Городская инженерия: «новые-старые» технологии
Текст: Георгий Афанасьев | 2014-04-02 | 5718
По оценкам экспертов, технологии, используемые сегодня в России, по своему уровню относятся в основном к третьему и четвертому технологическим укладам. При этом в развитых странах уже давно превалирует пятый технологический уклад и активно внедряется шестой. В этой ситуации вполне естественно, что рассматривая какую-то новую технологию, мы часто начинаем считать ее фантастичной или, в лучшем случае, возможной лишь в далеком будущем. Но на деле оказывается, что в ведущих экономиках эта технология уже применяется или даже успела устареть. Одной из областей, для которых характерна такая картина, является городская инженерия. Георгий Афанасьев рассказал о проблемах российских городов и векторе, в соответствии с которым двигается остальной мир.

 

Изменения в городской среде определяются двумя очень отличными и даже, можно сказать, совершенно разными классами технологий.

Первый класс решает задачу поддержания существующей городской среды, сюда включаются самые передовые технологии, посвященные именно улучшению той среды, которая сложилась в уже сформировавшихся городах.

Второй класс технологий – это фактически построение города «с нуля» на основе совершенно новой концепции. Ее суть сводится к тому, чтобы превратить город в ресурсо-производящую территорию.

Ранее мы подробно рассматривали разницу между этими классами технологий на примере энергетики, давайте сегодня поговорим о том, как это выглядит с точки зрения живых систем.

Все города, которые мы строили раньше, задумывались и проектировались таким образом, чтобы все необходимые городу ресурсы (продукты питания, вода, чистый воздух, энергия) привносились извне. Такому городу обязательно нужен пригород. Внешним продуктом стали даже люди. Их пос­тавщики – это деревни и малые города. Самые одаренные рождаются где-то вне города, но приходят в него, чтобы капитализироваться. Это, кстати, очень интересный эффект, который толком еще никем не анализировался: что позволяет вне крупного города накапливать социальный капитал, который город сегодня просто потребляет, но не умеет производить?

Все «технологические революции»  в таком старом городе упираются в улучшение того, что все равно плохо работает уже столетиями. Плохо работает просто по своему замыслу, потому что, например, почвенную смесь рассыпания на газонах в Москву привозят. Вне Москвы забирают, а  сюда привозят. При этом из Моск­вы вывозятся пищевые отходы, которые либо складируются в Подмосковье,  либо там же сжигаются. Мы знаем, что достаточно простые живые системы в течение трех месяцев могут превратить пищевые отходы в рассыпчатую черную землю. Почему мы этого не делаем? Да потому, что живем в рамках концепции ресурсо-поглощающего города. И дело не в том, что отсутствуют какие-то разработки, – они-то как раз есть. Но вся система настроена так, чтобы их не внедрять.

Последние 20-30 лет активно, причем именно в технологическом залоге, идут поиски модели ресурсо-производящего или, другими словами, креативного города, который сам может генерировать чистую воду, землю, воздух и энергию. Это, по сути, возвращение городу его функции быть городом, а не слободкой при заводе или не военным поселением, которое не несет никакой ответственности за свою территорию, поскольку завтра его переведут на новое место. Второй класс технологий как раз и связан с созданием такого города – города, производящего ресурсы. Эти технологии работают на совершенно другую городскую среду, в которой вы, как житель, не будете покупать для своего фикуса кусочек земли за 150 рублей, но тот мусор, которые вы вынесете в дворовой компостер, превратится в рассыпчатую землю. И такой подход сегодня развивают все ключевые города мира. Они идут, например, к реализации концепции «город без мусора». Системы утилизации – это просто удобный пример. Но разрыв между развитием мировых городов и российс­ких городов состоит не в том, чтобы решить узкую задачу и перестроить системы работы с отходами. В своем развитии мировые города принимают другие целевые ориентиры, в принципе меняют сам вектор развития города...

 

На Западе, например, появились домашние компостеры. Представляете, рядом с посудомойкой у вас теперь стоит компостер. Все процессы в нем происходят без запаха, без каких-либо проблем для дома. Но в итоге за неделю у вас на кухне производится 5-7 литров земли.

В России подобные технологии не используются. Причем речь идет не только об ульт­расовременных, но и о хорошо известных, где-то даже устаревающих технологиях. Но остальной мир думает именно о таких вещах. Берутся живые системы и встраиваются в городскую инфраструктуру. И мусор – это только одна из тем. То же самое происходит и с водой. Самые распространенные на сегодня «новые-старые» технологии – это биологичес­кая очистка воды. Химически мы не можем обеспечить такой чистоты, которая достигается биологически – при помощи растений, микроорганизмов – т.е. системы биоплато. И ведь масштаб получаем совершенно другой! Интересный пример этого есть в Европе, когда одна из небольших стран после распада социалистического блока вместо централизованного водоснабжения организовала 30 тысяч локальных водоемов. Понятно, что в одном случае бизнес заключается в том, чтобы проложить канал и пустить воду. Своеобразная водяная деспотия со всем понятным качеством воды. Во втором случае бизнес оказался гораздо шире. Начался он с продажи знаний об устройстве водоемов, услуг и оборудования. Но потом выяснилось, что 30 тысяч озер – это пищевая безопасность. В водоемах появилась рыба, стали выращивать раков. Возросла и турис­тическая привлекательность территории: появилось 30 тысяч мест, куда просто приятно прийти. И это не говоря о том, сколько было создано новых рабочих мест.

Другой пример. На Фукусиме сейчас используется мико технология очистки среды от выбросов аварийной АЭС. Это грибы, которые абсорбируют в своем теле в десять тысяч раз больше цезия, чем его в среднем содержится в почве. Они являются концентраторами, которые человек создать пока не в силах. Но если и создаст, то сделает это дороже и хуже.

Если будем разбираться дальше, то увидим, что когда мы начинаем брать живые сис­темы и сознательно проектировать город с биоценозом, то происходит очень серьезная перестройка городской среды. Мы, например, создаем парки в городе – такие маленькие клочки зелени. Лучшие мировые муниципалитеты создают города в парках. Казалось бы, простая перес­тановка слов, но она меняет все, потому что мы помещаем весь город в природную среду. И это научный вызов, так как надо собрать все знания о живых системах, чтобы можно было перестроить старые и создать совершенно новые инфраструктуры.

Отдельная тема – это новое представление о здоровье. Мы научились строить города, в которых практически нет места для растений. И человек расплачивается за это определенным сокращением своей жизни. Да, средняя продолжительность жизни растет, но этот рост достигается за счет медицины. Городская же среда его замедляет. И кто знает, каким бы он был, если бы мы не прев­ратили места нашего обитания в каменные джунгли.

Базовая задача, которую сейчас выполняют строители и архитекторы – сделать город плоским, т.е. убрать все неровности. При этом у нас есть специальные санатории для лечения сердечников, которые устроены, как горки с длинными подъемами и спусками. Потому что, чтобы оставаться здоровым, человеку нужна нагрузка, он должен постоянно куда-то взбираться и спускаться. Более того, выясняется, что на детских площадках у нас дует ветер, в то время как срезанные пригорки создавали бы тепловую зону. Выровненные дворы у нас асфальтируются, а потом по асфальтовым дорожкам люди еще и бегают «за здоровьем». Но бег или даже ходьба по асфальту – это серия непрерывных ударов по опорно-двигательной системе. Человек биологически не прис­пособлен двигаться по твердой поверхности. Она должна быть упругой – либо задерненной, либо резиновой. Принятые способы облагораживания территории создают условия для уничтожения здоровья. Ровный двор без пригорков – это сквозняк, отсутствие нагрузки и травмирование позвоночника.

 

Количества зелени в расчете на одного жителя в наших городах очень мало. А ведь по значению этого показателя вполне обоснованно можно понимать, на что мы в принципе можем рассчитывать. Например, мы знаем, что сегодня ливневая канализация не справляется с простым дож­дем в Москве. Просто потому, что вся она закатана в асфальт. Есть такой факт: лес абсорбирует 100% выпадающей влаги. В нем спустя 20 минут после дож­дя можно ходить, при этом мы не встретим там никаких луж. Все впитывается и абсорбируется. А город типа Москвы абсорбирует лишь 10% выпадающей влаги, а 90% вынужден сбрасывать. Потому что он, по сути, специально спроектирован так, что у него нет поверхностей, которые могут забирать и использовать эту воду. Зато у нас есть специальная служба «Мосводосток», которая занимается стоками. Сейчас там образовалась целая проблема с ливневкой, которую нужно чистить. Может быть принято решение в сторону ее расширения, но может быть и в сторону увеличения площади зелени и открытых площадок. Во втором случае мы увидим, что озвученной проблемы попросту нет, так как произойдет естест­венное запасание и использование воды, ее безболезненный сток.

Или другой пример. Немецкие исследователи подсчитали, что если крыша какого-то здания делается зеленой, то есть на ней выращивается травяной покров и растения с мочковатой (располагающейся у поверхности корневой системой), то она генерит такое количество кислорода, которого достаточно для жителей этого самого здания. Растения питаются углекислым газом. Человек выдыхает углекислый газ. Для него это отбросы, а для растения – питание. Растение выделяет кислород, человек кислород потребляет. Идеальный симбионт, который мы сегодня «прогоняем» из своей среды обитания.

Если посмотреть по спутниковой карте на центральную часть Москвы, то окажется, что 80-90% площади занимают дороги и крыши. Мест, где может появиться зелень, нет. Люди, которые находятся здесь, дышат кислородом, принесенным сюда за счет перетока воздушных масс из окружающих парков или лесов. Но не нужно переоценивать возможности этого «транспорта».

Развиваемая нами концепция градостроительства исходит из другого – того, чтобы пронизывать зелеными насаждениями все городские и промышленные застройки, начинать городское строительство с создания «Зеленого плана». Есть примеры стран, которые лидируют в этой части, последовательно реализуют новую концепцию. Например, в Сингапуре, при всей интенсивности его застройки, увеличении этажности и прочих эффектах мегаполиса, процент зелени за последние 10 лет увеличился примерно на 12%. Это очень большая цифра.

Но во многих других местах ситуация разворачивается иначе. Там человечество разрастается как плесень, которая поедает леса. Если посмотреть на анимированные во времени географические карты, то картинка будет очень похожа на болезнь витилиго: пятно расползается, как только оно где-то появилось. К сожалению, никакой другой метафоры найти не могу. Благодаря появлению спутниковых карт, у нас есть возможность наблюдать эту трагедию.

Выстраивая концепцию «города в парке», необходимо стремиться к тому, чтобы человек, выйдя из своего дома к ближайшему скверу, находящемуся в пешей доступнос­ти, мог бы войти, вбежать или въехать в него на велосипеде и дальше, двигаясь по системе зеленых насаждений, перей­ти в парк, лесопарк и, в итоге, дойти до дремучего леса, до тайги. Здесь очень важен принцип непрерывности этой системы, ее неразбитости дорогами и застройками. Потому что с точки зрения биологии крайне важен масштаб биосистемы. Нельзя построить биоценоз на шести сотках, как нельзя этого сделать и на гектаре. Есть некие минимальные размеры, которые позволяют воспроизводиться самостоятельно всему сообществу, и тогда оно не будет требовать постоянной заботы о себе. Современная застройка рассекает городскую среду. Но пос­мотрев на некоторые города, мы вдруг обнаруживаем, что дороги убирают на эстакады. И делается это для того, чтобы территория оставалась единым целым, для того, чтобы вместо 100 гектар у нас не получилось 2 участка по 50. В биологии 2 по 50 не равняется 100. В стогектарном лесу может жить семья оленей, а в пятидесяти – уже нет, т.к. найти пропитание там она не сможет. Но если мы сейчас посмотрим на пригородные части, то увидим, что основная деятельность человека выражается в рассечении оставшихся лесных  массивов на кусочки – дорогами, заборами и всем остальным. С точки зрения целостности биосистем эти дороги и заборы выполняют крайне вредную функцию.

Это не может продолжаться бесконечно.

 

В среднем, каждый человек генерирует тонну отходов в год. Эта огромная масса, которой мы засоряем пригородные земли. Единственное решение, которое возможно – это масштабное распространение биологических методов, живых систем в городах.

Второй шаг, который происходит в этой революции, сос­тоит в еще более радикальном утверждении: все, что выросло в городе, можно есть. Эта важная возможность связана с изменением системы транспорта – с переходом на гибриды, электромобили или со сдвижкой норм по топливу. Высокие марки евростандартов уже позволяют практически вдоль дорог выращивать пищевые растения, что, собственно, и происходит сегодня в Европе. Город превращается в место, в котором произрастают и специально культивируются съедобные растения. Например, Детройт – автомобильный промышленный центр США, сродни нашему Тольятти – разворачивает программы, связанные с выращиванием продуктов питания в городских застройках и парках. И это ведет к очень серь­езной цепочке изменений. Вводится концепция «фуд фореста». Это очень интересное решение, позволяющее выращивать в городских условиях продуктовые леса, требующие столько же обслуживания, сколько и обычный лес. Это кажется невероятным, но лишь потому, что все мы испорчены сельским хозяйством, где нужно непрерывно работать для того, чтобы что-то получить. Ведь если посмотреть на лесную систему с точки зрения сбора ягод, грибов или орехов, то труд туда вносится только один раз – при запуске системы.  И эта система устойчива, она сама себя воспроизводит. Да, в отличие от агровыращивания, она будет менее продуктивна, но зато не потребует ни литра топлива, ни единицы рабочего усилия. «Фуд форест» может поддерживаться тысячелетиями и иметь, как многоярусные леса, 3-4  «этажа» с плодами.

Идем дальше. Мы знаем, что амурский виноград выдерживает температуры до минус 45 градусов. Вьется на 25 мет­ров вверх. Это даже съедобный виноград. Он не очень вкусный, но из него можно делать вино. Почему тогда наши дома не завиты амурским виноградом? Дело даже не в том, что это красиво и так можно производить ценное сырье. Оказывается, что летом  можно сэкономить 5 градусов на охлаждении. То есть здание, стены которого обвиты лозами винограда, не нужно охлаждать изнутри. И это, конечно, надо использовать.

Подобные возможности нужно искать и правильным образом встраивать в общую систему. Задача состоит в том, чтобы настроить систему планирования биоценозов городов. Сейчас биоценоз у нас как-то складывается. Мы почему-то сажаем те или иные деревья. Но никто не выстраивает систему, в которой есть все компоненты и они связаны между собой – человек, растения, животные, микроорганизмы, насекомые. Хороший пример – цветковые растения, которые исчезают, не могут существовать без участия пчел. Поэтому в городе не может быть фруктовых деревьев, если нет опылителей. Не случайно, сейчас все европейские страны выводят одиночных пчел. Это не медовые пчелы, поэтому их гнезда никто не разоряет. Но для них строят специальные домики, чтобы удержать в городе, потому что только они способны обеспечить долголетие произрастающих здесь растений.

Но на все это можно смот­реть и как на новый, гигантс­кий рынок, в том числе и для российских биотехнологий. У нас достаточно много хороших биологических центров, развернутых ранее. Городу нужны бактерии для компостирования и рекультивации земель, новые сорта растений и плодовых деревьев. Множест­во направлений, которые открывают фантас­тические перспективы.

 

Фото: Sergej Khackimullin / Fotolia.com, Antikainen / Dreamstime.com, Anke Leifeld / 123rf.com, Val Thoermer / Fotolia.com