Автор: Ипполитов Д.Е. ГБУ ЦЭИИС
В статье рассматриваются особенности проведения анализа экологических составляющих на этапе проектирования строительных объектов.
Введение
Вопросы охраны окружающей среды являются одними из важнейших в комплексе дальнейших перспектив развития современного общества. Их острота возрастает с каждым годом. Начало третьего тысячелетия знаменуется завершением формирования мировой рыночной экономики и одновременно глобальным обострением техно-экономических и экологических проблем жизнедеятельности общества [1].
При этом экологическая ситуация обостряется на всех уровнях – локальном, континентальном, региональном и глобальном. Особенно значимые и сложные проблемы наблюдаются в рамках районов, которые интенсивно развиваются, и в городах. Урбанизация крупных мегаполисов, увеличение городского населения, уплотнение и повышение этажности застройки, экстенсивное освоение пригородных районов, строительство автомобильных дорог негативно влияет на многие аспекты жизнедеятельности людей, приводит к ухудшению экологической ситуации в городах, что проявляется в загрязнении окружающей среды, деградации природных комплексов, повышении заболеваемости населения [2].
Вследствие обострения экологических проблем в современном мире и в результате расширения международного сотрудничества в природоохранной сфере особое значение на сегодняшний день приобретает рациональное сочетание экономических и экологических составляющих при разработке и принятии каких - либо проектов, в частности, строительных [3]. В данном контексте очевидной является необходимость оценивать связанные со строительным проектом потенциальные экологические риски и воздействия с целью предупреждения, минимизации, уменьшения или компенсации негативных экологических воздействий на всех этапах возведения объектов.
Основная часть
Анализ экологических составляющих строительного объекта - это процедура, предшествующая запланированным мероприятиям по возведению, реконструкции, ремонту зданий и сооружений, которая предполагает выявление характера, интенсивности и степени опасности этой деятельности для окружающей среды и здоровья населения [4]. Цель анализа - предотвращение ущерба природе, а также обеспечение экологической безопасности, охраны, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов с учетом государственных, общественных и частных интересов.
С целью разработки экологических принципов проектирования строительных объектов, а также выбора действенных и адекватных методов проведения анализа, представляется целесообразным выделить и структурировать факторы воздействия процессов строительства на окружающую среду. Обеспечивая комфортные условия для человека, индустрия возведения объектов, как категория общественного прогресса, прямо или косвенно, но неизбежно негативно влияет на экологическую систему [5].
Прямое негативное влияние проявляется в повышенном шуме, различных излучениях, выбросе вредных веществ. Косвенное воздействие заключается в том, что строительные объекты, задания, сооружения, дороги ежегодно забирают все больше необходимого жизненно важного для человека пространства [6].
В зависимости от источника влияния во взаимодействии с окружающей средой строительный проект может изменять географический ландшафт, вызвать загрязнение в результате функционирования транспортных средств, действия специализированного оборудования, создавать шумовое загрязнение. Более подробное описание этих факторов представлено в таблице 1.
Таблица 1 Влияние строительных процессов на окружающую природную среду
| Источник влияния | Направленность | Характер |
| Строительный объект как инженерное сооружение | Изменение географического ландшафта. Слой почвы со строительных площадок, распределительных полос и т.д. выносится с потоками дождевых и талых вод. Стоянки, остановки, площадки, съезды у водотоков, приводят к загрязнению грунтовых вод, сбрасыванию мусора в пределах природоохранных зон | Постоянный, широкого охвата, прямой и побочный |
| Транспортное движение на строительной площадке | Загрязнение вследствие выбросов. Шумовое загрязнение. Пылевое загрязнение. Физическая опасность. Выбросы отработавших газов, компоненты которых в зависимости от состояния относятся к разным классам опасности. В зоне строительства размещаются площадки для хранения материалов, строительно-дорожных машин и оборудования, иногда горюче-смазочные материалы. В процессе работы происходит утечка горюче-смазочных материалов. | В зависимости от интенсивности, режимов движения и состава транспортного потока, постоянный, местного охвата, прямой |
| Технологические процессы строительства и реконструкции | Загрязнение от выбросов специализированного транспорта, отходов производства, материалов строительства, строительного мусора. Производственный шум. Пылевое загрязнение. Социальные неудобства, физическая опасность | Временный интенсивный, локальный, прямой |
| Технологические процессы возведения объектов | Загрязнение от использования средств против пыли и гололеда. Загрязнение от материалов ремонта. Социальные неудобства при проведении ремонтных работ | Временный малоинтенсивный, локальный, прямой и побочный |
Для оценки воздействия проекта на окружающую природную среду обычно проводится анализ ее компонентов: климата и микроклимата, воздушного пространства, геологических слоев, водоемов, почвы, растительного и животного мира, историко-культурного наследия, социальной и техногенной среды.
Методология анализа должна включать в себя изучение имеющихся исходных данных (социально-экономический анализ территории размещения проекта, пространственные данные, экспертные опросы), обзор экологического законодательства для анализа альтернатив и обсуждения мер по предотвращению, смягчению и минимизации потенциальных негативных последствий, план мониторинга, который позволит оценить результативность и правильность смягчающих мероприятий, что в целом дает возможность достичь ожидаемых положительных результатов.
Рассмотрим более детально алгоритм анализа экологических составляющих на этапе проектирования строительных объектов.
1. Предоставление информации о запланированном проекте.
1.1 Описание местности, на которой будут проводиться проектные работы. Предоставляется копия генерального плана, зонинга или детального плана территории, а также ситуационная схема с нанесенными источниками воздействия на окружающую среду.
1.2 Обозначение цели эксплуатации и использования планируемого к возведению объекта строительства.
1.3 Детализация и описание всех видов деятельности, которые будут осуществляться в рамках подготовительных и строительных работ, а также их характеристик.
1.4 Предоставление информации о запланированных работах (в частности производственных процессах), которая касается, к примеру, видов и объемов строительных материалов, используемых природных ресурсов (земель, воды, биоразнообразия, почв). Также в рамках данного этапа целесообразно предоставить информацию о наличии инженерного обеспечения объекта строительства, в том числе водоснабжения и водоотведения.
1.5 Оценка в разрезе видов и количества ожидаемых выбросов (сбросов), отходов, интенсивности загрязнения воздуха, воды, недр и почвы. Также необходимы данные о световом, шумовом, тепловом, вибрационном и радиационном загрязнении, излучении, которое может возникнуть в результате проведения подготовительных или строительных работ.
2. Выбор альтернатив (например, технологического и/или географического характера) для запланированного строительного проекта, основных причин, которые послужили основанием для выбора предложенного варианта с учетом экологических последствий.
3. Детальное описание текущего состояния экологической обстановки (базовый сценарий) и составление прогноза ее возможного изменения без реализации предложенного проекта с учетом того, в какой мере естественные сдвиги могут быть оценены с использованием имеющихся данных и научных знаний. На данном этапе также целесообразно предоставить информацию о величине фоновых концентраций загрязняющих веществ, справку с гидрометеоцентра о метеорологической характеристике и коэффициентах, определяющих условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере для определенной местности.
4. Формализация факторов окружающей среды, которые вероятно подвергнутся влиянию в результате осуществления строительного проекта касающиеся, в частности, состояния флоры и фауны, здоровья населения, биоразнообразия, состояния земельных ресурсов, воздуха, воды, климатических факторов (в том числе изменение климата в результате выбросов парниковых газов). Отдельное внимание должно быть уделено состоянию материальных объектов, включая археологическое, архитектурное и культурное наследие, ландшафт и их взаимное влияние.
5. Описание потенциального влияния на состояние окружающей среды планируемой деятельности, а именно: величина и масштаб возможного воздействия (площадь территории и численность населения, которые могут оказаться под воздействием), характер влияния (с учетом, если есть трансграничного измерения), сложность и интенсивность, вероятность, прогнозируемого начала, длительность, частота и неизбежность воздействия (включая любое прямое и косвенное, побочное, совокупное, краткосрочное среднесрочное и долгосрочное, трансграничное, временное и постоянное, отрицательное и положительное).
6. Перечень запланированных мер, которые направлены на предупреждение, предотвращение, уменьшение, нивелирование негативного влияния строительного проекта на окружающую среду, в том числе конкретизация компенсационных мер.
7. Анализ прогнозируемого негативного влияния проекта на окружающую среду, которое обусловлено его уязвимостью к рискам непредвиденных ситуаций, с описанием мероприятий, направленных на предотвращение или смягчение воздействия чрезвычайных инцидентов на природу, методы и способы реагирования на непредвиденные события.
8. Все предложения и замечания, которые поступили к уполномоченным территориальным органам, а в случаях, предусмотренных законодательством, к уполномоченным центральным органам после размещения в информационном пространстве сообщения о планируемой деятельности.
9. Краткое изложение программ контроля и мониторинга влияния на окружающую среду проекта, а также (в случае необходимости) планов послепроектного наблюдения.
На следующем этапе исследования после описания нормативно-правовых и методических основ обеспечения анализа экологических составляющих строительных объектов на этапе их проектирования, представляется целесообразным рассмотреть его ключевые практические аспекты.
В качестве примера будет рассмотрено проектирование экологически безопасных высотных сооружений.
Как свидетельствует передовой международный опыт в настоящее время экологическая система не поддается классическому математическому анализу. Поэтому особенности архитектурно-экологического проектирования заключаются в последовательном анализе ряда факторов, характеризующих различные аспекты влияния природно-климатических, градостроительных и санитарно-гигиенических условий на архитектуру высотного сооружения и наоборот.
Этап 1. На этом этапе происходит сбор данных, а именно: определяются особенности участка строительства; характерные природно-климатические черты (направление и сила превосходящих ветровых потоков, количество солнечной радиации, рельеф местности); наличие транспортных путей и пешеходных дорог и прочее. Экологический анализ участка проектирования должен учитывать, во-первых, существующую флору и фауну (разнообразие, распространение и количество), во-вторых, следует определиться с иерархией местности (выделить ключевые места, необходимые для полноценного ее функционирования). Для этого целесообразно использовать метод «картографического сита», который был предложен архитектором Джоном Уоллесом [7].
Этап 2. Поиск оптимального объемно-пространственного решения. Строительство высотной постройки меняет существующие энергетические потоки, а именно микроклимат местности. Особое значение необходимо уделять характеру ветровых потоков и солнечной радиации. Анализ следует начинать со сравнения нескольких вариантов одинаковой площади, но различной конфигурации зданий, которые должны вписаться в место на участке, определенное экологической картой (на первом этапе).
В порядке очередности необходимо проверить: направления воздушных потоков для предотвращения образования турбулентности или ветровых туннелей; годовой процент затенения соседних объектов; проанализировать возможность природной вентиляций внутренних помещений; рассчитать помесячное количество солнечной радиации, попадающей на фасады объекта; определить среднегодовую продолжительность естественного освещения внутренних помещений, а при избыточном его количестве возможность затенения; примерно обозначить количество негативных выбросов в окружающую среду.
Моделирование этих факторов можно выполнить с помощью специализированного программного обеспечения (например, «Ecotect», «DesignBuilder») [8]. В результате такого моделирования на примере трех 45-этажных зданий, которые планировалось построить, оказалось, что при одинаковой площади этажа меньшее затенение прилегающей территории будет при цилиндрической, а большее при прямоугольной-параллелепипедной объемно-планировочной форме зданий. Кроме того, наименьшее количество солнечной радиации получила треугольная форма, а наибольшее прямоугольная. В тоже время анализ ветровых потоков доказал преимущества круглой аэродинамической формы (рис. 1).
Рисунок 1. Перспективные изображения среднегодового количества солнечной радиации, отображаемой различными объемно-пространственными формами
Особого внимания в процессе анализа экологических составляющих на этапе проектирования высотных зданий заслуживает выявление источников потенциального влияния на состояние окружающей среды, а также оценка вероятных рисков.
В целом можно отметить, что наиболее распространенными являются следующие воздействия:
- загрязнение атмосферного воздуха и физические факторы воздействия (шум, вибрация);
- загрязнение поверхностных и подземных вод;
- нарушение и загрязнение почвенного покрова;
- удаление или повреждение объектов растительного мира;
- образование отходов;
- воздействие на объекты природно-заповедного фонда и объекты историко-культурного наследия;
- влияние на здоровье строительного персонала [9].
На основании имеющихся наработок, международных отчетов и отечественных рекомендаций в таблице 2 представлен ряд экологических рисков строительства высотных заданий и степень их влияния на окружающую среду.
Таблица 2. Оценка экологических рисков в процессе строительства высотных зданий
| Классы риска | |||
| Низкий | Умеренный | Высокий | |
| Геологическая среда | Проект не предусматривает нарушения устойчивости естественной геологической структуры | Нарушение естественной геологической структуры будет происходить в пределах 30% запланированного объема работ. Предусмотрены компенсаторные инженерные мероприятия | Нарушение естественной геологической структуры будет происходить выходить за пределы 30% запланированного объема работ. |
| Гидрологический режим территорий | Проект не предусматривает изменений гидрологического режима на территории планируемой деятельности | Проект предусматривает частичные изменения (<15%) гидрологического режима на территории планируемой деятельности | Проект предусматривает значительные изменения (> 15%) гидрологического режима на территории планируемой деятельности (мелиоративные мероприятия на территории водно-болотных угодий, переходы через реки и т.д.). |
| Фрагментация речного потока, деградация берегов | Прогнозируемые трансформации берегов будут незначительные и локальные, сооружения берегоукрепления будут составлять не более 15% длины участка с изменениями (при условии проведения работ по берегоукреплению) | Профиль берега остается естественным. Сооружения берегоукрепления будут занимать до 35% длины участка с изменениями. Существует потребность в берегоукреплении из природных материалов с целью предупреждения оползневых процессов, где есть уязвимые инфраструктурные объекты. | Проект предусматривает трансформацию берегов более 35% длины участка с изменениями. Профиль берега изменен и не соответствует естественному. |
| Виды и группировки, охраняемых животных и растений | В рамках локализации и воздействия проекта нет видов и сообществ, охраняемых животных и растений | В зоне планируемой деятельности охраняемые виды, представлены только при пищевых или сезонных миграциях, однако, рядом есть территории, которые могут выполнять компенсаторную функцию | В зоне планируемой деятельности есть популяции видов, подлежащих охране на региональном (областном), государственном или международном уровнях |
| Объекты природно-заповедного фонда (ПЗФ) и другие природоохранные территории | Объекты и территории ПЗФ или другие типы природоохранных территорий находятся вне зоны влияния строительства | Расположение заданий планируется в окрестностях объектов ПЗФ или в зону планируемой деятельности попадает <10% других природоохранных территорий, однако, предусмотрены компенсаторныемеры, и это не будет влиять на качество сформированных здесь поселений и состояние популяций охраняемых видов животных и растений | Расположение планируется в пределах буферных зон объектов ПЗФ, что затрагивает> 10% площади других природоохранных территорий и будет нарушать качество среды обитания видов и популяций, которые охраняются |
Этап 3. На основе проведенных исследований выбирается наиболее эффективная, с точки зрения экологических критериев, объемно-пространственная форма будущего объекта с дальнейшими уточнениями: возможность повышения пространственной компактности или расчлененности; определение мест расположения, площади и ориентации светопрозрачных ограждающих конструкций, а при необходимости устройств солнцезащиты; проведение более детального внутреннего зонирования здания, ориентации и размеров буферных пространств - атриумов и зимних садов; согласование внутреннего и внешнего озеленения и прочее.
Этап 4 - подбор инженерно-технического оборудования и материалов. При их выборе предпочтение необходимо отдавать экологически рациональным комплектующим. Контроль и оптимизация работы инженерно-технических систем обязательна. Необходимо предусмотреть использование специальных технических мер для получения альтернативной энергии из внешней среды (солнце, ветер) через фотоэлектрические панели, ветроэнергетические установки и прочее. При проведении внутренних работ целесообразно использовать природные и экологически чистые материалы, производство, эксплуатация и утилизация которых не вредят окружающей среде.
Этап 5. На этапе проектирования строительных объектов необходимым элементом является формализация смягчающих экологический риск мероприятий. В таблице 3 представлен составленный автором приблизительный перечень подобных мероприятий в разрезе различных составляющих строительного проекта по возведению высотных зданий.
Комментарии (0)