Формирование объектов озеленения на транспортных территориях, особо подверженных техногенному воздействию, органично связано с решением наиболее общей задачи «реконструкции, конструирования и восстановления урбанизированных ландшафтов»[3, с.6]. На магистральных улицах зеленые насаждения являются тем единственным средством, с помощью которого достигается гармонизация «жестких ландшафтов» со сплошной безликой застройкой и ограниченным растительным покровом путем «стирания границ между архитектурой и природой» и возвращается им «мягкость» [2, с.27] с улучшением эстетики и повышением привлекательности.
Кроме этого, зелёные насаждения являются важным компонентом городского пространства, принимающим в сочетании с травяным покровом и почвой участие в процессах накопления, трансформации и выведения из городской среды атмосферных загрязнений. Одновременно с этим, зелёные насаждения являются эффективным средством защиты от шума.
В системе озеленения города А.В.Городковым [1, с.21] выделен типологический ряд объектов средозащитного назначения, среди которых наиболее детального изучения требуют, на наш взгляд, линейно-полосные структуры комплексного средозащитного воздействия в виде непрерывных прямолинейных и криволинейных участков насаждений.
Снижение уровня загрязнения воздуха полосами зеленых насаждений на магистральных улицах происходит, частично путем поглощения отдельных компонентов отработавших газов (ОГ) автомобилей листвой, а также – и в основном – благодаря их рассеянию в верхние слои атмосферы за счёт аэродинамических свойств посадок.Поэтому высота, форма и плотность крон деревьев и кустарников, шаг посадки в ряду и величина междурядий должны соответствовать оптимальной конструкции формируемых средозащитных полос, с точки зрения рассеяния атмосферных загрязнений.
В связи с этим, нашей задачей явилось изучение закономерностей рассеяния ОГ примагистральными полосами зеленых насаждений разной конструкции. Исследования газозащитных свойств полос зелёных насаждений проведены на полигоне крупномасштабного городского моделирования и в натурных условиях на улицах Волгограда.
Исследования показали, что снижение концентрации ОГ зелеными насаждениями на магистрали в значительной мере зависит от 2 показателей: плотности полосы и ее высоты. Эта зависимость представлена на рисунке 1. Здесь коэффициент ажурности – отношение площади, занимаемой стволом, ветвями и листвой деревьев и кустарников, к общей площади фронтальной проекции защитной полосы зелени.
Рисунок 1. Зависимость газозащнтной эффективности полос зеленых насаждений от их ажурности и высоты. По оси абсцисс — коэффициент ажурности; по оси ординат — снижение концентрации оксида углерода (CO) в %; 1 — h = 1,6 м; 2 — 9 м; 3 — 14 м. h – высота полосы зелёных насаждений.
По ходу кривых на рис.1 видно, что с увеличением густоты посадок газозащитное действие их сначала резко повышается, а затем наблюдается менее интенсивное снижение концентрации CO. Это следует учитывать при выборе конструкции защитных полос зеленых насаждений в тех случаях, когда ширина улиц при наличии технической полосы для прокладки инженерных сетей не позволяет создавать древесно-кустарниковые насаждения с коэффициентом ажурности, близким к 1.
В таких условиях необходимо стремиться к размещению между проезжей частью и жилой застройкой в пределах разделительных полос зеленые насаждения такой плотности и высоты, которые соответствуют отрезку наиболее крутого подъема кривой газозащитной эффективности.
В условиях открытого пространства с удалением вглубь примагистральной территории в направлении, перпендикулярном дороге (рис.2а), концентрация СО на высоте 1,5 м определяется по формулам:
где х – расстояние от края проезжей части до точки наблюдения, м.
По характеру изолиний на рис.2б и 2в видно, что полосы зеленых насаждений представляют собой полупрозрачные экраны, через которые часть загрязнений проходит вместе с воздушным потоком, а другая – отклоняется в верхний слой атмосферы и более эффективно рассеивается.
С учетом этого эффекта выражения 1 и 2 изменяются следующим образом:
Рисунок 2. Распространение выбросов автомобилей на примагистральной территории в условиях открытого пространства (а) и при наличии экранов: б – одно-двухрядная посадка деревьев продуваемой конструкции; в – двух- трехрядная посадка деревьев с кустарником плотной конструкции; 1 – проезжая часть. Цифры и изолинии – концентрации оксидов азота (NO + NO2), % от начального уровня; h – высота полосы.
В общем случае снижение концентрации NO + NO2 (%) полосой зеленых насаждений плотной, равномерно ажурной или продуваемой снизу конструкции при обособленном расположении, а также в сочетании с торцевой (строчной) и свободной застройкой улицы определяется по формуле:
, (6)
где h – высота полосы, м ; Каж – коэффициент ажурности.
Наиболее выгодной по конструкции является непродуваемая полоса с коэффициентом ажурности в нижнем ярусе 0,7–1 при постепенном уменьшении плотности к вершине в пределах оптимального значения согласно рис.1.
С увеличением густоты и ширины посадок соотношение просачивающейся беспрепятственно и переваливающей через полосу частей газовоздушной смеси уменьшается, а при максимальной плотности растений поток практически полностью огибает преграду сверху, которая может уже рассматриваться как непрозрачный жесткий экран (Каж = 1). Газозащитный эффект у такой полосы при одинаковой высоте и тех же значениях коэффициента ажурности на 30 % больше, чем у полосы продуваемой конструкции. Причём наиболее низкий уровень загазованности наблюдается непосредственно за полосой – в зоне пешеходного движения вдоль дороги.
Изложенное позволяет заключить, что для эффективной защиты территории жилой застройки от проникания с проезжей части магистрали ОГ она должна быть экранирована от транспортного потока плотными древесно-кустарниковыми насаждениями. При многорядных посадках деревьев ближайший ряд от проезжей части у полосы плотной конструкции должен быть представлен кустарниками, а затем деревьями меньшей высоты с низким штамбом и густосомкнутыми кронами. В последующих рядах полосы высота посадок увеличивается.
Следует иметь в виду, что газозащитное влияние плотных непродуваемых и ажурных полос зеленых насаждений усиливается с увеличением их высоты (рис.1). Поэтому для расширения зоны защитного действия необходимо включать в состав таких полос высокорастущие деревья.
Здания, располагающиеся фронтально к набегающему воздушному потоку, существенно деформируют поле концентрации загрязняющих веществ в зонах влияния полос зеленых насаждений разных конструкций.
Как следует из формулы (6), газозащитная эффективность системы «зеленая полоса – здание» как жесткого экрана (Каж = 1) может достигать при 5–9- этажной односторонней застройке улицы 60 –70 %.
Исследования на моделях показали, что максимальное снижение загазованности атмосферного воздуха в зоне пешеходного движения и у нижних этажей зданий по их наветренному фасаду наблюдается при достижении посадками высоты, равной половине высоты здания. Полоса плотной конструкции (рис. 2в) снижает концентрации оксидов азота от 130–150 до 20%в пешеходной зоне и от 100–150 до 20–90% в пределах нижних этажей девятиэтажного здания.
Однако в случае двусторонней застройки многосекционными зданиями с минимальными разрывами в ряду в уличном пространстве появляется устойчивая замкнутая циркуляция примесей.
Зеленые насаждения в данном случае не должны препятствовать воздухообмену на улицах. Высоту полос ажурной и плотной непродуваемой конструкции в таких условиях необходимо ограничивать до уровня середины фасадов зданий путем проведения систематических рубок ухода, омоложения, стрижек. Поэтому участки магистралей со сплошной фронтальной застройкой необходимо озеленять такими породами деревьев, которые легко переносят обрезку стволов и дают много побегов на штамбах. Наилучшее время рубок – летний период, когда деревья и кустарники находятся в облиственном состоянии, что позволяет правильно отбирать ветви для удаления.
В сочетании с застройкой более эффективными по отношению к зоне пешеходного движения и внешним фасадам зданий оказываются полосы продуваемой конструкции. В данном случае при h = 0,5H стимулируется интенсивный турбулентный обмен в тротуарной части между полосой и зданием, а при h = H отмечается более умеренное загрязнение атмосферного воздуха перед полосой и обеспечивается равномерное распределение компонентов ОГ по фасаду здания.
Газозащитный эффект системы «зеленая полоса – здание» существенно зависит как от конструкции полос зеленых насаждений и этажности зданий, так и от их взаимного приближения. В зоне пешеходного движения, т.е. между полосой и застройкой, газозащитный эффект может быть установлен по следующей формуле:
По мере приближения высоты деревьев к высоте зданий отмечается дополнительное снижение загазованности воздуха на внутриквартальной территории за счет увеличения траектории движения и рассеяния примесей в верхнем слое атмосферы. При равенстве высот полосы и здания отмечается максимальное снижение концентраций ОГ, которое составляет по дворовому фасаду 20% для продуваемой и 50% для плотной конструкции от уровня загрязнения, фиксируемого без озеленения.
Наибольший эффект защиты от шума наблюдается при густых посадках с плотной кроной деревьев и кустарников, где снижение звука происходит за счёт отражения, поглощения и трансформации частот звуковых колебаний.Акустический эффект здесь определяют такие факторы, как конструкция, дендрологический состав и ширина полосы, которая на магистральных улицах и дорогах, проходящих вблизи линий регулирования застройки, обычно не превышает 30 м.
Согласно [4, с.38], эффект снижения шума полосой такой ширины при 7–8-рядной посадке деревьев в шахматной конструкции с кустарником в двухъярусной живой изгороди и подлеском составляет 8–9 дБА.
Это означает, что при обычно наблюдаемой шумовой характеристике транспортного потока на магистральных улицах (75 – 80 дБА) превышение нормативного уровня звука для дневного времени на территории жилой застройки (55 дБА) будет составлять 20 – 25 дБА. Поэтому эффективность зеленых насаждений на улицах как шумозащитных средств не следует переоценивать – здесь они могут использоваться лишь «в качестве дополнительных средств защиты от шума» [4, с.36].
Очевидно, наибольшую эффективность шумозащитное озеленение будет проявлять на участках дорог, проходящих на значительном удалении от жилой застройки, достаточном для формирования широких многорядных полос.
Наиболее загущенные ряды деревьев и кустарников целесообразно располагать со стороны магистрали. При этом следует использовать прием шахматной посадки деревьев.
Хвойные породы зелёных насаждений, по сравнению слиственными, более эффективны по шумозащитным свойствам, которые практически не изменяются у них в течение года. Поэтому целесообразно включать в состав посадок деревья и кустарники вечнозелёных пород (туя западная, можжевельники, сосна, ель и др.). В качестве основных и дополнительных пород при этом могут быть клён остролистный, вяз обыкновенный, тополь бальзамический (в шахматной конструкции посадок) с кустарником в двухъярусной живой изгороди и подлеском (из спиреи калинолистной, жимолости татарской, акации жёлтой, дерна белого, клёна татарского).
При подборе состава насаждений в средозащитных полосах необходимо учитывать конкурентные взаимоотношения отдельных пород между собой в процессе роста, выделять из них главные, дополнительные и декоративные (отделочные). Для обеспечения скорейшего вступления в работу посадки должны быть быстрорастущими.
Список литературы:
- Городков А.В. Рекомендации по проектированию средозащитного озеленения территорий городов. С. – Петербург, 1998. 141 с.
- Ивашкина И.В., Кочуров Б.И. Формирование пространственной композиции культурного ландшафта города // Экология урбанизированных территорий. 2012, №3, с.22-28.
- 3.Кочуров Б.И., Ивашкина И.В.Городские ландшафты Москвы: от традиционных до гармоничных и сбалансированных // Экология урбанизированных территорий. 2012, №1, с.6-11.
- 4.Руководство по учету в проектах планировки и застройки городов требований снижения уровней шума / ЦНИИП градостроительства Госгражданстроя. М. Стройиздат.1984. 46 с.[schema type=»book» name=»ФОРМИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ОЗЕЛЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО СРЕДОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ ДОРОГАХ И УЛИЦАХ» description=»Анализируются результаты натурных наблюдений и физического моделирования рассеяния отработавших газов полосами зеленых насаждений разной конструкции на городских дорогах и улицах. Приводятся породный состав и конструктивные характеристики полос озеленения, усиливающих эффекты рассеяния выбросов автомобилей и снижения шума. Даются рекомендации по формированию линейно-полосных структур ландшафтно-средозащитного озеленения, обеспечивающих оптимизацию и доведение до нормативных пределов факторов дискомфорта на территории жилой застройки.» author=»Балакин Владимир Васильевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-30″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_04(13)» ebook=»yes» ]