ГрадосрачЪ (финал) Ч 6

Дисклеймер 

В тексте будет упоминание CLT (Cross Laminated Timber).

За сим, не надо писать бредятину типа "мы фсе сгорим, сгнием, нас съедят жуки (нужное подчеркнуть)" и прочий идиотизм, который так любят тиражировать обдолбанные йандекс-дзеном мамкины строители. Не засирайте коменты, пишите по существу. Так же не надо писать кто сколотил будку для собаки или построил дом "который меня устраивает". Пост про город и немного про деревню Суходрищевку.

Это будет последний пост на тему урбанистики, демографии как они связаны и как это лечить.
Для начала надо выявить заболевание, поставить диагноз, а потом уже лечить. 

Я не утверждаю что все причины в EROEI. Это один "якорей" демографии, который тянет вниз. Это по сути среда обитания. Если она не помогает увеличивать рождаемость, то и остальные стимулы как религия, социальный строй, федеральная поддержка и т.д. будут буксовать.

Повторю мой главный тезис - Пик рождаемости пришёлся ровно на эпоху дешёвой энергии (EROEI > 35) и бурного роста пригородов.
Но как только чистая энергия пошла на убыль, а субурбия превратилась из "мечты" в долгосрочный финансовый якорь - дети исчезли.

Этот тезис я обосновал на примере США и других стран. Картина везде одинаковая, хотя страны абсолютно разные по экономическому уровню, религиозному, структуре общества, форме правления и т.д. Если энергопоток на душу населения высокий - плодимся и размножаемся, начал падать - детей стали рожать меньше.
Каждые –10 МДж/м²·год = +0,06 к TFR — вне зависимости от религии и президента.

В коментах часто упоминают - А вот раньше рожали десятками, хотя EROEI был очень низкий. На этом строят ложные теории, что дескать как только всем гуртом уедем в деревни, то сразу рождаемость попрет.  
Вот с этого и начнем и сразу сравним "мегаполис" и "деревню". Сравнивать естественно будем по энергозатратам. Вопросы философии, морали, религии, обычаев меня лично не интересуют, т.к. TFR падает по всему миру.

Начнем расчет:

Методика "энергетической бухгалтерии" – считаем всё в единой валюте: метаболические калории (1 ккал = 4,186 кДж), затраченные на 1 калорию, которая физически попадает в организм ребёнка.

Рассматривать будем два варианта:

А. сельская семья 1850 г (Тверская губерния, трёхполье, 10 десятин, 2 лошади, 6 человек);

Б. городская семья 2025 г (Москва, 2 родителя, 1 ребёнок, "средний класс").

Цель: найти отношение "всего энергетического входа/калориям, съеденным ребёнком".

Итоговые цифры 0,8-1,2 и 4-6 получаются как разные "чеки" по одной и той же методике.
 

Единая шкала и источники данных:

Еда: FAO food balance sheets - ккал/чел·день.

Топливо: кг дров/угля/газа - ккал 

Постройки: Воплощенная энергия это энергия, потребляемая всеми процессами, связанными с производством здания, от добычи и переработки природных ресурсов до производства, транспортировки и доставки продукции. (МДж/м²) – база ICE + российские СНиП на кирпич/бетон.

Транспорт: МДж/пасс-км – Минтранс РФ.

Образование: МЭР РФ – затраты ГСМ, тепло, электричество на 1 ученика-год.

Все МДж переводим в "килокалории дизель-эквивалента" (1 МДж = 239 ккал).

"Калория, доставленная ребёнку" это метаболические ккал еды, которые он реально съел.

А. сельская семья 1850 г (Тверская губерния, трёхполье, 10 десятин, 2 лошади, 6 человек)

Статья затрат	физ. объём	ккал/единицу	всего ккал/год	% от общего
Хлеб, каша, молоко, овощи – съедено ребёнком	1 050 ккал/день	365 дн	383 000	100 (база)
Доп. еда матери (беременность + лактация)	+150 ккал/день × 730 дн		109 500	28
Дрова на готовку его порции (2 кг/дн, 4 ккал/г)	730 кг	4 000	2 920 000	760
Вода – ведро/дн, 10 кг × 365 = 3,65 т. Подъём из колодца 10 м: 0,1 МДж = 24 ккал/ведро	365 × 24		8 760	2,3
Одежда: 1,5 м сукна = 2 м² льна. Энергия поля (сеять, молоть) 0,8 ГДж/м²	1,6 ГДж	239	382 000	100
Доля кровли/избы (1/8 семьи). Энергия древесины 30 ГДж, служит 30 лет → 1 ГДж/год на семью → 125 МДж на ребёнка	125 МДж	239	29 900	7,8
Труд на лошади (пахота/извоз) 0,15 л.с·ч/день на 1 человека → 54 кВт·ч/год. 1 кВт·ч = 860 ккал	54	860	46 440	12
Труд матери (доп. 1 ч/день ухода) = 100 ккал/день	365	100	36 500	9,5
ИТОГО энергия, потраченная "на ребёнка"			3 116 100
Отношение "затраченные ккал / съеденные ккал"			3 116 100 / 383 000 = 8,1

Но: 85 % этой суммы – дрова на готовку ВСЕЙ еды семьи.
Если считать только долю ребёнка (1/6 котла), то дрова падают до 487 000 ккал.
Тогда чистый счёт = (487 000 + 109 500 + 8 760 + 382 000 + 29 900 + 46 440 + 36 500) / 383 000 = 1 100 100 / 383 000 ≈ 2,9.

Дальше – корректировка на то, что ребёнок уже в 8-10 лет сам несёт воду, подкидывает дрова, пасёт козу (≈ 200 ккал/день его труда = 73 000 ккал/год).
Энергетический вклад ребёнка вычитается из общих затрат (т.е. семья тратит меньше своего труда).
73 000 / 383 000 = 0,19 - коэффициент падает до 2,9 × (1 – 0,19) ≈ 2,3.

Наконец, в "полевых" условиях 30 % еды готовится без дополнительных дров (молоко, солёное мясо, еда с поля). Тогда "дровяная статья" ещё падает вдвое 1,1-1,3 ккал затрат на 1 ккал, съеденную ребёнком.

Стоимость калории для ребёнка : примем диапазон  0,8–1,2 калории на 1 калорию, доставленную ребёнку из-за разных климатических условий.

Б. городская семья 2025 г (Москва, 2 родителя, 1 ребёнок, "средний класс")

Статья затрат	физ. объём	ккал/единицу	всего ккал/год	%
Продукты, съеденные ребёнком (1 900 ккал/дн)	693 500 ккал/год	1	693 500	100 (база)
Потери в цепочке (транспорт, холодильники, магазин) 35 %	+270 000		270 000	39
Электро- и тепло-энергия квартиры (100 м², 2 родителя + 1 реб). Доля ребёнка 1/3	6 000 кВт·ч + 80 ГДж тепла	860 / 239	1 516 000 + 19 120 000 = 20 636 000	2 976
Вода и канализация (40 м³/год на реб.)	40 м³	1,8 МДж/м³ (насосы)	17 200	2,5
Транспортные билеты (школа, кружки, 6 000 км/год)	6 000 пасс-км	600 ккал/км (маршрутка)	3 600 000	519
Школа: 1 080 ч/год, 8 кВт·ч/ч на класс 30 чел → 0,27 кВт·ч/ч на ученика	290 кВт·ч	860	249 000	36
Медицина: 2 дня в больнице + амбулаторно 6 посещений	2 × 150 МДж + 6 × 300 МДж	239	72 000 + 430 000 = 502 000	72
Одежда: 12 кг текстиля/год, 60 МДж/кг	720 МДж	239	172 000	25
Детский сад 4 годы × 250 дн × 7 кВт·ч	7 000 кВт·ч	860	6 020 000	868
Доля "встроенной" энергии квартиры (бетон, 1/3 100 м² × 2 000 МДж/м² ÷ 50 лет)	1 333 МДж/год	239	318 000	46
Университет (3 года) – 400 кВт·ч/год × 3	1 200 кВт·ч	860	1 032 000	149
ИТОГО затраченных ккал			33 318 700
Отношение "затрачено / съедено"			33 318 700 / 693 500 ≈ 48

Однако 80 % суммы – отопление/электро квартиры и транспорт.

Если считать только "дополнительные" затраты, вызванные именно ребёнком (а не взрослым), то:

квартирная площадь считается фиксированной (родители бы всё равно отапливали 100 м²), тогда берём 30 % сверх тепла (детская комната + проветривание) - 6,2 млн ккал;

транспорт – без ребёнка 2 000 км/год, значит 4 000 км "лишние" - 2,4 млн ккал;

школа/детсад – 100 % лишние - 6,3 млн ккал.

Скорректированный счёт ≈ (6,2 + 2,4 + 6,3 + 0,5 + 0,2 + 1,0 + 0,3) = 16,9 млн ккал / 693 500 ≈ 24,4.

Дальше: городской ребёнок не возвращает энергию до 18 лет (0 кВт·ч труда).

Поэтому полный коэффициент остаётся 24-48.

Стоимость калории для ребёнка: диапазон 4-6 это уже "чистые" 5-7 % городского энергопотребления семьи, отнесённого к ребёнку (без счёта базовой квартиры и автомобиля родителей).

Итоговые результаты:

0,8-1,2 – это сельские предельные издержки, калории в рот ребёнка, когда система уже запущена (дом, поле, кузница, коза).

4-6 – городские предельные издержки, если считать только прямую дополнительную нагрузку (детсад, школа, лишний транспорт, детская комната).

20-50 – полные затраты жизненного цикла, включая пропорциональную долю бетона, больниц, мусоровозов и АЭС.

Вывод: раньше ребенок начинал отдавать ккал с 8 лет, тем самым нивелируя скудный энергопоток добавляя EROEI в общую корзину. В наше время "мамин пирожочек" до 18 лет вообще ни чего не отдает в систему, чем "объедает" энергопоток на свою семью, который при этом еще о оскудел с 35:1 до 5:1. Родители банально не вывозят тележку.

Урбанизация продолжается и не прекратится, т.к. общество индустриальное, назад в аграрное это самоубийство, как следствие надо урбанизацию проводить исходя из того EROEI который имеем, сокращая избыточные траты энергии, чем увеличим EROEI City.

Одно из "лекарств" повышения EROEI city - городская застройка.

Ниже сравнение воплощённой энергии (cradle-to-gate) CLT, бетона и кирпича в ккал/м² стены и в ккал/м² этажа .

Все цифры — первичная энергия (CED) из peer-reviewed LCA и нормативов, переведены в ккал/м².

Источники все доступны в PDF:

Comparative life-cycle assessment of a mass timber building and concrete alternative: (CLT CED = 0,545 ГДж/м³, бетон = 0,764 ГДж/м³)

A Comparison of the Energy Saving and Carbon Reduction Performance between Reinforced Concrete and Cross-Laminated Timber Structures in Residential Buildings in the Severe Cold Region of China: CLT operational energy –12 %  

Assessing Cross Laminated Timber (CLT) as an Alternative Material for Mid-Rise Residential Buildings in Cold Regions in China—A Life-Cycle Assessment Approach: CLT life-cycle GHG –15 %, PE –12 %

CLTprofi, 2025:
Comparative life-cycle assessment of a mass timber building and concrete alternative: λ = 0,13 Вт/м·К, ρ = 500 кг/м³

1. Воплощённая энергия материалов (ккал/м³)

Материал	ГДж/м³	ккал/м³
CLT (сухая, ρ = 500 кг/м³)	0,545	130 000 ккал/м³
Бетон (В25, аналог М350)	0,764	183 000 ккал/м³
Кирпич керамический	2,18	521 000 ккал/м³

2. Перевод в ккал/м² стены (толщина 0,25 м)

Материал	ккал/м³	ккал/м² стены
CLT	130 000	32 500 ккал/м²
Бетон	183 000	45 800 ккал/м²
Кирпич	521 000	130 000 ккал/м²

CLT в 1,4 раза легче бетона и в 4 раза легче кирпича по воплощённой энергии.

3. Учёт несущей способности (одинаковая нагрузка)

CLT-стена 25 см по прочности - бетон 20 см - кирпич 38 см (СП 64.13330).

Приведём к одинаковому сечению по прочности:

Материал	Толщина, м	ккал/м² "эквивалент прочности"
CLT	0,25	32 500 ккал/м²
Бетон	0,20	36 600 ккал/м²
Кирпич	0,38	198 000 ккал/м²

CLT всё ещё в 1,1 раза легче бетона и в 6,1 раза легче кирпича по воплощённой энергии на единицу несущей способности.

4. Учёт тепловой инерции (операционка, ккал/м²·год)

Параметр	CLT	Бетон	Кирпич
λ, Вт/м·К	0,13	1,5	0,8
Средняя плотность, кг/м³	500	2 400	1 800
Удельная теплоёмкость, Дж/кг·К	1 300	880	840

Тепловая инерция бетона выше, но CLT + 20 см минваты даёт тот же U-value 0,15 Вт/м²·К и на 12 % меньше годового отопления (Harbin LCA-2024):

338 МДж/м²·год бетон vs 231 МДж/м²·год CLT = –29 % ккал/м²·год 

5. Итоговый счёт в ккал/м² этажа (50-летняя жизнь)

Стадия	CLT	Бетон	Кирпич
Воплощённая (стены)	32 500	36 600	198 000
Отопление 50 лет	11 550 000	16 250 000	16 250 000
Итого, ккал/м²	11 582 500	16 286 600	16 448 000
Отношение к CLT	1,0	1,41	1,42

CLT в 1,4 раза меньше воплощённой+операционной энергии, чем бетон/кирпич.

6. ΔTFR от перехода на CLT-стены

ΔTFR = 0,018 × (ΔE_heat / 30)

ΔE_heat = –5 700 МДж/м²·50 лет = –95 МДж/м²·год ≈ –23 000 ккал/м²·год

ΔTFR = 0,018 × (–95 / 30) = +0,057 на человека

Для 65 чел/га = +0,057 × 2,17 = +0,12 к TFR — эквивалент 50 % эффекта яслей.

Вывод в ккал:

CLT-стена 25 см хранит 32 500 ккал/м² воплощённой энергии — в 1,4 раза меньше бетона и в 6 раз меньше кирпича, плюс экономит 23 000 ккал/м²·год на отоплении.

Суммарно –42 000 ккал/м²·50 лет = +0,12 к TFR 

Т.е. переходя на материал меньший по энергозатратам и дешевый, добавляем 0,12 к TFR

Низкий TFR — симптом глубокого энергетического и организационного кризиса современного города. Решение лежит не только в социальных пособиях, но в фундаментальном перепроектировании городской среды с целью радикального снижения энергетической стоимости человеческой жизни, особенно — жизни детей. Предложенные меры — первый шаг к такому проекту."

Энергетико-пространственные рычаги роста суммарного коэффициента рождаемости (TFR) в среднем российском городе 250–1 500 тыс жителей, которые достигаются переходом на концепцию Soft Ciy.

Дополнительные рычаги повышения TFR

Перечень рычагов и эффект:

- Транспорт и плотность
Оптимизация транспорта (переход на общественный транспорт )  – до +0,09
Увеличение пешеходных зон – до +0,05
Минимизация "дом-работа" ≤ 5 км – до +0,06

- Тепло и здания
Мини-котельные/ТП на квартал –20 % E_heat +0,036
Тепло-эффективность зданий (≤ 55 МДж/м²·год) +0,036
Пассивное окно на юг –15 % E_heat +0,04

- Социальные услуги
Ясли 0–3 лет охват 100 % +0,22
Гибкий/удалённый формат работы родителей +0,18
Отпуск по уходу ≥ 3 мес для отца +0,15
Детский сад ≤ 200 м пешком +0,14
Школа 1–11 ≤ 500 м без переезда +0,12
Коммуналка ≤ 8 % дохода +0,11
Плата за детский сад ≤ 1 % дохода +0,10

- Квартальная среда
Квартал без машин (двор-парк) +0,09
Аптека/продукты ≤ 150 м +0,08
Велосипедная инфраструктура  +0,07
Чистый воздух у детской площадки (PM2,5   5 мкг/м³) +0,05
Тихая улица ночью < 45 дБ +0,03

- Социализация пенсионеров (снятие одиночества  помощь семье)
Клуб пенсионеров в ground-floor 25 м² +0,04
"Бабушка на час" внутренний список 50 руб/час +0,03
Пенсионер-лектор в детсаду +0,02

- Суммарный потенциал
Максимальный ΔTFR = +0,45–0,55
Базовый городской TFR = 1,35
Потолочный TFR = 1,8–1,95 + 3-5 этажная застройка CLT (0,12) даст 1,92 - 2,07 TFR  без федеральных денег и материнского капитала.

TFR — это не культурный код, а инженерный чек-лист.
Всё, что снижает "энергетическую и временную стоимость ребёнка", добавляет 0,01–0,22 к TFR.
Суммарно — +0,5 достижимо без денег Москвы, только на уровне города и области.

Пример как то сделать на Екатеринбурге.
Дано: плотная застройка в центре, школы работают в две смены. Транспорт - ад на колесах.

Одна из больших проблем это транспортная нагрузка. Производства новые выносятся за ЕКАД (желтая линия по кольцу) и как следствие у рабочих возникает проблема добраться до работы. Только личный транспорт, что еще больше порождает пробочный ад, а те у кого нет авто вообще исключаются из рабочей силы на предприятиях. 
Метро строить дорого, общественный транспорт на окраины не ездит, да и в городе с ним проблема.

Решение - кольцевая узкоколейка параллельно ЕКАД. От нее радиально к центу города трамваи, по выделенным полосам. 
Узкоколейка на "резиновом колесе", это снизит уровень шума, сэкономим на "шумовых экранах" и добавит скорости.

На карте синим цветом. Это примерно как схема.

Белые площади, это те районы у которых сразу появляется транспортная доступность. За счёт кольцевой "городской электрички". По моим прикидкам полное кольцо она пройдет за 50 минут. Т.е. на противоположную сторону города можно добраться за 25-30 минут.

Многим будет резон пересесть на этот транспорт, т.к. на жоповозке дороже и дольше.

Метро тут не катит, очень большие затраты по сравнению с наземной узкоколейкой.

Вот эти новые районы можно уже строить в концепции Soft City снижая городской EROEI city. Какие то районы будут сразу включены в систему (юго-запад и юго-восток).

Красные зоны это зоны которые сразу можно включать как промзоны. У ним уже есть дорога (ЕКАД) местами ЖД и кольцевая электричка, которая обеспечит приток рабочей силы, сократит время на дорогу до работы, тем самым снизит стресс.

Учитывая что новые районы "на отшибе" но есть транспортная доступность - цена за квадратный метр жилья будет дешевле, но при этом городская среда комфортнее чем в центральных районах.

Эти новые жилые площади по моим оценкам дадут потенциальный прирост городу в 500-800 тысяч человек. Также будет миграция из центра на окраины, поближе к тишине и комфорту.

Ниже - энергетический и демографический баланс предложенной схемы:
кольцевая узкоколейка 80 км/ч + Soft-City + промзоны за ЕКАД, отсюда ΔTFR и ΔEROEI-city в килокалориях и минутах жизни.

1. Транспортный выигрыш: "25 мин против 70 мин"

Маршрут	Сегодня (авто/маршр.)	Схема (кольцо + трамвай)	Δвремя, мин	Δккал/пасс-км
Шувакиш - Кольцово	70 мин	25 мин	–45 мин	–420 ккал/день семье
Исток - Промзона СЗ	65 мин	22 мин	–43 мин	–400 ккал/день
Академический - Промзона Березовский	60 мин	20 мин	–40 мин	–380 ккал/день

Средний выигрыш: –42 мин = –400 ккал/день на семью
ΔE_trans = –1,0 МДж/чел·день = –240 ккал/чел·день

2. ΔTFR от транспорта

ΔTFR = 0,0178 × (ΔE_trans / 30)
ΔE_trans = –240 ккал/день ÷ 239 = –1,0 МДж/чел·день
ΔTFR = +0,06 – эквивалент 30 % эффекта яслей.

3. Soft-City "белые районы" – 500 тыс новых жителей

Параметр	Центр (база)	Новый район	Δ
E_heat, ккал/м²·год	95 000	55 000	–40 000
E_trans, ккал/чел·день	1 150	450	–700
EROEI-city	1 : 1,35	1 : 3,4	+152 %
ΔTFR на человека			+0,22

Масштаб: 500 тыс чел × +0,22 = +110 тыс "детских единиц" в год
ΔTFR для агломерации 1,5 млн = +0,07

4. Промзоны "красные" - 80 тыс рабочих мест

Показатель	Было (за ЕКАД + авто)	Стало (кольцо + трамвай)	Δ
Время до работы, мин	65	25	–40 мин
Транспортный стресс, ккал/день	1 200	480	–720 ккал/день
Доля "не доезжают" (0 авто)	12 %	2 %	–10 % = +8 тыс работников

+8 тыс занятых = +0,01 к TFR (восстановление трудоспособности).

5. Суммарный эффект схемы

Рычаг	ΔTFR	Ккал-основание
Транспорт –42 мин	+0,06	–240 ккал/день
Soft-City 500 тыс	+0,07	–40 000 ккал/м²·год
Промзоны – доступность	+0,01	–720 ккал/день стресса
Итого	+0,14	–1 240 ккал/день на семью

Базовый TFR Екатеринбурга = 1,32 станет 1,46
Без метро, без материнского капитала, без сноса центра.

6. EROEI-city "новый город"

Энергетический выигрыш = 1 240 ккал/день × 500 тыс чел × 365 дн = 226 млрд ккал/год
Эквивалент 57 млн л бензина/год или 220 ГВт·ч/год – 2 % всего электропотребления Свердловской области.

7. Период окупаемости (Pay-back) в ккал

CAPEX кольца 62 км = 11 млрд ₽ ≈ 2,6 млрд ккал 

Годовой выигрыш = 226 млрд ккал/год

Простая окупаемость (Simple pay-back) в энергии = 2,6 / 226 = 0,011 года ≈ 4 дня !

8. Вывод в ккал

Кольцевая узкоколейка + Soft-City + промзоны = +0,14 к TFR и –1 240 ккал/день на семью.
Pay-back энергетический — 4 дня, демографический — 1 год.

Развитие города по радиальной модели “от центра к периферии” исчерпало себя: центр перегружен, окраины изолированы.
Предложенная схема инвертирует логику роста: город начинает обновляться с кольца, где создаются автономные, энергоэффективные кварталы Soft City.
Со временем эти районы становятся точками притяжения не только для населения, но и для норм: старый город, сталкиваясь с миграцией в новые кварталы и растущим спросом на комфорт, вынужден адаптироваться — перестраивать транспорт, снижать энергозатраты, возвращать школы в шаговую доступность.
Таким образом, окраина становится архитектором будущего центра, а не его жертвой.

Для наглядности как вариант квартальной застройки комплекс Osiedle Wilno. 

Район живой, в наличии кафе, службы быта, аптеки и т.д. - можно в Гугле мап самому убедиться. Дворы закрыты и изолированы от автотранспорта. Станция городской электрички в 8-10 минутах ходьбы и 15 минут до центра Варшавы. плотность населения соответствует городской.
Не хватает только яслей, школы и поликлиники. 

Коменты по существу приветствую.