金郅祥 傅欣
關鍵詞:地震 災后安置 過渡型安置房 模塊化設計 應用設計
引言
地球地質(zhì)環(huán)境復雜多變,世界各地地震災害頻繁發(fā)生。根據(jù)《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒2019》[1] 等相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2000年至2018年,中國共遭受了239余次破壞性地震災害的破壞,受災面積達30多萬平方公里,直接經(jīng)濟損失累計約3680億元。盡管,通過世界各個組織的通力協(xié)作、各學科長期不間斷的研究,在預防和應對突發(fā)地震災害方面取得了長足的進步。但是,對于近年來在我國境內(nèi)發(fā)生的一些重大地震災害,如汶川地震、玉樹地震、蘆山地震等地震災害面前依然無法充分的應對。因此,在應對重大地震災害時,需要進行充分有效的救援之外,更需要一套切實可行的災難應急預案和設施,而震后過渡型安置房則是災后應急安置工作中重要的一環(huán)。面對自然災害,完善震后過渡型安置房設計策略顯得更為迫切。筆者將從地震災后過渡型安置房研究現(xiàn)狀出發(fā),分析各類型安置房的主要特征和總結(jié)設計策略的優(yōu)劣勢,并提出滿足地震災后安置需求的過渡型安置房模塊化設計策略。
一、地震災后過渡型安置房研究概況
(一)國內(nèi)地震災后過渡型安置房研究概況
對于地震災后的應急避難研究與應用,國內(nèi)外均有不同的研究成果和應用實例。相較歐美等發(fā)達國家,我國在該方面的理論研究和實踐發(fā)展的相對緩慢。自汶川特大地震爆發(fā)之后,關于災后過渡安置的諸多問題和困境才受到人們的充分關注。同時,我國也出臺了如《汶川地震后恢復重建總體規(guī)劃》[2] 《國務院關于印發(fā)汶川地震災后恢復重建總體規(guī)劃的通知》[3] 等相關舉措。此后,國內(nèi)不同領域的學者圍繞地震災后安置這一課題,分別從震后安置建筑設計,震后生態(tài)恢復、震后心理疏導等多角度、多層面提出了各自的觀點與舉措,并在各學科領域形成了一定的研究成果。
根據(jù)安置性質(zhì)和時間跨度的不同,地震災后安置主要由應急性安置階段、過渡性安置階段和永久性安置階段三個階段組成,如表1。[4] 應急性安置階段處在災難發(fā)生的第一時間,災民主要采取露宿或自行搭建臨時棚布等方式進行自救、緊急避險脫離危險區(qū)域,以滿足基本的生命安全和生活保障。過渡性安置階段主要集中在災難發(fā)生后1至2個月,主要采取有:應急帳篷、過渡安置房、自建簡易房和封閉式臨時安置場所等安置方式。安置周期主要取決于永久性安置住房的建設進度,其中汶川地震后都江堰地區(qū)重建用時3年、玉樹地震重建用時2年。永久性安置階段,即永久性住房建設完畢,災民重新回到正常的生活狀態(tài)。
由于第二安置階段具有持續(xù)時間長、安置形式多、涉及層面廣等特點,因此該階段是地震災后至全部永久安置工作結(jié)束前安置災民的重要階段。在2008年汶川地震災后過渡安置過程中,過渡安置方式主要是在安置區(qū)大規(guī)模的建造活動板房,以對災民進行第二階段的集中安置。然而,以活動板房為主要形式的過渡安置房也暴露出一些弊端,如在其現(xiàn)場搭建過程中澆筑的混凝土地基占用了大量耕地和后期重建恢復時所需的土地、安置房建設過于密集易產(chǎn)生火災等安全隱患,這些問題導致實際安置和重建恢復效果并不十分理想。
在活動板房制造配給上,政府采用的是不計成本的保障式安置,盡可能多地生產(chǎn)安置板房,這就導致過渡安置板房的生產(chǎn)采購的供給量遠超出實際需求量,過量的活動板房造成資源浪費。此外,由于活動板房大多采用聚苯乙烯夾芯板,自然降解十分困難,可持續(xù)性再利用價值低。大面積的建造也會占用甚至損壞大量的耕地和建設用地,給后續(xù)重建和復耕工作增加困難。例如,1976年唐山地震后預計1982年初步重建完成,而實際上直到1986年災后重建才基本結(jié)束。其中,災后大量建造的簡易房占據(jù)了大量的重建用地,延緩了重建速度。[5] 顯然,我國地震災后過渡型安置房應用現(xiàn)狀自汶川地震后,仍存在著供需失衡、運輸不便、使用舒適性差、安置密度大、氣候及地形適應性差、綠色可持續(xù)性低等問題。[6] 隨著建筑技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展意識的日益提高,再生紙、農(nóng)作物纖維等生態(tài)材料經(jīng)過標準化、模塊化處理后開始應到災后臨時住房的設計中,為災后過渡型安置房設計不斷提供新的思路。
(二)國外地震災后過渡型安置房研究概況
國外對于震后臨時西過渡住房的理論研究和應用起步較早,20世紀70年代就開始對其系統(tǒng)性地總結(jié)與探索,如樂施會(Oxfam)等非政府組織,Ian Davis,F(xiàn)red Cuny等學者的研究和實踐。其后,聯(lián)合國有關機構(gòu)和眾多非政府組織陸續(xù)提出應對災害指導性文件中也將臨時過渡安置房作為重要內(nèi)容之一。[7]
日本作為地震災害多發(fā)國,在災后過渡型安置房的理論研究和設計實踐方面成果豐富,研究內(nèi)容主要為災后安置規(guī)劃問題和安置房設計,以及防災避險系統(tǒng)設計,并設計出一系列災后過渡型安置建筑。[6]例如,日本建筑師坂茂,長期致力于臨時建筑的研究,并經(jīng)其成果廣泛運用于災后過渡安置,為災民提供一個可靠的臨時避難場所。1995年日本阪神地震后,坂茂首次嘗試將紙管用于建設臨時過渡建筑——Paper-Loghouse。該臨時過渡建筑以30個填滿砂石的啤酒箱為基礎;圍護體系采用直徑108mm的預制紙管并排形成圍合墻體;屋頂采用雙層PVC薄膜,可根據(jù)天氣變化調(diào)節(jié)閉合,既增強了室內(nèi)的透氣性,又可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。[8] 該臨時過渡建筑除了別其他形式的過渡建筑在經(jīng)濟性、適應性上占明顯優(yōu)勢之外,其建造也相對簡單,無需復雜的工序和大型機械,可以更迅速的投入使用。
二、地震災后過渡型安置房設計策略及特征歸納
由于永久性安置住房無法在較短時間內(nèi)建成并投入使用,必然導致過渡性安置階段需要持續(xù)較長時間,而在長期的臨時安置生活中,災民的生活方式和心理狀態(tài)必然受到較大的影響。同時,過渡安置房的長期使用,也會出現(xiàn)生活空間混亂、衛(wèi)生條件逐漸下降、個人隱私無法保證等問題。因此,如何將災民盡早的、平穩(wěn)地從災后不安的狀態(tài)過渡到有序正常的生活狀態(tài),是地震災后過渡安置房設計需要解決的問題。
根據(jù)對現(xiàn)有地震災后過渡安置房設計策略以及優(yōu)劣勢的分析,如表2。結(jié)合災后過渡安置房的制備、運輸、組裝、使用、回收各個環(huán)節(jié)存在的問題,歸納出以下設計原則:
1.結(jié)構(gòu)低技術(shù)化:低技術(shù)性的結(jié)構(gòu)有助于在現(xiàn)場組裝環(huán)節(jié)中便捷、快速地建造。降低建造的技術(shù)門檻讓災民以及志愿者也可以參與到建造工作中去,一方面,可以彌補大規(guī)模建造時專業(yè)建造人員可能存在短缺的問題,另一方面,更重要的是災民和志愿者的共同參與,可以激發(fā)災民對于災后生活的信心,提升整個安置區(qū)人們的凝聚力。
同時,可靠的低技術(shù)結(jié)構(gòu)也能有效地減少日后常規(guī)的維護成本。
2.空間模塊化:針對地震災害常突然發(fā)生這一特性,首先解決的是在制備、運輸和現(xiàn)場組裝環(huán)節(jié)中能迅速且有效實施的問題??臻g模塊化設計可以預先在工廠中預制完成相應的空間模塊,在現(xiàn)場根據(jù)需求進行快速組裝建造,有效提高過渡性安置的安置效率。其次,過渡型安置房作為災難應急儲備物資,不僅需要滿足可工業(yè)化重復性生產(chǎn),而且在平時的儲備保存上,模塊化的設計可將立體的安置房拆分進行“扁平化”儲存,充分降低儲存時所占用的空間和儲存成本。最后,運輸環(huán)節(jié)上,模塊化的構(gòu)件可充分適應不同運輸工具對于尺寸和重量的要求,提高運輸效率。
3.材料可持續(xù)化:隨著技術(shù)的進步和人們對于保護自然生態(tài)環(huán)境的意識的不斷提高,新型可持續(xù)性材料的創(chuàng)新應用也在過渡型安置房設計中不斷體現(xiàn)。再生紙筒、新型木材、復合竹材、復合麥秸等可循環(huán)材料經(jīng)過優(yōu)化后應用到過渡型安置房設計中,既滿足了建筑堅固、防水、防潮、保溫、阻燃等基本功能,也大大提高了安置房的回收再生效率,最大限度地降低了對環(huán)境的影響。
4.功能人性化:現(xiàn)有過渡安置的活動板房,因追求快速高效的生產(chǎn)供給,而忽視了災民安置生活的切身需求,缺少一些人性化的功能設計。在過渡安置房的使用環(huán)節(jié)中,功能的人性化設計能最大程度上貼合災民的生活方式,滿足大多數(shù)災民對于功能上的需求。人性化的設計讓災民在使用過程中能切身感受到舒適和便利,同時也為之后更平穩(wěn)地回歸到正常生活狀態(tài)打下基礎。
5.組團模式小規(guī)?;恒氪ǖ卣鹬写笠?guī)模使用的活動板房,不僅在外觀上過于單調(diào)統(tǒng)一,長期居住必然會使災民感到壓抑,而且活動板房大規(guī)模的集中安置也極易在安置過程中產(chǎn)生群體矛盾事件,不利于安置區(qū)的穩(wěn)定發(fā)展。[5] 災民的過度集中安置,一方面是大量的災民聚集,使災前原有的人際關系結(jié)構(gòu)很難形成,人與人之間缺乏彼此間的信任。另一方面是過多的災民聚集安置,難免產(chǎn)生出易相互傳染的消極情緒,不僅不利于災民自身災后心理疏導,甚至極端情況下敏感的情緒可能引發(fā)群體矛盾事件。因此,整體安置規(guī)劃布局采用小規(guī)模組團形式,可降低災民社交的難度,形成一個災民彼此照顧、相互扶持的良性穩(wěn)定的安置環(huán)境,同時激發(fā)災民災后重建的信心。
三、地震災后過渡型安置房模塊化設計研究
(一)低技術(shù)化的結(jié)構(gòu)模塊
在過渡型安置房結(jié)構(gòu)設計上,既要滿足工業(yè)化生產(chǎn)的模塊化結(jié)構(gòu)形式,也要符合現(xiàn)場便于快速組裝的低技術(shù)設計原則。支撐模塊主要采用預制立柱和連桿等。立柱根據(jù)構(gòu)件與構(gòu)件之間連接模式和組合形式不同,一共分為四向連接、三相連接、兩向連接、雙向連接和單向連接五種柱式,如圖1。過渡型安置房除保證基本功能設施外,更要具有低技術(shù)快速組裝的特點。在運輸過程中可將圍護、支撐兩套系統(tǒng)拆分運輸至現(xiàn)場組裝?,F(xiàn)場組裝過程中,模塊化的圍護板材與立柱只需完成簡單的拼接、插入、固定等工序既可完成拼裝,如圖2。
在構(gòu)件材料運用上,過渡型安置房的圍護模塊以及連接模塊主要采用生態(tài)復合板材和天然竹材料。根據(jù)呂志濤與張齊生院士在5·12汶川地震后建造的復合竹材抗震生態(tài)安居示范房的實踐啟示,在安置房的建構(gòu)中嘗試應用張齊生院士研制的新型輕質(zhì)生態(tài)可持續(xù)的復合竹質(zhì)板材。對于我國木材人均占有量極低的現(xiàn)狀來說,使用生長快速的竹子更符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展,且竹子與木材類似,都可和秸稈、木屑、塑料等其他物質(zhì)混合生成新的人造板材。經(jīng)過加工的復合竹質(zhì)板材不僅具有竹子本身良好的韌性,而且通過改進克服了天然竹子的缺陷,例如低溫開裂、發(fā)霉腐爛等問題,使復合竹質(zhì)板材的性能更加穩(wěn)定。此外,在制作復合竹質(zhì)板材的過程中混合了阻燃物質(zhì)和防水材料,使其具備良好的防水防火的功能,大大提高了材料的安全性。
(二)人性化的空間設計
本設計中的地震災后過渡型安置房由具有必要功能的生活模塊、圍護模塊以及連接模塊三大部分組成。過渡型安置房必須具備災后完備的安置生活功能。空間設計上,提取出災后基本生活的三種功能模塊,即休息模塊、衛(wèi)生模塊和餐廚模塊,并對相應空間模塊進行標準化模塊設計,模塊外部尺寸分為4.2×2.8×3.0m、1.4×2.1×3.0m(長×寬×高),如圖3。根據(jù)模塊組合形式不同,可分為以下四個模塊組合方式:組合方式1,餐廚模塊和衛(wèi)生模塊豎向拼合在休息模塊一側(cè),將基本生活動線置入安置房內(nèi)部,提高室內(nèi)外空間利用率;組合方式2,三種功能模塊依次放置,以圍合出半開放式院落空間;組著方式3,餐廚模塊和衛(wèi)生模塊置于休息模塊兩側(cè),安置房可相互交錯放置,利于規(guī)?;M合;組合方式4,餐廚模塊和衛(wèi)生模塊橫向拼合在休息模塊一側(cè),與方式1組合形式相似,亦可提高室內(nèi)外空間利用率,如圖4。模塊的內(nèi)部設施選取上,安置房各模塊內(nèi)設置預制單人床、整體式餐廚柜、桌椅等基本生活設施,如圖5。其中,衛(wèi)生間采用預制一體式衛(wèi)生間,下置廢水收集箱,經(jīng)過處理后可統(tǒng)一排放至污水處理點,集中處理。一體式衛(wèi)生間在具備良好的防潮防水性能的同時,可最大限度利用現(xiàn)有空間滿生活需求。在休息模塊中除床、桌椅外也預留了部分空間,為災民后續(xù)進行自主改造提供一定可能。
通過比較過往震后過渡安置房的設計特點不難發(fā)現(xiàn),由于災后安置狀況較為緊急,大多安置房的建設都采用一層高的板房聯(lián)排安置的形式。大量相同高度、相同形狀的板房,易使災民視覺上產(chǎn)生疲勞感和壓抑感。安置房與安置房之間形成的狹長的巷道也大幅壓縮了災民的室外活動空間,使安置生活變得枯燥無味。因此,為解決在安置過程中災民對于空間上的多樣需求,在滿足基本的災后安置生活的基礎上試驗性的置入半開放式的室外空間,以拓展災民安置生活的室外活動空間,豐富災民室外的活動方式,進而達到通過多樣的空間設計改善災民生活方式從而安撫災民心理的目的。如圖6,上下并存的半開放式室外空間,為災民之間的良性互動提供了一個開放性的場地,災民可以自主利用場地,賦予場地新的意義。在空間層面上豐富了安置房外部空間層次的視覺感受,拓展了外部空間使用功能;在社交層面上通過提供半開放的物理空間拉近了災民與災民之間的社交距離和心理距離,增加災民的歸屬感和信任感。
(三)小規(guī)模的組團模式
相較大規(guī)模的災后安置,小規(guī)模模塊組團式安置則更為靈活。災民面對陌生的生活環(huán)境和社交環(huán)境,小規(guī)模組團式安置使災民更容易相互熟悉,達到相互照顧相互扶持的自發(fā)性維護安置區(qū)的狀態(tài),有效降低震后安置的維護成本和難度。本設計將安置房整體視為獨立模塊進行空間組合,可組合為橫向組團模式和圍合組團模式。橫向組團模式是將安置房左右相互連接,一字排開形成聯(lián)排結(jié)構(gòu),與大多安置區(qū)安置房組合形式類似,如表7。其優(yōu)勢是最大限度利用土地面積,盡可能多地安置災民。圍合組團模式是將安置房與安置房之間形成半封閉式的圍合空間,如圖8。其優(yōu)勢是人口密度較低,居住舒適。圍合出的空間可作為災民的活動空間,既保證私密性的同時提升災民室外活動空間,增強災民對安置生活的歸屬感和鄰里的熟悉感、信任感。
結(jié)語
在當今中國乃至全球地震災害頻發(fā)的背景下,地震災害帶來的人員傷亡和經(jīng)濟損失巨大,也不斷引發(fā)人們的思考。持續(xù)推動地震災后安置房的設計與建造水準,成為一個現(xiàn)實而迫切的問題。因此,地震災后過渡型安置房作為震后安置過程中重要的一環(huán),其理論研究與設計建造應受到重視與不斷改進。根據(jù)分析歸納出的地震災后過渡型安置房設計原則,提出可在現(xiàn)場迅速構(gòu)建出功能相對完善的居住空間的模塊化安置房設計方案。模塊化的建筑構(gòu)件有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、運輸和組裝;人性化的功能設計增加災民安置過程中的舒適性;生態(tài)材料的使用使其具有良好的可持續(xù)性和經(jīng)濟性。作為地震災后過渡型安置房模塊化設計的概念性設計方案,設計上還有許多地方需進一步完善與繼續(xù)深入研究。本次設計探討嘗試提出災后過渡型安置房設計方案,為今后進一步探索發(fā)展地震災后過渡型安置房的設計建造提供有益思考和參考意義。