Книга служит цели информирования специалистов в области устойчивого развития городов, устойчивого проектирования и строительства.
Скачать 4.74 Mb.
|
| Глава 6. РЕСУРСЫ. УСТОЙЧИВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ «Все ресурсы используйте с максимальной эффективностью. Чем более высокий уровень благосостояния людей можно обеспечить при меньшем потреблении, тем выше качество жизни, возможное без выхода за пределы». (Д.Х. Медоуз, Д.Л. Медоуз, Й. Рандерс). «Одной из основных причин постоянной деградации окружающей среды во всем мире является структура потребления и производства, не обеспечивающая устойчивости… Чрезмерные претензии и расточительный стиль жизни наиболее богатой части человечества огромным грузом ложатся на окружающую среду. В то же время беднейшая часть человечества не в состоянии удовлетворить свои потребности… Мы должны проанализировать спрос на природные ресурсы, продиктованный чрезмерным потреблением, и найти пути такого использования ресурсов, которые сводит к минимуму их истощение и уменьшает загрязнение окружающей среды» (Повестка дня –XXI) «Первым решающим шагом в этом направлении (создание здоровой экономики – А.Т.) должна стать переориентация производства на «здоровое потребление» (Э. Фромм) РЕСУРСЫ ПРИРОДЫ и их устойчивое потребление – это один из ключевых вопросов обеспечения устойчивого развития. Именно недостаток природных ресурсов при растущем населении земного шара и привел к осознанию необходимости устойчивого развития. Устойчивое потребление ресурсов – это, с одной стороны, обеспечение уровня их потребления, соответствующего природно-ресурсному потенциалу территории; с другой стороны, это – обеспечение равного доступа к ресурсам будущих поколений Земли. Как показывают проведенные рядом исследователей расчеты, устойчивое потребление может привести к необходимости некоторого сокращения уровня потребления в развитых странах без снижения и даже при росте качества жизни. К проблеме устойчивого потребления ресурсов вплотную примыкает проблема устойчивости производства отходов, – то есть производства отходов с такой интенсивностью, при которой объем выбросов не превышает возможности их переработки или абсорбции. Устойчивое потребление ресурсов связано также с удовлетворением потребностей человека, в том числе с их экологизацией, установлением соответствия между уровнем потребления и природно-ресурсным потенциалом территории. К природным ресурсам относятся находящиеся в природе средства существования людей, не созданные их трудом (вода, почва, растения, животные, минералы) [28, 47, 50 и др.]. Их делят на исчерпаемые и неисчерпаемые. К исчерпаемым ресурсам принадлежат невозобновимые, относительно возобновимые и возобновимые. Невозобновимые ресурсы не восстанавливаются или восстанавливаются медленнее, чем они используются человеком. Это - полезные ископаемые, в том числе используемые для целей строительства и эксплуатации зданий и сооружений (рис. 6.1). Относительно возобновимые ресурсы - это почва, лес. Возобновимые - растительность, животный мир, ряд минеральных ресурсов, восстанавливающихся с различной скоростью. Чтобы быть возобновимыми, эти ресурсы должны расходоваться не быстрее их восстановления. Так, для восстановления леса требуется 50...60 лет, популяции животных - 5...10 лет. Неисчерпаемыми принято считать космические (солнечная радиация, энергия морских приливов и отливов), климатические (атмосферный воздух, энергия ветра, осадки), водные ресурсы (запасы воды на земле). Однако вода и атмосферный воздух неисчерпаемы только количественно, а качественно - исчерпаемы. Добываемые ресурсы используются, после чего значительная их часть (до 95-98 % добытого объема) поступает в виде загрязнений в природную среду. По мере сокращения ресурсов они становятся все беднее, и их все труднее добывать.  Рис. 6.1. Природные ресурсы. Составляя по массе исключительно малую часть живого вещества Земли (тысячные доли процента), человек выбрасывает в природу отходы в объеме, многократно превышающем все отходы биосферы. Объем отходов растет вдвое каждые 15 лет. К тому же отходы человеческой деятельности, в отличие от биосферных, не утилизируются биосферой. Очень опасна тенденция все большего включения в эволюционные процессы тяжелых элементов. Сотни миллионов лет эволюция живого вещества происходила за счет легких элементов, а тяжелые элементы использовались в очень малых количествах как микроэлементы. Сейчас это исторически сложившееся соотношение нарушено, и все большее количество тяжелых элементов включаются в жизненные процессы (рис. 6.2)[26]. Живые организмы состоят в основном из углерода, кислорода, азота и водорода – легких элементов, которые к тому же являются главными компонентами атмосферы и гидросферы. Тяжелые элементы в природе не встречаются в больших концентрированных количествах, они появляются в циклах только после добычи человеком различных ископаемых. Избыток (а также и недостаток, который гораздо менее вероятен) тяжелых элементов ведет к опасным последствиям для живых организмов. Рассмотрим состояние и использование ресурсов Земли: Почва - естественно - историческое биокосное тело, возникшее в результате воздействия живых и мертвых организмов, атмосферы, природных вод на поверхность горных пород в условиях различного климата, рельефа, земной гравитации, - наиболее ценный ресурс. 149 млн км 2 суши, составляющей 29,2 % площади поверхности земного шара (510 млн км 2), состоят из разнообразных категорий земель (табл. 6.1). Площадь, занятая пашней на душу населения, составляла в 1950 г. - 1,06, в 1978 г. - 0,87 га. Сокращение площади пашни происходит по ряду причин, в том числе и ввиду отвода земли под строительство. Каждые 15 лет в мире примерно в 2 раза возрастает площадь земли, выделяемой под застройку. По всему земному шару в ближайшие 15...20 лет площадь застроенной земли может увеличиться до 10...15 %. Лесные ресурсы играют большую роль в улучшении окружающей среды, выполняя почвозащитную, полезащитную, климатообразующую функции, участвуя в процессе фотосинтеза. Древесина - единственный возобновимый ресурс для целей строительства. Все наземные и водные растения земного шара создают около 100 млрд. т сухой фитомассы, при этом на долю суши приходится около 64 млрд. т, в том числе леса нашей страны производят 2,2 млрд. т фитомассы. Одновременно они поглощают из воздуха примерно 5,5 млрд. т. диоксида углерода, выделяя 4,25 млрд. т. кислорода. Этим далеко не ограничиваются полезные функции леса. Запасы древесины в целом по всему земному шару равны 358 млрд. м3. Однако значительная часть пригодной для целей строительства спелой древесины теряется при добыче, транспортировке и обработке, используется на топливо. Поэтому леса относятся к относительно возобновимым ресурсам. Главная задача в их потреблении - полная переработка и использование при изготовлении изделий. Минеральные ресурсы (полезные ископаемые) образуются исключительно медленно, поэтому используются только однократно. Это - важнейшие ресурсы в жизни человеческого общества, о чем свидетельствуют установившиеся наименования периодов развития человечества: каменный, бронзовый, железный века. Особенностью полезных ископаемых является их постепенное иссякание, так как темпы их образования во много раз медленнее добычи. Интересные предложения по долговременному, устойчивому использованию полезных ископаемых содержатся в разработанной в Нидерландах концепции «инвайронментального пространства» (см. выше). Полезные ископаемые делят на твердые (железные руды, уголь), жидкие (нефть), газообразные (газ); по составу - на рудные (металлические), нерудные (неметаллические), горючие. Рудные ископаемые - это железные, марганцевые, алюминиевые, цинковые и другие руды; нерудные - минералы и горные породы, используемые в качестве строительных материалов (песок, гранит, базальт, глина, мергель и др.), горнохимическое сырье (апатит, фосфорит и др.), электротехническое, тепло - и звукоизоляционное, кислотно - и щелочестойкое сырье (слюда, асбест, тальк, корунд и др.); горючие - уголь, нефть, газ, торф. В земной коре более всего распространены кремний (27,72 %), алюминий (8,13 %), железо (5 %), кальций (3,6 %), натрий (2,38 %), калий (2,45 %), магний (2,09 %). Запасы различных металлов в литосфере ограничены. Тем более недопустимо современное абсолютно неэффективное использование, связанное с потерей большей части добытых металлов в процессе переработки руд и в результате выбрасывания их после использования. Таблица 6.1.Земельный фонд планеты [33]
В связи с научно-технической революцией резко ускорился рост добычи полезных ископаемых (за последние 75 лет добыча нефти возросла в 133 раза, угля - в 3,3 раза, газа - в 632 раза). Сроки обеспеченности человечества минеральными ресурсами при их ускоряющейся разработке невелики, хотя прогнозы в этой области весьма неточны из-за совершенствования технологии, повышения степени утилизации вторичных материалов, разведывания новых запасов. Так, в последние десятилетия начата добыча нефти, газа, угля, железных руд, олова, серы и других полезных ископаемых на шельфе океанов и морей. Мировые запасы полезных ископаемых на шельфе и дне океанов оцениваются следующими цифрами: железомарганцевые конкреции - 1,5 трлн. т, нефть - 60...150 млрд. т, магнетит - 15...18 млрд. т, фосфориты - 30 млрд. т. Однако прогнозы потребления ресурсов до 2000 года заставляют срочно изыскивать способы ограничения их разработки (табл. 6.2). Таблица 6.2. Мировые запасы и потребность в минеральном сырье до 2000 г. [33]
Одним из определяющих факторов добычи и переработки сырья становится охрана окружающей среды. Несовершенство технологии уже не раз приводило к экологическим катастрофам: аварии платформ на шельфах, вызывающие загрязнение моря, гибель фауны из-за пожаров, загрязнения воды; невосполнимые затраты пресной воды и ее загрязнение при получении ряда минералов и т.д. Добыча полезных ископаемых должна стать экологически оправданной, т.е. учитывающей комплекс факторов: отсутствие открытых разработок и отвалов, сохранение почвы, чистота атмосферы, гидросферы и литосферы, степень загрязнения среды, влияние их на биосферу, ландшафт, социальные факторы, затраты энергии и человеческого труда. Водные ресурсы - это запасы пресных вод (речные, озера, ледники, подземные воды и т.д.). В результате круговорота вода постоянно обновляется, расходуется и восстанавливается, причем продолжительность ее возобновления различна в зависимости от водного объекта, в котором она находится (табл. 6.3): Таблица 6.3
В атмосфере всего около 2 % пресной воды, причем больше всего в Южной Америке - 1000 км3; в Азии - 565, Северной Америке - 250, Африке -195, Европе - 80, Австралии и Океании - 25 км3 . Сток реки Амазонки в Бразилии, которая наиболее обеспечена пресной водой, составляет 6930 км3 в год. В России больше всего пресной воды - 23 тыс. км3 в Байкале (80 % всей воды, или 20 % мировых запасов). Энергетические ресурсы в зависимости от источника энергии могут быть отнесены к возобновимым (энергия солнца, фотосинтеза, гидроэнергия, приливов, волн, ветровая, геотермальная энергия, процессов испарения и выпадения осадков, тепловая энергия использования разности температуры между атмосферой, сушей и морем) и невозобновимым (газ, нефть, уголь, торф, сланцы, ядерное топливо, легкие элементы - водород, гелий, литий). Вначале человек использовал мускульную силу людей и животных, древесину, ветер и воду как источники энергии. Затем основными источниками стали уголь, нефть, природный газ, ядерная энергия. Однако запасы невозобновимых мировых энергоресурсов ограничены (табл. 6.4). Таблица 6.4. Запасы угля, нефти и природного газа [62]
Теоретически доступные энергетические ресурсы Земли достаточно велики, но они не всегда могут быть использованы (табл. 6.5). Таблица 6.5. Энергетические ресурсы
Легкое ядерное топливо не может быть использовано, поэтому наиболее реальной становится солнечная энергия (тем более что часть отмеченных видов энергии – это превращенная энергия солнца). В последние годы во многих странах энергетические ресурсы пересматриваются с точки зрения региональной и глобальной экологии. Известно, что энергетика на невозобновляемых ресурсах приводит к дополнительному нагреву атмосферы, поэтому ее называют добавляющей (она добавляет энергию к энергии нагрева Земли Солнцем). Возобновляемые ресурсы при их использовании практически не приводят к дополнительному нагреву, поэтому их энергия называется недобавляющей, безотходной, незагрязняющей геосферу. Дополнительный нагрев атмосферы Земли на 10 С может быть вызван производством добавляющей энергии в количестве 1 % энергии, получаемой от Солнца, что может привести к катастрофическим изменениям климата, географии, биосферы. Безопасный предел объема добавляющей энергии по прогнозам ученых - 0,1 % падающей на Землю солнечной энергии (около 100 млрд. кВт), а сейчас уже производится около 10 млрд. кВт при ежегодном приросте около 3 % [62]. Невозобновляемых ресурсов по разведанным запасам может хватить человечеству: угля - на 600 лет, нефти - на 90, природного газа - на 50, урана (в реакторах на медленных нейтронах) - на 27...60 лет. Переход на реакторы на быстрых нейтронах позволил бы увеличить сроки исчерпания топлива до 2500 лет, однако они небезопасны [62]. Потенциальные запасы урана, доступные их извлечению из недр, составляют 66,16 млн. т, а в воде морей и океанов - 4 млрд. т, что значительно превосходит по тепловому эквиваленту все остальные виды органического топлива. Вместе с тем радиационное воздействие при нормальной эксплуатации ядерных энергоустановок, а тем более - при их возможных авариях, не позволяет считать ядерную энергетику социально приемлемой (на современном уровне науки и техники). Стратегическими направлениями использования энергетических ресурсов являются энергоэкономичность техники, немедленное и широкое развитие возобновляемого энергопотребления, наряду с применением экологически чистой энергетики на природном газе, а также на угле и нефти с очисткой отходящих газов до 99,5 %. Это не должно вызвать парниковый эффект и уменьшить запасы кислорода (сейчас ежегодно потребляется около 0,003 %, без учета его воспроизводства). Интересно, что уровень экономического могущества стран не свидетельствует, как правило, об экономном отношении к ресурсам: так, США при численности населения 5 % мировой использует 25 % топливных ресурсов мира, и потребляют больше кислорода, чем его производит территория США. Экономия энергии как одна из главных задач архитектора и строителя - эколога достигается экономическими (высокие налоги на энергопотребление, государственный контроль неэкономного расходования энергии и др.), социальными (инициатива граждан по борьбе с расточительством энергии, разработка различных кодексов и заповедей по экономии энергии каждым членом общества), технологическими (применение энергосберегающих конструкций, использование нетрадиционных источников энергии) и другими мерами. Нетрадиционные возобновляемые источники сопоставимы по ресурсам с традиционными, а исчерпаемость последних, низкий коэффициент преобразований их в электроэнергию, значительное загрязнение среды при сжигании делают исключительно актуальной задачу разработки и применения НВИЭ. Создание НВИЭ позволило бы покрыть все потребности в энергии: так, только солнечная энергия уже сейчас дала бы возможность обеспечить электроэнергией все источники на земле; энергия ежегодно производимой биомассы на порядок больше энергии добываемой нефти; 2 % энергопотенциала ветра покрывают все потребности человечества в энергии. Ввиду низкой плотности всех видов НВИЭ для их утилизации необходимо строительство установок с большой площадью занимаемой земли. Одно из наиболее эффективных решений - максимальное совмещение жилых или производственных зданий с установками для преобразования НВИЭ. При этом возможно целенаправленное изменение архитектурно-планировочных решений: проектировать здания криволинейной формы в плане, изменять их конфигурацию по высоте, устраивать специальные проемы для концентрации ветровых потоков и т.д. Предлагается применять: гелиоколлекторы, солнечные станции и адсорберы, полностью заменяющие кровельное покрытие или устроенные выше покрытия; то же, на экранах лоджий, на стенах здания, на оконных проемах (селективно прозрачные); ветроколеса, трансформируемые из защитных экранов фонарей, с концентраторами и диффузорами ветрового потока; гидротермальные или геотермальные коллекторы, расположенные в подвальной части или ниже фундамента здания; метантенки, сблокированные с конструкциями подвальной части, нулевого цикла и др. Максимальное совмещение несущих и технологических функций конструкций зданий и установок для НВИЭ позволяет не только сократить расход отторгаемой земли, строительных материалов, но и снизить длину коммуникаций. При этом не снижается архитектурная выразительность зданий и сооружений. Наряду с использованием НВИЭ следует обратить внимание и на повышенное сопротивление теплопередаче наружу здания, что в комплексе с учетом местных климатических условий позволяет обеспечить хорошие условия регулирования теплообмена в здании и снизить энергозатраты. В последние годы получило развитие новое направление в проектировании - биоклиматическая архитектура, включающая: сведение до минимума теплопередачи наружу здания; обеспечение в зимнее время поступления солнечной энергии через окна и оранжереи на южной стороне, снижение утечки воздуха и сокращение инфильтрации его через щели, стыки; в летнее время - обеспечение естественной вентиляции проветриванием, термосифоном; обеспечение охлаждения - радиационного и путем испарения, например, при орошении кровли; снижение поступления солнечной энергии экранированием. В ряде стран (ФРГ, Швейцария, Франция, Англия, Польша, а теперь и в России) энергоэкономичные здания проектируют с учетом создания комфортной внутренней среды путем дополнительной наружной теплоизоляции стен, в том числе и утепления стен существующих зданий с помощью заанкеренных в стены алюминиевых или пластмассовых профилей, к которым крепят пенополистирольные плиты, покрываемые затем тонким слоем армированного стекловолокном раствора на полимерном вяжущем; используют также устройство вентилируемого воздушного промежутка между стеной и наружной теплоизоляцией; применяют трехслойное остекление; регенерацию теплоты, в том числе теплоты от различной аппаратуры и людей; пристраивают теплицы, остекленные веранды с наиболее холодной стороны дома; используют энергосберегающие жалюзи, сохраняющие теплоту и защищающие от шума. Наряду с экономией энергии обращается внимание на создание в помещениях биологически здорового микроклимата. С этой целью рекомендуется применять природные строительные материалы для конструкций и отделки: природный камень, кирпич из глины, дерево, известковую штукатурку, органический краситель, природные теплоизоляционные материалы (пробку, войлок и др.), керамику и др. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Устойчивого развития умных городов Международная конференция «Информатизация и технологическая модернизация образования» в содружестве XXXIII- международной конференции... | | Отчет о результатах оценки соответствия Проекта Канкунской гэс критериям... Методика оценки соответствия гидроэнергетических Проектов критериям Устойчивого развития |
 | В. И. Вернадский Значение и место России и ноосферного русского образования... Ества их жизни, а также для сохранения всех форм жизни на планете Земля. В новом веке наступает эпоха ноосферного устойчивого развития... | | Информационно-управляющие системы Благодаря этому интересу возникли секции нашей конференции в разных регионах России и других странах. Проблема устойчивого развития... |
| Вопросы теории раздел Базовые положения теории устойчивого развития (УР) 48 Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно... | | Рабочая программа по дисциплине «Экологический туризм основа устойчивого развития региона» Рабочая программа по дисциплине «Экологический туризм – основа устойчивого развития региона» составлена в соответствии с требованиями... |
| Обеспечение устойчивого сбалансированного развития региона на основе... Автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ленинградской области | | Рабочая программа дисциплины «Корпоративная социальная ответственность» А. Цели дисциплины: освоение студентами концептуальных и практических основ формирование корпоративной социальной ответственности... |
| Информация по исполнению мероприятий долгосрочной областной целевой... Волгоградской области в целом. Обеспечение необходимого уровня пожарной безопасности и минимизация потерь вследствие пожаров является... | | Урок Тема: Географические открытия XVII-XIX веков По 1-й линии развития – осознание роли географии в познании окружающего мира и его устойчивого развития |
| Информация о развитии и поддержке субъектов малого и среднего предпринимательства... ... | | Республики башкортостан доклад Создание условий для устойчивого развития сельских территорий |
| Фермерские хозяйства – основа устойчивого развития «Совершенствование социально-нравственных ориентиров, общечеловеческих ценностей» | | 1. Формирование концепции Устойчивого развития 6 Панельные данные как метод исследования влияния различных факторов на уровень выбросов 24 |
| 1. Формирование концепции Устойчивого развития 6 Панельные данные как метод исследования влияния различных факторов на уровень выбросов 24 | | 6 Вопросы терминологии 206 ... |
