Потужним засобом формування і підтримки сприятливого міського середовища, скорочення екологічного сліду та відновлення екологічної рівноваги є ресурсозбереження, що дозволяє економно витрачати природні запаси, зберігати невідновлювані і ширше застосовувати поновлювані ресурси, утилізувати відходи, не забруднюючи таким чином середу.
Одна з цілей створення міста з екологічної середовищем - стале використання та збереження всіх ресурсів - матеріалів, енергії, землі, води та ін. Екологізація міста і його середовища вимагає скорочення споживання ресурсів (особливо невідновлюваних) і компонентів ландшафту, що роблять найбільший вплив на середовище міста - грунтового шару, рослинності, води та ін.
Грунт - найбільш цінний ресурс. Вона являє собою естественноисторическое биокосное тіло (продукт розпаду і переробки живої речовини), що виникло в результаті впливу живих і мертвих організмів, атмосфери, природних вод на поверхню гірських порід в умовах різного клімату, рельєфу, земної гравітації. Площа, зайнята ріллею, становила в 1950 р 1,06, в 1978 р - 0,87 га на людину. Скорочення площі ріллі відбувається по ряду причин, в тому числі і з огляду на відведення землі під будівництво. Кожні 15 років у світі приблизно в два рази збільшується площа землі, що виділяється під забудову. Тому в місті з екологічною середовищем потрібно прагнути до скорочення площі, що забудовується поверхні землі.
Лісові ресурси відіграють велику роль в поліпшенні навколишнього середовища, виконуючи климатообразующее, почво- і полезахисних функції, беручи участь в процесі фотосинтезу. Деревина - практично єдиний поновлюваний (в великому обсязі) ресурс для будівництва. Всі наземні і водні рослини земної кулі створюють близько 100 млрд т сухої фітомаси, при цьому на частку суші припадає близько 64 млрд т. Зокрема ліси нашої країни виробляють 2,2 млрд т фітомаси, одночасно вони поглинають з повітря приблизно 5,5 млрд т діоксиду вуглецю, ви
деляя 4,25 млрд т кисню. Цим далеко не обмежуються корисні функції лісу. Запаси деревини в цілому по всій земній кулі становлять 358 млрд м3. Однак значна частина придатної для цілей будівництва стиглої деревини втрачається при видобутку, транспортуванні і обробці, використовується на паливо. Тому ліси відносяться до відносно відновлюваних ресурсів. Ліс треба економно використовувати, зберігати і відновлювати.
Мінеральні ресурси (корисні копалини) - одні з найважливіших ресурсів в житті людського суспільства, про що свідчать усталені назви періодів розвитку людства: кам'яний, бронзовий, залізний століття. Ці ресурси утворюються виключно повільно і використовуються найчастіше одноразово. Особливістю корисних копалин є їх поступове вичерпання, так як темпи їх утворення у багато разів повільніше темпів видобутку. У зв'язку з науково-технічною революцією різко прискорилося зростання видобутку корисних копалин (за останні 75 років видобуток нафти зріс в 133 рази, вугілля - в 3,3 рази, газу - в 632 рази). Терміни забезпеченості людства мінеральними ресурсами при їх прискорюється розробці невеликі, хоча прогнози в цій галузі неточні через вдосконалення технологій, підвищення ступеня утилізації вторинних матеріалів, розвідування нових запасів. Цікаві пропозиції щодо сталого використання корисних копалин містяться в концепції інвайронментального простору, в ідеї екологічного сліду (див. Гл. 1).
Економія мінеральних і деяких інших ресурсів в сучасному будівництві розвивається за кількома напрямками. Одним з визначальних факторів видобутку і переробки сировини стає збереження навколишнього природного середовища. Видобуток корисних копалин повинна стати екологічно виправданою, т. Е. Що враховує комплекс чинників: небажаність відкритих розробок і відвалів; необхідність збереження грунту, чистоти атмосфери, гідросфери і літосфери; вплив видобутку на біосферу, ландшафт; необхідні витрати енергії і людської праці і ін.
Водні ресурси - це запаси прісних вод (річки, озера, льодовики, підземні води і т.д.). В результаті кругообігу вода постійно оновлюється, витрачається і відновлюється; тривалість її відновлення різна в залежності від водного об'єкта, в якому вона знаходиться. Із загального обсягу води на Землі на частку прісної припадає лише близько 2%. Її запаси в Південній Америці становлять 1000 тис. Км3, Азії - 565, Північній Америці - 250, Африці - 195, Європі - 80, Австралії і Океанії - 25 тис. Км3. Сток річки Амазонки в Бразилії - країні, яка найбільш забезпечена прісною водою, - становить 6930 км3 в рік. У Росії найбільше прісної води в озері Байкал - 23 тис. Км3 (80% всієї прісної води в нашій країні, або 20% світових запасів).
Нетрадиційні поновлювані джерела енергії (НВДЕ) можна порівняти з ресурсів з традиційними, а вичерпність останніх, низький коефіцієнт перетворення укладеної в них енергії в електричну, значне забруднення середовища при спалюванні роблять виключно актуальною задачу використання відновлюваної енергії (табл. 6.1). Так, тільки сонячна енергія могла б забезпечити електроенергією всіх споживачів на Землі; енергія щорічно виробленої біомаси на порядок більше енергії видобутої нафти; 2% енергопотенціалу вітру могли б покрити всі потреби людства в енергії. Зважаючи на низьку щільності всіх видів НВДЕ для утилізації відновлюваної енергії необхідно будівництво установок, які займають великі площі землі (рис. 6.1).
Одне з найбільш ефективних рішень - поєднання будівель з установками для перетворення енергії. З цією метою
Таблиця 6.1. Використання відновлюваної енергії в місті з екологічною середовищем
Застосування пасивних і активних систем сонячного опалення, сонячних електростанцій, систем вентиляції
Застосування вітроагрегатів для виробництва електроенергії, подачі води, її нагрівання, як елементи метантенков і ін.
Органічних відходів (біоенергія)
Використання всіх органічних відходів для виробництва біогазу та його застосування в будівлях
Використання теплоти Землі або різниці температур на поверхні і на невеликій глибині для опалення будівель
Хвиль, припливів і відливів (гідроенергія)
Використання зазначених видів енергії для виробництва електроенергії
Г ідротермал ьная
Використання теплоти підземних вод або різниці температур на поверхні і на невеликій глибині водоймища для опалення будівель
Утилізація теплової енергії від усього електрообладнання, приладів, людей, що знаходяться в будівлі
Скидна теплота в технологічних циклах
Утилізація всій скидний теплоти за допомогою теплових насосів і акумуляторів
Мал. 6.1. Сонячні батареї великої площі (а) і вітроагрегати (б) на природному ландшафті
можна проектувати будівлі криволінійної форми в плані, змінювати їх конфігурацію по висоті, влаштовувати спеціальні отвори для концентрації вітрових потоків і т. д. Сучасна наука пропонує застосовувати: геліоколектори, сонячні станції і адсорбер, повністю замінюють дахове покриття або влаштовані вище покриття; ці ж пристрої на екранах лоджій, стінах будівлі, віконних отворах (селективно прозорі); вітроколеса, одержувані шляхом трансформації захисних екранів ліхтарів, з концентраторами і дифузорами вітрового потоку; гідро- або геотермальні колектори, розташовані в підвальній частині або нижче фундаменту будівлі; метантенки, зблоковані з конструкціями підвальній частині, нульового циклу та ін. Максимальна поєднання несучих і технологічних конструкцій будівель і установок для перетворення енергії НВДЕ дозволяє не тільки скоротити площу відторгається землі, витрата будівельних матеріалів, але і знизити довжину комунікаційних ліній. При цьому зазвичай не зменшується архітектурна виразність будівель і споруд. Поряд з використанням НВДЕ слід звернути увагу і на підвищення сопротивле-
Таблиця 6.2. Стратегічні напрямки заощадження ресурсів
Напрями заощадження ресурсу
Поверхня землі, грунтово-рослинний шар
Високо щільна забудова з локальними центрами. Підземне і надземне будівництво. Будівництво на незручний.
Забудова території шельфу.
Вертикальне і горизонтальне озеленення грунтозаполненних обсягів (покрівель-газонів і ін.)
Енергозбереження.
Будівництво енергоактивних будівель, які використовують НВДЕ.
Використання пасивних систем опалення та охолодження.
Утилізація внутрішньої теплоти будівель. Застосування природної і енергозберігаючої вентиляції.
Поліпшення введення природного світла в будівлі. Використання енергозберігаючих систем каналізації
Будівельні матеріали та вироби (мінеральні і лісові ресурси)
Використання адекватних норм розрахунку. Удосконалення конструктивних рішень. Удосконалення технологій, методів монтажу. Проектування з урахуванням можливостей вторинного використання, полегшеної розборки після завершення експлуатації.
Переважне використання поновлюваних і застосовних для вторинного використання матеріалів.
Скорочення обсягу відходів.
Вторинна переробка відходів
Застосування водозберігаючих апаратури всередині будівель, лічильники витрати води.
Збір прісної води з твердих покриттів і її очищення для вторинного використання.
Збір води з ванних кімнат і її очищення для вторинного використання.
Введення третьої тонкої труби для особливо чистої питної води, використання бутильованої води
Компоненти ландшафту, флори і фауни
Відновлення екологічної інфраструктури. Створення екологічного каркаса.
Екореставрація всіх компонентів ландшафту. Збереження ландшафту.
Збереження і відновлення природного рельєфу. Відновлення флори.
відновлення фауни
ня теплопередачі назовні, що в комплексі з урахуванням місцевих кліматичних умов дозволяє забезпечити хороші умови регулювання теплообміну в будівлі і знизити енерговитрати.
У місті з екологічною середовищем необхідні: зведення до мінімуму теплопередачі назовні будівлі; в зимовий час забезпечення надходження сонячної енергії через вікна і оранжереї на південній стороні, зниження витоків повітря і скорочення інфільтрації його через щілини, стики;
в літній час забезпечення природної вентиляції провітрюванням, установкою термосифонів, забезпечення радіаційного охолодження, а також охолодження за рахунок випаровування (наприклад, при зрошенні покрівлі), поліпшення введення сонячного світла всередину кімнат;
використання нових систем вентиляції та охолодження, що не вимагають підведення енергії;
застосування нових біосистем очищення брудної води.
Поряд з економією енергії слід звертати увагу на створення в приміщеннях біологічно здорового мікроклімату. Одним із способів досягнення цієї цеді є застосування природних будівельних матеріалів.
Всі ресурси, особливо невідновлювані, обмежені, тому їх необхідно економити при проектуванні, будівництві та експлуатації будівель (табл. 6.2).