Нешта мне падказвае, што большасць з вас жывуць у гарадах. А ці шмат вы пра іх ведаеце?

Цяпер модна казаць аб гарадах як аб жывых, якія эвалюцыянуюць сістэмах. Пачатак гэтай з'яве паклала стварэнне тэорыі самаарганізацыі сістэм - сінэргетыкі - у канцы 20-га стагоддзя. У яе тэрмінах горад называецца "адкрытай дынамічнай дысіпатыўнай сістэмай", і можна пабудаваць яе мадэль - "аб'ект, які ілюструе залежнасць трансфармацый формы ад змяняецца зместу" і апісаць "ўнутраныя структурныя пераўтварэнні з улікам магчымасці нявызначаных паводзін сістэмы ў часе". Усе гэтыя графікі, табліцы і алгарытмы ў несапсаванага чалавека выклікаюць нармальную ахоўную рэакцыю здранцвення. Але не ўсё так безнадзейна.

Пад катом будзе некалькі біянічных аналогій, якія дазволяць з боку зірнуць на горад і зразумець, чым ён жыве, як развіваецца, варушыцца, хварэе і памірае. Так не будзем губляць часу і зоймемся расчлянём.

Акрамя матэматычных, кагнітыўных і фармальных мадэляў існуе яшчэ такі прыём, як аналогія, якая выкарыстоўваецца чалавекам шмат тысяч гадоў і нядрэнна зарэкамендавала сябе для спрашчэння разумення. Вядома, будаваць прагнозы на аснове аналогій - справа гіблае, але адсачыць дынаміку працэсу можна: у кожнай якая паважае сябе сістэме ёсць крыніцы энергіі, шляхі яе перадачы, кропкі выкарыстання, вектары росту і гэтак далей. Першыя спробы прымяніць канцэпцыю біёнікі да горадабудаўніцтва адносяцца яшчэ да 1930-х гадоў, але асаблівага развіцця яны тады не атрымалі, паколькі поўнай аналогіі горада ў жывой прыродзе не існуе (калі б знайшлася - вось гэта было б сапраўды дзіўна). Затое асобныя аспекты "фізіялогіі" горада маюць добрыя адпаведнасці. Як бы мне ні жадалася ўсцешыць гораду, але ў асноўным ён паводзіць сябе як аднаклетачная, лішайнік, калонія мікраарганізмаў або шматклеткавая жывёла ледзь складаней губкі.

Архітэктары вылучаюць у будынку горада шмат структур і падсістэм, кожная са сваёй назвай, многія з якіх вам маглі сустракацца, як транспартная сістэма або структура жыллёвага фонду, пра іншыя ж вы напэўна не чулі, напрыклад, аб візуальным каркасе або ментальнай карце. Аднак кожны элемент мае сваё дакладнае функцыянальнае прызначэнне.

Шкілет

Самае першае, на што вы натыкнецеся, анатуючы любое селішча - яго каркас з восяў-костак і вузлоў-суставаў. Гэта тое, што надае форму і з першых дзён накіроўвае разьвіцьцё. Каркас ёсць у кожнай асобнай клеткі, без яго ніякія працэсы толкам не арганізаваць, таму лагічна, што ён ёсць і ў мегаполіса, і ў самай заняпалай вёсачкі. Па-першае, гэта асноўныя дарогі, арыентаваныя на суседнія селішчы. Уздоўж іх гораду захочацца выцягнуцца і яны ж стануць самымі ўстойлівымі, нязменнымі на стагоддзі лініямі на плане. Па-другое, у шкілет уваходзяць перашкоды: рэкі, азёры, балоты, яры і іншыя геаграфічныя нязручнасці, якія спыняюць рост, здушваючы якое расце селішча, як вонкавы панцыр. З іншага боку, менавіта такія элементы часта служылі абаронай для цытадэляў сярэднявечных гарадоў, і да іх цягацелі кіраўнікі органы, так што некаторыя формы рэльефу можна з чыстым сумленнем назваць косткамі чэрапа, якія хаваюць мозг.

Калі набор гэтых параметраў ужо зададзены, можна прадказаць форму селішча ў будучыні і тое, як разаўецца сетка дарог паменш, на якіх будзе нарастаць мясцо і вантробы. І калі ў старых гарадах усё працавала само сабой, то ў савецкія часы пры складанні генпланаў новых гарадоў аўтарам праектаў прыйшлося паварушыць звілінамі, спалучаючы (не заўсёды ўдала) натуральныя тэндэнцыі і загады партыйнага кіраўніцтва.

Што з гэтага можна даведацца:

• Шкілет павінен быць сувязным, новыя элементы заўсёды далучаюцца да старых - калі ў горада праблемы са складнасцю дарожнай сеткі, у яго будуць праблемы з ростам і з эканамічнай стабільнасцю.
• Навакольныя тканіны ў месцах сучлянення суставаў маюць складаны і своеасаблівы будынак - скрыжаванні вуліц прыцягваюць да сябе гандаль, абслугоўванне, вузлы пешаходнай сеткі і наадварот "выціскаюць" звычайнае жыллё.
• Арганізм з вялікай колькасцю элементаў тыпу "панцыр" ці спыняецца ў развіцці і росце, ці змушаны знішчаць іх - ключавым момантам у развіцці велізарнай колькасці гарадоў з'яўляецца пераход на іншы бераг ракі ці асушванне балота, а калі рэсурсаў для такога мега-праекта нядосыць, горад можа знаходзіцца ў стагнацыі стагоддзямі, не павялічваючы тэрыторыю і не падвышаючы сваю эканамічную значнасць;
• Выгадна пракладваць асноўныя крывяносныя пасудзіны ўздоўж элементаў шкілета, паколькі яны найболей нязменныя ў часе – дарогі і інжынерныя камунікацыі імкнуцца да адзін аднаму нездарма, але пра гэта ніжэй.

Фарш

Мяса, яно ж мышцы і тлушч, а ў клетак цытаплазма - гэта такая штука, якая атачае косткі, утвараючы асноўную масу цела жывой істоты, назапашвае і аддае рэсурсы, забяспечвае рух і вызначае агульную жыццяздольнасць. Для горада гэта вядома ж, тое, што архітэктары называюць "гарадской тканінай", "запаўненнем" і іншымі сумнымі словамі: звычайныя кварталы, у асноўным, жылыя.

Як любая істота нарошчвае масу пры любой магчымасці, так і горад пры паляпшэнні забеспячэння пачынае прыцягваць усё больш людзей і будаваць новыя спальныя раёны, нават калі ён не заўсёды можа забяспечыць гэтых "унутраных мігрантаў" нармальным узроўнем жыцця і працай. Малапавярховыя раёны прыемныя, але малаэфектыўныя - гэта тлушч, слаба працяты сасудамі і змяшчае мала карысных арганізму клетак.

Што з гэтага можна даведацца:

• Цягліцы імкнуцца да раўнамернага размяшчэння ўздоўж шкілета; на таўсцейшай косткі тоўшчы пласт цягліц. Жылыя раёны будуць паводзіць сябе гэтак жа: каля буйнейшых магістраляў шчыльнасць насельніцтва будзе вышэй, чым каля другарадных.
• Калі цягліца дрэнна забяспечваецца крывёй, яна адмірае - раёны з дрэннай транспартнай даступнасцю растуць павольней іншых, жыллё ў іх таннее і не рамантуецца, насельніцтва паступова маргіналізуецца.
• Калі кавалкі тлушчу аказваюцца заціснутыя са ўсіх бакоў цягліцамі (а малапавярховыя старыя раёны шматпавярховымі), мы можам атрымаць "запаленне", якое прывядзе або да знікнення гэтага тыпу забудовы (тады лічыце, мы проста часова рэзервавалі гэты аб'ём), або да ператварэння ўсяго навакольнага раёна у "бандыцкі" ці да ператварэння забудовы ў элітны, заляплены і абгароджаны квартальчик - гэта ўжо своеасаблівая "кіста".
• Калі арганізм тлусцее па паверхні (а горад па перыметры), яму становіцца цяжка цягаць столькі неэфектыўнай тканіны, ён задыхаецца, крывяносныя пасудзіны пашыраюцца і забіваюцца тромбамі, а ўнутраныя органы адчуваюць неадпаведную нагрузку і збояць. Усе любаты субурбанізацыі як яны ёсць: коркі на дарогах, немагчымасць лёгка дабрацца да працы і інфраструктуры, загрузка цэнтральнай інфраструктуры ў разы мацней разліковай, адміранне сацыяльных сувязяў і гэтак далей.

Гэты горад развіваецца па спіралі. Адразу зразумела, што ён узнік натуральным шляхам, а не быў пабудаваны "з нуля".

Крывяносная сістэма

Кожны працэс патрабуе рэсурсаў. Для горада гэта людзі, грузы, вада, энергія, інфармацыя і час. Крывяносная сістэма рэсурсы пераразмяркоўвае паміж органамі. Людзьмі і грузамі займаецца транспартная сістэма горада, энергіяй і інфармацыяй - інжынерныя сеткі. Транспартаваць энергію на вялікія адлегласці не заўсёды выгадна, таму можа перавозіцца сыравіна для яе вытворчасці, як глюкоза дастаўляецца да мітахондрый.

Інжынерныя сеткі ўсіх выглядаў звычайна групуюцца з транспартнымі артэрыямі па некалькіх чынніках: па-першае, яны падводзяцца да новых раёнаў адначасова і весткі працы ў двух месцах адразу накладна; па-другое, як ужо гаварылася, гэта астравок стабільнасці, "закапаў і забыўся", і заўтра тут не вырасце хмарачос; па-трэцяе, існуе магчымасць зэканоміць на "абалонцы сасудаў", будуючы агульныя ахоўныя і інжынерныя збудаванні-калектары; па-чацвёртае, важная эканомія месца на водступах, бо ёсць зоны і элементы, якія могуць суседнічаць, а іншыя шкодныя адзін аднаму.

Што з гэтага можна даведацца:

• На вялікія адлегласці кроў пераносяць шырокія посуд, так менш супраціў, а на перыферыі яны разгаліноўваюцца і хуткасць зніжаецца.
• Цягліцы забяспечваюцца крывёй па сетцы дробных пасудзін, тут важная раўнамернасць забеспячэння, а да жыццёва важных органаў ідуць буйныя.
• Кроў не толькі прыносіць рэсурсы, але і адводзіць адпрацаваныя, таму сістэмы каналізацыі падпарадкоўваюцца тым жа законам.
• Калі базавыя камунікацыі ўжо падведзены да раёна, ён пачынае расці вельмі хутка і эфектыўна. Шырока распаўсюджаны рост горада па спіралі: кожны наступны раён прымыкае да папярэдняга і да старой забудовы, адначасова ў двух месцах маштабныя працы звычайна не вядуцца (у буйных сучасных гарадах можа быць некалькі такіх "кропак росту", напрыклад, па колькасці раёнаў, тады спіраль атрымліваецца не такая прыкметная).

Нервовая сістэма

Нервовая сістэма складаецца з вузлоў, якія апрацоўваюць дадзеныя і якія пасылаюць сігналы і шляхоў перадачы сігналу. Бо інфармацыя ў нас пайшла па графе "рэсурсы", значыць, гэта ўсё не пра Інтэрнэт. Гэта пра ўпраўленне. І ў мяне для вас сумныя весткі: гарады — вельмі прымітыўныя арганізмы, і кіруюцца яны з рук прэч дрэнна. Генпланы не выконваюцца, рэальная сітуацыя не адпавядае дадзеным адміністрацыі, якія кіруюць сігналы часта не даходзяць або спрацоўваюць мудрагелістай выявай, рэакцыя на якія-небудзь змены заўсёды спазняецца.

Але зусім без кіравання таксама дрэнна жыць у зменлівых умовах, таму горад звычайна дзеліцца на раёны, падуладныя лакальным "гангліям", у якіх ёсць шанец паспець нешта паправіць і не даць сітуацыі зайсці ў тупік (крыжавы "задні" мозг буйных дыназаўраў пацвярджае, гэта працуе). Пры гэтым, калі адміністрацыйнае дзяленне зрабілі без уліку спецыфікі шкілета, цягліцавай тканіны і крывяноснай сістэмы, арганізм будзе дзейнічаць і развівацца неаптымальнай выявай. Прыклад з жыцця: рака горад дзеліць на паўночную і паўднёвую паловы, а адміністрацыйныя раёны - на ўсходнюю і заходнюю часткі. У выніку маем дзяленне на чвэрці і пастаянную неабходнасць узгаднення дзеянняў паміж дзвюма адміністрацыямі.

Дарэчы, зараз РФ перажывае цяжкі перыяд змены сістэмы жорстка накрэсленых "генпланаў", якія ў прынцыпе дрэнна працавалі, на сістэму гнуткіх стратэгій - "майстар-планаў", з якімі пакуль мала хто наогул разумее, што рабіць. Таму мой крыштальны шар прадказвае: стабільнага і лагічнага горадабудаўніцтва ў бліжэйшыя гады нават і не чакайце.

Што з гэтага можна даведацца:

• Буйныя гарады дрэнна балансуюць патрэбнасці і перспектывы сваіх раёнаў. Сродкі размяркоўваюцца і нераўнамерна, і нерацыянальна. Як мяркуецца, майстар-план зможа змагацца з праблемай, "але гэта не дакладна" (с).
• Гарады колькасцю звыш 400 тысяч жыхароў прызналі самакіравальнымі сістэмамі яшчэ ў савецкія часы, так што калі вы жывяце ў адным з такіх, проста не шукайце логіку на маштабах больш за некалькі кіламетраў. Каб ажыццявіць праект, які закранае некалькі раёнаў адразу, патрэбны велізарныя сродкі і магутны адміністрацыйны рэсурс, і ўсё роўна нехта напартачыць, а апошні кіламетр кальцавой дарогі будзе будавацца дзесяць гадоў.
• У зонах на стыку раёнаў часта робіцца ўсякая незразумелая дзічына, яны могуць нават "падстаўляць" адзін аднаго, напрыклад, пабудаваўшы буйны будынак там, дзе магла б прайсці дарога, важная для іншага раёна.

Гэты горад добра палавініцца. Галоўнае, не пераблытаць, як.

стрававальная сістэма

Што адбываецца з рэсурсамі, якія паступаюць у горад? Іх ці перапрацоўваюць да непазнавальнасці ці дробна дробняць і размяркоўваюць па арганізме пры дапамозе крывяноснай сістэмы. Як тоўстыя кіслоты ў печані ператвараюцца ў ацэтавоцатную кіслату, асноўная маса якой выкарыстоўваецца за межамі печані, у розных тканінах і органах, так і ежа і тавары са складскіх зон развозяцца па ўсім горадзе. У прамысловых жа комплексах адбываюцца самыя розныя пераўтварэнні, але з вынікамі іх адбываецца нязменна тое ж самае: іх выкарыстоўваюць для падтрымання жыццяздольнасці арганізма. Не ўсе наўпрост дастаюцца жыхарам, ёсць і будаўнічая, і транспартная галіны, накіраваныя на рост (іх можна параўнаць з бялковым абменам, а тавары паўсядзённага попыту - з вугляводным).

Што з гэтага можна даведацца:

• Стрававальная сістэма вельмі цесна звязана з выдзяляльнай і не можа без яе функцыянаваць.
• Прамзоны маюць патрэбу ў падводцы вялікай колькасці рэсурсаў (у тым ліку, людзей) і энергіі. Буйныя артэрыі дарогі, таму рацыянальна іх выкарыстанне для некалькіх падобных працэсаў. Гэта прыводзіць да кластарызацыі па транспартным прынцыпе.
• Перапрацоўка рэсурсаў - часта справа паэтапнае, і метабаліт аднаго працэсу - зыходны матэрыял для іншага. Гэта стварае кластарызацыю па прынцыпе "камбіната" з паслядоўных стадый.
• Буйныя органы злучаны з арганізмам толькі ў некалькіх кропках, таму для іншых тканін яны гуляюць ролю перашкод у кровазабеспячэнні. Гэта дыктуе спецыфічнасць размяшчэння прамзон у горадзе. Гарады, якія перараслі сваю схему, маюць патрэбу ў экстранай "паражніннай аперацыі" - вынасе прамзон і перапрафіляванні тэрыторый. З гэтым, дарэчы, у самых розных гарадах свету звязана шмат унікальных праектаў. Напрыклад, скнарлівыя брытанцы задаволілі глабальную рэканструкцыю партова-складскіх раёнаў Лондана пад шыльдай падрыхтоўкі да алімпіяды.

выдзяляльная сістэма

Без каналізацыі - няма цывілізацыі, гэта ўсім вядома. У арганізме кроў ад шкодных рэчываў фільтруюць два органы: печань і ныркі (колькасць нырак у арганізмаў рознае, таму не будзем паглыбляцца). Ныркі выдаляюць у нязменным выглядзе тое, што могуць, а печань пераўтворыць адходы (часам - у больш небяспечныя метабаліты). Кішачнік выносіць вонкі проста нявыкарыстаныя рэсурсы, у нашай аналогіі гэта вываз цвёрдых адходаў на звалкі. Каналізацыйная сістэма выконвае ролю нырак (калі ў вас няма метан-танкаў, якія пераўтвораць адходы ў энергію). смеццеперапрацоўчыя, смецця заводы і метан-танкі выконваюць функцыю печані.

Што з гэтага можна даведацца:

• Перапрацаваныя адходы могуць быць атрутныя неперапрацаваных, як метылавы спірт, які метаболізіруется алкогольдегидрогеназой ў печані да фармальдэгіду і мурашынай кіслаты. Прывітанне-прывітанне, смецця заводы, я вас бачу.
• Адходы могуць быць каштоўным рэсурсам. Пасля інтэнсіўнай фізічнай працы лактат, які ўтварыўся пры анаэробным гліколізе ў шкілетных цягліцах, вяртаецца ў печань і ператвараецца там у глюкозу, якая зноў паступае ў мышцы. Калі горад пачынае перапрацоўваць сваё смецце і выкарыстоўваць атрыманыя прадукты ўнутры сябе ж - гэта вельмі крута і ў плане эканоміі сыравіны, і ў плане лагістыкі.
• Дрэнна арганізаваная перапрацоўка і захоўванне адходаў можа атручваць жыццё цэлым раёнам, успомніце акцыі пратэсту супраць звалак, "водараў" з палёў фільтрацыі і смецця заводаў, "бітвы" жыхароў і кіраўнікоў кампаній з-за вывазу цвёрдых бытавых адходаў. Натуральна, жыллё раёнах з такімі праблемамі будзе абясцэньвацца, ператварацца ў здымнае, прыцягваць малазабяспечаных, малаадукаваных і не вельмі прыстойных грамадзян, якія яшчэ пагоршаць яго імідж. Геттаізацыя - працэс з станоўчай зваротнай сувяззю, а запусціць яго могуць зусім розныя фактары.

Насамрэч, гэты артыкул далёка не вычарпальны і тым больш не прэтэндуе на навуковую дакладнасць. Пра рост гарадоў, іх рух, хваробы, пераварванне прасторы і іншыя "фізіялагічныя працэсы" я раскажу як-небудзь у іншы раз, каб не валіць усё ў адну кучу. Калі вам ёсць, чым дапоўніць, ці з'явіліся пытанні - чакаю вашых каментаў. Дзякуй, што прачыталі, спадзяюся, было не сумна.

Крыніца: habr.com