Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Оценка тенденций развития инженерных систем жизнеобеспечения. 14
1.1 Тенденции функционального развития городских территорий и застройки. 14
1.2 Место и роль инженерной инфраструктуры в развитии городских планировочных структур. 26
Выводы по Главе 1. 39
Глава 2. Взаимосвязь градостроительного развития территорий и инженерных систем жизнеобеспечения. 43
2.1 Методические подходы к исследованию влияния развития городских 43
территорий на ИСЖО.
2.2 Анализ факторов, влияющих на ресурсопотребление . 54
2.3 Нормативное и фактическое удельное ресурсопотребление . 67
Выводы по Главе 2. 86
Глава 3. Исследование влияния функционально-градостроительных преобразований на развитие инженерных систем жизнеобеспечения. 94
3.1 Функционально-градостроительные преобразования расчетно-аналитического района. 94
3.2 Исследование показателей чувствительности инженерных систем жизнеобеспечения. 104
Выводы по Главе 3. 115
Глава 4. Апробация результатов. 117
4.1 Характеристики городов и исходные данные. 117
4.2 Расчет и анализ изменения ресурсопотребления. 134
4.3 Исследование показателей чувствительности. 151
Выводы по Главе 4. 173
Заключение. - 176
Список литературы.
- Место и роль инженерной инфраструктуры в развитии городских планировочных структур.
- Анализ факторов, влияющих на ресурсопотребление
- Нормативное и фактическое удельное ресурсопотребление
- Исследование показателей чувствительности инженерных систем жизнеобеспечения.
Введение к работе
Одним из проявлений процесса развития города является изменение
параметров и характера использования территорий и расположенной на ней
застройки: увеличивается плотность, повышается этажность, осваивается
подземное пространство. И все это сопровождается изменением структурного и
функционального состава застройки.
К фундаментальным, имеющим общеметодологическое значение для ; специальных исследований в области градостроительства относятся работы
Ю.В. Алексеева [5], А.С. Алиева [7], М.Г. Бархина [15], В.Н. Белоусова [20], Ю.П. Бочарова [24-28], А.Э. Гутнова [54-57,127,210], Г.Н. Зубкова [67], Я.В. Косицкого [86], O.K. Кудрявцева [27,93], Г.И. Лаврика [95,96], Ю.Л. Пивоварова [126], И.М. Смоляра [157], З.Н. Яргиной [208-210], а также ряда зарубежных ученых П. Велева [32], Э. Гидиона [47], И. Грузы [53], В. Островского [124] и др.
Исследования, посвященные вопросам функциональной организации и развития городских территорий достаточно обширны, и представлены работами М.Е. Антошвили [9], A.M. Базилевича [14], А.Ю. Беккера [17,18], Л.Я. Герцберга [45,46], СВ. Долгалева [61], Т.А. Доценко [62], Г.И. Лежавы [97], Х.М. Майдаевой [101], К.Ф. Неустроева [120,121], Б.Е. Смирнова [155,156], В.А. Тимохина [182,183] и др.
Совершенствование методов градостроительного проектирования, повышения качества и эффективности проектных решений, познание закономерностей процесса развития города, продолжает оставаться одной из актуальных задач градостроительной науки.
Вопросам истории развития городов, различные аспекты динамики
развития городских территорий раскрыты в работах М.А. Белоноговой [19],
л А.В. Бунина [29], Э.И. Ефанова [84], И.А. Ильиной [69], А.Н. Клеванина [78],
Н.П. Крайней [89], Ю.В. Ранинского [134], А.В. Ризена [140], В.А. Сосновского
[172], Дж. Форрестера [191], Х.М. Шайдаевой [195], О.И. Швидковского [197], Ю.Г. Круглякова, А.В. Махровской, М.С. Шумилова и др.
Таким образом, в научной литературе содержится обширный материал, позволяющий проводить исследования процесса развития и реконструкции городской застройки. Однако следует отметить, что практически отсутствуют исследования, направленные на изучение вопроса эволюции городской застройки, произошедшей в последнее десятилетие, в виду изменения экономических отношений.
Вопросы повышения интенсивности использования городских территорий, в том числе с освоением подземного пространства, рассматриваются в работах А.А. Высоковского [42], Г.Е. Голубева [48], A.M. Рудницкого [144]. В работах этих авторов оценивается экономическая эффективность использования подземного пространства, предлагается номенклатура городских функций, допускающих размещение под землей, определяются основные виды вертикального функционального зонирования.
Непрерывное территориально-функциональное развитие городов, смена экономических и социальных взаимосвязей, ставят новые проблемы перед градостроительной теорией и практикой, требует качественно новых подходов и путей их решения.
Развитие городской застройки обусловлено постоянным замещением,
взаимопроникновением функций. Этот процесс функционального
преобразования городских территорий происходит постоянно и на первый
взгляд хаотично. Однако по своей природе он является саморегулирующимся и
прогнозируемым. Преобразование городских территорий обусловлено
] социальным и экономическим "заказом", условиями, которое общество
предъявляет к ним. В случае роста общественного либо экономического
потенциала места происходит неизбежное насыщение данной территории
наиболее общественно значимыми, престижными и экономически
целесообразными на данный момент времени" функциями. Что объективно
свидетельствует о постоянстве процесса изменений существующей функционально-градостроительной ситуации. Это приводит к замещению функций, преобразованию застройки. Экономически или социально более "сильные" функции поглощают либо вытесняют более слабые на менее выгодные участки городской территории.
Новые экономические отношения переходного периода явились катализатором процесса развития городов. Наиболее серьезно они повлияли на процессы изменения функциональной типологии застройки, на соотношение мощности объектов различной функциональной направленности.
Центральные районы крупных городов характеризуются наиболее многофункциональным использованием территории, высокой концентрацией учреждений культуры, отдыха, общественного питания и мест приложения труда. Существенную роль играет и жилая застройка. Центральный район города отличается наиболее разнообразной функциональной структурой с ярко проявляющимся динамизмом. На долю центра, занимающего в территории города всего 10-15% приходится две трети товарооборота магазинов промышленных товаров, более половины предприятий общественного питания и посещений кинотеатров, половина объектов бытового обслуживания и т.д. Здесь сконцентрирована основная масса деловых и административных учреждений, предприятий торговли, ВУЗов, научно-исследовательских и проектных институтов.
Особенностью развития городской системы заключается в единстве, комплексности и целостности ее составных частей - подсистем, например застройки и инфраструктуры. Их развитие невозможно рассматривать порознь, независимо друг от друга, а также без учета влияния каждой подсистемы на всю систему в целом. Изучение проблем строительства и развития города ориентируются, прежде всего, на рассмотрение процесса с экономической, социальной или административно-управленческой точек зрения. Однако практически не исследован вопрос роли и -влияния развития города на
городские инженерные системы. Термин «градостроительство» определяется не только как «строительство городов», но и строительство всей сопутствующей инфраструктуры, а также последующей эксплуатации, реконструкции, модернизации, реновации.
Первые исследования, касающиеся градостроительной роли инженерии, увязанной с вопросом экономической оценки городских земель, проводились в конце 60-х - начале 70-х гг. СИ. Кабаковой [73-75], СВ. Лещенко [99], А.А. Сегединовым [150-152], А.А. Томсеном, Б.Я. Шлюмером. Они были ориентированы на индивидуальную (дифференцированную) оценку городских территорий. В основу дифференциации городских территорий принимались факторы оснащенности городских пространств инженерными коммуникациями, условия транспортной доступности к общественным центрам, уровень достигнутого культурно-бытового обслуживания населения. Эти работы отличались новаторским подходом и в условиях стабильной плановой экономики имели выход на стоимостные показатели. Однако в 70-е годы эти исследования не были востребованы, а в настоящее время отчасти потеряли свою актуальность.
Возвращение к проблеме градостроительной ценности земель произошло во второй половине 80-х годов в связи со сменой экономической концепции развития общества. Работы Л.Я. Герцберга [45-46], А.А. Калинина [76], А.П. Ромма [142], В.А. Щеглова [203], Н.Н. Резникова, В.З. Черняка, Н.П. Шепелева продемонстрировали огромный диапазон методов дифференцированной оценки городских земель по совокупности факторов. Общность их методов основана на системном анализе подсистем градостроительного объекта и учете затрат на освоение и благоустройство территорий.
Работы этих авторов заложили основы отечественной школы рыночного подхода в области градостроительства.
Городская застройка требует современной инженерной инфраструктуры, среди которой наиболее важную, жизнеобеспечивающую роль играют
инженерные системы жизнеобеспечения (ИСЖО) - это системы водо-, тепло- и электроснабжения. Их состояние во многом определяет процесс развития города, обуславливает уровень жизни и работы миллионов людей, влияет на развитие промышленного производства. Именно этим трем городским инженерным системам в данной работе уделено максимум внимания, хотя нельзя недооценивать значимость и других, например, систем газоснабжения или водоотведения. Эти системы не были рассмотрены в данной работе по двум причинам: во-первых, - из-за необходимости представления большого количества первичной информации, которая непременно приведет к перегруженности работы, а во-вторых, - по причине схожести принципов и путей исследования городских инженерных систем.
"Преобразование застройки, реконструкция, новое строительство и последующее ее функциональное использование, непосредственно влияет на обслуживающие их ИСЖО. В частности, на проблему достаточности обеспечения городской застройки ресурсами жизнеобеспечения в соответствии с изменяющимся составом городских функций. Существует реальная необходимость, чтобы в процессе эволюции города инженерные системы отвечали бы тем требованиям, которые к ним предъявляет городская застройка, а не являлась бы тормозом ее развития.
Проблема заключается в том, что городские инженерные сети, обладая слишком большой инертностью, являются менее динамичной системой по сравнению с городской застройкой. Город постоянно меняется, происходит непрерывный процесс реконструкции, сносятся и вновь строятся здания и сооружения. Инженерные сети остаются без изменений на протяжении десятилетий.
Ограниченность материальных ресурсов для интенсивного развития ИСЖО ставят задачу поиска путей использования имеющегося потенциала, существующих резервов. В случае недостаточности ресурсов ИСЖО возникают некие ограничения вариантов преобразования городской территории.
Все это обусловило общую направленность настоящей работы. Необходимо исследование влияния градостроительного развития городских территорий на инженерные системы жизнеобеспечения, имеющее существенное влияние в процессе развития всей городской среды.
Изучению вопроса о роли и месте городских инженерных систем посвящены работы Н.Н. Абрамова [1], СВ. Аргунова [10], М.А. Быковченко [30], С.А. Корнева [85], Э.М. Наврузбаева [117], и др. В них инженерные системы города рассмотрены как "вещь в себе". Без взаимоувязки объективно существующих процессов функциональных преобразований городской застройки с проблемой обеспечения этого процесса ресурсами жизнеобеспечения: водой, теплом, электроэнергией.
Исследуя вопрос влияния функционально-градостроительного развития городской застройки на инженерные системы жизнеобеспечения, был сделан вывод о том, что использование современных компьютерных технологий облегчит решение поставленной задачи. Для этого автором была разработана соответствующая компьютерная программа.
В работе рассматривается и анализируется зона городских распределительных инженерных систем, непосредственно питающих городскую застройку. Это определяется практической направленностью работы на научное обеспечение процесса преобразований городских территорий. Однако предлагаемые методы при необходимости могут быть использованы и для анализа развития городской системы в целом.
Исследуя вопрос удельного потребления ресурсов жизнеобеспечения в зонах различного функционального назначения, определенное внимание было уделено факторам, влияющим на эти показатели, что непосредственно связано с вопросами ресурсосбережения.
Проблемами обеспечения и экономии ресурсов в городском хозяйстве занимались Л.Д. Богуславский [22,23], Н.П. Заборщикова [65], A.M. Кожуринчев [80], И.И. Магда [100], М.П. Майзельс [102,103], Л.М. Махов [106], А.П. Свинцов [149], Г.И. Фильваров [189], Л.А. Шопенский [199-202] и
Др.
Следует отметить, что наиболее полную разработку получила тема удельных показателей водо- и энергообеспечения жилой застройки. Объяснение этому можно найти в том, что экспериментальные исследования всей номенклатуры объектов требует много времени и средств. Они сложны и трудоемки. Причина, по нашему мнению, заключена и в плановом способе ведения хозяйства, где стоимость ресурсов являлась номинальной, не отражала фактическую стоимость питьевой воды и энергоносителей и чаще всего не зависела от фактического ресурсопотребления.
В соответствии со всем вышеизложенным основная цель работы заключается в исследовании взаимосвязи и разработке оперативной методики, позволяющей выявить закономерность и оценить степень изменения в нагрузках инженерных систем ресурсообеспечения при функционально-градостроительных преобразованиях городских территорий.
В результате разработан инженерно-математический аппарат оценки поведения ИСЖО в зависимости от процесса градостроительного развития городских территорий.
В соответствии с целью работы разработана методика и программа исследования для решения поставленных задач теоретического и прикладного характера:
• определить тенденции функционального развития городской застройки, ее динамику, направление и степень влияния на инженерные системы ресурсообеспечения;
• выявить и обосновать параметры взаимосвязи между функциями городской застройки и величиной потребления ресурсов; • разработать техническое решение (компьютерную программу), позволяющую прогнозировать влияние динамики градостроительного развития городской территории на инженерные системы ресурсообеспечения;
i
• провести апробацию методики на фактическом материале.
В качестве источников информации изучались данные статистического, нормативного и проектного характера в отечественной и зарубежной литературе, использовались труды научно-исследовательских и проектных организаций , высших учебных заведений , материалы периодических специализированных и общих издании , опросы специалистов различных областей градостроительства.
Изучались данные статистического, нормативного и проектного характера в отечественной и зарубежной литературе, посвященной вопросам функционального зонирования и потребления ресурсов жизнеобеспечения.
Проводилось математическое моделирование процесса изменения .. ресурсопотребления, разрабатывалась компьютерная программа, проводились
соответствующие расчеты, были сформированы выводы и рекомендации. Объектом исследования являются:
• селитебная зона города и его инженерные системы ресурсообеспечения (в частности, города Москвы и городов Московской области);
•ЦНИИЭП градостроительства, АКХ им. К.Д. Панфилова, НИИКВОВ, ВНИИ ВОДГЕО, ЦНИИЭП инженерного оборудования, НИИ санитарной техники, НИИТЭП и др. "МИСИ, МАРХИ, МИКХиС и др.
АВОК, Водоснабжение и санитарная техника, Проблемы современной урбанизации, Города и системы расселения, Проблемы больших городов, Проблемы архитектуры. Промышленное и гражданское строительство, Жилищное строительство, Жилищное и коммунальное хозяйство, Архитектура СССР, Трубопроводы и экология и др. Предметом исследования является выявление чувствительности (зависимости) инженерных систем жизнеобеспечения при функционально-градостроительных преобразованиях городских территорий.
Границы исследования. Рассмотрены средние, малые города, а также многофункциональные, планировочно обособленные районы города с жилой, административно-управленческой и коммунально-бытовой функциями. В качестве инженерных систем ресурсообеспечения исследованы городские системы водо-, тепло- и электроснабжения (системы инженерного жизнеобеспечения или ИСЖО).
Научная новизна работы заключается:
• в определении закономерностей взаимного влияния функции городской застройки и ресурсопотребления городских территорий на основе экспериментальных данных;
• в создании научно-методологической основы для количественной оценки ресурсообеспечения городских территорий в условиях динамичного развития застройки;
• в разработки показателя градостроительной оценки территории по фактору ресурсообеспечения - показателя чувствительности.
На защиту выноситься:
• оперативная экспресс-методика, позволяющая оценить степень влияния и оптимизировать требования развития ИСЖО при многовариантных функционально-градостроительных преобразованиях городской территории.
Практическая ценность работы заключена в:
• совершенствовании методов анализа и оценки градостроительных решений по фактору ресурсообеспечения на стадии предпроектных исследований городской территории;
• установлении градостроительных критериев оценки ИСЖО; • использовании разработанной методики городскими планирующими и проектирующими организациями при выдаче заданий на проектирование реконструкции территорий.
Внедрение результатов исследования предполагается осуществлять путем:
• применения результатов работы в деятельности ГУП МО НИИПИ «Градостроительства» и других институтах проектирования городов Российской Федерации, а также органам исполнительной власти при выборе стратегии градостроительного развития.;
• публикации результатов исследований, полученных по разработанной теме;
• участия в работе научных конференций, семинаров, совещаний. Апробация работы. Результаты работы доложены на VI
Международной научно-практической конференции «Вопросы планировки и застройки городов», XXI Технической научно-методической конференции «Студенческая наука», XXII научно-технической конференции «Иностранный язык в строительном вузе». Разработанная методика применена в дипломных работах и учебных исследованиях студентов МИКХиСа.
Структура диссертации включает введение, четыре главы, заключение, список использованной литературы.
Во введении обосновывается актуальность темы, определяются цели, задачи, объект, предмет и границы исследования, формируется проблема и подход к ее решению, устанавливается степень новизны и практическое значение работы.
В первой главе обобщается опыт исследований, посвященных вопросу становления и развития города, городских территорий, застройки различного функционального назначения. Рассматривается место и роль городских инженерных систем жизнеобеспечения в процессе градостроительного развития. Исследуется поведение городской инженерной инфраструктуры при различных вариантах развития функций городской застройки.
Во второй главе предлагаются методические подходы к изучению влияния функции городской застройки на ресурсопотребление. Исследуются показатели нормативного удельного ресурсопотребления объектами различного функционального назначения. Эти показатели сопоставляются с фактическими данными. Выявляются факторы, влияющие на ресурсопотребление. Определяются удельные показатели, для использования их в расчетах.
В третьей главе, на основе разработанной методики и данных об удельном ресурсопотреблении, исследован гипотетический расчетно-аналитический район, сформированный на основе градостроительных нормативов. Сделаны выводы о степени влияния градостроительного развития территорий на инженерные системы жизнеобеспечения с помощью показателя чувствительности.
В четвертой главе разработанная методика апробируется на пяти городах Московской области. Полученные результаты обобщаются, группируются. Формируется вывод о применимости предлагаемых методических подходов.
В заключении подводятся итоги работы, формулируются общие выводы и определяются перспективы дальнейшей работы в избранном направлении.
Диссертация содержит 195 страниц текста, в том числе 62 таблиц, 21 график.
Список использованной литературы содержит 210 наименований.
Место и роль инженерной инфраструктуры в развитии городских планировочных структур.
Современный город нельзя представить себе без систем инженерного обеспечения: надземных, наземных и подземных инженерных сетей и сооружений. Эти системы являются неотъемлемой частью каждого города. По своей величине они сравнимы с городом и являются одним из самых масштабных градостроительных образований. Система инженерного обеспечения города уже на его дальних подступах образует достаточно сложную сеть подземных, наземных и надземных инженерных сооружений. Так Москву обслуживают четыре водопроводные станции: Западная и Рублевская забирают воду из Москвы-реки, Северная и Восточная - из Волги. Общая мощность станций равняется 6725 куб.м. питьевой воды в сутки, а длина распределительной сети города составляет 9084 км107.
Удельный вес городских систем инженерного обеспечения в стоимости застроенной территории составляет в среднем 25-30% и имеет тенденцию к увеличению. В настоящее время по оценкам инвесторов, при строительстве зданий в центральной части г.Москвы общие затраты на обеспечение подключения к городским инженерным системам жизнеобеспечения достигают 30, а в некоторых случаях и 40% от общей стоимости строительства.
Главной задачей инженерных систем городов является обеспечение всех потребителей коммунальными ресурсами в необходимом количестве и при требуемом качестве. Однако во многих случаях они не выполняют поставленные перед ними задачи. Так, многие потребители воды, тепла и электроэнергии не обеспечиваются нужным количеством ресурсов, во многих городах они подаются с перебоями или по графику. Процесс развития инженерных сетей заключается в управлении изменениями структуры и параметров системы, необходимых для выполнения своего функционального назначения. Этот процесс сводится к решению многочисленных задач по прогнозированию, корректировке алгоритмов управления, планированию, проектированию, строительству, мониторингу, реконструкции и эксплуатации.
Инженерные системы обеспечения городской застройки представляют собой динамичный комплекс, состоящий из источников ресурса, головных (обслуживающих и регулирующих) сооружений, систем коммуникаций (доставки) различных уровней. Эти системы обеспечивают всех потребителей водой, различными видами энергии, а также отвод и очистку сточных вод, удаление и обезвреживания отходов от населения и предприятий.
Городские инженерные системы относятся к инфраструктуре городской застройки. Вот как дал ее определение один из ведущих специалистов в этой области А.А. Сегединов: "К инженерной инфраструктуре относится комплекс инженерных систем, обслуживающих потребности промышленности, транспорта, науки, строительства и непроизводственной сферы, а также жилые кварталы в теплоснабжении, водоснабжении и канализовании, газоснабжении, 1 водоотведении, в дорожно-транспортных коммуникациях, средствах связи, транспорте и др."
Среди основных или наиболее важных по своему значению городских инженерных систем можно выделить инженерные системы жизнеобеспечения, без которых невозможно функционирование застройки. Это системы водоснабжения, теплоснабжения и электроснабжения (таблица 1.2.1). Принципиальные схемы их работы схожи: это источник получения ресурса, стадии подготовки различного уровня и транспортные сети, доставляющие ресурс до потребителя.
К инженерной инфраструктуре города также относятся системы обеспечения представленные в таблице 1.2.2. Хотя эти системы инженерного обеспечения и не являются предметом исследования, автор не в коей мере не преуменьшает их значения. Их роль не менее важна, чем систем водо-, тепло- и энергоснабжения, однако, они не рассматриваются по причине необходимости предоставления большого объема исходной информации, а также из-за схожести принципов их функционирования с выбранными системами обеспечения.
Также городские инженерные сети можно условно разделить на непосредственно обслуживающие городскую застройку: водопровод, канализация, электроснабжение, газоснабжение, отопление и др. и на так называемые транзитные сети: водостоки, дренажи, сети уличного освещения, силовые сети трамваев, троллейбусов, метро, кабельные сети связи, радио, телефона, телеграфа, сигнализации регулирования уличного движения и охраны объектов и пр.
Современные системы инженерного жизнеобеспечения города имеют следующие признаки :
1. Сложность. Этот признак проявляется в масштабности, пространственности, многоконтурности, разветвленности и многообразии различных конструктивных решений, условий прокладки, типов элементов, экономических характеристик современных ИСЖО. Наличие этого признака вносит весьма существенные трудности в решении задач по обоснованию параметров строительства и реконструкции, как отдельных ее элементов, так и системы в целом.
2. Иерархичность структуры. Обусловлена наличием прямой производственной и технологической связи между различными уровнями подсистем ИСЖО. Наличие строгой многоуровненной структуры делают систему инженерного жизнеобеспечения города жизнеспособной, управляемой, гибкой и удобной в эксплуатации. Однако следует отметить, что организация управления такой структурой требует достаточно сложной подготовки и обоснования.
Наиболее распространенной схемой построения систем инженерного обеспечения является древовидная. Такое построение подразумевает, что любой ресурс проходит свой путь по строго определенной последовательности участков и сооружений сети. Однако следует отметить, что согласно требованиям надежности устраиваются кольцевание сетей для того, чтобы в случае необходимости иметь возможность перераспределения ресурса между пользователями.
3. Непрерывность развития. ИСЖО это динамические непрерывно эволюционирующие системы. Для них в целом характерно постоянное увеличение объемов ресурсопотребления, наращивание производительности, непрерывной реконструкции, ремонта и расширения транспортирующих и регулирующих сооружений. Процесс развития ИСЖО, как правило, является стохастическим, с монотонно возрастающим трендом. Кроме того, на процесс их функционирования влияет огромное количество неконтролируемых внешних факторов (социальных, метеорологических, хронологических, технических и др.). В связи с этим весьма важным для таких систем являются задачи прогнозирования их развития, которые заключаются в максимилизации эффекта и минимизации трудовых и материальных затрат.
Анализ факторов, влияющих на ресурсопотребление
Одним из факторов, влияющим на удельное водопотребление, является численность проживающего в городе населения. В предлагаемой ниже таблице 2.2.1 представлены фактические данные, полученные в результате обследования 140 городов численностью населения от 100 до более 500 тыс.чел.
Анализ результатов этого исследования показал значительный разброс значений общего удельного водопотребления. Даже в схожих по численности населения и климатического месторасположения городах наблюдались серьезные расхождения. Вместе с тем, была выявлена тенденция увеличения удельного водопотребления с ростом числа жителей города, что объясняется более высокой степенью благоустройства жилых зданий, а также более развитой сферой обслуживания.
В период с 1970 по 1980 гг. водопотребление в городах СССР постоянно росло: средний ежегодный рост общего удельного водопотребления составлял 3-4%, а доля промышленного водопотребления - неуклонно уменьшалась. В начале 1980-х гг. для большинства крупных городов нашей страны было характерно следующее соотношение между расходами питьевой воды основными категориями потребителей 103: в жилых зданиях - 45-55%, в общественных зданиях и на коммунально-бытовых предприятиях - 15-20%, на промышленных предприятиях - 25-40% общего потребления воды. Однако в последние годы наблюдается существенное изменение структуры потребления водных ресурсов. Так в Москве, за счет снижения доли водопотребления предприятиями коммунально-бытового хозяйства и промышленности, резко возросла доля населения (таблица 2.2.2)107.
Объяснение столь резкого изменения в структуре основных потребителей водных ресурсов можно найти в сложившейся новой экономической ситуации, обуславливающей снижение промышленного производства.
Основным природным фактором, влияющим на потребление водных ресурсов, является климатические условия населенного места. Результаты исследований34, полученных в ходе изучения фактических уровней водопотребления, проведенных под руководством НИИ КВОВ в жилом фонде по климатическим зонам, иллюстрируется диаграммой 2.2.1.
Полученные результаты свидетельствуют о последовательном росте удельного водопотребления от I, II к IV климатической зоне. Расхождение средних значений фактических расходов воды в жилом фонде между IV и I, II климатическими зонами различаются в размере 25-30%.
К основным причинам такой разницы, формирующим отличия одной климатической зоны от другой, можно отнести ряд факторов. Основными из них являются: температура и влажность воздуха, количество атмосферных осадков, интенсивность солнечной радиации, а также и некоторые другие.
Исследование влияния социально-экономических факторов на потребление водных ресурсов имеют богатую историю. Все помнят абсолютно верные призывы "Берегите воду", однако больших успехов политика агитации и наглядной пропаганды не принесла. Проведенное социологическое исследование в Москве, посвященное вопросу водосбережения выявило, что на 46,2% опрошенных влияют призывы к экономии воды, а 53,8% вообще не реагируют на них3. Значимость социально-экономического фактора ресурсопотребления зависит от поведения населения и культуре водопользования.
По оценке западных исследователей, одним из основных побудительных мотивов в наибольшей степени влияющих на потребление воды, является величина тарифа на ресурс. Чем дороже он обходится, тем бережнее относится к нему потребитель. В связи с этим, неизбежная реформа ЖКХ, предусматривающая введение платы за ресурс по фактическому потреблению, должна привести к серьезному снижению удельного ресурсопотребления.
Иногда для снижения водопотребления достаточно только фактора психологического давления. Так экспериментальная установка водосчетчиков в р-не Тушино г.Москвы позволило на 25% сократить расход ресурса. Хотя оплата за пользование не зависела от фактического объема водопотребления.
Следует отметить, что если приборы учета воды, тепла ставятся на каждую квартиру отдельно, то экономия ресурсов достигает 30%, а если только на дом, то не более 5%39. Человек относится более экономно к ресурсу, если точно знает, что оплатит весь именно им израсходованный, в том числе и нерационально, ресурс.
К социальным факторам можно также отнести и национальные традиции водопользования и питания населения. Отмечено, что в районах, где в пишу употребляется большое количество овощей и фруктов, водопотребление выше. Играет свою роль и специфика труда населения, и степень запыленности приземных слоев атмосферы, например "шахтерские" города.
Нельзя не отметить устоявшуюся систему работы служб коммунального хозяйства, где критерием оценки эффективности их работы, является объем реализации ресурса. Это приводит к халатному отношению со стороны эксплуатационных организаций к вопросу экономии коммунальных ресурсов.
Иногда ситуация доходит до абсурда: эксплуатационные городские службы за свой счет обустраивают потребителей водосчетчиками. Это приводит к снижению общего водопотребления. В результате этого мероприятия эксплуатационная организация несет двойные убытки: от установки водосчетчиков и от уменьшения выручки за объем отпущенного ресурса.
Факторы технического характера, влияющих на водопотребление, довольно многочисленны и относятся к нерациональным потерям: неисправность санитарно-технической арматуры, высокий износ внешних инженерных коммуникаций, повышенное давление во внутридомовых сетях водоснабжения, несоответствие физических параметров воды норме и др.
Нормативное и фактическое удельное ресурсопотребление
В большинстве случаев в нашей стране продолжает действовать нормативная база, сформированная в советское время. Главной ее особенностью было определение, сколько и каких ресурсов должно приходиться на каждого жителя или на иную расчетную единицу: квадратных метров жилой площади, количества коек в больницах, мест в зрелищных учреждениях, квадратных метров торговых площадей предприятий торговли и так далее, и тому подобное. То есть для всего полагалась некая удельная обеспеченность.
В этом была своя логика, потому что если все планируется, распределяется то, в конечном счете, можно предусмотреть все необходимое в реальной жизни и распределить по ресурсным потокам.
Все, казалось бы, было предусмотрено, но итог оказался плачевным. Водные, энергетические ресурсы, являясь реальными ценностями, не имели реальной цены. Строительная отрасль была ориентирована на оптимизацию инвестиций в градостроительство, а эксплуатационными расходами в городском хозяйстве, как правило, пренебрегали, поскольку эта отрасль рассматривалась как затратная, не способная приносить прибыль. Более того, ее относили к дотационной, что было продиктовано социальными установками социалистической идеологии.
Однако расчеты показывают , что затраты энергии на производство строительных конструкций составляет 8%, на перевозку и возведение - 2%. А на эксплуатацию строения в течение его расчетного срока службы - до 90% всех энергозатрат жизненного цикла здания. Не учитывание на протяжении долгого времени данного фактора привело к тому, что в городском хозяйстве наблюдаются огромные потери энергетических ресурсов.
В изменившейся экономической ситуации требуются иные методы обоснования удельного потребления ресурсов. Это требует критического подхода к вопросу нормирования, учета рыночных экономических принципов построения экономики.
Для определения нормативного удельного потребления ресурсов существуют несколько общих методических подходов184.
В качестве основного применяется расчетно-аналитический метод, который предусматривает определение расходных норм расчетным путем. Индивидуальные нормы расхода определяют на основе теоретических расчетов и экспериментально полученных нормативных характеристик ресурсопотребляющих агрегатов, установок и оборудования. На практике это сводится к отысканию множества факторов, изменение которых приводит к увеличению, либо уменьшению расхода ресурса и установлению функциональной связи между ними.
Расчетно-аналитический метод трудно применить, если на расход ресурса действуют плохо формализуемые факторы, то есть когда невозможно или сложно установить четкую зависимость между нормируемыми расходами и этими факторами. В таких случаях применяют другие методы, в первую очередь - опытный.
Опытный метод разработки индивидуальных норм расхода заключается в определении затрат ресурса по данным, полученным в результате испытаний (эксперимента). При этом оборудование должно быть отлажено и находится в технически исправном состоянии, а технологический процесс осуществляться в " режимах, предусмотренных правилами эксплуатации.
Расчетно-статистический метод определения норм расхода применяется в тех случаях, когда не представляется возможным использовать расчетно-аналитический или опытный метод. Расчетно-статистический метод основан на обработке статистических данных, отражающих фактические удельные расходы ресурса за несколько периодов и факторов, которые влияют на изменение этих расходов.
В исследованиях, посвященных расчетам показателей удельного ресурсопотребления, все здания по функциональному назначению разделяются на три основные группы: жилую, общественную и промышленную. Экспериментальные исследования всей номенклатуры объектов требуют много времени и средств. Большинство натурных исследований по определению фактического ресурсопотребления проводилось в жилых зданиях, немногие - в общественных, вопросу ресурсопотребления в промышленных зданиях - лишь единицы. Обычно это объясняется сложностью и трудоемкостью натурных замеров. Однако ответ на этот вопрос, по нашему мнению, можно также найти и в нерыночном методе ведения хозяйства, где стоимость ресурсов являлась номинальной и чаще всего не зависела от фактического ресурсопотребления.
Водопотребление
В нашей стране величина нормирования размера расходования воды достаточно разнообразна139. В Министерстве жилищно-коммунального хозяйства РФ установлена максимальная норма водопотребления на уровне 235 л/сут. на 1 человека. Ученые МИСИ считают, что при самом высоком уровне комфорта городскому жителю достаточно в сутки не более 250 л. питьевой воды. Как показало проведенное исследование, средняя величина предельных норм водопотребления в большинстве городов РФ составляет 210-260 л/сут. на 1 чел. Однако в отдельных городах она установлена в размере 110-150 л/сут. на 1 чел. Столь значительный разброс значений может свидетельствовать либо о недостаточной проработке этого вопроса, что по нашему мнению не верно, либо о влиянии множества факторов, рассмотренных в п.п. 2.2, на установление показателя нормативного водопотребления.
Исследование показателей чувствительности инженерных систем жизнеобеспечения.
В данном параграфе диссертационной работе представлены расчеты изменения потребления воды, тепла и электроэнергии по рассматриваемым городам Московской области при изменении мощности их функций: г.Апрелевка (таблица 4.2.6), г.Дмитров (таблица 4.2.7), г.Дедовск (таблица 4.2.8), г.Бронницы (4.2.9), г.Воскресенск (таблица 4.2.10). В соответствии с принятой методикой расчета и имеющимися исходными данными, в ней исследуются показатели мощности функций и ресурсопотребления за четыре периода времени: существующая ситуация - 1990г. и три прогнозных ситуации — 1995, 2000, 2010 г.г. Исходные данные в целях расчета были переработаны следующим образом: - наименование функций представлены в соответствии с типологией функциональных зон (таблица 2.1.2 «Типология городских функциональных зон и соответствующих им зданий/помещений); - мощность функций приведены к единой размерности квадратным метрам, в соответствии со столбцом 4 таблицы 3.1.1 «Расчет мощности функций расчетно-аналитического района»; - величина удельных показателей ресурсопотребления равна значениям столбца 5 таблиц 2.4.4 — 2.4.6 «Нормативное расчетное удельное ресурсопотребление».
Данные по размерам мощности функций взяты из исходных данных таблиц 4.1.1 — 4.1.5 «Технико-экономические показатели городов». Изменения мощности функций соответствуют изменению между граничащими периодами планирования, например, мощность функции в 1990г. (существующая ситуация) и в 1995г. (прогнозная ситуация). Удельное потребление ресурсов на этапах расчета остается постоянным, так как какая-либо информация о планируемых ресурсосберегающих мероприятиях не имеется. Следует отметить, что в расчетах не участвуют учрежденческо-деловая и транспортно складская зоны. Это связано с отсутствием исходных данных в первичных документах.
Результатом расчета ресурсопотребления при изменении мощности функций является показатель общего ресурсопотребления на каждый этап планирования
Сводная информация по полученным результатам представлена в таблицах 4.2.1 - 4.2.5, где данные по суммарной мощности функций соответствуют расчетным значениям таблиц 4.2.6 - 4.2.8, общий объем водо-, тепло-, электропотребления представлено как в соответствии с расчетом, так и в соответствии с исходными данными технико-экономических показателей (таблицы 4.1.1-4.1.5). Это сделано в целях сравнения результатов по предлагаемой оперативной методике и проектным материалам.
Для проведения анализа полученных результатов каждая из них представлена как в натуральных, так и в процентных показателях. По каждой из таблиц 4.2.1 — 4.2.5 сделаны краткие выводы по полученным результатам Мощность функций с 1990г. по 2010г., в связи с градостроительными мероприятиями, увеличилась на 33,1% с 441,36 тыс. кв.м. до 587,48 тыс. кв.м. Сходимость результатов, полученных в соответствии с расчетом и по .« проектным материалам, находится на достаточно высоком уровне по водо- и по электропотреблению. Резерв мощности систем водо-, тепло- и электроснабжения удовлетворителен.
Рассмотрев величину изменения мощности функций в г.Дмитров, можно сделать вывод о значительном его увеличении — на 63,7% или на 761,24 тыс. кв.м. Следует отметить низкую, порядка 50%, сходимость результатов теплопотребления, полученных в соответствии с расчетом и проектными материалами. Резерв мощности инженерных систем жизнеобеспечения удовлетворителен, хотя следует отметить, что на этапе планирования 2010г. резерв мощности источников водоснабжения находится на опасно низком уровне в 3%.
В г.Дедовск запланированы значительные градостроительные преобразования: рост мощности функций составит 61% с 625,28 тыс. кв.м. до 1 006,67 тыс. кв.м. На основании полученных результатов можно сделать прогноз о грядущих значительных трудностях связанных с обеспечением городской застройки электроэнергией (1990г., 2000г.), и особенно водой. Так в 2000г. резерв мощности источников водоснабжения составит лишь 3,1%, а уже в 2010г. наблюдается недостаток мощности в размере 10,4%.
Город Бронницы отличается от рассматриваемых городов двумя факторами: во-первых, здесь планируется самые значительные относительные градостроительные преобразования в размере более 75% к существующей (1990г.) мощности функции. Во-вторых - резерв мощности источников водоснабжения в 1990г. отрицателен и составляет — 36,3%. Однако данная ситуация резко меняется уже на втором этапе планирования в 1995г., т.к. запланированный рост мощности источников водоснабжения составит более 90%, с 5,70 тыс. м.куб/сут до 10,89 тыс. м.куб/сут (таблица 4.1.4 п. 16).
