1.2 Классификация зеленых насаждений в городах
озеленение воздух атмосфера фитонциды ионизация
Система озелененных территорий общего пользования города включает парки, сады, скверы, бульвары, насаждения на улицах, при административных и общественных учреждениях.
Парк - это обширная территория (от 10 га), на которой существующие природные условия (насаждения, водоемы, рельеф) реконструированы с применением различных приемов ландшафтной архитектуры, зеленого строительства и инженерного благоустройства и представляющая собой самостоятельный архитектурно-организационный комплекс, где создана благоприятная в гигиеническом и эстетическом отношении среда для отдыха населения. Существует несколько типов парков.
Парк культуры и отдыха представляет собой зеленый массив, который по размерам, размещению в плане населенного пункта и природной характеристике обеспечивает наилучшие условия для отдыха населения и организации массовых культурно-просветительных, спортивных, политических и других мероприятий.
Зеленые насаждения в нем занимают не менее 70 - 80 % общей площади. Кроме того, на его территории прокладывают благоустроенные пешеходные дорожки с покрытием из щебня, кирпича, плит; водопровод, обеспечивающий поливку не менее 25 % общей площади парка; устраивают наружное освещение и сооружают строения и площадки, предусмотренные проектом. В крупнейших городах обычно создают сеть парков культуры и отдыха.
В центральном парке культуры и отдыха союзного и республиканского значения проводится комплекс культурно-просветительной и оздоровительной работы. По масштабам и содержанию эта работа носит не только общегородской, но и республиканский или союзный характер. Исходя из того, что на каждого посетителя должно приходиться не менее 60 м2 площади, а общее число посетителей, одновременно находящихся в парке, может достигать 5 % населения города, не менее 20 % площади парка отводится под сооружения с круглогодичной эксплуатацией.
Немаловажное значение имеет доступность парка. Его размещают в таком месте, чтобы из разных жилых районов города можно было доехать до парка культуры и отдыха общественным транспортом за 40 мин.
Парк культуры и отдыха общегородского значения является центральной частью сети парков города. Он предназначен для осуществления одного из видов культурно-массовой работы. Содержание и масштабы его деятельности носят общегородской характер. По емкости, размерам и доступности аналогичен центральному парку культуры и отдыха, а под сооружения, рассчитанные на круглогодичную эксплуатацию, отводят не менее 10 % общей площади парка.
Парк культуры и отдыха районного значения может принять 5 % населения района. Его размещают таким образом, чтобы из самой отдаленной части района можно было дойти до него пешком за 30 мин или доехать общественным транспортом за 15 мин. Не менее 10 % общей площади парка занимают под сооружения круглогодовой эксплуатации.
Содержание и масштабы деятельности в парке определяются территориальными возможностями и количеством населения, проживающего в обслуживаемом районе.
В парке культуры и отдыха небольшого города, поселка или районного центра осуществляется комплекс культурно-просветительных и оздоровительных мероприятий. Емкость его рассчитана не менее чем на 10 % населения города, а доступность (удаленность от жилых кварталов) соответствует расстоянию, преодолеваемому за 20 мин пешком или общественным транспортом.
глава 2. ВЛИЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ терморегулирующая роль насаждений
Исследования показали, что зеленые насаждения оказывают существенное влияние на температуру воздуха. В различных районах страны неоднократно проводились измерения температуры воздуха одновременно среди насаждений и среди городской застройки. Результаты некоторых из этих исследований (в дневные часы летом) приведены в табл. 2.
Таблица 2
Эти данные показывают, что температура воздуха среди застройки во всех случаях оказалась выше, чем среди зеленых насаждений, причем разница температур иногда достигает 10 - 12%. Следовательно, среди зеленых насаждений создаются более благоприятные для человеческого организма температурные условия, чем на открытых пространствах. При этом следует учесть, что тепловое излучение земной поверхности особенно сильно прогревает приземный слой воздуха, т. е. именно тот слой, в котором находится человек.
Приведенные выше результаты наблюдений свидетельствуют о том, что воздух среди насаждений холоднее воздуха прилегающих территорий, а холодный и, следовательно, более тяжелый воздух стремится вытеснить более легкий теплый воздух на соседних с зеленым массивом пространствах. Таким образом, зеленый массив оказывает благоприятное влияние и на температуру прилегающих территорий. Особенно заметно такое влияние зеленого массива при безветренной погоде.
Г. В. Шелейховский указывает, что при штиле движение более холодного воздуха от зеленого массива к открытой территории может достигать скорости 1 м/с, т. е. образовывать легкий ветер, охлаждающий и проветривающий эту открытую территорию.
Разница температур зависит от размеров зеленого массива. Из приведенных выше показателей температуры воздуха видно, что наибольшая разница наблюдается между температурой в массивах (лес, парк) и во дворе.
Некоторыми исследованиями установлено, что и зимой среди насаждений создается более благоприятный температурный режим. Так, наблюдения А. М. Издебского в Киеве показали, что зимой температура воздуха среди насаждений выше, чем на открытых пространствах. Это объясняется защитным действием насаждений даже в безлистном состоянии.
Большое значение имеют особенности теплового излучения окружающих человека и населенном пункте искусственных и естественных поверхностей. Н. М. Анастасьев, М. К. Харахинов (пo I циклу) и Л. О. Машинский (по II циклу) приводят показатели температуры воздуха и различного характера поверхностей, наблюдавшиеся в солнечные дни июня, июля и августа (табл.3)
Таблица 3
Объект изучения | Температура в °С |
I цикл | |
Воздух в лесу | 24,5 |
Воздух в городе | 27,5 |
Поверхность почвы в лесу | 20 - 27 |
Поверхность почвы в поле | 28 - 32 |
Поверхность газона | 22 – 24,5 |
Листва | 23 |
Мостовая булыжная | 26 – 38 |
Мостовая асфальтированная | 30 – 45 |
Наружная поверхность стены: | |
деревянной | 19 – 31 |
из белого камня | 27,5 – 34 |
из красного кирпича | 27,5 – 34 |
кирпичной, покрытой вьющимися растениями | 18 – 27 |
II цикл | |
Воздух над асфальтированной площадкой | 28 |
Воздух над газоном | 26,8 |
Сопоставление приведенных данных доказывает, что степень нагрева воздуха и различных по характеру поверхностей имеет довольно значительные колебания. Нагрев поверхностей достигает весьма высоких температур. Так, наблюдениями установлено, что температура поверхности почвы доходит в Москве до 52°, в Ереване до 65 - 70°, в Одессе до 73°, в Ташкенте до 80°С.
Рис. Эффективность затенения пространства под кронами взрослых деревьев в процентах: а – катальпа красивая, 62%; б – гледичия трёхколючковая, 55%; в – дуб черешчатый, 86%; г – липа мелколистная, 94%; д – берёза бородавчатая, 77%; е – ясень зелёный, 59%; ж – акация белая, 50%; з – вяз перистоветвистый, 97%; и – каштан конский, 94%; к – клён остролистный, 82%.
Окружающая нас материальная среда часть лучистой энергии солнца отражает, а часть поглощает и затем возвращает (излучает) в виде тепловой энергии. Тепловое излучение различных элементов материальной среды не одинаково ни по количественным показателям, ни по продолжительности процесса излучения. Установлено, например, что листва деревьев и кустарников охлаждается после прекращения инсоляции очень быстро, излучение же тепла каменными поверхностями продолжается несколько часов. Следовательно, человек в городе может находиться одновременно под непосредственным воздействием солнечных лучей и под воздействием тепла, излучаемого окружающей его средой (стены зданий, земля, тротуары, дороги, атмосфера). Например, человек, находящийся после захода солнца на тротуаре, нагретом до 70°, и около стены здания, нагретой до 65°, получит в единицу времени столько же тепла, сколько он получил бы, находясь на освещенной солнцем территории. Если при этом температура воздуха будет около 30°, то теплоощущение человека будет таким же, как при температуре 35°. Исследованиями Н. Н. Калитина, Г. В. Шелейховского и Н. В. Бобохидзе установлено, что различные поверхности и предметы отражают далеко не одинаковое количество тепла. При этом, чем ниже коэффициент отражения (альбедо), тем больше тепла излучает данная поверхность при условии, что она не прозрачна.
В табл.4 приведены показатели альбедо некоторых поверхностей.
Таблица 4
Характер поверхности | Альбедо, % |
Бетон | 8,5 |
Гранит серый | 11,5 |
Штукатурка | 8 |
Кирпич красный | 10 |
Фанера | 10 |
Цемент | 13,5 |
Шлак | 13,5 |
Этернит | 7 |
Асфальт чёрный | 4 |
Кровельное железо | 6 |
Мрамор белый шероховатый | 16 |
Мрамор белый полированный | 5,5 |
Булыжник | 3 |
Земля | 4,5 |
Песок желтый | 14,5 |
Торцы каменные | 3 |
Щебень кирпичный | 2 |
Щебень гранитный | 2,5 |
Эти данные показывают, что окружающие человека в городе поверхности стен зданий, тротуаров и мостовых имеют низкое альбедо и, следовательно, излучают большое количество тепловой энергии.
Совершенно иное тепловое излучение наблюдается в зеленых насаждениях. Во-первых, листва деревьев и кустарников пропускает значительную часть энергии, так как листья обладают в известной степени прозрачностью; во-вторых, листва отражает гораздо больше энергии, чем перечисленные поверхности, и, в-третьих, она поглощает известную, долю энергии и лишь в очень небольшом количестве излучает ее. В табл. 5 указано количество энергии, которую пропускают и отражают кроны ряда пород деревьев и кустарников.
Таблица 5
Деревья и кустарники | Пропущенная энергия в % от полученной | Отраженная энергия в % от полученной | Отношение отраженной энергии к полученной (альбедо), % |
Береза бородавчатая | 6,5 | 55,5 | 38 |
Боярышник сибирский | 1 | 62 | 37 |
Дуб летний | 8,5 | 41 | 50,5 |
Каштан конский | 10 | 38,5 | 51,5 |
Клен остролистный | 6 | 44 | 50 |
Липа крымская | 5 | 72 | 23 |
Ольха черная | 5 | 58 | 37 |
Осина | 9,5 | 29 | 61,5 |
Орех маньчжурский | 1 | 71 | 28 |
Сирень венгерская | 5 | 63 | 32 |
Тополь бальзамический | 5,5 | 55 | 39,5 |
Черемуха обыкновенная | 2 | 78,5 | 19,5 |
Яблоня сибирская | 10 | 36,5 | 53,5 |
Приведенные показатели свидетельствуют о различной степени влияния отдельных пород на тепловой режим. Например, осина пропускает сквозь листву почти в 10 раз больше тепловой энергии, чем орех маньчжурский или боярышник. Наряду с этим альбедо осины в три раза выше альбедо черемухи.
Несколько иные показатели получил ЦНИИП градостроительства в процессе специальных исследований в Ташкенте. В итоге исследований предложена следующая классификация крон древесных пород по способности пропускать прямую солнечную радиацию (в % от полученной):
Таблица 6
Очень плотные кроны | |
Каштан конский | 0,83 – 0,86 |
Клен полевой | |
Плотные кроны | |
Биота восточная | 1,54 – 2,35 |
Дуб черешчатый | |
Пекан | |
Платан восточный | |
Тополь Болле | |
Ясень американский | |
Средней плотности (ажурные) | |
Можжевельник виргинский | 2,98 – 4,95 |
Гледичия трехколючковая | |
Мыльное дерево | |
Орех грецкий | |
Софера японская | |
Редкие (сквозистые) | |
Акация ленкоранская | 7,76 – 9 |
Катальпа прекрасная |
Аналогичные исследования в Баку показали, что кроны пропускают солнечной энергии, %:
- мелии иранской – 0,62;
- дуба каменного – 0,64;
- тополя черного пирамидальной формы – 0,66;
- ивы белой – 2,53;
- платана восточного – 2,54;
- кипариса вечнозеленого – 3,15;
- шелковицы белой – 3,80.
Огромное значение имеют эти свойства при выборе пород для озеленения. Однако способность листьев отдельных пород пропускать прямую солнечную радиацию еще не окончательный показатель ценности той или иной породы для применения ее в целях защиты от тепловой энергии. Дополнительным фактором являются размеры листьев, так как чем они мельче, тем меньше тепловой энергии отражает крона растения. Поэтому наилучший эффект в защите от тепловой энергии дадут крупнолистные растения с наиболее высокими показателями альбедо их листвы.
Насаждения оказывают положительное влияние на тепловой режим прилегающих к насаждениям территорий. Специальными исследованиями установлено, что чем больше зеленый массив, тем значительнее его влияние на тепловой режим прилегающих территорий (табл. 7).
Таблица 7
Размер массива, га | Перепад температур в °С па расстоянии от массива, м | |||||||||
25 | 50 | 100 | 150 | 200 | ||||||
Воздуха | Радиационной | Воздуха | Радиационной | Воздуха | Радиационной | Воздуха | Радиационной | Воздуха | Радиационной | |
0,1 0,5 3 5 | 1 1,4 2 2,1 | 10 11 16 19 | 0,6 0,8 1,2 1,5 | 4 5 15 16 | 0,3 0,3 0,8 1 | 3 3 9 12 | 0 0,1 0,5 0,9 | 2 2,5 6 10 | – 0,1 0,5 0,5 | – 2 5 7,9 |
Данные табл. 7 позволяют считать научно обоснованным стремление создавать в городах и поселках в первую очередь сравнительно крупные зеленые массивы.
Охлаждающее действие зеленых насаждений в значительной степени объясняется расходом большого количества тепла на испарение и повышение относительной влажности воздуха. Листья имеют температуру значительно ниже температуры окружающего воздуха. Подсчет показал, что на 1 га со 198 деревьями бука, имеющими 23,6 млн. листьев, общая поверхность листвы составила 5,6 га, а 790 деревьев ели также на 1 га имели 4128 млн. хвоинок площадью 12,8 га. Различные виды растений обладают способностью по-разному отражать, поглощать и пропускать солнечные лучи в зависимости от физиологического строения листьев, структуры, размеров кроны и т. д. Лучший эффект по снижению температуры дают деревья с крупными листьями (каштан, дуб, липа крупнолистная, клен остролистный, тополь серебристый, платан и др.).
Альбедо в зависимости от плотности, расположения листьев и формы кроны изменяется у деревьев и кустарников в пределах 8 - 46 %. Деревья с наибольшим альбедо дают наилучшую защиту от тепловой энергии, и их применение имеет большое практическое значение. Следует учитывать, что альбедо всей кроны дерева на 12-15 % меньше альбедо отдельно взятых листьев. Чем мельче лист, тем меньше тепловой энергии отражает крона растения. Альбедо хвойных пород значительно ниже лиственных. Необходимо иметь в виду, что солнечному нагреву подвергаются листья в основном верхней части кроны. Листья на дереве располагаются в виде листовой мозаики, не затеняя друг друга. Если листья создают сплошную поверхность, то отражение увеличивается по сравнению с рыхлым расположением листьев. Просветы в кроне поглощают значительную часть поступающей энергии. Листва деревьев и кустарников пропускает солнечную радиацию за счет прозрачности кроны. Коэффициент прозрачности кроны определяется как отношение интенсивности прямой солнечной радиации под кроной к потоку прямой радиации, падающей на открытое место (по исследованиям Е. С. Лахно в Центральном республиканском ботаническом саду АН СССР). Осина пропускает сквозь листву почти в 10 раз больше тепловой энергии, чем орех манчжурский или боярышник, и в то же время альбедо осины приблизительно в 2 раза выше альбедо этих растений. Альбедо газона равно 20,5 %. На территории зеленых насаждений радиационный режим, а вследствие этого и температура воздуха меняются в зависимости от ассортимента деревьев, их возраста, плотности смыкания крон, ярусности. Например, по многолетним средним данным, в сосновом бору лесостепной зоны температура почвы на 6 - 6,2 %, а стволов на 4,1 - 4,3 % выше, чем в лиственных. Радиация среди насаждений существенно меняется в зависимости от высоты. Если принять за 100 % радиацию на поверхности крон, то непосредственно под кроной она составляет лишь 30 %, на высоте 1 м над почвой - 25 %, а на травяном покрове - только 10 %, создавая наиболее благоприятные условия. По данным В. Н. Оболенского, солнечная радиация задерживается растительностью в молодом дубовом лесу на 96,8 %, в сосновом лесу на 96 %, смешанном лесу из ели, дуба и тополя на 97 - 98 %, густом еловом лесу на 99 %. При горизонтальной сомкнутости крон, равной 1, под их полог проникает менее 10 % солнечной радиации, поступающей на открытый участок. Сомкнутый полог задерживает солнечную энергию и препятствует излучению с поверхности почвы. Под плотными кронами прямая солнечная радиация в наиболее жаркий период дня практически человеком не ощущается, так как она ниже бытового порога (0,07 кал/см2 в минуту ее ощущения). Уменьшение сомкнутости только на 0,01 увеличивает радиацию в зависимости от времени года и периода дня на 5 - 10 %. В южных районах для озеленения территорий, используемых с 9 до 15 ч, рекомендуются высокие растения с плотными кронами, способными затенять газоны, парковые дороги, площадки для отдыха, спортплощадки, предохранять от перегрева стены архитектурных и инженерных объектов и т. д. Деревья с сильно развитой и высокой ажурной кроной снижают радиационные и конвекционные температуры и за счет лучшего проветривания увеличивают влияние растений в 1,3 - 1,5 раза. В этих условиях наиболее благоприятны для отдыха участки, расположенные на северных склонах. Озеленение пешеходных аллей значительно ослабляет неблагоприятное тепловое облучение пешеходов. Создание 5-метровой зеленой полосы между тротуаром и проезжей частью снижает тепловое облучение пешеходов от мостовой более чем в 2,5 раза. При облучении солнцем площадки с асфальтовым покрытием и подпорной стенки они нагреваются соответственно до 60 и 55 °С, а тепловое излучение достигает 0,5 кал/см2 в минуту. Если вместо асфальта уложить песчанобетонные плиты, а подпорную стенку покрыть вьющимися растениями, излучение составит всего 0,16 кал/см2 в минуту. На озелененных территориях средней полосы и севера, где солнечная радиация не так велика, целесообразно создавать больше открытых, освещаемых солнцем полян на южных склонах. Размещая растения с учетом ориентации дорог и аллей, расположения инженерных сооружений и архитектурных объектов, применяя покрытия с оптимальными гигиеническими характеристиками, используя вертикальное озеленение, можно оказывать существенное влияние на комфортность теплового режима. Наиболее высокие температуры воздуха характерны для центральных частей города с плотной застройкой, обширными асфальтовыми поверхностями улиц, площадей. Чем больше город, тем значительней разница температур воздуха среди застройки и в крупных массивах зеленых насаждений. На характерных для центра города небольших участках зеленых насаждений (скверы, бульвары) в сравнении с соседними участками застройки температуры воздуха ниже на 1 - 1,5 °С, а радиационная температура на 6 - 10 °С. В Москве температура воздуха в приземном слое над газоном при прямом солнечном облучении на 4 - 5 °С ниже, чем над асфальтом. Если на открытом участке разница температур поверхности газона и асфальта составляла 8 - 10 °С, то газон в тени имеет температуру на 22 °С ниже. Даже открытый незатененный газон имеет температуру поверхности на 6 °С ниже, чем затененный асфальт. На формирование теплового режима влияют размеры озеленяемой территории. В результате натурных наблюдений в Москве, проведенных Н. С. Краснощековой в июле-августе при безоблачном небе и температуре воздуха 24 - 30 °С, выявлены различия в температуре воздуха на открытых городских площадях и территориях зеленых насаждений разной величины. Небольшие участки зеленых насаждений и редкая посадка способны снизить температуру воздуха не только внутри массива, но и на прилегающей территории, но незначительно. Существенное влияние зеленые насаждения в городе оказывают при размерах территории свыше 6 га.
Схема взаимовлияния растений и среды
... зеленых насаждений вблизи источников и шума и одновременно защищаемого объекта. Полное и всестороннее использование зеленых насаждений приводит к оздоровлению городской среды. Защитные свойства растений во многом зависят от тех экологических условий, в которых они находятся. В городских условиях оптимальными для роста и развития многих растений являются парки площадью 50-100 га и сады, несколько ...
... при сохранении естественных зеленых массивов в жилых зонах. Человек здесь не оторван от природы: он как бы растворен в ней, поэтому и работает, и отдыхает интереснее продуктивнее. Велика роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько не обходимо для дыхания трёх человек. За один теплый солнечный день гектар леса ...
... . При сильно развитых транспортных потоках скверу целесообразно придавать обтекаемые формы, смягчая закруглениями острые или прямые углы. Места отдыха должны располагаться с учётом эстетического фактора. 2. Роль озеленения в жизни человека. Зеленые насаждения в городе улучшают микроклимат городской территории, создают хорошие условия для отдыха на открытом воздухе, предохраняют от чрезмерного ...
... весьма велико и многосторонне. Важнейшая гигиеническая особенность зеленых насаждений выражается в регулировании теплового и радиационного режимов, в создании микроклимата, обеспечивающего комфортные условия внешней среды. Не меньшее значение зеленых насаждений заключается в том, что они являются мощным фактором защиты населенных мест от пыли, газов, ветра и шума. Кроме того, они благоприятно ...
0 комментариев