Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проектирование озеленения и благоустройства жилых территорий 7
1.1. Объект озеленения жилой застройки. Нормативно-методическая база проектирования 7
1.2. Функциональное и структурное описание объекта озеленения жилой застройки 15
1.3. Процесс проектирования объектов озеленения жилой застройки 23
1.4. Основные направления оптимизации проектирования озеленения и благоустройства жилых территорий 27
Глава 2. Объект, предмет, методика и программа исследований 32
2.1. Основные термины и принципы методов исследования функций и структуры объектов озеленения жилой застройки 32
2.2. Программа исследования 37
Глава 3. Разработка функционально-структурной модели объекта озеленения жилой застройки 51
3.1. Основные причины возникновения излишних затрат и возможности их регулирования на всех этапах жизненного цикла объекта озеленения 51
3.2. Функциональная модель объекта озеленения жилой застройки. Параметры функций 60
3.3. Классификация и важность функций объекта озеленения жилой застройки 78
3.4. Структурно-стоимостная модель объекта озеленения жилой застройки 88
3.5. Функционально-структурная модель объекта озеленения жилой застройки. Стоимость функций 99
Глава 4. Регулирование уровня стоимости и качества озеленения и благоустройства в процессе проектирования 103
4.1. Анализ функционального и параметрического дисбаланса на объекте озеленения жилой застройки 103
4.2. Соответствие важности и стоимости функций объекта озеленения жилой застройки 107
4.3. Поиск альтернативных вариантов реализации функций объекта озеленения жилой застройки 111
Глава 5. Рекомендации по оптимизации проектных решений реконструкции объектов озеленения жилой застройки на основе их функционально-структурного моделирования 113
5.1. Разработка баз данных о свойствах и параметрах структурных единиц объекта озеленения жилой застройки 113
5.2. Анализ разработанных проектов реконструкции объектов озеленения жилой застройки 116
5.3. Проектирование реконструкции объектов озеленения жилой застройки с использованием функционально-структурного моделирования 136
5.4. Разработка программы построения функционально-структурно-стоимостных моделей объектов озеленения жилой застройки на ПЭВМ... 140
Выводы 145
Библиографический список 147
- Функциональное и структурное описание объекта озеленения жилой застройки
- Основные направления оптимизации проектирования озеленения и благоустройства жилых территорий
- Функциональная модель объекта озеленения жилой застройки. Параметры функций
- Соответствие важности и стоимости функций объекта озеленения жилой застройки
Введение к работе
Актуальность темы обусловлена необходимостью совершенствования процесса проектирования и реконструкции объектов озеленения массовой жилой застройки, характерных для населенных пунктов России, путем оптимизации качественных и стоимостных показателей их создания. В настоящее время актуальным является вопрос рационального использования капитальных вложений, выделяемых на создание новых и реконструкцию существующих объектов озеленения. Практический опыт и методы проектирования подобных объектов пока не позволяют четко регулировать систему взаимосвязанного контроля "качество-стоимость" при разработке проектных решений. Не исследован вопрос функционально-структурного описания объекта озеленения жилой застройки, недостаточно четко выявлены его функции с точки зрения потребностей населения. В результате на территории объектов происходит снижение устойчивости зеленых насаждений и качества благоустройства.
Цель диссертационной работы - оптимизация процесса проектирования реконструкции объектов озеленения жилой застройки на основе их функционально-структурного моделирования.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
Изучение и анализ современного состояния объектов озеленения массовой жилой застройки и выявление требований к их реконструкции.
Анализ основных причин возникновения излишних затрат и возможности их регулирования на каждом этапе жизненного цикла объекта.
Выделение критериев комфортности объемно-пространственной жилой среды; на их основе формулирование функций, которые должен выполнять объект озеленения жилой застройки.
Разработка типовой функциональной модели объекта озеленения жилой застройки и классификация функций в зависимости от их сложности и подчинения.
Разработка критериев выделения структурных единиц жилых территорий в зависимости от их сложности и соподчинения.
Расчет значений относительной важности функций по отношению к главной цели реконструкции объекта озеленения. Расчет относительной стоимости функций.
Научная новизна. Разработана методика функционально-структурного моделирования объекта озеленения жилой застройки. Обоснованы показатели и критерии комфортности объемно-пространственной среды жилой застройки. Предложена "функционально-параметрическая запись требовании''' к проектированию объектов в соответствии с разработанными принципами формулирования функций и их параметров. Разработана типовая функциональная модель объекта озеленения жилой застройки. Обоснована классификация функций по их роли в удовлетворении потребностей населения со сложной градацией по уровням их подчинения. Определены критерии выделения структурных единиц жилых территорий в зависимости от их сложности и соподчинения.
Практическая ценность. Разработана функционально-структурная модель объекта озеленения жилой застройки, позволяющая регулировать уровни стоимости и качества его создания в процессе проектирования. Сформирована база данных о свойствах и параметрах видов древесно-кустарниковых растений, наиболее распространенных в озеленении массовой жилой застройки городов России. Создана программа для ПЭВМ, позволяющая в оптимальном скоростном режиме решать задачи проектирования на основе методики функционально-структурного моделирования объектов озеленения.
На защиту выносятся следующие основные положения:
методика функционально-структурного моделирования при проектировании объекта озеленения жилой застройки;
показатели и критерии комфортности объемно-пространственной среды жилой застройки;
- критерии выделения структурных единиц жилых территорий в
зависимости от их сложности и соподчинения;
- типовая функциональная модель объекта озеленения жилой застройки.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы
докладывались на научно-технических конференциях МГУЛ (Москва, 1999, 2000), II и Ш научно-методических конференциях "Мониторинг состояния зеленого фонда города Москвы" (Москва, 1998,1999).
Разработана и внедрена в производство функционально-структурная модель объекта озеленения жилой застройки на территории жилого района Академический Юго-Западного административного округа г. Москвы.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 научных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание работы представлено на 158 страницах, включает 19 таблиц, 12 рисунков. Приложения представлены на 465 страницах, включают 70 таблиц, 52 рисунка. Библиографический список литературы включает 143 наименования, из которых 12 иностранные источники.
Функциональное и структурное описание объекта озеленения жилой застройки
Согласно основному правилу ландшафтного проектирования "от содержания к форме" определяющая роль в организации озелененных территорий отдается функциональному содержанию или назначению объекта, в соответствии с которым формируется объемно-пространственная структура, композиционная форма объекта, наиболее четко и полно выражающая направления использования данной территории (Гостев, 1991; Жирнов, 1977; Николаевская, 1989; Саймондс, 1965), то есть реализацию объектом озеленения необходимых функций. Каждый элемент системы озеленения города должен выполнять различные функции: рекреационные, оздоровительные, эстетические, и чем больше функций выполняет каждый объект, тем выше эффективность системы озеленения города (Боговая, 1990; Залесская, 1979). В процессе изучения функций объектов озеленения жилой застройки был проведен анализ понятий, используемых специалистами для их определения: "назначение объекта", "функциональная задача", "возможности объекта", "цели озеленения и благоустройства", "функциональная направленность территории", "характер использования территории" (Вергунов, 1988; Горохов, 1991; Мишковский, 1968; Компл. благоустройство двор, территорий, 1998; Краткий справ, архитектора, 1990; Черкасов, 1954). Анализ литературы показал, что часто о функциях объектов озеленения жилой застройки можно судить лишь по выделению на их территории различных функциональных зон (Боговая, 1990; Реком. по внеш. благоустройству, 1988; Теодоронский, 2001). Существует большая неопределенность в употреблении понятий "функции, выполняемые объектом озеленения" и "функции, выполняемые зелеными насаждениями", так как часто они отождествляются. Очевидно, это связано с тем, что часто специалисты обозначают объект озеленения как вид зеленых насаждений (Горохов В.А., 1991; Залесская, 1979; Рубцов, 1971).
Однако, составными частями объекта озеленения, кроме зеленых насаждений, являются элементы благоустройства, рельеф, застройка, а функции, выполняемые зелеными насаждениями, являются лишь частью функций, выполняемых всем объектом озеленения. Вместе с тем, многие специалисты достаточно четко определяют функции, выполняемые объектом озеленения жилой застройки (Вергунов, 1991; Владимиров, 1986; Машинский, 1998; Соколов, 1992; Черкасов, 1976), а именно: - социальная функция - создание благоприятных условий для максимального удовлетворения социальных потребностей населения в различных видах отдыха, в реализации хозяйственно-бытовой деятельности в удобстве передвижения пешеходов и транспорта на территории жилой застройки; - оздоровительная функция - защита и улучшение воздушного бассейна и водоемов жилой застройки, формирование комфортного микроклимата; - архитектурно-художественная или эстетическая функция -формирование художественного облика территории жилой застройки; - природоохранная функция - улучшение экологического равновесия на жилой территории, обеспечение благоприятных условий для произрастания зеленых насаждений. Так же четко выделяются функции, которые выполняют составные части (элементы) объектов озеленения жилой застройки (Денисов, 1986; Машинский, 1978, 1999; Сычева, 1984; Теодоронский, 1989, 2001; Хромов, 1966, 1973): - утилитарная функция, определяющая использование элемента озеленения и благоустройства при их обеспечении нормального функционирования и существования объекта; - рекреационная функция, определяющая обеспечение элементами определенного вида отдыха, пешеходного или транспортного движения; - хозяйственно-бытовая функция, определяющая участие элемента в осуществлении хозяйственно-бытовой деятельности населения; - микроклиматическая функция, определяющая обеспечение элементами комфортной инсоляции, защиты от ветра или проветривание территории и т.п.; - санитарно-гигиеническая функция, определяющая обеспечение элементами защиты от шума, выхлопных газов, пыли; обогащение воздуха кислородом, отрицательными ионами и т.п.; - структурно-планировочная функция, определяющая участие элемента в организации планировочной и объемно-пространственной структуры объекта; - эстетическая (декоративно-художественная) функция, определяющая возможность элемента в повышении художественной выразительности архитектурно-пространственной среды; - идейно-воспитательная функция, определяющая обеспечение элементами озеленения и благоустройства связи с природой, нравственного и эстетического воспитания человека.
При этом некоторые специалисты (Горохов, 1991; Залесская, 1979; Краткий справ, архитектора, 1990; Машинский, 1978) выделяют среди функций объекта озеленения жилой застройки основные и вспомогательные или дополнительные, обозначая тем самым приоритетность одних требований к организации жилых территорий перед другими. В частности, к основным функциям жилых территорий относят повседневный отдых жителей домов, особенно детей и пожилых людей, а к подчиненным функциям - пешеходное и транспортное движение, хозяйственно-бытовую деятельность населения, улучшение микроклимата (Балакшина, 1969; Боговая, 1990; Машинский, 1999; Хромов, 1966, 1973). Однако следует отметить, что приоритетность функций должна определяться для каждого объекта озеленения индивидуально, в зависимости от конкретных условий, особенно при их реконструкции.
Основные направления оптимизации проектирования озеленения и благоустройства жилых территорий
Критерием экономической оценки строительства являются сравнительные размеры затрат, необходимые для обеспечения определенного уровня комфортности среды, включая функциональные, художественно-эстетические, санитарно-гигиенические и экологические ее качества. Оптимальным вариантом проекта считается тот, который обеспечивает достижение всех целей с наименьшими затратами, в этом случае говорится о социально-экономической эффективности озеленения и благоустройства (Иванова, 1984; Реком. по внеш. благоустройству, 1988; Рубцов, 1971).
Анализ литературных источников выявил основные направления, предлагаемые специалистами, для регулирования стоимости и качества озеленения и благоустройства городских территорий в процессе проектирования. Полифункциональное использование территорий в рекреационных, оздоровительных и других целях повышает эффективность использования средств, вложенных на их создание, на 4-10 % (Ерохина, 1987; Озеленение городов, 1964,1966).
Укрупнение элементов системы озеленения способствует более эффективному оздоровлению окружающей среды и созданию более благоприятных экологических условий существования растений, а также создает возможности для снижения себестоимости строительства и содержания насаждений на 35-40 % за счет улучшения организации труда и повышения эффективности использования машин и механизмов (Ерохина, 1987; Реком. по внеш. благоустройству, 1988; Рубцов, 1979). Использование типовых проектов на отдельные элементы или объекты в целом дает возможность не только сократить расходы на индивидуальное проектирование в размере до 25-35 %, но и улучшить качество проектов путем использования лучших, тщательно продуманных и экономичных решений озеленения (Кожухов, 1987; Озеленение городов, 1964, 1966; Хромов, 1966).
Максимальное сохранение существующих природных ресурсов - рельефа, водоемов, древесно-кустарниковых насаждений, почвенного и надпочвенного покрова - позволяют сократить расходы на строительство на 10-25% (Ерохина, 1987; Кожухов, 1987; Озеленение населенных мест, 1971).
Применение приемов ландшафтной (пейзажной) композиции позволяет обеспечить рациональную организацию сети дорожек и зеленых насаждений; экономить на земляных работах, используя существующий рельеф; создать искусственные возвышенности из бесплодного грунта, выбираемого из котлованов и траншей при строительстве; сократить число высаживаемых деревьев на единицу озеленяемой территории путем рационального распределения растительных группировок при минимальном количестве линейных насаждений; увеличить площадь под газонами и использовать виды цветочно-декортивного оформления с большей долей многолетников, зимующих в грунте, использовать безрассадный способ создания цветников из летников и двулетников (Борисов, 1981; Лаптев, 1984; Озеленение городов, 1964, 1966; Рубцов, 1979). Применение данных приемов улучшает архитектурно-художественный облик объекта озеленения, снижает плотность зеленых насаждений, а также увеличивает эффективность использования вложенных средств на стадии строительства на 10 %, на стадии эксплуатации -на 30 % (Реком. по внеш. благоустройст., 1988).
Использование приемов планировки и размещения зеленых насаждений, учитывающих технические данные садово-парковых машин по уходу за объектом озеленения, более полное применение комплексной механизации работ по озеленению и благоустройству позволяет снизить строительно-эксплуатационные расходы на 25-30 % (Вергунов, 1991; Горохов, 1991; Кожухов, 1987; Реком. по внеш. благоустройству, 1988).
Подбор ассортимента и сочетаний деревьев и кустарников на основе соответствия природным условиям и с учетом биологической совместимости растений в сообществах с тем, чтобы они оказались наиболее устойчивыми и долговечными, приобретает одновременно экономическую целесообразность (Маргайлик, 1979; Николаевская, 1989; Рубцов, 1979).
Использование принципа дендрологических акцентов, то есть озеленение территории 2-3 ведущими древесными видами местной флоры с введением отдельных групп и одиночных строгость и законченность объекту, а также снизить его стоимость (Вергунов, 1991; Озеленение населенных мест, 1971).
Использование хвойных пород для увеличения сезонного срока службы посадок повышает эффективность зеленых насаждений, что делает более высоким экономический коэффициент их полезного действия (Вергунов, 1991; Озеленение населенных мест, 1971). Использование большего количества кустарников, создание основы композиции из быстрорастущих видов деревьев, а в качестве сопутствующих использование медленнорастущих, но долговечных растений позволяет через 2-3 года получить в сочетании с газонами законченные композиции при минимальных затратах (Борисов, 1981; Озеленение городов, 1966).
Использование крупномерного посадочного материала, который меньше повреждается, ломается, а ком растительной земли у корней повышает приживаемость растения, позволяет значительно снизить расходы по уходу за насаждениями Посадка крупномерных деревьев дает возможность быстрее достигнуть гигиенического и художественного эффекта озеленения и оказывается экономически выгоднее, так как на единицу озеленяемой площади требуется в 2-4 раза меньше крупномерных деревьев, чем стандартных саженцев (Маргайлик, 1979; Озеленение городов, 1964, 1966).
Функциональная модель объекта озеленения жилой застройки. Параметры функций
Изучение требований населения к комфортным условиям жилой среды на основе анализа литературных источников и проектной документации на реконструкцию озеленения и благоустройства жилых территорий позволило разработать показатели и критерии комфортности объемно-пространственной среды жилой застройки, необходимые для более четкого формулирования функций, которые должен выполнять объект озеленения. Среда оценивается как комфортная, когда состояние человека находится в норме или улучшается (Эколог, словарь, 1990). Показатели комфортности жилой среды, сочетание которых создает условия для восстановления психофизического и творческого потенциалов человека, предлагается описать следующим образом: социальная комфортность - фактор, отвечающий за реализацию социальных потребностей населения в различных видах деятельности на территории жилой застройки и состоящий из следующих видов комфортности: - рекреационная комфортность - фактор, отвечающий за реализацию потребностей населения в различных видах отдыха, то есть в восстановлении здоровья людей, снятия усталости. В зависимости от социальных потребностей различных возрастных групп населения выделяются следующие показатели рекреационной комфортности: отдых детей и подростков, который в свою очередь в зависимости от игровых интересов детей различного возраста разделяется на отдых и игры детей 0-3 лет; 4-6 лет; 7-12 лет; 13-17 лет; отдых взрослых и пожилых людей, который в зависимости от направленности отдыха разделяется на тихие и активные виды отдыха; - хозяйственная комфортность - фактор, отвечающий за обеспечение потребностей населения в реализации хозяйственно-бытовых нужд (сушки белья, чистки домашних вещей, сбора хозяйственно-бытового мусора, выгула собак, хранения личного автотранспорта) на территории жилой застройки; - пешеходная комфортность - фактор, отвечающий за реализацию потребностей населения в обеспечении пешеходных связей жилых домов с различными элементами притяжения на территории жилой застройки и за ее пределами; - транспортная комфортность - фактор, отвечающий за реализацию потребностей населения в организации движения и временной парковки автотранспорта на жилой территории и транспортной связи жилой застройки с магистральными улицами.
В обеспечении социальной комфортности жилой среды участвуют показатели и критерии, представленные на рис. З.2.1., табл. З.2.1., 3.2.2., 3.2.3. экологическая комфортность - фактор, отвечающий за реализацию потребностей населения в здоровой, благоприятной для организма человека водно-воздушной среде. Для обеспечения данного вида комфортности выделяются следующие показатели: - экология человека - необходимость защиты и улучшения условий окружающей среды для нормальной жизнедеятельности жителей застройки; - экология растений - необходимость защиты и улучшения условий произрастания растений для их нормального развития на территории жилой застройки. Критерии экологической комфортности представлены на рис.3.2.2., 3.2.3. эстетическая комфортность - фактор, отвечающий за реализацию потребностей населения в духовном развитии и обогащении эмоционального настроения человека, реализуемых в гармонично организуемом пространстве, несущем определенный художественный образ. Показателями эстетической комфортности жилой среды являются индивидуальность объекта озеленения жилой застройки, его композиционная связь с другими озелененными пространствами, эстетическое воспитание человека в пространстве жилой застройки. Критерии эстетической комфортности представлены на рис. 3.2.4.
Следует отметить, что один критерий может влиять на обеспечение различных видов комфортности. Например: 1) критерий эстетической комфортности "формирование открытого типа пространственной структуры объекта" участвует в реализации критерия рекреационной комфортности "формирование пространства различных зон отдыха, хозяйственных площадок", а также участвует в обеспечении экологической комфортности через реализацию ее критерия "проветривание жилой территории"; 2) критерии эстетической комфортности "формирование планировочной структуры объекта" и "формирование пейзажных картин" дают возможность для реализации различных критериев обеспечения отдыха населения, тем самым формируя рекреационную комфортность; 3) критерий экологической комфортности "биологическая устойчивость растений к выхлопным газам и пыли" дает возможность реализовать рекреационную комфортность через критерий "изоляция зон отдыха от проездов, автостоянок"; критерий "биологическая устойчивость растений к затенению" участвует в обеспечении эстетической комфортности через критерий "формирование закрытых типов пространственной структуры объекта"; 4) критерий рекреационной комфортности "отвод поверхностных талых и ливневых вод с территории отдыха" также обеспечивает показатели "удобство архитектуры" и "возможность отдыха в любую погоду".
Соответствие важности и стоимости функций объекта озеленения жилой застройки
Метод сопоставления важности и стоимости функций исходит из предположения о том, что нормирующим условием для распределения затрат по функциям служит их значимость для потребителя (Карпунин, 1988). Для оценки соответствия относительной важности функции для потребителя и затрат на ее выполнение строится функционально-стоимостная модель, разновидностью которой является функционально-стоимостная диаграмма (ФСД). Каждая функционально-стоимостная диаграмма строится для групп функций, имеющих общую вершину на вышестоящем уровне функциональной модели. По оси ординат в верхней части диаграммы даются величины затрат на функции в процентах от затрат на объект в целом (относительная стоимость); по оси ординат в нижней части диаграммы представляются величины важности функций, переведенные из относительных единиц в проценты (относительная важность). По оси абсцисс располагаются функции, которым присваиваются номера по порядку. В ходе анализа выявляются "дефектные" функции, доля затрат на реализацию которых существенно выше их относительной важности. "Дефектные" функции определяются по зонам рассогласования их количественных значений по функционально-стоимостным диаграммам и проверяются с помощью расчетов значения удельных относительных затрат на один процент относительной важности анализируемых функций по формуле (Карпунин, 1988): осуществление j-той функции, в процентах от общей стоимости объекта, определяются по формуле: где SVj - затраты на осуществление j-той функции i-тым материальным носителем, в рублях; Бобщ. — общая стоимость реконструкции объекта, в рублях. По величине значения Zj выявляются "дефектные" функции, у которых Zj l, то есть функции, для которых соотношение между их важностью и затратами на их реализацию являются непропорциональными в сторону затрат. Функции, имеющие большие затраты при малой величине относительной важности, подвергаются дальнейшему анализу с целью поиска более экономичного способа их реализации. Если зоны дисбаланса отсутствуют, анализу подвергаются функции, имеющие наибольшую долю затрат, независимо от их относительной важности. Далее определяются материальные носители, несущие выявленные "дефектные" функции. Тем самым фиксируются структурные единицы объекта озеленения, требующие изменений с целью уменьшения затрат на реализацию "дефектных" функций.
Пример. Допустим, что на основе анализа экологических функций объекта озеленения жилой застройки были рассчитаны значения их относительной важности и стоимости, что позволило выявить "дефектные" функции путем построения функционально-стоимостной диаграммы (рис. 4.2.1.) и расчетов значения Zj (табл. 4.2.1.). Проведенный анализ показал, что "дефектными" среди экологических функций являются функции под № 2, 3, 4, 5, 7, 11 (по ФСД), имеющие наибольшее значение Zj Определив их материальные носители, появляется возможность изменять их на более экономичные способы реализации "дефектных" функций. Обнаруживая подобным образом зоны дисбаланса между относительными важностью и стоимостью функций объекта озеленения жилой застройки, когда затраты на реализацию функции значительно превышают численное значение ее важности для потребителя, мы выделяем "дефектные" функции и их материальные носители, определяя границы преобразования проектных решений.
То есть мы изменяем проект с целью улучшения социально-экономической эффективности реконструкции озеленения и благоустройства жилой территории, четко обосновывая как необходимость и область проектных изменений, так и выбор наиболее эффективных вариантов предлагаемых решений реализации необходимых функций. Выявление "дефектных" функций объекта озеленения жилой застройки, материальные носители которых на основе анализа были признаны как имеющие высокие затраты или недостаточное качество исполнения необходимых функций, позволяет четко выделить зону поиска резервов экономии средств на реконструкцию объекта исследования в процессе проектирования и сформулировать направления совершенствования способа реализации данных функций. Поиск альтернативных вариантов реализации "дефектных" функций предлагается проводить следующими способами: 1) традиционный способ проводиться с помощью информационного поиска альтернативных вариантов на основе существующих готовых решений конкретных задач в специальной литературе и справочниках путем изменения имеющихся материальных носителей "дефектных" функций на другие структурные единицы, которые выполняют необходимые (полезные) функции на определенном качественном уровне с наименьшими затратами. В этом случае разрабатывается база данных, содержащая сведения о различных структурных единицах объекта озеленения жилой застройки в свете их возможных свойств и параметров, влияющих на реализацию объектом необходимых для потребителей функций, и обязательной экономической оценкой создания этих структурных единиц в натуре.
