Мы проектируем наши города для климата, которого уже нет
Введение
Устойчивость городов к климатическим изменениям, таким как рост температур, подъем уровня мирового океана, рост интенсивности и продолжительности штормовых осадков, повторяющиеся штормовые ветра, рассматривается как ведущий фактор сохранения привлекательности городской среды для человека и обеспечения высокой динамики развития территорий. Как правило, к группе наибольшего климатического риска относят прибрежные мегаполисы. Сегодня градостроительная документация по формированию устойчивой к климатическим изменениям среды разрабатывается или действует практически во всех крупных прибрежных городах, в том числе в прибрежных городах стран АТР, таких как Гонконг, Шэньчжэнь, Сямынь, Пусан, Веллингтон, Ванкувер.
По комплексу ландшафтно-климатических условий Владивосток является типичным городом тихоокеанского побережья, и не должен оставаться исключением в разработке градостроительных мер по адаптации к возможным климатическим рискам. Тем более что динамическое развитие Владивостока в последние 15 лет сопровождается неизбежным освоением естественных ландшафтов, с преобразованием качества их взаимодействия с факторами окружающей среды.
Утрата лесного покрова, высотная застройка и планировка городских холмов, расширение улично-дорожной сети и промышленных зон, инженерное обустройство береговой черты кардинально меняют исходный ветровой, инсоляционный и гидрологический режим на территории города. В этих условиях важно понять изменение климаторегулирующих свойств вновь формируемых ландшафтов, их влияние на комфортность окружающей человека среды, и предложить варианты адаптации антропогенной среды к наблюдаемой динамикой климата.
Зоны климатических рисков на территории Владивостока
В силу резкого климатического контраста сторон горизонта в прибрежных районах с муссонным климатом изменение характеристик ветрового и инсоляционного режима существенно корректирует остальные метеопараметры – режим выпадения осадков, температуру и влажность воздуха, степень увлажнения и температуру земной поверхности. Поэтому исходными материалами для оценки зон климатических рисков являлись карты районирования территории г. Владивостока по годовому ходу ветрового и инсоляционного режима (П.А. Казанцев, Я.В. Марус, Е.А. Ван-Хо-Бин).
Их последующее сравнение с материалами действующего Генерального плана и разрабатываемого Мастер-плана г. Владивостока показало, что:- На летнюю штормовую зону побережья Уссурийского залива приходится основной массив территорий перспективного развития жилой застройки. Одновременно эти территории хорошо проветриваются в летний перегрев, в силу небольшой глубины и значительной крутизны склонов быстро сбрасывают штормовые осадки в морскую акваторию, закрыты от зимних ветров и обладают хорошими инсоляционными ресурсами в холодный сезон. - На территорию с летним инсоляционным дискомфортом приходится планируемая общественно-деловая и жилая застройка вдоль берега Амурского залива и застройка в долинах городских рек.
Непосредственно в прибрежной зоне инсоляционный перегрев территории компенсируется проветриванием, но при продвижении от моря вдоль речных долин застройка распространяется на летние перегревные штилевые зоны. - Эти же расположенные вдоль берега площадки открыты зимним муссонным ветрам, а территории в устьях долин находятся в зоне подтопления при выпадении атмосферных осадков и разливе городских рек. - В силу горного характера территории Владивостока зона подтопления с учетом подъема уровня мирового океана (расчетный уровень моря +2 и +5 метров) кроме устьев речных долин, где глубина проникновения морской воды может быть довольно значительна, захватит только узкую полосу портовых сооружений и набережных, но это наиболее ценный ресурс развития города (Рис.1).
Рис.1.Сопоставление зон климатических рисков и территорий перспективного развития Владивостока
Возможное использование лесного покрова для коррекции климатических изменений
Роль растительного покрова в горных районах с муссонным климатом в формировании теплового комфорта и стабильного гидрологического режима была хорошо известна в Восточной Азии тысячи лет назад и зафиксирована в канонах фен-шуй. Лесной массив на вершинах и водоразделах защищает от ветра, снижает перегрев, регулирует сбор и распределение штормовых осадков, поддерживает водность речной сети в сухой сезон.
Оценка динамики и современного состояния лесного покрова была проведена на основе карт города, выполненных в первые годы строительства «Большого Владивостока» в 1965 г., по итогам массовой секционной застройки 1970-80-х годов и реализации строительной программы форума АТЭС (Азиатско-тихоокеанского экономического сотрудничества) в 2013 г., и схем, показывающих границы территорий перспективного развития г. Владивостока к 2030 г.
По завершении реализации намеченной градостроительной программы защитный эффект лесных массивов в дни штормового воздействия для основного градостроительного пятна г. Владивостока будет практически утрачен. Будут застроены лесные массивы в границах водосборного бассейна р. Объяснения, останется незначительный лесной покров в верховьях Первой и Второй речек, после строительства района Уссурийский значительно сократится лесной покров наветренных штормовым ветрам склонов, выходящих к Уссурийскому заливу.
При оценке теплового дискомфорта видно, что раскрытые на запад речные долины, для которых характерен застой воздуха в жаркие влажные погоды, также теряют лесной покров, и его компенсационное влияние на температурно-влажностной режим рассматриваемых территорий. Формировавшиеся на протяжении тысяч лет и обладающие значительным запасом устойчивости и более разнообразными вариантами адаптации к климатическим изменениям естественные ландшафты за короткий период сменяются антропогенными, требующими специальной проработки пространственных решений по их адаптации к наблюдаемой динамике климата (Рис.2).
Рис.2. Динамика лесного покрова южной части п-ва Муравьева-Амурского в сопоставлении с зонами климатических рисков
Влияние антропогенных ландшафтов на динамику климатических изменений
Градостроительное освоение мелкосопочного рельефа со временем кардинально меняет его пространственные характеристики и формирует новую топографию Владивостока. Панорамы застройки центральной части города в 1 -3 этажа конца XIX в. и панорама центральной части города начала 80-х годов XX в. показывают, что при основной массе застройки до 5 этажей сложно-расчлененный низковысотный рельеф полуострова сохраняет доминирующий над городской застройкой характер. Но с начала 80-х годов, при переходе к массовой застройке сопок секционными домами в 9 этажей и, как видно на панораме центральной части города 2024 г., особенно с появлением в долинах и на водоразделах сопок 20 – 30-этажных высотных зданий застройка подчиняет исходный рельеф амфитеатра бухты Золотой рог (Рис.3).
Топография многоэтажной городской застройки становится активным фактором изменения ветрового, инсоляционного и гидрологического режима ландшафтов Владивостока в его современных и планируемых границах. Пространственные характеристики естественного мелкосопочного рельефа города, сглаженного выветриванием и покрытого лесным массивом, способствовали равномерному распределению ветрового и инсоляционного режима, с образованием значительных по территории и четко привязанных к экспозиции склонов пятен микроклиматических зон. Напротив, микроклимат современных антропогенных ландшафтов носит мозаичный характер, повышается климатический контраст внутри ранее однородных микроклиматических зон. Характерные для северных склонов продуваемые континентальным муссоном и испытывающие дефицит инсоляции зимой «пятна» распространяются на южные склоны, ранее закрытые от зимнего дискомфорта. Зоны зимнего комфорта появляются на северных склонах у южных фасадов линейных зданий, штормовые ветра юго-восточного направления и косые дожди становятся характерными для ранее укрытых от ветра территорий, и т.д. В целом, контраст годового хода ветрового и инсоляционного режима между разнородными участками рельефа выравнивается. Оценивая распределение зон теплового комфорта современных антропогенных ландшафтов, можно сказать, что горный Владивосток становится «плоским» (Рис.4).
Рис.3. Изменения пространственных характеристик городских ландшафтов в процессе их антропогенного освоения
Рис.4. Изменение границ и плотности распределения микроклиматических зон, естественные и антропогенные ландшафты
Новая антропогенная топография, сформированная рядами высотной застройки, в противовес исторической квартальной, формирует ландшафты, проницаемые для ветрового, инсоляционного воздействия и атмосферных осадков. Но их интенсивность на уровне нижнего яруса застройки кратно изменяется – от полного исчезновения до возможного увеличения интенсивности воздействия в 2-3 раза (Рис.5). По мнению авторов, восстановление климатической устойчивости новых антропогенных ландшафтов возможно только при их формировании как единой архитектурно-ландшафтной системы зданий, вертикальной планировки и зеленых систем (концепция города-биотопа).
Рис.5. Зоны высотной застройки на территории города
Модель устойчивой к климатическим изменениям городской среды
В горных районах тихоокеанского побережья с муссонным или близким к нему климатом биоклиматический комфорт городской среды в первую очередь определяет орографический рисунок территории и степень его антропогенной трансформации. Дополнительными факторами изменения инсоляционного прогрева, гидрологического и влажностного режима, аэрационных качеств территории выступают свойства формирующих городские ландшафты поверхностей и их растительный покров.
Рассматривая прибрежный город во всем многообразии его сохранившихся естественных и сформированных антропогенных ландшафтов, взаимодействующих с факторами климата, можно предложить следующую модель формирования устойчивой к климатическим изменениям городской среды (Рис.6, Рис.7). Основу модели составляет природный каркас городской территории, включающий: - вершины и водоразделы (основные формы рельефа, влияющие на перераспределение характеристик ветрового режима, и режим выпадения атмосферных осадков), тальвеги и речные долины (основные направления формирования штормовых стоков), литоральную зону - низменное побережье с прилегающими отмелями (зона подтопления и штормового воздействия).
Рис.6. Природный каркас, ткань и ярусная структура городской застройки
Большая часть территории, включающая склоны и равнинные поверхности, с разнообразными характеристиками экспозиции, пористости и отражающей способности может быть отнесена к ткани, формирующей городскую среду. Учитывая ведущую роль свойства проницаемости формирующих городские пространства поверхностей в изменении их влажностного и температурного режима в основу оценки степени антропогенного изменения ландшафтов может быть положена их плотность как соотношение пористых и непроницаемых для влаги поверхностей. Такой подход аналогичен принятой методике формирования «пористой» городской среды (WSUD – WaterSensitiveUrbanDesign).
Предлагаемая ярусная структура модели устойчивой к климатическим изменениям городской среды, аналогичная ярусной структуре лесов умеренного пояса, позволит распределить функции регулирования динамики климатических изменений по вертикали и нивелировать неблагоприятное воздействие пространственных характеристик сложившейся и проектируемой многоэтажной застройки (рис. 6)
Рис.7. Основные приемы восстановления климатической устойчивости антропогенных ландшафтов
Рис.8. Устойчивая к климатическим изменениям застройка береговой черты, ВКР специалиста, Департамент архитектуры и дизайна ДВФУ, Александра Коломоец
Рис.9. Устойчивая к климатическим изменениям застройка береговой черты, ВКР бакалавра, Департамент архитектуры и дизайна ДВФУ, Анна Зварич
Полный текст:
Казанцев П.А., Березина А.А., Болехивская А.Я., Бурдина Д.П., Ван-Хо-Бин Е.А., Марус Я.В. Исследование предпосылок формирования устойчивой к климатическим изменениям городской среды в условиях горного побережья и муссонного климата(на примере г. Владивостока) // Урбанистика. 2024. № 3. С. 28-52. DOI:10.7256/2310-8673.2024.3.71098
Публикации по теме:
Березина А.А., Казанцев П.А. Концепция города-биотопа как архитектурно-ландшафтной системы // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2023. № 2(55). С. 148–162. DOI: https://doi.org/10.24866/2227-6858/2023-2/148-162
Казанцев П.А. «Архитектура Владивостока в контексте устойчивости»: Форма.Спб.Ру, блог, электронный ресурс, https://www.forma.spb.ru/archiblog/2020/11/07/arhitektura-vladivostoka-v-kontekste-ustoychivosti/
Комментарии (0)