211service.com
Jaunā zinātne par pilsētas panorāmām
Ņujorkā aptuveni divas trešdaļas no pilsētas enerģijas patēriņa tiek izmantotas ēku dzesēšanai, apkurei un apgaismošanai. Līdzīgi ir arī citās Ziemeļamerikas pilsētās.
Šo ēku formas lielā mērā nosaka, kā šī enerģija izstaro vidē. Citiem vārdiem sakot, pilsētas panorāma ir svarīgs oglekļa pēdas nospieduma faktors.
Tas rada interesantu jautājumu kopumu. Kā ēku formas dažādās pilsētās atšķiras, jo īpaši atkarībā no pilsētas lieluma? Un vai tas varētu radīt vispārīgāku izpratni par to, kā mainās enerģijas patēriņš, pilsētām augot vai samazinoties?
Šodien mēs saņemam atbildi, pateicoties Markusa Šlapfera darbam Santafē institūtā un viņa draugiem, kuri ir analizējuši gandrīz piecu miljonu ēku formas dažāda lieluma pilsētās visā Ziemeļamerikā. Šie puiši saka, ka pastāv vienkārša saikne starp vidējo ēkas augstumu un pilsētas lielumu un ka tas būtiski ietekmē veidu, kā pilsētas patērē enerģiju.
Šāda veida darbs ir kļuvis iespējams, jo pilsētu zinātnieki var salīdzinoši viegli izmērīt ēku izmērus, izmantojot tādas metodes kā lāzera attāluma noteikšana. Šos datus arvien vairāk publisko pašas pilsētas vai atvērtā koda projekti, piemēram, OpenStreetMap.
Schlapfer un co vienkārši lejupielādēja šo informāciju no aptuveni pieciem miljoniem ēku no 12 Ziemeļamerikas pilsētām. Tās bija no lielākajām, Ņujorkas un Losandželosas (ar iedzīvotāju skaitu attiecīgi 20 miljoni un 13 miljoni), līdz vidēja izmēra pilsētām, piemēram, Sanfrancisko un Ostinai (ar iedzīvotāju skaitu attiecīgi četri miljoni un divi miljoni), līdz mazām pilsētām, piemēram, Ann Arbor. un Santafē (ar attiecīgi 300 000 un 100 000 iedzīvotāju).
Izmēru sadalījums parāda skaidru modeli. Šlapfers un kolēģi saka, ka no pirmā acu uzmetiena dati atbilst vispārējai cerībai, ka ēku vidējais augstums palielinās līdz ar pilsētas lielumu un ka pilsētā ēkas kļūst augstākas tuvāk centram.
Bet, rūpīgāk aplūkojot datus, atklājas daži detalizētāki modeļi. Sākumā pilsētu centrā vidējais ēku izmērs palielinās, ja iedzīvotāju skaits pārsniedz divas kārtas. Un tas atspoguļo ēku formas maiņu no lielākām, plakanākām struktūrām mazākās pilsētās uz augstākām, šaurākām lielākajās pilsētās.
Šīs tendences iemesls ir vienkāršs modelēšanā. Palielinoties iedzīvotāju skaitam pilsētā, zeme kļūst dārgāka. Patiešām, zemes cena pieaug ātrāk nekā iedzīvotāju ienākumi. Tātad vienīgais veids, kā padarīt to pieejamu, ir samazināt cilvēku izmantotās telpas daudzumu, kas galu galā izraisa graustu veidošanos, vai palielināt ēku apjomu, padarot tās garākas.
Tā kā pilsētu centros zeme ir dārgāka, tad arī tur ēkām jābūt augstākām.
Teorētiski šai tendencei vajadzētu būt labvēlīgai energoefektivitātei. Augstākas ēkas vairāk atgādina kubus, un tāpēc tām parasti ir mazāka virsmas laukuma attiecība pret tilpumu. Tas palīdz padarīt ēkas energoefektīvākas. Mēs redzam, ka ēku izmēri palielinās līdz ar pilsētas lielumu, radot apstākļus lielākai energoefektivitātei klimata kontroles ziņā, saka Schlapfer un citi.
Līdz punktam. Tādās pilsētās kā Ņujorka un Bostona šī tendence ir novedusi pie daudz augstāku debesskrāpju būvniecības, kas ir mazāk energoefektīvi. Viņi saka, ka lielu pilsētu centrālajos centros virsmas un tilpuma attiecība atkal palielinās, pateicoties augsto, adatām līdzīgu ēku izplatībai.
Tomēr ir praktisks ēku augstuma ierobežojums, ko nosaka ēkas apjoms, kas jāvelta liftiem, kāpņu telpām utt. Daudzi arhitekti uzskata, ka ar pašreizējām tehnoloģijām ēka, kas garāka par aptuveni 100 stāviem, nav ekonomiski dzīvotspējīga, norāda komanda.
Viņi secina, ka vidēji ēku formas Ziemeļamerikas pilsētās saplūst kuba formā, pilsētām kļūstot lielākai – tā ir energoefektīvākā forma.
Tam vajadzētu būt nozīmīgai ietekmei uz enerģijas izmantošanu nākotnes lielpilsētās. Visā pasaulē iedzīvotāji saplūst pilsētās tādā ātrumā, kas izraisa lielāko un ātrāko pilsētu veidošanas periodu vēsturē.
Pilsētas plānotāji sagaida, ka jaunattīstības pilsētās pilsētvides struktūra pārsniegs visu, kas līdz šim ir uzbūvēts. Piemēram, Ķīna no 2011. līdz 2013. gadam ielēja vairāk betona nekā ASV visā 20. gadsimtā.
Tam būs ievērojamas sekas, jo šajās pilsētās izmantotā enerģija neizbēgami palielināsies.
Jaunajai panorāmas zinātnei vajadzētu palīdzēt pilsētu zinātniekiem izprast ar to saistītos procesus. Taču nav tik skaidrs, cik lielā mērā tie var palīdzēt mazināt sekas uz vidi.
Atsauce: arxiv.org/abs/1512.00946 : Pilsētas panorāmas: ēku augstumi un formas kā pilsētas lieluma mēri