Лекция «Экоустойчивость и энергосбережение города».

Москва – один из крупнейших мегаполисов мира с территорией более 1, 0 тыс. кв. км и населением около 15, 0 млн. человек. Это еще и огромный промышленный центр, где расположено более 70 промзон и около 5000 предприятий. Такой гигантский промышленный город оказывает сильнейшее техногенное и антропогенное воздействие на окружающую природную среду и именно с этим связаны многие проблемы экологии Москвы и экоустойчивости ее городской среды. Подобные проблемы экологии характерны для многих крупнейших городов Запада и Нового Света, однако тамошние власти уже реализуют различные меры по их решению.

Экология (экологическая устойчивость) в сверхурбанизированных крупных городах обусловлена сложнейшим взаимозависимым комплексом географических, геофизических и природно-климатических условий, влиянием на них градостроительных, архитектурных, инженерных, социально-экономических и других решений, а также методами и способами устранения возникающих проблем. Экология определяется состоянием окружающей природной среды и вероятностью возникновения чрезвычайных ситуаций. При этом состояние окружающей природы очень тесно связано с уровнем техногенного и антропогенного воздействия на нее процессов урбанизации, а также способностью природной среды к «самовосстановлению».

Последствия сегодняшних, не всегда экологически, социально и экономически обоснованных, действий по жизнеобеспечению нашего огромного города энергоресурсами уже не кажутся такими несущественными. То, что представлялось и представляется экономически и социально значимым и целесообразным сегодня и завтра, в будущем приведет (да уже сейчас привело! ) к очень негативным экологическим, экономическим и социальным последствиям. Нельзя нарушать вечный и жизненно важный закон эволюционно-экологической необратимости развития и изменений земной природы. Ведь экосистема, потерявшая часть своих элементов, уже не может сама вернуться в первоначальное состояние самостоятельно.

Примеров негативных последствий от очень активной и разрушительной человеческой деятельности предостаточно. Это почти полное исчезновение лесных массивов на Юге Европы, обезвоживание крупных и малых рек, озер и даже морей в России, загрязнение плодородных почв и их истощение в Черноземье, даже изменение климатических условий в ряде регионов России. Особенно негативно воздействуют на среду обитания в Москве следующие факторы:

- загрязнение атмосферы и воздушного бассейна из-за резко возросших объемов выхлопов автотранспорта (более 80%), а также выбросов промышленных предприятий (около 20%), повлиявшее на здоровье жителей (ПДК), гибель древесной и травяной зелени;

- изменение геологической среды в виде образования многочисленных карстово-суффозионных провалов (2% территории Москвы), оползней и подтоплений участков и территорий (около 60% территории Москвы гидрогеологически опасны);

- загрязнение почвы промышленными (в 1, 5-2, 0 раза выше нормы) и хозяйственно-бытовыми отходами (около 15, 0 млн. тонн ежегодно), приведшее к уничтожению естественного почвенного покрова на большей части городской территории;

- загрязнение (химическое и тепловое) поверхностных, грунтовых и подземных вод и водоемов из инженерных коммуникаций и тепловых сетей, водопровода, стоков канализации (до 30-40%), приведшее к заражению грунта и водоносных горизонтов;

- загрязнение твердыми промышленными, хозяйственными и бытовыми отходами составляет около 7, 0 млн. тонн в год. Из них более 3, 0 млн. тонн составляют твердые бытовые отходы, вывозимые на полигоны (90%) или остающиеся в городе;

- снижение процессов естественного проветривания и объемов поступления свежего воздуха из-за активной застройки окраин и лесопаркового защитного пояса;

- увеличение количества и размеров зон шумового дискомфорта от внешних, (транспортных) источников с превышением на 30-40 децибел действующих нормативов.

По мнению ученых-экологов земная цивилизация уже перешла рубеж сбалансированного потребления продуктов природной среды и восстановления природой понесенных утрат за счет собственных сил. И без эффективной, активной и быстрой помощи человечества, природа не сможет восстановить свои ресурсы. К примеру, каждый житель США ежегодно использует для нужд своей комфортабельной жизни ресурсные продукты в среднем с 9, 0 га земли, а каждый житель Германии или России ежегодно использует подобные ресурсы с 4, 5 га земли. При этом 1/3 ресурсов нашей планеты потребляют только 4% населения Земли.

Несмотря на экологический кризис городов и отсутствие, прежде всего, соответствующего природоохранного мировоззрения властей, общества, его лидеров и граждан, во всем мире уже идет постепенное создание концепции экогорода и решений экоустойчивой, «зеленой» архитектуры. В основе этих схожих понятий лежит: конкретная защита окружающей нас природной среды; бережное использование природных ресурсов; создание дружественной к людям среды обитания; уменьшение энергопотребления и стоимости эксплуатации зданий; создание гарантий долговременной социальной и экономической выгоды.

В США экоархитектура – часть государственного экологического подхода в строительстве, стоящего на основе достижения независимости государства от нефти к 2020 году за счет использования альтернативной энергетики.

Новый подход к современному градостроительному и архитектурному проектированию и строительству, в том числе в России и Москве, включает в себя совокупность прикладных знаний, правил, умений, технологий, которые должны опираться на определенную философию и мировоззрение – бережное отношение к человеку как к части природы и бережное отношение социума к самой природе. Целью является разработка не только экологического подхода, сфокусированного на энергетике и технических, инженерных решениях, но и разработка всеобъемлющего, эволюционно-целостного подхода к достижению устойчивого развития искусственной среды обитания, привязанной к природному окружению, а также обеспечение высокого качества жизни для всех городских обитателей.

Это подразумевает развитие в профессиональной среде проектировщиков и строителей не только чувства общей ответственности за сохранение окружающей среды, но также и активное содействие продвижению эффективных градостроительных и архитектурных решений для создания экоустойчивой городской среды и архитектуры, включая разработку соответствующей нормативно-правовой и регулятивной базы, реформирование правил, стандартов и практики поведения всех заинтересованных сторон в этом важном деле.

Новое руководство Москвы в лице мэра в своих заявлениях о серьезной корректировке актуализированного Генплана развития столицы до 2025 года всячески поддерживает внедрение к этому сроку указанных критериев экоустойчивой городской среды и архитектуры в проектную и строительную практику. Ведь это необходимый путь для спасения нашего многомиллионного города от разрушительных процессов и последствий быстрого роста потребления и невосполнимой утраты энергетических и других природных ресурсов.

Приоритетными направлениями работы по созданию экоустойчивой городской среды признаны и заявлены следующие: сохранение и развитие природного комплекса как основы градостроительной политики города; охрана воздушного бассейна города за счет снижения вредных выбросов в атмосферу; охрана водного бассейна и очистка сточных вод от загрязняющих веществ; утилизация и переработка промышленных и бытовых отходов; скорейшее восстановление лесопаркового защитного пояса; улучшение озеленения и благоустройства городской среды; снижение количества зон шумового дискомфорта.

Интенсивное энергопотребление человеческой цивилизацией топливно-энергетических ресурсов Земли ведет к их быстрому и масштабному расходованию и исчезновению в ближайшем будущем. Ежегодно в мире только для целей горячего водоснабжения, отопления, и других низкотемпературных процессов расходуется около 4, 0 млрд. тонн условного топлива. При этом с точки зрения специалистов топливо в данной области, как правило, используется малоэффективно. Так же удручающе обстоят дела с эффективностью использования и экономией потребления топливно-энергетических ресурсов. При этом и из-за этого атмосфера, гидросфера и литосфера Земли неудержимо загрязняются. Кроме того, из-за активной антропогенной и техногенной деятельности человечества в ряде регионов Земли изменяется среда, климат, и возврат к прежним природным условиям, в которых жили наши предки, становится невозможным.

Особенно остро эта общемировая проблема проявляет себя в городах-мегаполисах, в том числе и Москве – крупнейшем городе Европы. В процессе неэффективной пока работы множества городских энергетических объектов, расточительного сжигания различного топлива многими промышленными производствами и предприятиями (КПД лучших тепловых станций достигает 0, 4; двигателей внутреннего сгорания – 0, 4-0, 5; электрогенераторов и трансформаторов 0, 95– 0, 98); нерациональной эксплуатации наружных сетей и внутренних коммуникаций (потери составляют от 25% до 40 % тепло и энергоносителей); неэкономного потребления и сохранения зданиями побочно выработанной ТЭЦ тепловой энергии (в зданиях тепла усредненно уходит через стены – 31%, окна – 22%, вентиляцию – 21%, перекрытия подвала и верхнего этажа – 15%, другие конструкции – 11%) безвозвратно теряется огромное количество энергии.

Интенсивное и масштабное строительство в последние десятилетия в Москве множества жилых и различных общественных зданий и сооружений, а также определенная активизация промышленного производства вызвали небывалый рост тепловых и энергетических нагрузок на существующие тепловые и энергетические объекты и их сети, которые не всегда с ними справляются. Не дает ощутимых результатов и городская политика, направленная на повышение эффективности работы источников электрической и тепловой энергии (ТЭЦ и др.), снижение потерь при их транспортировке и распределении (внешние сети), экономию и учет тепла, воды и электроэнергии потребителями (приборы учета), использование технических решений в проектах зданий (рекуперация и др.), а также внедрение нетрадиционных и альтернативных источников тепла и энергии (энергия солнца, ветра и др.).

При этом тепловая и энергетическая мощность монопольно действующих в Москве централизованных источников тепла и электроэнергии (ТЭЦ, РТС) практически исчерпана, а имеющиеся в наличии резервные мощности новых и других источников тепловодоэнергоснабжения в городе весьма ограничены, что подтверждается рядом крупных энергетических аварий веерного характера произошедших в последние годы.

Интересен сегодняшний анализ и прогноз (до 2025 г.) будущей структуры топливно-энергетического баланса Москвы, который определяется следующими соответствующими составляющими: природный газ (сейчас 36%, будет 34%); нефть (сейчас 17%, будет 15%); мазут (сейчас 1%, будет 1%); уголь (сейчас 1%, будет 1%); электроэнергия (сейчас 9%, будет 11%); теплоэнергия (сейчас 24%, будет 23%); прочие (сейчас 12%, будет 15%).

Исходя из приведенных прогнозов потребление электроэнергии должно будет увеличиться за счет большей энерговооруженности труда и повышения комфортности проживания, а дефицит свободных мощностей на существующих (традиционных и централизованных) источниках энергии, перегруженность сетей и коммуникаций, вероятно, сможет обеспечить перспективный и более активный рост использования различных автономных и альтернативных источников энергии, экспериментальное опробование которых пока еще весьма незначительно.

Поиск и создание современных ресурсосберегающих и энергосберегающих городских образований, энергоэкономичных и энергоэффективных зданий стали актуальными направлениями градостроительства и архитектуры конца XX и начала XXI вв. Цель этих направлений, прежде всего, заключается в создании ресурсосберегающей и экологически безопасной среды для большинства населения городов-мегаполисов. А задачи характеризуются разработкой концепций и предложений новых градостроительных, архитектурных и инженерно-технологических решений, отвечающих устойчивому развитию комфортной для человека искусственной среды и сохранению важных природных ресурсов. Вот главные из этих новаций.

Ресурсосберегающим и энергосберегающим городам присуща плотная застройка с применением: оригинальных градостроительных и планировочных решений; широких корпусов зданий с оригинальной планировкой и архитектурой; использованием возобновляемых источников энергии (солнца, ветра, воды, тепла земли и т.п.); экономией расходов тепла, электроэнергии, газа, воды, твердого и жидкого топлива, в том числе в наружных инженерных сетях и др.

В энергоэкономичных зданиях ликвидированы лишние траты энергии на отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию, электроснабжение; улучшена теплоизоляция ограждающих конструкций, оконных и дверных проемов; есть оборотное водоснабжение (пока в промзданиях), рекуперация отработанного воздуха и т.п. Согласно имеющейся зарубежной практике потенциал экономичности таких зданий составляет 40-50%.

В энергоэффективных зданиях характерно повышение коэффициента полезного использования энергии во всех энергетических процессах, а также ликвидация лишних трат энергии. Экономический эффект достигается благодаря использованию возобновляемых источников энергии (солнечная радиация, энергия ветра, гидрогеотермальная энергия и т.п.) полностью или частично для горячего водоснабжения, отопления и электроснабжения здания. Солнечные аккумуляторы и коллекторы на крыше и стенах имеют КПД от 0, 1 до 0, 35 и покрывают в среднем до 40% годовой потребности в электричестве, а тепловые коллекторы для отопления имеют КПД от 0, 45 до 0, 6.

Градостроительные энергосберегающие мероприятия подразумевают: уплотнение застройки и максимальную блокировку зданий; организацию замкнутых дворов и внутриквартальных участков; ликвидацию продуваемых пространств с сохранением воздухообмена; ликвидацию потерь тепла в наружных сетях, коммуникациях и др.

Энергоэффективные архитектурные, конструктивные и инженерные решения зданий включают: применение широких корпусов; минимизацию отношения площади ограждающих конструкций к общей площади здания; обеспечение площади оконных проемов от площади наружных стен не более 18-20%; теплотехническую однородность наружных ограждающих конструкций с минимумом теплопроводных включений; применение энергоэффективных заполнителей оконных и дверных проемов; повышение энергетической эффективности систем, оборудования и приборов отопления, горячего водоснабжения, вентиляции, электроснабжения; переход от ламп накаливания на использование энергосберегающих ламп освещения; установку приборов учета, регулирования и экономного потребления тепла, воды, электроэнергии и др.

Прежнее руководство города, в соответствии с решениями Федеральной власти, уделяло вопросам энергосбережения особое внимание и из года в год принимало и совершенствовало Комплексные Целевые Городские Программы Энергосбережения, корректировало соответствующие нормативные документы и по мере сил добивалось определенных результатов в отдельных областях и сферах городского хозяйства. Новое руководство города, в русле решения актуальных столичных проблем, рассмотрело очередную Комплексную Целевую Городскую Программу Энергосбережения в городе Москве на ближайшие 5 лет, после чего приняло ее и утвердило для дальнейшей реализации.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: