Конюхов - Использование подземного пространства (2004). Опыт использования подземного пространства в городах

Освоение человеком подземного пространства началось в глубокой древности. Прототипом подземных сооружений можно считать естественные пещеры и пустоты в скальных породах, используемые нашими предками. Использование первобытными людьми природных подземных полостей в качестве жилища отмечается уже в период 700 000-800 000 лет тому назад. Наиболее ранние подземные поселения в современных, в анатомическом отношении людей, относящиеся к 120 000-60 000 годам до н.э., открыты в устье реки Класис(Южная Африка) – самая древняя в их пещерах; Кацех в Израиле. Считается, что начиная примерно с 5000 лет тому назад естественные пещеры используются человеком в качестве жилья практически повсеместно. Другими примерами использование подземных полостей могут служить пещеры Киик-Коба, Кош-Коба в Крыму, Мустье во Франции; первое искуственное подземное сооружение найдено в России вблизи деревни Кустеньки. Аналогичных сооружений найдено десятки на восточно-европейской равнине. В период 800-1500 лет назад уже были постоены пещерные города Вардзия(около города Боржоми) и поселение Деринкуйю(в пер. «темный колодец»). В Испании подземные сооружения существуют уже по сей день. В южной части андолузии зарегистрировано более 8000 обжитых пещер в наст.вр. В настоящее время следующие подземные пещерные города: Уплисцихе – «Крепость Владыки» (вблизи города Гори) и город Петра (южная Иордания). Во Франции известно много мест траглодитских поселений. Большинство из них использовались в качестве убежищ вблизи деревень и городов. В начале ХХ века ещё порядка 20 000 французских граждан жили в пещерах. В настоящее время многие пещеры оборудованы коттеджами для отдыха.

История инженерного освоения подземного пространства значительно короче. Около 4000 лет тому назад под рекой Евфрат был построен транспортный тоннель, который соединил царский дворец с храмом Юпитера на другой стороне реки. Длина тоннеля 920 метров, высота 3.6 метра, ширина 4.5 метра. Русло реки секционировалось перемычками. Тоннель строился открытым способом. Обделка тоннеля выполнялась из каменной кладкт на битумном цементе. Свод конструкции имеет арочную форму. Строительство такого тоннеля было бы событием и в настоящее время. При этом следует заметить, что следующий тоннель был построен лишь на 4000 лет позже в 1842 году под рекой Темза. Подземные сооружения многократно упоминаются историком Геродотом. В частности описываются фрагменты египетских пирамид. В Армении примерно 1500 лет до н.э. было построено множество каналов. Самый большой из них имел длину 20 км. Ряд каналов, построенных для целей эвигации действует до сих пор. В этот же период в городе Афины для водоснабжения был построен водовод Адриана с общей длиной тоннельных участков 25 км. Эти тоннели строили через шахты глубиной 10-40 метров для подачи породы и вентиляции забоев. После ремонта, произведенного 50 лет назад, тоннель работает вновь. В Римской Империи на озере Фуччанобыл построен тоннель для водоснабжения длиной 5.5 км и размерами 2х3 м. Его посетил Маяковский и написал о нем. Интересно заметить, этот тоннель блы облицован бетоном прочностью 10 мП на известковом р-ре. В 1450 году было начато строительство тоннеля на дороге между Ниццой и Веной. Вскоре, к сожалению, работы были приостановлены и возобновлены лишь через 300 лет.

В конце ХV века на территории московского Кремля было проложено несколько водопроводных тоннелей с обделкой из каменной кладки. ВXVIвеке в период правления Ивана Грозного в Москве велось активное подземное строительство. В 1852 году Азначееву была предпринята попытка строительства подводного тоннеля под рекой Москвой. ВXVIIвеке в Нижнем Новгороде вскоре было проложено несколько подземных ходов протяженностью до 200 метров с деревянным и каменным креплением. В России на Алтае в 1783-1785 гг построили сложную гидросиловую установку. Вода проходила на разных ярусах по тоннелям. Это позволило механизировать весь процесс добычи и подъема руды с глубины 150 метров. Отцом тоннелестроения стал М. Брюннель, в 1825 году предложил метод щитовой проходки, с помощью которого в мягких породах под рекой Темзы был пройден тоннель протяженностью 450 метров. Инженерами Трейтхедом и Барроу был построен второй подводный тоннель под Темзой длиной 450 метров и диаметров 2 метра. Для его проходки был использован щит кругового сечения с обделкой чугунных сегментов. Этот щит является прообразом современных тоннелепроходческих щитов.

С первой четверти ХIXвека во многих странах (Франция, Англия, Швейцария, Италия, Германия, Швеции, США, Россия) началось интенсивное строительство и тоннелей на них. Первый железнодорожный тоннель был построен в 1826-1829 гг в Англии на линии Манчестер-Ливерпуль. Второй – на линии Этьен-Лион. Во Франции был пущен в эксплуатацию через два месяца позже. Первый трансальпийский ж/д тоннель Мон-Сини был построен в 1871 году. Самым уникальным является симфлонский тоннель длиной 20 км, построенный в 1898-1906 гг в особо сложных инженерно-геологических условиях (большое горное давление, притоки воды с температурой 55 град. Цельсия). При строительстве этих ж/д тоннелей впервые были применены: щит Брюннеля(1825г), перфораторы(1851г), динамит.

Со второй половины XIX века в ряде стран приступили к строительству метрополитена. Важным этапом в становлении эпохи промышленного тоннелестроения является сооружение лондонского метрополитена, открытого в 1862 году. Первый участок имел протяженность всего 3.6 км, однако уже в 1863 году парламентская комиссия одобрила сооружение тридцатикилометрового тоннеля(подземной окружной железной дороги). Она введена в эксплуатацию в 1884 году и на одном из ответвлений включала в себя тоннель Брюннеля, оказавшийся самым старым участком лондонского метро. В Нью-Йорке метро было завершено в 1868 году. В Чикаго – в 1882 году, в Париже – в 1900 году, в Берлине – в 1902 году. Первый проект московского метрополитена был разработан в 1901 году, а затем усовершенствован в 1902 году. Инженерами были П.И Белинских, И.Е. Кноров. Но Московская городская дума 18 сентября 1902 года отклонила это проект. Главными оппонентами строительства стали: Московское археологическое общество, объединявшее виднейших историков России, москвоское духовенство. Только в 1931 году было организовано городское бюро техотдела Метростроя и началось строительство.

Первые ж/д тоннели в России были построены в 1859-1862 гг на железной дороге Санкт-Петербург – Варшава. В 1892 году в Грузии было завершено строительство четырехкилометрового тоннеля через суранский перевал. Строительство велось в трещиноватых породах с большим горным давлением способом опертого свода. В этом тоннеле впервые в России была применена гидравлическая машина для бурения шпуров. Расчет свода, как упругой арки, был выполнен по предложению профессора Л.Ф.Николаева.

По окончании Первой мировой войны в Италии на линии Флоренция-Болония был построен ж/д тоннель протяженностью 18510 метров. В 1936-1941 гг в Японии под симонесским проливом был постороен самый первый в мире протяженный подводный тоннель. Его длина составила 6330 метров. В 1939 году в Кардифолле был построен первый в мире подземный гараж, заглубленный под одной из площадей города на 10.6 метра, он одновременно являлся убежищем населения на особый период. С 1940 года в США начинают активно использовать известковые выброски для хранения скоропортящихся продуктов. До начала Второй мировой войны в Германии велось интенсивное строительство подземных заводов. Для этого использовались: существующие горные выработки с расширением отдельных участком до необходимых размеров, горизонтальные горные выработки внутри холмов или гор, подземные и полуподземные сооружения, возводимые в глубоких котлованах.

Одним из наиболее крупных заводов для производства ракетных установок ФАУ-1 и ФАУ-2 в Нортхаусе был расположен внутри большого холма. Завод состоял из двух параллельных тоннелей протяженностью 2.3 км, расположенных на расстоянии 1.4 км один от другого. Тоннели соединялись друг с другом сорокашестью поперечными выработками. Общая полезная площать подземного пространства составляла около 15 Га. В 1948 году в Ананталья (Финляндия) было сооружено несколько подземных хранилищ.

Говоря об истории подземного пространства нельзя обойти такой аспект, как строительство подземных гидротехнических сооружений, отличающихся наибольшей сложностью и трудоёмкостью по сравнению с промышленными и гражданскими объектами. Можно провести следующее сопоставление: площади поперечного сечения камерных выработок для машинных залов, уравнительных резервуаров и распределительных устройств подземных ГЭС нередко превышает 1000 м 2 то время как площадь перегонного сечения составляет 20-25 м 2 .

В качестве примера приведем проект подземного зала Рагунской ГЭС. Имеет длину 320 метров, ширину 20 метров и высоту 64 метра. Он запроектирован на глубине 500 метров от поверхности земли. В Финляндии с 1956-1975 гг построены 4 подземных ГЭС. Самые крупнейшие из них называются «Пирт-тикоски». Построены на глубине 100 метров над уровнем моря. Вода на гидротурбины подается по двум напорным тоннельным водоводам длиной 60 метров каждый с площадью поперечного сечения 130 м 2 (считается вторым по величине в мире). В 1979 году в Финляндии был построен гидротехнический тоннель протяженностью 120 км (площадт поперечного сечения 15.5 м 2). Он используется для водоснабжения Хельсинки. Не менее сложность представляет строительство подводных тоннелей. В 1983 году в Санкт-Петербурге был возведен автодорожный тоннель протяженностью около 1 км, обеспечивающим транспортную связь между Канонерским и Гутунерским островами. Подводный участок имеет протяженность 375 метров. Сооружен из опускных секций длиной 75 метров, шириной 13.3 метра и высотой 8.05 метра, выполненных из монолитного ж/б с наружней металлоизоляцией.

Испозование подземного пространства на ряду с сохранением земельных ресурсов позволяет решить еще ряд задач социального и экономического характера:

1) Размещение объектов газа, паров и жидкостей Источниками шума и другими вредными факторами воздействия на жизнедеятельность людей и природную среду; 2) Возведение объектов машиностроение с высокой точностью изготовления продукции, а также автоматизированных цехов и комплексов промышленных предприятий(включая учебные и научные лаборатории);

3) Надежное и безопасное хранение нефтепродуктов, газов, химических и медицинских препаратов, легко воспламеняющихся и опасных в-в, архивных материалов, музейных и культурных ценностей;

4) Устройство больниц, санаториев и госпиталей, спортивных сооружение в подземных сооружениях, размещаемых в специально подобранных горных породах;

5) Экономичное размещения перерабатывающих предприятий пищевой, химической, мясной, молочной, винодельческой и других отраслей промышленности, технология которых наиболее эффетивна в подземных условиях;

6) Организация перемещения людей, автомашин, поездов, воды, промышленных стоков.

Все это возможно при хорошей организации комплексного изучения инженерно-геологических, гидрологических и геометрических условий района строительства.

Освоение подземного пространства

Целенаправленное использование подземного пространства городов имеет многовековую историю. Под землей предки располагали оборонительные и культовые сооружения, галереи тайных переходов, хранилища и жилье. Ниже поверхности земли особенно активно стали строить с развитием систем инженерного обеспечения. Трудно перечислить, что спрятано там в современном городе. Однако все подземные сооружения можно объединить в пять групп.

Сети и оборудование инженерного обеспечения городской застройки относят к первой группе. Водопроводящие системы являются самыми распространенными. К ним причисляют инфраструктуры холодного и горячего водоснабжения, а также водоотведения: бытовой, ливневой и промышленной канализации.

В пределах городской застройки размещают не только трубопроводы сетей, но и оборудование. Очень часто его устанавливают в подземных сооружениях. Заглубляют под землю смотровые помещения, насосные и станции перекачки, котельные, бойлерные и тепловые пункты.

Под землей прокладывают системы паро- и газопроводов, снабженные специальным оборудованием, которое нередко прячут под землей. При необходимости строят резервуары для воды, других жидкостей и сжатых газов.

В инженерном хозяйстве городов особое место занимают системы электроснабжения и коммуникации электронной связи. Как правило, электроэнергию и потенциал слабых токов передают по металлическим или оптиковолоконным кабелям. Вместе с оборудованием трансформаторных, релейных, телефонных и ретрансляционных станций их тоже заглубляют в землю.

В результате технического прогресса инженерные системы обновляются, получают дальнейшее развитие. Сегодня трудно предсказать, какое новое оборудование подарит городам XXI в. Например, уже сейчас существуют локальные системы пневмотранспорта твердых отходов. Они пока действуют в пределах квартала или жилой группы, перемещают мусор к накопительно-сортировочным и упаковочным станциям. Может быть, в дальнейшем через такие системы отходы будут транспортировать к мусороперерабатывающим заводам.

Объекты промышленности, технического, бытового и складского назначения часто размещают под землей. Существуют целые подземные заводы оборонного значения. Заглубляют отдельные цеха и лаборатории, которые нужно защитить от пыли и шума. Или наоборот, предотвратить засорения окружающей среды от производственных источников (например радиации).

Рис. 5.14. Подземные торгово-пешеходные улицы:
а - продольный разрез по сооружению в г. Норсбруке (США); б - то же, в г. Эдинбурге (Англия)

В целях экономии городских территорий под землей создают такие предприятия бытового обслуживания, как прачечные и химчистки. Там же размещают склады. В городах широко распространены овощехранилища, холодильники, склады горюче-смазочных материалов, водо- и газохранилища.

Культурно-зрелищные учреждения, торговля и общественное питание являются наиболее притягательными для населения. Подземное пространство достаточно удобно для размещения учрежцений этой группы. В помещениях эпизодического обслуживания отсутствие дневного света допустимо, поскольку не предусмотрено постоянное пребывание в них людей. Но при выборе проектного решения, как правило, рассматривают альтернативу: строить под землей или на поверхности.

Строительство подземных сооружений сопряжено с серьезными инвестициями, значительно превышающими капитальные вложения в наземные объекты. Однако завышение стоимости подземного строительства может быть экономически оправдано, и прежде всего, на плотно застроенных территориях центра города, где земля очень дорога. Кроме того в земле требуется меньше энергии для обогрева помещений в холодный период года, что может привести к сокращению эксплуатационных затрат.

Под землей строят целые пешеходно-торговые улицы значительной протяженности. Как правило, галереи размещают в нескольких уровнях. На рис. 5.14, а показан разрез такой структуры. Здесь горожане движутся вдоль сдаваемых в аренду торговых помещений прямыми путями от одного уровня к другому. Для перехода на галереи другого уровня устроены лестницы и пандусы, но имеются и пристенные декоративно оформленные лифты.

Эспланады освещают искусственно. Однако ядро, высота которого достигает двух ярусов, получает и естественное освещение. Это позволило использовать в интерьере натуральные зеленые насаждения.

Разрез другого линейного сооружения, построенного под открытым рынком, показан на рис. 5.14, б. В нем интересно обыграно сочетание старых зданий с новыми объемами. Вместо пандусов и лифтов использованы эскалаторы. Хотя покрытие имеет световые фонари, оно успешно используется как территория рынка.

Рис. 5.15 Компактный подземный центр в г. Миннеаполисе (США), разрез по центральной части

Рис. 5. 16. Подземный торгово-рекреационный комплекс на Манежной площади в Москве (авторский коллектив под руководством архит. М.М. Посохина):
а -разрез; б - план; 1 - вход из вестибюля станции метро; 2-то же, с поверхности площади

Ввод в эксплуатацию торгово-пешеходного молла повысил привлекательность наземных магазинов и торговых павильонов.

В практике градостроительства имеет место устройство компактных моллов. Разрез одного из них изображен на рис. 5.15. Сооружение представляет трехуровневую систему, два из которых являются рабочими, а нижний используется как складской. Он снабжен рампами для грузового транспорта с товарами.

Рис. 5.17. Подземная транспортная магистраль в сложившейся застройке:
а - проложенная под зданиями; б-то же, под прогулочной эспланадой; 1 - стальные трубы с монолитным железобетонным сердечником, уложенные методом продавливания; 2 - вертикальные конструкции, выполненные методом «стена в грунте»; 3 - габариты существующих фундаментов; 4 - анкерные крепления кустами свай; 5 - подпорная стена набережной; 6-дренирующий слой; 7-коллектор для коммуникаций; 8 - дополнительно заглубленные фундаменты

Центральный дворик прямоугольной формы, несколько вытянутый между двумя рядами магазинов, имеет одну особенность. Его легкая стальная крыша приподнята над покрытием этих магазинов, что создает возможность осветить помещения естественным светом через фонари.

Аналогичные моллы имеются в России. Так, на одной из центральных площадей Москвы в конце XIX в. построен двухуровневый торгово-рекреаци-онный комплекс, показанный на рис. 5.16. В нем размещены два крупных универмага и магазины розничной торговли. Включены и учреждения питания: ресторан, кафе и бар. Не забыты объекты культуры. Оборудован археологический музей «Исторический театр».

В комплексе удачно решены связи с наземным и внеуличным транспортом. Входы со станции метрополитена объединены с переходом, ведущим к входам в торговые помещения. Предусмотрен подземный гараж на 370 автомашин.

На покрытии верхнего яруса организована озелененная рекреационная зона. Она объединена со старейшим зеленым массивом Москвы -Александровским садом. Река Неглинка частично освобождена из коллектора, что позволило дополнить парковый комплекс еще одним декоративным элементом - водными поверхностями.

Рис. 5.18. Проект реконструкции Тверской улицы в Москве. Фрагмент разреза с использованием подземного пространства под проезжую часть и для размещения стоянок (Мастерская №2 Моспроекта-2)

Многие весьма разнообразные сооружения дорожно-транспортной группы убирают под землю, преследуя две цели. Во-первых, сократить пагубное влияние шума на городскую среду, во-вторых, достичь экономии площадей, занятых транспортными коммуникациями.

Движение транспорта на пересечениях улиц и перегонах между перекрестками организовывают, строя эстакады и тоннели. Рассмотрим методы устройства подземных сооружений. На перегонах проезды прокладывают под землей в определенных случаях. Например, когда на плотно застроенной территории спрямляют трассу или сквозь застройку пробивают новую скоростную магистраль. На рис. 5.17, а показан один из вариантов устройства тоннеля в охранной зоне историко-архитектурной среды города.

Он несет двоякую функцию. С одной стороны, в его пределах объединено разностороннее движение транспорта, которое осуществляется по двум параллельным улицам, изображенным пунктиром внизу на плане. С другой - тоннель является пересечением в двух уровнях с улицей городского значения, перпендикулярной ему.

Здесь интересна интерпретация способа «стена в грунте». Боковые стены тоннеля нельзя было выполнить, традиционно установив оборудование сверху. Поэтому их возводили горизонтальной проходкой, нагнетая раствор водовоз-душным способом. Покрытия штольни выполнили способом продавливания стальных труб с последующим устройством в них железобетонного сердечника.

Другой пример-, иллюстрируемый рис. 5.17, б, более прост, поскольку его осуществляли на свободной от зданий трассе. Сквозное движение переведено под землю, что позволило на месте проезжей части набережной реки устроить прогулочную эспланаду, одновременно сократив воздействие транспортного шума на прилегающую застройку.

Рис 5.19. Подземные гаражи:
а - скатно-винтового типа; б-то же, роторного с вращающейся вокруг вертикальной оси кабиной лифта- в - с подъемником конвейером-монорельсом; 1 - машинное отделение подъемника; 2 - кабина подъемника; 3устанавливаемая автомашина; 4 - монорельс конвейера; 5 - передвигающаяся по монорельсу платформа для автомашин

Авторы не рассматривают другие виды пересечений в двух уровнях, оборудованные подземными сооружениями. Эти вопросы достаточно полно рассмотрены в специальной литературе по организации движения.
Одной из серьезнейших транспортных проблем городов России является проблема хранения индивидуального автотранспорта. В прошлые времена ей не уделяли должного внимания. Градостроители предполагали, что машиностроительная промышленность страны не может обеспечить спрос на автомашины.

Рис. 5.20. Полуподземные стоянки-гаражи:
а - врезанная в холм; б - во дворе, совмещенная с подземным проездом для загрузки товаров в магазины (въезды в подземное пространство с торцов); в - во дворе-«колодце», перекрытом на уровне пола второго этажа и с использованием габарита здания; г - то же, но под частью двора; 1 -воздушные вытяжки из гаража; 2 - газонепроницаемое перекрытие; 3 - поверхность срезаемого холма; 4 - проезд в магазины; 5 - пандус (стрелками показаны въезды в гараж)

В проекты новых городских образований закладывались решения с минимальным по международным стандартам количеством автостоянок. При реконструкции старозастроенных территорий их практически не предусматривали за неимением свободных площадей внутри кварталов. В результате улицы, переулки и дворы крупных городов оказались заполненными отстаивающимися машинами.

В пределах старой застройки смягчить описываемое явление можно путем строительства подземных стоянок. Временные стоянки необходимо строить одновременно с административными зданиями и торгово-рекреационными комплексами. Иногда совмещать с торговыми сооружениями, размещая в специально выделенных ярусах торгово-пешеходных улиц. Одно из таких решений показано на рис. 5.18. На фрагменте видно, как решены стоянки в нижних ярусах подземного сооружения под Тверской улицей в Москве.

В пределах дворового пространства кварталов строят многоэтажные стоянки (рис. 5.19). Как правило, они должны быть компактными и не занимать большие площади. Поэтому рамповые въезды на ярусы многоместных стоянок, типа изображенных на рис. 5.19, д, делают редко. Чаще рампы заменяют лифтами-подъемниками (рис. 5.19, б и в).

Многоэтажные многоместные стоянки являются сложными инженерными сооружениями, возведение которых может растянуться на годы. В условиях функционирующей жилой застройки такое строительство не всегда осуществимо, поэтому во всем мире при реконструкции жилых кварталов прибегают к решениям, показанным на рис. 5.20. В одном случае используют рельеф местности (схема а и в), в другом -совмещают с подъездами в складские зоны магазинов (схема б), в третьем -устраивают короткие рампы (схема г).

Частичное размещение стоянки в габаритах здания рационально, если оно построено по двух- и трехпролетной схемам, но с внутренними опорами в виде колонн. Приспособление подвалов домов с внутренними стенами нерационально, поскольку требует больших затрат на пробивку и усиление проемов или замену стен на столбы.

В условиях современных городов во многих случаях целесообразно их многоуровневое развитие, включающее широкое использование подземного пространства. Э. Утуджян, один из пионеров подземной урбанистики , подчеркивая целесообразность широкого развития многоуровневого строительства, отмечал, что "использование подземных сооружений позволит пересмотреть структуру городов и разгрузить их, избавив от заводов, рынков, вокзалов, складов и всяческих хранилищ, от транспортных магистралей и т.п. Эти сооружения парализуют город, и хотя без них невозможна повседневная жизнь, они "бездушны", поэтому нет никаких оснований отводить для них наружные пространства и объемы, которые можно использовать более рационально. Если избавиться на поверхности земли от сооружений, которые там не нужны и только портят ландшафт и отравляют воздух, можно за счет их увеличить площадь зеленых насаждений, разбить новые парки и скверы, построить стадионы. Все подземные сооружения будут защищены от внешних воздействий:

Не нужно будет опасаться пожаров;

Перестанут угрожать людям шумы и колебания атмосферных условий.

В подземном пространстве городов целесообразно широко размещать транспортные сооружения (метрополитен, железнодорожные и автомобильные туннели и вокзалы, гаражи, автобазы), предприятия культурно-бытового обслуживания , зрелищны е , спортивные и торговые объекты (в особенности в сочетании с подземными переходами и сооружениями транспорта), инженерные сооружения и коммуникации (трубопроводы, кабели, коллекторы, электроподстанции, трансформаторные подстанции, станции перекачки и подкачки, центральные тепловые пункты, котельные, очистные сооружения), склады (продовольственные, промтоварные, горючего, холодильники и пр.).

Расчеты по совокупности социально-экономических, инженерно-экономических и градостроительных факторов показывают высокую эффективность использования подземного пространства городов. Научные и проектные разработки по многим городам подтверждают реальность и целесообразность использования в широких масштабах подземного пространства городов . Накоплен большой положительный опыт подземного строительства (в нашей стране - в первую очередь при сооружении метрополитенов).

ПЛАНИРОВОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННОГО ГОРОДА

Наиболее важными принципами проектирования города, определяющими его планировочную организацию, являются:

Четкое функциональное зонирование территории;

Гибкость планировочной структуры, обеспечивающая беспрепятственное развитие города;

Дифференциация транспортных магистралей;

Организация эффективной системы обслуживания;

Создание экологической инфраструктуры города, включающей единую систему зеленых насаждений и мероприятия по охране окружающей среды;

Эффективное и экономичное оснащение города всеми видами инженерного обслуживания. Необходимое условие - выполнение композиционных требований к плану города: развитие городского центра и взаимодействующих с ним районных общественных центров, создание привлекательного силуэта города и обеспечение зрительного восприятия его главных природных и архитектурных доминант.

При проектировании города необходимо выделить его "каркас" - территории наиболее интенсивного освоения и сосредоточения наиболее важных функций. "Каркас" - наиболее устойчивая во времени основа пространственно-планировочной организации города.

Промышленные зоны города (ПЗ) различаются в зависимости от профиля расположенных в их пределах промышленных производств, определяющих размеры этих зон и необходимые санитарные разрывы от них. Главные требования к взаиморасположению ПЗ и селитебных районов:

1. 1). Их территориальное развитие не должно противоречить друг другу:

Они не должны располагаться чересполосно; промышленность не должна перекрывать возможности развития селитебных зон (СЗ), и наоборот; промышленность следует размещать так, чтобы она не закрывала выход из СЗ к реке или берегу моря; СЗ недопустимо располагать над залеганиями полезных ископаемых.

2). ПЗ должны развиваться со строгим соблюдение санитарно-гигиенических требований (выполнение условий, связанных с охраной воздушного бассейна:

Исключение подветренного размещения СЗ по отношению к источнику выбросов; обеспечение необходимых разрывов с учетом класса санитарной вредности предприятий и их групп;

Обязательное удаление санитарно-вредных предприятий на большое расстояние;

Озеленение ПЗ и санитарных разрывов между ПЗ и СЗ;

Обеспечение требований охраны водного бассейна города и др.

2. Взаимное расположение ПЗ и СЗ должно быть удобно для организации пассажирских связей между ними и не препятствовать обслуживанию предприятий городским транспортом (например, нежелательно одностороннее размещение ПЗ и СЗ по отношению друг к другу). ПЗ необходимо конструировать комплексно, возможно сочетание в одной зоне предприятий разного профиля. "Чистые"промышленные предприятия и научно-технические центры - можно среди СЗ. Селитебная территория – занимает примерно 1\2 территории современного города. Жилая застройка брутто - 50% (из нее выделяются территории жилой застройки нетто - без общ. учреждений, зеленых насаждений, проездов внутри микрорайонов - 50% от брутто или 12-13% городской территории); улицы и площади - 15-20%; участки городских общих зданий и сооружений. - 15-20%; общегородские озелененные пространства - 10-15%. Размеры необходимых СЗ - 10 га на 1000 жит. Современная планировочная структура города основывается на прогрессивных идеях середины 20 в. - дифференциация транспортных магистралей, изоляция мест расселения от потоков массового автомобильного транспорта, ступенчатая организация обслуживания, широкое озеленение вокруг домов.

ДЕМОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Среди прогнозов, имеющих наиболее важное значение для проектирования расселения и городов, особенное место занимают демографические прогнозы .

При проектировании расселения и городов в перспективе следует учитывать следующие тенденции и проблемы:

1.Мозаичность , асимметрия демографической ситуации . Не существует и вряд ли будет существовать одинаковая демографическая ситуация в разных странах и регионах мира.

2. Вынужденные миграции . Внезапный распад Советского Союза стал трагедией для миллионов людей, оказавшихся по разные стороны государственных границ. Сотни тысяч людей покидают районы национальных конфликтов или районы с нарастающей межэтнической напряженностью. Между тем Россия не готова сейчас принять столь огромное число переселенцев в условиях экономического кризиса, дороговизны жилищного строительства и т.д.

3. Необходимость управления миграционными процессами . Крайне важными задачами миграционной политики, возникшими в последние годы, стало регулирование миграционных потоков, устремившихся из ближнего зарубежья, с севера, где в ряде мест сосредоточены слишком значительные и неэффективно используемые трудовые ресурсы, расселение демобилизуемых военнослужащих и др.

4. Изменения в структуре населения и занятости . Следует учитывать ожидаемые большие изменения в возрастной структуре населения и в структуре занятости. Эти изменения наиболее четко фокусируются в трех фундаментальных тенденциях. Во-первых , по мере роста продолжительности жизни и совершенствования пенсионного обеспечения увеличивающуюся долю населения составят лица в возрасте старше трудоспособного. Во-вторых , при сокращении доли населения в трудоспособном возрасте произойдет уменьшение численности занятых в производственных процессах, поддающихся механизации и автоматизации, и расширится занятость в сфере услуг, управлении, науке и научном обслуживании. В-третьих , уже в ближайшие десятилетия коренным образом изменится "трудовой цикл" человека. Эти изменения должны быть ясно оценены и своевременно предусмотрены в процессе прогнозирования и проектирования с учетом весьма значительных региональных особенностей.

5. Возрастающая роль рационального использования квалификации и трудовых навыков населения . Помимо общего требования внимательного учета этого фактора при проектировании расселения и городов важно использовать сложившиеся "сгустки" квалифицированных кадров и научно-технического потенциала. При проектировании расселения и городов необходим всесторонний и глубокий анализ населения и трудовых ресурсов, а также тщательное исследование возможных вариантов роста и изменения структуры населения.

Рост численности жителей наших городов и уровень их потребностей в условиях жилья, отдыха и жизни непрерывно растет. Город вынужден уходить в небо, развиваться периферийно и все глубже, глубже и глубже опускаться под землю.

Стратегический инновационный подход к реализации проектов освоения подземного пространства современного города является злободневным ответом на вопрос о совершенно новом понимании комфортной среды.

Введение

В процессе естественного развития любых систем - технических, производственных и градостроительных возникает барьер, преодолеть который с помощью простого количественного накопления традиционных технологических приемов просто невозможно.

Обычно в качестве классического примера приводят проблему барьера мощности в авиации, когда дальнейшее увеличение скорости и высоты полета - этих важнейших показателей технического прогресса - оказалось невозможным на самолетах с поршневым двигателем. Этот барьер был успешно преодолен переходом авиастроения на реактивную тягу.

Сегодня в области градостроительства в ходе решения социальных, транспортных и экологических проблем возник, так называемый, «барьер пространства и техники».

В настоящее время площадь земной поверхности, занятой под объекты жилищного, промышленного, хозяйственного и социально-культурного назначения, транспортные, энергетические и другие виды инженерных коммуникаций, составляет более 4% от всей поверхности суши. Площадь застройки в некоторых государствах Европы уже достигает 15, а то и 20 процентов от их общей территории.

Площади, проспекты и улицы городов заполонили «полчища» автомобилей, количество которых растет в геометрической прогрессии, требуя расширения проезжей части и числа парковочных мест.

Освоение новых территорий неминуемо ведет к сокращению лесных угодий и уменьшению площади земель, пригодных для производства сельскохозяйственной продукции.

Нехватка земли в городах, а особенно в мегаполисах, побуждает градостроителей всего мира искать дополнительные способы для развития территорий.

Мировой опыт показывает, что в градостроительстве необходимо отказаться от старой формы проектирования - плоскостной застройки городских территорий по принципу «один к одному» с независимо выполненной от них инженерной инфраструктурой.

Время и сложившиеся обстоятельства диктуют необходимость перехода от горизонтального к вертикальному зонированию городского пространства, которое способно обеспечить формирование комфортной жилой и производственной среды, на основе глубинно-пространственной организации всей системы объектов, как целостного организма, включая и жилищный фонд, и всю необходимую социально-производственную и инженерную инфраструктуру, создаваемую на подземном уровне. В современной градостроительной науке данный процесс именуется «комплексным освоением подземного городского пространства».

Подземное городское пространство - это пространство под дневной поверхностью, используемое для расширения среды обитания горожан, реализации приоритетов эколого-экономического благополучия и устойчивого развития, создания условий жизнедеятельности людей в экстремальных обстоятельствах.

Занимается изучением подземного городского пространства, формированием стратегии его инновационного развития и застройки научная дисциплина под названием «подземная урбанистика».

Цель этой статьи - познакомить читателей с актуальными проблемами инновационного развития подземного городского пространства, а также с основными теоретическими компонентами подземной урбанистики и современным опытом решения проблем, встречающимся в отечественной и зарубежной практике. В задачу автора не входило освещение вопросов метростроения, поскольку этот специфический вид транспортного строительства достаточно хорошо освещается в средствах массовой информации.

Основы понятия о подземной урбанистике

Подземная урбанистика или подземный урбанизм, подземная урбанизация (underground urbanistics ) есть область архитектуры и градостроительства, связанная с комплексным использованием подземного пространства городов и других населённых пунктов, отвечающая требованиям градостроительной эстетики, социальной гигиены, а также технико-экономической целесообразности.

Главная цель подземной урбанистики - обеспечение оптимальных условий труда, быта, отдыха и передвижения горного населения, увеличение площади открытых озеленённых пространств на поверхности, формирование здоровой, удобной и эстетически привлекательной горной среды.

На развитие подземной урбанистики сильно влияют различные факторы, такие как:

• характеристики окружающей среды и технические характеристики (подземные воды, почвы и горных пород);
• знание подземных особенностей и существующие представления о подземном пространстве, а также информационные базы данных ;
• архитектурные представления и организация городского пространства;
• легализация и административные возможности, особенности земельной собственности, регуляция землепользования , защита окружающей среды и конструктивные возможности;
• экономические факторы (стоимость земли, издержки между надземным и подземным строительством), полный цикл использования сооружения и внешние факторы;
• психо-социологические аспекты поведения человека в подземном пространстве.

Главной задачей является использование этих возможностей таким образом, чтобы максимально использовать преимущества окружающей среды, общества и экономики. Технически эта проблема трудноразрешима, но может быть успешно реализована, если задачи социально и политически приемлемы, экономически возможны, выгодны и легальны.

Планомерное использование подземного пространства ведётся во взаимосвязи с поверхностной планировкой и застройкой, с различными видами и типами имеющихся подземных сооружений и учётом последующих этапов развития города.

Это требует разработки специальных разделов в генеральных планах городов и в проектах детальной планировки и застройки.

Степень использования подземного пространства, техника и технология ведения работ зависят от величины города, характера и содержания исторически сложившейся и перспективной застройки, концентрации дневного населения в различных частях города, расчётного уровня автомобилизации, природно-климатических, инженерно-геологических и других условий.

В соответствии с этим в генеральном плане города и проекте детальной планировки выделяют зоны с различной степенью и очерёдностью использования подземного пространства.

Мировой опыт свидетельствует, что на современном этапе стратегия решения сложных социально-экономических и градостроительных задач осуществляется посредством формирования пространственной структуры городов за счет создания многоуровневых и многофункциональных городских образований с максимальным развитием по вертикали, с комплексным использованием подземного пространства по единому градостроительному плану, увязанному с генеральным планом развития города.

Потребность в сооружении подземных объектов самого разного назначения и задачи инновационного развития подземной инфраструктуры требуют эффективного сотрудничества ученых и специалистов, представляющих различные направления в геомеханике и геотехнике, градостроительстве и архитектуре, что неизбежно способствуют сближению и взаимообогащению специалистов различных направлений и различных научных школ.

Одновременно намечается изменение общей стратегии градостроительства: на смену централизованной схеме застройки с наивысшей плотностью (как на поверхности, так и под землей) в центре городской агломерации предлагается основную часть объема многоэтажного наземного строительства (при относительно менее плотном подземном) рассредоточить в пригороде.

При такой концепции строительства особенно актуальной становится проблема системного подхода к освоению подземного пространства на глубине 20-50 м. В настоящее время оно используется лишь под транспортные и коммунальные сети и рассредоточенные объекты разнообразного назначения относительно мелкого заложения.

Небольшой экскурс в историю зарождения подземной урбанистики

Недра земли всегда таили в себе что-то страшное, собственно, как и другие неизведанные человеком пространства. Эти страхи идут из глубин веков. Однако человечество, борясь за свое существование, было вынуждено «наступить на горло» страху подземного пространства

Известно, что первым жильем человека была пещера. Она защищала его от непогоды, оберегала от хищников, сохраняла тепло и покой. С помощью нехитрых приспособлений человек выкапывал, выцарапывал и выскребал ее вширь и вглубь. Иногда пещеры образовывали целое поселение.

С древних времен и до наших дней сохранились города под землей, самые крупные из которых находятся в турецкой области Каппадокия. Раскопки показали, что в сложной системе подземных помещений предположительно жило до 100 тысяч человек. Этот сумеречный мир со своей особой культурой основали первые христиане, скрывавшиеся от гонений римских язычников.

Один из подземных городов – Каймакли протянулся на 19 км и состоял из 8–10 уровней, где находились жилые помещения, склады, церкви, монастыри, пешеходные коридоры и кладбища. Археологи, раскопавшие город в 60-х годах, были поражены совершенством системы вентиляционных тоннелей длиной 70–80 м, шахт и труб, которая позволила не только подавать чистый воздух на такую глубину, но и контролировать его влажность и температуру.

В XVI столетии Леонардо да Винчи предложил устраивать улицы в разных уровнях для отдельного движения «сеньоров» и простого люда. И только в настоящее время этот накопленный человечеством опыт может быть оценен по достоинству и использован.

Однако масштабное городское подземное строительство началось лишь во 2-ой половине XIX века. Этому способствовало появление и развитие рельсового транспорта. С 20-30-х гг. интенсивное развитие автомобильного транспорта поставило перед архитекторами и инженерами сложную задачу улучшения пропускной способности, увеличения скорости транспорта и при этом создание безопасного и комфортного пересечения людских и транспортных потоков.

Так началось строительство подземных железных дорог (метрополитена) и автомобильных тоннелей. Транспорт начал уходить под землю, и не только для его эксплуатации.

В 40-х гг. началось крупное строительство подземных гаражей и стоянок для транспорта. С 60-х гг. осуществлялось строительство тоннелей уже для пешеходов, со временем они стали насыщаться торговыми функциями, чтобы приблизить людей к привычной для них комфортной обстановке.

Краткие сведения о современном подземном городском хозяйстве и общие принципы классификации подземных сооружений

Современное система подземного городского хозяйства включает в себя инженерно-транспортные подземные сооружения, предприятия торговли и общественного питания, зрелищные, административные и спортивные здания и сооружения, объекты коммунально-бытового обслуживания и складского хозяйства, промышленные объекты и инженерное оборудование.

К инженерно-транспортным сооружениям относятся пешеходные, автодорожные и железнодорожные тоннели , тоннели и станции метрополитена и скоростного трамвая, автостоянки и гаражи, отдельные помещения и устройства вокзалов.

Подземные предприятия торговли и общественного питания включают торговые залы и вспомогательные помещения кафе-буфетов, столовых, закусочных и ресторанов, торговые киоски, магазины, отдельные секции универсальных магазинов, торговые центры и рынки.

Подземные зрелищные, административные и спортивные здания и сооружения состоят из кинотеатров, выставочных и танцевальных залов, отдельных помещений театров и цирков, залов заседаний и конференц-залов, книгохранилищ, помещений архивов, запасников музеев, стрелковых тиров, биллиардных, плавательных бассейнов и помещений спортивных клубов.

Объекты коммунально-бытового обслуживания и складского хозяйства, расположенные под землей, это - приёмные пункты, ателье и фабрики бытового обслуживания, парикмахерские, бани и душевые, механические прачечные, продуктовые и промтоварные склады, овощехранилища, холодильники, ломбарды, резервуары для жидкостей и газов, склады горюче-смазочных и других материалов.

К объектам промышленного назначения и энергетики, размещаемым под землёй, относятся отдельные лаборатории, цеха и производства (особенно те, в которых необходима тщательная защита от пыли , шума, вибрации, перемены температур и других внешних воздействий), тепло- и гидроэлектростанции, промышленные склады и хранилища.

Практически все городское инженерное оборудование - трубопроводы (водоснабжения, канализации, теплоснабжения, газоснабжения), водостоки и ливнестоки, кабели различного назначения - это подземные сети. Все больше и больше трансформаторных подстанций, вентиляционные камер, бойлерных и котельных, газораспределительных станций, очистных и водозаборных сооружений, общих сетевых коллекторов размещаются в городском подземном пространстве.

Подземные сооружения весьма многообразны. Они могут быть классифицированы по назначению, месту расположения в городе, по объемно-планировочной схеме, глубине заложения, количеству ярусов и т.д.

Применительно к задачам подземной урбанистики наиболее часто используется классификация «по назначению». В соответствии с ней все подземные сооружения подразделяют в зависимости от времени пребывания человека на объекте:

• дежурно-сменного пребывания до 24 часов
• длительного пребывания до 3 - 4 ч;
• временного пребывания до 1,5 - 2 ч;
• кратковременного пребываниям не более 5 - 10 мин;
• помещения и сооружения без присутствия людей.

Подземная урбанистика и практика использования подземного пространства в современных условиях.

Новаторами подземного градостроительства являются Канада, Япония и Финляндия.

В Канаде в 1997г. был построен целый подземный город - РАТН. Жителям достаточно выйти из дома и спуститься вниз - и они без препятствий доберутся на работу. Отпадает необходимость в зимней одежде и автомобиле.

В Монреале расположен самый большой «подземный город» (La ville souterraine) площадью 12 млн. кв. м. Продвигаемый мэрией как одна из местных диковин, город интересен не только размерами. Проектировщики доказали, что внизу можно размещать не только то, что хочется убрать с глаз, - трубы, склады. В La ville есть почти все нужное для жизни: торговые центры, отели, банки, музеи, университеты, метро, пересадочные узлы железной дороги, автостанция и другие объекты развлекательной и деловой инфраструктуры.

В Японии находится самый крупный подземный город страны - Яэсу. В нем располагаются 250 ресторанов, магазинов и других объектов обслуживания. По статистике Яэсу посещают каждый месяц от 8 до 10 млн. человек.

В Пекине в соответствии с программой, утвержденной городским правительством, через пять лет весь транспорт с поверхности будет убран под землю - люди смогут свободно передвигаться по улицам, отдыхать в парках, дышать свежим воздухом.

В интенсивном строительстве подземных сооружений государство, профессиональное градостроительное сообщество и девелоперы видят одно из самых перспективных направлений развития городов России.

Подземная урбанистика рассматривается в качестве ключа к решению многочисленных проблем, беспокоящих все крупные города страны, где возрастающая плотность застройки усугубляется стремительным ростом автопарка и неизбежными сбоями в работе общественного транспорта.

Своеобразным началом новой градостроительной эпохи Москвы стало сооружение в 1997 г. у стен Кремля, на месте Манежной площади, торгово-развлекательного комплекса «Охотный ряд», расположенного, главным образом, ниже уровня поверхности земли. В многоярусном подземном комплексе площадью около 70 тыс. кв. м. разместились самые разные объекты: археологический музей и офисы, торговый центр и бары-кафе-рестораны, стоянки автомобилей и гаражи. По сути дела, появился небольшой подземный город.

Сразу же началось освоение прилегающих подземных пространств под Тверской улицей и Большой Дмитровкой, а также строительство гигантского наземно-подземного комплекса «Москва-Сити» на малоосвоенном участке берега Москвы-реки в районе Красной Пресни.

Здесь фантазия архитекторов разыгралась: проектом предусмотрено возвести не только станции двух новых линий метрополитена, но и многоэтажные подземные гаражи и станции монорельсовой дороги, которая должна связать комплекс с международным аэропортом «Шереметьево». Время, правда, внесло в эти планы свои коррективы, но показательна уже сама «глубина размаха », которая со скрипом, но приобретает реальные черты.

Освоение подземного потенциала, как основной путь к устойчивому развитию города.

Не секрет, что наши российские города расширяются зачастую сумбурно, безалаберно и стремительно, без какого-либо действенного контроля.

Последствиями такого анархического разрастания является, например, увеличение автомобильных пробок и как следствие уровня загрязнения воздуха, отсутствие зеленых насаждений или затруднительное водоснабжение, что несовместимо с понятием устойчивого развития.

Освоение подземного пространства позволяет эффективно использовать такие функции, как транспортные развязки, торговые центры, театры, объекты общественного питания. Это в свою очередь должно привести к большей компактности городов, обеспечению устойчивого развития города и позволит создать благоприятную среду для жизнедеятельности в результате свободного наземного пространства для отдыха и социальной активности, зелёных полей и жилых районов.

В крупных городах с высокой плотностью населения особенно ценной представляется возможность экономии и рационального использования городской территории при проектировании подземных пространств.

Эксплуатация подземного потенциала позволит более эффективно использовать пространство, сделает систему движения мобильнее, что приведёт к снижению количества вредных выбросов и уровня шума и как следствие - к обновлению и улучшению качества жизни в мегаполисе. При этом уменьшаются протяженность подземных коммуникаций и затраты общественно-полезного времени, улучшается качество транспортного обслуживания населения. Появляется возможность экономии энергетических ресурсов за счет меньших теплопотерь подземных зданий и отсутствия резких температурных колебаний, зависящих от смены сезонов.

Свободное пространство не является единственным ресурсом подземного строительства. В целях достижения устойчивого развития следует так же оптимально использовать грунтовые воды, геоматериалы и геотермальную энергию.

Несмотря на то, что переход от поверхности к глубине осуществляется уже давно и эксплуатируется всё больше городских подземных ресурсов, происходит это, к сожалению, без реального планирования.

Управление потенциалом подземного пространства необходимо для рационального использования ресурсов и предотвращения возможных необратимых последствий хаотичной застройки.

Подземное строительство в современном городе

Выбор зон наиболее активного строительства подземных сооружений определяется градостроительными и функциональными требованиями и целесообразностью использования тех или иных участков и зон города.

Необходимо отметить, что санитарно-гигиенические и психо-физиологические требования устанавливают нормированное пребывание людей под землёй - не более 4-х часов , но ряд существенных преимуществ практически полностью компенсируют данное ограничение, а именно:

• подземные сооружения могут проектироваться под существующими зданиями, дорогами, коммуникациями и даже руслами рек;
• на строительство не влияют перепады рельефа, проблемы инсоляции или затененности соседних существующих объектов, воздействие внешних факторов;
• только подземное пространство позволяет прокладывать кратчайшие пути для транспорта.

Подземные сооружениям обеспечиваются сложной инженерной системой, которая включает в себя: постоянное и надёжное искусственное освещение; вентилирование непрерывной приточно-вытяжной вентиляцией, систему звуковых оповещений; системы поддержания влажности и температуры.

На организацию архитектурно-пространственной среды подземных сооружений оказывают значительное влияние следующие факторы:

• природные условия и характер исторически сложившейся городской среды;
• наличие уже существующих, раннее проложенных коммуникаций и фундаментов соседних зданий, которые, как правило, будут составлять с новыми подземными объектами единую взаимосвязанную систему.

При исследовании природных факторов для определения характера участка и его природных особенностей обязательно проводятся подробные инженерно-геологические и гидрогеологические исследования, составляются инженерно-геологические карты и профили.

Сооружение подземных объектов на небольшой глубине обычно ведется открытым способом, в то время как объекты глубокого заложения строятся закрытым. При возведении подземных объектов проводят водопонижение, закрепление грунтов, гидроизоляцию объектов, применяют конструкции, рассчитанные на горное давление.

Основной упор при создании подземных сооружений Москвы делается на технико-экономические преимущества закрытой проходки и тоннельного строительства. Главное в том, что почти не требуется рыть котлованы, огораживать значительные территории, перекрывать улицы, нарушая ритм и без того напряженного транспортного движения.

Отпадает необходимость в сносе зданий, перекладке подземных коммуникаций, восстановлении дорожных покрытий и зеленых насаждений. Незримо для горожан понемногу создается еще один важный уровень города для более насыщенной и полноценной жизни в перенаселенном мегаполисе.

Экологические преимущества подземных сооружений

В пределах города подземные структуры могут размещаться практически повсеместно, минимально воздействуя на природный ландшафт и окружающую среду. Они надежно защищены от прямого воздействия климатических факторов: дождя и снега, жары и холода, ветра и солнца. Подземные сооружения отличаются повышенной виброустойчивостью и акустической изоляцией. И, наконец, достаточно хорошо защищены от воздействия сейсмовзрывных волн и проникающей радиации, что обеспечивает их неуязвимость от средств массового поражения.

Энергоэффективные аспекты подземных сооружений

Одним из наиболее экономичных решений является подземное размещение складов и холодильников. Так, при подземном расположении стоимость строительства складских зданий в 4 раза ниже, затраты при эксплуатации - в 10,6 раза меньше, чем при наземном размещении.

Стоимость строительства холодильников при подземном размещении в 3,3, а эксплуатационные расходы - в 11,6 раза ниже, чем при наземном расположении. Эти данные получены при сопоставлении подобных крупных холодильников, построенных в Канзас-Сити и Сан-Паулу (США).

При оценке затрат энергии оба холодильника были отключены, что вызвало повышение температуры в наземном холодильнике на 0,6 °С в час, а в подземном - на 0,6 °С в день. Гораздо лучшая теплоизоляция и теплоемкость среды позволяют не только экономить электроэнергию, но и подключать подземные холодильники к электросети, минуя пик потребления электроэнергии, и снижать мощность подземных холодильных установок.

Предварительный вывод

В последние десятилетия наблюдается значительный рост подземного строительства различного назначения и его многофункционального использования. Этому способствовало снижение стоимости подземного строительства. Если раньше стоимость подземных работ была в несколько раз выше чем наземных, то сегодня, в силу совершенствования техники и технологии подземных работ, их стоимость во многих случаях незначительно дороже наземных, особенно в зонах застройки.

Экономическая эффективность подземной урбанизации

Эффективность подземной урбанизации складывается из социально-экономических, инженерно-экономических и градостроительных компонентов.

При выявлении эффективности объекты, размещаемые в подземном пространстве, можно подразделить на три группы.

1. Эффективность размещения под землей транспортных коммуникаций и сооружений определяется на основе: экономии городских территорий за счет площадей для сооружения как самих объектов, так и защитных зон при них; увеличения оборачиваемости транспортных средств; сокращения длительности поездок; доставки грузов; сокращения количества остановок, эко­номии энергетических ресурсов; макси­мальной сохранности существующей наземной застройки; улучшения сани­тарно-гигиенического состояния на­земной среды.

2. Эффективность размещения под землей зрелищных сооружений, предприятий торговли и общественного питания, а также ряда объектов ком­мунально-бытового обслуживания оп­ределяется на основе: экономии тер­ритории, а также сохранения наземной застройки при размещении в сложив­шихся частях города; экономии време­ни населения за счет приближения объектов обслуживания к потреби­телю, по пути его передвижения (по­путное обслуживание); повышения размеров товарооборота и прибыли пред­приятий торговли, общественного пи­тания и культурно-зрелищных пред­приятий за счет удобного располо­жения их в зонах интенсивного скоп­ления пешеходов и пассажиров - потенциальных посетителей перечис­ленных объектов обслуживания.

3. Эффективность размещения под землей объектов складского хозяйства, промышленных зданий и сооружений, коммунальных объектов, отдельных транспортных сооружений, объектов инженерного оборудования определяется на основе: экономии городских территорий; сокращения протяженнос­ти инженерных коммуникаций за счет размещения сооружений и объектов в центре нагрузок; улучшения санитарно-гигиенического состояния городской среды, экономических преимуществ, обусловленных компактным планиро­вочным решением.

Таким образом, на основе комп­лексного использования подземного пространства города эффективность рассматривается в различных сферах:

• социально-экономической - эко­номия времени населением, снижение транспортной усталости, улучшение санитарно-гигиенических условий проживания населения, безопасность пе­шеходов;
• градостроительной - правильный выбор функционального и строительно­го зонирования территорий, решение транспортных проблем, увеличение площади озелененных и водных прост­ранств;
• инженерно-экономической - уско­рение оборачиваемости транспортных средств, повышение скорости движения всех видов транспорта, экономия горючего, снижение затрат на развитие инженерного оборудования, повышение рентабельности предприятий обслужи­вания, концентрация строительства, сокращение его сроков и обеспечение комплексности застройки, экономия эксплуатационных расходов, сокра­щение размеров отчуждения сельско­хозяйственных земель.

Суммарный экономический эффект подсчитывается по каждому виду объектов с учетом экономии террито­рии, сохранения сложившейся застройки и условий эксплуа­тации подземных сооружений: эконо­мии транспортных расходов, транспортного времени, роста торговой при­были и др.

К факторам, удорожающим исполь­зование подземного пространства, от­носятся: геологические и инженерно-геологические условия, усложнение ин­женерно-конструктивных решений под­земных сооружений, стесненность при производстве работ в сложившихся массивах застройки. Подземное строительство вызывает дополнительные объемы земляных работ, усиление несущих и ограждающих конструкций, усложнение работ по гидроизоляции объектов, усложнение устройств санитарно-технического оборудования.

В то же время подземное строительство позволяет сократить затраты на фун­даменты, кровлю, отказаться от ряда конструктивных элементов наземных зданий, таких, как наружные оконные блоки, внутренние водостоки, отделка фасадов и др.

Помимо названных результатов, целесообразность подземного исполне­ния ряда сооружений обусловливается специфическими требованиями эксплуатации самих объектов. При проек­тировании объектов в подземном прост­ранстве следует учитывать благоприятные эксплуатационные фак­торы, такие как неподверженность климатическим воздействиям; относи­тельную стабильность температуры и влажности воздуха, начиная с глубины 5-8 м. Это незаменимая среда для разме­щения под землей складов продо­вольствия, винохранилищ, кладовых кино- и фотодокументов, ломбардов, а также производств, требующих тер­моконстантных условий внутренней среды (радиоэлектроника, точное ма­шиностроение и др.).

Используются и такие положи­тельные характеристики подземных сооружений, как повышенная вибро­устойчивость и акустическая изоляция по сравнению с наземными сооруже­ниями. Преимуществом подземного решения ряда производств и цехов явля­ется способность оснований полов нести повышен­ные нагрузки от тяжелого технологи­ческого оборудования.

Заключение

Рост объемов и масштабов эффективного освоения и развития подземного городского пространства наблюдается сегодня во всем мире. Он связан со всевозрастающей концентрацией населения в этих городах и непрерывным ростом численности автомобильного парка, которые порождают практически все наиболее острые современные городские проблемы - территориальные, транспортные, экологические, энергетические.

Инновационное использование методов и установок подземной урбанистики оказалось единственным способом улучшить и приспособить систему транспортных связей к росту крупнейших городов без значительных изменений традиционной планировочной структуры и застройки.

Научно определены и сформулированы принципы вертикального зонирования городского пространства.

Наиболее близкие к поверхности земли уровни (до отметки - 4 м) отводятся для пешеходов, непрерывного пассажирского транспорта, автостоянок, местных разводящих сетей. Уровни от - 4 м до - 20 м используют для трасс метрополитена и автотранспортных тоннелей мелкого заложения, многоуровневых подземных гаражей, складов, резервуаров и магистральных коллекторов. Уровни на отметке от - 15 м до - 40 м предназначают для трасс рельсового транспорта глубокого заложения, включая городские железные дороги.

В последние десятилетия, рост объемов и масштабов подземного строительства наблюдается и в наиболее значимых городах России. Строятся крупные подземные комплексы различного назначения, транспортные и коммуникационные тоннели, подземные стоянки и гаражи, производственные и складские помещения, растет протяженность линий метрополитена.

Все глубже, глубже и глубже в недра земли стремятся проникнуть и освоить их ученые, проектировщики-градостроители и мы - скромные практики строительства. В современном мире, где наука предлагает инновационные решения, где существуют уникальные технологии, и есть высокопрофессиональные специалисты - любые «барьеры пространства и техники» будут успешно преодолены!

Проблема создания и использования подземного пространства в крупнейших, крупных и больших городах приобретает все большую ак­туальность в связи с дефицитом свободных территорий, ускоренным развитием массового и индивидуального транспорта. Решение ее ак­туально в плотно застроенной центральной части, а также в отдель­ных общественно-транспортных комплексах массового посещения.

Использование подземного пространства не только облегчает условия пересадок, но и позволяет полностью или частично разгру­зить центральные районы от транспортных сооружений и устройств (гаражи и автостоянки, станции технического обслуживания и автоза­правочные, автобусные вокзалы), транзитных по отношению к центру автомобильных потоков и путей и станций скоростного рельсового транспорта (метрополитен).

Подземное пространство может быть "естественным", расположен­ным ниже поверхности земли, либо “искусственным”, образованным перекрытиями большой площади

Целесообразным является его применение для транспортных, подсобно-вспомогательных и технических сооружений, помещений и устройств, эксплуатация которых не связана с длительным пребыва­нием посетителей и персонала. Сюда можно отнести книгохранилища, автоматические телефонные станции, холодильники, ломбарды, овощехранилища, склады.

Из общественных сооружений с кратковременным пребыванием посетителей можно назвать кинотеатры, магазины, приемные пункты учреждений бытового обслуживания, библиотеки, архивы, музеи. В ряде случаев транспортные сооружение и узлы в центрах крупных городов действуют в тесной взаимосвязи с учреждениями культурно-бытового обслуживания. Возникают так называемые общественно-транспортные центры.

Принципы вертикального зонирования подземного пространства в городе могут быть сформулированы так:

· наиболее близкие к поверхности земли уровни до отметки -4 м отводятся для пешеходов, непрерывного пассажирского транспорта, движущихся тротуаров, автостоянок, местных разводящих инженерных сетей;

· уровни на отметках от -4 до -15 (-20) м предназначаются для трасс метрополитена или другого рельсового транспорта и авто­транспортных тоннелей мелкого заложения, для многоуровневых под­земных гаражей, складов, резервуаров и магистральных коллекторов;

· уровни на отметках от -15 до -40 м отводятся для трасс
рельсового транспорта глубокого заложения, включая городские железнодорожные диаметры.

В зарубежной практике строительства делового центра вне исторического ядра города интересен опыт французских градостроите­лей. Новый крупнейший административно-деловой и общественный центр в районе площади Дефанс (в Париже) находится на продолжении главной городской магистрали, за пределами исторически сложившегося цен­тра города.

Большое внимание при его проектировании было уделено органи­зации путей движения пешеходов и транспорта. Так, весь ансамбль новых сооружений имеет многоярусную композицию и возвышается на гигантской платформе- подиуме, поднятой над поверхностью земля на 15-33 м, протяженностью до 1 км. При этом удачно используется рельеф местности. Таким образом создано до 4-5 этажей подземных и полуподземных уровней.

Главным уровнем пешеходного движения является поднятая над землей и расположенная по верху платформы широкая эспланада, по периметру которой - преимущественно под землей и в нескольких ярусах - "идет транспорт. В четвертом подземном уровне. Проложены экспрессная и местная линии метрополитена объединенные станци­ей. Третий отведен для скоростного транзитного движения автомоби­лей по направлению Париж-Нормандия. Во втором проложены маршруты автобусов дальнего и местного сообщения и сооружен подземный ав­тобусный вокзал. Первый отведен для подъездов к зданиям и выездов на периферийные дороги одностороннего движения с развитыми примы­каниями-развязками. Примерно в том же уровне проходит железная дорога Париж-Версаль, огибающая город с севера и запада.

Проект реконструкции центра Парижа основан на другом. Под садом Тюильри и двором Лувра было предложено построить крупный подземный комплекс сооружений; Такое решение позволяет почти полностью освободить от автомобильного движения район Тюильри и ул. Риволи, набережную р.Сены от Лувра до площади Согласия, а также построить подземные гаражи-стоянки большой вместимости..В ком­плекс подземных сооружений входят гаражи, стоянки, подземные об­щественные сооружения (театры, кинотеатры, кочкой: клуб, закусоч­ные с самообслуживанием, ресторан, торговые галереи/ подсобные и выставочные помещения музея). Устройство подземных скоростных автомагистралей способствует заметкой разгрузке поверхности земли от транспорта.

Проект реконструкции г.Филадельфии предусматривает строительство в центральных районах этого крупного промышленного, торгово-финансового к культурного центра США при сохранении насколь­ко это возможно, исторически сложившегося облика города. Наиболее интересной является реконструкция старейшей его части. Здесь со­здается один из первых в мировой практике многоуровневый общест­венно-транспортный комплекс, в котором, согласно проекту, будут сосредоточены предприятия и учреждения общегородского значения, посещаемые не только жителями города, но и приезжими. Поэтому об­щественный центр должен обслуживаться несколькими видами наземно­го и подземного транспорта.

Главной особенностью плана является максимальное разделение путей движения транспорта и пешеходов. Транспортное движение ор­ганизуется в нескольких уровнях с широким использованием подзем­ного пространства. В нижнем, втором от поверхности, подземном уровне проходят линии метрополитена и скоростная железная дорога мелкого заложения (25 станций). Верхний отведен для пешеходов. Он имеет пешеходные переходы и заглубленные ниже уровня земли световые скверы-дворики со входами в магазины, рестораны, бары и другие торговые предприятия. Этот прием обеспечивает естественное освещение всех расположенных ниже уровня земли учреждений обслу­живания и самих подземных переходов, облегчает условия ориентации, В уровне земли размещается ярус основных торговых помещений, а также так называемый "грузовой" вокзал. Еще выше, над пешеходно- торговым ярусом в уровне второго надземного этажа, запроектирован пассажирский автобусный вокзал. Вверху построены гаражи, техничес­кие и вспомогательные помещения. Все пешеходные уровни связаны эскалаторами и механическими подъемниками. Подъезды легковых ав­томобилей проектируются по всему периметру центра, в уровне городских улиц. Проектом предусматривался 9 крупных автостоянок.

Основные из них расположены у кольцевой, автомобильной скоростной дороги, обслуживающей центр. Въезды и выезды обеспечиваются корот­кими специальными тоннелями, а также системами распределительных улиц и проездов местного движения.

Интересен проект реконструкции центральной пасти крупнейшего города Калифорнии - Лос-Аяджелеса. Новый компактный многоуровне­вый центр должен обслуживаться несколькими видами транспорта. Все движение организовано в четырех уровнях. В нижнем подземном про­ходит линия скоростной подземной дороги мелкого заложения. В рай­оне запроектированы две станции экспресс- метрополитена. В верхнем, подземном располагаются пешеходные переходы, связанные с подземны­ми вестибюлями обеих станций. Вдоль улиц проектируется строитель­ство подземного транспортного тоннеля протяженностью около 500 м. Под площадью Першинг-сквер сооружен трехэтажный гараж. Главной особенностью плана реконструкции является создание пешеходных меж­квартальных бульваров в двух уровнях - улицы и поднятых на высоту 5 м над землей бульваров-эстакад, которые имеют большую протяжен­ность, до 7 км, и проходят не только по основным улицам, но и внутри кварталов, обеспечивая удобный и быстрый доступ в магазины рестораны, центральный автобусный вокзал, общественные и другие здания. Все уровни пешеходного движения связываются лестницами, пандусами, эскалаторами, исключительно по которым осуществляется подъем пассажиров.

Мощная и разветвленная система подземных пешеходных и транспортных коммуникаций является составной частью реконструкций центра Монреаля (Канада), предусматривающей в центральном районе города возведение крупного комплекса торговых, общественных и обслуживающих учреждений для населения самого Монреаля, а также тяготеющих к нему малых-городов и населенных пунктов; Новый центр создается на месте старой застройки. На его территории - универсальные магазины, гостиницы, кинотеатры, административные здания, рестораны, многоярусные подземные гаражи. По нему проходят глав­ные транспортные маршруты города, три линии метрополитена подземные участки скоростных автомагистралей и две железнодорожные коммуникации. Тем самым создается хорошая связь общественно-тор­гового центра со всеми районами города и пригородами.

Все здания имеют несколько подземных уровней. Верхний представляет собой систему входов в метро, вокзалы и пешеходных переходов, непосредственно связанных со всеми зданиями, автостоянками и гаражами. В переходах центра Монреаля можно встретить многочис­ленные учреждения торговли, фронт витрин которых простирается на многие километры. Таким образом, создается развитый в длину подземный торговый центр нового типа. Для освещения переходов, кафе и магазинов, расположенных ниже уровня земли, проектируются свётовые озелененные дворики и площади с бассейнами и фонтанами. Уровни пешеходного движения соединены эскалаторами и лифтами. Все здания в перспективе будут иметь общий многоуровневый подиум с подземной" нижней частью, В наиболее крупном сооружении - двенадцать подзем­ных ярусов.

Иной подход использован при реконструкции старого центра Хель­синки. В основе - взаимосвязь новых инженерно-транспортных соору­жений с существующей и проектируемой застройкой, городским пейза­жем. Новый общественный центр будет связан с северной и южной час­тями города мощной восьми полосной автомобильной трассой, которая пройдет около железной дороги и частично над ней. Кроме того, на­мечается реконструкция главной существующей магистрали, пропуск­ная способность которой будет увеличена, устройство развязок движения в разных уровнях с подземными тоннелями. Под треугольной площадью проектируется строительство многоярусного сооружения. В подземных уровнях разместятся автостоянки и гаражи, тоннельные пе­реходы, связанные с торговыми и обслуживающими учреждениями. Для организаций непрерывного движения транспорта все магистрали в мес­тах пересечения имеют развязки с кривыми больших радиусов.

Другая часть центра включает в себя административно-деловые здания. Под ними устраивается подземная трехъярусная площадь, час­тично открытая. Наверху проходят скоростные магистрали, ниже расположены автостоянки. Сложная система тоннелей, мостиков и въездных рамп связывает все подземные уровни с поверхностью. На отдельном участке (ниже уровня городских- улиц местного движения) запроектирован центральный автобусный вокзал. Эффективно исполь­зуется подземное пространство в проекте делового центра на Вокзаль­ной площади. Семиэтажные конторские корпуса со всех сторон замы­кают обширный паркинг, приподнятый на высоту второго этажа. Сис­тема торговых помещений в первом этаже и цоколе связывается пас­сажами, соединяющими центр с вокзалом и остановками общественного транспорта.

В Москве одним из первых градостроительных комплексов с использованием подземного пространства явился ансамбль зданий и сооружений на проспекта Калинина. Сооружения и помещения, находящиеся на южной стороне проспекта, занимают два этажа, на которых сосредоточены все складские, подсобно-вспомогательные и инженерно-технические службы, объединенные общим транспортным тоннелем дли­ной 900 м, шириной 9м.Для въездов и выездов удачно приспособле­ны перепады рельефа. Кроме служебного тоннеля с разгрузочными площадками и двухэтажными складскими, техническими и подсобными помещениями, в первом подземном уровне находятся банкетный зал ресторана "Арбат", демонстрационные залы "Дома одежды", большой пивной зал. Под пешеходной зоной южной стороны проспекта заплани­рован трехъярусный подземный гараж-стоянка.

Комплекс подземных переходов торгового центра выстроен в многолюдной центральной части Еревана, на пересечении трех напря­женных транспортных артерий и кольцевого бульвара. Такое решение возникло в связи с необходимостью обеспечения безопасного движения. Создано единое урбанизированное подземное пространство с раз­мещением объектов торговли, общественного питания, культурно-бы­тового обслуживания.