先進(jìn)的建筑抗震技術(shù)
日本堪稱世界上地震最多的國(guó)家，每年發(fā)生有感地震約1000多次，全球10%的地震均發(fā)生在日本及其周邊地區(qū)，因此日本的房屋設(shè)計(jì)對(duì)抗震有非常嚴(yán)格的要求。
有著豐富日本建筑界工作經(jīng)驗(yàn)的建筑設(shè)計(jì)師廖曉告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者：日本擁有多項(xiàng)先進(jìn)的建筑防震技術(shù)，他們?cè)诮ㄖ拐?、防火等安全性方面的?guī)定復(fù)雜而嚴(yán)格。
其一，日本的建筑善于利用剛性結(jié)構(gòu)提高建筑物的抗震性能。廖曉告訴記者，日本許多高層公寓會(huì)在剛開(kāi)始銷售后不久即告罄，一個(gè)重要因素就是這些高層公寓多半與高層寫(xiě)字樓作了同等水平的抗震設(shè)計(jì)。一座號(hào)稱日本最高的公寓，使用了與美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管，確保了抗震強(qiáng)度。廖曉說(shuō)：這種鋼管的直徑最大達(dá)800毫米，厚度達(dá)40毫米，而且鋼管中還注入了比通常混凝土強(qiáng)度高3倍的高強(qiáng)度混凝土。
在中國(guó)，高層公寓通常以柔性結(jié)構(gòu)為主流，一般靠整個(gè)建筑來(lái)減弱地震引起的搖動(dòng)。這種建筑在強(qiáng)風(fēng)刮過(guò)來(lái)時(shí)，樓的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生一定的搖動(dòng)。而日本建筑多數(shù)采取剛性結(jié)構(gòu)，這樣搖動(dòng)大大降低。例如，7級(jí)以上的大地震發(fā)生時(shí)，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動(dòng)1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動(dòng)30厘米。
其二，日本建筑師普遍使用橡膠提高建筑物的抗震性能。例如，在日本東京有一座免震結(jié)構(gòu)公寓，盡管高達(dá)93米，但其外圍使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在裂度為6的地震發(fā)生時(shí)，就可將建筑物的受力減少至1/2。
其三，日本開(kāi)發(fā)出一種局部浮力的抗震系統(tǒng)。據(jù)日本媒體報(bào)道，這種技術(shù)是在建筑物上層結(jié)構(gòu)與地基之間設(shè)置貯水槽，使建筑物受到水的浮力支撐。水的浮力承擔(dān)建筑物大約一半重量。地震發(fā)生時(shí)，由于浮力作用延長(zhǎng)了固有振蕩周期，即晃動(dòng)一次所需時(shí)間，建筑物晃動(dòng)的加速度得以降低。廖曉高度評(píng)價(jià)了這種技術(shù)：這種技術(shù)不僅具有較好的抗震效果，同時(shí)貯水槽內(nèi)貯存的水在發(fā)生火災(zāi)時(shí)還可以用來(lái)滅火，或者作為地震發(fā)生后的臨時(shí)生活用水。更重要的是這一系統(tǒng)成本并不算高，以八層樓醫(yī)院為例，成本比普通抗震系統(tǒng)高出大約2％。
其四，用滑動(dòng)體基礎(chǔ)提高建筑物抗震性能。這種技術(shù)適用于獨(dú)戶、古舊建筑，可以有效地進(jìn)行古建筑的防震保護(hù)。廖曉說(shuō)，這種技術(shù)是在建筑物與基礎(chǔ)之間加上球型軸承或是滑動(dòng)體，形成一個(gè)滾動(dòng)式支撐結(jié)構(gòu)，從而減輕地震造成的搖動(dòng)。日本目前已經(jīng)對(duì)國(guó)立西洋美術(shù)館等古舊建筑實(shí)施了這種補(bǔ)修工程。
據(jù)介紹，日本目前約有2000幢建筑使用了這些防震技術(shù)，中國(guó)的這類建筑只有700座，而世界其他國(guó)家的此類建筑加起來(lái)還不足300座。
影響這些先進(jìn)技術(shù)推廣的重要因素之一就是成本考慮。除去引進(jìn)技術(shù)的成本考慮，即使在日本，開(kāi)發(fā)商也并非大規(guī)模引入這類技術(shù)，這會(huì)使建造成本最多提高15%。廖曉說(shuō)。
據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，致力于推廣抗震技術(shù)的日本免震構(gòu)造協(xié)會(huì)的負(fù)責(zé)人Nagahide Kani說(shuō)，如果東京現(xiàn)在遭遇與四川同樣震級(jí)的地震，其建筑的受損程度不會(huì)像中國(guó)四川那樣嚴(yán)重。
嚴(yán)格的建筑法規(guī)體系
日本不僅有先進(jìn)的技術(shù)手段，更重要的是日本法律對(duì)于抗震減災(zāi)的嚴(yán)格規(guī)定。
日本《建筑基準(zhǔn)法》規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震。一個(gè)建筑工程為獲得開(kāi)工許可，除了設(shè)計(jì)、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報(bào)告書(shū)。這一報(bào)告書(shū)的主要內(nèi)容是，根據(jù)地震的不同強(qiáng)度，計(jì)算不同的建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力大小，進(jìn)而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。
日本法律還規(guī)定，只有一級(jí)建筑師以上的人才能有資格編制抗震報(bào)告書(shū)，而且，報(bào)告書(shū)中的相關(guān)計(jì)算必須要使用國(guó)土交通省認(rèn)可的專用程序。普通的一個(gè)八九層公寓樓，其抗震報(bào)告書(shū)動(dòng)輒厚達(dá)兩三百頁(yè)。建筑抗震報(bào)告書(shū)必須經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)或人員的檢查，確認(rèn)無(wú)誤后才能開(kāi)工。廖曉說(shuō)。不僅在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，日本更注重的是將安全法規(guī)落到實(shí)處。一個(gè)著名的例子是，2005年日本一位名叫姐齒秀次的建筑師被發(fā)現(xiàn)編造了幾十棟公寓樓的抗震數(shù)據(jù)。此事曝光后政府緊急實(shí)施的建筑抗震性復(fù)查導(dǎo)致連續(xù)幾個(gè)月都未有新建筑獲準(zhǔn)開(kāi)工，幾乎導(dǎo)致日本經(jīng)濟(jì)陷入衰退。上述建筑師2006年底以偽造數(shù)據(jù)和偽證罪被判處5年監(jiān)禁。
上千萬(wàn)美元的震災(zāi)監(jiān)測(cè)防治系統(tǒng)
日本在部分海域水下2000米處安裝了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)海上監(jiān)測(cè)船將有關(guān)信息發(fā)射到人造衛(wèi)星上，再利用全球定位系統(tǒng)，密切監(jiān)視大陸架板塊的移動(dòng)。
此外，日本花10年之工斥資上千萬(wàn)美元打造了一套地震早期預(yù)警系統(tǒng)，按設(shè)計(jì)它應(yīng)能偵測(cè)到地震的最初跡象，并趕在地震爆發(fā)前向震中附近城市發(fā)出警報(bào)，從而使人們能多獲得幾秒鐘逃生時(shí)間。廖曉介紹說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)儲(chǔ)存了大量4級(jí)以上地震的災(zāi)難資料，一旦發(fā)生大地震，該系統(tǒng)可以在30分鐘內(nèi)自動(dòng)計(jì)算出受災(zāi)規(guī)模，指導(dǎo)當(dāng)局有針對(duì)性地迅速展開(kāi)救援措施。
在城市建設(shè)規(guī)劃之時(shí)，日本也十分重視防災(zāi)避難的設(shè)計(jì)。各個(gè)家庭陽(yáng)臺(tái)相通，以備意外時(shí)互相支持或避難。旅社、地鐵、商店、影院等公共場(chǎng)所出入口都有非?？诩皹?biāo)記指示，一旦發(fā)生非常事件時(shí)用來(lái)疏散。抗震性和安全性是日本建設(shè)公路、鐵路和公園等城市基礎(chǔ)設(shè)施的重點(diǎn)。在日本城市中有許多政府指定的避難緩沖地帶，不少城中綠地和街心公園的入口處都插著地震避難所的牌子。65%的市區(qū)街道可作為避難所，甚至儲(chǔ)備水、食物、藥品、毯子等，并能建造臨時(shí)房屋。
完善的防災(zāi)救災(zāi)體制
國(guó)家住宅工程中心高級(jí)建筑師劉東衛(wèi)博士也認(rèn)為，日本防御地震災(zāi)害的重要經(jīng)驗(yàn)之一在于，日本建立了完善的防災(zāi)和救災(zāi)體制。
日本擁有防災(zāi)省，建立了從中央到地方的防災(zāi)減災(zāi)信息系統(tǒng)及應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)，一旦國(guó)家發(fā)生重大災(zāi)難事件，首相將擔(dān)任總指揮。
日本向國(guó)民長(zhǎng)期普及防震救災(zāi)知識(shí)?！洞蟮卣鹛貏e措施法》規(guī)定9月1日為全國(guó)防災(zāi)日，8月30日到9月5日為全國(guó)防災(zāi)周。日本經(jīng)常模擬地震、火災(zāi)、海嘯、搶劫、槍擊等天災(zāi)人禍發(fā)生，提高抗災(zāi)救災(zāi)、自護(hù)自救和處理突發(fā)事件的能力。1983年，為紀(jì)念關(guān)東大地震60周年，組織1600萬(wàn)人，約占國(guó)民總?cè)藬?shù)13%，進(jìn)行防震救災(zāi)演習(xí)。
日本全國(guó)各地設(shè)有不少地震博物館和地震知識(shí)學(xué)習(xí)館，免費(fèi)向市民開(kāi)放。在這些地震博物館內(nèi)，市民們能夠親身體驗(yàn)地震時(shí)的感覺(jué)。借助博物館內(nèi)模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的煙霧走廊和模擬地震的震動(dòng)平臺(tái)，參觀者可以體驗(yàn)到6級(jí)地震發(fā)生時(shí)的狀態(tài)。每年法定防災(zāi)日來(lái)臨時(shí)，日本各地都會(huì)舉辦地震防災(zāi)演練，向市民介紹面對(duì)突發(fā)災(zāi)難的應(yīng)急對(duì)策，也提醒市民加強(qiáng)危機(jī)意識(shí)。從熟悉所住樓房的緊急通道到室內(nèi)布置、起居生活，日本人格外注意消除安全隱患、保持逃生通道暢通。常年宣傳普及之下，防震救災(zāi)意識(shí)在日本深入人心。
【日本：防震救災(zāi)深入人心】相關(guān)文章：
★ 重慶永川森林火災(zāi)過(guò)火面積300畝 駐軍參與滅火
