Статья посвящена развитию подземного строительства, ее основным факторам, характеризующим целесообразность привлечения инвестиций в освоение подземного пространства. Рассмотрены современные направления использования подземного пространства, примеры размещения подземных объектов. Проанализированы экономические аспекты оценки эффективности развития подземного пространства подземного пространства.
Ключевые слова: подземное строительство, эффективность подземного строительства, освоение подземного пространства
В настоящее время в градостроительстве существует проблема нехватки земель. Одним из наиболее возможных путей увеличения жизненного пространства людей является освоение подземного пространства. Комплексное освоение подземного пространства — это современный и прогрессивный подход к организации городского пространства, которая является неотъемлемой частью концепции развития города. На фоне многочисленных проблем мегаполисов подземное строительство становится все более востребованным во всем мире [1]. У подземных сооружений есть ряд важных характеристик, которые выгодно их отличают от объектов, расположенных на земной поверхности.
Преимущества защищенных землей общественных зданий и сооружений очевидны. Такие здания обеспечивают: возможность сохранения природной среды (рельеф, микрорельеф, растительность), улучшения ландшафтной архитектуры; независимость от сложных геологических условий (высокий уровень стояния грунтовых вод, крутые перепады рельефа, горные выработки); стабильный тепловой режим в помещениях в течение всего года и, следовательно, экономию энергетических ресурсов; уменьшение территории, участков благодаря использованию земляного покрова на кровле. Кроме того (и это, пожалуй, главное), они являются надежными средствами защиты населения в особый период. Поэтому большинство специалистов разных стран считают этот тип здания перспективным.
При размещении торгово-бытового, коммунального и складского хозяйства основной экономический эффект достигается за счет экономии на эксплуатационных затратах и сокращении использования дорогих городских территорий. В отечественной практике ценность городских территорий определялась с учетом инженерно-экономических и социально-экономических факторов. В крупнейших городах с численностью населения свыше 500 тыс. человек комплексная экономическая оценка одного квадратного метра составила от 3000 до 9000 руб., в средних городах с населением 50–100 тыс. жителей — от 500 до 1500 руб. и в малых (до 50 тыс. жителей) -100–500 руб. Эта оценка должна была послужить стимулом к подземному строительству [2].
В пользу строительства подземных сооружений говорит отсутствие рентной платы за использование подземного пространства при растущих ценах на землю на поверхности. Экономическая целесообразность обуславливается также тем, что вмещающие породы горного массива можно использовать в качестве строительных материалов и несущих конструкций, что обеспечивает значительную экономию (до 50 %) основных строительных материалов по сравнению с наземными сооружениями.
Непременным соседом городов являются резервуарные парки нефтепродуктов. И хотя при их сооружении вокруг оставляют санитарно-защитную зону, стараются размещать их ниже по рельефу местности и принимать другие меры по предотвращению ущерба вследствие аварий, все же гарантий никто дать не может. Сооружать их вдали от городов нецелесообразно; ведь основным потребителем горючего является город. И здесь разумной альтернативы подземным хранилищам нет. Во многих странах подземные хранилища нефтепродуктов строятся в непосредственной близости от городов и даже на их окраинах. Подземные хранилища, как это доказано мировым опытом, экономичны, экологичны, безопасны для населения и могут соседствовать с жилыми массивами. Подземные хранилища нефти и газа при в два раза меньшей стоимости и практически не ограниченном сроке службы (по сравнению с наземными) позволяют уменьшить потери от испарения и, главное, обеспечить бесперебойную работу промышленности и создать стратегические запасы энергоносителей.
Для большинства наземных зданий и сооружений воздействие окружающей среды проявляется в частых и резких изменениях температуры и влажности воздуха, в замерзании и протаивании внешних ограждений. С ней связаны процессы физического выветривания, высыхания-увлажнения, капиллярного всасывания дождевой воды. Химическое выветривание происходит под воздействием воды, кислорода и углекислого газа, содержащихся в воздухе. Для полного разрушения горных пород, вмещающих подземные сооружения, требуются тысячи лет. Подземные сооружения не испытывают колебаний, связанных с изменением климатических факторов на поверхности земли. Температура и относительная влажность в них практически постоянна.
Всем известно, что подземные сооружения надежны и долговечны. Нормами эксплуатации, например, производственных многоэтажных зданий срок службы установлен 100 лет, жилых домов особой капитальности — 125 лет, фруктохранилищ -28 лет и т. д., тогда как для подземных сооружений он значительно больше. Так, тоннели и станции метрополитена рассчитаны на 500 лет, а некоторые древние подземные сооружения сохранились в течение тысячелетий.
Подземные объекты характеризуются высокой степенью пожаростойкости и взрывозащищенности. Горные породы, как правило, не горят и не поддерживают горения. В отличие от наземных зданий и сооружений в подземных сооружениях возможно локализовать возникший пожар путем отсечения отдельных участков и ограничения доступа в них воздуха. Любой подземный объект хорошо замаскирован, защищен от диверсий, ограбления, охрана его значительно облегчена по сравнению с наземными объектами. Это часто используется банками. А для ряда предприятий и сооружений это обстоятельство играет немаловажную роль. Вообще общепризнанно, что для защиты важнейших военных и оборонных объектов, населения, запасов продовольствия, оборудования, материальных ценностей в условиях современной войны альтернативы подземным сооружениям нет.
Большую опасность представляют химические производства и различные резервуары сжиженных газов и других, зачастую вредных, сильнодействующих и ядовитых веществ. Конечно, химические производства в силу своей специфики и громоздкости оборудования разместить под землей пока еще сложно. Но различные резервуары могут и должны быть надежно защищены земной толщей, даже если это и будет связано с дополнительными затратами.
Подземный способ хранения питьевой воды повышает защиту населения от эпидемий и эффективнее, чем хранение воды в наземных бетонных и металлических резервуарах, при общей вместимости их более 8 тыс. м.
Подземные сооружения экономичны: у них значительно ниже норматив амортизационных отчислений, а также расходы на текущий ремонт (нет кровли, стен, окон, в оптимальных условиях работают ограждающие и несущие конструкции). Горные порода являются средой и одновременно конструкцией подземных сооружений. Поэтому понятно, что подземные объекты требуют меньшего расхода бетона, металла, изоляционных материалов, цемента и других строительных материалов на 1 м строительного объема, чем наземные здания и сооружения. В большинстве подземных объектов устойчивость выработок обеспечивается опорными целиками, наличие которых позволяет иметь меньше внутренних стен и перегородок.
Во всем мире уделяется особое внимание энергосбережению. Опыт освоения подземного пространства свидетельствует об успешном экономическом использовании энергии и тепла. За рубежом именно на этот фактор указывают как на основную предпосылку активного использования подземного пространства. Горный массив и пройденные в нем подземные сооружения характеризуются тепловой инерцией и постоянством температурно-влажностных параметров воздуха. Именно с этим связано одно из главных достоинств подземных сооружений — меньшие расходы тепла на отопление и кондиционирование воздуха по сравнению с наземными зданиями и сооружениями. Так, например, экономия теплоэнергии на существующих подземных объектах в Финляндии составляет 74 % в холодильниках, 31 % в спортзалах, 20 % в спортбассейнах, 32 % в подземных складах и хранилищах [3].
Экономию энергии в подземных объектах отмечают практически все зарубежные публикации. Действительно, постоянство тепловлажностных условий в подземных выработках и меньшая их зависимость от внешней среды упрощают системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В подземных объектах, как правило, вообще не отапливают вентиляционные, транспортные выработки, а также некоторые служебные и машинные помещения. Кондиционирующие установки работают в равномерном режиме. Оборудование и двигатели не страдают от холодного пуска, не замерзают спринклерные системы пожаротушения. Особо следует подчеркнуть, что в подземных объектах более эффективно осуществляется утилизация тепла, сглаживаются пики потребления энергии (суточные и годовые). И, наконец, на передний план все более выдвигаются экологические мотивы использования подземного пространства. Участились крупные техногенные аварии и катастрофы: аварии на АЭС, взрывы резервуаров сжиженных газов, разлив нефтепродуктов из наземных резервуаров, прорывы дамб отстойников вредных веществ и пр. И одной из возможностей несколько уменьшить эти техногенные угрозы является подземное размещение опасных и экологически «грязных» промышленных и энергетических объектов. В связи с авариями на наземных АЭС и проблемами консервации по окончанию их срока службы (40–50 лет) строительство подземных атомных электростанций приобретает особое значение.
Одной из проблем больших городов является рост мобильности городского населения, что в свою очередь увеличивает процент людей, стремящихся получить различные услуги, в том числе культурно-бытовые во время передвижения по городу. Существующая сеть культурного обслуживания далеко не всегда рассчитана на такое транзитное обслуживание.
Подземное пространство обладает не только положительными, но и отрицательными качествами. Главное из них — негативное психическое воздействие на человека, которое обусловлено отсутствие визуальной связи с внешним миром. Оно усугубляется при длительном пребывании под землей.
Подземные сооружения дороже наземных. Однако комплексное освоение подземного пространства, а в некоторых случаях строительство отдельных подземных сооружений имеет и социально-экономический эффект, который оправдывает увеличение капитальных затрат и делает экономически целесообразным подземное строительство.
Литература:
- П. Е. Манохин, Н. Н. Дмитриева, В. А. Тимирьянова, статья «развитие подземного строительства в крупных городах»// Сборник материалов третьей ежегодной международной научно-практической конференции 2016 года «Фотинские чтения 2016»
- Кабакова С. И. Социально-экономические проблемы использования подземного пространства/ Науч.-исслед. ин-т экономики стр-ва. -М.: Стройиздат., 2011.
- Кочетков А. В. Экономическая эффективность градостроительных решений. — М.: Стройиздат, 2003
- Кабакова С. И. Градостроительная оценка территории городов, -М.: Стройиздат,2005
- Прогрессивные решения городских подземных сооружений / Моск. гор. центр науч.-техн. информ.; Сост. И. П. Спектор.- М, 2007
- Старицин А. П. Освоение подземного пространства и охрана природной среды // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1994.
