3. 8. 1. Автономные и централизованные инженерные системы

Начало современного развития централизованных инженерных систем города относится к середине XIXв. С этого времени началась эпоха использования городских водопроводов, канализации, электро-, газо- и теплоснабжения. Долгое время эти системы удовлетворяли градостроительным и санитарным требованиям.

С ростом плотности застройки и размеров городов в использовании централизованных систем стали возникать большие трудности. Подземные пространства в этом случае оказывались уже перенасыщены коммуникациями, осложнялся их ремонт и техническое обслуживание. В настоящее время всё больше стала давать о себе знать их низкая эффективность с экономической и экологической точек зрения.

Централизованные системы в общем случае характеризуют:

–        изначально высокая стоимость;

–        большие потери при транспортировке потребляемых ресурсов;

–        большие затраты на ремонт и обслуживание;

–        это источник периодически случающихся аварий и всевозможных загрязнений окружающей среды.
Развитие современных технологий сделало актуальным использование децентрализованных или автономных систем жизнеобеспечения, которые лишены перечисленных выше недостатков.

В практике современного градостроительства у нас и за рубежом начинают применяться:

–        автономные источники тепла и энергоснабжения;

–        автономные системы очистки питьевой воды;

–        системы сбора, очистки и использования дождевой воды;

–        системы очистки и рециклинга “серой воды”, получаемой от стоков раковин, ванн, прачечных и т. д.;

–        системы местной очистки органических отходов и переработки их в почвенный продукт;

–        нетрадиционные источники энергии: солнечной, энергии ветра, биогаза и т. д.

       Автономные системы жизнеобеспечения в целом характеризуются лучшими экологическими показателями. Их легче приспособить к местным особенностям, включить в замкнутый цикл переработки вещества и энергии, действующий подобно природным экосистемам. Кроме того, они способствуют и делают возможной децентрализацию современных поселений, особенно крупных городов, снижение плотности их населения и застройки, снижение зависимости от общегородских инженерных систем и инфраструктур. Тем самым они способствуют достижению самодостаточности поселений и жилых единиц в нём, а значит, ведут их к устойчивому состоянию и развитию [3; 86].
Исследование и разработка автономных инженерных систем активно ведётся в развитых странах.
      
Нехватка природных ресурсов и быстрый рост цен на коммунальные услуги стимулируют работы в этом направлении. В странах Европы цены на электро-, тепло- и водоснабжение за последнее десятилетие росли в несколько раз быстрее, чем цены на остальные товары и услуги. В урбанизированных районах становится всё труднее получать природные ресурсы и доводить их до состояния, пригодного к употреблению. Потому здесь целенаправленно ведутся исследования в области альтернативных систем жизнеобеспечения. В европейских странах, в Австралии исследовательские и экспериментальные работы подобной направленности субсидируются государством и общественными фондами поддержки научных исследований [119].

       По современным оценкам, в центральной Европе 50-60 % годового потребления горячей воды может быть обеспечено за счёт солнечной энергии [119]. В Германии 25 % общей потребности в отоплении можно по приемлемым ценам обеспечить за счёт энергии Солнца. За 6 последних лет производство солнечных коллекторов в стране увеличилось в 4,5 раза и достигло величины 400 000 м².  В общем балансе вырабатываемой энергии в Германии доля ветроэнергии составляет 2 %, солнечной энергии 5 % [95]. Аналогичные показатели имеют Франция и Дания, где около 7 % потребляемой энергии производится за счёт энергии Солнца, ветра, биогаза [119]. Много это или мало? Данные цифры, к примеру, сопоставимы с долей атомной энергетики, которая в России составляет 10 % от всей вырабатываемой энергии.

При этом на развитие и поддержание атомной энергетики тратятся огромные материальные, финансовые и интеллектуальные ресурсы страны, но даже и при всех этих затратах, она представляет большую опасность для экологии планеты. Потому во всём мире большое внимание уделяется использованию возобновимых источников энергии, экологически безопасных по своей природе, и обладающих потенциально большей эффективностью, по сравнению с традиционно используемыми невозобновимыми  источниками энергии.

       Использование автономных систем жизнеобеспечения начинает развиваться и в России. Рост цен на коммунальные услуги и прогнозируемый в течение ближайших лет переход на их полную оплату населением страны приведут, скорее всего, к ещё большей активизации поисков в этой области. В наших условиях, когда около 70 % инженерных сетей изношено или находится в предаварийном состоянии, когда эффективность этих систем в условиях российского и сибирского климата довольно низка, автономные системы могут существенно помочь в решении экономических и экологических проблем городов.

       Жизненно важные ресурсы всё дороже обходятся горожанину, всё труднее и дороже очищать воду и доводить её до питьевой кондиции, всё больших стадий очистки требуют канализационные стоки для доведения их до экологически приемлемого состояния на выходе. В этих условиях ряд автономных инженерных систем начинают успешно конкурировать с традиционными централизованными системами. Их применяют как в новых строящихся поселениях и городах, так и в реконструируемых районах сложившейся застройки [119]. Рассмотрим состояние разработок и их применение в практике градостроительства.