Архитектура чрезвычайных ситуаций

Необходимо разобраться, что представляет собой понятие «чрезвычайная ситуация» и как она влияет на методы строительства.

Итак, «Чрезвычайная ситуация» — это обстановка, сложившаяся на определенной территории или акватории в результате опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей. Давайте теперь на примере Японии посмотрим, как же происходит строительство в стране не только «восходящего солнца», но и в стране, где каждый день случается огромное множество землетрясений, а каждые несколько дней – сильные землетрясения, с магнитудой больше 5 баллов по шкале Рихтера.

Вдоль японских островов проходит стык двух больших тектонических пластов. Тихоокеанская плита как бы подныривает под евразийскую. Японцам не посчастливилось жить в одной из самых сейсмически опасных зон мира. Небольшие толчки здесь происходят постоянно, и производят впечатление только на туристов. Землетрясения и цунами в Японии воспринимаются как неизбежные опасности. Тринадцать миллионов токийцев живут в постоянном ожидании катастрофы.

Совсем недавно, а именно в 2011 году случилось одно из самых крупных в истории Японии землетрясение, разрушения зданий от толчков были сведены к минимуму, благодаря высокой сейсмостойкости конструкций. Самые крупные разрушения причинила огромная волна цунами, следующая за землетрясением, именно она стала причиной разрушения сотен тысяч домов.

После землетрясения в Японии, 2011 год

Давайте теперь разберемся, что означает «сейсмостойкость конструкций». Но тут все просто - это способность зданий и сооружений противостоять сейсмическим воздействиям называется сейсмостойкостью. Однако, неужели в таких районах невозможно строить многоэтажные дома и небоскребы. Чаще всего да, но японцы смогли доказать обратное и 22 мая 2012 года состоялось открытие самой высокой телебашни в мире Tokyo Sky Tree (634 м), она долгое время была лидирующей конструкцией в мире по высоте, однако ей пришлось уступить лидерство небоскребу Бурдж Халиф в Дубаи. Землетрясения не создал особых проблем для установления такого рода рекордов в японском строительстве. Башня построена с помощью современных антисейсмических систем, которые, как заявляют инженеры, способны поглощать до 50% энергии землетрясения, и теоретически может противостоять землетрясениям силой в 7,0 баллов с эпицентром, который будет находиться непосредственно прямо фундаментом башни.

Какие же антисейсмические системы существуют? Первое, чему уделяют большое внимание японские строители так это прочность материала, из которого возводится здание. Наиболее распространенным и часто применяемым является так называемый «фибробетон», в котором в качестве арматуры используется множество небольших стальных проволочек, что делает этот материал в несколько раз прочнее обычного железобетона. Также широко используется подгрунтовка битумной эмульсией, что делает конструкции более долговечными, при этом повышается и прочность конструкции.

Стоит отметить, что требование к сейсмоустойчивости зданий в Японии закреплено на законодательном уровне и все строительные компании должны жестко следовать им в своей работе иначе у них могут крупные проблемы не только на стадии разработки проекта, но и с законом.

Интересным примером может послужить строительство 17-ти этажного жилого здания в Токио, во время которого были применены сейсмические амортизаторы на роликовых подшипниках. Также во время строительства зданий японцы активно используют различные демпферы (устройство для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в машинах, приборах, системах или сооружениях при их работе), призванные гасить инерционные колебания, возникающие при землетрясениях.

Сейсмостойкость зданий можно достичь с помощью маятников, пружинных амортизаторов, которые гасят колебания и стремятся вернуться в положение равновесия. Недавно в строительстве начали разрабатывать и испытывать новый способ повышения сейсмостойкости зданий, за счет использования резервуаров с большим объемом воды. Уже давно известно, что при взбалтывании вода быстро возвращается в состояние покоя, эта идея и стоит в основе защиты зданий во время сильных толчков.

Некоторые здания в Японии построены на рельсовой платформе, во время землетрясения они плавно ездят, а не раскачиваются что, также благоприятно влияет на их устойчивость. Хоть этот метод является сравнительно "молодым", но он уже неплохо себя зарекомендовал.

Бесспорно, одним из самых простых и наиболее распространенных методов используемых при строительстве высотных зданий это дополнительное использование стальных каркасов для повышения прочности стен. Самой хрупкой частью каждого здания являются стекла. В Японии существует нормативный стандарт, по которому количество окон не должно занимать определенную площадь, для каждого здания эта норма рассчитывается индивидуально. Также в Японии используют стекла, армированные тонкой стальной нитью внутри, благодаря которой, при разбитии стекла полностью исключается образование крупных осколков.

После реализации какой-либо новой идей по сейсмостойкости зданий обязательно проводят тестирование. Для этого существуют исследовательские лаборатории, в которых на специальных платформах возводят точные копии зданий, и за городом устраивают имитацию землетрясения (обычно магнитудой достигающей 8-9 баллов по шкале Рихтера), тем самым создается точная картина возможных разрушений, а также проверяется объект на прочность. Бесспорно, одну из главных ролей играет строительный контроль, во время работы которого производится точная оценка качества материалов, применяемых при строительстве, и соблюдение технологий возведения здания.