Архитектурно-строительное формирование промышленных предприятий в городе с учетом экологических требований: На примере г. Орла

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

На пороге третьего тысячелетия целый ряд ученых, специалистов и политических деятелей пришли к выводу, что главной опасностью для человечества является надвигающийся экологический кризис. Быстрые темпы научно-технического прогресса и достижения техногенной цивилизации сопровождаются все большей активностью антропогенных воздействий на природу.

Особую тревогу вызывает экологическая ситуация, сложившаяся в городах. В большинстве городов и регионов России степень загрязнения окружающей среды значительно превышает допустимые концентрации. Состояние большинства водоисточников не отвечает санитарно-гигиеническим нормам. По оценкам специалистов каждый десятый город на территории Российской Федерации имеет высокий уровень загрязнения природной и городской сре-ды. 1].

Положение усугубляется интенсивным притоком населения в города. В результате этого на сильно переуплотненных и загрязненных городских территориях проживает сегодня порядка 70% населения страны. [2] Площади городов постоянно увеличиваются, более того, все чаще строительство стало вторгаться в природные комплексы и охранные зоны, подавляя их биосферовосстанавли-вающие функции и нарушая гармоничную связь естественной среды с искусственной.

Сегодня основными источниками загрязнения городской среды являются промышленность и транспорт. Несмотря на значительные затраты и усилия специалистов, направленные на сокращение вредных выбросов в окружающую среду, их улавливание и нейтрализацию, в крупных городах промышленные загрязнения составляют до 50% от общего количества загрязняющих городскую среду веществ. [3].

Вред, причиняемый человеку последствиями промышленного производства — токсичными химическими соединениями, промышленной пылью, шумом, радиацией и многими другими видами вредного воздействия, проявляется.

— 5 В росте числа сердечно-сосудистых, легочных, онкологических и др. заболеваний, детской смертности, снижении среднего возраста мужчин до 58, женщин — до 71 года[3].

Существует мнение ряда специалистов, что поддерживать нормальную экологическую ситуацию на промышленных предприятиях и окружающих их территориях возможно только активными техническими средствами локализации токсичных выбросов. И действительно, в последние годы отмечается некоторое улучшение экологической ситуации в России благодаря более эффективной работе очистных сооружений. Правда, немаловажную роль в этом процессе сыграло и общее сокращение объема производства в России. Однако, для дальнейшего улучшения и нормализации экологической обстановки и сокращения выбросов ядовитых веществ в окружающую среду необходимо внедрять новейшие технологии, малоотходные и безотходные производства. Важнейшим направлением должны стать исследования и разработки биосферовоспроизво-дящих производств и предприятий.

Комплексное изучение негативных воздействий промышленного производства на окружающую городскую среду показывает, что сложившаяся неблагоприятная обстановка определяется во многом архитектурно-строительными решениями, как отдельных зданий и сооружений, так и предприятий и целых промышленных районов, не учитывающими в должной мере современных экологических требований.

Анализ генеральных планов ряда городов, в частности их промышленных территорий, говорит о том, что они не удовлетворяют экологическим требованиям ни по разрабатываемым масштабам развития промрайонов, ни по их размещению, ни по планировочным и объемно-пространственным решениям, и не эффективны с точки зрения экономии территории, ресурсов и энергии.

Существенные недостатки отмечаются в вопросах взаимосвязи производственных объектов и сооружений с городским и природным ландшафтом. Застройка промышленных территорий нередко разрушает прекрасные природные ландшафты беспорядочным расположением и низким архитектурно-художественным качеством построенных зданий и сооружений. В малых, средних и даже крупных городах можно увидеть унылые пейзажи сплошных бетонных заборов, протянувшихся на многие километры, захламленные площадки складов, отвалы и свалки производственных отходов, эрозированную поверхность территории и загубленные зеленые насаждения.

В этой связи архитектор и инженер-строитель как основные участники создания среды жизнедеятельности человека несут ответственность за то, как будут взаимодействовать промышленные предприятия с существующей городской средой.

В настоящее время отмечается некоторый спад промышленного производства, что теоретически должно было бы привести к улучшению экологической обстановки. Однако изношенность технологического оборудования на предприятиях, а также резкий рост транспорта в городах обусловили увеличение техногенного воздействия на окружающую среду, что в целом не привело к заметному улучшению экологической обстановки в городах. Поэтому, проблема экологической реабилитации городской среды стоит весьма остро.

Характерным примером экологического неблагополучия является город Орел, в котором расположен целый ряд промышленных предприятий, набор которых типичен для среднего города России.

Город Орел — административный и промышленный центр в составе Орловской области, находящийся в юго-западной части Европейской территории России, в южной части Центрального экономического района, с населением около 350 тыс. чел.

На территорию более 90 кв. км приходится свыше 100 промышленных предприятий, набор отраслевого состава которых характерен для средних про-мышленно развитых городов и представлен в основном машиностроением, черной металлургией, предприятиями стройиндустрии, приборостроения, пищевого машиностроения, легкой промышленности. Город имеет четыре производственные зоны, занимающие около 16 процентов городской территории. При этом промзоны остаются самыми неэффективно используемыми, беспорядочно застроенными и экологически опасными территориями города.

— 7.

Превышение предельно-допустимых концентраций по отдельным ингредиентам, например, промышленной пыли в воздухе, нитратов, нефтепродуктов, азота аммонийного в водном бассейне составляет десятки раз. При этом улавливается и обезвреживается загрязняющих веществ менее половины от общего количества отходящих от источников вредных веществ, т. е. очистные сооружения и установки несовершенны и малоэффективны [4].

На основе оценки состояния окружающей среды и общей концепции перестройки промышленности в промышленно развитых городах (в том числе и в г. Орле) необходим комплекс мероприятий по реконструкции промышленных зон и предприятий городов, способствующий оздоровлению окружающей среды в застройке существующих районов.

В связи с этим возрастает необходимость всестороннего исследования экологических проблем в городе с тем, чтобы выработать научно-обоснованные принципы и рекомендации по архитектурному формированию рациональных решений промышленных предприятий, зданий и сооружений, учитывающих современные экологические требования.

Между тем отечественными учеными был проведен целый ряд исследований, направленных на изучение экологических проблем при проектировании и строительстве зданий, сооружений и их комплексов в городе.

Важными работами в градостроительстве являются труды М. Бархина, Ю. Бочарова, А. Вергунова, В. Владимирова, А. Гутнова, К. Карташовой, И. Лежа-вы, И. Масляевой, Е. Микулиной, И. Смоляра Н. Улласа, Б. Хорева, Ю. Хромца, С. Чистяковой, 3. Яргиной и др. Среди зарубежных исследователей в этом направлении известны имена Э. Говарда, С. Зоколея, Л. Корбюзье, Д. Саймондса и др.

В области промышленной архитектуры экологичсекие аспекты отражены в трудах авторитетных отечественных ученых и специалистов: В. Алексаши-ной, Н. Алещенко, С. Блинкова, В. Быкова, С. Демидова, В. Десятова, Б. Истомина, Н. Кима, В. Красильникова, А. Кузнецова, Д. Лейкиной, Е. Матвеева, В. Новикова, В. Мыслина, И. Николаева, К. Никулина, А. Тетиора, А. Фисенко, Л. Холодовой, А. Хрусталева, А. Яковлева, К. Яковлеваса-Матецкиса и др.

Наиболыпий интерес, в плане проводимых исследований, представляет работа В. А. Красильникова. В его докторской диссертации 1989 года впервые были подняты вопросы проектирования промышленных предприятий с учетом экологических требований как одного из важнейших факторов улучшения экологической обстановки, сформулированы некоторые направления архитектурных решений промышленных зданий и сооружений, выявлены пространственно-композиционные взаимосвязи ландшафта и промышленной застройки.

В.А. Красильниковым был выделен ряд предприятий I и П-ого класса вредности (по СанПиН 2.2.½.1.1.1031−01.), которые недопустимы для размещения в городе и выносятся за его пределы. Предприятия III, IV и V классов вредности, характерные для размещения в городе и наносящие вред городской среде, в работе не рассматривались.

Комплексных исследований воздействия промышленных предприятий на экологическое состояние городской среды не проводилось и не разрабатывались предложения по реабилитации городской среды путем улучшения архитектурно-строительных решений промышленных предприятий с позиций экологии.

Быстро меняющаяся социально-экономическая ситуация в стране ставит перед промышленным проектированием и строительством комплекс сложнейших задач по переходу на экологические приоритеты в принятии решений.

Таким образом, необходимость существенной перестройки и реконструкции промышленных предприятий в новых социально-экономических условиях России, в том числе, для улучшения экологической ситуации в городах, а также отсутствие научной базы экологизации архитектурно-строительных решений и значительный объем предстоящих работ определяют актуальность проведения настоящих исследований.

ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ является разработка принципов и научно-обоснованных рекомендаций по реабилитации городской среды путем повышения экологизации архитектурных решений промышленных предприятий. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ включают:

— 9- выявление основных воздействий промышленных предприятий на экологическое состояние городской среды;

— выявление основных факторов, определяющих экологическую ситуацию на территории промышленных предприятий и окружающих его территориях, в производственных зданиях и сооружениях;

— разработка научно-обоснованных принципов и рекомендаций по совершенствованию архитектурно-строительных решений промышленных предприятий, направленных на экологическую реабилитацию городской среды;

— разработка рекомендаций по совершенствованию архитектурно-художественных решений промышленных предприятий с учетом экологических требований;

— апробация результатов исследований путем внедрения разработанных решений в практику проектирования промышленных предприятий города.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ — архитектурная организация промышленных предприятий в городе с учетом современных экологических требований.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ — предприятия различных отраслей промышленности, в наибольшей степени влияющие на экологическую обстановку в городе (на примере промышленных предприятий г. Орла).

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ предусматривает:

— изучение и обобщение отечественной и зарубежной специальной литературы и проектной документации;

— натурные обследования промышленных зон, территорий промышленных районов, предприятий, производственных зданий и сооружений г. Орла;

— разработка принципов и рекомендаций экологизации архитектурных решений промышленных предприятий города;

— апробация разработанных предложений в экспериментальных проектах;

— участие в проектировании промышленных предприятий и узлов г. Орла;

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ научно-обоснованные принципы экологизации архитектурных решений промышленных предприятий:

— принципы градостроительного размещения промышленных предприятий в структуре города с учетом экологических требований;

— 10- принципы и предложения по рациональному решению генеральных планов промышленных предприятий с учетом экологических требований;

— принципы и предложения по формированию рациональных с точки зрения экологии объемно-планировочных структур производственных зданийпредложения по совершенствованию архитектурно-художественных решений промышленных предприятий с учетом требовании видеоэкологии.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ состоит в следующем:

— выявлена система основных факторов, определяющих формирование экологической обстановки в городе, их иерархиязначимость архитектурно-строительных решений промышленных предприятий как важнейших антропогенных факторов, влияющих на экологическую ситуацию в городе;

— разработаны принципы градостроительного размещения промышленных предприятий в городе с учетом современных экологических требований;

— сформулированы принципы совершенствования генеральных планов промышленных предприятий с учетом современных экологических требований;

— разработаны принципы формирования объемно-планировочных структур производственных зданий, в наибольшей степени удовлетворяющих современным экологическим требованиям;

— выявлены приемы совершенствования архитектурно-художественных решений промышленных предприятий, зданий и сооружений с учетом требований видеоэкологии.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ состоит в том, что на базе сформулированных принципов и предложений возможна разработка рациональных архитектурно-строительных решений промышленных предприятий, позволяющих улучшить условия производственной деятельности, обеспечить ресурсои энергосбережение, сохранить окружающую природную среду, повысить комфортность проживания горожан, т. е. решить важную социальную проблему.

Основные выводы исследований могут быть использованы при разработке новых и реконструкции существующих промышленных районов г. Орла, а также других городов, имеющих развитую промышленную структуру.

— II.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований доложены на 52-й Международной конференции, школе-семинаре молодых ученых (1998 г., СПбГАСУ), Международной научно-практической конференции «Город и время» (г. Уфа), XXXII и XXXIII научных конференциях Российского университета дружбы народов, на трех научно-практических конференциях Орловского государственного аграрного университета в 1999, 2000 и 2002 г.

ПУБЛИКАЦИИ. Диссертантом по теме диссертации опубликовано 12 статей.

СТРУКТУРА РАБОТЫ.

Диссертация содержит один том, включающий 163с. машинописного текста, 36 лист, иллюстраций, перечень использованной литературы (105 наимено-ванй), приложения.

Работа выполнена в ЦНИИПромзданий (г. Москва) и Орел ГАУ (г. Орел).

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

Проведенные автором исследования, включающие изучение и научное обобщение отечественной и зарубежной практики проектирования, строительства и эксплуатации промышленных предприятий, зданий и сооружений с позиции экологической безопасности, натурные обследования ряда действующих предприятий, а также проектно-экспериментальные проработки архитектурных решений, позволили сформулировать ряд выводов и предложений по формированию архитектурных решений промышленных предприятий, направленных на экологическую реабилитацию городской среды.

1. В условиях прогрессирующего развития техногенной цивилизации проблема экологической безопасности урбанизированных территорий становится сегодня одной из важнейших общегосударственных задач. От ее решения зависит здоровье и благосостояние нынешних и будущих поколений, создание благоприятных условий для плодотворного труда и отдыха населения.

2. В результате исследования современных экологических проблем городской среды и анализа причин сложившейся обстановки автором выделены основные виды антропогенных воздействий, влияющие на состояние ее природных и техногенных компонентов, препятствующие восстановлению городских экосистем и требующие соответствующего регулирования.

При анализе влияния основных источников неблагоприятного антропогенного воздействия на компоненты городской среды выявлена существенная роль промышленных предприятий, на долю которых в отдельных городах приходится около половины от общего числа загрязнений.

3. Комплексное изучение негативных воздействий промышленного производства на окружающую городскую среду показывает, что сложившаяся неблагоприятная обстановка во многом определяется существенными недостатками архитектурно-строительных решений как отдельных зданий и сооружений, так и предприятий и целых промышленных районов, не учитывающих в должной мере современных экологических требований.

— 194.

Выявлены типичные недостатки в градостроительном размещении предприятийобъемно-планировочных решениях предприятий, зданий и сооруженийв организации внешних и внутренних транспортных перевозокв архитектурно-художественных решениях основных зданий и сооруженийв приемах благоустройства и озеленения площадок предприятия и прилегающих городских территорий и др., негативно влияющие на экологическую ситуацию в городе.

4. Проведенные автором натурные обследования большинства промышленных предприятий г. Орла, характерных для среднего промышленно развитого города, и анализ результатов многолетних данных СЭС, подтвердило наличие всех выявленных недостатков архитектурно-строительных решений промышленных предприятий, способствующих экологическому неблагополучию городской среды Орла.

5. Разработана многоуровневая модель основных факторов, влияющих на экологическое состояние городской среды.

Среди множества факторов и их сочетаний выделены наиболее активно воздействующие на формирование и экологическое состояние городской среды. Важнейшими являются такие антропогенные факторы, как: технологические, градостроительные и архитектурно-строительные решения промышленных предприятий, зданий, сооружений и их комплексов.

6. На основе анализа системы факторов, влияющих на экологическое состояние городской среды, автором разработан комплекс принципов формирования архитектурных решений промышленных предприятий, направленных на реабилитацию городской среды.

7. Сформулированы принципы целесообразного размещения новых предприятий с учетом современных экологических требований: принцип размещения промышленных предприятий на основе градоэкологического зонирования территории городапринцип размещения предприятий, исходя из условий их градостроительной организации;

— 195 принцип размещения предприятий в планировочной структуре города с учетом рельефных условийпринцип размещения предприятий с учетом характера застройки городапринцип размещения предприятий из условий оптимальных городских транспортных связейпринцип размещения предприятий с учетом создания оптимальных условий зрительного восприятия.

8. Разработаны принципы совершенствования архитектурно-строительных решений генеральных планов промышленных предприятий с учетом современных экологических требований: принцип экологического зонирования территории предприятияпринцип оптимизации микроклиматических условий на промышленной площадке и прилегающих территориях архитектурно-строительными средствампринцип сокращения территории застройки предприятия, как важнейшего природного ресурса экосистемы «предприятие—город" — принцип озеленения промышленных территорий, как элемента общей экосистемы «предприятие — город" — принцип совершенствования визуальных качеств среды промышленного предприятия.

9. Сформулированы принципы формирования рациональной объемно-планировочной структуры производственных зданий, удовлетворяющих условиям обеспечения экологичности внутренней среды здания и экологической устойчивости окружающей среды.

Принцип компактности объемно-планировочной структуры здания предполагает максимальное сокращение территории застройки, экономное расходование энергетических и строительных ресурсов при возведении и эксплуатации производственного здания.

— 196.

Принцип универсальности и гибкости объемно-планировочного решения производственного здания предусматривает пространственную организацию производственных зданий нового поколения с учетом экологических требований снижения ресурсои материалоемкости зданий, сохранения и рационального использования городских земель.

Принцип рационального решения профиля производственных зданий предполагает улучшение режима воздухообмена, температурно-влажностных условий и освещенности, обусловленных особенностями технологического процесса, климатическими условиями района строительства с помощью устройства крутоуклонных кровель, рационального решения аэрационных фонарей в зависимости от количества пролетов здания и др.

Принцип энергосбережения определяет формирование объемно-планировочных структур производственных зданий на основе энергоэкономичных архитектурно-строительных решений и энергоактивных структур с использованием нетрадиционных видов энергии.

Принцип повышения комфортности внутренней среды с позиции требований видеоэкологии предусматривает применение наиболее эффективных приемов и средств архитектурно-художественной выразительности внутренней среды, позволяющих избежать появления неблагоприятных «агрессивных» и гомогенных визуальных полей.

10. Выявлены особенности конструктивных решений промышленных зданий и рекомендованы строительные материалы несущих и ограждающих конструкций, в наибольшей степени удовлетворяющие требованиям экологии.

11. Определена зависимость архитектурно-художественных решений промышленных зданий от комплекса факторов и показателей визуальной среды, оказывающих влияние на механизм зрительного восприятия.

Рекомендованы наиболее эффективные с точки зрения видеоэкологии средства и приемы повышения архитектурно-хкдожественной выразительности промышленных зданий и сооружений, позволяющих избежать образования визуальных полей, негативно воздействующих на зрительное восприятие.