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2023-04-04 09:32:04
原標(biāo)題:房子抗震,這些國(guó)家有高招
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【環(huán)球時(shí)報(bào)綜合報(bào)道】編者的話:近期,全球各地頻繁發(fā)生地震,在強(qiáng)震中,本來(lái)用來(lái)安居樂(lè)業(yè)的房子瞬間變成了恐怖的“殺手”。為了應(yīng)對(duì)強(qiáng)震,減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,許多地震多發(fā)國(guó)各想奇招,設(shè)計(jì)出了體現(xiàn)當(dāng)?shù)匚幕厣惋L(fēng)情的抗震建筑,這些抗震建筑不僅體現(xiàn)了這些國(guó)家千百年來(lái)順應(yīng)自然的智慧,也在展現(xiàn)科技水平的不斷提升。
會(huì)搖擺的印度老房子震不塌
喜馬拉雅山南麓屬地震多發(fā)地帶。在位于此處的印度北部地區(qū),有一種名叫“卡特庫(kù)尼”的傳統(tǒng)木石建筑。卡特庫(kù)尼這個(gè)名稱來(lái)自梵文,“卡特”意為木頭,而“庫(kù)尼”指的是轉(zhuǎn)角。這是一種以木頭為支撐,用石頭堆疊起來(lái)的傳統(tǒng)房屋,在當(dāng)?shù)叵鄠饕延袛?shù)千年歷史。卡特庫(kù)尼不僅能抗震,而且冬暖夏涼,非常契合當(dāng)?shù)貧夂颉?/p>
卡特庫(kù)尼的設(shè)計(jì),體現(xiàn)出人類順應(yīng)自然的古老智慧。卡特庫(kù)尼看上去并不是特別結(jié)實(shí)的樣子,方形的長(zhǎng)木橫亙?cè)趬Ρ谏稀Φ闹黧w還是石頭,而且很多石頭并不大,也不規(guī)則,給人一種使勁踹一腳恐怕都能倒掉的錯(cuò)覺(jué)。實(shí)際上,卡特庫(kù)尼不僅踹不倒,許多建筑歷經(jīng)多次大地震依然安然無(wú)恙,反而是周邊一些鋼筋混凝土的房子被震倒了。當(dāng)?shù)厣矫窠榻B,卡特庫(kù)尼并不刻意追求巋然不動(dòng),地震來(lái)襲時(shí),這種建筑甚至?xí)笥覔u晃,但即使劇烈晃動(dòng),卡特庫(kù)尼也不會(huì)坍塌。該建筑交錯(cuò)的木梁間形成一層層的結(jié)構(gòu),這些層之間的間隙充滿了石頭、干草、瓦礫和泥土。這些材料形成一套錯(cuò)綜復(fù)雜的互鎖系統(tǒng),使卡特庫(kù)尼整體結(jié)構(gòu)靈活且有冗余,允許墻壁在地震時(shí)移動(dòng)并自行調(diào)整。
卡特庫(kù)尼的另一個(gè)特點(diǎn)是建筑結(jié)構(gòu)顯得頭重腳輕。厚厚的片石屋頂如瓦片般鋪開,重量壓在四壁上,看似危險(xiǎn),實(shí)則無(wú)恙,在重力作用下反而使建筑整體更穩(wěn)固、更抗震。卡特庫(kù)尼的設(shè)計(jì),處處體現(xiàn)出先民與自然和諧共存理念的火花。
卡特庫(kù)尼的建設(shè),也顯示出當(dāng)?shù)厝嗣襦徖锘ブ纳娣绞健T诖遄永铮ǚ孔酉騺?lái)是大事,卡特庫(kù)尼尤其是如此。過(guò)去,建造一座卡特庫(kù)尼房屋少說(shuō)也需要一年的時(shí)間。首先要準(zhǔn)備木材,建造卡特庫(kù)尼一定要用喜馬拉雅山特產(chǎn)的雪松,這種樹生長(zhǎng)緩慢但木質(zhì)非常堅(jiān)硬。其次還要搜集石材,由于不要求石頭外形規(guī)整,所以很多家庭都利用平時(shí)外出的零碎時(shí)間撿石頭,堆起來(lái)備用。卡特庫(kù)尼開建的時(shí)候,村子里的左鄰右舍都會(huì)前來(lái)幫忙,這種鄰里互助往往是村民們?cè)谙柴R拉雅山區(qū)凜冽嚴(yán)酷的寒冬中生存下去的關(guān)鍵。建房的關(guān)鍵步驟,還要請(qǐng)村里專門的卡特庫(kù)尼師傅前來(lái)指導(dǎo),或請(qǐng)師傅親自操刀搭建。這些“建筑師”,當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言稱為“濤維”,他們?cè)诳ㄌ貛?kù)尼的傳承中至關(guān)重要。
卡特庫(kù)尼也很能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境。它具有雙層墻體,人們習(xí)慣在內(nèi)層抹上泥。泥土透氣,既可以擋風(fēng)寒,也不阻礙房屋“呼吸”。據(jù)報(bào)道,許多曾經(jīng)住過(guò)卡特庫(kù)尼、后來(lái)居住在混凝土房子中的村民反映,新房子確實(shí)不如老房子暖和。要達(dá)到與卡特庫(kù)尼相同的體感溫度,不得不花費(fèi)更高的取暖費(fèi)用。
卡特庫(kù)尼也在一定程度上傳承了當(dāng)?shù)匚幕2粌H是房子本身已經(jīng)成為一種活的“文物”,也不僅因?yàn)榭ㄌ貛?kù)尼將古老的生活方式流傳下來(lái),更直接的是,許多卡特庫(kù)尼的木頭上留存著美麗的木雕。每一個(gè)木雕,都在講述關(guān)于這片土地的神奇故事。
卡特庫(kù)尼的衰落,與英國(guó)殖民者息息相關(guān)。英國(guó)殖民者統(tǒng)治這片土地后,大量使用當(dāng)?shù)刭Y源,雪松迅速減少。這種傳統(tǒng)建筑也逐漸被鋼筋混凝土的現(xiàn)代房子所取代。如今,隨著人們?cè)絹?lái)越重視防震、重視環(huán)保,當(dāng)?shù)厝酥匦麻_始憧憬能夠住在卡特庫(kù)尼這樣的老房子里。一些專業(yè)人士也開始嘗試用竹子替代雪松,來(lái)建造卡特庫(kù)尼中的“卡特”部分。
希臘“智能減震屋”能自我修復(fù)
土耳其地震發(fā)生后,生活在鄰國(guó)希臘的人不禁自問(wèn),希臘的建筑物能有多防震?
由于其地理位置和地質(zhì)形態(tài),希臘是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家。在雅典國(guó)家天文臺(tái)地球動(dòng)力研究所的監(jiān)控室里,有一個(gè)顯示希臘全境地圖的屏幕,希臘的地震情況會(huì)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。在這張電子地圖上,每天都有幾十個(gè)點(diǎn)亮起,顯示強(qiáng)度或大或小的地震。
從歷史上看,希臘人口稠密的城鎮(zhèn)和島嶼大多曾遭受過(guò)多次強(qiáng)烈地震的破壞,近百年來(lái)的地震包括1953年發(fā)生在凱法利尼亞島的7.2級(jí)地震、1999年雅典6級(jí)地震等。這些地震都造成了大量建筑物倒塌和重大人員傷亡,因此也促使希臘當(dāng)局逐步完善建筑法規(guī),在建造新建筑物的時(shí)候把防震減災(zāi)的因素考慮在前。
盡管直到1959年希臘第一部防震法規(guī)才出臺(tái),但事實(shí)上,古希臘人對(duì)建筑物穩(wěn)定性已經(jīng)相當(dāng)重視。希臘地標(biāo)建筑物、位于雅典衛(wèi)城的帕特農(nóng)神廟,建于公元前5世紀(jì),以美麗的外觀和復(fù)雜的雕塑而聞名。設(shè)計(jì)帕特農(nóng)神廟的古希臘建筑師伊克梯諾和卡里克利特在這座建筑中融入了許多抗震功能。例如,他們使用了一種被稱為“榫槽”的互鎖接頭來(lái)連接建筑物柱子和墻壁的大理石塊。這有助于將地震能量更均勻地分布在整個(gè)結(jié)構(gòu)中,降低倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。
古希臘建筑物抗震的典范之作還有位于伯羅奔尼撒半島的阿特柔斯寶庫(kù)、位于科林斯古城的阿波羅神廟等。當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)師和施工者在建造抗震建筑方面已經(jīng)非常熟練,既考慮美感,也兼顧結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保建筑物能夠承受地震的沖擊。
“穩(wěn)定優(yōu)于一切”的建筑理念也深深地影響著現(xiàn)代希臘建筑設(shè)計(jì)師,新雅典衛(wèi)城博物館、雅典音樂(lè)廳、希臘國(guó)家圖書館和國(guó)家歌劇院都使用了一種在強(qiáng)烈地震發(fā)生時(shí)將建筑物運(yùn)動(dòng)與地面震動(dòng)“解耦”的隔震系統(tǒng),不僅可以防止倒塌,還可以最大限度地減少破壞。
多年來(lái),希臘科研人員一直在研究建筑物抗震的辦法,其中,新型“智能減震屋”就是研究成果之一。這種抗震“智能屋”最大的特色就是能夠進(jìn)行“自我保護(hù)和修復(fù)”。“智能屋”里安裝了多種傳感設(shè)備,對(duì)最輕微的震動(dòng)也會(huì)有所察覺(jué)。屋內(nèi)采用的材料具有自我修復(fù)功能,一旦墻體在地震中出現(xiàn)裂縫,液態(tài)修補(bǔ)材料就會(huì)像膠水一樣,粘住裂縫并迅速固化,從而防止房屋倒塌。但目前這種“智能屋”僅停留在研究階段,距離讓普通老百姓用得上的目標(biāo)還有一段路。
關(guān)西第一高樓抗震技術(shù)最尖端
行走在日本東京、橫濱、大阪等城市中心地區(qū),很容易被直聳云霄、高達(dá)百米的“塔樓”吸引,但同時(shí)也難免心生疑惑和擔(dān)憂:“日本地震多發(fā),為何還要建這樣的摩天大樓,不怕被震塌嗎?”日本是地震大國(guó),整個(gè)國(guó)家都處于地震帶上,平均每年發(fā)生1萬(wàn)多次地震。尤其是關(guān)東大地震、“3·11”大地震等,毀滅性的破壞令不少日本人至今心有余悸。也正因此,日本地產(chǎn)開發(fā)商在建造房子時(shí)必須考慮防震能力這一要素,人們?cè)谫?gòu)買或租賃房屋時(shí),也會(huì)將“抗震”作為極其重要的標(biāo)準(zhǔn)。日本建筑的抗震能力在世界范圍內(nèi)領(lǐng)先,強(qiáng)震襲來(lái)時(shí)雖難免損失慘重,但很少出現(xiàn)大面積房倒屋塌的情況,甚至不少在日本旅游或生活的人驚訝地發(fā)現(xiàn),“當(dāng)發(fā)生較大的地震時(shí),房子也只是晃了晃,百米以上的高層建筑依然屹立不倒”。
日本人為了對(duì)抗地震,在房屋的耐震功能上可謂煞費(fèi)苦心。其建筑分為“舊耐震建筑”和“新耐震建筑”,前者指以1981年之前制定的耐震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑確認(rèn)的建筑物,后者指1981年之后按照新耐震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑確認(rèn)的建筑物。此外,每當(dāng)發(fā)生大地震時(shí),日本都會(huì)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,并改變建筑的標(biāo)準(zhǔn)。
日本針對(duì)建筑的抗震構(gòu)造主要采取3種方式:“耐震”“制震”“免震”,3種方式不僅結(jié)構(gòu)不同,效果和成本也不同,其中以免震的抗震效果最佳。所謂“免震”,主要是在建筑物和地基之間設(shè)置防震裝置,據(jù)說(shuō)可以減少七至八成搖晃,不容易發(fā)生家具翻倒或人員摔傷等二次傷害。高層建筑多采用該種抗震方式,但這種抗震方式成本較高,也有人認(rèn)為對(duì)臺(tái)風(fēng)和海嘯的抵抗作用不大。
日本房屋結(jié)構(gòu)多以木質(zhì)為主,高層建筑多以輕鋼結(jié)構(gòu)或鋼混結(jié)構(gòu)為主,采用減震技術(shù),可使震感大幅減少。例如關(guān)西第一高樓阿倍野HARUKAS,高達(dá)300米,可從展望臺(tái)上俯瞰整個(gè)大阪的美景。該建筑擁有最尖端的耐震技術(shù),支撐建筑的是由最高強(qiáng)度的混凝土和鋼柱組成的鋼管混凝土柱。同時(shí),設(shè)計(jì)者在低層設(shè)置了兩種吸收地震能量、抑制建筑物搖晃的減震器。
雖然日本近些年一直在強(qiáng)化建筑物的抗震能力,但仍存在不少困難和問(wèn)題。例如,由于建筑物的密集程度不同,地基和土地的形狀也各不相同,改造建筑的難度較大。此外,伴隨著地震往往會(huì)出現(xiàn)海嘯等災(zāi)害,也可能造成大規(guī)模人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
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