Урбанизация и экология

Появление на Земле созданной человеком искусственной среды (городов и поселков, инженерных сооружений и т. п.) стало одной из важнейших особенностей процесса взаимодействия человека и природы. Урбанизированные ландшафты (города, пригородные территории) постоянно растут, расширяются, а территория Земли остается постоянной, возрастает только ее ценность в связи с уменьшением незастроенных площадей. Для градостроительства любой ландшафт – природный ресурс, влияющий на градообразование. Вместе с тем в градостроительстве для создания необходимых гигиенических условий проживания людей необходима охрана среды, как в самом городе, так и вокруг него, поскольку без определенной естественной окружающей среды города не могут существовать. При этом одно из ключевых условий обеспечения устойчивого социально-экономического развития – рациональная организация расселения в стране и регионах. Главными задачами здесь являются:

–    адаптация процессов распределения населения по стране, демографических и расселенческих процессов в регионах, развития и изменения территориальных и. функциональных форм расселения к новым рыночным условиям (преобладанию негосударственных форм собственности и появлению в связи с этим новых форм экономического поведения хозяйствующих субъектов);

–    обеспечение адекватного учета новых геополитических условий (резкое увеличение числа приграничных регионов, появление большого числа вынужденных мигрантов из стран СНГ, из очагов межнациональных конфликтов);

–    регулирование стихийного оттока населения из северных и восточных регионов;

–    изучение этнополитической ситуации и предупреждение межнациональных конфликтов;

–    преодоление кризиса крупных городов, как центров сосредоточения преимущественно обрабатывающей и наукоемкой промышленности, испытавшей наиболее глубокий спад производства;

–    преодоление кризиса малых и средних городских поселений, моноотраслевая структура которых оказалась особенно уязвимой в условиях резких изменений рыночной конъюнктуры (проблемы закрытых территориальных образований, конверсии центров ВПК, закрываемых угольных шахт);

–    сохранение сельских поселений, страдающих от аграрного кризиса и усиления разобщенности в условиях удорожания транспорта и других коммуникаций;

–    создание широкой сети временных поселений горожан в сельской местности («второе жилище» на дачных, садовых участках);

–    переселение из зон экологических бедствий и техногенных катастроф (зоны влияния Чернобыля, Семипалатинского полигона, радиационных аварий на Южном Урале, землетрясений);

–    нарастающее ухудшение условий жизни и среды обитания коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока;

–    обеспечение функционирования рекреационно-курортных зон общероссийского значения в связи с потерей многих прежних общесоюзных зон отдыха.

Принципиальные направления решений расселенческих проблем намечены в утвержденной Генеральной схеме расселения на территории Российской Федерации.

Активизация экономической базы поселений как основы благосостояния их жителей связана не только с ростом производства, но и с формированием других направлений экономической деятельности. Важное значение в этом направлении имеет создание технополисов, технопарков, развитие наукоемких производств, рекреационное использование территорий. Такой подход обеспечивает решение как экологических (сохранение естественной среды), так и экономико-социальных проблем (занятость населения, доходы бюджета и др.). Необходима последовательная экологическая реконструкция городских земель, окраинных и рекреационных зон промузлов, сельских поселений, в целях создания на этой основе благоприятной среды обитания.

При оценке будущего взаимодействия урбанизированной территории и ландшафта учитывают следующий основной аспект: обусловленность принимаемого градостроительного решения природной ситуации с утилитарно практических позиций (природными ресурсами – в первую очередь, рельефом, его расчлененностью, склонами и т.д., а также инженерно-геологическими условиями, инженерно-сырьевыми ресурсами, почвой, растительностью, животным миром, подземными и поверхностными водами, климатом, ветровым режимом, инсоляцией, температурным режимом и др.), в том числе с точки зрения эстетической оценки ландшафта (эстетические ресурсы активно воспринимаемые, эстетически ценные компоненты ландшафта, видовые точки, трассы и т.д.). Проектируя урбанизированные территории, необходимо помнить простые законы экологии: все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа знает лучше; ничто не дается даром.

Преобразованные человеком урбанизированные экосистемы вносят помехи в процесс обмена веществ и энергии. Антропогенные и природные ландшафты тесно взаимосвязаны, причем селитебная и производственная функции градостроительных образований оказывают наибольшее влияние на природный ландшафт. Последствия антропогенного воздействия города на ландшафт больше всего сказываются в зоне, непосредственно прилегающей к городу – зоне наибольшей хозяйственной активности. Далее следуют зоны экологического равновесия и буферные.

Проектирование систем расселения с учетом рационального взаимодействия человека и природы рассматривает урбоэкология. Ее основная цель – разработка градостроительных решений, обеспечивающих приемлемые гигиенические, социальные и другие условия жизни населения и одновременно рационализацию природопользования, обеспечение условий функционирования экосистем, их необходимого улучшения. Научный фундамент урбоэкологии составляют территориально-планировочные, инженерно-геологичес­кие, географические, биологические, гигиенические, инженерно-технические и эстетичес­кие основы урбанизации территорий.

Территориально-планировочные основы, в первую очередь рассматриваемые урбоэкологией – это региональное расселение, районная планировка, планировка населенных мест. Рациональная интеграция экономических, социальных и природных объектов возможна только на основе увязки проблем развивающейся промышленности, сельского хозяйства, формирующейся инженерно-технической инфраструктуры в районе, городе с учетом ограниченности территории и непрерывного развития хозяйства. Планировочная организация района или города влияет на его гармоничное развитие, рациональное использование территории и охрану природы.

Инженерно-геологические основы используются в урбоэкологии для исследования будущего влияния градостроительных структур на литосферу, так как урбанизация нарушает рельеф, инженерно-геологические и гидротехнические условия, может привести к изменению направленности геологических процессов в литосфере. Физико-механические свойства в верхнем горизонте литосферы города изменяются на глубине 20–50 м, иногда – до 100–300 м (при высотном строительстве), гидрогеологические условия (уровень грунтовых вод, их состав и т.д.) – при застройке на глубине до 100–150 м, иногда – до 400–800 м. В грунтах происходят необратимые антропогенные процессы – суффозия, карстообразование, оттаивание, обводнение, заболачивание и другие процессы, в свою очередь влияющие на деформацию поверхности. В зонах градостроительного освоения активизируются оползни: 60–85% случаев движения оползней вызвано деятельностью человека.

В последние десятилетия урбанизация все активнее действует на литосферу, так как застраиваются все территории с неровным рельефом и сложными инженерно-геологическими условиями, растет этажность, высота и масса зданий и сооружений, что вызывает деформации грунта на большой глубине. Осваивается для целей градостроительства подземное пространство и шельф, районы с вечной мерзлотой, сейсмические, где влияние строительства и эксплуатации зданий на процессы в литосфере особенно велико.

Географические основы служат для определения устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействиям. Изучается устойчивость и изменение ландшафтов под действием физических и химических загрязнений с разработкой рекомендаций по обеспечению устойчивости, исследуется обмен веществ между обществом и природой, разрабатывается проектирование геотехнических систем и ландшафтов с повышенной устойчивостью.

Биологические основы позволяют выяснить взаимодействие урбанизированной и природной среды.

Эстетические основы – это сохранение и увеличение эстетической ценности урбанизированной среды Они связаны с соразмерностью разнообразием единством восприятия урбанизированной среды, с социальным эффектом духовного «потребления» среды, рассматриваемыми как показатель качества среды.

Районная планировка должна помочь достижению целей: экономических (комплексное использование ресурсов, эффективное развитие производства), социальных (оптимальное развитие градостроительства, сохранение природной среды и памятников), экологических (улучшение природной среды, отсутствие загрязнений). Экологические цели необходимо достигать не общими указаниями в проектах об «учете интересов охраны природы», а более четкими принципами, соблюдаемыми при проектировании. В их число входит в первую очередь экологическое равновесие.

Взаимодействие урбанизированной и природной сред должно происходить в условиях равновесного состояния – динамического гомеостаза, когда антропогенные изменения носят постепенный характер, а биосфера успевает адаптироваться к ним. Для этого необходимо выдержать четыре принципа:

–    сохранение гарантированного минимума видов простейших абиотических образований в экосистеме;

–    сохранение оптимального состояния экологических компонентов;

–    нежелательность потери видового разнообразия биогеоценозов в экосистемах;

–    недопустимость нарушения баланса между интенсивно и экстенсивно эксплуатируемыми участками.

В проекте районной планировки следует предусматривать рациональное зонирование территории и размещение населенных мест, инженерно-технические мероприятия по безотходным технологиям, очистке и утилизации загрязнений, а также природоохранные мероприятия по созданию заповедников, парков и т.д. В результате должны быть обеспечены саморегуляция и воспроизводство воздуха, чистой воды, почвенно-растительного покрова, животного мира. Для достижения равновесного состояния необходимо соблюдать ряд условий:

–    обеспечить баланс межрайонных потоков вещества и энергии путем воспроизводства основных компонентов природной среды;

–    привести в соответствие геохимическую активность ландшафтов и объем загрязнений природной среды, в том числе обеспечить более низкий уровень загрязнений по отношению к биохимической активности экосистем района, а также физическую устойчивость ландшафтов к транспортным, рекреационным и другим антропогенным воздействиям;

–    осуществлять районную планировку с сохранением ненарушенных участков экосистемы, которые могут воспроизвести необходимое количество кислорода, очистить загрязненную воду, произвести нужный объем биомассы.

В качестве примера экологического равновесия рассмотрим необходимую среду вокруг города с населением 1 млн. жителей, имеющего территорию 20 тыс. га (200 км²). При достаточно хорошем озеленении улиц, наличии парков и садов территория такого города производит в год около 25–30 тыс. т кислорода при затратах кислорода на нужды промышленности и транспорта около 10 млн. т. Дефицит кислорода восполняется поступлением его с прилегающих не урбанизированных территорий, причем для рассматриваемого города необходимо не менее 15–20 тыс. км² естественного ландшафта – лесов, лугов, полей, акваторий – для воспроизводства кислорода. Потребление воды составляет 400–500 млн. м³ в год при сбросе сточных вод 350–450 млн. м³. Для их регенерации нужна площадь водосборного бассейна не менее 15–20 тыс. км² при среднем модуле поверхностного стока 0,2 л с 1 км² в сутки. Рядом с городом должны быть рекреационная зона площадью около 15–20 тыс. км ² с учетом лесистости 15–20 % и сельскохозяйственная для производства продуктов питания из расчета 1 га на одного жителя при распаханности до 50 % – площадью 15–20 тыс. км². Экологическое равновесие, следовательно, может быть достигнуто не в городе, а только в пределах обширного района или в групповой системе населенных мест, в которой города рассматриваются в неразрывном единстве с ненарушенными или слабо нарушенными природными ландшафтами.

Следовательно, уровень районной планировки (мезотерриториальный уровень) и является первичным материалом для обеспечения экологического равновесия, которое может быть иметь три уровня удовлетворения его условий: полный, условный и относительный. Полное экологическое равновесие достигается только в случае удовлетворения всех условий, что возможно лишь при достаточно больших территориях с плотностью населения не более 50–60 чел. на 1 км² и лесистости не менее 20–30%, а также благоприятном климате. Условное экологическое равновесие наблюдается при соблюдении только первого принципа, на территориях с плотностью населения не более 100 чел. на 1 км², при лесистости не менее 20–30%. Относительное экологическое равновесие достигается и при большей плотности населения и меньшей лесистости, причем в этом случае основную роль играют гигиенические, инженерно-планировочные, технологические мероприятия, компенсирующие загрязнение среды.

При проектировании района с экологическим равновесием рекомендуется исходить из основных принципов:

–    мозаичности – для сохранения гомеостаза природной среды наряду с мероприятиями в пределах одного ландшафта следует целенаправленно перераспределять антропогенные нагрузки, так как разные ландшафты обладают различной степенью устойчивости;

–    иерархичности – при большой территории страны достижимо полное экологическое равновесие в пределах больших областей, районов и всей страны, так как районы с условным и относительным равновесием могут быть уравновешены районами с полным равновесием;

–    динамичности – развитие промышленности, урбанизация, рост населения могут привести к трансформации района с полным экологическим равновесием в районы с условным и относительным равновесием, а прогресс науки, техники, социальные достижения в более редких случаях могут вызвать обратный процесс повышения степени экологического равновесия.

Экологическое равновесие непосредственно связано с плотностью населения, характером использования территории. Критические антропогенные нагрузки на урбанизированные территории основаны на гигиенических критериях, на обеспеченности населения зонами различного назначения. Так, ЦНИИП градостроительства для промышленных районов считает обеспеченность территории 3–3,5 тыс. м² на жителя. В ФРГ предельной (критической) плотностью в городе является плотность 100–1500 чел. на 1км², т.е. 0,7–10 тыс. м² на жителя. В США «экологической нормой» считается 30 тыс. м² на человека, а соотношение урбанизированных, сельскохозяйственных и естественных территорий рекомендуется 1:1:1. В ФРГ это соотношение составляет 28, 42 и 30%, в Польше для ядра агломерации – 3–5 тыс. чел. на 1 км², а для агломерации в целом – 0,8–2 тыс. Чел. на 1 км². По-видимому, нужен дифференцированный подход к плотности населения в ядре и периферийной зоне агломерации.

Ввиду того, что экологическое равновесие достигается только при наличии больших естественных ландшафтов, очень важно создание природоохранных зон, национальных и природных парков, садов, озеленяемых территорий, создающих природный (экологический) каркас района. Этот каркас необходим для обеспечения баланса территорий различного назначения, чтобы было достигнуто экологическое равновесие. Площадь, включающая системы расселения, сельского хозяйства, добычи полезных ископаемых, расчитывается по формуле:

,

где  – удельный показатель обеспечения территорией на 1 тыс. жителей, км² (не должен превышать 50–60 чел. на 1 км²);  – население i-й групповой системы населенных мест (i=1,..., m), j-го плотно населенного ареала (j =1,..., n), тыс. чел.

Зоны экологического равновесия  (по воде) и  (по кислороду), определяются по формуле:

;                   .

В расчетах принимается большее значение  или . Здесь  – численность населения региональной системы расселения, тыс. чел.;  – перспективная ежегодная потребность в топливе, тыс. т условного топлива на 1 тыс. чел.;  – среднее значение ежегодно продуцируемого кислорода на i-й территории, тыс. кг; 2,5 – коэффициент перехода для подсчета изъятого из атмосферы кислорода; В – среднее ежегодное водопотребление, тыс. м³ на 1 тыс. чел.;  – среднее значение ежегодно продуцируемой воды на j-й территории, тыс. м³.

Пространственная структура экологического каркаса расселения характеризуется равномерной сетью населенных мест со связями между собой и зонами развития, экологического равновесия, буферной и компенсационной. Представляют интерес требования к зонам: наибольшей хозяйственной активности с максимальным воздействием на биосферу; экологического равновесия с сетью природных парков, охраняемых ландшафтов, лесистостью не менее 40–50%, запрещением рубки леса (кроме санитарных), ограничением размещения промышленных предприятий, городского и транспортного строительства, комплексом по очистке стоков, поддержанием популяций животных и птиц, буферной на стыке региональных систем расселения (экологический шов) для компенсации экологической неполноценности и обеспечения в перспективе экологического равновесия шириной 100–150 км, с лесистостью не менее 30 %, охраной ландшафтов. Наименее освоенные ландшафты с низкой плотностью населения считаются компенсационными зонами.

Размер (радиус) зоны ограниченного развития определяют по формуле:

,

где  – население центрального города, тыс. чел.;  – население города-спутника, тыс. чел.;  – удельный вес прироста населения города-спутника в суммарном приросте населения системы, %;  – число направлений интенсивного роста ядра;  – территория, приходящаяся на 1 тыс. жителей с учетом селитебных, промышленно-складских транспортных территорий, лесопарковых зон отдыха, пригородных сельскохозяйственных земель и т.д., км²;  – коэффициент наличия непригодных для застройки и сельскохозяйственного производства территорий (акватории, скалы, овраги и т.д.), изменяющийся в зависимости от доли непригодных территорий от 1 до 2;  – эмпирический коэффициент лесистости, изменяющийся в пределах от 1 до 2 (при лесистости более 50 % =1, от 30 до 50 –  =1,2, от 10 до 30 –  =1,5; менее 10 % –  =2,0);  – эмпирический коэффициент плотности населения, изменяющийся в пределах от 1 до 2 (при плотности населения в радиусе 50 км от центрального города на 1 км² до 100 чел. –  = 1; от 100 до 200 –  = 1,2; от 200 до 300 чел. –  = 1,5, свыше 300 чел. –  = 2).

Для городов с населением свыше 1 млн. жителей ширина зоны ограниченного развития должна быть 35...40 км, с населением 0,5...1 млн. – 25...30 км, с населением 100...500 тыс. жителей – 20...25 км. За зоной ограниченного развития располагается зона активного развития. Для городов с населением от 100 до 500 тыс. человек ее ширина в среднем составит в первом случае не менее 40...50 км и во втором – не менее 30...35 км.

В последние годы активно возрождаются идеи о соединении города и природы в органичное единое образование. Выдающийся архитектор Паоло Солери выдвинул мысль об архитектурной экологии (аркологии). В Санкт-Петербурге разрабатывается «Экополис» – программа создания будущих агропромышленных комплексов с небольшим городом, частично обеспечивающим жителей продуктами питания с утилизацией всех видов энергии и направлением их на выращивание пищевых и технических растений. Город вписан в природную среду, все предприятия работают по безотходной технологии, к минимуму сведены загрязнения. Вокруг города сохранена природа в естественном виде. В этом несколько идеализированном поселении будущего, видимо, все здания будут построены на основе принципов строительной бионики и биоархитектуры, они должны быть биопозитивными и «умными», чтобы не только вписываться в природный ландшафт, сохранять и восстанавливать естественную природную среду, не выделять загрязнений, помогать очистке среды, но и повышать качество жизни человека.

От предложения идей экологизации городов в последние годы архитекторы, градостроители и строители перешли к разработке проектов эко-сити и к возведению первого в мировой практике эко-сити (эко-квартала в существующем городе как будущей модели эко-сити).

Экореконструкция города

Экореконструкция любой неэкологичной системы расселения и неэкологичного места расселения должна выполняться на всех уровнях от генеральной и региональной схем расселения, схем и проектов районной планировки и вплоть до отдельных зданий и инженерных сооружений. В состав комплекса мероприятий по экореконструкции могут войти следующие разделы.

Экореконструкция региона. Достижение экологически обоснованного соотношения урбанизированных и естественных территорий; постепенное создание экологического каркаса мест расселения и соответствующих зон (буферной, компенсационной, экологического равновесия и др.) вокруг мест расселения с целью достижения экологического равновесия между городом и прилегающими территориями, в том числе сельскими, обоснованная дезурбанизация отдельных территорий с превышенной демографической емкостью. Закрытие наиболее загрязняющих и нехарактерных для экономики региона производств, перенос производств, в соответствии с необходимыми расстояниями, до селитьбы и господствующими ветрами. Создание сети электротранспорта в пределах региона. Поощрение развития общественного транспорта, велотранспорта, создание условий для пешеходного движения. Совмещение этих мероприятий с работами по созданию экологического каркаса и переносу предприятий, чтобы уменьшить объемы перевозок, увеличить пешеходную доступность мест обслуживания и работы.

Экореконструкция населенных мест. Увеличение площади озелененных территорий, соединение всех озелененных территорий, озелененными переходами между собой и с загородными лесами и парками, создание озелененных полос вдоль берегов рек и водоемов, реконструкция сети улиц с целью обеспечения проветривания, перенос наиболее загрязняющих производств в пригородные зоны и их экологичная реконструкция, экореконструкция зданий и инженерных сооружений, экореконструкция промзон, вынос складов и гаражей из жилых кварталов, восстановление инсоляции, исключение затенения.

Экореконструкция с учетом требований сенсорной экологии (видеоэкологии и др.) и миниатюризации. Отказ от гигантских зданий и площадей, разборка верхних этажей высоких зданий, строительство новых зданий только в виде высокоплотной малоэтажной (не выше высоких деревьев) застройки, и др. Застройка и другое освоение неудобий и высвобождение территорий с ровным рельефом для последующего превращения в парки. Градостроительное освоение подземного пространства (строительство второго, подземного многоярусного города). Освобождение территорий в центральной части города для создания парков.

Биопозитивная реконструкция зданий и инженерных сооружений. Озеленение стен и кровель (иногда, при соответствующем обосновании – с разборкой верхних этажей высотных зданий), мероприятия по энергосбережению, использованию альтернативной энергии, архофитомелиорация существующих зданий и инженерных сооружений, повышение качества жизни и уровня удобств, а также внешнего вида старых зданий путем их экореконструкции и архофитомелиорации, устройство биопозитивных шумозащитных экранов, реконструкция проезжей части дорог и тротуаров с применением водопроницаемых покрытий.

Архофитомелиорация (улучшение архитектурной выразительности путем озеленения поверхности с устройством декоративных устройств для поддержания вьющихся зеленых насаждений и растительного грунта). Повышение площади растительного грунта и создание новых поверхностей для озеленения достигается путем пристройки к нижним частям стен зданий грунтовых террас, устройства вокруг инженерных сооружений (фонарных столбов, башен и др.) объемов растительного грунта, поддерживаемого декоративными стенками; озеленение всех возможных не озелененных ранее поверхностей. При этом в отмостках и в фундаментах при необходимости нужно проделать отверстия для свободного прохода корней вновь высаживаемых растений в естественный грунт, чтобы не требовался полив.

Постепенное создание системы подземного электротранспорта. Отказ от использования бензиновых и дизельных автомобилей с ДВС в пределах города. Использование только транспорта на газе и электротранспорта.

Создание системы глубокой очистки воды в местах расселения. Исключение сброса загрязненных вод и полное использование очищенной воды на полив парков, смыв в общественных туалетах и др. Постепенный переход на трехтрубную систему водоснабжения в домах: питьевая вода (очень тонкая труба с самым высоким качеством воды и минимальным водопотреблением 3–4 л/чел. в сутки), хозяйственная вода (для ванн и др.) и горячая вода. При этом для смыва в туалетах используется только хозяйственная вода после ее употребления в ваннах, душах, для стирки и др.

Создание системы подготовки и раздельного сбора твердых бытовых отходов и их полного рециклирования.

Экореконструкция и фитомелиорация всех компонентов ландшафтов в городе. Повышение индекса озелененности до 6–7 (по примеру Японии ввести использование индексов озелененности городских территорий: 1 – без озеленения, 2 – трава, 3 – кустарники,.6 – деревья среднего возраста,... 10 – естественный лес).

Дезодорация загрязнений и лечебно-оздоровительная одорация воздушной среды внутри зданий и в городе. Ароматизировать среду города с целью психологического, физиологического, терапевтического и маскирующего неприятные запахи воздействия.

Восстановление комплекса природных факторов, к которым, в частности относятся: естественный мир запахов, цвет, электромагнитные колебания, природный уровень и содержание (частоты, ритмы) шума, температура, давление, перепады света, содержание природных элементов в воде, почве, воздухе.

Экологизация водопотребления и водопользования в городе. Внедрение системы глубокой очистки поступающей в регион воды. Демонтаж всех без исключения водовыпусков сточных вод в водоемы. Внедрение системы экономного расходования воды жителями и предприятиями (счетчики воды, введение раздельных систем питьевой и технической воды, запрещение полива питьевой водой, устройство пробок в умывальниках, водосберегающие душ и ванна, водосберегающие краны, бытовые мойки для посуды, и др.). Замена технологий, требующих большого расхода воды, на водосберегающие. Применение замкнутого оборота воды на предприятиях. Внедрение наиболее экономичных систем полива в сельском хозяйстве, использование культур с минимальным водопотреблением. Применение подземных хранилищ для накопления запасов воды. Очистка и восстановление рек.

Особо можно коснуться проблемы экологичной реконструкции зданий в сейсмоопасных районах. До сих пор вопросы реконструкции старых зданий связывали только с повышением их сейсмостойкости. В то же время представляет несомненный интерес объединение сейсмостойкой и экологичной реконструкции. Повысить сейсмостойкость старых не сейсмостойких зданий и одновременно сделать их в той или иной степени экологичными можно несколькими путями: устройство нового внешнего замкнутого каркаса (стального или железобетонного), опирающегося на новые фундаменты и соединенного со старым зданием в нескольких наиболее ответственных местах (например, в уровне верхнего перекрытия, в уровнях всех перекрытий и др.). Этот каркас может быть выполнен по всей длине здания, или только по части его длины, с шагом, равным или кратным шагу простенков или колонн (пилястр).

На каркас навешивается внешнее остекление, вследствие чего здание приобретает пассивную систему солнечного отопления. На свободной поверхности грунта рядом со зданием и на плоской кровле устраивают оранжерею. Для вентиляции в теплое время года остекление может перемещаться или открываться. Таким образом, к обычному мероприятию по повышению сейсмостойкости с помощью внешнего каркаса добавляется озеленение и пассивная система солнечного отопления. Кроме того, с помощью высококачественных стекол можно повысить архитектурную выразительность здания и прекратить процесс разрушения старых стен под действием выветривания, устройство новых наклонных опор для создания новой (пространственной и более жесткой) конструктивной схемы здания. Новые наклонные опоры устанавливают на новые фундаменты и упирают в верхний и все промежуточные диски перекрытий. Далее устраивают такие же оранжереи, остекление наклонной поверхности и пассивную систему солнечного отопления, как и в предыдущем примере. Для такой схемы усиления нужны надежные диски перекрытий, работающие в горизонтальном направлении в новой пространственной конструкции.

Можно коснуться также вопросов повышения уровня комфортности (как одного из показателей экологичности) и безопасности людей в зданиях, возводимых в сейсмоопасных районах. Один из важнейших показателей экологичности зданий в таких районах – это отсутствие негативных воздействий на людей, находящихся в здании во время землетрясения, и создание потенциальной возможности спасения даже при разрушении здания. Известны конструкции сейсмостойких зданий, которые могут быть экологичными и исключать негативные воздействия на жителей: это – здания на кинематических опорах. Одним из привлекательных проектов является здание на кинематических опорах-колоннах высотой на этаж, вследствие чего можно озеленить всю поверхность грунта под зданием. При этом только нужно обеспечить возможность свободного наклона колонн в период колебаний, и выполнить фундамент с проемами для прохода корневой системы деревьев и сообщения озелененного грунта над фундаментом с грунтом в основании. С некоторыми технологическими затруднениями такое решение можно выполнить и при реконструкции с устройством под зданием сплошной плиты, нового фундамента, и последующим подъемом здания в проектное положение с установкой между фундаментом и плитой качающихся колонн. При наклоне таких колонн в соответствии с заранее намеченной формой их криволинейной торцевой поверхности происходит подъем здания с последующим возвратом центра тяжести на место. Поэтому при перемещении грунта под зданием в процессе землетрясения жильцы не ощущают колебаний, здание находится в состоянии инерции покоя. Интересна конструкция здания с качающимся верхним этажом. При реконструкции и устройстве качающегося в противофазе верхнего этажа (эксплуатируемого или неэксплуатируемого) можно выполнить кровлю-газон на этом этаже. Ее вес должен быть учтен в весе этажа. Качающийся этаж позволяет почти в самом начале колебаний здания исключать их рост и переход в резонанс.

Для надежного спасения находящихся в здании людей при невозможности обеспечения нужной сейсмостойкости могут быть устроены при реконструкции здания «спасательные кабины» из облегченных и прочных, железобетонных скорлуп, собираемых на месте в замкнутые яйцеобразные оболочки. Эти оболочки могут использоваться в период нормальной эксплуатации как, например, помещения туалета. Все оболочки снабжают тросами для вытаскивания, шлангами для подачи воздуха и воды. Тросы и шланги размещают в специальном коробе и их концы устанавливаются в закрытом колодце за пределами возможной площади обрушения. В начале толчков застигнутые землетрясением жильцы укрываются в оболочках кабин и закрывают прочную стальную дверь (изнутри кабины могут быть покрыты слоем мягкого демпфирующего материала). После обрушения в кабины может быть подан свежий воздух и питьевая вода, а прибывший трактор за крюки на тросах может быстро вытащить кабины из-под завалов.

Вообще здание может быть сейсмостойким, если все небольшое здание разместить на одной качающейся опоре. Но для старых зданий более приемлемо введение небольших качающихся опор между старым фундаментом (его нужно усилить железобетонным поясом для опирания колонн) и верхней над фундаментной частью здания. Вначале бетонируют усиление фундамента и новый железобетонный пояс, который состоит из двух балок, соединенных перемычками, забетонированными в пробитых в стене проемах. Затем в старой стене просверливают ряд расположенных рядом отверстий для уменьшения сечения стены. После этого домкратами, упирающимися в фундамент и в новый пояс, разрывают стену в месте ослабления ее сечения, и после подъема здания в проектное положение устанавливают между зданием и фундаментом качающиеся стойки. Здание при таком решении практически не испытывает сейсмических воздействий. В последние годы возникла проблема повышения уровня комфортности зданий массовой послевоенной застройки одновременно с улучшением их внешнего вида и повышением теплоизолирующей способности стен. Проблема повышения уровня комфортности осложняется тем, что площади квартир и некоторых помещений (кухни, лоджии) в этих зданиях недостаточны для современных требований по уровню комфортности, звукоизоляция недостаточна, а толщина наружных стен не удовлетворяет современным требованиям по теплоизоляции. Для таких зданий применима экологичная реконструкция, заключающаяся в наружном или внутреннем утеплении стен с помощью эффективной теплоизоляции и устройстве новой наружной отделки, в наклейке звукоизоляционных плит на потолки и стены, в замене полов на более звукоизолирующие; вместо неглубоких лоджий (которые разбирают) устраивают новые большие и архитектурно выразительные застекленные лоджии со специальными мерами гашения наружных шумов, причем часть площади этих лоджий может быть выполнена с теплыми стенами и отоплением и использована для повышения площади кухонь и подсобных помещений; кровлю устраивают в виде эксплуатируемой кровли-газона с выходом на нее из лестничной клетки, или делают черепичную крышу с эксплуатируемыми мансардными помещениями. К наружной стене пристраивают остекленную теплицу в нижней части здания (высотой на один или два этажа), к наружным глухим стенам здания в период их утепления и отделки прикрепляют декоративные керамические держатели для наружного сплошного вертикального озеленения, для укоренения которого устраивают декоративно оформленные проемы в отмостке. На кровле устанавливают гелиоколлекторы для нагрева воды и бак для горячей воды.