Как и зачем строят города в пустынях

В последние годы из-за изменения климата остро встала проблема опустынивания — по всему миру фиксируют эрозию зеленых земель, разрушение экологической среды и регулярные песчаные бури. Следовательно, делают выводы ученые, человечество должно активнее учиться жить в условиях пустыни.

И иногда пустыня и сейчас — единственный вариант для строительства. Например, общая площадь Аравийского полуострова составляет 3,25 млн кв. км, из этой площади 2,3 млн кв. км занимают пустыни.

31,4

млн кв. км

общая площадь пустынь по всему миру

Города в пустынях начали строить около 40 веков назад. За это время человечество возвело более сотни городов: римский Тимгад и перуанская Лима, Тегеран и Багдад, Карачи и Касабланка, Лас-Вегас и Дубай. В ХХ и XXI веках к ним добавились сразу несколько амбициозных проектов в ОАЭ, Лусаил в Катаре и Эль-Гуна в Египте. А последний год в мире гремят новости о проекте Neom в Саудовской Аравии — футуристическом комплексе на 26,5 тысячи квадратных километров пустыни у Красного моря. А эта территория в 10 раз больше Москвы.

Главные вызовы: жара, ветра и нехватка стройматериалов

Технологии строительства и архитектура городов в пустынях непрерывно эволюционируют. Иногда поселения стараются встроить в окружающую среду. Иногда, наоборот, строят футуристические проекты, буквально бросая вызов окружению. Но в любом случае при строительстве здесь важно учитывать суровые климатические условия.

Сильная жара

Летом от жары только в Европе погибло более 60 000 человек. А температура в 40–45 °C для городов, расположенных в пустыне, — частое явление. Практически все места из топ-9 жарких точек находятся в пустыне. Очевидно, что, даже если новые города будут пытаться решить эту проблему, они не смогут на 100% игнорировать температуру окружающей среды.

Причем пустыни становятся только горячее. По данным доклада ООН, в большинстве пустынь к концу столетия температура поднимется на 5–7 °C, а количество осадков упадет на 10–20%. Из-за этого увеличится испарение и так немногочисленной влаги и станет больше пыльных бурь.

Как решают проблему

Изоляция

На изоляцию от сильной жары обращают внимание первым делом, когда начинают строить здание в пустыне. Особенно эксперты обращают внимание на толщину стен, изоляцию пола и потолка.

Материалы светлых тонов

Многолетнее исследование, проведенное в Греции, показало, что температуру в городе можно понизить на 2 °C за счет использования в строительстве светлых цветов. В то время как отсутствие растительности в городе и стройматериалы более темных цветов, как правило, нагревают город и снижают его способность отражать солнечные лучи.

Предпочтение при строительстве отдают самым распространенным цветам пустыни, таким как светло-серый, коричневый и оранжевый.

Тонировка

По данным Министерства энергетики США, шторы нейтрального цвета с подкладкой из белого пластика снижают приток солнечного тепла на 33%. С помощью таких жалюзи можно сохранять прохладу в доме, тем самым снижая нагрузку на систему кондиционирования.

Расположение окон

Окна должны выходить на север и юг, это тоже помогает снизить тепловую нагрузку на весь дом, а спальни лучше делать в помещениях с окнами на север.

Сложность со стройматериалами

Стоимость строительства в пустынных районах может вырасти вдвое в сравнении с другими регионами из-за нехватки строительных материалов и высоких транспортных расходов.

По большому счету человечество изобрело два способа решения этой проблемы:

либо ее тушат деньгами — так поступают в нефтяных державах, как в случае с ОАЭ и Катаром,

либо используют местные материалы, как, например, в алжирском Тафилельте и марокканском Тагуните.

Нехватка воды

В ООН сообщали, что города в пустыне в США и на Ближнем Востоке, такие как Финикс и Эр-Рияд, «живут взаймы». По данным экспертов, уровень грунтовых вод в пустынях из-за изменения климата снижается, а имеющиеся запасы воды насыщаются солями и становятся непригодными для питья. Директор Центра исследования водных ресурсов Университета Аризоны Шэрон Мэгдал отмечает, что ископаемые грунтовые воды не будут устойчивыми, если их регулярно не пополнять. 

Как решают проблему

Опреснение морской воды или очистка грунтовых вод

Этот процесс связан с высокими выбросами углекислого газа и проблемой утилизации концентрированного солевого раствора, который остается после опреснения.

Сейчас чаще всего используют автономные установки на солнечных батареях, в них воду опресняют с помощью технологии обратного осмоса, то есть пропускают через мембрану под сильным давлением. Так соль остается в растворе.

Контроль уровня потребления воды

В том числе для этого строят замкнутые системы по ее очистке. Так имеющиеся ресурсы используют на 100%.

Доставка электроэнергии

В пустыне сложно строить электростанции, равно как и сложно доставлять туда энергоресурсы. Выход лежит на поверхности: современные города переходят на солнечную энергию.

В среднем пустыни получают от 250 до 300 солнечных дней в году, то есть более 70% дней там безоблачные. Благодаря солнечным батареям можно запитать систему кондиционирования и поддерживать прохладу в доме, плюс это существенно снижает нагрузку на экологию. 

Сильный ветер

Характерная черта пустыни — это постоянные и очень сильные ветра. Их средняя скорость варьируется от 5 до 20 м/с, иногда и более, а в условиях пустынной жары эти ветра способны причинить немало проблем.

Как решают проблему

У этой проблемы есть решение, которому уже несколько тысяч лет, — бадгиры. В переводе с иранского означает «ловцы ветра» — это ветровые башни, своего рода древние кондиционеры. В теплом климате пустыни бадгиры показали себя невероятно эффективными: в типичный летний день, когда воздух прогревается до 34 °C, бадгиры способны охлаждать его до 22 °C. При этом устройства возводят исключительно из песка и глины, которые есть в пустыне, а на поддержание их работы не требуется электричества.

Особенно активно их использовали в городе Йезд. Жители этого города построили впечатляющую сеть «канатов», так называется древняя система шахт-колодцев, по которой с окружающих гор по трубам, проложенным под землей, в город поступает вода. Ветра, которые жители Йезда ловят с помощью бадгиров, естественным образом охлаждали эту воду, собранную в яхчалах (древних иранских холодильниках, строившихся из глины), а заодно и дома. Сейчас в городе живет более 500 тысяч человек, а значит, древние технологии прекрасно работают.

Самый неожиданный вызов — технологии

Новые технологии способны решать многовековые проблемы. К примеру, в июне 2023 года инженеры MIT презентовали не имеющий себе равных суперабсорбирующий материал. Даже в очень сухих условиях пустыни, при относительной влажности 30%, материал может вытягивать пары из воздуха и удерживать влагу, не пропуская ее. Затем воду можно было нагреть, конденсировать и использовать, в том числе как питьевую — очень экологичный и эффективный способ борьбы с нехваткой воды. 

И здесь родилась новая проблема: далеко не все технологии из обещанных можно реализовать. Некоторые решения, которые заявляют в проектах, либо еще не существуют, либо не обкатаны в реальных условиях. Например, в The Line — горизонтальном небоскребе, одном из основных составляющих проекта Neom — обещают обеспечить регуляцию климата с помощью растений. Однако никто не знает, каким образом зелень будет существовать в условиях экстремальной жары и сухости.

Почему стоит опробовать новые технологии в новых городах

Старые города в большинстве своем не готовы к новым технологиям, считают сторонники идеи строительства новых городов в пустынях. В большинстве существующих городов инфраструктура устарела как физически — стареющие мосты, стареющие тоннели и дороги, — так и морально.

В существующих городах сложно запустить полностью беспилотные автомобили или организовать беспилотную доставку. Модернизация имеющихся сетей потребует огромных денег и времени, а заодно приведет к недовольству горожан. То есть логично рискнуть, строя новый город. И почему бы тогда не сделать это в пустынях?

Города, которые постепенно развивались в пустынях 

Дубай в ОАЭ

До середины прошлого века здесь была деревня, а потом небольшой город, жители которого зарабатывали себе на жизнь ловлей рыбы и добычей жемчуга. Все изменила обнаруженная в 1966 году нефть. Ее нашли случайно во время строительства коллекторных сетей. Рыбацкое поселение, не сильно изменившееся за предыдущие 4,5 тысячи лет, начало стремительно расти. 

Сначала власти ОАЭ инвестировали деньги в строительство грузовых портов, чтобы было проще вывозить нефть и доставлять по воде строительные материалы, необходимые городу, и в другую инфраструктуру. В Дубае начали стремительно появляться амбициозные проекты: самый высокий небоскреб мира «Бурдж-Халифа» высотой 828 метров за $1,5 млрд, 200 искусственных островов в виде пальмовых ветвей (только на один из них, Палм-Джумейра, потратили $12 млрд), первый в мире семизвездочный отель «Бурдж Аль-Араб» за $2,7 млрд, один из крупнейших торговых центров в мире «Дубай Молл» общей площадью более 1,2 млн кв. м.

Сейчас Дубай называют городом будущего и на его территории применяют новые технологии строительства: в районе The Sustainable City здания построены из экологически чистых материалов, а 50% энергии в жилых домах вырабатывается с помощью солнечных электростанций. Экогородок состоит из 500 вилл и занимает больше 45 гектаров. Район окружен зеленой зоной — Central Green Spine, — которая включает 11 теплиц под биокуполами. Жители передвигаются по району преимущественно пешком в тени, на велосипедах или на бесплатных электробусах. 

Все строительные материалы для The Sustainable City закупили на месте, чтобы минимизировать выбросы от транспорта. Сталь произвели на местном заводе, и она на 97% состояла из переработанных материалов, а для производства бетона вместо цемента использовали гранулированный шлак. Для него можно использовать отходы со свалки, а при его производстве в атмосферу поступает гораздо меньше углекислого газа. Общая стоимость района на 500 домов составила $300 млн.

Тафилельт в Алжире

Не всегда для развития города в пустыне нужно тратить миллиарды нефтедолларов — это подтверждает история небольшого алжирского городка Тафилельт. Он находится на севере Сахары и в 600 км к югу от столицы страны.

Вместе с еще четырьмя городами, которые находятся поблизости, они удостоены статуса Всемирного наследия ЮНЕСКО. Впервые этот пентаполис заселили около 10 веков назад, а в 1997 году жители Тафилельта решили расширить его и внедрить принципы экологически чистого города.

Сейчас Тафилельт Новый Ксар представляет собой городок, в котором вручную из местного камня построены более 1000 домов. Для поддержания экологичности в городе используют различные решения. 

Например, сточные воды очищают с помощью фитоочистки: воду фильтруют с помощью многолетних растений или микроорганизмов, а пищевые отходы скармливают жителям местного зоопарка. В городе есть экопарк со множеством финиковых пальм, фруктовых деревьев, кустарников и лекарственных растений. Чтобы добиться такого разнообразия в пустыне, жители города покрыли каменистую землю четырьмя плодородными слоями почвы — на это ушло три года. Город построен по традициям пустынных жителей — узкие улочки в нем позволяют «разбивать песчаные ветра». 

Что необычно — стоимость строительства квартир-студий и вилл в Тафилельте была втрое ниже, чем в среднем по Алжиру. То есть уже сейчас строительство экогорода в пустыне может быть экономически привлекательным. И этим начинают пользоваться все активнее. 

Новые города в пустыне: футбол, туризм и нефть

Лусаил в Катаре

В 2010 году Катар получил право на проведение чемпионата мира по футболу 2022 года. Власти обещали использовать самые современные технологии, чтобы создать гостям и участникам чемпионата комфортные условия. А еще Катар пообещал всего за 12 лет возвести в пустыне новый город. И это получилось.

Поселение Лусаил известно с 1908 года — тогда там насчитывали 50 небольших домов, три рыбацкие лодки, 20 лошадей и 70 верблюдов, которые служили сухопутным транспортом. Еще в поселении были девять лодок для добычи жемчуга. Когда власти решили строить в Катаре новый город, деревню подчистую снесли и на ее месте возвели мегаполис. Видимо, такова традиция Аравийского полуострова — из бывших деревень рыбаков сооружать города, которые удивляют мир. 

Сейчас Лусаил — это умный город с одной из крупнейших в мире систем центрального охлаждения. Она включает четыре районные станции и 175 км трубопроводов. Система работает так же, как централизованное теплоснабжение, только подает в здания холодную воду, позволяя экономить на кондиционерах.

По подсчетам самих строителей, система охлаждения позволяет сократить выбросы углекислого газа примерно на 200 тысяч тонн ежегодно. Воду для системы поставляют очистные сооружения, пронизывающие весь город. Заодно они используют переработанную влагу для полива городской зелени и открытых пространств. Критики отмечают, что пока сложно оценить продуктивность такой системы охлаждения: ее впервые применяют в масштабах целого города.

В ближайшие десять лет власти Катара хотят сделать Лусаил такой же точкой притяжения для иностранных компаний и высококвалифицированных специалистов, как Дубай сейчас. Сколько катарские власти потратили на строительство города неизвестно — в 2014 году они прогнозировали траты в $45 млрд, но почти наверняка итоговая смета оказалась выше. В Bloomberg совокупную стоимость всех инфраструктурных проектов страны к чемпионату мира оценивают в $300 млрд. 

Эль-Гуна в Египте

Подход к строительству египетского города Эль-Гуна отличается четкой концепцией и постепенным развитием. В 1989 году девелоперская компания Orascom решила возвести в пустыне новый город. По словам гендиректора компании Омара Эль Хамамси, изначально в планах было построить «красивое место на побережье Красного моря в Египте, куда люди могли бы приезжать и развлекаться». 

Но постепенно компания создала в поселении инфраструктуру, которая превратила его в полноценный город, где можно жить круглый год. Во время пандемии COVID-19 и роста популярности удаленной работы на побережье потянулись не только дайверы и туристы. Город стал интересен стартаперам, фрилансерам и предпринимателям.

Сейчас Эль-Гуна — это город для 24 тысяч человек, в котором есть своя есть школа, университет, больница, религиозные сооружения и стадион для местной футбольной команды, которая играет в премьер-лиге Египта.

Эль-Гуна первым в Африке в 2014 году получил награду Global Green Award — это награда ООН, которую вручают городам, «демонстрирующим существенные меры и усилия, предпринимаемые в области экологии». У города есть собственная солнечная электростанция ​​мощностью 7 МВт, система переработки твердых отходов, станция ​​очистки сточных вод и органическая ферма. Для орошения также используется 100% переработанная вода. Итоговую стоимость проекта Orascom не разглашает.

Самые громкие проекты: Телос, Неом и R&B

Neom

Neom в Саудовской Аравии его создатели позиционируют как «регион будущего». Это территория, объединяющая несколько крупных объектов, общей площадью 26,5 тысячи кв. км (это больше, чем Кувейт или Израиль). Проект придумал 37-летний Мухаммад бин Салман — наследный принц Саудовской Аравии, он возглавляет совет директоров Neom и заодно контролирует суверенный фонд страны. Бин Салман лично представил проект на форуме Future Investment Initiative в Эр-Рияде, и сейчас весь проект держится в первую очередь на его энергии. Общая стоимость проекта оценивается в $500 млрд, и, по задумке принца, он должен сделать страну устойчивее, снизить ее зависимость от нефтяной отрасли. 

Когда речь заходит о Neom, чаще всего упоминают The Line — город, напоминающий лежащий на боку небоскреб 170 километров в длину, 200 метров в ширину и 500 метров в высоту. Среди инноваций, которые здесь запланированы, — концепция вертикального земледелия и вертикальных теплиц, которые будут на 100% закрывать потребности горожан. А также безуглеродные опреснительные установки, уникальные технологии производства энергии солнца и ветра, отсутствие автомобилей, засев облаков.

Телос

Много шуму в 2021 году наделало заявление американского предпринимателя Марка Лора. Он объявил, что планирует построить в американской пустыне город Телос — проект уже разработан датским архитектурным бюро Bjarke Ingels Group. Строительство займет около 40 лет, общая площадь города составит более 60,7 тысячи га, а население Телоса к 2070 году составит около 5 млн человек. Миллиардер утверждает, что начальный этап строительства участка площадью 607 га для 50 тысяч жителей обойдется в $25 млрд, а общие затраты на строительство составят $400 млрд.

Эйкон-Сити

Еще один яркий проект последних лет — Эйкон-Сити, город, который к 2023 году обещал построить в 100 км от Дакара известный R&B-исполнитель Akon. Он обещал открыть город, работающий на солнечной энергии, окруженный искусственными островами и экологичными курортами. Порт для круизных судов, небоскребы, торговые и бизнес-центры, больница, университет, даже собственная криптовалюта Akoin — в Сенегале должен был появиться полноценный город будущего. Стоимость строительства оценивалась в $6 млрд. 

В декабре 2022 года на территории, где в 2020 году торжественно заложили фундамент Эйкон-Сити, паслись козы. А криптовалюта Akoin подешевела в 23 раза с момента выпуска и стоила всего 0,01 фунта стерлингов. Певец утверждает: помешала пандемия, а «планы будут реализованы на 100 000%». Но пока всё, что имеется, — это множество упоминаний в СМИ и однотипные презентации с футуристическими небоскребами. Причем с каждым годом небоскребов на картинках всё меньше.

Топ-5 зданий, построенных в пустыне

Мечеть Дженне

Дженне, Мали

1906 год

---

Глинобитная мечеть на юге Сахары — это крупнейшее здание из глины в мире. Заодно ее называют величайшим достижением архитектуры Западной Африки. Высота мечети — 16 метров. Она сделана из палок и особой смеси грязи, собранной в пустыне. Раз в год здание обслуживают жители деревни, которые собираются, чтобы поднять и укрепить осыпающиеся стены.

Школа для девочек Раджкумари Ратнавати

Джайсалмер, Индия

2021 год

---

Школа полностью построена из местного джайсалмерского песчаника, который вручную обрабатывали местные специалисты. На крыше — навес из солнечных батарей и система охлаждения, температуру в здании удерживают благодаря жалюзи, а эллиптическая форма помогает создавать охлаждающий воздушный поток. В школе учатся более 400 девочек из местных семей, живущих за чертой бедности.

Центр изучения и исследования нефти имени короля Абдаллы

Эр-Рияд, Саудовская Аравия

2017 год

---

Это крупнейшее в Саудовской Аравии научно-исследовательское учреждение, которое изучает влияние глобальной энергетической политики на благосостояние стран во всем мире. Центр построен из пяти корпусов, каждый из которых сделан как шестигранная сота. По словам создателей, такая форма позволила сэкономить на строительных материалах, к тому же в будущем здание можно легко увеличить, нарастив его новыми «сотами». Спроектировано Захой Хадид.

Sahara Forest Project

Акаба, Иордания

2016 год

---

«Лес Сахары» — амбициозный проект по восстановлению растительности в засушливых районах. Солнечные панели обеспечивают электроэнергией систему, которая испаряет морскую воду, помогая поддерживать прохладу и влажность воздуха в теплицах, попутно удаляя соль. Комплекс опресняет в сутки примерно 10 тысяч литров воды, благодаря которой выращивают овощи и фрукты. 

Отель «Лотос пустыни»

пустыня Ордос, Китай

2013 год

---

Главным строительным материалом отеля стал песок из окружающей его пустыни. Из песка замешивали раствор для возведения здания. Главная фишка — необычная система конструкций. Панели и несущие конструкции изготавливались заранее, а затем фиксировались в жидком песке с использованием стальных панелей, без помощи бетона. Таким образом, стальная панельная конструкция функционирует как лодка, плывущая по пустыне, — песок внутри и снаружи конструкции оказывает одинаковое воздействие друг на друга, благодаря чему здание остается стабильным.

---

Обложка: dkarchitects/vinay panjwani