Книга служит цели информирования специалистов в области устойчивого развития городов, устойчивого проектирования и строительства.
Скачать 4.74 Mb.
|
Гелиофитозоотроны. Эти сооружения представляют собой замкнутые комплексы для производства широкого набора экологически чистой сельскохозяйственной продукции с использованием возобновимой энергии, полной утилизацией всех видов отходов и исключением каких - либо выбросов за пределы комплекса, отказом от потребления внешней энергии, воды, тепла. По сути дела гелиофитозоотроны - шаг к созданию изолированных и не вносящих никаких загрязнений в природу аграрно - промышленных комплексов, в которых возможно получение 2-3 урожаев в год. Гелиофитозоотрон может быть размещен недалеко от берега моря для использования морской опресненной воды и исключения потребления пресной воды. В состав гелиофитозоотрона могут входить: 1. Солнечные опреснители морской воды с резервуарами для хранения пресной воды, а также солнечные установки для получения энергии. 2. Поля для растениеводства с использованием мостового земледелия. 3. Подземные теплицы, размещенные под полями, для производства продукции, не требующей солнечного света (хотя возможно введение в эти помещения дневного света с помощью гибких световодов, сообщающихся с надземными концентраторами света). 4. Надземные теплицы, размещенные над полями. 5. Фермы для выращивания скота и производство молочной продукции. 6. Пруды для рыбоводства. 7. Многоэтажные теплицы террасного типа. 8. Биогазовые установки для утилизации части отходов с целью получения газа и энергии. 9. Установки для получения гумуса с помощью дождевых червей, с использованием части биоотходов. 10. Ветроустановки для обеспечения работы водяных насосов и производства энергии. Таким образом, объем продукции гелиофитозоотрона должен быть рассчитан с учетом полного обеспечения пресной водой и полной утилизации всех биологических отходов для производства удобрений и энергии. В то же время мощность всех установок для производства энергии должна быть рассчитана с учетом объема продукции и использования отходов. Поэтому проектирование гелиофитозоотрона должно производиться с использованием линейного программирования. При любых методах ведения сельскохозяйственного производства и дальнейшем росте численности человечества, видимо, не удастся сохранить и восстановить природную среду и одновременно обеспечить население Земли продуктами питания [3]. Экологичный транспорт. Интересно сопоставление технических средств транспорта с решениями в природе, в которой не выделяются не перерабатываемые загрязнения от средств транспорта. Разумеется, приведенное ниже сопоставление несколько условно, так как в природе, как правило, отсутствуют специальные транспортные средства для передвижения живых организмов в пространстве (за небольшими исключениями, когда одни животные передвигаются на других или на каких-либо неживых природных объектах). Природные средства транспорта весьма разнообразны и позволяют достичь значительных скоростей передвижения природных объектов. Интересно, что высокие скорости передвижения наблюдаются как для наземных животных (передвижение прыжками, бегом), так и для летающих (пикирование животных, передвигающихся с помощью машущего полета) и для плавающих (гидрореактивные движители, плавники и др.). В то же время нормальное передвижение животных - не высокоскоростное, энергоэкономичное, часто с использованием естественных сопутствующих течений воды и воздуха. Высокие же скорости передвижения характерны для исключительных, редких ситуаций - добычи пищи, защиты от нападения, от разрушительных природных явлений и др. Человек передвигался либо с помощью ног, либо (после приручения домашних животных) - с помощью этих животных. Можно отметить также передвижение на искусственных средствах - лодках, судах и др. - со скоростью течения воды или движения ветра. Во всех случаях скорости передвижения были относительно невелики, а преодолеваемые расстояния - обычно несопоставимы с расстояниями между отдельными этносами. Возможно, это было определенным препятствием к смешиванию этносов, введенным природой. Транспорт в природе. Передвижение живых организмов в природе происходит: по поверхности грунта и растений - шаганием, бегом и прыжками с помощью конечностей, ползанием c помощью конечностей, ползанием с помощью изгибания тела; в грунте - рытьем ходов с помощью конечностей и ротового аппарата, сокращением кожно-мускульного мешка всего тела для раздвигания частиц грунта, гидравлическим движением с сокращением мышц и раздвиганием грунта; в воде - изгибанием тела, с помощью волнообразных движений плавников или мембран, с помощью ластов или непарного хвостового плавника, гидрореактивное, с помощью паруса, глиссированием с помощью хвоста или конечностей, с помощью ресничек и жгутиков, амебоидное; в воздухе - с помощью машущего полета, парения, планирования. Передвижение по земле. Шагание - это передвижение (локомоция) с дискретной колеей (не нужно непрерывной колеи) и с регулируемой шириной и высотой шага. Поэтому препятствия обычно легко преодолимы без значительных колебаний уровня центра тяжести всего организма, а только при помощи поднятия или широкого заноса конечностей. По сравнению с колесами шагание позволяет легко преодолевать препятствия, непреодолимые для колес (препятствия в 1/3 R или разрыв дороги шириной и глубиной в 1/2 D непреодолимы для колес, как и подъем более 45 0). Интересна многоногая локомоция членистоногих: наличие как минимум 6-ногой схемы передвижения обеспечивает постоянную устойчивость тела; устойчивость повышается за счет выноса опор ног в стороны от тела, а повороты облегчаются за счет расположения опор по дуге; упрощены суставы, поворачивающиеся каждый только вокруг одной оси с помощью пары мышц - антагонистов; схема походки - чередование двух 3 - ножников. Плавание. Как правило, животные плавают не на поверхности раздела сред, а под водой. На поверхности движение затруднено ввиду волнового сопротивления. Механизмы тяги - машущие, угревидные (змеевидные), гидрореактивные, но машущий механизм при его эффективности динамически неуравновешен, тело рыскает. Механизмы уменьшения сопротивления воды: совершенство формы, вязко - упругое покрытие, снижающая трение слизь, "бегущая волна" (жидкие вихревые ролики, катящиеся вдоль тела). Дельфин достигает скорости 15...18 м/c, тунец- 25 м/c, рыба-меч- 35 м/c, атомная подлодка с двигателем в десятки тысяч квт- 15-16 м/c. Полет. Машущий поле - видимо, наиболее древний. Частота взмахов - до 60 в сек (колибри) и до 1000 в сек (мелкие насекомые). При этом полете объекты могут зависать, двигаться вбок и назад. Наиболее совершенный машущий полет - у птиц. Скорость стрижа - до 160 км/час, скорость сокола при пикировании - до 300 км/час. Высота полета птиц - до 6,3 км, они могут находиться в воздухе до 40 час и покрывать расстояния в несколько тысяч км. При этом полет птиц экономичен: птицы в пересчете на 1л.с. транспортируют 120 кг массы, самолет- 20 кг. Планирующий полет - это статическое парение (используются слабые восходящие потоки воздуха - термики, и потоки обтекания) и динамическое парение (птицы с узкими крыльями используют турбулентные движения воздуха и неравномерную скорость потоков воздуха, например, над волнующимся морем). Особенности передвижения живых объектов в природе таковы, что, как правило, при этом не наносится ущерб среде (табл. 7.6.). Таблица 7.6. Особенности транспорта в природе и их использование в технике
В современной технике преобладает стремление к достижению наиболее высоких скоростей, при этом практически почти не учитываются какие - либо ограничительные экологические требования (за исключением допустимого уровня шума). Использование природных принципов и изложенных выше принципов биопозитивности позволяет получить неожиданные результаты, оценивающие экологическую перспективность различных типов транспорта (например, неэкологичность элементов с высокими скоростями или с повышенным травмированием флоры и фауны). В [82] даны типы транспорта для города с устойчивым развитием. Среди них - велосипеды, миниавтомобили, электротранспортные средства и др. Однако, как и во многих работах, считается возможным использование уже применяющихся видов транспорта, без оценки их экологичности в перспективе. Справедливо указывается на необходимость развития альтернативных способов коммуникаций, которые в ряде случаев могут заменить транспорт: так, перспективна мобильная аудио - и видеосвязь вместо перемещения людей для встреч; интересно использование автоматизированного пневмотранспорта в трубе для любых грузов вместо других видов транспортных средств. В табл. 7.7 показаны основные направления совершенствования существующих транспортных средств и разработки принципиально новых типов транспорта, учитывающие постепенное применение принципов биопозитивности для достижения экологического равновесия при использовании транспортных средств. Таблица 7.7
Наземный транспорт. Биопозитивный наземный транспорт должен удовлетворять всем или хотя бы части глобальных принципов биопозитивности. Повышение его экологичности начинается с совершенствования существующих типов транспорта: сокращения выбрасываемых загрязнений за счет дожигания и очистки выхлопа, применения усовершенствованных малошумящих и экономичных двигателей, нетоксичных антидетонаторов, перевод двигателей на альтернативные виды топлива и возобновимой энергии (солнечной, ветровой, использование этанола с его получением из растительного сырья, и пр.) в связи с нарастающим дефицитом нефтепродуктов и их скорым исчерпанием. На этой стадии важнейшими проблемами экологизации транспорта будут проблемы снижения потребления топлива не менее чем в 2 раза (в связи с недостатком топлива и необходимостью снижения выброса тепла в атмосферу), сокращения загрязнений (в том числе изготовление автомобилей с заранее предусмотренным полным рециклированием), повышения экономичности и удобств эксплуатации за счет введения бортовых компьютеров и системы автоматизации поездок (выбора наиболее экономичного маршрута за счет специальной информационной спутниковой сети), ускоренного внедрения электротранспорта с использованием обычной электросети, электроаккумуляторов новых типов или солнечных батарей, а также смешанных энергоисточников. Электротранспорт с последующим использованием энергии, не добавляющей тепла в атмосферу, должен стать мощной экологичной альтернативой другим типам транспорта. Скоростной наземный общественный электротранспорт - одно из эффективных средств экологизации, особенно если он переведен в подземное пространство даже при неглубоком заложении. Муниципалитеты свыше 20 немецких городов приняли решение о переводе электротранспорта в черте города под землю при неглубоком заложении. Рассматриваются предложения по использованию больших площадей полученной земли (парки, сады, и пр.). Под стоянками автомобилей в США занято до 1/3 площади городов. Жители США проводят, сидя в автомобилях в пробках на улицах городов, до 1 млрд. часов в год. 88% поездок в США совершаются на личных автомобилях. Снижение травмируемости птиц и насекомых при движении автомобиля можно достичь путем усиления обтекания лобовой части потоком воздуха, который должен захватывать и уносить вверх встречных насекомых. Для создания такого потока воздуха нужно устроить специальные проемы и направляющие, либо выполнить перфорированную наружную обшивку лобовой части (второй слой покрытия) с подачей сжатого воздуха наружу через отверстия в наружном слое. В Токио 80 % горожан ездят на работу общественным транспортом. В Венгрии 58 % поездок горожан совершаются на общественном транспорте. В Лос- Анджелесе его жители проезжают в день на личных автомобилях 230 млн км (расстояние от Земли до Марса). Следующим этапом экологизации транспорта должен быть переход на производство средств наземного транспорта из возобновимых материалов или сырья, наиболее широко представленного в земной коре. Среди этих новых материалов - керамика, стекло, алюминий, модифицированная древесина, и др. Их преимуществом является и возможность полного рециклирования. Изготовление новых типов транспорта необходимо связать и с его миниатюризацией, переходом от больших грузовых и легковых автомобилей к небольшим, рассчитанным на перевозку 1-2 человек (то - есть в полном смысле индивидуальным) или небольшого груза. К 2030 году по прогнозу количество велосипедов в мире будет в 5 раз больше числа автомобилей. Совершенствование велотранспорта как самого экологичного вида в первую очередь должно быть связано с оптимизацией велодорожек и их полным отделением от другого транспорта, с безопасностью передвижения на велосипедах. Должны получить дальнейшее развитие два интересных направления совершенствования средств транспорта - создание "умных" машин и транспорт в закрытой трубе (например, в подземной трубе типа метро для автомобилей). "Умные" средства транспорта с течением времени должны выполнять все больше функций водителя и множество других функций, обеспечивающих безопасность и экономичность передвижения: так, уже сейчас автомобиль автоматически следит за экономичным режимом работы двигателя, за соблюдением безопасного расстояния до соседних средств транспорта, предупреждает об опасном сближении, выбирает наиболее экономичный маршрут движения в городе, "узнает" своего владельца при открывании двери или даже при приближении его к автомобилю (и, напротив, поднимает шум при попытке открывания двери посторонними людьми), не позволяет начать движение при алкогольном опьянении водителя, включает наружное освещение и "дворники" на стеклах при появлении надобности в этом, и др. В дальнейшем должны получить развитие многочисленные дополнительные "умные" функции, то - есть система датчиков, процессор с экспертными системами и исполнительные механизмы - эффекторы должны в итоге составить "умный" механизм с подобием мозга, самостоятельно оценивающим изменения внешних условий и любых воздействий и принимающим решения на основе экспертной системы, вплоть до получения информации о состоянии узлов машины и мгновенного реагирования с целью восстановления надежности и долговечности. Возможно, одним из наиболее экологичных направлений совершенствования будет транспорт в подземной или наземной трубе, с централизованной очисткой поступающих в эту трубу загрязнений от машин (метро для автомобилей). В Стокгольме широко используется этиловый спирт в качестве горючего для автобусов с практически чистым выхлопом, причем для изготовления спирта применяется перегонка дешевого испанского вина. На значительных площадях Бразилии для производства спирта с целью использования его как автомобильного топлива выращиваются специальные "топливные" культуры (сахарное сорго, сахарный тростник). Спирт из "топливных" культур в 2 раза дороже бензина, и, тем не менее, он находит применение. Все указанные выше пути экологизации наземного транспорта не отвечают в полной мере пяти принципам биопозитивности и не меняют принципиально существующие неэкологичные виды транспортных средств. Переход к полностью биопозитивному наземному транспорту, не нарушающему природную среду, должен быть связан, видимо, с использованием биоаналогии, то - есть с применением транспорта с дискретным контактом с землей, с пониженными безопасными для флоры и фауны скоростями передвижения, с не деформирующим флору и фауну мягким наружным покрытием, снабженного системой датчиков, процессора с экспертными системами и эффекторами. Велосипед и любые другие малоскоростные типы индивидуального транспорта с передвижением при помощи силы мускулов останутся как биопозитивные виды транспорта. Интересна система индивидуального велотранспорта со стационарными легкими направляющими для колес, предложенная в Японии. Биоаналогия подсказывает отказ от высоких скоростей транспорта, передвигающегося непосредственно по поверхности земли или по дороге, от выброса неперерабатываемых загрязнений, горячих газов, от передвижения качением, от твердой поверхности движущегося объекта, и т.д. К 2008 г. ожидается разработка единых для всех стран международных экологических норм токсичности отработанных газов, снижения уровня шума. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 ... |
