Архитектон: известия вузов. №1 (77) Март, 2022

Теория архитектуры

ПРИМЕНЕНИЕ МОБИЛЬНЫХ СЕТЧАТЫХ ТОННЕЛЕЙ В ЭКОТРОПАХ И ЭКОКОМПЛЕКСАХ

УДК: 72.05
DOI: 10.47055/1990-4126-2022-1(77)-1

Аннотация

Введение

Возрастающая потребность в отдыхе за пределами городской среды сказывается превышением антропогенной нагрузки на экологические комплексы и маршруты. Около 30% туристического трафика в мире приходится на экотуризм, в России же это 2% от туриндустрии страны. Во многом это связано с недостаточно грамотной организацией экотроп и экокомплексов, создатели которых пренебрегают идеологией экологического туризма. За последний год, как минимум 6 млн. человек посетили ООПТ нашего государства. Это значение ежегодно увеличивается, отрицательно влияя на состояние окружающей среды в местах распространения экотуризма. Данная статистика и повышенное внимание организации инфраструктуры экологического туризма со стороны государства свидетельствуют об актуальности внедрения и изучения новых проектных разработок в этой области. В статье рассматривается локализация и маскирование пешеходных связей в инфраструктуре экологических комплексов и экомаршрутов путем организации гибких тоннелей.

Методика

Подходы, формирующие основу для проектных предложений, описанных в статье, обоснованы идеологией экотуризма: необходимо сохранять и познавательную первооснову туризма, и стремление к гармоничному единению человека с природой, соблюсти оптимальное соотношение свободы перемещения, комфорта и минимального вмешательства в природную среду. Руководствуясь выбранными параметрами, минимизировать антропогенную нагрузку без появления факторов, утяжеляющих деятельность экотуристов, мы сформировали направляющие принципы и границы изучения для данной статьи. Во-первых, все проектные решения должны оказывать умеренное воздействие на туристов и минимальное на окружающую среду. Во-вторых, предложенные структуры должны быть мобильными, разборными и легко транспортируемыми без применения машинной силы. Результаты статьи могут носить как практический, так и концептуальный характер, в случае, если эти решения соответствуют перечисленным принципам. Основная цель проектных предложений заключается не в фокусировке на конструктивных узлах или материалах, а в решении проблем, вызванных экотуризмом, а также архитектурной организацией экопоселений и экотроп, позволяющей контролировать антропогенную нагрузку.

Предпосылки

С каждым годом увеличиваются инвестиции в охрану окружающей среды [1], а отношение площади лесовосстановления и лесоразведения к площади вырубленных и погибших лесных насаждений в 2019 г. выросло на 15,6 п.п. по сравнению с 2010 г. и составило 80,7% [2]. Вместе с развитием природных заповедников и национальных парков [1] фиксируется рост количества экотроп и экомаршрутов [2]. Это говорит об одновременном следовании в двух противоположных направлениях: развитии экотуризма и передачи в пользование нетронутых земель, хотя среди целей экотуризма восстановление и сохранение окружающей среды являются основными. В результате политики открытия «нового» вместо улучшения и доведения до определенных стандартов «старого», индустрия экотуризма разрастается в своих объемах и приверженцах, подвергая опасности ранее нетронутые ландшафты и экологические системы.

Из-за интенсивной пешеходной нагрузки некоторые переходы могут вызывать оползни и обвалы. Так же как и во время кемпинга, верхние слои почвы разрушаются, особенно это заметно на берегам озер и на лестных тропинках. Уплотнение почвы отрицательно влияет на естественный сток, что существенно увеличивает эрозию, может привести к заболачиванию и разрушению корней растений в этом районе [3].

В статье о дигрессии растительности почв прибрежных ландшафтах озера Байкал Т.И. Знаменская, Ю.В. Вантеева и С.В. Солодякина анализируют наиболее привлекательные как для стихийных туристов, так и организованных санаториями прилегающие к озеру участки. Натурные наблюдения и замеры повреждения почвы определили критические IV–V стадии дигрессии, усугублявшиеся в летний туристический период. Результаты работы свидетельствуют о невозможности естественно восстановить среду за нетуристический сезон и компенсировать чрезмерную антропогенную нагрузку [4]. Усугубляют ситуацию спонтанно возникающие сети автомобильных дорог, в короткое время захватывающие плодородный слой побережья.

Считается, что наиболее благоприятной для большинства видов растений хвойных лесов является объемная масса верхнего 10-сантиметрового слоя супесчаной среднеподзолистой почвы, равная 0,90–1,25 г/см³. При плотности >1,35–1,45 г/см³ лесные и лесолуговые виды исчезают, а сорные начинают интенсивно внедряться. Следовательно, значение плотности почвы >1,45 г/см³ является границей устойчивости лесных биогеоценозов к рекреационному воздействию. Однако плотность почвы увеличивается не только на тропинках но и до 3–6 м от их границ, что при увеличении антропогенной нагрузки может стать критичным для плодородности в этой области [5]. В естественных условиях на разработку плодородности почвы может потребоваться до 12 тысяч лет [3].

Исходя из опроса 2014 г. проведенного во Франции, проблемы исчезновения природных экосистем и плодородных почв занимают наименьшие места в статистике по сравнению с более обобщенными вариантами: загрязнение и нехватка питьевой воды, увеличение числа отходов, истощение природных ресурсов и т.п. [6]. Это говорит о слабой осведомленности в значимости и масштабах данной проблемы.

Одним из методов минимизации негативного влияния туризма является определение и соблюдение предельных нагрузок на туристические маршруты и тропы. Поэтому первое условие организации рекреационной деятельности в парке – это регулирование и четкий контроль потока туристов [7]. Базируясь на минимизации вытаптывания почвы и шумового загрязнения во избежание беспокойства животных, организаторы экотропы «Природа Ергак – рядом с нами» определили предельно допустимые нагрузки на 2,3 км маршрута – не более двух групп в день (по 12 человек каждая), продолжительность посещения каждой около 4 часов [8].

Архитектурная часть вопроса

С точки зрения архитектурной организации, введение ограничительных методов должно быть органично вплетено в структуры экологических комплексов или экотроп. Между тем, попытки нативно или косвенно очертить границы для человеческой деятельности будут всегда дисгармонировать с флорой и фауной.

Так, традиционное отношение японцев – «не покорять природу, а жить как ее часть, в соответствии с ее правилами» – находит отражение в классическом японском жилище. В рамках статьи нас интересуют 2 приема: энгава (промежуточное пространство, объединяющее интерьер и сад) и зрительный прием shakkei (буквально «заимствованный пейзаж») – включение фонового пейзажа в композицию сада. Главный протагонист идеи симбиоза человека и природы – японский архитектор Кисё Курокава, продолжил концепцию, вводя архитектурное понятие «серая зона» – элемент между внутренним и внешним пространствами [9].

Подобием «серой зоны» в блоках экологических комплексов являются тропинки между сооружениями и локализованными функциональными зонами. Таким образом, архитектурное формирование и точное определение границ пространства этих переходов позволит ввести «среднее» между внешней средой и интерьерами (рис. 1).

Рис. 1. Спонтанные дорожки и вариант с организованными переходами на примере существующего экокомплекса.
Авт. А.М. Честных* 

Главной противостоящей силой в сохранении еще нетронутой вытаптыванием почвы и растительности, является нелогичное расположение ключевых функциональных зон (следовательно, желание сократить путь, выйдя за пределы перехода) и невозможность ограничить перемещение без организации фактических барьеров. Обустройство границ тропинок невысокой растительностью, подобно зонированию в городской среде, нецелесообразно чрезмерным вмешательством в существующую экосистему и большим объемом работ. Руководствуясь принципами легкости в транспортировке и эксплуатации, умеренностью антропогенной нагрузки и компенсации за счет сдержанного воздействия на нее туристами, принято решение разработать проектные решения, направленные на ограничение свободного передвижения в локациях экокомплексов и экотроп.

Примеров гармонично внедренных в природную среду проектных решений, отличающихся небольшими размерами и работающих на поддержание благоприятной экологической обстановки для флоры и фауны, не так много. Можно выделить сетчатые и веревочные переходы между вершинами деревьев для возможности безопасно преодолевать участки автомобильных дорог опоссумам и белкам в Австралии и США [10].

Нередко в борьбе с паводками в Голландии, Италии, Дании, а также низовьях Кубани, применяют технологию мобильных дамб. Водонепроницаемые капроновые мешки с резиновым и полимерным покрытием вытянутой формы устанавливают в места потенциального затопления в качестве основы, укрепляющей берег. В критический момент гибкие дамбы накачиваются водой и за счет увеличения размеров и тяжести наполнителя образуют защиту береговой линии, избегая строительных работ повреждающих почву [11].

В качестве формирующих пешеходные переходы элементов могут выступить гибкие тоннели, образующие наиболее короткие маршруты между инфраструктурой экокомплекса или ограничивающие выход за границы экотропы в особо опасных участках. Имеющие оптимальные размеры и малую протяженность, подобные системы тоннелей смогли бы максимальным образом обезопасить прилегающую к маршрутам экосистему за счет сдерживания свободного перемещения туристов и маскирования пешеходных путей для животного мира.

Выбор материалов и конструктива

Наиболее универсальными а также соответствующими задачам мобильности и легкости являются тентовые оболочки, которые можно разделить на 3 основных вида: пневмокаркасные, воздухоопорные и тентовые. Пневмокаркасные оболочки представляют собой двухслойные системы, между слоями которых закачивается воздух. Они способны эксплуатироваться при температурах от –45 до +50 градусов, выдерживать ветровые нагрузки до 15 м/c и снежный покров до 5 кг/м. Тентовые каркасные оболочки поддерживаются в положении с помощью каркаса и оттяжек в разных направлениях [12]. Воздухоопорные не заслуживают рассмотрения из-за высоких эксплуатационных расходов, незначительных теплоизоляционных характеристик и постоянного поддержания избыточного давления (что невозможно в автономных природных условиях).

Ширина пролета типовых прямоугольных тентовых ангаров, начинается с 12 м и увеличивается с шагом арок по 3 м до 24, далее – по 6 м до 60 м. Ограничений по длине нет. Еще большие размеры сооружений возможны при индивидуальном расчете [13]. Формирование малых тентовых покрытий при небольшом объеме несущих конструкций для перекрытия пешеходных переходов, не требует расчетов, ограничившись минимальными габаритами 2 х 3 м.

Вопросами формообразования и раскроя оболочек тентовых конструкций уделяется внимание в работах П.Л. Чебышева, Б.Табарокка, Е.В. Попова, В.Н. Шалимова, В.Н. Кислоокого и других. Однако вопрос о структурной перестройке в тканях недостаточно изучен [14]. Учитывая небольшую площадь полотна и малую нагрузку на него в рамках исследуемой темы, этот аспект можно игнорировать.

Материал покрытия переходов, выбирался из соотношения легкости и прочности. В.А. Скопенко приводит перечень основных материалов тентовых покрытий: ПВХ (полиэстер, покрытый поливинилхлоридом), EPDM (этиленпропилендиеновый сополимер), PTFE (стекловолокно, покрытое политетрафторидэтиленом), ETFE (пленки из этилентетрафторидэтилена), полупрозрачные ПВХ-ткани и PTFE-пленки. Рост стандартов качества повлиял на появление «негорючих» материалов, что в совокупности с легким весом и способности к трансформации дает тентовым конструкциям огромный задел на будущее [15].

При разработке основы для дальнейших модификаций и трансформаций тентовую структуру решено было сделать сетчатой, что отвечает первоосновным требованиям ограничения перемещения, сохраняя при этом аспект единства человека и природы, синтез внешней среды с пространством переходов. Формируя прочный каркас в натянутом состоянии, структура смогла бы иметь малые размеры и вес в сложенном виде.

Например, пожарный спасательный комплект в виде замкнутой кольцевой петли из высокопрочной термостойкой веревки для спуска неограниченного количества людей с 20-этажного здания, весит всего лишь 16 кг [16]. В качестве средств индивидуального спасения при пожарах в многоэтажных строениях до 20-ти метров используются веревочные лестницы. При диаметре веревки 11 мм и длине от 6 до 30 м, они способны выдерживать нагрузку до 320 кг [17].

Примерами прочных сетчатых покрытий подвергающихся регулярной предельной нагрузке, могут послужить рыболовные сети или крупноячеистые полотна из синтетического материала для подъема затонувших объектов [18]. В обоих случаях, по углам полотна закреплены тросы, путем натяжения вводящие сети в напряженное рабочее положение.

Конструктивные решения

В результате изучения аналогов была разработана сетчатая капроновая структура, образующая полукруглый в профиле тоннель за счет установки металлических ребер жесткости (рис. 2). Конструктивные узлы и решения можно многократно усложнять, однако мы фокусируемся на наиболее оптимальный и мало затратный при производстве вариант, отвечающий требованиям, сформулированным ранее.

 

Рис. 2. Конструкция тоннеля

При подобном виде элемента рёбра жесткости (фиксированной формы) в виде стального каркаса, к которым прикрепляется капроновая сеть, небольшими усилиями заглубляются в почву до предела. В случае необходимости структуру можно дополнительно зафиксировать от ветра оттяжками (подобно палатке) или объединить воедино с другими тентовыми оболочками (рис. 3).

Рис. 3. Вариации модулей с тентовым покрытием и без него

Поверхность верхнего слоя почвы в тоннеле рекомендуется накрывать сбитыми из бруса деревянными щитами, опирающимися на выступающие элементы и формирующими небольшую возвышенность между плодородным слоем и пешеходным воздействием.

Говоря про функциональность подобных тоннелей, необходимо учитывать возможность смены типа тентового покрытия (с сетчатого на любой другой), а также установки одного элемента в другой (с разным типом покрытием) без демонтажа конструктивных ребер жесткости. За счет оптимальных габаритов концепция допускает организацию небольших «карманов» и функциональных выходов, не превращая всю систему тоннелей в жесткий лабиринт.

Выводы

Проектные предложения отвечают четырем основным характеристикам экологического туризма: туризм в природной среде, направленность на поддержание и сохранение, экологическая ориентированность, устойчивость [19]. Они также соответствуют большей части из наиболее предлагаемых и успешных принципов экодизайна: возможность переработки используемых материалов, высокая надежность и долговечность, использование переработанных материалов в составе, низкое энергопотребление, возможность замены составных элементов продукта для продления срока эксплуатации, минимизация отходов при производстве, чистая технология производства, небольшой вес продукции, безопасные материалы и их экономичное использование, безопасная и многоразовая упаковка [20].

Рис. 4. Общий вид организации мобильных сетчатых переходов между инфраструктурой экокомплекса

Возможно, проектные предложения статьи могут показаться достаточно радикальными как с точки зрения вмешательства в окружающую среду, так и неоправданным ограничением в передвижении туристов. Однако результаты базируются на минимальных ограничениях, направленных на сохранение окружающей среды при той же антропогенной нагрузке, существующей сегодня. Возможность находиться в естественной среде даже с небольшими ограничениями значительно лучше перспективы лицезреть природу с экрана монитора в момент, когда ее не останется.

---

*Здесь и далее по тексту весь графический материал выполнен автором статьи

 

Библиография

1. Статистика окружающей природной среды и природопользования. Разд. 6. – Федеральная служба государственной статистики, 2013 [Электронный ресурс] – URL: http://www.rosstat.gov.ru/storage/subblock/subblock_document/2018-08/20/10_tom6.pdf

2. Цели устойчивого развития в Российской Федерации. 2020: Крат. стат. сб. – М.: Росстат, 2020. – 79 с. [Электронный ресурс] – URL: http://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/ERqpLbXV/Цели%20устойчивого%20развития%20в%20Российской%20Федерации,%202020%20-%20сборник.pdf  

3. Оборин, М.С. Отрицательные последствия массового туризма для принимающих территорий / М.С. Оборин // Сервис plus. – 2020. – Т. 14. – №. 1.

4. Знаменская, Т.И. Дигрессия растительности и почв прибрежных ландшафтов озера Байкал на примере привлекательных туристических районов / Т.И. Знаменская, Ю.В. Вантеева, С.В. Солодянкина // Современные проблемы сервиса и туризма. – 2018. – Т. 12. – №. 3.

5. Оборин, М.С. Особенности анализа рекреационной и антропогенной нагрузки вследствие санаторно-курортной и туристской деятельности / М.С. Оборин //Географический вестник. – 2010. – №. 2.

6. Социальный опрос во Франции в сентябре 2014 года [Электронный ресурс] – URL: http://statista.com/statistics/408473/main-environmental-issues-people-worry-about-france 

7. Шубницина? Е.И. Природный туризм в национальном парке и рекреационная нагрузка / Е.И. Шубницина //Тр. Мордов. гос. природного заповедника им. ПГ Смидовича. – 2016. – №. 17.

8. Чижова, В.П. Вопросы проектирования экологических троп для природных парков (на примере парка "Ергаки", западный Саян) / В.П. Чижова, И.В. Грязин, К.Ю. Хилько // Географический вестник. – 2018. – №. 1 (44).

9. Попкова, Н.А. Философия Кисе Курокава: симбиоз природы и архитектуры / Н.А. Попкова // Architecture and Modern Information Technologies. – 2015. – №. 2 (31).

10. Логинова, О.А. Обеспечение безопасности диких животных при пересечении ими автомобильных дорог / О.А. Логинова // Изв. Казан. гос. арх.-строит. ун-та. – 2012. – №. 4 (22).

11. Малышевич, Б.Н. Защита нижней Кубани от паводков гибкими наливными дамбами / Б.Н. Малышевич // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубан. гос. аграрного ун-та. – 2011. – №. 65.

12. Леонова, А.Н., Карпанина, Е.Н. Конструктивные особенности тентовой архитектуры / А.Н. Леонова, Е.Н. Карпанина //Наука и современность. – 2013. – №. 26-1.

13. Скопенко, В.А. Тентовая архитектура: вчера, сегодня, завтра / В.А. Скопенко // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 2010. – №. 1.

14. Ишанова, В.И., Удлер, Е.М. Возможности формообразования тентовых материалов / В.И. Ишанова, Е.М. Удлер //Изв. Казан. гос. арх.-строит. ун-та. – 2013. – №. 4 (26).

15. Скопенко В. А. тентовая архитектура:«индустриальные» возможности / В.А. Скопенко //Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 2010. – №. 3.

16. Кашевник, Б.Л. Проблемы спасения людей при чрезвычайных ситуациях в многоэтажных зданиях / Б.Л. Кашевник //Пожаровзрывобезопасность. – 2003. – Т. 12. – №. 2.

17. Хмелёв, А.С., Гомонай, М.В. Повышение устойчивости гибких лестниц при эвакуации людей с высотных зданий / А.С. Хмелёв, М.В. Гомонай //Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. – 2013. – №. 1 (4).

18. Бухарицин, П.И., Беззубиков, Л.Г. Устройство для подъема затонувших объектов / П.И. Бухарицин, Л.Г. Беззубиков //Вестн. Астрахан. гос. тех. ун-та. Серия: Морская техника и технология. – 2009. – №. 2.

19. Dr. Rosina George P., Victor Wellington B. Ecotourism and Conservation – Review. St. Joseph's College for Women. 2021. –  pp. 41-44.

20. Das, M., Das, A.K. Eco-Design, Craftsmanship and Sustainability //International Conference on Research into Design / M. Das, A.K. Das. – Springer, Singapore, 2021. – С. 889–899.

Ссылка для цитирования статьи

Честных, А. М. ПРИМЕНЕНИЕ МОБИЛЬНЫХ СЕТЧАТЫХ ТОННЕЛЕЙ В ЭКОТРОПАХ И ЭКОКОМПЛЕКСАХ [Электронный ресурс] / А.М. Честных //Архитектон: известия вузов. – 2022. – №1(77). – URL: http://archvuz.ru/2022_1/1/  – doi: 10.47055/1990-4126-2022-1(77)-1

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons "Attrubution-ShareALike" ("Атрибуция - на тех же условиях"). 4.0 Всемирная