也許災后設計是最能夠考驗和體現設計力量的載體,因為在這里,造型和外觀再也不是判斷一個設計的首要標準。在汶川大地震發生兩個多月后的今天,酷暑中的災民在臨時住所內面臨著新的煎熬,如何從短期避難所到長期性住宅的過渡問題擺在了決策者和災民面前。汶川震區重建——如何快速地為最廣大的百姓建筑經濟、堅固且符合地震多發地帶生態環境的新家園,如何有效地積累城市建設的抗震防災經驗,也值得每一個設計師思考。記者就此采訪了浙江大學建筑工程學院巖土工程研究所副所長唐曉武教授。希望人們能看到,災難之后不是只有救災的感人場景,還有為災民們設計更好保護所的設計師們的努力。
唐曉武,浙江大學土木工程系巖土工程研究所教授。1995年-2002年間在日本國立佐賀大學求學,八年間獲工學博士、博士后并歷任佐賀大學低平地防災研究中心助理教授、講師、低平地研究中心客員教授。在日本期間,唐教授多次參與佐賀市抗震防災預案的修訂計劃,在這方面有充足的研究和實踐背景。回國后,亦積極參與浙江省科技廳在公共安全方面的研究,為政府提供了豐富的決策資源。
實例:剛性抗震
事實上,用于大型建筑方面的防震、免震設計,國內與國際的差距并不是很大,甚至可以說是差不多的。但日本的比較高端免震設計價格我們的普通建筑承受不起,不能大面積推廣。我給你看個例子,這樣的房子我們能造嗎?它造在京都的鬧市區,沒有經過免震設計是不可能的,但也是普通人使用的房子。我們看到,它的長細比高達5∶1,什么概念呢,40米寬的寫字樓要高達兩百米。它的梁柱一定做得很粗,框架連到地下,整個房子非常結實。這就是一個剛性設計的例子,目前在中國幾乎不可能大面積造出來。
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這些斜承也是用來毀壞的,所以做得相對細一點。不同的部位作用也不一樣,一大部分斜撐著,因為這樣效率最高。而且它有由粗到細的變形,使得在斷裂的時候速度很慢,可以吸收更多的能量。其實這樣的設計耗費的材料也很簡單,造價也不是特別高。需要一些實驗,但我們也完全可以模仿。
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這也是個以柔克剛的例子,在地震中,這根柱子是可以損壞的。在損壞的過程中,吸收了能量。你不讓它損壞,破壞的能量就會轉嫁到整個房子上。犧牲小的保全整個建筑。
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這個是消防龍頭,為了防止火災蔓延,大多數建筑都安裝了防火門。但防火門常常發生這樣的情況:火擋住了,人也擋住了。需要用水,這個出水量很大。要知道地震的時候,自來水管裂開了沒有水了,所以說中央實驗室自成一套體系。那么這些水貯存在哪里呢?我們來看整個建筑的外觀。
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你看這個建筑,水存在下面的木箱里。水也是防震的,整個房子是個“風洞實驗”。房子“浮”在水面上,就像坐在船上,任憑風浪起伏,船還是穩的。因為水肯定和地震反方向的,可以抵消地震帶來的晃動。而剛才消防不正需要水嗎,設計者就把水存在這里,地震若引起火災這些水也可以用來滅火。也就是說水的消震作用可以降低房子其他部分的防震造價。
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實例:柔性抗震
這是日本清水建設研究中心中央研究所的辦公樓,這就是一個剛柔相濟的例子。底層是防空間,樓下面全部是空心的,上面是一個整體。在樓底,一般就安裝有防震裝置。
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防震裝置是怎么運作的呢,我們來看一下這個模型,在一幢樓房下,一共安裝了四個防震裝置。你看,我拍照的時候底部是模糊不清的,說明模型底部在震動。但樓面上的指針很清楚,沒有任何模糊,說明樓體沒有任何晃動。
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看到樓層間有一條黑線了嗎?很別出心裁是吧,但它并不是為了造型裝飾上的考慮。而是表示,這條黑線以下的建筑都可以損壞,保全黑線以上的建筑。這里放了很多消震器。