Характеристика строительного техногенеза
Тема лекции: Характеристика строительного техногенеза.
Цель лекции: ознакомить студентов с характеристикой строительного техногенеза, принципами природной среды при строительстве, общими принципами природосберегающего проектирования.
План лекции:
1. Принципы защиты природной среды при строительстве.
2. Общие принципы природосберегающего проектирования.
1.Принципы защиты природной среды при строительстве.
Строительство представляет собой область трудовой деятельности людей с исключительно высокой степенью экологической ответственности. Это обстоятельство обусловлено, прежде всего, тем, что строительные процессы вступают в непосредственный контакт со всеми компонентами природы, активно формируя в сравнительно короткие промежутки времени антропогенные ландшафты. В инженерно-техническом аспекте строительный техногенез рассматривается в развитии процессов промышленного , и гражданского строительства, формирующих антропогенный ландшафт в локальном или региональном масштабе (рис. 1).
Рекомендуемые материалы
Рис.1. Формирование антропогенного ландшафта в регионе строительства
Реальные техногенные нагрузки на компоненты геосфер при сооружении объектов промышленного или гражданского назначения формируют потенциальные уровни антропогенного изменения биогеоценозов регионального ландшафта. С этой точки зрения исключительно важное научно-методологическое значение приобретает задача оптимизации структурно-рациональных ограничений на строительный процесс с точки зрения минимального воздействия на природный ландшафт и далее обеспечения необходимых исходных контрольно-технологических предпосылок (в отношении функционирования строительного комплекса) по сохранению экологического баланса в регионе.
Решение указанной задачи развивается по двум инженерно-техническим направлениям:
1) определение области оптимизации качества строительства по заданным экологическим критериям (например, критериям экологической надежности природно-технической геосистемы);
2) определение принципиальных условий создания экологически чистого
строительного комплекса по критериям качественно-количественной минимизации техногенных нагрузок на компоненты природного ландшафта.
В процессе формирования строительного комплекса практически неизбежны экологические потери, обусловленные двумя обстоятельствами:
1) непосредственным воздействием трудовых процессов с используемыми производительными силами (строительная техника, люди, источники
энергии и т. п.) на компоненты природы по А, G, L, В-геосферам;
2) необходимым использованием объектов природы в регионе строительства в качестве дополнительных условий формирования комплекса
(использование природных ресурсов в технологическом цикле).
Каждое из рассмотренных обстоятельств может быть выражено количественной мерой экологических потерь, суммарно определяющих общую экологическую обстановку на текущий момент времени строительства (рис. 2). Идеальная организация строительного процесса соответствует минимальным общим экологическим потерям Dmin. В этом случае реакция Ro, рассматриваемая как вектор развития биогеоценозов (по качественно-количественному составу природных компонентов, определяемому комплексной характеристикой εПТГ ), [(εПТГ)]o будет совпадать по направлению с вектором техногенного развития процесса Ωc(to) →εo(Ω) и, следовательно, экосистема в рассматриваемой ситуации будет обладать минимальным риском (максимальной экологической безопасностью).
Рис.2. Расчетно-формирующая модель экологически-чистого строительного комплекса
Противоположная ситуация (с наибольшим экологическим риском), как правило, характеризуется к моменту окончания строительного процесса. и при отсутствии соответствующих эколого-восстановительных функций экосистема будет иметь в своем реальном выражении состояние:
Sk →Ωc(tk) →εk(Ω) → Dmax
В рамках рассматриваемой модели может быть рассчитан допуск на организационно-технологические ограничения с учетом экологических требований непревышения техногенных нагрузок:
Ограничения определяют экологический допуск на формируемые показатели качества строительного комплекса, т. е.
ΔεПТГ →ΔΩ
Для количественной оценки экологической эффективности строительного процесса вводится понятие коэффициента экологически полезного действия (КЭПД) Ке
Ке = (εПТГ)t /(εПТГ)o
где (εПТГ)t , (εПТГ)o – соответсвенно интегральные оценки экологического состояния региона после и до техногенного воздействия в результате трудовой деятельности людей.
В соответствии с определением 0 ≤ Ке ≤ 1, причем Ке = 0 отвечает полной экологической деградации региона, а Ке = 1 — его полной экологической сохранности.
Организация трудового процесса, формирующего экологически чистые объекты, производится в рамках системы инженерно-экологического обеспечения строительного комплекса.
Гармоничное содружество человека и природы совершенствует процессы и объекты строительства. Такой, ставшей уже общепризнанной, формой развития строительных конструкций является архитектурная бионика как отрасль науки, изучающая закономерности и принципы формообразования объектов и систем живой природы с целью использования их для совершенствования технических решений в архитектуре. Отечественная концепция архитектурной бионики исходит из представления о бионическом методе как синтетически выраженном в аспекте математических законов совершенствования конструкций, инженерно-прикладных основ их получения, эстетико-художественных норм восприятия, выражения и воздействия.
Использование методов архитектурной бионики, как показал отечественный и зарубежный опыт, позволяет рационализировать конструктивные системы, содействовать решению таких важных вопросов, как гармонизация архитектурной и природной среды, охрана живой природы (благодаря тому, что бионическая архитектура вписывается в окружающую среду, а также в связи, например, с применением легких трансформируемых конструкций бионического типа, не требующих капитальных фундаментов, громоздких средств монтажа и экологически опасных источников загрязнений). Рассмотренные аспекты архитектурной бионики пока лишь находят свое воплощение в жилищно-гражданском строительстве. Однако все возрастающие требования обеспечения экологически чистых и безопасных ПТГ настоятельно ставят задачу интенсивного развития промышленно-архитектурной бионики.
2.Общие принципы природосберегающего проектирования
Крупномасштабное строительство промышленных объектов во всех отраслях народного хозяйства обуславливает многоаспектный характер техногенного воздействия на объекты гео- и биосферы. Специфика строительного техногенеза определяет доминирующую роль в антропогенном развитии, прежде всего компонентов литосферы
ΔΩ →ΔεПТГ
Качество формируемого строительного комплекса есть некоторая инте-гральная характеристика его совокупных свойств ΔΩ,обусловливающая способность сооружаемых объектов выполнять свои функции в соответствии с назначением. Традиционные методы нормирования функциональных свойств отдельных строительных объектов и комплекса в целом не учитывают в данной мере требований экологической безопасности региона. Наложение экологических ограничений на нормативный регламент строительства может быть реализовано в рамках оптимального проектирования конструктивного потенциала строительного комплекса и технологического процесса его формирования. В определенной мере для решения этой задачи может быть использован зарубежный опыт.
Принцип экологически рационального строительства предусматривает всесторонний и высокоэффективный контроль на всех стадиях жизненного цикла формируемых объектов. При этом контроль выступает как в функции активного обеспечения качества строительства (за счет устойчивых обратных связей и придания контролю функций регулирования и управления), так и в функции объективной оценки экологической обстановки в регионе застройки. С этой точки зрения комплексный контроль определяет необходимое условие обеспечения экологически безопасного строительства промышленных объектов.
Планирование экологически эффективного контроля строительства представляет исключительно важную инженерную проблему, от решения которой в существенной мере зависит характер антропогенного развития ПТГ в целом. Исходным этапом планирования является разработка инженерной классификации экологического контроля, отражающей специфику промышленного строительства с точки зрения как функционального назначения сооружаемых объектов, так и особенностей развития техногенно-антропогенных потоков при формировании ПТГ. Т.о, формирование опережающей природоохранной стратегии состоит в необходимости обеспечения двух принципиальных требований:
1) выполнение работ и выработки конкретных решений по охране окружающей среды с временным опережением по формирующим стадиям жизненного цикла продукции;
2) обеспечение гарантированного природоохранного потенциала на каждой опережающей стадии инженерно-экологического цикла.
Первое условие достигается главным образом за счет аргументированного планирования инженерно-экономического и производственного циклов, а также четкой организации всей трудовой деятельности, определяющей необходимую сбалансированность всех материально-технических ресурсов, задействованных в трудовом процессе.
Второе условие представляет более сложную задачу, связанную с необходимостью обоснования природоохранного потенциала по всем формирующим стадиям трудового цикла (состоящего из инженерно-экологического и производственного циклов).
Экологическая защищенность природных ландшафтов в регионе строительства в существенной мере достигается за счет повышения качества и надежности сооружаемых объектов, эффективных технических, технологических и организационных решений и методов. Здесь главное направление — максимально индустриальные способы строительства.
Глоссарий
Техногенез — происхождение и изменение ландшафтов под воздействием производственной деятельности человека.
Бионика – отрасль науки, изучающая закономерности и принципы формообразования объектов и систем живой природы с целью использования их для совершенствования технических решений в архитектуре.
Утилизация отходов — использование отходов в качестве вторичных материальных или энергетических ресурсов.
Целевые показатели качества окружающей среды — показатели, характеризующие предельный уровень нормируемых параметров окружающей среды на определенный период времени с учетом необходимости постепенного улучшения качества окружающей среды.
Эмиссии в окружающую среду — выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов производства и потребления в окружающей среде, вредные физические воздействия
Контрольные вопросы
1. Что такое строительный техногенез? Какого его влияние на окружающую среду?
2. Понятие качества строительного комплекса.
3. Критерий экологической оптимизации строительства.
4. Как определяют количественную оценку экологической эффективности строительного процесса?
5. Что предусматривает принцип экологически рационального строительства?
6. Характеристика строительного техногенеза.
Блиц – тест
1. Для количественной оценки экологической эффективности строительного процесса используют:
А) КЭПД
Б) ПДК
В) ПТГ
Г) ПСК
Д) ОПК
2. Отрасль науки, изучающая закономерности и принципы формообразования объектов и систем живой природы с целью использования их для совершенствования технических решений в архитектуре:
А) Бионика
Б) Геоэкология
В) Техногенез
Г) Биология
Д) География
3. Коэффициент экологически полезного действия (КЭПД) Ке равен:
А) Ке = (εПТГ)t / (εПТГ)o
Б) Ке = (εПТГ)t * (εПТГ)o
В) Ке = (εПТГ)t + (εПТГ)o
Г) Ке = (εПТГ)t – (εПТГ)o
Д) Ке =(εПТГ)o / (εПТГ)t
4. В инженерно-техническом аспекте строительный техногенез рассматривается в развитии процессов:
А) промышленного и гражданского строительства
Б) промышленного и государственного строительства
В) государственного и гражданского строительства
Г) частного и государственного строительства
Д) частного и гражданского строительства
5. К группе устойчивых природных комплексов относятся:
А) травяные и травяно-моховые болота
Б) холмистые участки с тундрами, с лесами
В) участки со скоплением минеральных бугров
Г) гряд пучения с лесами, природные комплексы тундр
Люди также интересуются этой лекцией: 73 Оправдание и освящение.
Д) гряд пучения с тундрами, природные комплексы лесов
Список литературы:
1. Иванов Н.И. Инженерная экология и экологический менеджмент. М.: Логос, 2004 – 518 с.
2. Колесников С.И. Основы экологии для инженеров. Ростов Н/Д: «Высшее образование» «Феникс», 2003 – 352 с.
3. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии. М.: Высшая школа, 1999 – 447с.
4. Медведева В.Т. Инженерная экология: Учебник — М.: Гардарики, 2002. — 687 с.