Озеро Байкал: остров Ольхон становится «умным»

Владимир Талапов

С 27 по 29 июня этого года на острове Ольхон на Байкале проходила специализированная всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Ольхон – модельная территория энергоэффективности и экологического развития». Конференция является 24-й из серии конференций, посвященных экологическому домостроению, традиционно проводимых новосибирским Институтом теплофизики с начала 90-х годов прошлого века.

Организаторами конференции стали: Институт теплофизики СО РАН, ФГБУ «Заповедное Прибайкалье», Байкальский музей СО РАН, Иркутский государственный университет, Иркутский национальный исследовательский технический университет, Администрация Ольхонского муниципального образования, Ассоциация предпринимателей Ольхона, программа «Экодом», проект «Ольхон – территория экологического развития» (победитель конкурса Фонда президентских грантов), проект «Остров культуры» (победитель конкурса «Культурная мозаика малых городов и сел» фонда Елены и Геннадия Тимченко).

Основными особенностями конференции стали: место ее проведения (на острове Ольхон, вдали от благ цивилизации, где лучше видно все возникающие проблемы), направленность исключительно на развитие острова Ольхон (по результатам работы готовится к печати коллективная монография, посвященная решению проблем острова), высочайший интеллектуальный потенциал участников (несмотря на удаленность, здесь собрались лучшие специалисты России и других стран), ориентированность предлагаемых решений исключительно на российские ресурсы.

Особое внимание конференции уделила и Проектная дирекция Минстроя России, рассматривающая программу устойчивого развития острова Ольхон как весьма перспективную область применения технологий информационного моделирования (как отдельных объектов, так и территориального образования в целом) для развития направления «Умный город» программы «Цифровая экономика Российской Федерации».

Краткая справка по острову Ольхон

По размерам остров Ольхон в два раза больше, чем Мальта. Климат резко континентальный, засушливый, в году порядка 300 солнечных дней. Население составляет 1700 человек, ежегодно на остров приезжает несколько десятков тысяч туристов со всего мира.

Поскольку Ольхон – особо охраняемая природная зона, то практически все виды деятельности здесь запрещены федеральным законодательством (главные исключения – туризм и разведение крупного рогатого скота). По той же причине запрещено строительство предприятий (их на острове нет) и очистных сооружений (их на острове тоже нет), активно возводятся частные гостевые дома, в основном деревянные. Все отходы жизнедеятельности вывозятся на материк и там утилизируются (исключение – отходы животноводства, на них почему-то никто не обращает внимания). Электроэнергия поступает на остров по кабелю с материка. До сих пор существуют небольшие поселения, где электричества нет, а при необходимости используются дизель-генераторы. Регион полностью дотационный.

Такое положение вызывает восторг у туристов, особенно экологических, недовольство местного населения и полное изумление у тех, кто понимает, что в наш 21 век можно природу оберегать и другими способами, не отрываясь при этом от основных благ и достижений цивилизации.

Рис. 1. Слева - одна из достопримечательностей острова Ольхон – скала Шаманка, вдали виден «материковый» берег Байкала; справа – сосна, которой 470 лет.

Коротко о конференции

Конференция готовилась в течение двух лет в процессе выполнения президентских грантов: «Ольхон – территория развития» (2016 – 2017 г.г.) и «Ольхон - территория экологического развития» (2017 – 2018 г.г.).

В грантах были два основных направления. В первом направлении выявлялись лидеры из местного сообщества для решения различных задач острова силами местного населения. Это направление вела Эльмира Семенова. В результате сформировано несколько активных групп, выполнивших ряд проектов местного значения. Второе направление, которое вел Игорь Огородников, называлось «Школа экотехнологий». В рамках этой школы были прочитаны лекции, проведены деловые игры, мозговые штурмы и индивидуальные консультации по использованию экотехнологий в целях улучшения качества жизни на острове, повышения качества обслуживания туристов и снижения нагрузки на природную среду. В результате были выделены несколько тем, в которых заинтересованы местные жители, эти темы и легли в основу программы конференции.

Чтобы повысить восприятие населением новых технологий, акцент был сделан на практическую реализацию экологических проектов для демонстрации технологий. На Сарайском пляже построен компостирующий биотуалет, установлены ограждения для эндемиков и начато строительство туристической тропы. На территории усадьбы Никиты Бенчарова построен автономный безводный компостирующий биотуалет с солнечной системой обогрева. В создании этих объектов принимали участие жители острова и ученики местной школы. Объекты вызвали интерес у местного населения и предпринимателей, занимающихся туристическим бизнесом. Все это сформировало тематику конференции и позволило пригласить тех авторов экотехнологий, которые необходимы для острова и которые уже были реализованы в других регионах России.

Главными темами конференции стали:

• Переработка и утилизация бытовых отходов и стоков в режиме замкнутых циклов.
• Энергоэффективность, применение возобновляемых источников энергии.
• Солнечные биовегетарии, природоподобные агротехнологии для производства экологически чистых продуктов питания для населения и туристов.
• Взаимодействие населенных пунктов острова и живых сообществ на территории национального парка.
• Ресурсосберегающее проектирование и эксплуатация в экологических проектах, применение BIM.

Последняя тема является ключевой, поскольку проект, разработанный по технологии информационного моделирования, может обеспечить системное преобразование инфраструктуры населенных пунктов в экологически ориентированную инфраструктуру. Кроме этого, в рамках технологии информационного моделирования можно отработать план действий по реализации и регламент эксплуатации создаваемой инженерной инфраструктуры.

Как уже отмечалось, основные результаты и рекомендации для острова Ольхон будут изданы специальной монографией. В основном же доклады были посвящены двум главным темам острова: переработке отходов и энергоэффективности. При этом особо стоит отметить, что все предложения – исключительно российские, они уже имеют практическую апробацию (тиражируемое воспроизведение) и основаны на принципе максимального использования природных возможностей. В дальнейшем реализация этих предложений может сделать остров Ольхон безотходным, энергонезависимым и самообеспеченным, при этом затраты будут намного меньше, чем при проведении крупных спортивных соревнований.

Рис. 2. Слева – выступает один из ведущих российских специалистов по биологической переработке отходов Валерий Шапиро. Справа – основные участники конференции: в первом ряду справа налево Вера Маланова (глава Хужирского МО), Игорь Огородников (председатель организационного комитета конференции) и Михаил Низовцев (ведущий специалист по вопросам энергоэффективности зданий Института теплофизики СО РАН), сопредседатели программного комитета конференции.

Надо отметить, что местные энтузиасты весьма неравнодушны к судьбе острова. Поэтому уже в период подготовки конференции и во время ее работы некоторые из них взялись на свои средства внедрять часть предложенных методик переработки отходов, а также построить экспериментальный экодом, в котором будут комплексно воплощены все достижения мировой науки в этой области.

Рис. 3. Действующий биотуалет с автономным энергоснабжением (будочка с воздушным солнечным коллектором – сам туалет с расположенным внутри галечным аккумулятором, справа от него – параболическое зеркало для сбора солнечной энергии). Это первый пример «умного» биотуалета, в котором система обогрева и вентиляции, включающая прямой обогрев от воздушного коллектора, накапливание тепловой энергии в водяном аккумуляторе и последующая подача тепла из этого аккумулятора, когда солнце не светит, управляется цифровой системой. В принципе такое сооружение малобюджетное и в дальнейшем предполагает лишь регламентное обслуживание. На фото слева стоит Игорь Огородников, старший научный сотрудник Института теплофизики СО РАН и бессменный лидер инициативной программы «Экодом», своими руками с двумя местными помощниками собравший этот шедевр из подручных средств.

Информационное моделирование

Все участники конференции, будучи лидерами в науке, давно уже прониклись идеями информационного моделирования и стараются его максимально использовать в своей деятельности. Поэтому общему вниманию слушателей было представлено два новых практических результата, имеющих как непосредственное отношение к проблемам Ольхона, так и применимых в других регионах.

В качестве примера использования BIM была продемонстрирована информационная модель гостевого дома для Ольхона с оснащением необходимым очистным, энергогенерирующим и инженерным оборудованием.

«Изюминкой» работы стало присоединение к модели (выполненной в Autodesk Revit) сметной программы АВС-4. Таким образом, был создана не просто хорошая модель, а некий предпроектный шаблон, в котором можно подвергать здание любым изменениям, учитывающим требования заказчика (вариативное проектирование), получая при этом без серьезных усилий (в автоматическом режиме) кроме всех прелестей BIM еще и полноценную строительную смету. Последнее особенно важно при реализации крупных, в том числе и федеральных, инвестиционных проектов в развитие туристической инфраструктуры острова.

Другой особенностью работы стало то, что она была выполнена студентом Новосибирского строительно-монтажного колледжа Ильей Алениным. Последнее показывает, что применение BIM – это дело не только «избранных», это доступно специалисту любого уровня. Хотя, конечно же, Илья Аленин – человек выдающийся, а его работа еще в своем раннем варианте была отмечена на Втором всероссийском BIM-конкурсе специальным дипломом Проектной дирекции Минстроя России.

Рис. 4. Информационная модель гостевого дома с присоединенной к ней сметной программой АВС-4.

Другим значимым результатом, продемонстрированным на конференции, стала информационная модель (вернее, основа для такой модели) главного поселения острова – поселка Хужир, выполненная в Сибирском государственном университете геосистем и технологий (СГУГиТ). Хотя из-за отсутствия средств модель выполнялась по снимкам из общедоступных бесплатных источников, она уже сейчас пригодна для решения целого ряда стоящих перед островом проблем.

Рис. 5. Фрагмент информационной модели поселка Хужир – «столицы» Ольхона.

Представленные примеры использования информационного моделирования сразу же вызвали немалый интерес со стороны администрации острова и участников конференции, что в дальнейшем обещает вылиться в полноценную комплексную информационную модель, то есть сделать остров Ольхон «умным».

Рис. 6. Создатель информационной модели поселка Хужир Ольга Архипенко и автор модели гостевого дома Илья Аленин. Во втором ряду стоят «примкнувшие к ним» Игорь Козлов (специалист по умным домам) и автор этих строк Владимир Талапов.

Задачи, которые может решать информационная модель острова Ольхон

Как уже отмечалось в статье «Информационная модель – основа «умного города» (https://ardexpert.ru/article/12991 ), информационную модель любого населенного пункта можно четко разложить на две составляющие: индивидуальные информационные модели существующих объектов, а также модель общей среды.

Пример индивидуальной информационной модели гостевого дома уже приводился выше. Что касается общей модели территории острова, то здесь четко видны задачи, для решения которых информационная модель станет не только подспорьем, но и основным рабочим инструментом.

Вот некоторые из них:

1. Точная подоснова для всех проектных процессов (в частности, модернизации и развития сети автодорог, сотовой связи и интернета, других коммуникаций).
2. Модель для инвентаризации и кадастрового учета.
3. Модель зонирования и развития острова (туризм).
4. Геологическая модель, прогнозирование и мониторинг изменений рельефа местности.
5. Сеть автодорог и туристических троп, экологическая связь элементов территории.
6. Мониторинг зон загрязнения и управление природоохранными мероприятиями.
7. Модель развития поселка Хужир и других населенных пунктов.
8. Моделирование пожарной опасности.

На последнем пункте стоит остановиться более подробнее. Дело в том, что основное строительство на Ольхоне ведется из дерева. А многовековая история развития человечества показывает, что все деревянные поселения рано или поздно горят, причем довольно сильно. Поэтому, как видится автору, пожарная опасность – одна из основных для поселка Хужир, особенно в реалиях интенсивного частного строительства домов для туристов. И информационная модель может уже сейчас ее прогнозировать (определение плотности застройки, соблюдение противопожарных расстояний между постройками, учет господствующих ветров и т.п.) и определять профилактические мероприятия.

Рис. 7. Усадьба энтузиаста развития Ольхона Никиты Бенчарова – место проведения конференции.

Первые результаты конференции

Пока проходила конференция, на территории администрации поселка Хужир строился усовершенствованный умный компостирующий биотуалет с системой солнечного обогрева и аккумулирования тепла грунтовым аккумулятором. Этот туалет - второй на Ольхоне, и его можно рассматривать как пилотный проект для последующего тиражирования на острове.

Рис. 8. «Умный» биотуалет для администрации Хужирского муниципального образования оборудован солнечным воздушным коллектором, грунтовым аккумулятором тепла и системой управления обогревом и вентиляцией.

Первым официальным документом конференции явилось подписанное главой ХМО Верой Малановой соглашение между Хужирским муниципальным образованием и Сибирском государственном университете геосистем и технологий (СГУГиТ) о создании информационной модели Хужира. То есть конкретный практический шаг на пути Ольхона к «умному» острову уже сделан.

Рис. 9. Интеллектуальный потенциал всегда был главным богатством нашей страны. В этот раз он сконцентрировался для помощи Ольхону. В руках у участников «Ольхонские авоськи», которые придуманы местными жителями в рамках президентского гранта и призваны вытеснить пластиковые пакеты с острова.

Прошедшая конференция показала, что у острова Ольхон есть все предпосылки и знания для эффективного и устойчивого развития. Нужна только помощь государства.