorii Yakutii i realizatsii zhilishch. programmy do 2005 g.).[ Biosphere-resettlement-dwelling of the North: (Problems diet. gradoosvoyeniye of the territory of Yakutia and realization of dwellings. programs till 2005)] Yakutsk: Sakhapoligrafizdat, 1996. 59 p.

7. Bojkova M., Il'ina I., Salazkin M. "Umnaya" model' razvitiya kak otvet na voznikayushchie vyzovy dlya gorodov // Forsajt. 2016. Vol. 10. № 3. p. 65-75.

X X О го А С.

X

го m

о

ю 4

М О

to