Разработка технических решений создания поселка городского типа на арктическом побережье (сравнение вариантов наплавного и традиционного)

Развитие Арктической инфраструктуры является важной задачей для правительства Российской Федерации, именно поэтому внимание уделяется все новым коммерческим проектам, которые открывают возможности для развития новых, а также возобновления старых и создания транспортных и воздушных сообщений, поддержки демографического фонда для старых и глубоко забытых районов Арктической зоны. Именно поэтому данная статья посвящена технико-экономическому расчету поселка городского типа, а также его сравнению с наплавным вариантом.

Ключевые слова: развитие, поселки городского типа, климатические факторы, проектирование, технико-экономические показатели, понтон, вариантность поселка городского типа, метод проектирования.

Введение

Развитие поселков городского типа в Арктической зоне является приоритетной задачей для правительства Российской Федерации. В феврале 2013 г. Президент В. В. Путин утвердил «Стратегию развития арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года». В целях обеспечения ее реализации был разработан и утвержден «План мероприятий по реализации Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года». 26 октября 2020 Президент России Владимир Путин подписал Стратегию развития Арктической зоны России и обеспечения национальной безопасности до 2035 года.

Для реализации арктических проектов требуется значительное кол-во ресурсов, которые предполагают развитые ближайшие порт пункты и базы производства, развитый ледовый флот (суда снабжения и обеспечения, а также ледоколы). Немаловажным фактором является технико-экономические показатели, которые показывает реальную оценку стоимости проекта, доставки ресурсов к месту освоения, а также организации производства. Именно с данными факторами были произведены технико-экономические показатели ПГТ (поселка городского типа).

Классификация арктических столиц

Географы России в 2021 году выделили основные типы арктических городов, такая классификация была связана по нескольким особенностям:

Первая важная особенность — эти города выполняют функцию базы освоения.

Вторая специфическая особенность арктических городов России — высокая степень зависимости от сырьевых отраслей экономики.

Третья особенность арктических городов — очень узкий местный рынок сбыта услуг и товарной продукции является одним из важнейших барьеров «нормального» экономического развития удаленных и, в частности, арктических городов.

1. Арктические столицы
2. Арктические субцентры
3. Населенные пункты субпереферии
4. Населенные пункты привилегированной периферии
5. Населенные пункты «обделенной» периферии
6. Удаленные субрегиональные центры
7. Поселки-изоляты в районах реализации ресурсных проектов

Проектирование ПГТ традиционного типа

Для реализации поставленной задачи пришлось обратиться к BIM-моделированию, которое позволило получить основные показатели, такие как: площадь, кол-во того или иного материала, тоннаж каждой постройки (данный параметр необходим для транспортировки и расчета стоимости). В работе применялся программный комплекс кампании AutoDesk Revit. Основные показатели представлены в таблице 1.

Учитывая специфику проекта и размещения в той или иной зоне, были созданы универсальные планировки каждого здания. Была применена блочно-модульная система, которая позволяет нам быстро производить монтаж в любой зоне строительства, без больших трудозатрат и потери времени, срок монтажа 1 такого здания составляет до 3-х месяцев, учитывая доставку. Доставка осуществляется блоком, который выполнен на базе 30-тонного контейнера. Также были учтены основные показатели по электрозатратам ПГТ, поэтому для обеспечения электропитанием на суше были использованы специальные дизель генераторы контейнерного типа мощностью 2 мВт с дополнительной мощностью еще на 1,5 мВт, что обеспечит бесперебойным электропитанием весь городок. Блок-модули могут идти абсолютно разной компоновки, они могут выступать как административно бытовым комплексом, так и жилыми модулями, в котором комфортно могут находится до 4-ех человек. Каждый блок-модуль комплектуется индивидуальным тепловым пунктом и электрощитовой, все эти системы позволяют сделать его полностью автономным.

В эскиз-проекте также были учтены складские мощности, дорожные сети и планировка ПГТ. Транспортная инфраструктура также играет огромную роль в развитии таких порт-пунктов, поэтому при проектировании были предусмотрено строительство аэропорта для малой авиации, строительство портового терминала, а также имеется возможность развития железнодорожной сети (при наличии рядом регионального центра и рельефа местности).

Рис. 1. Сводная таблица по стоимости строительства за 1 ед. постройки

При строительстве ПГТ на суше для фундамента будут использоваться специальные сваи для вечномерзлых грунтов, особенность данных свай заключается в том что это труба по ГОСТ 8732–87, изготовленная из стали марки 09Г2С по ГОСТ 5520–79, с приваренной к ней лопастью или литым наконечником (рис.2). В проекте будет использована свая 108 диаметра — это обеспечит устойчивость здания, а обвязка швеллеров добавит прочности и защитит от морозного пучения.

Таблица 1

Технико-экономические показатели ПГТ трех типов

Из данных, приведенных в таблице 1 и рисунке 1, видно, что стоимость строительства ПГТ напрямую зависит от вида и типа строений, площади возведения, наличие какой-либо инфраструктуры. Также каждый ПГТ имеет индивидуальность, которая заключается в виде планировки, которая была применена. В данных ПГТ были применены 3 вида планировки:

1. Линейная планировка
2. Смешанная планировка
3. Компактная планировка

Каждый вид планировки рассчитан под определенные особенности рельефа.

Проектирование ПГТ наплавного типа

Проектирование и создание ПГТ наплавного типа является достаточно сложной задачей, поэтому перед разработкой были собраны данные касательно того, какой функционал будет нести ПГТ и какие строения будут находится на понтонах. После сбора данной информации был разработан концепт вариант ПГТ и проведены расчеты в программном комплексе Ansys для расчета системы якорения и затем была подобрана цепь определенного патрона и якорь.

В данной компоновке использовались складские мощности, для хранения топлива были использованы сами понтоны, т. к. внутри они являются полыми и имеют ряд переборок. Также для удобства в эксплуатации был запроектирован аэропорт для малой авиации. Что касается жилищного вопроса, то были использованы блочно-модульные здания, каждое здание рассчитано на 200 человек и оборудовано по типовому проекту, также были использованы административно-бытовые комплексы (столовые, фельдшерский акушерский пункт), административные комплексы.

Рис. 3. Вид сверху эскиз-проект наплавного варианта

Рис. 4. Вид сбоку эскиз-проект наплавного варианта

Таблица 2

Технико-экономические показатели ПГТ наплавного типа

Стоимость строительства поселка городского типа наплавным способом прямиком зависит от ряда показателей, таких как:

1. Удаленность базы строительства
2. Удаленность размещения
3. Кол-во понтонов и тип
4. Летняя либо зимняя навигация

Транспортная инфраструктура

Для выполнения задач широкомасштабного освоения и развития Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) в первую очередь с учетом того, что Восточная Сибирь и побережье Северного Ледовитого океана (СЛО) являются территорией с малоразвитой транспортной инфраструктурой, необходимо создать эффективно функционирующую арктическую транспортную систему на базе существующих и вновь построенных транспортных магистралей. Поэтому интенсификация освоения этих пространств сопряжена с колоссальными затратами, а с учетом демографической ситуации в стране — и со сложностью набора рабочей силы. Так как арктическая транспортная система является неотъемлемой частью транспортной системы России, вопросу развития и эксплуатации транспорта в Арктике руководство страны уделяет повышенное внимание

Транспортные перевозки в арктических районах осуществляются автомобильным, воздушным, железнодорожным и водным видами транспорта. Ключевое значение для развития российской Арктики в современной геополитической ситуации имеет обеспечение интересов России на морских маршрутах, но эти маршруты должны иметь эффективное сопряжение на побережье с маршрутами других видов транспорта.

Сухопутный транспорт

Одну из основных нагрузок по транспортировке грузов в сухопутной части Арктики несет трубопроводный транспорт, являющийся основным при перевозке углеводородов. К числу проектов, реализуемых на арктических территориях, относятся строительство нефтепровода Пурпе — Самотлор (488 км) пропускной способностью 45 млн т в год нефти от Ванкорского месторождения Красноярского края с поставкой ее в трубопроводную систему Восточная Сибирь — Тихий океан и далее на экспорт. Новые центры газодобычи и газотранспортную систему на полуострове Ямал создают «Газпром» и «Транснефть». Здесь строятся трубопроводы протяженностью свыше 2100 км Бованеково — Ухта и Бованенково — Ухта-2. К 2030 г. планируется ввести в эксплуатацию газопроводы от месторождений Обской и Тазовской губ. Автодорожная сеть в российской Арктике характеризуется неравномерным развитием. Имеются субъекты, у которых отсутствует круглогодичный выход на автодорожную сеть России (Ненецкий автономный округ). Для связи с Республикой Коми в зимний период от Нарьян-Мара до Усинска ежегодно строится временная автомобильная дорога, так называемый зимник, протяженностью свыше 70 км.

Внутренние водные пути

Внутренний водный транспорт играет важную роль в транспортной обеспеченности арктических территорий. Однако сейчас имеются значительные проблемы, препятствующие его полноценному использованию. К этому надо добавить, что недостаточное финансирование ведет к ухудшению состояния водных путей, снижает их доступность на территориях со слаборазвитым сухопутным сообщением. К сожалению, внутренним водным путям присущи значительные недостатки. Прежде всего это сезонность работы. Зимой реки замерзают, и даже серьезное потепление, которое сейчас отмечается в Арктике, не приводит к существенному увеличению сроков их возможного использования. Другие ограничения связаны с их мелководностью, снижением протяженности. Эта проблема усугубляется маловодностью ряда рек. В таких условиях более половины судов не могут ходить с полной загрузкой, что ведет к увеличению числа убыточных рейсов. Около 80 % водных путей России являются единственной возможностью доставки грузов и обеспечения северного завоза.

Воздушный транспорт

Проблему транспортной доступности удаленных районов арктических территорий должен решать воздушный транспорт — как самый скоростной. Хотя в стране разрабатываются новые типы самолетов и вертолетов, строятся новые аэропорты и взлетно-посадочные полосы, ситуация с воздушным сообщением в российской Арктике практически не меняется. По-прежнему основным видом воздушных судов остаются самолет Ан-24 и вертолет Ми-8. Многие самолеты этого типа давно должны были быть выведены из эксплуатации. Значительную часть местных рейсов осуществляют очень дорогие, рассчитанные на выполнение оборонных задач массивные вертолеты Ми-8 (стоимость одного летного часа — 300 тыс. руб.). В АЗРФ действуют разные аэродромы: с искусственным покрытием, грунтовые, с системами светосигнального оборудования, авиаплощадки. Для обеспечения функционирования социально значимых аэропортов на территории АЗРФ созданы четыре федеральных казенных предприятия на базе 16 аэродромов

Заключение

Арктическая зона является приоритетной точкой освоения в Российской Федерации. Богатая ресурсная база дает толчок к созданию новых опорных пунктов освоения территории, создание инфраструктуры как транспортной, так и жилой. Создание новых проектов, таких как «Ямал СПГ», «Арктик-СПГ 2», даст местным народам новые рабочие места, а развитие транспортной ветви как железнодорожной, так и автомобильной даст возможность спокойно и безопасно в любое время года перемещаться между городами и арктическими центрами.

Подводя итоги, можно сказать, что строительство поселка городского типа наплавным способом в 4 раза дороже, чем строительство традиционным, данная стоимость строительства обусловлена сложностью доставки, монтажа, а также производства понтонов. Только доставка такой мега конструкции обойдется в летнюю навигацию порядка 650 млн. рублей. Именно данное технико-экономическое обоснование помогает нам провести анализ и прийти к выводу о том, что традиционное строительство баз, порт-пунктов и любых других поселений разного назначения будет наиболее рациональней и выгодней, чем создание наплавной мега конструкции

Литература:

1. The geocultural space of the Arctic: Landscape visualization and ontological models of imagination / Zamyatin D. N. // Tomsk State Pedagogical University — 2021. — Volume 204. — P. 84–94. https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0–85104504013&origin=resultslist&sort=plf-f&src=s&st1=urban-type+settlement+in+arctic&sid=4eff3a937e04c9642128310f195a330b&sot=b&sdt=b&sl=36&s=ALL %28urban-type+settlement+in+arctic %29&relpos=1&citeCnt=0&searchTerm=
2. Евгеньева Т. А. Бадылевич Р. В. Север и Арктика в новой парадигме мирового развития: актуальные проблемы, тенденции, перспективы //Институт экономических проблем. — 2016. — № 1. — С. 135–165. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27193862
3. Алексеев Н. Н. Востриков С. С. Создание модели города замкнутого цикла в экстремальной среде Арктики на примере разработки проекта градостроительного развития поселка городского типа Тикси Республики САХА (Якутия)// Инновации и инвестиции. — 2019. — № 4. — С. 210–240. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41443016
4. Евтюков С. А. Колчеданцев Л. М. Тилинин Ю. И. Исследование технологии возведения каркасно-панельных и модульных зданий в Арктике //Вестник гражданских инженеров. — 2021. — № 5(88). — С.52–67. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47285392
5. Architectural Design and Regulation /Imrie R., Street E. // Blackwell Publishing Ltd. — 2011. — Volume 95. — P. 12–26. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/9781444393156
6. Юдина А. Ф. Евтюков С. А. Разработка технологии монтажа пространственной конструкции на основании экспериментально-теоретических исследований перекрестно-балочной системы // Вестник гражданских инженеров — 2021.- № 2(85). — 102–107 с. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45985697
7. Approaches to nordifikation of high-latitude construction engineering /Inzhutiv I. S. Zhadanov V. I. // Journal of Siberian Federal University. Engineering and technologies — 2019. — Volume 2. — P. 222–230. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37293056
8. Географы впервые выделили типы городов Российской Арктики [Электронный ресурс]/ Русское географическое общество — Режим доступа: https://www.rgo.ru/ru/article/geografy-vpervye-vydelili-tipy-gorodov-rossiyskoy-arktiki
9. Арктические порты начинают новую жизнь [Электронный ресурс]/GoArctic-Режим доступа: https://goarctic.ru/work/arkticheskie-porty-nachinayut-novuyu-zhizn/
10. Арктические транспортные магистрали на суши, акваториях и в воздушном пространстве [Электронный ресурс]/Арктика экономика и экология -Режим доступа: http://arctica-ac.ru/article/39/
11. Демографические процессы российской Арктики [Электронный ресурс]/Александр Акимов -Режим доступа: https://aleksandrakimov.ru/posts/demograficheskie-processy-rossiyskoy-arktiki
12. Развитие арктических портов России [Электронный ресурс]/ Морские вести России -Режим доступа: http://www.morvesti.ru/themes/1700/62857/
13. Впервые проведена типология большинства населенных пунктов Российской Арктики [Электронный ресурс]/ Научная Россия-Режим доступа:https://scientificrussia.ru/articles/vpervye-provedena-tipologia-bolsinstva-naselennyh-punktov-rossijskoj-arktiki
14. Приказ Президента Российской Федерации от 26.10.2020 № 645 «О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года» [Электронный ресурс]/ Официальный интернет-портал правовой информации — Режим доступа: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202010260033?index=12&rangeSize=1
15. Стратегия развития Арктики до 2035 года [Электронный ресурс]/ Арктика 2035- Режим доступа: https://www.arctic2035.ru/
16. Грубов В. А., Дембич А. А., Михайлов С. М. Градостроительное проектирование: учебное пособие для вузов. — Казань, КХТИ им.С. М. Кирова, 1985.
17. Винтовые сваи для вечномерзлых грунтов [Электронный ресурс]/ Бэником — Режим доступа: https://www.benikom.ru/vintovye-svai Винтовые сваи для вечномерзлых грунтов [Электронный ресурс]/ Бэником
18. ГОСТы для Арктики [Электронный ресурс] / Российская газета — Режим доступа: https://rg.ru/2020/05/19/reg-szfo/nachata-razrabotka-novyh-pravil-stroitelstva-za-poliarnym-krugom.html
19. ВСП 33–01–99 Инструкция по расчету и проектированию якорных систем плавучих объектов ВМФ [Электронный ресурс] / Госты, нормативы — Режим доступа: http://gostrf.com/normadata/1/4293827/4293827479.pdf
20. ГОСТ 17424–72 Тумбы швартовые морские. Технические условия [Электронный ресурс] / Докипедия — Режим доступа: https://dokipedia.ru/document/5167561
21. ГОСТ 25192–2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования. [Электронный ресурс] / Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов — Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200100938
22. ГОСТ-228–79 Цепи якорные с распорками. Общие технические условия [Электронный ресурс] / Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов — Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200012481
23. Рекомендации, касающиеся технических предписаний для судов внутреннего плавания [Электронный ресурс] / Дунайская Комиссия — Режим доступа: https://clck.ru/Vmb7y
24. СП 369.1325800.2017 Свод правил. Платформы морские стационарные. Правила проектирования. [Электронный ресурс] / Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов — Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/550965732
25. СТО НОСТРОЙ 2.30.154 Гидротехнические работы. Системы удержания сооружений в месте эксплуатации. Правила и общие требования к производству и приемке работ по монтажу и установке [Электронный ресурс] / Библиотека нормативной документации. — Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293744/4293744447.htm
26. Гидротехнические работы. Системы удержания сооружений в месте эксплуатации. Правила и общие требования к производству и приемке работ по монтажу и установке [Электронный ресурс] / Files Stroy Inf. — Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293744/4293744447.htm
27. Исмагилова С. Х.: Малый сад: — программа-задание и методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 270301 «Архитектура». — Казань, КГАСУ, 2010.
28. В. М. Грузинов Ю. В. Зворыкина Г. В. Иванов Ю. Ф. Сычев О. В. Тарасова Б. Н. Филин Арктические транспортные магистрали на суше, акваториях и в воздушном пространстве// Экономика и управление народным хозяйством Арктической зоны — 2018.- УДК 656.02; 656.078. — 14–15 с.
29. В. С. Волков, Т. Г. Маштакова Поселок Городского типа на 3000 жителей// Волгоградский государственный технический университет — 2018.- УДК 69.002.5(076.5).- 39–41с.
30. В. В. Анашвили В. Н. Данилов А. А. Смирнов Городские исследования и практики// Факультет городского и регионального развития-2020.- Том 5(1)- 155–160с.