近年来,人们居住的空间追求舒适、美观,却或多或少地忽略了结构的安全性——从规划、设计、选材、施工到灾害防范等常常出现“不设防”格局。从安全性上说,结构设计最重要,而实现的途径一是赋予建筑足够的强度、刚度和延性以抵御破坏力,另一方面是采用新技术和材料来保障安全性。
“没有了安全,一切都是空的。”这是网上一条很短的帖子,但跟帖却达到上万条。我们可以发现,人们对日常居住的房屋以及公共建筑安全性引发了更多关注。“地震本身不会伤害人类,伤人的是在灾害中被破坏的建筑。”中国建筑材料科学研究院副院长隋同波介绍说,目前可以通过一些新技术和材料来提高建筑的安全性以及对灾害的防御能力。
多种手段提高安全度
隋同波表示,近年来,随着科学技术的发展,新技术、新材料甚至新的设计思想得到大量应用,提高了建筑的安全性能,如使用更高强度的建筑材料,提高构件的极限承载能力并降低结构自重。
举例来说,隔震技术是国际工程抗震新技术,通过把隔震消能装置(如橡胶隔震垫)安放在结构物底部和基础(或底部柱顶)之间,把上部结构和基础“隔开”,改变了结构的动力特性和动力作用,明显地减轻结构物的地震反应。隔震体系一般可使结构水平地震加速度反应下降60%左右。如1994年美国洛杉矶大地震中,相距不远的两个医院,一个是隔震的,地震时医师护士照常工作;另一个是不隔震的,损坏严重。
消能减震技术的应用是在结构的某些部位(如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件等)设置消能阻尼装置,通过消能装置吸收地震能量以减小主体结构的水平和竖向地震反应,从而避免结构产生破坏或倒塌,以达到减震抗震的目的。
从安全设计的角度出发,建筑材料中新技术的应用,同样可以提高结构的安全性。
如目前作为使用量最大的建筑材料——水泥、混凝土属于脆性材料,这对于作为结构材料尤其是有高抗震要求的地区建筑的结构材料是不利的,但这一问题可以通过技术改良和设计得到解决。
首要的是要严格控制混凝土拌合用水量。混凝土的工作性、强度、耐久性各项性能均对用水量敏感,水胶比从0.5降低到0.3以下,可使混凝土的强度至少提高一倍,其主要途径掺加高效减水剂,不仅大大改善混凝土的工作性,而且能够通过降低混凝土用水量而大幅度提高混凝土强度,进而提高混凝土结构的致密性、耐久性和可靠性。
采用聚合物改性,可以显著提高混凝土的抗渗性、抗侵蚀能力。改善浆体与集料界面的结合,达到良好的延性特征:掺加聚合物纤维可有效提高混凝土的早期抗裂能力,混凝土的延性也可得到提高。
掺加钢纤维可以显著提高混凝土的机械性能。由于钢纤维阻止混凝土的开裂和裂缝扩展,从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度等较普通混凝土显著提高,其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性也有较大改善,因此钢纤维混凝土是一种性能良好的新型复合材料。此外,在保证混凝土足够的碱度防止钢筋锈蚀破坏以及碳化破坏的同时,适宜掺加掺合料可降低混凝土结构中存在于孔隙和浆体与集料界面的氢氧化钙的含量,改善界面结构,提高混凝土的抗渗性。
另外,从水泥自身也可提出许多有益于提高混凝土耐久性的要求,如降低熟料矿物组成含量、控制水泥比表面积和水化热、降低水泥中氯离子含量、碱含量等。
质量是生命保障
除了设计的保障,对于关系到安全性的建筑材料,其质量是保障生命的关键。在历次安全事故以及自然灾害发生的房屋倒塌事件中,不少是由于建材产品不合格造成。近年来,国家一直把建材打假作为工作的重点,国家质检总局对各种伪劣建材采取了高压态势,采取一系列措施和方法保证建材产品的质量。
对于消费者而言,对建材产品(尤其是构件性建材如水泥、钢材)知之甚少,但从安全角度考虑,我们有权了解自己未来居住空间的质量。美永远是人们追求的目标,但面对市场上林林总总的建材产品该如何选择?从2000年和2001年起,国家先后开始实施包括建材产品在内的国家免检产品和中国名牌产品制度。根据相关规定,只有同时满足“实物质量达到国际同类产品先进水平、在国内同类产品中处于领先地位、市场占有率和知名度居行业前列、用户满意程度高、具有较强市场竞争力、未出现重大质量责任事故”等条件才能申请。
(申请中国名牌产品条件:符合国家有关法律法规和产业政策的规定;实物质量在同类产品中处于国内领先地位,并达到国际先进水平;市场占有率、出口创汇率、品牌知名度居国内同类产品前列;年销售额、实现利税、工业成本费用利润率、总资产贡献率居本行业前列;企业具有先进可靠的生产技术条件和技术装备,技术创新、产品开发能力居行业前列;产品按照采用国际标准或国外先进标准的我国标准组织生产;企业具有完善的计量检测体系和计量保证能力;企业质量管理体系健全并有效运行,未出现重大质量责任事故。如华源(铝塑复合板)、三和(预应力混凝土管桩)、广亚(铝合金型材)等产品。2001年开始,中国名牌产品有效期为3年,2008年改为5年。
申请免检产品条件:企业具备独立法人资格,产品质量长期稳定,企业有完善的质量保证体系;产品市场占有率、经济效益在本行业内排名前列;产品标准达到或者严于国家标准、行业标准要求;产品经省级以上质量技术监督部门连续3次以上(含3次)监督检查均为合格;产品符合国家有关法律法规和国家产业政策。免检产品有效期为3年。)
具体落实到企业生产上,首先,在原材料采购上,产品都必须有严格的采购控制程序,企业对原材料供应商进行能力考查、资质评价,特别是对产品质量产生影响的原材料,必须经过评选,经相关部门审核验证后才能纳入合格供应商名单,并按照相关程序进行严格检验,避免劣质原材料进入生产环节。在生产工艺上,根据国家标准及行业标准制订了各工序质量检测标准。各道工序均有严格的操作规程,关键环节建立监控点,对生产过程进行监控,并做好相应的记录。
高质量的建材产品,才能保障居室的安全,也是对生命的一种托付。在地震、雪灾、洪水等自然灾害面前,保障生命安全,是一种责任。
TIPS:科学装修保安全
如今,人们过度追求居室舒适而忽视室内装修的安全。据了解,在房屋装修设计过程中,拆东墙、挪西墙、开门洞、改墙体等户型改造很普遍。
墙体拆改要谨慎
实创装饰工程部经理刘越表示,目前装修拆改墙体现象比较普遍,通常有砌隔墙和拆墙体两种方式,砌隔墙对房屋的结构影响不大,而墙体的拆除会让房屋的承重结构产生变化,轻则产生裂纹、重则出现安全隐患。
“框架结构的建筑,千万不要拆除梁柱承重墙。若要拆除楼板,需要有结构工程师提供加固方案。而混凝土结构的建筑,则不能拆除承重墙、梁柱、楼板。否则后果很严重。”刘越强调说,拆改非承重墙也得小心,因为非承重墙要承受墙体的自重,包括楼上同一位置墙体的叠加重量,因此,对于楼层较低的住户,拆除非承重墙更要慎重。此外,一旦发生灾害,这些非承重墙同样要受力。如果整栋楼都随意拆改墙体,将大大降低楼体的安全性能。
小心保护墙体钢筋
“在装修暗埋管线时,要格外注意保护楼板和墙体中的钢筋。”刘越解释说,如果在埋设管线时将钢筋破坏,就会影响到墙体和楼板的承受力,这样的墙体和楼板就很容易坍塌或断裂。
他还介绍,如果家中采用的是水性的防水涂料,涂层比较硬,容易引起防水层开裂,导致漏水。在装修时,最好选用油性的防水涂料,因为使用油性防水涂料涂刷出来的防水层,柔韧性更好。
顶部少用过重材料
“顶部装修尽量少用石材、玻璃及瓷砖等太重或易碎的材料。”刘越解释说,顶部装修不要太复杂,尽量减少过重的悬挂物。
“在吊顶的施工上,一定要严把牢固关。吊灯超过3公斤,在安装时一定要采取加固措施。”他介绍,现在一些不正规的装修队,只用吊顶款式博取消费者欢心,但是在施工质量上,存在较大的安全隐患。有的甚至出现入住一两年后吊顶脱落的现象,非常危险。
此外,现在的墙面装修主要采用石材,在安装大块石材及安装高度较高时,宜采用金属挂架,避免危险。墙壁尽量减少挂重物。地面不宜大面积用石材铺垫,因为会增加楼板承重,造成不安全因素。