К ИССЛЕДОВАНИЮ СРЕДОЗАЩИТНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЗЕЛЕНЕННЫХ ПРОСТРАНСТВ
Городков А.В., Егорова С.В. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
The results of natural experimental research of the protective functions of the greeneries are studied. The recommendation of their application in the projects are given.
В состоянии экологической деградации среды обитания человека разработка градостроительных мероприятий, направленных на достижение оптимальной степени экологического состояния градосферы, должна базироваться на эффективном использовании естественного компонента городской экосреды озелененных пространств различного функционального значения. В связи с дальнейшим изучением средозащитных качеств озелененных территорий возникли новые условия, диктующие пересмотр взглядов на роль озеленения. Становится очевидным, что с помощью зеленых насаждений можно решать более широкий круг экологический проблем, возникающих в крупных городах. В градостроительном проектировании роль озелененных пространств уже не может ограничиваться только реализацией их ландшафтно-эстетических функций. Остро ощущается необходимость в таких проектных предложениях, которые могли бы способствовать гармоничной реализации всех средообразующих и защитных качеств озеленения. В условиях отсутствия рекомендаций по средозащитному озеленению в нормативных документах по градостроительству, проведены дальнейшие натурно-экспериментальные исследования средозащитного потенциала зеленых насаждений. Ниже обсуждаются предварительные результаты, полученные при решении следующих задач:
- оценка эффективности газо-, пыле-, ветрозащиты зелеными насаждениями;
- тенденции формирования санитарно-защитных зон и установление оптимальной позиции их в системе «источник загрязнения – защищаемый объект»;
Эти задачи планируется решить в ходе натурно-экспериментальных исследований, проведенных на различных объектах озеленения, расположенных, как в пригородных защитных насаждениях, так и в черте крупных городов.
Пылезащитный потенциал. Рассчитанные нами по специальной методике показатели плотности полос, характеризующие концентрацию и объемное распределение фитомассы, могут быть проанализированы совместно с полученной пылезадерживающей эффективностью. С ростом концентрации фитомассы увеличивается и пылеаккумулирующая способностью большинства исследованных объектов. При значении коэффициентов плотности Кпл=0.6-0.8, до 65-80% взвешенной пыли задерживается зелеными насаждениями. При заметных увеличениях скорости ветра до 6-9 м/с и более, отчетливо увеличивались концентрации переносимой пыли на заветренных участках. При этом максимум пылеаккумуляции наблюдался при скорости ветра в 3.5-5.5 м/с, а при дальнейшем увеличении отчетливо фиксируется снижение эффективности зеленый насаждений. К отрицательному результату привели попытки сопоставить ширину полос, (вариация этого примера лежала от 8 до 30 м) с их пылезащитной эффективностью. Выявлено, что максимум пылезащитного потенциала проявляется у полос шириной от10 до 20 м. При этом сам параметр ширины, не проявляет какой либо корреляции с пылезащитной эффективностью. Дальнейшее увеличение ширины не приводит к росту пылезащиты. Различная высотная регистрация концентраций пыли позволяет выявить некоторые весьма существенные закономерности ее распределения. Максимальные уровни концентрации фиксируются на небольших высотах от 0.2 до 2.0 м. Седиментация пыли в полосах, в основном сохраняет эту тенденцию. Здесь так же фиксируются максимальные концентрации, хотя и заметно сниженные. Становится очевидным, что основную работу по аккумуляции пыли выполняет лишь приземная часть полога растений. Чем выше плотность приземной части полога, тем эффективней работает полоса. Осаждение пыли для полос в этой области значительное и достигает100-200 мг/м3, что составляет до 80-90% от исходного уровня. Установлено, что максимальная пылеаккумуляция (60-80% от исходного уровня) у полос зеленых насаждений, сформированных из смешанных пород с максимальной плотностью фитомассы, шириной в пределах 10-20 м, при наличии кустарникового яруса, закрывающего подкроновое пространство основных и сопутствующих пород.
Ветрозащитная эффективность. Одним из основных критериев ветрозащитной эффективности озеленения с градостроительной точки зрения, является протяженность зон влияния. Именно от этого критерия ветрозащиты зависят приемы формирования комфортных зон с пониженными скоростями ветра, как на селитебных территориях, так и в различных категориях зеленых насаждений (лесопарки, скверы и т.п.). С учетом этого могут быть приняты те или иные планировочные решения озеленения, способствующие оптимизации микроклимата территории. В отличие от прежних исследований, нами выявлены закономерности формирования «теневых зон» на относительно небольших расстояниях от защитного озеленения, не превышающего 10 высот (Н) насаждений. Это обуславливается спецификой размещения различных категорий городского озеленения, располагаемого как правило, на небольших расстояниях от зданий, внутриквартальных площадок отдыха и т.п. ощутимый ветрозащитный эффект для большинства объектов исследования проявляется на дистанции удаления 0-10Н. Максимальный уровень ветрозащиты для полос зеленых насаждений шириной 30-50 м, высотой до 16 м отмечен на участке удаления 0-5 Н при эффективности снижения скорости ветра 100%. Это свидетельствует о формировании стабильной и достаточно протяженной зоны микроклиматического комфорта, достигающий в длину до 60-80 м. Достаточно высокий уровень ветрозащиты определяется также в лесополосах шириной 20-30 м, где снижение скоростей фиксируется в пределах 50-80%. Недостаточный уровень ветрозащиты на участке 0-5 Н обнаружен у полос с разреженной структурой, где формируется поле скоростей с более пологой характеристикой распределения в зоне их влияния. На дистанции удаления5-10 Н фиксируется резкое увеличение скоростей ветровых потоков со снижением эффективности полос от 20 до 50%. Это дает основание говорить о формировании второй зоны ветрозащитного влияния, характеризующейся существенным снижением ветрового режима. При значительный начальных скоростях ветра (5-8 м/с и более), ослабляющее действие защитных полос озеленения будет недостаточным для выделения комфортных участков территории на удалении 5-10 Н.
Газопоглотительные свойства. Газозащитная эффективность зеленых насаждений исследовалась в четырех вариантах примагистрального озеленения с целью выявления закономерностей распределения поля концентраций СО2 в системе «примагистральная полоса – линия застройки». Снижение концентраций полосами озеленения в соотношении с контрольным участком, имеет два экстремума: непосредственно за полосой и на расстоянии 2-4 Н. Первый из них обозначает снижение уровня концентрации, а второй – некоторое повышение его. Наиболее контрастно это прослеживается на участке с максимальной плотностью фитомассы(Кпл=0.4-0.5). С уменьшением плотности точки максимума и минимума приближаются к кривой рассеивания на контрольном участке. Зона влияния всех полос распространяется на расстояние до 80-100 м. Наибольший газозащитный эффект по отношению к линии застройки(пешеходная зона) показала четырехрядная полоса озеленения (Кпл=0.48), расположенная на участке фронтальной 9-ти этажной застройки улицы. Снижение концентрации СО2 составило от 100% до 25% в пределах пешеходной зоны и от 130№ до 30-80% в пределах нижних пяти этажей. Одно-двухрядные защитные полосы, находящиеся примерно в одинаковых градостроительных условиях, характеризуются меньшим газозащитным эффектом на (25-40%) по отношению к пешеходной зоне. По мере приближения высоты насаждений к высоте застройки, уровень концентрации загрязнения оказывается равномерным, при небольшом снижении в зоне верхних этажей (от 90% до 50%).
Требования к структуре. С повышением концентрации элементов фитомассы зеленых насаждений интенсифицируются процессы множественного рассеивания и поглощения энергии звуковых волн, активно трансформируются параметры ветровых потоков, уменьшается ветропроницаемость, способствующая седиментации и рассеиванию воздушных примесей. Эти обстоятельства согласуются с биофизическими принципами взаимодействия растительных экосистем с техногенной средой и могут быть положены в основу общего требования к формированию объемно пространственной структуры средозащитного озеленения: максимально плотной фронтальной поверхности с закрытым подкроновым пространством, общей шириной не менее 8-10 м. Для шумозащитных полос оптимальным значением ширины следует считать на менее 18-30 метров. Для пыле-ветрозащитного озеленения допустимо устройство узких полос, шириной 5-8 м. Комплексные средозащитные участки городского озеленения требуют полной реализации своего потенциала резервирования значительных площадей, и широкое их использование существенно ограничивается сложившимися градостроительными условиями. В связи с этим, весьма перспективно повышение уровня озелененности районов новой жилой застройки.
Ландшафтно-средозащитное озеленение. В большинстве случаев требованиям средозащиты отвечают плотные, густые участки зеленых насаждений, сформированные из наиболее устойчивых пород, запроектированные с учетом соответствующей технологии и позиции размещения. Сочетание защитных форм озеленения с ландшафтными принципами, господствующими в современном озеленении, создает определенные трудности в достижении конечной цели – гармоничного сочетания всех видов озеленения: исторически сохраняемого (памятники природы), ландшафтного (с целью повышения эстетического уровня) и средозащитного. Таким образом, возникает необходимость в разработке новым комплексных принципов ландшафтно-средозащитного озеленения(ЛСО) в рамках мероприятий по экореконструкции городской среды. С учетом принципов ЛСО в исторических частях крупных городов, а также в районах новой застройки, и особенно на территориях с застроенными санитарно-защитными зонами, должны быть реконструированы и запроектированы новые различные категории зеленый устройств с учетом их углубленного комплексного средозащитного влияния. С учетом ЛСО должны быть реконструированы примагистральные зеленые насаждения городов, практически не реализующие свой защитный потенциал. Важным микроструктурным элементом ЛСО городов является озеленения участков фасадов зданий. Примеры использования такого приема для большинства крупных городов единичны и незаслуженно забыты почти повсеместно. Роль вертикального озеленения особенно значительна не только с точки зрения фитодизайна городской среды. Следует также учитывать и защитные функции вертикального озеленения, существенно оптимизирующего микроклимат, а в ряде случаев эффективно снижающего уровни шума и пыли.
Проектным решениям на базе принципов ЛСО должно предшествовать уточнение и измерение действующих нормативов и выработка новых дифференциальных норм, отвечающих с одной стороны специфике ЛСО, с другой – условиям и уровню загрязнения территорий. Основным направлением в данном отношении должно стать общее увеличение площади зеленых насаждений крупных городов на 30-40% в сравнении с нормативными требованиями. Это должно быть достигнуто в обеспеченности населения городов озелененными территориями вблизи жилья, а так же на участках санитарно защищенных зон и примагистральных территорий. Проектные предложения, разработанные на основе ландшафтно-эстетисческого подхода, с использованием и сохранением всех элементов городских экосистем при ведущей роли средозащитного озеленение, безусловно, будут способствовать достижению желаемых результатов в улучшении среды обитания человека в крупных городах.