Благостно да зелено
Системное благоустройство и озеленение городских пространств меняет качество жизни
С января вступил в силу закон о «зеленом щите», запрещающий вырубку лесов в защитном поясе крупных городов. Чуть ранее власти Москвы отчитались о 4 млн деревьев и кустарников, высаженных за последние шесть лет. Однако ни о каком системном подходе к озеленению российских городов речи пока не идет, а оценить вклад этих мероприятий в здоровье и комфортное существование жителей не представляется возможным.
Объемно-планировочная структура постсоветских городов, при которой многоквартирные дома-коробки плавают в обширных «плиточных» пространствах с большим количеством случайной растительности,— это и есть сегодняшнее индивидуальное эстетическое лицо российских городов.
В то же время современные понятия о благоустройстве охватывают широкий круг социально-экономических, санитарно-гигиенических, инженерных и архитектурных вопросов, а также рациональное использование городской территории. В частности, санитарно-гигиенические требования сводятся к обеспечению в населенных местах здоровых условий: нормальный микроклимат, чистый воздушный бассейн и водное пространство, инсоляция помещений, проветривание территорий застройки. В этом смысле озеленению города отводится одно из главных мест. Для эффективного управления развитием территории на уровне администраций муниципальных образований важно выстроить систему критериев качества и функционирования любой структуры. Это относится к комфорту городской среды и системе зеленых насаждений города в формате природного каркаса. Можно высадить миллионы деревьев и отчитаться о создании щита, никак не учитывая производимый эффект, либо создавать его как единицу общей структуры, имеющей конкретные исчисляемые показатели изменений.
Благоустройство всегда сопутствует самому понятию «город». В одном из дошедших до нас древнейших памятников письменности — «Эпосе о Гильгамеше» — приводится своеобразный план территории города Урука в Месопотамии. Из него видно, что уже тогда зеленым насаждениям отводилась третья часть городской земли. Однако в современной России системообразующие и средообразующие качества озеленения города забыты и не востребованы. Госзаказ, так же, как и госрегулирование (управление), отсутствует. Устоявшееся в отечественной архитектурно-градостроительной науке представление о благоустройстве как о части градостроительства вытесняется распространенным массовым суждением о некоем сочетании «благоустройства», флористики и дизайна.
Функциональные насаждения
Мало кто может представить, что у городских зеленых насаждений 34 базовые функции. Работают они исключительно при наличии определенных условий. Ну а то, что растения могут создавать негативные последствия для города, хотя бы вследствие неразумного к себе отношения, и вовсе находится за рамками обсуждения. Восприятие растений в городе как чего-то неизменного, не имеющего какой-либо ответной реакции на окружающие условия, а оттого и не требующего постоянного к себе внимания, «как в природе»,— то, что объединяет как сторонников природы в городе, так и их оппонентов.
Базовая функция системы городского озеленения — удовлетворение основной потребности горожан в здоровье. Считается, что чем больше площадь насаждений в городе, тем здоровее среда. Практика же показывает, что это не так. Город не лес и быть таким не может. Даже если в городе существует нормированная площадь зеленых насаждений (например, в Челябинске 52 кв. м на душу населения при норме 50 кв. м — 11 633 га), это совсем не означает, что Челябинск — самый здоровый город. Наоборот, это один из самых вредных для здоровья городов в мире.
Проблема в том, что из нашего сознания исчезло представление об озеленении как об отлаженном механизме, сконструированном из совокупности природных элементов: растений, обреченных выживать в условиях города для исполнения четко очерченных функций. Как любая конструкция при неправильной сборке, она может приводить к негативным последствиям. Например, поступление кислорода в окружающую среду зависит от многих динамичных условий, в первую очередь от площади посадок, пород и видов деревьев, кустарников и трав, от их возраста, размеров, сезона года. Важный фактор — обилие транспорта. Количество наличного кислорода зависит и от числа промышленных предприятий, погоды (важно, солнечная она или дождливая), силы и направления ветров, типа почв на окружающей территории. Может быть, что зелени много, но основная масса кислорода развеяна и «съедена» выбросами заводов и фабрик, выхлопными газами автомобилей.
Неправильные посадки могут приводить к застою воздуха, создавая зоны с повышенными предельно допустимыми концентрациями загрязнителей (ПДК). Представьте парк со значением ПДК, превышающим такой показатель вблизи промышленного предприятия. Такое превышение обнаруживается в парках, расположенных в ложбинах и оврагах, при анализе движения воздуха и переноса частиц городских улиц — каньонов. Анализ убедительно демонстрирует, что большинство традиционных схем озеленения улиц (17 видов) ухудшают экологическое состояние по ПДК. В сложнейших для растений городских условиях может меняться их физиология, вызывая повышенное производство пыльцы, которое приводит к росту аллергических заболеваний. Растения — живые организмы и могут меняться в целях собственного сохранения, а не в угоду человеку, создавшему неблагоприятные условия для их нормальной жизнедеятельности.
Озеленение по науке
Системный подход к озеленению как к созданию зеленых каркасов городов восходит к началу XX века. Французский градостроитель Эжен Энар в 1904 году предложил две наиболее эффективные, по его мнению, системы зеленых насаждений городов: зеленые кольца и зеленые пятна. Обе модели должны были равномерно обеспечить весь город насаждениями при минимальных радиусах их доступности. Проект планировки Берлина 1910 года предусматривал клинообразную схему насаждений, в которой зеленые клинья проникают до центра города и объединяются внешним зеленым поясом.
Развитие зеленой среды в СССР пришлось на послевоенный период градостроительства. В 1970–1990 годах было выпущено большое число нормативных положений, регламентирующих площади озеленения исходя из основной функции средоформирования, конструкции средозащитных полос, типы и виды функционального озеленения. Эти требования соблюдались при проектировании и строительстве новых городских территорий. В 1980-е годы природный каркас в виде поясов, лучей, клиньев рассматривался как ресурсообеспечивающий инфраструктурный слой города. Структурные объекты каркаса размещались с учетом создания оптимального аэрационного режима, режима влажности, температуры и радиационного режима (солнечной радиации) на городской и пригородной территориях. В каждом конкретном случае следовало учитывать особенности искусственного рельефа, созданного застройкой города, и оценивать оптимальное соотношение и взаимное расположение открытых и закрытых пространств с точки зрения регулирования теплового баланса и создания конвекционных токов воздуха в городской застройке. Эти комплексные задачи должны были совместно решать климатологи, геологи, архитекторы и специалисты ландшафтного строительства. Тогда же были проведены масштабные исследования, определяющие степень влияния различных пород деревьев и их совокупностей на окружающую среду, и разработаны первые математические модели подобных сложных систем.
Сделать им красиво
Социально-экономические изменения в России в начале 1990-х годов привели к упадку таких исследований вплоть до полного забвения. Параллельно небывалыми темпами развивался процесс экологизации страны. Однако на городское озеленение это оказало негативное влияние. С одной стороны, экоактивисты исключили из обращение понятие, введенное еще Владимиром Вернадским,— «квазиприрода», модель, созданная человеком из природных объектов, сведя все зеленые территории к «природным». Применительно к городу это означало невмешательство в «естественные процессы», якобы формирующие эти самые территории. С тех пор запущенность того или иного усадебного парка стала именоваться «природой», а приведение этого парка хотя бы в изначальное состояние — преступлением против природы. Власти же перестали рассматривать озеленение города как инфраструктуру, определяющую здоровье горожан, и конструируемую по определенным принципам. Взамен под влиянием «ландшафтных дизайнеров» возникло представление об исключительности эстетической составляющей в озеленении города.
Такая ситуация привела к многочисленным городским конфликтам, не имеющим разрешения, поскольку речь шла о разговоре слепого с глухим. Последующее разделение ландшафтной архитектуры и градостроительства окончательно ликвидировало такую специфическую и определяющую особенность городского озеленения, как комплексность и системность. Исчезла связь растительного покрова города и его микроклимата, пропали принципы благоустройства различных территорий (парки и, более того, лесопарки стали благоустраивать как пешеходные улицы), стали игнорироваться принципы отбора пород для озеленения. Началось засилье цветов-однолетников поярче, покислотнее, тротуарной плитки в «коттеджном стиле». А система городского озеленения как природный каркас приказала долго жить.
Моделирование зеленого будущего
Во всем мире озеленение давно уже не строится по узкоотраслевому признаку, как в России. Теории развития современного благоустройства городов вышли на качественно иной технологический и междисциплинарный уровни. Благоустройство и городская климатология, физиология растений стали сопряженными направлениями в изучении взаимодействия окружающей среды и городских структур в ходе антропогенного преобразования территорий. Актуальность этим исследованиям придали глобальное изменение климата и повышение летних температур в городах. Исследования о климатогенной (средоформирующей) роли растительности и водных объектов и производимом ими биоклиматическом эффекте в современных городах ведутся практически во всех мировых научных центрах.
Для оценки уровня комфорта человека в пространственной среде города стали применяться различные биоклиматические индексы, одновременно учитывающие, например, температуру и влажность, температуру и ветер, температуру, ветер, влажность и солнечную радиацию и др. Максимально широкие возможности моделирования городского микроклимата появились с внедрением прогностической модели ENVI-MET, основанной на фундаментальных законах гидро- и термодинамики, с возможностями подключения к базам данных спутникового дистанционного зондирования Земли, ГИС-технологий. Такая CFD-модель (computational fluid dynamics, вычислительная гидродинамика) позволяет учитывать влияние на микроклиматические условия растительности, инсоляции, теплофизических характеристик зданий и сооружений, тепло- и влагообмена между воздухом и элементами рельефа (почвогрунты, газоны, асфальтовые покрытия). Город и его естественный рельеф представлены 3D-моделью, растительность представлена математическими моделями всех пород деревьев и кустарников, применяемых в озеленении каждого конкретного города. Интерактивная система, состоящая из набора динамических подсистем, позволяет вводить разные сценарии изменения параметров среды и отслеживать развитие по каждому из них для выбора оптимального.
Такие технологии сегодня массово применяются для реконструкции городов Европы, Азии и Америки. Наиболее масштабным проектом стал Grand Paris — «Зеленый Париж», который предусматривает общее снижение температуры на территории Большого Парижа на два градуса по Цельсию. Среди других проектов можно выделить реконструкцию центра Сингапура — Bishan-Ang Mo Kio Park представляет новую модель гидрологии городов — и проект Амстердама по локализации ливневых стоков города. Реконструкция центра Орлеана с помощью CFD-модели позволила снизить температуру на пять градусов. В Лестере (Великобритания) CFD-модель системы озеленения была использована для кардинальной очистки воздуха от загрязнения. Китайский Ляоян применил данную технологию для формирования «зеленого каркаса» в целях усиления вентиляции всего города. В целом ряде городов мира моделирование применяется для оптимизации системы озеленения города для усиления биоклиматического оздоравливающего эффекта и обеспечения удобства туристов.
Облачные технологии сегодня позволяют создать отечественное программное обеспечение по аналогии с ENVI-MET для формирования природных каркасов всех городов и корректирования их в ходе развития города. Города являются весьма сложными системами с множеством взаимодействий в пространстве и времени. Для разработки устойчивых и адаптивных городов, особенно в рамках изменения климата, необходимо знать, как изменения в этой системе будут влиять на местный климат и качество воздуха. Модули моделирования могут включать в себя современные технологии для жилых городов, такие как Blue Technologies, фотокаталитическая деградация вредных веществ или зеленые настенные системы и другие. С помощью моделирования можно сосредоточиться на различных пространственных уровнях: от отдельных структур до генерального плана города в целом в качестве взаимодействующего организма с целью выявления нежелательных эффектов и усиления потенциала региона.