建筑与地震

P1:中国为何地震伤亡多?

P2:日本“震之岛”的经验与教训

P3:如何防震减灾?(防灾体系、宜居与安居)

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【主持人】我是周瑛琦,欢迎收看《筑梦天下》。

中国有很多山,名字都叫龙门山,其中一座位于成都以北,现在大家都知道那里有一个龙门山地震带,呈“东北-西南”走向。5年前,在这条地震带的北段,发生了汶川地震,五年后,在它的南段雅安芦山,噩梦重现。先给大家看一张相片:这是芦山县龙门乡红星村,相片里的阿姨,在地震发生的时候,抱着两个小孙子刚刚跑出门外,身后的房子就塌掉了。能看出来,房子是砖木结构。这一张,还是龙门乡,一家人在临时搭起的窝棚里,后面的房子,砖混结构,已经成了废墟。

再看一张相片。这是两周前芦山地震以后,被很多人转发和关注的一张相片,里面的建筑,是位于震区的芦山县人民医院。它也是汶川地震以后,澳门特别行政区援建的一座隔震建筑,强震后基本完好无损。这是它的里面,药品散落一地,我们可以大致感受到地震发生的时候,这座建筑曾经经历了怎样巨大的冲击和摇晃。

四川龙门山大断裂带,曾经历过汶川地震的惨痛,两周前,芦山强震再次来袭,但遗憾的是,并不是所有的建筑都像芦山医院那样,达到了足够的设防烈度。

地震灾害学里面,有一句很著名的话,“杀人的,不是地震,而是建筑”。当自然灾害一次次发生,当鲜活的生命在地震中消逝的时候,想起建筑界的这句名言,会让人格外觉得心痛。杜甫说“安得广厦千万间”,也许,仅仅“居者有其屋”都还是不够的,最起码,它要坚实,抗震,能给我们最基本的安全和庇护。生命的庇护所,不该反过来,成为生命的终结者,和戗害生命的帮凶。

当然,一次地震,它到底会造成怎样的伤亡,又会达到怎样的破坏强度,其实取决于很多因素,但在芦山地震之后,作为建筑节目,我们和观众一样想知道的是,为什么有的房屋倒塌损毁,而有的却安然无恙?到底怎样的建筑才是安全的?当灾难来袭的时候,我们应该怎么做,才能降低危险,减少伤亡?

【VCR】

解说:4月27日,是中国四川省的哀悼日。上午8点02分,全省各地的民众,以不同方式,向地震中逝去的生命寄托哀思。

在此前一周的4月20日,四川雅安市芦山县发生7级地震。芦山、天全、宝兴三县受灾严重,震中芦山县龙门乡大面积房屋垮塌,全乡停水停电。截至4月27日哀悼日当天,地震遇难人数升至196人,失踪21人,受伤13484人,累计造成231万多人受灾。

芦山震区位于龙门山南段,和五年前的汶川震区,同属龙门山断裂带。两次地震,特别是汶川地震,夺去了数万人的生命,伤亡惨重。而无论汶川,还是芦山,和所有世界各地的震灾一样,地震中建筑物的垮塌,都是造成人员伤亡的最主要杀手。灾后现场,垮塌的建筑让人触目惊心。房屋成了废墟,甚至已经看不出原来的结构。

在地震灾难中,到底什么样的房屋,不堪重击?底框、砖混、还是框架?又有什么样的建筑是安全的,能在地震中呵护生命、顽强挺立?

专家:从灾害来看,我们农民的自建房是一个重灾区。原因也比较简单,因为农民的经济收入有限,他建房的时候并没有去进行设计的委托,他的施工和材料,都是没有很好地控制,所以说它基本上没有什么抗震的能力,所以成了一个重灾区。另一类是砖混结构,比如说在汶川地震的时候,我们比较关注的一些学校的震害,因为这些砖混结构,它的开间比较大 横墙比较少,同时由于采光,重墙开洞也比较大,于是就产生了比较大的震害。从结构的类型上来看,钢筋混凝土的框架结构的抗震性能,是优于砌体结构的,剪力墙结构和框架剪力墙结构,又优于框架结构,而我们在汶川地震的时候,当时充当避难所的一个体育建筑,也就是绵阳的九州岛体育馆,它的大跨的空间结构是采用的网架,是一种钢结构的形式,它表现出了非常好的抗震性能。但是它的建设成本要高一些。

解说:地震高风险区的建筑,其设计和施工,有一个很重要的标准,就是国家颁发的《建筑抗震设计规范》。但因为多种原因,这一规范在很多地区,特别是偏远乡村,并没有得到很好的执行。

中国现行2010年版《建筑抗震设计规范》,是在2001版的基础上修订而成的。它的参考依据,是中国地震烈度区划图,并在总结汶川地震震害经验的基础上,对灾区设防烈度进行了调整,增加了很多强制性条文,以期最大限度减少地震带来的人员伤亡和财产损失。调整后的规范,关系到灾后重建的一系列标准问题,也关系到地震高风险区未来的建筑安全和生命保障。还有专家建议,在地震多发地区应强化推广抗震、减震、隔震技术,并将村镇建筑纳入国家规范体系。

【主持人-2】

和汶川地震相比,芦山地震的伤亡人数、灾后损失,都要小很多。这当然和地震的级数、以及它的烈度有关。汶川是里氏8级,芦山是7级,而每差一个震级,它爆发出的能量差不多就要相差31倍。但除此之外,我们也不能不承认,和汶川地震之前相比,无论是预防、急救,还是地震后的援助与安置,都有了相当的改进。重建后的房屋建筑质量,较之五年前也有了很大改善。四川省住建厅在芦山地震后,有一个调查评估,就是汶川灾后重建项目,虽然有的出现裂缝,有的墙体出现损毁,但主体结构没有垮塌,特别是学校、医院等地方,达到了标准,经受住了考验。

有媒体形容这种进步,是“摸着汶川的石头,趟过玉树的河”。比如说,汶川地震时,光机场安检就要花4个多小时,而这次芦山地震,机场几乎一路绿灯。而短短五年间,从天到地,多军种指挥协同的立体救灾网也已经初步成形。“快速”的背后,是整个国家应急体系的全方位的提升。

无疑,这是一种被地震倒逼的进步。它的每一点改善,背后都有血的教训,和生命换来的经验。就像我们的东邻日本走过的路一样,在灾难频发中不断反省、总结,并在一次次灾难中检验和改进。

下节回来,《筑梦天下》继续。

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【主持人-3】

地震的威力和破坏,是如此之大,以至在每一次大震袭来的时候,很多人就会想,如果地震能够准确预测,该有多好?但事实上,在汶川地震之后,就有地震学家判断,说地震一般是双向破裂,而汶川地震属于龙门山断裂带北端的单端破裂,那么当时纹丝不动的南端,将会有七级左右的余震,震中位置甚至精确到这次芦山地震重灾区的宝兴县。但它什么时候发生呢?也许十年,二十年,五十年,而谁也没想到,它这么快就来了。

事实上,直到今天,地震预测仍然是全球公认的科学难题。就预测地震来说,最理想的情况,是能预测到它的规模有多大,在哪里发生,以及何时发生。也就是平常说的地震预报三要素:时间、地点、震级。但以人类目前的技术,还做不到三点预测,特别是预报大地震的时间,几乎是不可能的。那怎么办呢?难道只能各安天命、坐以待毙吗?当然不是。

虽然,人类不能决定地震在哪里,以及何时发生,也不能决定它的强度,但我们至少可以通过改进建筑方法,来降低它的破坏和伤害。

日本是世界著名的地震多发国,处在多个地球板块的交汇点上,全国平均每天有四次地震。全世界震级在里氏6级以上的地震,有五分之一都发生在日本。千百年来,地震像梦魇一样缠绕着这个东方岛国,而一次次突如其来的沉重打击,也使日本人对于灾难积累了非常多的教训和经验。

开始的时候,日本寄希望于预测,1923年关东大地震后,日本政府在东京大学成立了地震研究所,针对地震预测展开了专门的研究。但几十年以后,日本不得不从根本上改变了这一应对地震的方向,从预报,转向了预防。

【VCR】从70年代开始,日本政府投入数十亿日元,开始强化地震预报的研究。1975年2月,中国科学家成功预测出里氏7。4级的海城地震,曾给包括日本在内的全世界地质学家极大的鼓舞,但不幸的是,那也是迄今为止全世界唯一一次对大地震的成功预测。1995年阪神大地震的惨痛经历,更是粉碎了日本人预测地震的梦想,从此,预防取代了预报,成为日本对待地震最重要的课题。

阪神大地震中,造成人员伤亡的最主要原因,是大量建筑物的毁坏,这也迫使日本重新检讨过去的抗震体制和方法,更加重视发展抗震建筑,以最大限度减少建筑、特别是城市高层建筑可能造成的损失。

这里是东京著名的购物中心和旅游中心——六本木新城,项目启动于1986年,阪神大地震后重新设计了抗震结构,前后历时17年才建设完成,是东京人眼中的新都市概念建筑群,同时也是著名的旧城改造代表项目。

六本木新城拥有先进的避难系统和防震设施,共11栋大楼,每栋建筑都按照各自不同的功能,设计了特别的避震措施。这是一栋运用了新型制振和免震装置的复合建筑。

采访:现在我就来演示一下实际发生地震时建筑物的状态。六楼的顶部是由这两种装置,来分担地震时带来的摆动,这个由橡胶和钢板叠加组成的装置承托着顶部花园的重量,另外这个液压弹簧可以吸收,地震时对大楼产生的摆动力,这个就是使用在制震方面的技术,这是一个简单的模型,它运用了液压原理,我们把它埋在大楼里,这个装置有一个最大的特点,我们可以慢慢地把它拉开,但是如果猛地用力反而拉不动了,也就是说如果发生大地震的话,突发的力量就会被这种装置吸收,因而减低了建筑物的受损程度,最主要的免震设施就是这个,橡胶和钢板量叠加在一起组成的装置,这个装置支撑着整栋大楼的重量,因为有了这个装置,就可以起到减缓地震时产生的震动的效果,但是这个装置只能减缓来自纵向的震动,那么为了解决来自横向的震动,我们就使用了钢制的弹簧,弹簧分两种,这种灰色的和那边红色的,用这两种弹簧来延缓来自横向的震动,我们这栋楼可以应付相当于阪神大地震强度的地震,从一个需要往外逃生的危险的地方,变成可以进来避难的安全的地方,这就是我们想要实现的最终目标。

【主持人-4】

地震是如此的神出鬼没难以预测,而一次次的失败,也使得关于地震预报的研究,开始在日本以及西方国家遇冷。人们把关注的重心转移到预防上面,特别是有关建筑的抗震、防震和减震方面。他们希望在灾难降临的时候,家,能够成为也应该成为最安全的地方。

普利兹克奖是国际建筑界的“诺贝尔奖”,今年获奖的是已经71岁的伊东丰雄,他也是第六位荣获普利兹克奖的日本建筑师。伊东丰雄认为,在上世纪二三十年代,人们普遍相信艺术能改变社会,在这一理念下,建筑原则发生了巨大的变化,这当然值得钦佩,但在我们身处的这个时代,建筑和艺术必须分道扬镳。在他看来,建筑应该在造福社会上有所成就,不应该继续停留在艺术领域,也因此,在2011年3月日本那场大地震和大海啸之后,伊东和他的日本同行,提出了一个“共有家园”的社区空间概念,来重新思考建筑的本质和源初。建筑,为什么而建,为谁而建?在伊东看来,建筑必须立足于它最核心的部分,比如安全,比如居住和交流对空间的需求等等,而所有的塑造和添加,都应该保持最低限度,并且必须依附于建筑的根本,就像树枝从树干上自然地生长出来。而普利兹克奖评委会特别赞赏的,正是伊东这种直接表达社会责任感的做法。

伊东的代表作之一是仙台多媒体中心,在开始设计的时候,因为设计元素主要是玻璃,和水草一样扭曲的大柱子,没人看得懂,还曾经引发了居民的抗议,但就是这件作品,经受住了2011年9级地震和大海啸的考验,除了吊顶掉落、玻璃震碎以外,主体结构安然无恙。我们可以看一段视频,看一下在那场大地震中,那些水草一样的大柱子,是怎样消减了地震中最具破坏性的横波冲击力。

【VCR】大地震中的仙台多媒体中心(15秒短片)

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【主持人-5】

芦山地震之后,媒体报道地震和灾区,有一家报纸用了一个总标题,是“科学才是第一救灾力”。事实上,无论是防灾,救灾,还是灾后的恢复重建,我们都该有一种科学的,同时也是诚实的态度。

网上有人总结了世界各地的抗震建筑,比如说英国科学家正在尝试建造一种特殊的房屋,它的核心技术是纳米聚合体粒子,这种粒子能够让地震中受伤的房子“自我愈合”。 希腊也属于地震多发国家,它们的科研人员在研制一种“智能减震屋”, 安装了多种传感设备,地震发生的时候,房子能够“自我保护和修复”,而且还能够自动报警,并通知它的社区邻居。

我们来看一下相片。这是日本的高层抗震大厦,使用了和美国纽约世贸中心相同的钢管168根,来确保它的抗震强度。

这是可漂浮的抗震住宅,可以抵御地震,还能预防水灾,能够漂浮在水面上。

这些设计,它的目的就是尽量减少地震带来的灾害,就像中国人讲的,居安思危,防患于未然。

有人在谈到建筑规划的时候,用了两个词,一个是宜居,一个是安居。宜居,道理上有点像古代讲的风水,选地方,而且两者的核心考虑其实有些类似,就是四个字,趋利避害。比如住在海边,就要考虑台风和海啸的可能,住在北方,就会考虑防寒防冻,而住在地震活跃的地区,就必须考虑防震和减震,那为什么要选择朝向呢?是因为要考虑光照和通风。那么,在一个不那么宜居、有着不利因素的地方,怎样才能实现安居呢?这是一个问题,但它却不仅仅是建筑师要考虑的问题。特别是在城市,在人群集中的地方,更多的,要依靠整体防灾体系的建立,依靠国家应急体系的完善和高效。

中国和日本国情不同,也不像日本那样时时处于地震的威胁之下。但我们不妨看作是他山之石,来借鉴一下看看,看看这么多年来,它的经验,和它的教训。

【VCR】

16:55解说:大地震迟早要发生,这在日本是人人皆知的常识,日本政府早在1978年就制定并实施了《大规模地震对策特别措施法》,从上世纪90年代开始,又着手建立了从中央到地方的危机管理体制,除了中央和地方政府成立的灾害对策部,气象厅、警察署、电力、通信、煤气、运输等部门,也都有自己的防灾体制。一旦发生自然灾害,既能各自为战,又可统一行动,全面投入救援和重建工作。

20:02采访:现在我们国土交通省总部的职员总共有4500人左右,此外在各个地方都有我们的分部,加起来的话总共有4、5万人,这当中像我这样随身带手机的人,一接收到报警的信息,我们就会立即赶到这里,分部的职员也马上赶往他们所在地方的办公楼紧急集合,开始收集有关的情报,同时开始行动,恢复道路畅通。

20:47解说:日本的防灾管理体制也是不断完善的,阪神大地震时从信息收集到政府部门,警察和自卫队采取行动都很迟缓,政府因此遭到舆论的严重指责。在那以后,各个部门在提高应急效率方面都做了很大程度的改进。

很多地方政府也开始采取一些防震的措施。静冈县濒临太平洋,被认为是近期大地震很可能发生的地方,它们制定的地震预防的计划,列举了大地震发生时政府应该采取的具体措施,包括交通管制、医疗救助及居民的疏散与安置。

在学校和工作场所,紧急疏散演习每年要进行好几次。一些家庭准备有一个方便背包,背包内装着在紧急情况下的生存必须品,比如饮用水和干粮。

日本政府将每年的9月1日定为防灾日,这一天,各地都要举行大规模综合防灾演习,此外,全国多个城市设有防灾体验中心,免费向市民开放。中心内模拟地震、火灾等情况,用互动的方式教导遇难的自救方法。

一二三四五六七(模拟地震训练画面)

培训人员:遇到火灾的时候声音不能太小,一定要大声地喊:“着火啦”。请从这里走到前面,拿起灭火器,请开始。(消防演习)“着火啦”

【主持人】

天灾总是难以避免。而在各种因素里面,生命,只有生命是最可宝贵的。房子倒了,还可以重建,但一个失去了亲人,他再也不会回来。

我们是建筑节目,关注建筑的空间和造型,关注它的风格和流派,但在芦山地震之后,在这样的时刻,我们更关注建筑的安危。中国正处在城市化和城镇化的快速发展期,城市和乡村正在经历前所未有的规划、调整和重建,也许我们每个人心中都有属于自己的中国梦,并为之不懈努力,但有一点也许是共同的,就是“安居梦”。我们希望不仅仅是居者有其屋,我们也希望每一个中国人,能够远离灾害伤痛,家宅平安,无有恐怖。