Лекция 7 Экоустойчивость и энергосбережение города Липецка.

План.

1. Характеристика экологической ситуации г. Липецка.

2. Негативные экологические факторы Липецка.

3. «Зеленая культура».

4. Новый подход к современному градостроительству.

5. Последствия энергопотребления человечества.

6. Ресурсо- и энергосберегающие городские технологии.

1. Липецк – один из крупнейших городов ЦФО. Это еще и огромный промышленный центр, где расположено несколько крупных промзон. и около 2000 предприятий. Такой гигантский промышленный город оказывает сильнейшее техногенное и антропогенное воздействие на окружающую природную среду и именно с этим связаны многие проблемы экологии Липецка и экоустойчивости ее городской среды, которые схожи с такими же актуальными проблемами многих крупных городов мира.

Экология (экологическая устойчивость) в урбанизированных крупных городах обусловлена сложнейшим взаимозависимым комплексом географических, геофизических и природных условий, градостроительных, инженерных, социально-экономических и других проблем, а также методами и способами их решения. Она определяется состоянием окружающей природной среды и вероятностью чрезвычайных экологических ситуаций. При этом состояние окружающей природы очень тесно связано с уровнем техногенного и антропогенного воздействия на нее процессов урбанизации городской среды и способностью природной среды к «самовосстановлению».

2. Последствия сегодняшних действий по жизнеобеспечению нашего города уже не кажутся несущественными. То, что представлялось и представляется экономически и социально значимым и целесообразным, уже сейчас приводит к очень негативным экономическим и социальным последствиям. Нельзя нарушать закон эволюционно-экологической необратимости: экосистема, потерявшая часть своих элементов, уже не может сама вернуться в первоначальное состояние. Особенно негативно воздействуют на среду обитания в Липецке следующие факторы:

- загрязнение атмосферы и воздушного бассейна из-за резко возросших объемов выхлопов автотранспорта (более 70%), а также выбросов промышленных предприятий (около 20%), повлиявшее на здоровье жителей (ПДК), гибель древесной зелени;

- изменение геологической среды в виде образования многочисленных карстово-суффозионных провалов (2% территории Липецка), оползней и подтоплений участков и территорий (около 60% территории Липецка гидрогеологически опасны);

- загрязнение почвы промышленными (в 1,5-2,0 раза выше нормы) и хозяйственно-бытовыми отходами (около 15,0 млн. тонн ежегодно), приведшее к уничтожению естественного почвенного покрова на большей части городской территории;

- загрязнение (химическое и тепловое) поверхностных, грунтовых и подземных вод и водоемов из инженерных коммуникаций и тепловых сетей, водопровода, стоков канализации (до 30-40%), приведшее к заражению грунта и водоносных горизонтов;

- снижение процессов естественного проветривания и объемов поступления свежего воздуха из-за активной застройки окраин и лесопаркового защитного пояса;

- увеличение количества и размеров зон шумового дискомфорта от внешних, (транспортных) источников с превышением на 30-40 децибелл действующих нормативов.

По мнению некоторых ученых-экологов земная цивилизация уже перешла рубеж сбалансированного потребления продуктов природной среды и восстановления природой понесенных утрат за счет собственных сил. Теперь, без эффективной, активной и быстрой помощи человеческой цивилизации, природа не сможет восстановить свои ресурсы. К примеру, каждый житель США ежегодно использует для нужд своей комфортабельной жизни ресурсные продукты с 9,0 га земли в среднем, а каждый житель Германии или России ежегодно использует подобные ресурсы с 4,5 га земли.

3. Несмотря на экологический кризис городов и отсутствие, прежде всего, соответствующего природоохранного мировоззрения властей, общества, его лидеров и граждан, во всем мире уже идет постепенное создание концепции экогорода и решений экоустойчивой, «зеленой» архитектуры. В основе этих схожих понятий лежит: конкретная защита окружающей нас природной среды; бережное использование природных ресурсов; создание дружественной к людям среды обитания; уменьшение энергопотребления и стоимости эксплуатации зданий; создание гарантий долговременной социальной и экономической выгоды. В США экоархитектура – часть государственного экологического подхода в строительстве, стоящего на основе достижения независимости государства от нефти к 2020 году за счет использования альтернативной энергетики.

4.Новый подход к современному градостроительному и архитектурному проектированию и строительству, в том числе в России, включает в себя совокупность прикладных знаний, правил, умений, технологий, которые должны опираться на определенную философию и мировоззрение – бережное отношение к человеку как к части природы и бережное отношение социума к самой природе. Целью является разработка не только экологического подхода, сфокусированного на энергетике и технических, инженерных решениях, но и разработка всеобъемлющего, эволюционно-целостного подхода к достижению устойчивого развития искусственной среды обитания, привязанной к природному окружению, а также высокого качества жизни для всех. Это подразумевает развитие в профессиональной среде не только чувства общей ответственности за сохранение окружающей среды, но также и активное содействие продвижению эффективных градостроительных и архитектурных решений для создания экоустойчивой городской среды и архитектуры, включая разработку соответствующей нормативно-правовой и регулятивной базы, реформирование правил, стандартов и практики поведения всех заинтересованных сторон в этом важном деле.

Внедрение к 2025 году указанных критериев экоустойчивой городской среды и архитектуры в экологическую практику – необходимый путь для спасения нашего города от разрушительных процессов и последствий быстрого роста потребления и невосполнимой утраты энергетических и других природных ресурсов. Приоритетные и направления работы в этой области: сохранение и развитие природного комплекса как основы градостроительной политики города; охрана воздушного бассейна города за счет снижения вредных выбросов в атмосферу; охрана водного бассейна и очистка сточных вод от загрязняющих веществ; утилизация и переработка промышленных и бытовых отходов; восстановление лесопаркового защитного пояса; улучшение озеленения и благоустройства городской среды; снижение количества зон шумового дискомфорта.

5.Интенсивное энергопотребление человеческой цивилизацией топливно-энергетических ресурсов Земли ведет к их быстрому и масштабному расходованию и исчезновению в будущем. Ежегодно в мире только для целей горячего водоснабжения, отопления, и других низкотемпературных процессов расходуется около 4,0 млрд. тонн условного топлива. При этом с точки зрения специалистов топливо в данной области, как правило, используется малоэффективно. Так же обстоят дела и с эффективностью, экономией потребления топливно-энергетических ресурсов. При этом атмосфера, гидросфера и литосфера Земли загрязняются, изменяется среда, климат, и возврат к прежним природным условиям, в которых жили наши предки, становится невозможным.

Особенно остро эта общемировая проблема проявляет себя в городах-мегаполисах, в том числе и Липецке. В процессе неэффективной пока работы множества городских энергетических объектов, расточительного сжигания различного топлива многими промышленными производствами и предприятиями (КПД лучших тепловых станций достигает 0,4; двигателей внутреннего сгорания – 0,4-0,5; электрогенераторов и трансформаторов 0,95– 0,98); нерациональной эксплуатации наружных сетей и внутренних коммуникаций (потери составляют от 25% до 40 % тепло и энергоносителей); неэкономного потребления и сохранения зданиями выработанной ТЭЦ энергии (в зданиях тепла усреднено уходит через стены – 31%, окна – 22%, вентиляцию – 21%, перекрытия подвала и верхнего этажа – 15%, другие конструкции – 11%) безвозвратно теряется огромное количество энергии.

Интенсивное и масштабное строительство в последние десятилетия в Липецке множества жилых и различных общественных зданий и сооружений, а также определенная активизация промышленного производства вызвали небывалый рост тепловых и энергетических нагрузок на существующие тепловые и энергетические объекты и их сети, которые не всегда с ними справляются. Не дает ощутимых результатов и городская политика, направленная на повышение эффективности работы источников тепловой и электрической энергии, снижение потерь при их транспортировке и распределении, экономию и учет тепла, воды и электроэнергии потребителями, использование технических решений в проектах зданий и сооружений, в том числе внедрение нетрадиционных и альтернативных источников тепла и энергии. При этом тепловая и энергетическая мощность действующих централизованных источников тепла и электроэнергии (ТЭЦ, РТС) практически исчерпана, а резервные мощности новых и других источников тепловодоэнергоснабжения в городе весьма ограничены.

6. Поиск и создание современных ресурсосберегающих и энергосберегающих городских образований, энергоэкономичных и энергоэффективных зданий стали актуальными направлениями градостроительства и архитектуры конца XX и начала XXI вв. Цель этих направлений, прежде всего, заключается в создании ресурсосберегающей и экологически безопасной среды для большинства населения городов-мегаполисов. А задачи характеризуются разработкой концепций и предложений новых градостроительных, архитектурных и инженерно-технологических решений, отвечающих устойчивому развитию комфортной человеку искусственной среды и сохранению важных природных ресурсов. Вот главные из этих передовых новаций.

Ресурсосберегающим и энергосберегающим городским образованиям присуща плотная застройка с применением: оригинальных градостроительных и планировочных решений; широких корпусов зданий и сооружений с оригинальной планировкой и архитектурой; использованием возобновляемых источников энергии (энергии солнца, ветра, тепловой энергии земли и т.п.); экономией расходов тепла, электроэнергии, газа, воды, твердого и жидкого топлива, в том числе в наружных инженерных сетях и др.

В энергоэкономичных зданиях ликвидированы лишние траты энергии на отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию, электроснабжение; улучшена теплоизоляция ограждающих конструкций, оконных и дверных проемов; есть оборотное водоснабжение (пока в промзданиях), рекуперация отработанного воздуха и т.п. Согласно имеющейся зарубежной практике потенциал экономичности таких зданий составляет 40-50%.

В энергоэффективных зданиях характерно повышение коэффициента полезного использования энергии во всех энергетических процессах, а также ликвидация лишних трат энергии. Экономический эффект достигается благодаря использованию возобновляемых источников энергии (солнечная радиация, энергия ветра, гидрогеотермальная энергия и т.п.) полностью или частично для горячего водоснабжения, отопления и электроснабжения здания. Солнечные аккумуляторы и коллекторы на крыше и стенах имеют КПД от 0,1 до 0,35 и покрывают в среднем до 40% годовой потребности в электричестве, а тепловые коллекторы для отопления имеют КПД от 0,45 до 0,6.

Градостроительные энергосберегающие мероприятия подразумевают: уплотнение застройки и максимальную блокировку зданий; организацию замкнутых дворов и внутриквартальных участков; ликвидацию продуваемых пространств с сохранением воздухообмена; ликвидацию потерь тепла в наружных сетях, коммуникациях и др.

Энергоэффективные архитектурные, конструктивные и инженерные решения зданий включают: применение широких корпусов; минимизацию отношения площади ограждающих конструкций к общей площади здания; обеспечение площади оконных проемов от площади наружных стен не более 18-20%; теплотехническую однородность наружных ограждающих конструкций с минимумом теплопроводных включений; применение энергоэффективных заполнителей оконных и дверных проемов; повышение энергетической эффективности систем, оборудования и приборов отопления, горячего водоснабжения, вентиляции, электроснабжения и освещения; установку приборов учета, регулирования и экономного потребления тепла, воды, электроэнергии и др.

Вопросы для самоконтроля.

1. Дайте характеристику экологической ситуации в г. Липецке.

2. Перечислите негативные экологические факторы Липецка.

3. Раскройте суть понятия «зеленая культура».

4. В чем состоит новый подход к современному градостроительству, в отличие от классического.

5. Охарактеризуйте ресурсо- и энергосберегающие технологии будущего.

 

Лекция 8

Экологическое законодательство. Экологическое нормирование. Современные экологические программы. Экологически  чистые технологии в градостроительстве. Экологический риск. Экология и градостроительство. Мониторинг окружающей среды и градостроительство.

План.

1. Экологическое законодательство.

2. Экологическое нормирование.

3. Современные экологические программы.

4. Мониторинг окружающей среды и градостроительство.

1.Экологическое законодательство. Следует отметить, что еще в Вавилоне, в XVIII веке до н.э был принят закон об охране лесов. Подобный закон был принят и в Китае в конце I  тыс. до н.э.Только при Петре I был принят ряд законов об охране леса, запрете на расчистку под посевы и пашни на расстоянии 30 верст от рек, по которым шел сплав к Москве, указы о запрещении засорения рек.

Экологическое законодательство является основой правового регулирования природопользования и охраны окружающей среды. В России в настоящее время экологическое законодательство далеко от совершенства и определяется рядом законов, указов и постановлений правительства, которые, к сожалению, чаще всего, не выполняются или выполняются частично. Существуют следующие основные нормативные документы, которые определяют экологическое законодательство:

     •  Венская конвенция об охране озонового слоя (ратифицированная в 1986)

    •  Водный кодекс России

      • Закон об охране окружающей среды

      • Земельный кодекс

•   Закон России об санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, и ряд других законодательных актов.

2.Экологическое нормирование качества окружающей природной среды определяется как деятельность уполномоченных государственных органов по установлению экологических нормативов (т.е. показателей предельно допустимых воздействий человека на окружающую среду) в соответствии с требованиями природоохранительного законодательства.

Норма – это мера воздействия на окружающую среду, а само воздействие определяется как антропогенная деятельность, вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду, содержащие угрозу причинения вреда жизни и здоровью человека, а также состоянию растительного и животного мира, экологических систем.

Закон “Об охране окружающей среды” определяет систему экологических нормативов и стандартов, критерии их установления,  а также органы, ответственные за их разработку и утверждающие эти нормативы.

Нормативы качества окружающей среды подразделяются на три группы:

Санитарно-гигиенические – нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ (химических, биологических, физических воздействий), предельно допустимых уровней (ПДУ) радиационного воздействия. Цель – определение показателей качества окружающей среды применительно к здоровью человека.

Производственно-хозяйственные – нормативы выбросов, сбросов вредных веществ (ПДВ, ПДС), технологические, строительные, градостроительные правила, содержащие экологические требования, Цель – установить требования к источнику вредного воздействия, ограничивая его негативное воздействие пороговой величиной

Комплексные нормативы - сочетающие в себе признаки как санитарно-гигиенических и производственно-хозяйственных нормативов, так и оценка предельно-допустимой нагрузки (ПДН) на окружающую среду, нормы защитных, и санитарных зон и т.д. (т.е. размеры антропогенного воздействия на природные ресурсы или природные комплексы, не приводящие к нарушению их экологических функций) Существуют и отраслевые ПДН применяемые к отдельным видам природных ресурсов, региональные ПДН – учитывающие хозяйственную или рекреационную нагрузку на природные комплексы.