УДК 574 - Московский государственный университет

УДК 574
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕРРИТОРИЙ, ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ – НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
А.Н. Тетиор, доктор технических наук, профессор
Московский Государственный Университет Природообустройства, Москва, Россия
Растущая урбанизация привела к появлению множества проблем городской среды
(урбанистических, архитектурно - строительных, технологических, социальных,
экологических). Среди них – рост городов, населения, промышленности и транспорта, и
загрязнений. Впервые в истории постепенное слияние пригородов крупных и небольших
городов привело к образованию урбанизированных ареалов – гигантских скоплений
городов протяженностью в сотни км, поглотивших до 30 – 40 агломераций.
Хотя ряд тенденций урбанизации негативен, некоторые данные, приведенные в
международном исследовании «Экологическая оценка тысячелетия» (2005 г.) показывают,
что города могут частично снизить антропогенные нагрузки при росте их компактности,
концентрации населения, потоков веществ и энергии. Предполагаемое (далеко не
полностью изученное) объяснение этому явлению основывается на «городских факторах
устойчивости»: высокая плотность населения уменьшает потребность в территории земли
на жителя; она снижает затраты на жителя на обеспечение водой, на системы коллекторов,
сбор отходов, и большинство других общественных удобств; многоквартирные жилые
дома уменьшают потребление на жителя строительных материалов и затраты на
обслуживание; кооперативные формы жилья должны уменьшать спрос на приборы и
личные автомобили; более свободный доступ к городским удобствам, к пешеходному
движению, езде на велосипеде, и общественному транспорту, уменьшает спрос на частные
автомобили, снижает потребление энергии и загрязнение; высокая плотность и
разнообразие инфраструктуры связи сокращает потребность в энергии; большие
возможности и больший диапазон выбора для рециркуляции материала, повторного
использования, переработки, и концентрация специализированных предприятий;
использование сбросной энергии (высокотемпературных процессов и пр.), и сокращение
спроса на энергию; возможность реализации «индустриальной экологии» (создания
замкнутых индустриальных парков, в которых ненужная энергия или материалы одних
фирм являются исходными материалами для других). Предполагается, что увеличенная
плотность жителей и снижение материальных затрат для высоких жилых домов, в
сравнении с индивидуальными зданиями, уменьшают часть экологического следа на
жителя, которая связана с жильем и транспортом.
Таким образом, урбанизация и разрастание городов стали ключевыми факторами,
влияющими на ухудшение состояния окружающей среды планеты. Сейчас более
половины населения мира живет в городах, являющихся основными загрязнителями
окружающей среды. Многие современные проблемы крупных городов связаны также с
дефицитом свободных территорий: в центрах городов недостаточно места для нового
строительства, приходится возводить высокие здания, применять плотную застройку, и
ограничивать площадь озелененных территорий, снижая экологичность городов.
Эти проблемы могут быть решены с помощью перехода от традиционного
монофункционального использования территорий, зданий и инженерных сооружений
(они выполняют одну главную функцию) к полифункциональному использованию,
заключающемуся в том, что территории и отдельные здания и инженерные сооружения
служат нескольким целям, совмещенным в пространстве или во времени.
Полифункциональное интенсивное использование территорий и зданий – это интенсивное
использование одних и тех же территорий и зданий для нескольких различных функций, в
том числе и в разное время. Полифункциональное использование территорий позволяет
объединить различные функции на одной и той же территории (жилые, общественные
здания, производственные, транспортные объекты, офисы, и пр.). Полифункциональное
использование зданий дает возможность объединить различные функции в одном здании
– например, сделать здания экологичными, энергоактивными, энергосберегающими,
озелененными, экономящими все ресурсы. Этот инновационный подход к городам
позволяет экономить землю и природные ресурсы, способствуя ограничению разрушения
окружающей среды и изменения климата. В основе нового инновационного подхода –
использование полифункциональности территорий, зданий и сооружений, важного
раздела архитектурно - строительной экологии и экологизации городов.
Полифункциональность территорий, зданий, сооружений города и прилегающих к
нему обустроенных природных площадей как рациональное направление их создания и
использования имеет эволюционные истоки: в основе строения мира (начиная от
Вселенной, и кончая флорой и фауной Земли), лежит его полифункциональность,
меняющаяся во времени и в пространстве.
Экологизация городов – это комплексное понятие, означающее экологичное
строительство, экологичную реконструкцию существующих объектов, экологичную
реставрацию ландшафтов, с целью достижения экологического равновесия городов и
природной среды, сокращения использования ресурсов, одновременно с повышением
качества среды. Системный выбор наиболее экологичного варианта застройки
территории, реконструкции, реставрации, и строительства объектов может быть сделан на
основе: 1. Эколого-экономического сравнения вариантов, при котором используются
положения архитектурно-строительной экологии [1]. 2. Использования одной из систем
экологической сертификации [3]. 3. Применения новой системы анализа и выбора
решений полифункциональных территорий, зданий и сооружений MILU (multifunctional
intensive land use - полифункциональное интенсивное использование территории [2]). Из
этих трех систем только последняя ориентирована именно на полифункциональное
использование территорий и зданий, остальные рассматривают проблему с позиции
экологизации.
В связи с эти представляют несомненный интерес разработанные и использующиеся
в последние годы за рубежом для экологической оценки зданий новые системы
экологической сертификации: LEED – руководство по проектированию энергии и
окружающей среды, BREEAM – методология исследования и создания экологической
оценки строительства, CASBEE – всесторонняя система оценки эффективности застройки
окружающей среды, BEAT – инструмент оценки застройки окружающей среды, BEAMs методы оценки застройки окружающей среды, HQE – высокое качество окружающей
среды, и др. На первом месте по объему применения в разных странах мира находится
система экологической сертификации зданий LEEDTM. Система LEED («зеленая» система
оценки зданий) является национальным стандартом для строительства «устойчивых»,
экологичных зданий со здоровой средой. В нее входят новое строительство и проекты,
существующие здания и сооружения, проекты интерьеров [1].
Объективным способом определения степени интенсивного использования
территории может быть отношение суммы многократно используемой площади здания
(сверх основной функции), к площади рассматриваемой территории, занимаемой зданием.
Высокое отношение означает, что на каждый квадратный метр поверхности занятой
территории имеется дополнительная (сверх основной функции) интенсивно используемая
территория.
Направления полифункционального использования территорий города делят на
вплетение, интенсификацию, многослойность (ярусность), разновременность, возврат
ландшафта. При вплетении соединяют области, выполняющие те же самые или подобные
функции; создают экологический каркас и функциональные коридоры, связи,
соединяющие прежде отдаленные области; корректируют размеры буферных зон,
создавая зеленые пояса, и пр. Интенсификация связана с увеличением эффективности
использования участка, с поиском лучших технологических и функциональных решений;
с использованием земли для объединения функций. При многослойности используется
третье измерение - многослойные здания с разными функциями, совмещение наземных и
подземных зданий для экономии площади застройки, использование надземного
строительства (многоярусное полифункциональное строительство), многоуровневые
транспортные узлы, подземные объекты, не нуждающиеся в дневном свете;
использование крыш зданий для садов, нового жилья, и т.д. При регулировании времени
используют объект или территорию для различных целей в разное время дня, месяца,
года. Возврат – это восстановление полифункционального состояния ландшафтов.
Актуальны полифункциональные решения при реконструкции предприятий и
отдельных объектов на них - частичное или полное вторичное использование объекта без
его разрушения для новой функции (производственные объекты – как жилые и офисные
здания, силосы – как несущие конструкции новых зданий, и пр.). Среди инновационных
решений - полифункциональное освоение шельфа, подводное строительство, застройка
неудобий, застройка брошенных ландшафтов и выработок, старых свалок.
Органичным
дополнением
полифункциональных
территорий
служат
полифункциональные здания, объединяющие в себе не менее двух монофункциональных
объектов. Среди них - энергоактивные здания, объединенные с устройствами для
утилизации солнечной, геотермальной, ветровой, и др. энергии; озеленяемые здания и
инженерные сооружения с использованием вертикального и горизонтального озеленения
на крышах, стенах, внутри зданий; здания с использованием природных
энергосберегающих технологий для улучшения освещенности, вентиляции и охлаждения
воздуха, сбора и вторичного использования «серой» воды, очистки стоков, и пр.; здания,
соединенные с устройствами, противостоящими катастрофическим природным
воздействиям (например, сейсмике, наводнениям, и пр.); здания в условиях крутых
склонов, выполняющие основные функции, и дополнительные – поддержание откоса
грунта, удержание оползня, функции коммуникационного здания на склонах; здания,
функционально совмещенные с инженерными конструкциями (здания - подпорные стены,
здания – мосты - пешеходный мост и торговый центр); водонапорные или телевизионные
башни с ресторанами, и т.д.; здания – озелененные холмы с использованием внутреннего
пространства под ними для коммуникаций, гаражей, и пр.; интеллектуальные здания;
комплексы зданий и инженерных сооружений с совмещением производственных,
сельскохозяйственных, энергетических и др. функций (гелиофитозоотроны).
В полифункциональном городе должны быть полифункциональными инженерные
сооружения: полифункциональные многоярусные автодороги, стоянки автотранспорта;
многоярусные
полифункциональные
железные
дороги;
полифункциональные
многоярусные
мосты,
путепроводы
(путепровод
и
зеленый
коридор),
полифункциональные экологичные подпорные стены; экологичные берегоукрепительные
сооружения - морские берегозащитные сооружения - коллекторы для роста мидий и для
биологической очистки морской воды; экологичные шумозащитные стены; озеленяемые
дымовые трубы; озеленяемые опоры освещения; полифункциональные заборы;
полифункциональные свалки; заброшенные горные выработки с размещением различных
сооружений (зданий, стадионов, и пр.); различные здания и инженерные сооружения в
пространстве над транспортными путями в городе, над реками, над улицами и площадями.
Полифункциональность как раздел архитектурно - строительной экологии является
экологичным направлением в строительстве, ибо в итоге приводит к возможности нового
строительства в городах (особенно – в центрах городов), к сокращению затрат ресурсов, и
к росту качества городской среды жизни.
Автором как членом международного комитета по полифункциональному
интенсивному использованию территорий, зданий и сооружений, разработано учебное
пособие для студентов специальности «Природоохранное обустройство территорий». Оно
актуально и для студентов других специальностей, и для проектировщиков. В учебном
пособии имеются следующие разделы: Глава 1. Основы полифункциональности
территорий,
зданий,
инженерных
сооружений:
Эволюционные
истоки
полифункциональности; Полифункциональность как раздел архитектурно-строительной
экологии; Система анализа и выбора решений полифункциональных территорий, зданий и
сооружений; Примеры применения системы анализа и выбора; Направления применения
системы в РФ. Глава 2. Полифункциональное использование территорий: Вплетение:
создание экологического каркаса; Многослойность: под- и надземное строительство;
Многослойность: под- и надводное строительство; Интенсификация: уплотнение
застройки; Интенсификация: застройка неудобий; Интенсификация: коммуникационные
здания; Разновременность: изменение функций здания; Разновременность: застройка
выработок,
свалок;
Возврат
полифункциональности
ландшафта.
Глава
3.
Полифункциональная реконструкция: Сущность полифункциональной реконструкции;
Уровни полифункциональной реконструкции; Полифункциональная реконструкция
ландшафтов; Полифункциональная реконструкция жилых кварталов и учебновоспитательных
объектов;
Полифункциональная
реконструкция
предприятий;
Полифункциональная реконструкция свалок; Реконструкция города со сменой функций
территорий. Глава 4. Полифункциональные здания; Здания, сберегающие природу;
Совмещение жилых, производственных и др. функций; Здания, совмещенные с
озеленением; зеленые холмы; Энергосберегающие здания; Энергоактивные здания;
Здания с использованием природных технологий; Здания, стойкие к катастрофическим
воздействиям; Здания, совмещенные с инженерными конструкциями; Здания с
интеллектуальными системами. Глава 5. Полифункциональные инженерные сооружения;
Полифункциональные мосты, путепроводы; Озеленяемые подпорные стены;
Полифункциональные шумозащитные стены; Полифункциональные сооружения
башенного типа; Полифункциональные берегоукрепительные сооружения; Озеленяемые
опоры освещения и заборы; Полифункциональные шоссе, покрытия стоянок, трамвайных
путей.
В России есть множество городов и поселений различного типа и размера, с
актуальными проблемами полифункционального и экологичного использования
территорий и зданий. Среди них – промышленные города с высоким уровнем загрязнения
среды, с промышленными предприятиями, которые требуют переориентации
производства и экологической реконструкции. Настоятельно требуется работа по
описанной выше системе для улучшения использования территорий, их экологизации,
повышения качества среды жизни. Важнейшая проблема – интенсивное
полифункциональное использование территорий и зданий в столице страны - Москве, в
связи с недостаточной площадью земель для озеленения и для нового строительства, а
также ввиду катастрофического недостатка площади зеленых поясов (озеленяемых
территорий) вокруг Москвы для поддержания экологического равновесия между городом
и окружающей средой и для обеспечения высокого качества среды жизни. Эта проблема
необычайно актуальна, особенно в связи с резким ростом автотранспорта в городе.
Важная проблема – необходимость интенсивного полифункционального
использования территорий и зданий в городах России (в том числе и в столице) в связи с
устареванием технологий, закрытием ряда предприятий, индустриальным переселением
некоторых предприятий за пределы городов. При этом в городах стоят и постепенно
приходят в негодность неиспользуемые производственные и другие объекты. На примере
некоторых прекративших работу предприятий видно, что использование бывших
объектов носит стихийный характер, опустевшие цеха и помещения заняли
многочисленные фирмы, никак не связанные между собой. При этом проблемы
полифункциональности и экологизации в связи со сменой способа использования зданий
бывшего предприятия вообще не рассматривались. Между тем для Москвы именно эти
проблемы должны стоять на первом месте в связи с неудовлетворительным состоянием
среды, недостатком площади озелененных территорий, нерешенными вопросами
коммуникаций, и пр.
Проблемы полифункциональности тесно связаны с экологичностью. Так, на
территории России есть промышленные предприятия, которые много лет используют
устаревшие технологии, вследствие чего окружающая среда пришла в очень плохое
состояние. Иногда строительство крупного промышленного объекта по ряду причин
прекращается, и огромные цеха стоят без использования, ветшают, приходят в негодность.
Таким образом, огромные затраты средств оказываются бросовыми. Использование
такого заброшенного предприятия, расположенного на морском берегу, представляет
большой интерес для работы по его полифункциональному интенсивному применению.
На территориях некоторых заводов находятся многолетние шламовые пруды с огромными
залежами шлама, который пока никак не используется, но загрязняет среду. Такие отходы,
как правило, содержат ценные материалы, элементы системы Менделеева, но в небольших
количествах, или в связанном состоянии, поэтому их переработка с целью получения
ценных составляющих пока нерентабельна. Пока попытки использовать шлам, например,
для производства строительных изделий – кирпича, блоков, и пр., не дали хорошего
результата. Здесь – огромное поле деятельности по повышению полифункциональности
территорий, зданий и сооружений, с целью роста экологичности, качества среды жизни.
Следующая важная проблема – полифункциональное использование территорий и
зданий в сельской местности в связи с закрытием сельскохозяйственных производств,
частичным угасанием некоторых деревень, заброшенностью отдельных угодий. Это –
исключительная по важности проблема, так как она связана с вопросом поддержания
необходимого для страны производства сельскохозяйственной продукции, и с
обеспечением обоснованной, ни в коем случае не снижающейся, площади
сельскохозяйственных земель. Между тем в некоторых регионах, вблизи крупных
городов, существуют организации, которые готовы скупать эти земли с целью перевода их
в другой вид использования, и строительства на них высокодоходных объектов жилого и
другого назначения. Это абсолютно недопустимо, и работа по полифункциональности
позволит более обоснованно для страны использовать эти территории.
Важная проблема – полифункциональное использование заброшенных территорий, в
том числе крупных территорий свалок промышленных отходов, временных военных
полигонов, складов, и пр., оставленных без рекультивации мест бывшей добычи полезных
ископаемых. Эти территории зачастую загрязнены разнообразными отходами и требуют
очистки перед реставрацией. Все эти объекты являются территориями, актуальными для
глубокого анализа их полифункциональности, с целью оздоровления и возврата в
природную среду. Видимо, для России необходимо создать широкую программу
полифункционального использования территорий в составе общей программы
экологизации всех мест расселения и создания экологичных городов и поселков, с целью
достижения высокого качества среды жизни.
Литература
1.Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология. – М.: РЭФИА, 2000.
2.Полифункциональное интенсивное использование земли (Multifunctional intensive land
use).- Нидерланды, Habiforum, 2007.
3. Тетиор А.Н. Экологическая инфраструктура. М.: МГУП, 2002.
4.Тетиор А.Н. Городская экология. – М.: Академия, 2007.
5.Тетиор А. Н. Устойчивость среды жизни. - М.: РЭФИА, 2003.