CC BY
78
УДК: 721.011
Попов А. В., Васильева Л. Д., Лыжина Н. В.
Комплексное освоение подземного пространства Екатеринбурга как фактор оздоровления жилой среды
Аннотация
В статье рассмотрена необходимость разработки и внедрения архитектурно-планировочных средств, обеспечивающих улучшение экологической обстановки в городе.
Popov A.V., Vasiljeva L.D., Lyschina N.V.
THE COMPLEX DEVELOPMENT OF UNDERGROUND SPACE OF THE CITY EKATERINBURG AS THE FACTOR OF IMPROVEMENT OF THE INHABITED ENVIRONMENT
In the article is necessity of development and introduction architecturally means, providing improvement of ecological conditions in city considered.
Попов
Анатолий Васильевич
канд. архитектуры, профессор, зав. каф. архитектуры промзда-ний и сооружений Урал-ГАХА, советник РААСН, Заслуженный работник высшей школы РФ
Васильева
Людмила
Дмитриевна
зам. директора ФГУ “Центр лабораторного анализа и технических измерений по УрФО» Министерства природных ресурсов и экологии РФ
Лыжина
Надежда
Васильевна
начальник МУ «Мастерская генерального плана» структурного подразделения Администрации Екатеринбурга.
Подземное пространство, генеральный план, экологические аспекты, жилая среда, природные ландшафты, архитектурно-пространственная организация территории.
Все, что происходит сегодня, это следствие того, что происходило в прошлом.
Ирвин Шоу
Важнейшим условием реализации главной стратегической цели развития города Екатеринбурга - обеспечения устойчивого повышения качества жизни для нынешних и будущих поколений горожан - является создание реальных предпосылок для качественного улучшения экологической обстановки в городской среде [1|. Сегодня этого можно достичь только на основе комплексного использования технических средств, существенно снижающих степень воздействия негативных факторов, а также применения прорывных градостроительных технологий, направленных на профилактику природных деформаций и качественное преобразование сложившихся структур, негативных в экологическом отношении. Одним из ключевых направлений применения новых технологий является интенсификация градостроительства за счет повышения этажности территорий на базе комплексного использования подземного пространства [2].
Концепция экологического обосно-
вания развития Екатеринбурга и основные направления экологических положений по охране окружающей среды и здоровья населения положены в основу генерального плана города, и именно на их обеспечение направлена разработка раздела «Схема комплексного освоения подземного пространства» в составе нового Генерального плана развития МО «Город Екатеринбург» на период до 2025 г., как его неотъемлемой части. Это существенно отличает этот документ от генерального плана 1972 г. и открывает новые перспективы развития крупнейшей промышленно-селитебной агломерации на Урале.
Градостроительная деятельность
является одним из важнейших факторов, оказывающих многоплановое влияние на санитарно-гигиенические, физические и эстетические характеристики жизненного пространства города и определяющих общее состояние экологической обстановки в крупной промышленно-селитебной агломерации. По ряду важнейших показателей состояния окружающей среды в течение последнего десятилетия город включается в список городов страны с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха, отмечается не-
удовлетворительное качество воды и почвы при катастрофически быстром сокращении внутригородских ландшафтных территорий. Свидетельством и негативным результатом этого является критическая ситуация, сложившаяся сегодня в городах Урала по многим аспектам инфраструктуры, которая является тревожным сигналом надвигающейся катастрофы в масштабе целых градостроительных структур. Это значительные потери энергетических ресурсов в результате крупных аварий магистральных инженерных сетей, проложенных в траншеях, сверхкритическая нагрузка от автотранспорта на дороги и дневную поверхность открытых пространств, нарушение экологической стабильности природной среды и другие отрицательные стороны градостроительной деятельности, обусловленные отсутствием пространственно-организованной системы взаимосвязей всех элементов подземного и надземного уровней города [3|.
В данной статье нами рассматривается лишь экологический аспект комплексного освоения подземного пространства как один из ключевых путей решения проблемы по всем ее разделам: вода
- воздух - почва - видеоэкология
- радиационная экология (защита от радона в нижних этажах жилых домов).
Сложный, интегральный характер зависимости экологических параметров городской среды от архитектурно-пространственной организации застройки и ее инженерно-технических решений обуславливает чрезвычайно малую эффективность и отчасти практически бесперспективность реализации отдельных программ: «Чистая вода*, «Чистый воздух* и др., рассчитанных на устранение последствий, а не причин экологической напряженности вне связи с градостроительной системой, к тому же эта деятельность требует значительных капитальных затрат. Критическая ситуация, сложившаяся сегодня в крупнейшем городе по многим аспектам градостроительной деятельности, в т.ч. в экологическом плане, обусловлена именно отсутствием пространственно организованной системы взаимосвязей всех жизнеобеспечивающих элементов подземного и надземного уровней города. На данном этапе при решении экологических проблем
в градостроительном плане возник своеобразный барьер пространства и техники.
Можно вспомнить, как в авиации в начале 1940-х гг. возник барьер мощности, когда дальнейшее увеличение скорости и высоты полета, этих важнейших показателей технического прогресса, оказалось невозможным в самолетах с поршневым двигателем. Барьер был преодолен качественно иным путем -переходом авиации на реактивную тягу. Сегодня качественное решение экологических проблем может быть осуществлено только на базе принципиально новых градостроительных технологий с переходом от горизонтального зонирования и плоскостной застройки городских территорий по принципу «один к одному» к вертикальному, с формированием высококомфортной жилой и производственной среды на основе глубинно-пространственной организации всей системы объектов застройки как целостного организма, включающего в себя жилищный фонд и всю необходимую социально-производственную и инженерную инфраструктуру, создаваемую в подземном уровне [4-5].
Поэтому экологический аспект подземной урбанистики рассматривает все уровни строительного комплекса во взаимосвязи, включая в себя обеспечение инженерно-геологической и экологической безопасности освоения подземного пространства, снижение техногенной нагрузки на природные геосистемы при пользовании недрами, которое регламентируется законами Российской Федерации и является одной из глобальных проблем городского строительства. При освоении подземного пространства безопасность в значительной степени обусловлена геомеханическими характеристиками массива горных пород, параметрами системы «строящееся подземное сооружение - массив
- соседние сооружения» и строительными технологиями. Особое внимание должно уделяться проведению высококачественных инженерно-геологических изысканий. Знание природных условий в месте сооружения подземного объекта, их учет при проектировании и выборе технологии строительства, принятие решений, обеспечивающих устойчивость и водонепроницаемость обделок подземных сооружений, прогноз
деформаций земной поверхности и защита городской инфраструктуры при проведении подземных работ являются важнейшими условиями промышленной и экологической безопасности возведения подземного объекта.
Учет инженерно-геологических условий обуславливает необходимость пересмотра существующей методологии строительного освоения территорий, включающей систему мероприятий по инженерной подготовке территорий, подготовке оснований, устройству фундаментов и других элементов подземных сооружений, проведение которых связано с значительным изменениями природной обстановки, осушением заболоченных участков и т.п. С целью сокращения материальных. энергетических и трудовых затрат, снижения воздействия факторов. ухудшающих экологическое состояние, необходимо использовать методы выполнения инженерной подготовки территорий, подготовки оснований и устройства
Рисунок 1. Схема геологических условий, учитываемых при формировании структуры подземных пространств Екатеринбурга.
Условные обозначения:
Площади изометрических структур
Простирания геологических образований площадей линейных структур
Линии разломов (с шовными зонами)
Аллювиальные и озерно-болотные отложения. Геологические условия сформулированы на базе государственной геологической карты М 1:200000 лист 0-41-XXV Екатеринбург 1998 г.
фундаментов как единой системы нулевых циклов в виде геотехно-генных структур (полей, массивов, блоков) (рисунок 1).
Основные обстоятельства, обуславливающие на данном этапе возникновение напряженной экологической обстановки в городе, в значительной степени имеют градостроительный характер и заключаются в следующем:
1 В результате экстенсивного использования в течение столетий территорий под новое строительство и реконструкцию жилой и промышленной застройки в городе практически не осталось земель, благоприятных для его дальнейшего территориального развития. Произошли существенные изменения природных ландшафтов, нарушены многие природные потоки в поверхностном слое земли. Сегодня они оказались не способными к динамичному изменению и безболезненной адаптации к новым формам жизни, достигли критического уровня экологической напряженности. Стремительное сокращение открытых ландшафтных территорий в городе обусловлено масштабами перспективного жилищного строительства и чрезмерным уплотнением участков существующих кварталов. Только под новое жилищное строительство, согласно новому генеральному плану, в городе необходимо дополнительно создать 18-20 млн кв. м жилой площади и такого же количества инфраструктуры, что при традиционном плоскостном подходе к застройке территорий становится весьма проблематичным не только в чисто физическом, но и в экологическом отношении.
2 В связи с резким ростом автомобилизации в городе и устойчивой тенденцией непрерывного роста насыщенности автомобилями резко обострились проблемы регулирования и развязки транспортных потоков, постоянного и временного хранения транспортных средств на городской территории. Следствием этого стало массовое несанкционированное хранение автомобилей на открытых территориях. В результате этого происходит постоянное сокращение площади зеленых насаждений, снижение уровня комфорта проживания, ухудшение экологического состояния городской среды в целом. Сегодня ситуация с автотранспортом такова, что если
вывести на улицы одновременно весь автопарк, то он заполнит все площади и проезды города. Наступит транспортный коллапс.
Основной причиной роста суммарных транспортных маршрутов является вынужденная необходимость интенсивного передвижения участвующего в производственном процессе автомобиля. Оно обусловлено рассредоточением пунктов посещения, что. в свою очередь, связано со слабым развитием социальной инфраструктуры и системы парковок, расположенных в одной плоскости дневной поверхности города.
На долю автомобиля сегодня приходится до 80-85% общей загазованности воздуха. Автомобильный транспорт является основным источником загрязнения воздушного бассейна города, уличного шума, главным фактором экологической опасности и травматизма.
3 Высокая степень износа инженерных сетей, их малая надежность, медленные темпы строительства магистральных коллекторов, проходных тоннелей, притом в чрезвычайно малых объемах, приводят к подтоплению городских территорий, загрязнению грунтовой толщи и земной поверхности сточными водами, нарушению транспортного движения и благоустройства территории. Сегодня, при траншейной прокладке сетей с помощью старых градостроительных технологий не контролируются их состояние и загрязнения в грунте. Поэтому количество аварий при траншейной прокладке магистральных и разводящих инженерных сетей по мере увеличении их износа имеет угрожающую тенденцию к росту. В то же время, например, в контролируемом подземном пространстве многофункциональных проходных коллекторных тоннелей в жилом районе «Ботанический» и др. за много лет эксплуатации не было ни одного случая серьезных аварийных ситуаций вследствие прорыва и аварий трубопроводов при высокой степени их физической сохранности.
4 Высокая степень загрязненности промышленных территорий с одноэтажной застройкой, занимающих значительную долю площади города, при общей тенденции ухудшения их обустроенности - вследствие сокращения производственных мощностей.
закрытия и перепрофилирования производств - обостряет проблему обеспечения их экологической безопасности, усиливает загрязненность поверхности городских ландшафтов и водного бассейна.
5 Архитектурно-пространственная организация территорий на основе существующей нормативной базы, использования традиционных технических решений и методов строительства в разных инженерно-геологических условиях создает предпосылки для нарушения экологического равновесия городской среды. Инженерная подготовка территорий для массового жилищного строительства с большими объемами вытор-фовки, подсыпкой значительных масс минерального грунта (щебня) уже на стадии строительства порождает многоплановый негативный экологический «эффект» с долгосрочной перспективой.
6 Массовая прежняя застройка крупных жилых районов ограниченной номенклатурой жилых домов типовых серий, наличие значительных объемов малоэтажного и ветхого жилищного фонда, несанкционированное размещение открытых автостоянок и других объектов инфраструктуры, неупорядоченность застройки промышленных территорий и основных автомагистралей в промышленных районах обуславливает эстетически маловыразительный характер городской среды. Она отрицательно воздействует на эмоциональное состояние человека и противоречит принципам и требованиям видеоэкологии.
Учитывая комплексный характер влияния градостроительной деятельности на общее экологическое состояние городской среды, главной целью градостроительства на данном этапе является формирование комфортной жилой среды в крупной городской агломерации за счет повышения этажности территорий путем создания многофункционального подземного пространства при высокоэффективном использовании городской территории, материальных ресурсов, и комплексном решении актуальных градостроительных проблем. При комплексном использовании подземного пространства за счет развития многофункциональных зон по вертикали создаются предпосылки формирования градостроительных ансамблей с качественно
2а. Развитая корне вая система.
26. Отсутствие корневой системы.
новыми пространственно-эстетическими и экологическими характеристиками (рисунок 2).
Подземные транспортные и инженерные коммуникации - единственное радикальное средство, позволяющее решить транспортные и коммунальные проблемы селитебных зон городских агломераций. Размещение объектов этой категории в подземном пространстве дает возможность высвободить наземные территории для благоустройства и рекреаций, создать предпосылки экологической безопасности. Сегодня прекрасной демонстрацией нового градостроительного мышления можно назвать реализацию идеи создания пешеходной улицы в Екатеринбурге на участке ул. Вайнера с прокладкой здесь проходного многофункционального коммуникационного тоннеля, гарантирующего постоянную сохранность благоустроенной поверхности, высокую надежность инженерных сетей.
Устройство подземного пространства на большой площади позволяет упорядочить технические, транспортные, пешеходные и товарные потоки, резко увеличивает возможности распределения их по высоте, в отличие от старого принципа, согласно которому они распределяются в одной плоскости в зоне тонкого слоя городской территории. прижатого к поверхности. Это позволяет экономить территориальные ресурсы города за счет интенсификации строительства путем уплотнения застройки и повышения ее суммарной плотности благодаря созданию по вертикали многофункциональных структур, активно способствует увеличению зоны открытых озелененных территорий, формированию здоровой, удобной и эстетически выразительной городской среды.
Подземное строительство в условиях Урала создает большие возможности регулирования и уплотнения застройки за счет интенсификации использования территории при ее глубинно-пространственном освоении и в силу этого является ключевым моментом в решении многих актуальных проблем - не только экологических, но и неразрывно связанных с ними экономических, социальных, энергосберегающих, инженернотехнических, транспортных и др.
В первую очередь, эти действия направлены на сокращение терри-
тории под застройку, повышение ее компактности, что является многоплановым фактором нормализации экологической обстановки за счет:
- сохранения природных ландшафтов в границах города. Интенсификация жилищного строительства с использованием подземного пространства является важным сдерживающим фактором территориального расширения города (рисунок 3);
- существенного сокращения транспортных потоков, упорядочения мест хранения автотранспорта, повышения скорости движения и пропускной
Рисунок 2. Корневая система города.
Рисунок 3. Совмещенная схема комплексного использования подземного про странства на территории Екатеринбурга
КТ РААСН 2 | 2009
способности автомагистралей путем строительства разводок и дублирующих подземных автодорог на наиболее напряженных участках (I этап от ул. Малышева до ул. Шевченко), строительства многофункциональных подземных пешеходных переходов:
- существенного сокращения протяженности инженерных сетей; упорядочения инженерных систем на участках строительства, повышения их эксплуатационных качеств;
- существенного сокращения энергопотребления на отопление. Энергопотребление на отопление и вентиляцию подземных сооружений в условиях Урала на 30-80% меньше, чем аналогичных наземных объектов, в них обеспечивается стабильный и устойчивый тепловой режим независимо от колебаний внешних температур;
- профилактики загрязнений воды, почвы и воздуха, максимального сохранения природной среды за счет сокращения объемов выторфовки и подсыпок минеральным грунтом и общих объемов земляных работ на 20-80%, совмещения инженерных сетей и других элементов комплекса при сокращении приведенных затрат на инженерную подготовку территории;
- профилактики нарушений поверхности благоустройства территории благодаря опережающей инженерной подготовке территории при новом строительстве и реконструкции жилых застроек с прокладкой магистральных, районных и внутриквартальных инженерных сетей в многофункциональных проходных тоннелях с обслуживанием их специализированным предприятием. Рациональное использование
подземного пространства при новом строительстве и реконструкции жилых районов, обеспечивающее повышенный комфорт проживания и обслуживания населения за счет обеспечения его расширенной номенклатурой подсобных помещений, существенно повышает потребительские качества жилищного фонда. Создается новый вид продукции - комфортабельное жилище. Использование подземного пространства для размещения объектов инфраструктуры дает возможность получить значительные
Рисунок 4а. Схема планировки жилого квартала на уровне дневной поверхности. Подземные двухуровневые парковки автомобилей предусмотрены из расчета одно парковочное место на одну квартиру. Проект. Макет.
Рисунок 46. Схема планировки жилого квартала на уровне первого подземного этажа.
Рисунок 4в. Схема планировки жилого квартала на уровне первого подземного этажа.
объемы полезной дополнительной строительной товарной продукции (гаражей, хранилищ, банков, офисов, магазинов и пр.) вместо омертвления больших капиталовложений в дорогостоящую инженерную подготовку территории под застройку традиционными методами, которая в городе сегодня достигает 50% от капитальных затрат.
Реализация подземного пространства позволяет обеспечить взаимосвязь жилья, предприятий обслуживания, элементов оборудования и благоустройства территории комплексов, добиться интеграции использования пространства города. Подземные этажи максимально отвечают потребностям малых предприятий и развитию разнообразных форм труда, общественного обслуживания, проведения досуга населения в жилых структурах, что приводит к существенному снижению транспортной напряженности благодаря сближению жизненных функций.
Дополнительный прирост жилищного фонда составляет 10-40%
за счет высвобождения территории от наземного размещения вспомогательных объектов, а благодаря созданию в подземном пространстве дополнительной товарно-строительной продукции - вспомогательных помещений в объеме 0.5-1 кв. м на 1 кв. м жилой площади под землей и распределению затрат между надземной и подземной частями. Себестоимость 1 кв. м жилищного фонда может быть снижена на 10-25 %.
Использование изложенных принципов формирования органически полноценных жилых образований при реконструкции жилых районов со старой застройкой малой и средней этажности по укрупненным оценкам позволяет увеличить жилищный фонд города Екатеринбурга на 2,0-3,0 млн кв. м при полном обеспечении реконструируемых районов всей необходимой номенклатурой обслуживающих объектов, что равнозначно сохранению от освоения под новое строительство до 400-500 га ландшафтных городских территорий.
Заключение
Рассмотрение экологических аспектов градостроительства доказывает необходимость разработки и внедрения в практику специальных архитектурно-планировочных приемов и средств, обеспечивающих защиту человека от негативного воздействия городского шума, вибраций. криминогенной среды, постоянного чувства тревоги, опасности дорожного травматизма, а также угнетающего впечатления от окружающей его городской застройки и состояния территории.
Список использованной литературы
1 Бородин В. Подземное пространство - глобальная перспектива XXI века // Подземное пространство мира. 1995. № 1.
2 Инженерная и транспортная структура городов и территорий // Градостроительство в век информатизации: Сб. статей. М. 2002.
3 Попов А. В., Пелевин Л. И.. Половов Б. Д., Ляхов С. В. Подземные этажи города // Архитектон». 2002. № 3. С. 74-78.
4 Проблемы и перспективы подземного строительства на Урале в XXI веке. Труды региональной конференции 16-18 мая 2001, Екатеринбург: УГГТА, 2001.
5 Стратегический план Екатеринбурга (проект). МО «Город Екатеринбург». Программный совет стратегического развития Екатеринбурга. Екатеринбург: изд. Абм, 2002.
