ЗЕЛЁНАЯ АРХИТЕКТУРА КАК УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ В КРУПНЕЙШИХ ГОРОДАХ НА ПРИМЕРЕ ТОРГОВО-РАЗВЛЕКАТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Зелёная архитектура как устойчивое развитие в крупнейших городах на примере торгово-развлекательных комплексов

Ярошинский Дмитрий Николаевич,

аспирант кафедры архитектуры Московского государственного строительного университета, djreg@mail.ru

Пиров Мустаким,

аспирант кафедры градостроительства Московского государственного строительного университета, archresearch@mail.ru

Дубынин Николай Васильевич,

кандидат технических наук, доцент кафедры архитектуры Московского государственного строительного университета, archresearch@mail.ru

В данной статье раскрываются проблемы формирования зеленой архитектуры в структуре торгово-развлекательных комплексов в условиях городской застройки, и разработке рекомендацией по ее совершенствованию, основанные на положения концепции устойчивого развития городов. Проведенные исследования позволяет получить достоверную информацию по оценке применения зеленых крыш, а также озеленений территорий. За счет большего количества производства кислорода и улавливания углекислого газа, способные улучшить экологическое состояние городской территорий. Расположение «зеленых крыш» в надмагистральных пространствах устраиваемых в торгово-развлекательных комплексах, даст ряд преимуществ городу в целом, и жителям близ лежащих зданий они прежде всего направлены на улучшение качества городской среды, и таким показателям как: обогащение атмосферы кислородом, снижением перегрева зданий, управление дождевой водой, снижение содержания пыли в атмосфере, уменьшение уровня шума как внутри здания так и снаружи, экранирование электромагнитного излучения, увеличение рекреационных площадей в городе, что благоприятно скажется на качестве жизни людей и местной фауны. Крупным торгово-развлекательным комплексам, ввиду занимаемых ими значительных площадей в структуре города, необходимо считаться с микроклиматическими и природным биотопом, в котором он располагается.

Предлагаемые экологические кластеры, располагаемые на крышах торгово-развлекательных комплексах, устраиваемых в надмагистральных пространствах признаны служить инструментом для улучшения городской среды в градостроительстве в целом. Для жителей города зелёные крыши будут служить магнитом и возможностью провести свой досуг. Ключевые слова: торгово-развлекательный комплекс, экология, зелёная архитектура, устойчивое развитие, зеленые крыши, урбанизация.

Введение.

В современных городах остро стоит вопрос экологии, урбанизация новых территорий приводит к тому, что всё больше человек вторгается в природу. Зелёные территории, имеющие свою биологическую и экологическую сложившуюся структуру, превращаются в бетонные строения, для естественных потребностей человека жить и работать. Эта ситуация приводит к тому, что проектировщики вынуждены задумываться как уменьшить нагрузку на природу, и искать всё новые решения для поставленных задач по снижению загрязнения воздуха, влияния вредных выбросов в атмосферу и как принцип увеличения рекреационных зон в крупнейших городах. Одно из эффективных решений, решающих дефицит зелёных зон в городской структуре; это озеленение крыш, фасадов, интерьеров.

Известно, что климат местности имеет не мало важное влияние на организм человека. Так как человек является частью природы он на прямую зависит от нее. Воздействие климатических факторов на человеческий организм ученные начали изучать еще XVII веке. Несмотря на большое количество трудов известных ученых о воздействие климата на организм человека проблема комфортности городской среды на сегодняшний день является одним из актуальных тем. Программы международных организации таких как (ООН, ЮНЕСКО, ВОЗ) по борьбе с неблагоприятными воздействиями, но окружающей среды направлено на создание методологии еденного мнения о влияния климатических условий на жизнедеятельность человека.

На сегодняшней день современный город сложно представить без торгово-развлекательных комплексов, именно поэтому минимизация негативного воздействия на окружающую среду является основной задачей архитекторов и градостроителей. При проектировании ТРК над магистральными пространствами должно учитываться его воздействие на устойчивое развитие и экологию окружающей среды [15].

В последнее годы мы видим интерес к применению технологий зелёных насаждений в архитектуре таких стран как, Америка, Европа, Азия, в частности Япония, у которой 20% новостроек имеющие зелёные крыши. В России также можно наблюдать увеличение интереса заказчиков к внедрению новых технологий, влияющих как на физическое, так и психологическое влияние зелёной архитектуры на человека.

Основной целью исследования является анализ архитектуры зелёных крыш и экологическое состояние городской среды, для обеспечения благоприятной экологической условий жизнедеятельности граждан.

X X

о

го А с.

X

го т

о

Основные задачи работы:

— Основной задачей является провести анализ существующих объектов, применяемых зелёные насаждения в архитектуре. Определить влияние на экологию при

ю 00

2 О

м

сч

0 сч

оэ

01

о ш m

X

3

<

m О X X

проектировании зеленой архитектуры в торгово-развле-кательных комплексах.

— проанализировать исторический и современный опыт формирование зеленых крыш, в условиях сложившейся исторической застройки;

— проанализировать приемы объемно-пространственных и конструктивных решений при формировании зеленых крыш в торгово-развлекательных комплексах.

— Выявить основные тенденции развития зеленой архитектуры и определить его воздействие на микроклиматические и санитарно-гигиенических условий городского пространства.

Методика исследования. Изучение устойчивого развития городов, внедрение инновационных методов проектирования, использования ландшафтных приемов озеленения, изучения таких понятий как: зеленая архитектура, зеленые крыши, и их влияние на экологию.

Метод анализа иерархий позволяет структурировать как количественные, так и психологические показатели факторов, влияющие на экологические факторы надма-гистральных пространств. Данная модель раскрывает проблемы действий способ познания явления, прогнозирования и управления, над развитием объекта. Обычно потребность в данном методе возникает тогда, когда нет возможности изучения или наблюдения непосредственно за интересующим предметом (организмом, процессом, ситуацией) вследствие некоторых причин: большие материальные или временные затраты, невозможность охвата всего объекта, недосягаемость объекта и т.д.

При исследовании авторами было использована данная методика (иерархий). Этот эффективный метод решения и анализа задач, позволило объединить разобщенные элементы в системы с логическими обоснованными взаимосвязями. При моделировании учитывалась взаимопроникновение различных областей знания с возможностью дальнейшего симбиоза привлеченных наук. Модель представляет собой воспроизведение объекта, процесса и ситуации [11].

Торгово-развлекательный комплекс это - совокупность предприятий торговли, услуг, общественного питания и развлечений, подобранных в соответствии с концепцией и осуществляющих свою деятельность в специально спланированном здании (или комплексе таковых), находящемся в профессиональном управлении и поддерживаемом в виде одной функциональной единицы. [1].

Устойчивая архитектура — это экологически ориентированная архитектура высоких технологий. Она стремится к минимизации негативного влияния на окружающую среду за счет эффективного и продуманного использования материалов, энергии, пространства и экосистемы в целом. Проектирование устойчивой архитектуры включает в себя обостренное внимание к вопросу энергосбережения и охраны окружающей среды. [2]

Понятие устойчивой архитектуры тесно связано с устойчивым развитием. В целом в основе идеи устойчивости заложено стремление к тому, чтобы использование имеющихся сейчас ресурсов не привело к разрушительным последствиям для всего общества и не лишило возможности использовать ресурсы в долгосрочной перспективе. [3]

Урбанизация (англ. urbanization, от латинских слов urbanus - городской, urbs - город), всемирно-исторический процесс повышения роли городов в развитии человечества, который охватывает изменения в размещении производительных сил, прежде всего в размещении населения, его социально-профессиональной, демографической структуре, образе жизни, культуре и т.д. Урбанизация - многомерный демографический, социально-экономический и географический процесс, происходящий на основе исторически сложившихся форм общества и территориального разделения труда. В более узком, статистико-демографическом понимании урбанизация - это рост городов, особенно больших, повышение удельного веса городского населения в стране, регионе, мире (так называемая урбанизация в узком смысле слова или урбанизация населения). [4]

Преимущества зелёных крыш.

Зелёные крыши — это решение для повышения устойчивости в энергосбережении зданий, так же они приносят городским районам ряд других преимуществ в социальной, экономической и экологической сфере. В частности, таких как сокращение выбросов парниковых газов и эффект городского теплового острова [5], предотвращение кислотных дождей за счет повышения значений pH [6], улучшают качество воздуха [7] за счет производства большего количества кислорода и улавливания углекислого газа, а также снижения шума дорожного движения. Другими преимуществами зеленых крыш являются улучшение эстетического вида.

Таким образом, зелёные крыши представляют собой устойчивую конструкцию крыши, которая позволяет экономить энергию на охлаждение и обогрев.

Несмотря на высокую начальную стоимость, в долгосрочной перспективе зеленые крыши, призваны экономить расходы потребления энергии и нести в себе экологический факторы.

В последние годы возрос интерес к применению зелёных конструкций. Одним из первых обзоров на эту тему проводился Берндтссоном в 2010 году. В нём рассматривалась роль зелёных крыш как фактор, влияющий на растительность зелёных крыш, на качество сточных вод, после чего следует обзор данных, касающихся концентраций фосфора, азот и тяжелые металлы в стоке, pH. Кастлетон выдвинул теорию что при помощи зелёных крыш можно сделать здание экономичным. Са-адатян посветил тему зелёных крыш, связанную с энергетикой. Актхер синтезировал факторы, влияющие на гидрологические переменные, на характеристики зеленой кровли для того, чтобы изучить их влияние в различных климатических зонах. Все авторы рассматривали преимущества, связанные со снижением энергопотребления здания, улучшение загрязнения воздуха, управление водными ресурсами, увеличение звукоизоляции и сохранения окружающей среды. В отличии от предыдущих авторов в этой статье рассматривается применение зелёных крыш на примере торгово-развлекательных комплексах, устраиваемых над магистральными пространствами. Для торгово-развлекательных комплексов характерна эксплуатированная кровля, и возможность устройства зелёных крыш служит идеальным решением как для экологии, так и для рекреационных зон из-за нехватки свободной территорий в черте города. Дос Сан-тос указал, что использование зеленых крыш привело к снижению температуры колебания в течение дня, снижение внутренней температуры и уменьшение тепловой

амплитуды по отношению к обычной кровле (черепицей). Уменьшение составило 0,8 ◦ ^ 1,7 ◦ C и 1,6 соответственно. Теодосиу [8] показал, что в странах Средиземноморья зеленая крыша может существенно способствовать на энергосбережение здания в основном в теплый период года, а его влияние в холодный период незначителен. В работе Стефано Касконе, рассмотрены подробно виды растений, применяемых в зелёных крышах, классификации технологий, материалы и компоненты на примере Средиземноморского климата. Ван Рентергем, и Боттелдурен [9] продемонстрировал, что зеленые крыши приводят к последовательному и значительному снижению уровня шума.

Чжучжоу: виллы на крыше торгового центра (Ки-

Рисунок 1 - здание торгового центра на площади М1, Стам бул - Турция.

Помимо эстетики, зеленая крыша предоставляет множество преимуществ и экосистемных услуг, которые могут кратко охарактеризовать удержание ливневой воды для уменьшения пикового стока и стока, качества воды улучшение использования воды, тепловые преимущества для улучшения микроклимата и снижения затраты на электроэнергию в зданиях, уменьшение эффекта городского теплового острова, легкая очистка воздуха комфорт в городских районах, а также экологические и социально-экономические преимущества. Зеленые крыши также все больше внимания уделяется городскому производству продуктов питания, особенно после недавнего пандемического кризиса коронавируса 2019 (COVID-19), заставивший города задуматься о населении спрос на продукты питания, зависимость от импорта и влияние непредсказуемых поставок продуктов питания. [10].

X X

о

го А с.

X

го т

о

Рисунок 3 - Зеленый 8-уровневый парк, расположенный на крыше торгового центра. (Япония)

ю

О 2 О

м

es

0 es

со

01

о ш m

X

3

<

m О X X

Поиска решений экологической безопасности тор-гово-развлекательных комплексов расположенных в близи магистральных дорог, должно строиться на научной основе, с целью улучшения результатов формирования экологического обстановки. Сегодня из-за повышенного уровня автомобилизации экологическое состояния территории магистральных дорог бьёт тревогу человеческим факторам торгово-развлекательные комплексы, расположенные в надмагистральных пространствах с зеленой архитектурой, может снизить уровень шума, снизить температуру и улучшить экологическое состояние городского пространство [16].

Градостроительная наука является одним из основных отраслей по регулированию экологического равновесия городской территории. Для определения (ПДК) предельно допустимой концентрации от человеческих факторов применяется формула:

С1 , С2 , Сп <1

Место Раз- Часы

мер 6 9 12 14 17 20

мест-

ности

Откры- 10х10 18,7 32,9 54,2 58,1 49,3 38,4

тое м

поле

Под те- 10х10 16,1 26,2 33,6 47,3 39,5 24,4

нью зе- м

лен.

насажд.

Данные обрабатывались методам математической статистики с применением формул большой (в случае числа наблюдений больше 30) и малой (в случае меньшего числа наблюдений) выборки [12,13].

Таблица 2.

Данные натурных наблюдений на территории г. Душанбе

ПДК ПДК2 ПДК„ где Ci, С2, ... Сп - фактические концентрации веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3; ПДК1, ПДК2 , ... пДКп -ПДК тех же веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3.

Одним из главных градообразующих факторов является оптимизация климатических условий. В условиях жаркого летного периода для улучшения воздухообмена над магистральными пространствами (аэрации) проемы целесообразно располагать по направлению движения ветра. Тем самым усилить коэффициент трансформации воздушного потока [15,16].

Ведь комфортность климатических условий играет важную роль для проживания человека в городской среде. Каждый город имеет свои микроклиматические особенности. торгово-развлекательных комплексов над магистральной дорогой может рассматриваться как объект позволяющий максимально быстро решить вопрос исчерпания фонда для строительства и эффективно повысить комфортность городской среды.

Роль зеленой крыши для борьбы с летней жарой является весьма ощущаемым. Проведенное авторами исследование на территории города Душанбе, показывает разницу температуры открытой поверхности и под тенью деревьев (таб. 1). Разница температуры способствует образованию местного ветра и тем самым улучшает воздухообмен застойных зон. Для проведения исследований нами были использованы следующие приборы: Пирометр - АМО Р600, Гигрометр NG-FY12 и штатив (рис. 4).

Таблица 1

Изменение температуры открытой поверхности земли в г.

Улица Темп. режим Влаж. режим Ветровой режим мс Поверхности Асфаль. Пок Высота над у.м Ситуационно положение

Отк. Тень Отк. тень

Прос. Рудаки 172/2 39,6 0С 30,1 0С 10 % 21 % 0,2- 2,2 51,2 800 т

Прос. Хофизи шерози 29.2 33% 1.8 - 5.5 42.9 750 -

Была организована сеть стационарных пунктов наблюдений. Измерения осуществлялись строго синхронно каждые 3 часа в период с 6 утра до 21 часа. в наиболее жаркие месяца (июль) 2021 и2020 гг. 8 дней.

Результаты исследований показывают, что в зависимости от ориентации зданий климатические условия резко меняются. Оценки эффективности градостроительных, архитектурных решений могут повлиять на экологическую обстановку местности. Размещений торговых комплексов в черте города могут является сильным источником теплового излучения. Для устранения островов тепла, должно изучаться влияние планировки города, системы озеленения и ориентация зданий.

Одним из методов борьбы с тепловой нагрузкой, может использоваться зеленая архитектора, внедряемая в торгово-развлекательные комплексы, устраиваемые в надмагистральные пространства. Увеличению размера зелёного пространства вдоль и надмагистральными пространствами способствуют снижению риска экологической обстановки [14].

На таблице 2 видно, что участки вблизи зеленых насаждений имеют более низкую температуру воздуха и более высокую относительную влажность по сравнению с окружающими территориями в городе. Также нужно выделить что высокий уровень дефицита зеленого насаждения на территории города ухудшает экологические и шумовую нагрузку.

Поэтому можно сделать вывод, что зеленые насаждения (зеленая архитектора), оказывает благоприятное влияние и на экологическую обстановку городского пространства. Создание вышеизложенных конструкций приведёт к улучшению многих факторов, влияющих на качество жизни города в целом.

Выводы:

1. Строительство торгово-развлекательных комплексов над магистральными пространствами с применением зеленой архитектурой может снизить уровень шума, снизить температуру и улучшить экологическое состояние городского пространства.

2. В результате отсутствия контроля над экологией городского пространство возможно образование трудно проветриваемых «застойных» зон с повышенными концентрациями вредных примесей, т.е. местных загрязнений. Местные загрязнения атмосферы наблюдаются

обычно в зонах, где встречается дефицит зеленых насаждений.

3. Делается вывод о том, что необходимо повысить количество зеленых насаждений (на 30%) для исследуемой территории, где наблюдается наиболее высокое значение интенсивности солнечного излучения.

4. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) минимальная площадь зеленых насаждений должна составлять 50 м2 зелёной зоны на каждого жителя.

5. Зелёные крыши (зелёная архитектура) не только привлекательна своей эстетикой, но и признана уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу, тем самым человечество может повлиять на экологическую ситуацию в мире.

6. Человечеству необходимо считаться с природой, тратить ресурсы на поддержания экологии и иметь гармонию с природой. Оставить наследие будущему поколению, тем самым показать, что можно не только вмешиваться в важные жизненные процессы, но и создавать прекрасные градостроительные и архитектурные пространства.

Литература

1. Чижова, О. Изюминка торгового центра / Ольга Чи-жова // Молл.— 2005. — январь - февраль. — С. 37-40.

2. Устойчивая архитектура и имитационное моделирование // Технологический университет Дублина, 2013.

3. Устойчивое развитие и влияние строительства // Доерр Архитектура — Определение устойчивости, 2021.

4. Пространственное развитие урбанизации: общие закономерности и региональные особенности. М., 199l

5. Сантамурис, М. Охлаждение городов - обзор отражающих и зеленых крыш технологий смягчения последствий для борьбы остров тепла и повысить комфорт в городских условиях. Sol. Энергия 2014 , 103, 682-703.

6. Berndtsson, JC; Bengtsson, L .; Джинно, К. Качество сточных вод с крыш с интенсивной и обширной растительностью. Ecol. Англ. 2009 , 35, 369-380.

7. Luo, H.; Wang, N .; Chen, J .; Ye, X .; Sun, Y. Исследование тепловых эффектов и улучшения качества воздуха Зеленая крыша. Устойчивое развитие 2015 , 7, 2804-2817.

8. Theodosiou, T.; Аравантинос, Д.; Цикалудаки, К. Температурное поведение зеленой крыши по сравнению с обычной кровлей в условиях средиземноморского климата. Int. J. Sustain. Энергия 2014, 33, 227-241.

9. Van Renterghem, T.; Боттелдурен, Д. Измерения звука, распространяющегося по обширным зеленым крышам, на месте. Строить. Environ. 2011, 46, 729-738.

10. Хан М.М., Акрам М.Т., Янке Р., Кадри Р.В.К., Аль-Сади А.М., Фарук А.А. (2020) Городское садоводство для города с продовольственной безопасностью благодаря COVID-19 и за его пределами. Rev Sustain 12: 9592.

11. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий. - М.: Радио и связь, 1993. - 511 с.

12. Шукуров И.С., Пиров М. Проблемы регулирования ветрового режима горно-котловинных городов. // Известия вузов. Строительство. 2020; № - 11: С. 100-112.

13. Руководство по наблюдениям и определению составляющих теплового баланса // гидрометеорологическое издательство Ленинград в 1964. - 126 с.

14. Сапожникова С. А., Микроклимат и местный климат // гидрометеорологическое издательство Ленинград -1950.

15. Мягков М.С., Алексеева Л.И. Особенности ветрового режима типовых форм городской застройки. Архитектура и современные информационные технологии. Москва - 2014; №1. С 1-15.

16. Elbert Peets: Urban Development and Ecology, 1915-1968. Serious, Royce, M., University of Wisconsin -Milwaukee, ProQuest Dissertations, 2017.10273103.

Green architecture as sustainable development in the largest cities on

the example of shopping and entertainment complexes Yaroshinsky D.N., Pirov M., Dubynin N.V.

Moscow State University of Civil Engineering

This article reveals the problems of the formation of green architecture in the structure of shopping and entertainment complexes in the context of urban development, and the development of recommendations for its improvement, based on the provisions of the concept of sustainable urban development. The conducted research allows obtaining reliable information on the assessment of the use of green roofs, as well as landscaping. By producing more oxygen and capturing carbon dioxide, they can improve the ecological state of urban areas. The location of "green roofs" in the supra-highway spaces arranged in shopping and entertainment complexes will give a number of advantages to the city as a whole, and to residents of nearby buildings, they are primarily aimed at improving the quality of the urban environment, and such indicators as: enriching the atmosphere with oxygen, reducing overheating of buildings, managing rainwater, reducing dust in the atmosphere, reducing noise levels both inside and outside the building, shielding electromagnetic radiation, increasing recreational space in the city, which will have a beneficial effect on the quality of life of people and local fauna.

Large shopping and entertainment complexes, due to the significant areas they occupy in the structure of the city, must reckon with the microclimatic and natural biotope in which it is located. The proposed ecological clusters, located on the roofs of shopping and entertainment complexes located in the supra-highway spaces, are recognized as a tool for improving the urban environment in urban planning as a whole. For residents of the city, green roofs will serve as a magnet and an opportunity to spend their leisure time. Keywords: shopping and entertainment complex, ecology, green architecture,

sustainable development, green roofs, urbanization. References

1. Chizhova, O. Zest of the shopping center / Olga Chizhova // Mall. - 2005. -

January - February. - S. 37-40.

2. Sustainable architecture and simulation // Dublin University of Technology,

2013.

3. Sustainable Development and the Impact of Construction // Doerr

Architecture - Defining Sustainability, 2021.

4. Spatial development of urbanization: general patterns and regional

features. M., 1991

5. Santamuris, M. Cooling cities - An overview of reflective and green roof

mitigation technologies to combat island heat and improve comfort in urban settings. Sol. Energy 2014, 103, 682-703.

6. Berndtsson, JC; Bengtsson, L .; Jinno, K. Wastewater quality from roofs with

intensive and extensive vegetation. Ecol. English. 2009, 35, 369-380.

7. Luo, H.; Wang, N.; Chen, J .; Ye, X .; Sun, Y. Research on Thermal Effects

and Improving Air Quality Green Roof. Sustainable Development 2015, 7, 2804-2817.

8. Theodosiou, T.; Aravantinos, D.; Tsikaludaki, K. Thermal behavior of a

green roof compared to a conventional roof in a Mediterranean climate. Int. J. Sustain. Energy 2014, 33, 227-241.

9. Van Renterghem, T.; Bottelduren, D. Measurements of sound propagating

over vast green roofs in situ. Build. Environ. 2011, 46, 729-738.

10. Khan M.M., Akram M.T., Yanke R., Qadri R.V.K., Al-Sadi A.M., Faruk A.A.

(2020) Urban gardening for a food-safe city thanks to COVID-19 and beyond. Rev Sustain 12: 9592.

11. Saati T.L. Making decisions. Hierarchy analysis method. - M .: Radio and communication, 1993 .-- 511 p.

12. Shukurov IS, Pirov M. Problems of regulation of the wind regime of mountain-hollow cities. // Izvestiya vuzov. Building. 2020; No. - 11: S. 100-112.

13. Guidelines for observations and determination of the components of the heat balance // Hydrometeorological publishing house Leningrad in 1964. - 126 p.

14. Sapozhnikova S.A, Microclimate and local climate // Hydrometeorological

publishing house Leningrad - 1950.

15. Myagkov M.S., Alekseeva L.I. Features of the wind regime of typical forms

of urban development. Architecture and modern information technologies. Moscow - 2014; # 1. From 1-15.

16. Elbert Peets: Urban Development and Ecology, 1915-1968. Serious, Royce, M., University of Wisconsin - Milwaukee, ProQuest Dissertations, 2017.10273103.

X X

о

го А с.

X

го m

о

ю 00

2 О M