Предпосылки учета влияния воздухообмена при проектировании жилых кварталов в нормативной документации

Вдовина Елизавета Вячеславовна Инженер, Сибирский федеральный университет 660041, Россия, Красноярский край край, г. Красноярск, ул. Проспект Свободный, 79 Vdovina Elizaveta Vyacheslavovna Engineer, Siberian Federal University 660041, Russia, Krasnoyarskii krai krai, g. Krasnoyarsk, ul. Prospekt Svobodnyi, 79 doroninalisa21@mail.ru

Проблематика воздухообмена в городских условиях

В городах России ежегодно стремительно развиваются социальные и экономические системы, но внимание на экологическую систему стали освещаться относительно недавно. С появлением статистики самых грязных городов мира, стало понятно, что промышленные города России ежегодно попадают в этот список. Процесс улучшения экологической системы, не нанося вред экономической системе, занимает длительное время. Так же перенести то или иное предприятие в другое место является не возможным. Но продукты промышленных отходов ежедневно отравляют почву и воздух.

В особенности отходы, выбрасываемые в воздух, быстро разносятся ветром, и в лучшем случае, когда данные вредные газы быстро покидают город. К сожалению, в некоторых городах в связи с географическими особенностями и плотностью городской застройки данные выбросы задерживаются и отрицательно влияют на жителей города. И если на географию мы не можем повлиять, как и на погодные условия, то тщательнее продумывать планирование дальнейшей застройки города или перестройку некоторых микрорайонов для нас доступно.

В Красноярске существует ряд факторов, которые отрицательно влияют на экологическую обстановку. Следует понимать, что город расположен в долине реки, что играет огромную роль в образовании ландшафтов. В окрестностях города насчитывается 8 террас разных высот и протяженности, на которых размещены районы города ^[1]. Часть Центрального и Железнодорожного районов находятся в низине, Академгородок расположен на Саянском хребте, Советский и Октябрьский районы на холмистой возвышенности. Свердловский район расположился в предгорье Восточного Саяна; большая часть Кировского и Ленинского районов находится в низменности, пролегающей между руслом Енисея с северной стороны и сопками с южной ^[2].

Рисунок 1 – Карта расположения террас на территории города Красноярска (Источник: ^[3])

Первая причина ясна, это география расположения города, которая не способствует вентиляции вредных веществ, а лишь накапливает их в низинах города. На рисунке 1 отчетливо видно, что правый берег и часть левого берега расположены в низине, и они густо застроены, а в этих низинах расположены спальные районы.

Красноярск – промышленный город России, который стабильно входит в топ 50 городов мира с самым загрязненным воздухом. ^[4] В Красноярске концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе превышает нормы в разы и с каждым годом она увеличивается. В этом городе чаще всего вводят режим «черного неба».

На III квартал 2021 года в городе насчитывается 14 действующих заводов, среди которых такие гиганты как РУСАЛ, Красцветмет, КрасМаш, цементный завод. По данным тома предельно допустимых выбросов наибольшие выбросы в атмосферу производит ОАО «РУСАЛ Красноярск». Его суммарные выбросы составляют 40,0% от общегородских промышленных выбросов в атмосферу ^[5].

Третье, это наличие ГЭС. Её строительство сказалось на местном климате. Предполагалось, что протяженность незамерзающей полыньи ниже Красноярской ГЭС будет не более 30-40 километров. На деле оказалось около 300, и теперь даже в 40-градусные морозы вода в Енисее не замерзает. Как результат — в безветренную погоду на высоте 100-150 метров город, как крышкой, накрыт облаком водяного пара ^[4].

Так же Красноярск отапливается каменным углем тремя ТЭЦ. Что способствует большому выбросу диоксида углерода. Перевод на более экологичные электростанции в ближайшее время не ожидается, так как это экономически не целесообразно, имея рядом большие угольные разрезы.

Если брать во внимание, что население города более миллиона человек, и на каждую тысячу красноярцев приходится 300 автомобилей, что даже выше московского показателя, то стоит понимать какой объем окиси углерода выбрасывается в воздух.

Чтобы понять, как происходит воздухообмен в городе, рассмотрим розу ветров.

Для Красноярска характерно постоянство режима ветра в течение всего года, что объясняется условиями орографии. При этом направление долины Енисея совпадает с преобладающим направлением ветра. Ширина долины Енисея в пределах города резко изменяется, что влияет на скорость ветрового потока и, как следствие, на интенсивность проветриваемости территории. В месте выхода реки с гор Восточного Саяна долина в значительной степени расширяется, уменьшая средние скорости ветров.

В повторяемости направлений ветра и штилей по 16 румбам, очевидно, что в течение года преобладают ветры трех румбов: западный-юго-западный; западный; западный-северо-западный.

Рисунок 2 – Роза ветров в г. Красноярске

(Источник: интернет ресурс - https://weatherarchive.ru/)

В изученной статье о трансформация микроклиматических условий урбанизированной среды указывается, что застройка города оказывает значительное влияние на перераспределение воздушных потоков. В большом городе ветер отклоняется от своего естественного направления. При сомкнутой застройке он дует вдоль длинных и прямых уличных магистралей.

На ветер оказывает влияние и тепло большого города. Вследствие наличия разности температур между центральными районами города и его периферией, возникает система воздушных течений циклонического характера – поднимающийся вверх более теплый воздух центральных районов города заменяется более холодным с периферии. Такое влияние города проявляется в основном при слабых ветрах, не превышающих 3 м/с. Иногда при безоблачной тихой погоде мелкие местные завихрения, вызванные термическими различиями, могут образовываться на улицах и даже во дворах. Это показатель того, что вредные примеси задерживаются в жилой зоне.

Распределение вредных примесей в атмосфере заметно зависит от характера суточного и годового хода слабых ветров. Повторяемость слабых ветров в городе Красноярске существенна в течение всего года и составляет в среднем 41-50% по многолетним данным ^[6].

При ослаблении ветра до штиля происходит накопление примесей, но в это время значительно увеличивается подъем перегретых выбросов в верхние слои атмосферы, где они рассеиваются. Если при этих условиях наблюдается инверсия, то может образоваться «потолок», препятствующий подъему выбросов. Тогда концентрация примесей у земли резко возрастает. То есть многие районы, расположение в низине, страдают больше всего.

От пыли Красноярска страдают не только горожане, но и жители близлежащих районов. Ветер, как правило, выносит городскую пыль к Кузнецовскому плато, в сторону села Атаманово и города Железногорска. Горы, примыкающие с восточной стороны, образуют здесь естественный барьер, поэтому вся пыль оседает в основном в этом районе. Ореол распространения пылевого облака от краевого центра достигает 10856 км2, тогда как сам Красноярск занимает только 300 км2 ^[3].

Красноярск развивается, возводятся новые здания и застраиваются целые микрорайоны. В конструктивной области в строительстве за 30 лет произошло стремительное развитие, которое заметно по увеличению высотности зданий, их конфигурации и по объемно-планировочным размерам. Известно, что скорость ветра с увеличением высоты тоже возрастает.

В статье Д. Микаллефа рассматривается как распределяется ветровой поток вокруг простого здания, как показывает исследование является относительно сложным (рисунок 3). По бокам здания, включая крышу, получится зона разделения. Будет присутствовать вихрь. На подветренной стороне здания можно встретить сильно турбулентные поминки с интересными вихревыми конструкциями, найденными недалеко от подветренного фасада здания. Так же за зданием образуется воздушный купол, вследствие со столкновением с препятствием, следовательно, прямого продувания за ним не наблюдается, а лишь различные вихревые потоки ^[7].

Рисунок 3 – Распределение воздушных потоков

(Источник: ^[7])

Итак, все выше отмеченное отражает современную картину города. Экологическая ситуация плачевна, но ее пытаются исправить путем модернизации промышленности. Энергетика существенным изменениям в ближайшее десятилетие подвергается не будет, следовательно, выбросы от ТЭЦ и автомобилей будут по-прежнему сильно загрязнять воздух города.

В свою очередь, большая часть жилых домов Красноярска была построена в прошлом столетии. Перестраивать уже застроенные микрорайоны не целесообразно. Как новые высотные здания влияют на воздухообмен не до конца изучено. Для полной картины требуется рассмотреть каким образом застраивались кварталы спальных районов города Красноярска. Какая нормативная литература использовалась для проектирования кварталов и какие указы, и постановления вводились для улучшение экологической обстановки города. Так как расположение домов, их высота и расстояния между домами оказывают сильное влияние на воздухообмен, возникает вопрос, как эти параметры устанавливались ранее.

Выявление периодизации

Современный облик Красноярска сложился по ряду исторических событий. Задача исследования состоит в том, чтобы разобраться по какому принципу застраивались спальные кварталы и какие нормативные документы этому способствовали. Найти способы разрешения экологических проблем в области строительства в прошлом.

Красноярск – один из старейших городов Сибири. Он основан в 1628 году. Статус города Красноярск получил в 1690 году. Изначально это был деревянный острог, который потерпел большой пожар в 1773 году, после которого осталось 30 домов и утеряны все укрепления.

В 1822 году царским указом была создана Енисейская губерния, и Красноярск стал ее центром. В статусе столицы губернии городу требовался новый перспективный план. Первоначальный вариант плана подготовил енисейский губернский архитектор Пётр Воцкий. Фактически он зафиксировал границы, которых достиг Красноярск к этому моменту, поскольку перспектив для дальнейшего большого роста города местная власть не видела. Инженер и архитектор Вильям Гесте запроектировал план города и отодвинул западную границу Красноярска до подножия Афонтовой горы, это было почти в два раза больше протяжённости города на тот момент. 2 декабря 1828 года генеральный план Красноярска был утверждён императором Николаем I ^[8].

Рисунок 4 – План г. Красноярска в 1927 году

(Источник: Фото из фондов Красноярского краеведческого музея)

Важно понимать, что до генплана 1828 года, все строения были деревянные и являлись частной собственностью. После стали появляться первые каменные здания. Планировка была линейной и все дальнейшее строительство возводилось согласно плану, представленному на рисунке 4.

Далее архитектура тесно переплетается с историей. И чтобы проследить изменения нормативной литературы, экологической обстановки и изменения в застройке микрорайонов, на примере города Красноярска, выделим три временных периода, где у каждого будут свои отличительные черты. К примеру, степень детализации нормативной литературы, характерный вид типовой застройки, все эти факторы были тесно связаны с историческими событиями. Периодизация обосновывается вступлением в силу новых нормативов, и оказывающих на их влияние постановлений, а так же с развитием экологии .

В 1917 году Российская империя прекратила свое существование. Начинается этап становления советской архитектуры. Именно в этот период стали появляться постановления, связанные со строительной отраслью, и первые градостроительные нормы. Экология в то время была молодой наукой, не оказывающей сильного влияния. Поэтому временной период с 1917-1940 год можно выделить как этап становление первичной нормативной литературы.

1941-1945 - в годы великой отечественной войны в градостроительной отрасли наблюдается застой. Новые здания не возводятся, существующим зданиям наносится значительный урон. В данный период экстренно эвакуируются стратегически важные заводы в условиях военных действий. Данный период не будет далее рассматриваться.

В послевоенное время (1945-1960) основные градостроительные задачи связаны с восстановлением разрушенных войной городов. Требовалось увеличение строительных объемов для расселения рабочего класса. Многим городам создавались новые планы, а в конструктивной части шли изменения по процессу возведения зданий и увеличение этажности здания, для ускорения темпов расселения. Появляется новые градостроительные нормативы

Период индустриализации строительства (1960-1990). Продолжается массовое расселение, появляются новые виды жилья улучшенного качества. Данный период насыщен градостроительными нормами, в каждом из которых вносятся правки и их модификация. В этот период так же отмечается кратковременная гласность об экологических проблемах. Вносятся изменения в принцип размещения жилых зданий.

Каждый временной период проще рассматривать на примере определенного города, в данной статье в качестве объекта исследования выступают микрорайоны города Красноярска.

Становление нормативной документации по градостроительству в период 1900-1940 годов

В Российской империи существовал Строительный Устав Российской империи, последняя его редакция датируется 1900 года. Из себя он представлял документ, в котором хаотично описывались положения размещения частной собственности, зачастую даже противоречившие друг другу. Единственным принципом размещения строений служило положение 277 ««О не дозволении домохозяйствам ставить хоромы близко к соседней меже…» ^[9], который основывался на неудобстве проходов и проездов, а также по жалобе соседа требовалось строение снести. Данный документ не рассматривался при создании первой строительной документации в СССР, так как была отмена частной собственности на землю и иное крупное недвижимое имущество.

В 1917 году по плану первой пятилетки был установлен плановый характер социалистической экономики, который создавал новые возможности для градостроительства. Уже в период становления советской архитектуры решающую роль играли социальные проблемы расселения, в значительной степени определявшие подход архитекторов к поискам той или иной принципиальной планировочной схемы ^[10].

Перед советской властью стоял план индустриализации страны. Во многих городах было четкое разделение между городом и деревней, требовалось их объединить для целостности городского облика. Бывшие пролетарские окраины не имели благоустроенных жилищ, инженерного оборудования (водопровод, канализация, освещение) и дорог, которые были так необходимы для созданий жилых комплексов для рабочих.

Первичная структурная единица — квартал —состоял из восьми жилых корпусов, четырех корпусов для детских учреждений и клуба-столовой. С 1920 по 1930 годы. малоэтажное жилище становится наиболее распространенным типом строительства для рабочих не только в поселках, но и в городах. Появляются первые дома из объемных элементов, на которые в данный период не существовало регламентирующих документов. Это поспособствовало созданию первого строительного нормативного документа

В 1930 году вступает в силу Правила и Нормы «Застройки населенных мест, проектирования и возведения зданий и сооружений» ^[11]. Данный нормативный документ описывает правила застройки населенных мест.

В данном документе, по интересующим нас факторам воздухообмена, назначается, что площадь застройки должна занимать 30% квартала ^{[11, п. 20, 26]}. Определены расстояния между кварталами и отсутствует информация о расстоянии между зданиями квартала. Принцип застройки – ленточная система застройки, с расположением продольных осей зданий перпендикулярно к главным проездам и с оставлением межу зданиями проходов и площадей для зеленых насаждений ^{[11, п. 13]}. Сторона квартала не должна превышать 400 м. Минимальная величина квартала 1,5-2 га, плотностью 200-300 человек на гектар. В квартале должен быть устроен общественный проезд шириной 8 м. высотность застройки 2-4 этажа.

Существенная проблема заключалась так же в том, что требовалось прокладывать системы коммуникаций, следовательно, все существующие здания, не соответствующие этим требованиям, планировалось сносить. Размещение кварталов должно было производиться с учетом рельефа, чтобы снизить расходы на строительство.

Строительство в 1930-е гг. новых промышленных предприятий определило и возведение новых крупных жилых массивов. Как правило рядом с заводом прокладывалась дорога, вдоль которой образовывались жилые кварталы для рабочих. Строительство заводов повлекло увеличение численности населения городов, следовательно, требовалось запроектировать новые районы. Генеральный план развития города приобретал особое значение как документ, позволяющий решать текущие задачи строительства без ущерба для перспективы развития города.

Поэтому 26 июля 1935 г. утверждается постановление N 19 «Об утверждении положения о главном городском архитекторе» ^[12], в обязанности которого входит руководство по составлению детальных проектов планировки и застройки города.

В данный период времени невозможно выделить какой-то определенный вид жилого здания, который было принято считать типовым. Из – за отсутствия вариантов многоквартирного жилья, с 1920 года проводилось большое количество конкурсов направленные на разнообразие планировок. Начиная с 1932 г. происходят радикальные изменения по многим направлениям архитектуры и строительства жилья. Преобладает стиль конструктивизм. Было большое разнообразие проектных решений, что не ускоряло процесс массовой застройки. В связи с этим уже в 1937 году разрабатывается первая модульная система, позволяющая сделать значительное сокращение типообразующих размеров. К 1940 году Наркоматом по строительству были созданы первые общегосударственные типовые проекты малоэтажных жилых домов. Основным требованием к композиции квартала являлось создание архитектурного единства застройки вдоль шоссе.

Все вышеперечисленное можно наглядно рассмотреть на примере города Красноярска. До 1930 года Красноярск застраивался плану Гесте, преимущественно на левом берегу. Как видно рисунке 5 застройка была линейной. С приходом индустриализации в городе было принято решение разместить заводы Красмаш и Сибтяжмаш. Было решено, что новые фабрики-заводы Красноярск разместит на правом берегу, где много свободного места, в обилии сырьё для строительства, благоприятные направления ветров и течения Енисея ^[13].

В числе первых жилых массивов, начатых в середине 1930-х годов, — дома для работников машиностроительного завода на Московском тракте (ныне проспект «Красноярский рабочий»), застройка кварталов по будущей улице Вавилова.

Рисунок 5 – Первый жилой квартал Сталинской эпохи напротив завода Сибтяжмаш 1940 г. (Источник: Фото из фондов Красноярского краеведческого музея)

На рисунке 5 виден этап застройки первого жилого квартала для рабочих на руководящих должностях, так как им выделялось жилая площадь в первую очередь. Дома расположены линейно, параллельно дороге по продольным осям, что противоречит Правилам и Нормам ^[11], но соответствует требованиям композиции квартала по созданию архитектурного единства вдоль главной улицы. Этажность застройки – 4. Но в основном рабочие поселки в 30-е всё же представляли собой землянки и бараки, где жили без канализации, электричества и водопровода.

С вопросом экологии в данный период все очень сложно. Во-первых, слово «экология» появилось лишь в конце XIX века, поэтому в РСФСР в первой половине XX века было знакомо разве что специалистам. СССР развивался по пути индустриализации, строилось большое количество заводов, загрязняющих атмосферу. Ученые прогнозировали ухудшение экологической обстановки, на что партийные идеологи объявили экологию, наряду с генетикой и кибернетикой, как буржуазной лженаукой. Из-за этого сократилось количество ученых в данной сфере ^[14].

Учитывая все данные можно сделать вывод, что взаимосвязи экологии и строительства в данный период не наблюдается, так и принципов воздухообмена. Первые правила в нормативной документации по размещению жилых зданий были изданы в 1930 году, в которых говориться о том, под каким углом нужно размещать здания и указывается, что плотность застройки должна составлять треть от квартала. Стоит учесть, что в данный период этажность зданий не превышает 4 этажей, преимущественно двухэтажные строения. В действительности же, можно наблюдать, что угол размещения не соответствовал нормам и правилам, а подчинялся эстетичному облику относительно шоссе. До 1920 года экология была молодой малоизвестной наукой, а после объявлена лженаукой, так как она предавала критике путь индустриализации.

Развитие нормативной документации в градостроительстве в 1945-1960 годы

Великая отечественная война приостановила все виды строительного производства. Много зданий было разрушено, поэтому требовалось увеличить масштабы строительства. С градостроительной точки зрения открывалась свобода творчества в создании новых генеральных планов городов. В довоенное время возникал вопрос, как прокладывать коммуникации, не затрагивая уже существующие здания. После войны этот процесс не вызывал подобных трудностей.

В 1946 году был принят четвертый пятилетний план восстановления и развития народного хозяйства СССР. Требовалось в короткое время ликвидировать землянки и бараки, в которых жили люди в районах бывшей оккупации и возвести новые, а также предвидеть возможность дальнейшего развития производительных сил страны. Стоит заметить, что большую часть работ по восстановлению страны закончили к 1950 году ^[9].

В том же году появились первые домостроительные комбинаты, конечным продуктом которых были законченные многоэтажные жилые дома. Внедрение новых индустриальных методов жилищного строительства из укрупненных элементов промышленного производства потребовало перестройки и методики типового проектирования. Была разработана система модульной координации объемно-планировочных параметров, позволившая провести последовательную унификацию объемно-планировочных и конструктивных параметров зданий как важного условия сокращения номенклатуры строительных элементов и конструкций, заводского изготовления ^[10].

В 1954 г. было созвано Всесоюзное совещание архитекторов, инженеров и строителей. Совещание признало необходимым быстрейший переход всего строительства на индустриальные заводские методы строительства, прогрессивные возможности которых были уже доказаны на практике. При этом было установлено, что художественная направленность архитектуры, наличие в ней декоративных архаических излишеств тормозят развитие прогрессивных методов строительства.

Все вышеперечисленные события привели к пересмотренною и расширению нормативной строительной литературы. В 1954 году вступает в силу строительные нормы и правила, которые теперь состоят из 4 частей ^[15]. Часть II посвящена нормам строительного проектирования. Если в первом периоде область регулирования строительного проектирования описывалась двадцать одним пунктом ^[11], то теперь после проведения большого числа строительных работ, нормы и правила изложены на 400 страницах.

Нас интересует раздел В, глава 1, раздел №3 «Планировка и застройка селитебных территорий». В данном разделе подробно описываются требования по плотности застройки квартала в зависимости от этажности зданий. Стоит отметить обратную пропорциональную зависимость, чем выше этажность жилого квартала, тем меньше процентное соотношение застройки к общей площади квартала. Максимальная плотность застройки не превышает 35%, это значение допустимо для 3-х этажных зданий. Определены, согласно санитарным и пожарным требованиям, расстояния между торцами и длинными сторонами жилых зданий. По длинной стороне здания минимальное расстояние между зданиями 12 метров ^{[15, табл. 3]}. Минимальный противопожарный разрыв между торцами здания составляет 6 метров ^{[15, табл. 5]}. Так же приведены все минимальные расстояния между жилыми и общественными зданиями.

Пункт 12 один из наиболее важных пунктов для данного исследования. Он определяет следующие требования: «Планировку жилых кварталов надлежит осуществлять с учётом требований по обеспечению проветриваемости внутриквартальных пространств, инсталляции жилых помещений, равномерного размещения квартале или в группе кварталов, всех обслуживающих населения общественных зданий, хозяйственных помещений физкультурных площадок и тому подобное» ^[15]. Следовательно, это первое упоминание о внутриквартальном воздухообмене. Но данный документ не устанавливает определенных требований к проветриваемости, в отличие от инсоляции.

В отличие от предыдущего периода, в послевоенное время можно выделить типовые виды жилых зданий. Основным видом жилья (1935-1955) служили следующие серии домов, представленные в таблице 1. В народе их называли «сталинками» — это строение из светло-оранжевого кирпича или красноватых минеральных панелей, с квартирами удачной планировки и высоким потолком. Распространенные серии: II-01, 1-405, II-03 и II-08 [прил.1].

«Сталинки» были достаточно комфортным жильем, но на его возведение уходило много времени, а из-за большой квадратуры квартир, расселить получалось не так много семей. Эта проблема вновь поднимается в постановлении N 931 «О развитии жилищного строительства в СССР» от 1957 г., где вновь ставят цели на увеличение жилой площади до 1960 года ^[16].

В Красноярске сталинки размещали линейно параллельно по продольным осям к дороге, тем самым создавая единую композицию квартала. Наиболее распространенные серии II-01 в 4 этажа и 5-ти этажные индивидуальной серии. На рисунке 6 изображено строительство серии II-01. Расстояния между зданиями на рисунке 6 по торцевой стороне составляют 12 м, что соответствует требованиям норм и правил ^[15]. Расстояния по длинной стороне здания тоже соблюдены, более 2-х высот здания.

Рисунок 6 – Жилые дома серии II-01 на улице Мичурина 1952 год

(Источник: Фото из архива Леонида Сизова, 2ГИС)

Позже разработаны новые серийные 5-ти этажные дома для рабочего класса– «хрущевки». В приложении 1 в таблице 2 представлены серии домов период с 1955-1960 годов. Данный вид жилья возводился в рекордно короткие сроки из готовых железобетонных панелей. Качество жилья было удовлетворительным, так же данные здания характеризовались квартирами малой квадратуры. Но данный вид жилья позволил расселить большое количество рабочих в сжатый сроки. Распространенные серии: К-7, 1-507 и II-35.

Из «хрущевок» могли застраиваться кварталы, или же данные здания могли возводится на пустующих местах кварталов, состоящих из сталинок. Это не вызывало никаких проблем, так как этажность зданий была одинаковой. Но к концу данного периода вводится новый нормативный документ.

1 февраля 1959 года принимаются правила и нормы «Планировки и застройки городов» СН 41-58 ^[21]. В этом документе зафиксировано радикальное изменение подхода к организации селитебной зоны, и заложена концептуальная основа всего последующего развития нормативной базы градостроительства. Для улучшения проветриваемости декларируется необходимость отказа от периметральной застройки в пользу свободной планировки, расположения зданий по рельефу местности ^{[21, ст. 27]}, создания микрорайонов, укрупнения маломерных кварталов и снижения плотности застройки ^{[21, ст. 28]}. Для улучшения качества среды и звукоизоляции от дорог требуется высаживать древесные насаждения. Этой статье способствовало постановление 1947 года N 555 «О мероприятиях по улучшению озеленения городов» ^[23].

В СССР в после военное время экологи все же были, и они делали доклады об экологическом состоянии городов, но цифры были недостоверны, точнее те, что устраивали партию ^[14]. Но страна нацелена на улучшение качества жизни, в кварталах была увеличена процентность озеленения, а в промышленных городах принято высаживать тополя. Данные деревья вырабатывали большое количество кислорода и быстро росли, что было очень важно для быстрого озеленения города.

Так 29 мая 1949 года вступило в силу постановление N 2196 «О мерах борьбы с загрязнением атмосферного воздуха и об улучшении санитарно-гигиенических условий населенных мест» ^[24]. Данное постановление имеет всего 1 пункт, который декларирует, что с 1949 года запрещено возводить, реконструировать заводы, которые не имеет установок улавливающие вредные вещества (зола, пыль).

Итак, послевоенный период характеризуется ростом темпов и количества возводимых жилых зданий. С опытом строительства расширяются требования строительству. Создаются нормы строительного проектирования в 4-х частях. Данный документ является первой версией ныне существующих СП и ГОСТов. Устанавливаются первые правила застройки кварталов и уже к концу этого периода вносятся коррективы по размещению зданий и наблюдается отход от квартальной застройки. Именно в данном периоде отмечается первое упоминание воздухообмена в городских условиях, но отсутствует какая-либо конкретизация, лишь в СН 41-58 не рекомендована периметральная застройка. Санитарные разрезы создаются относительно инсоляции и комфортности проживания. В экологической обстановке наблюдается видимость улучшения окружающей среды за счет высадки древесных насаждений, так как снижать темпы производства и устанавливать дорогостоящие очистительные сооружения не входило в планы партии.

Модификация нормативной документации в градостроительстве в 1960-1990 годы

С 1960 года можно было утверждать, что урбанизация на всей территории российского государства стала полноправной и важнейшей формой социального развития социалистического общества.

СССР уже существовал более 40 лет, за это время путь индустриализации, направленный на развитую промышленность, стал давать побочный эффект, отражающийся на экологии. Требовалось найти решение проблемы оздоровления города. Поэтому районная планировка, особенно после XXIII съезда КПСС, начинает развиваться прежде всего на территориях нового промышленного освоения — северо-восток, восток и среднеазиатские республики. Увеличиваются расчетные сроки для разработки генерального плана города и организуется разработка прогнозов развития городов и всех видов городского строительства.

В 1969 году ЦК КПСС и СМ СССР приняли решение «О мерах по улучшению качества жилищно-гражданского строительства», в котором отметил существенные недостатки архитектуры массового строительства, унылость и стандартность архитектурного облика новых жилых районов. В этом решении было намечено развитие и создание новых видов строительных и отделочных материалов, расширяющих художественные возможности архитектуры индустриального строительства ^[10].

Повышение градостроительного и композиционного мастерства архитекторов нашло свое воплощение в больших развитых пространственных композициях, в контрастном противопоставлении многоплановых внутренних пространств микрорайонов.

Квартальная застройка остается в прошлом, теперь перед архитекторами стоит задача разнообразия застройки микрорайона. Микрорайоны должны были создавать особую жилую среду, которой, по мнению советских специалистов, внутренне присущ коллективизм.

Для проектирования микрорайонов архитекторы придерживались следующих основных принципов:

- разнообразие компоновки;

- пешая доступность до всех значимых объектов инфраструктуры;

- размещение требуемое количество общественных зданий, согласно плотности населения на селитебной территории;

- наличие зеленых скверов и парков;

- в микрорайоне не должно быть транзитных проездов через дворовую территорию;

- учитывать санитарные и противопожарные нормы при размещении зданий ^[25].

Нормативная литература подверглась ряду модификаций, и к данному периоду времени содержание и метод изложения максимально приближен к настоящей действующей строительной документации.

Строительные нормы и правила «Планировка и застройка населенных мест» с 1960 – 1990 годы был пересмотрен трижды в 1962, 1975 и 1989 годах. И в каждом новом нормативном документе можно наблюдать изменения в разделах проектирования селитебной территории.

В СНиП II-К.2-62 первой структурной единицей следует принимать микрорайон ^{[25, п.5.2]}. Основная застройка – пятиэтажная, в местах с ограниченными для развития и при больших затратах на строительство – девятиэтажное ^{[26, п.5.7]}. Данным нормативным документом определяется плотность жилого фонда на 1 га микрорайона ^{[26, табл. 7,8]}. Плотность брутто для застройки преимущественно 5-ти этажными зданиями составит 32%, для 9-ти этажного – 42%. Разрывы между зданиями декларируются согласно данного СНиПа и противопожарным мерам, и составляют 15-30 м и 44-48 м, соответственно. Согласно пункту 5.21 застройку микрорайонов следует проектировать с применением типовых проектов, отвечающих местным климатическим и бытовым условиям. Ориентацию зданий следует учитывать относительно требований инсоляции ^{[26, п.5.24]}.

Отличительной чертой данного документа от предыдущего является увеличение этажности и плотности застройки, отсутствие какой-либо информации об учете продуваемости микрорайона.

В связи с научно-техническим прогрессом, расширилась область знаний и в строительной сфере. Город имеет свой климат, причем его отрицательные характеристики, накладываясь на неблагоприятные факторы макроклимата, создают особенно тяжелые для человека условия. В следующей редакции СНиПа от 1975 года учитывается климатическая зона города, в котором выполняется проектирование.

В СНиП II-60-75** Строительные нормы и правила «Нормы проектирования. Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов» при размещении объектов жилищного строительства требуется в первую очередь осваивать свободные от застройки территории ^{[27, п.5.6]}. Этажность жилых зданий теперь определяется на основе технико-экономических обоснований с учетом архитектурно-композиционных, социально-бытовых, гигиенических, демографических требований и местных условий, но до сих пор преимущественна 5-ти этажная застройка ^{[27, п.5.4]}. В данном СНиПе определения показателя теперь напрямую зависит от климатической зоны, а также теперь действуют поправки в сейсмичность и высоту расположения микрорайона строительства. Увеличены значения плотности брутто, теперь для застройки преимущественно 5-ти этажными зданиями составит 53-59 %, для 9-ти этажного – 66-76 %. Показатели плотности жилой застройки и расстояния между жилыми зданиями больше не регламентируются данным документом. Теперь данные показатели следует рассчитывать, основываясь на нормы инсоляции ^{[27, п.5.19]}. Однако строго определены расстояния для зданий 2-4 этажей.

В 1989 году в СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» ^[28] вводятся понятия микрорайона и жилого района. Расстояния между жилыми зданиями следует принимать теперь не только на основе расчетов инсоляции, а также в соответствии с противопожарными требованиями ^{[28, п. 2.12]}. Точные расстояния указаны теперь для зданий высотой 2-3 этажи и отдельно для зданий высотой 4 этажа. Появляется очень важный, относительно нашего исследования, пункт 9.8 «Защита атмосферы от загрязнения». Требуется размещать здания на селитебной территории с наветренной стороны по отношению к производственным предприятиям, являющимся источниками загрязнения атмосферного воздуха, а также представляющими повышенную пожарную опасность.

Этот пункт очень важен, так как это второе упоминание воздухообмена в городских условиях в нормативной литературе. В данном случае, так же указывается только наилучшее расположение здания относительно предприятий. Но на практике эти указания редко выполнялись.

К 1980 году 70 процентов жилья было собрано из готовых деталей. К этому моменту практически неотличимые друг от друга коробки можно было встретить по всей стране от среднеазиатских степей до Северного Ледовитого океана. На смену пятиэтажкам – «Хрущевкам» пришли «Брежневки». Изначально восьми-девятиэтажные дома серий к середине 70-х подросли до 12 и 16 этажей. В брежневских домах появились лифты и мусоропроводы. Была значительно улучшена тепло- и шумоизоляция. Планировка в «брежневках» стала значительно более удобной. «Брежневки», строительство которых началось с 190 года во многом являются прототипами современных типовых новостроек. Распространенные серии данного вида жилья были II-18/12, 1-464, II-49, и самая распространённая серия 114-85.

Красноярске в 1970 годы преимущественно застраивается пятиэтажными зданиями, и преимущественно осваиваются новые территории, или же новые здания взамен бараков. Поэтому расстояния между зданиями и плотность жилых зданий соблюдается согласно тогда действующему СНиП II-К.2-62. На рисунке 7 можно наблюдать район предмостной площади, где отчетливо видно, что расстояния и этажность соблюдены.

Рисунок 7 – Застройка Предмостной площади 1970 год

(Источник: Фото pastvu.com)

Дальнейшая застройка происходила уже в существующих районах, в которых среди пятиэтажек достраивались «брежневки», или дома серий 114-85 выстраивали линейно вдоль главной дороги.

Еще одна серия домов 111-142 («ленинградки»), распространенная в 1975 – 1989 годы, заметно снизила нехватку жилых домов. Каркасно-панельные пятиэтажные дома. В подъездах спроектирован мусоропровод. Газификация в этих сериях отсутствует. Больше всего домов этой серии можно встретить в посёлке «Первомайском» и в жилом районе «Ветлужанка». Данная серия домов возводилась во всех районах как на новых территориях, так и взамен 2-х этажных строений и бараков. Наиболее распространенная планировка квартала – это квадрат, состоящий из 4 зданий данной серии, в центре с дворовой территорией. Стоит отметить, что расстояния между зданиями были значительно сокращены, а плотность застройки возросла.

Рисунок 8 – Типовая застройка микрорайона домов серии 111-142

(Источник: 2ГИС)

На рисунке 8 видна квадратная планировка застройки домами серии 111-142. Наблюдаются минимально допустимые противопожарные расстояния между домами. Расстояния между школами, детскими садами и жилыми зданиями соблюдаются. Два дома в квадратной планировке всегда соединены, и между ними выполняется проем. Согласно пункту 9.8 СНиП 2.07.01-89*, данное угловое соединение не должно располагаться с наветренной стороны, а для Красноярска преимущественное направление ветра юго-западное. На рисунке 8 можно наблюдать нарушения данного требования.

Объяснимо по какой причине в СНиПе 1989 года появился на столько важный пункт 9.8. Так как начиная с 1960 года в области экологии наблюдаются значительные изменения в лучшую сторону ^[35].

Так в октябре того года утверждается закон «Об охране природы в РСФСР» ^[34], повлекшего за собой массу изменений в системе управления природопользованием и контроля за охраной природы. Возникновение в декабре в Московском государственном университете первой студенческой Дружины охраны природы, положившей начало всему российскому экологическому движению.

На втором этапе (1960–1991), в связи с резким ухудшением состояния окружающей среды и осознанием в обществе угрозы разрушения природного равновесия, происходит постепенное формирование экологической политики советского государства, основные тенденции которой мы рассмотрим далее.

В связи с резким ухудшением экологической обстановки в стране, в 1960–1980-е гг. был принят также ряд законов и постановлений, направленных на предотвращение загрязнения окружающей среды ^{[28, с. 211–225; 7, с. 317–321]}. При этом ответственность за претворение в жизнь принятых документов возлагалась на региональные и местные органы власти, а также — хозяйственные министерства и ведомства, которые как раз и являлись основными разрушителями и загрязнителями природной среды. Таким образом, за процесс эксплуатации природы и за ее охрану часто отвечали одни и те же должностные лица, и поэтому многие требования природоохранного законодательства просто не выполнялись, так как они существенно тормозили или вовсе делали невозможным выполнение производственных «планов». В итоге риторика партийных и правительственных постановлений со временем становилась все жестче, а экологическая обстановка в стране — все хуже ^[30].

Данный период вмещает в себя большое количество событий, как в строительной отрасли, нормативной базе и экологической деятельности в стране. Касаемо воздухообмена в жилых микрорайонах в начале данного периода пропадают упоминания в СНиПах. Но благодаря деятельности экологической политики в последствии в нормативную литературу добавляется пункт о защите атмосферы от загрязнения, он лишь регламентирует расположение зданий. Усугубляет ситуацию проветриваемости увеличение плотности жилой застройки и сокращение расстояния между зданиями, то есть высотность зданий возрастает, расстояние между домами уменьшается, плотность увеличивается, как видно на примере требования СНиПа не всегда выполняются. Все эти факторы приводят к застоям вредных веществ, особенно в таком промышленном городе как Красноярск.

Сведения из действующей нормативной документации

При изучении действующей нормативной литературы не было выделено одного основного свода правил или государственного стандарта, которые бы регламентировал аэродинамику в городах. Но при этом существует руководство по оценке и регулированию ветрового режима жилой застройки, на основе которого возможно определить эффективность различных архитектурно-планировочных решений застройки с точки зрения создания комфортных условий аэрации. Так же в этом нормативе приведены расчетные методы оценки и прогнозирования ветрового режима в жилой застройке на стадии детального проектирования, доступные по сложности для использования их архитекторами, проектировщиками ^[32].

При проектировании городского пространства оценку и прогнозирование ветрового режима следует рассматривать как составную часть работ, осуществляемых при разработке раздела "Охрана природы...", согласно пункту 1.3. Но данное руководство предназначено для использования при застройке свободных территорий, а не для решения вопросов регулирования аэрационного режима в условиях реконструкции, хотя и в этих условиях оно частично применимо.

Степень загрязнения воздуха существенно зависит от скорости ветра. Согласно исследовательской литературе, направления ветра в районах застройки изменяются в среднем примерно на 10-20 °, в то время как скорости ветра имеют тенденцию к уменьшению в среднем на 20 - 30 процентов, но ветры низкой скорости имеют тенденцию к увеличению.

Данные для прогнозирования опасной скорости ветра, его направления и параметра Р нормируются РД 52.04.306–92 «Охрана природы. Атмосфера. руководство по прогнозу загрязнения воздуха» ^{[33, п.2.1; 3.2; 4.1]}. В Красноярске при скоростях ветра 0-1 м/с, когда горизонтальный перенос ослаблен, а конвективного переноса оказывается недостаточно для выноса примесей, наблюдается рост концентраций загрязняющих веществ, поступающих от низких источников.

Согласно СП 42.13330.2016 «Градостроительство», понятие плотности застройки - это то же самое, что и коэффициент застройки, только цифра, выражена в процентах. Расстояния между зданиями остались прежними, как и в СНиПе 2.07.01-89* ^[28] Данный свод правил регламентирует некоторые точечные объекты исследования в пунктах 6.3, 7.6 ^[31]. В приложение Б представлены показатели плотности застройки участков территориальных зон, . и варьируется от 60-20% ^[31].

Расстояния между жилыми зданиями следует принимать на основе расчетов инсоляции и освещенности в соответствии с требованиями, приведенными в разделе 14, нормами освещенности, приведенными в СП 52.13330.2016 ^[35], а также в соответствии с противопожарными требованиями, приведенными в разделе 15.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За последнее столетие, преимущественно в эпоху СССР, произошло становление строительных нормативов, от единственного документа до комплекса нормативно-технической документации. Ретроспективный анализ позволил проследить изменения факторов, влияющих на воздухообмен, в нормативной документации.

Исследование подтверждает очевидность происходящих процессов: высотность зданий возросла, при этом плотность застройки брутто увеличилась, при тех же минимальных расстояниях между зданиями. В большинстве нормативов отсутствует информация по учету воздухообмена при проектировании, а существующие недостаточно информативны.

В разные периоды времени устанавливался комплекс функциональных требований для планирования квартала. При этом сохранялось основное требование: на определенной площади необходимо возвести определённое количество жилых и общественных зданий (количество квадратных метров площадей), и обеспечить к ним пешею доступность. Разместить зеленые скверы и насаждения, запроектировать проезды таким образом, чтобы не было сквозного сообщения. В остальном планировка зависела от фантазии архитектора.

На примере сравнительного анализа планирования микрорайонов Красноярска и правил проектирования, описанных в нормах, выявлены заметные нарушения в несоблюдении расстояний между зданий и неверное расположения относительно наветренной стороны.

Выявлено, что принципы воздухообмена учитываются в нормативах лишь в требованиях к размещению здания относительно наветренной стороны, а не учитывается всесторонне. Лишь в последние десятилетия в системе нормирования при проектировании жилых районов, микрорайонов вопросы обмена воздушных масс введены в комплекс критериев экологической безопасности городов.

Сегодня современные возможности цифровых технологий позволяют сделать более эффективными процессы расчета воздушного потока в микрорайоне при использовании программного обеспечения – это позволит создать редактируемую возобновляемую модель перемещения воздуха и вредных веществ в микрорайоне. Использование данного рода моделей улучшит экологическую обстановку микрорайона, увеличит производительность проектирования.

По результатам исследования сделан вывод, что не все прежние нормативы включали эффективные регламенты для обеспечения необходимого воздухообмена или они полностью отсутствуют. В этих нормативах факторы, влияющие на эффективный воздухообмен (высота зданий, расстояния между зданиями и угол расположения зданий) определялись иными требованиями, такими как санитарные и противопожарные нормы, требования инсоляции.

Приложение

Таблица 1 – Типовые серии зданий 1935-1955 годов

Таблица 2 - Типовые серии зданий 1955-1960-е годы

Таблица 3 – Изменения значения параметров застройки