Создание умных городов будущего

По оценкам Организации Объединенных Наций, к 2030 году 60 процентов населения мира будет проживать в городах, причем каждый третий человек будет жить в городах с населением не менее полумиллиона человек.

Матти Миккола, генеральный директор малазийской компании Eastern Pretech, прожил в Азии последние 25 лет. Он не понаслышке знаком с изменениями, которые урбанизация вносит в окружающую среду. "В развивающихся странах, где последствия урбанизации видны очень отчетливо, мы наблюдаем рост популярности технологии сборного строительства. Например, в Китае ежегодно строятся сотни новых заводов по производству сборных конструкций. Когда в города съезжается огромное количество людей, необходимо быстро обеспечить их жильем в больших масштабах. Использование сборного железобетона для таких видов строительства - очевидный выбор, потому что на строительство уходит меньше времени, чем на натурное литье".

Стремительное перемещение людей в городские районы приводит к возникновению проблем, выходящих за рамки жилищных. Растущая потребность в предоставлении услуг для миллионов людей привела к росту популярности концепции "умного города".

"На долю городов приходится 80 процентов мирового ВВП. Это означает, что урбанизация открывает широкие рыночные возможности. Но есть и обратная сторона: плотные населенные пункты несут в себе ряд проблем - выбросы CO2, загрязнение окружающей среды и пробки", - отмечает д-р Мартин Бринсков, председатель сети Open and Agile Smart Cities (OASC) и доцент Орхусского университета в Дании.

"В рамках движения "умных городов" мы определяем строительные блоки будущего общества, в котором физические объекты дополняются цифровыми инфраструктурами. Существует глобальный консенсус, что термин "умные города" в некотором смысле неполный. Речь идет об "умных городах и сообществах". Если мы хотим понять, как происходит цифровая трансформация, мы должны начать с уровня сообществ".

"Сейчас мир сходится в одном определении того, что такое "умный город", и оно весьма многообещающее: Это оптимальное использование физических, человеческих и технических или цифровых систем в построенной среде для обеспечения процветающего, устойчивого и инклюзивного будущего для своих жителей", - поясняет доктор Бринсков.

"Бетон составляет значительную часть построенной среды. Он создавал инфраструктуру мира на протяжении последнего столетия или около того. В каком-то смысле то, что мы ищем, - это цифровой эквивалент бетона. Мы используем бетон повсюду. Без него невозможно построить ни одно общество, даже трущобы. Нам нужно что-то такое же простое, как бетон в физическом мире, для цифровых систем. В нашей организации мы называем это минимальными механизмами взаимодействия (MIM), и наша цель - дать возможность людям с довольно простыми потребностями - особенно в таких регионах, как Африка и Азия, где урбанизация происходит не очень структурированно, - принять участие в этой урбанизации".

Мийму Айраксинен, генеральный директор Финской ассоциации инженеров-строителей, подчеркивает необходимость устойчивого развития. "Умный город - это, прежде всего, устойчивый город - экологически, экономически и социально. Мы должны помнить, что города создаются для людей, а "умный" город - это своего рода клей, который соединяет сервисы, необходимые для управления городом".

Цель "умных городов" - сделать повседневную жизнь людей, живущих в них, немного проще, но при этом помочь городам работать экономично и экологично. Это означает, что мы должны искать способы эффективного использования ресурсов и делать города устойчивыми", - говорит Айраксинен.

Пратап Падоде, основатель и директор Совета умных городов Индии, согласен с этим мнением. "Нам нужно сначала провести черту, за которой мы сможем сделать жизнь устойчивой. Например, бетон - это долговечный строительный материал, который способствует долговечности городов. Он абсолютно необходим для создания подходящей среды, где люди живут и работают. В перенаселенных городах использование бетона становится еще более целесообразным, поскольку он позволяет строить на необходимой высоте, освобождая больше пространства без ущерба для сельскохозяйственных угодий. Бетон - это самый современный материал, позволяющий создать окружающую среду в кратчайшие сроки и с наименьшими неудобствами".

Падоде отмечает гибкость бетона как важный фактор, определяющий ту роль, которую он будет играть в "умных" городах будущего. "Конструкции требуют большой точности, а точность, которая появляется в результате цифровизации, может быть очень хорошо реализована в бетонных конструкциях, потому что бетон может принимать любую форму, какую вы пожелаете. Я думаю, что сборный железобетон, который уже широко используется в развитых странах, станет скорее нормой, чем исключением. В развивающихся странах мы наблюдаем рост использования технологии сборных конструкций благодаря ее способности реализовывать проекты в короткие сроки. Элементы стандартизируются, доставляются на место и собираются. Это огромный плюс, особенно в перегруженных районах, где люди постоянно перемещаются, потому что это создает меньше неудобств для города и его жителей".

Миккола также видит преимущества использования сборных конструкций для строительства устойчивых "умных" городов будущего. "Использование технологии сборного строительства более экологично, чем традиционные методы строительства, поскольку при этом образуется меньше отходов, а само строительство более производительно и эффективно. При правильном проектировании сборного здания можно построить конструкцию, которую можно разобрать и перевезти на новое место. Например, мы построили многоэтажную автостоянку с использованием полностью болтовых соединений. Когда она больше не нужна, вы отсоединяете всю конструкцию, переносите ее на новое место и можете использовать снова, что снижает необходимость в новом строительстве", - говорит Миккола.

Сервисы с поддержкой IoTи искусственного интеллекта будут играть ключевую роль в "умных" городах и сообществах, поэтому крайне важно найти способ легко интегрировать их в построенную среду, подчеркивает д-р Бринсков. "В рамках финансируемого ЕС проекта SynchroniCity мы развернули 50 продуктов и сервисов в 21 городе. Используя структуру SynchroniCity, которая основана на OASC MIMs, эти пилотные проекты показали, как местные органы власти могут эффективно использовать датчики и данные для предоставления услуг, которые положительно влияют на благосостояние граждан".

Айраксинен отмечает, что мы можем извлечь пользу из существующей среды строительства. "Учитывая, что большая часть мира уже построена из бетона, главное - довести конструкции до стандартов, необходимых сейчас и в будущем. Мы можем рассматривать окружающую нас среду как своего рода скелет для умных технологий. Разрушать этот скелет было бы пустой тратой материала, но мы можем привести его в соответствие с современными требованиями. Например, на бетонные поверхности можно нанести печатные датчики, которые будут заблаговременно предупреждать о наводнении или состоянии дорог. В новые бетонные конструкции можно встраивать химические вещества, которые помогут конструкции самовосстанавливаться или подавать сигналы без необходимости использования отдельных датчиков. Бетон как материал действительно становится все умнее и умнее".

Падоде также признает, что при интеграции существующих структур в шаблон "умного города" возникают определенные проблемы. "Одна из проблем строительства "умных" городов заключается в том, что старые конструкции нельзя полностью вырвать. Мы должны модернизировать старые конструкции, но и для этого есть решения - например, бетонные балки можно адаптировать довольно системно".

Миккола перечисляет ряд преимуществ сборных элементов, которые делают их идеальным строительным материалом для "умных" городов. Полые сердечники, поскольку через них можно прокладывать провода и другие соединения, являются хорошим строительным материалом для "умных" городов. Кроме того, их преимущество в том, что они используют на 40 процентов меньше бетона, чем другие материалы", - говорит он. Бетон также очень гибок в плане интеграции технологий, необходимых в "умных" городах. Когда бетон еще влажный, в него можно поместить углеродные нанотрубки, которые становятся частью структуры по мере высыхания бетона. И чем более совершенной становится технология и меньше датчики, тем легче их интегрировать в бетон".