АЗБУКА ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ

Я люблю свой Екатеринбург с шумными толпами гуляющих на плотине городского пруда, с водоворотом людей и машин на центральных проспектах, с радугой бесчисленных щитов неоновой рекламы. Но как же быстро я устаю от города, когда он обрушивает на меня сотни децибеллов уличного шума, душит газами заводов и автомашин... И тогда я устремляюсь в уголок покоя и уединения, который есть еще почти в самом центре нашего старинного города, - в Монастырскую рощу. Здесь можно погулять по тропинкам под кронами вековых сосен, посидеть на скамье с книгой, услышать вечерний звон колоколов собора Александра Невского... Как, оказывается, многообразен мегаполис по своей экологии. В нем сосуществуют рядом районы, можно сказать, с предкризисной экологической обстановкой и гармоничная экологически чистая среда.

До недавнего времени считалось, что экологией должны заниматься исключительно биологи. Действительно, они лучше других знают, какими должны быть условия жизни и среда обитания человека, растений и животных. Сегодня основы экологии изучают будущие юристы и металлурги, лесотехники и медики, инженеры и строители. Всем им в той или иной мере придется заниматься проблемами экологического мониторинга, улучшения окружающей среды, сохранения природных ресурсов, защиты человека от экологических стрессов. И конечно же важное слово здесь могут и должны сказать архитекторы-градостроители, ведь само понятие "экология" (в переводе с греческого - "слово о доме") тесно связано с их деятельностью, направленной на то, чтобы сделать более рациональным и комфортным наш малый дом - жилище и большой - планету Земля.

Понятие "градостроительная (или шире - "архитектурная") экология" вошло в научный обиход в конце 1970-х годов. Несколько позже, в 1984 году, в журнале "Архитектура СССР" были опубликованы важнейшие принципы создания экологически осознанных градостроительных комплексов.

Архитектурная экология - прикладная наука, которая определяет принципы формирования экологически комфортной среды архитектурно-строительными средствами и вырабатывает рекомендации по рациональной деятельности в системе "природа - город - человек". С точки зрения формирования системных градостроительных знаний и обоснованных эколого-градостроительных решений эта наука новая. Однако практической экологией люди начали заниматься очень давно, когда и слова такого не существовало. Где выбрать наиболее удачное место для строительства поселения, как правильно поставить дом, куда обратить окна, чтобы поймать солнце, как защитить двор и усадьбу от ветра и снежных заносов, каким образом вести пахотное хозяйство, чтобы не нарушить плодородие почвы, как уберечь свой кров от молнии, а посевы от града - все эти премудрости люди познавали веками и передавали из поколения в поколение.

В книге американского архитектора и ученого Дж. Аронина "Климат и архитектура" приводится масса примеров того, как человек научился использовать природно-климатические условия при строительстве жилища: круглые, обтекаемые для ветра дома есть у народов севера, хижины, поднятые над землей на сваях, - у жителей экваториальных стран. Мне приходилось видеть в Египте африканские "мазанки" без крыш. Их строят такими не от бедности, а для эффективного проветривания. Или пример из российской жизни: в старину на Урале, в Вятской губернии, чтобы защититься от непогоды, крестьяне часто перекрывали крышей весь двор.

Между прочим, не только люди, но и животные "учитывают" особенности природы и климата при строительстве жилища. На лекциях я часто задаю студентам вопрос: как правильно ориентировать скворечник по сторонам света? Мало кто знает, что, если повесить даже самый лучший домик для скворцов, обратив дырочку-леток не на восток или юго-восток, птицы в нем не поселятся. Им необходимы богатые ультрафиолетом утренние солнечные лучи. А почему же, спрашивают студенты, воробьи живут в любых домиках. Потому, отвечаю, что воробей подобен нашему брату, городскому жителю: дали квартиру - радуйся, заселяйся, а уж потом будешь думать, что в ней хорошо, а что плохо.

Основоположником архитектурной науки по праву считается древнеримский архитектор и инженер Витрувий, живший во второй половине I века до нашей эры, во времена Юлия Цезаря. Витрувий обобщил богатейший опыт древнеримского и древнегреческого зодчества и написал знаменитый трактат "Десять книг об архитектуре". Каждый, кто изучал зодчество, со студенческой скамьи помнит его золотое правило: в архитектурном сооружении, будь то здание или город, в целом должны соблюдаться три главнейших принципа: прочность, польза, красота.

В трактате есть и другие требования, вполне соответствующие нашим нынешним представлениям о гигиене жилища и экологии человека. Витрувий пишет: "Ветры холодные неприятны, знойные - заразны, влажные - вредны... Если районы города спроектированы таким образом, что могут полностью продуваться, то всякие порывы ветра должны разбиваться об углы зданий, отбрасываться назад и рассеиваться". Это требование не относится ни к надежности конструкции (прочность), ни к функциональности и удобству (польза), ни к эстетическим аспектам (красота). Оно связано с более серьезным фактором - здоровьем человека.

Кстати, замечу: современные специалисты, проектировавшие северные города, далеко не всегда учитывали советы древних архитекторов. Они и прокладывали улицы как раз по направлению зимних господствующих ветров, чтобы дороги очищались от снега сами и не нужно было привлекать в больших масштабах дорогостоящую технику и дворников, забывая о людях, которые, выйдя из дома, попадали словно в аэродинамическую трубу. Я учу студентов находить лучшие, рациональные решения. Например, улицы городов в приполярных широтах следует прокладывать под углом 20-45 градусов по отношению к зимним господствующим ветрам, и тогда снеговые заносы будут относительно небольшими, а жители Норильска, Салехарда и других городов Заполярья станут реже болеть.

Вернемся, однако, к Витрувию. Еще одна цитата: "При устройстве домов надо принимать во внимание особенности отдельных стран и различия в их климатических условиях... Мы можем архитектурным искусством исправлять вред, приносимый природой".

Конечно, во времена Цезаря и Витрувия никто не мог даже предположить, какой вред способен наносить природе человек. Логическую цепочку "природа - город - человек" градостроители древних времен выстраивали только в одном направлении: слева-направо. В наши дни в полной мере проявляется и обратная связь (справа-налево): человек - город - природа. В самом деле, строительство всего одного дома влечет за собой массу изменений в жизни флоры и фауны на малом участке вокруг него. А что происходит с природой, когда строят целые города, химические и металлургические комбинаты, затапливают огромные территории под водохранилища?!

Таким образом, принимая во внимание прямые и обратные связи в системе "природа - город - человек", логично было бы дополнить формулу Витрувия еще одной составляющей, отвечающей требованиям современной жизни, и записать ее так: "прочность - польза - красота - экологичность".

В 60-е годы XX века американский ученый (эколог и биолог) Б. Коммонер дал, на мой взгляд, самые емкие и краткие формулировки законов экологии. Их - четыре. Первый, как мне представляется, всеохватен, а остальные - лишь следствия этого главного закона. Вот его формулировка: все связано со всем. Так уж устроено мироздание, что каждый элемент, каждое явление, действие связаны (в большей или меньшей степени) не только между собой, но и со всем нашим бытием.

Вспомним рассказ Рея Бредбери "И грянул гром". Его герои - группа охотников - с помощью машины времени отправляются по тропе Истории. Они пускаются в путешествие с одним условием: не сходить с тропы, не убить ни одного животного - ни пичугу, ни жука, не раздавить цветок, дабы не уничтожить важное звено в развитии вида. Один из героев не выполнил этого правила - он сошел с тропы и случайно раздавил золотистую бабочку. Когда путешественники вернулись обратно, то с ужасом обнаружили, что все вокруг стало другим: изменился воздух, непривычно выглядели краски, более того - у руля государства стоял другой, ненавистный всем президент... Фантастика? Да! Но научная фантастика. Нечто подобное происходит в природе. К счастью, она способна самовосстанавливаться.

Современная экология пытается на научной основе определить степень возможного вторжения человека в природу без риска для нее. Есть немало примеров использования подобных расчетов. Так, в одном из национальных парков Германии установлены приборы, фиксирующие количество посетителей, проходящих по главной туристической тропе. Когда их число превышает норму, турникеты перекрывают путь, и стрелка указывает другой маршрут...

Остальные законы экологии: ничто не дается даром; все должно куда-то деваться; природа знает лучше. Последний закон Коммонер сформулировал в 60-е годы прошлого века, когда многие ученые начали задаваться вопросом: куда мы идем? Не самоубийство ли такое бездумное отношение человека к его среде обитания? Тогда и провозгласили лозунг: назад, к природе. Но остановить технический прогресс невозможно. Мы не можем не строить города, не пользоваться транспортом, жить без тепла и света. Поэтому уже в 1970-х годах были обоснованы и сформулированы принципы рационального природопользования, а двадцать лет спустя принят принцип устойчивого развития города. В этой связи применительно к градостроительной деятельности я бы несколько иначе сформулировал четвертый закон Коммонера: творить совместно с природой, иначе говоря, придерживаться выше названных принципов, зная, но не нарушая законы природы.

Солнце, ветер, дождь, снег, грозы, электромагнитные поля, ионизация воздуха, изменение давления, влажности и температуры, растительность, ландшафт, близость морей, рек и гор, пыль, газы, радиация, микробы, информационные нагрузки... Человек находится под влиянием множества факторов, связанных с экологией. Для того чтобы разобраться в условиях, в целом формирующих ту среду, в которой мы живем, работаем, отдыхаем, градостроители пользуются классификацией экологических факторов, разработанной биологами. Это абиотические факторы (связанные с объектами и проявлениями неживой природы: особенности рельефа, климат, состояние воды, воздуха, почв); биотические (связанные с функционированием живых организмов) и, наконец, антропогенные (возникшие в результате деятельности человека). К экологическим градостроители причисляют и факторы зрительного восприятия. Их изучением занимается "видеоэкология". Посудите сами. Дом может быть спроектирован и построен крепко, надежно, удобно, красиво (по Витрувию), внутри - экологический комфорт. Но представьте себе, что из одного окна видна свалка, из другого - глухой забор или мрачное здание без единого элемента декора. Такие и подобные им объекты ведущий специалист по видеоэкологии, доктор медицинских наук В. А. Филин называет агрессивными видеополями, от которых надо избавляться.

Только комплексный учет всех групп экологических факторов в градостроительном проектировании может стать залогом того, что жилище и среда обитания дадут человеку необходимый экологический комфорт.

Существует множество признаков, по которым градостроители, приступая к работе, дают объективную оценку среды, будь то реконструируемый город или любое другое вновь строящееся поселение.

Шкалу экологических ценностей, комфорта и дискомфорта мы предлагаем представить в виде семиступенчатой экологической пирамиды. Графически ее можно изобразить вершиной вниз, тем самым показывая снижение экологического потенциала системы (архитектурного объекта или какого-либо природного ландшафтного комплекса). Вверху - система в расцвете сил; ее характеризует высшая степень архитектурно-экологического комфорта. Внизу - нулевая отметка - полное истощение и разрушение системы.

Попробуем дать определение качества среды, начиная с нормативной ступени.

Нормативное состояние среды соответствует современным гигиеническим требованиям к нормальному функционированию человеческого организма; при этом природная среда не испытывает больших антропогенных нагрузок, нарушающих типичное существование флоры и фауны региона.

Существуют санитарные нормы, которые устанавливают, исходя из физиологических особенностей человека. Нормы обеспечивают усредненный комфорт при проектировании жилища, школы, производственного помещения и т. д. В них включены показатели теплового режима, освещенности, влажности, воздухообмена, защиты от шума, ультрафиолетового облучения и пр. Однако в условиях современного города удержаться на уровне жестких нормативов практически нереально. Поэтому возможно некоторое отступление от норм, так называемое допустимое состояние среды, не оказывающее заметного вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природу. Допустимые показатели официально утверждаются государственными инстанциями в виде ПДК (предельно допустимых концентраций) того или иного вещества в воде, воздухе, почве и ПДВ (предельно допустимых выбросов), например, углекислого и сернистого газов, окислов азота, цементной пыли, хромпиковых соединений, отходов нефтяного производства.

Конечно, было бы хорошо, если бы показатели состояния окружающей среды не опускались ниже допустимых значений. Увы, дело обстоит куда драматичнее. Многие наши города и поселки находятся в кризисном состоянии.

Кризисное состояние среды характеризуется отдельными случаями заболеваний среди населения в результате нарушения экологического равновесия, очаговыми поражениями природных компонентов (воздуха, почвы, воды, растительности). Такие явления можно наблюдать в промышленных зонах и жилых микрорайонах многих городов России.

Катастрофическим называют состояние среды, когда наблюдаются массовые заболевания среди населения, происходят крупные, невосстановимые нарушения естественных природных условий в масштабах города, региона и прилегающих территорий.

И, наконец, нижняя, смертельная точка экологической пирамиды - это краховое состояние среды. Для него характерны массовые заболевания с летальным исходом и полное разрушение природной и архитектурной систем. За примерами далеко ходить не надо, достаточно вспомнить чернобыльскую трагедию и гибель великолепно задуманного архитекторами и талантливо воплощенного строителями украинского атомграда - Припяти.

Теперь рассмотрим уровни пирамиды выше нормативного. Оптимальным считается такое состояние среды, когда человек чувствует себя комфортно с учетом не только усредненных психофизиологических реакций на экологические факторы, но и своих индивидуальных особенностей и потребностей.

Гармоничное состояние среды - свидетельство безграничных возможностей совершенствования экологического комфорта. Его вершина - идеальное состояние среды, которого можно достичь на ограниченное время и в ограниченном пространстве даже в условиях сложной экологической обстановки современного мегаполиса. Чем, скажем, не гармоничное жилище - комфортабельный коттедж из экологически чистых материалов, полностью защищенный от агрессивной внешней среды, с системой кондиционирования, регулируемым отоплением, зимним садом, бассейном, солярием и прочими удобствами. К сожалению, сегодня мало кому по карману такие дома.

Итак, экологическая пирамида применима для оценки любой среды обитания и архитектурной системы, начиная с жилой комнаты или рабочего места и кончая городом или целым регионом. Верхняя часть пирамиды (три уровня) отражает состояние экологического комфорта, промежуточная граница - допустимое состояние, все уровни ниже - зоны экологического дискомфорта, или экологического бедствия.

В последние годы специалисты Уральской государственной архитектурно-художественной академии под руководством профессора В. А. Колясникова занимались экологическим зонированием ряда городов Урала (Нижний Тагил, Челябинск, Первоуральск, Магнитогорск). По результатам этой работы можно объективно оценить уровень комфорта (дискомфорта) того или иного города и принять меры (архитектурные, организационные, благоустроительные), чтобы перевести территорию из кризисного экологического состояния в допустимое, а еще лучше - в нормативное или, что совсем хорошо, в оптимальное.

Роль архитектора в этом деле чрезвычайно важна. Обладая обширными знаниями и привлекая в качестве экспертов специалистов из других областей (строителей, биологов, медиков, технологов, дендрологов), он может стать не просто проектировщиком, а организатором жизни города.

Поскольку полностью закрыть вредные для природной среды производства в обозримом будущем не представляется возможным, нужно принимать все возможные меры для улучшения экологической обстановки: расширять санитарно-защитные зоны, стараться перепрофилировать жилые дома, попавшие в неблагоприятную экологическую обстановку, под производственные нужды, а жителей переселять в другие районы, увеличивать площадь зеленых массивов, высаживая деревья и кустарники, устойчивые к антропогенным нагрузкам.

Одной из мер может стать строительство домов-экранов, защищающих основную жилую застройку от пыли, шума, газов, холодного ветра. Эффективны в этом смысле герметизация окон, стеклопакеты, шумоизолирующие экраны вдоль транспортных магистралей. Вместо открытых площадок отдыха и спорта целесообразно строить культурно-оздоровительные комплексы под общей крышей, где разместятся бассейн, спортивные площадки, детский игровой центр, кинотеатр и другие помещения для спорта и развлечений. Первый такой комплекс закрытого типа спроектировали уральские архитекторы А. Э. Коротковский, А. В. Овечкин, Г. И. Дубровин. Его построили в поселке Балтым вблизи Екатеринбурга. Похожий культурно-оздоровительный центр, созданный теми же авторами с учетом местных условий, будет сооружен в городе Бисерть (см. фото). Пребывание в таких комплексах можно вполне отнести к оптимальному.

Усвоив основные законы и принципы общей и архитектурной экологии, архитектор всегда будет стремиться создавать такие объекты, которые, говоря словами русского ученого-гигиениста Г. В. Хлопина, делают "развитие человека наиболее совершенным, упадок жизни - наименее быстрым, жизнь - наиболее сильной и смерть - наиболее отдаленной".