建筑设计中防灾减灾概念设计初探要点_浅议节能建筑设计要点

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建筑设计中防灾减灾概念设计初探 秦国顺

中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州(221008 E-mail: 摘 要：本文在分析了城市灾害的基本性质的基础上，提出了在建筑设计中要进行防灾减灾的概念设计。通过认识传统建筑和现当代建筑中防灾减灾概念设计的运用，提出了两种防灾减灾概念设计的方法：“适灾”概念设计和“控灾”概念设计。

关键词：灾害；防灾减灾；概念设计；方法 中图分类号：TU201.1 1.引 言

自古以来，人们建造的用于居住和生产的建筑物除了满足人们休憩养生的要求之外，另一个重要作用就是防避自然灾害和人与动物的侵害。千百年来人们在抵御灾害方面积累了丰富的经验并得出了大量的理论成果和实践成果。千百年来，无数古代建筑在经历了数次灾害的作用下依然屹立不倒，挺立至今，而且还有许多建筑形式和建筑经验理论沿用至今，成为人类不朽的财富。在人类生息繁衍的过程中，建筑物在抵御灾害对人类的侵袭中发挥了重要的作用。但是，在今天人类群居生活空前繁荣的时期，建筑物一但在灾害作用下破坏或失效将会造成甚至比原生灾害更为严重的次生及衍生灾害。事实也反复证明，灾害中建筑物的损毁是造成人员伤亡与财产损失的主要原因，研究表明，地震中90%以上的人员伤亡是建筑物倒塌所致；火灾中建筑物燃烧的烈焰和烟雾，以及疏散不畅是人员伤亡和财产损失的直接原因。建筑的使用中，人员物品的滑落、碰撞、坠落，以及室内空气污染、设备与管线事故等，往往与建筑设计不当或设计法规标准不完善有关。建筑对于人类虽功不可没，但亦罪不可赦。因此本文在分析了灾害的基本性质的基础上，提出了在建筑设计中要进行防灾减灾的概念设计。

2.城市灾害的性质

按建设部1997年公布的《城市建筑综合防灾技术政策纲要》，认定地震、火灾、风灾、洪水、地质破坏为现代城市主要灾害源。每一种灾害的形成和发生都是复杂的，带来的影响和产生的后果都将很严重。城市灾害一般有以下性质： 1）危害性

灾害之所以成为“灾害”就是因为其对人类生命、财产以及赖以生存的其他环境和社会条件产生严重的危害性以及在此过程种所体现出来的强大的破坏力，其程度往往又是本地区难以独立承受而急需外界施以援手的。

2）突发性

由于绝大部分灾害发生的不可预报或者难以精确预报的特点，因此决定灾害具有突发性。它们往往在短暂的时间内发生，有些仅在几秒钟内就可能造成破坏和损失，如地震、泥石流、爆炸等。

3）多样性

任何一个城市都可能会受到灾害的侵袭，而其侵袭城市的灾害又是多种多样的，如地震、火灾、风灾、洪水等。每一种灾害又有其复杂的运动规律，会产生不同的破坏后果，如地震有浅源地震和深源地震，风灾又有龙卷风、台风等。因此相对于一种灾害也有其多样性。

4）区域性

各种灾害的分布十分广泛，几乎遍及世界的每一个角落。但是具体到某一种灾害，具有一定的局域性。这是因为世界不同国家和不同国家的不同地方，因自然环境、人类活动、经济基础和社会政治等方面存在差异，灾害的成因、类型、特征及其产生的影响也会有所不同。

5）衍生性

往往一种灾害会诱发另一种或几种灾害。如地震会诱发火灾、泥石流；热带气旋会诱发潮灾及洪涝等次生灾害。还有如地震、大风等灾害会导致市政管线受损、交通阻塞、通讯中断等衍生灾害。

6）持续性

各种灾害都是有自然界的运动变化和人类的活动造成的，是永久存在的，如地震、海啸、台风，洪水等，只要人类存在这些灾害及其影响作用就不会消失。而且各种灾害都有自己确定和不确定的规律发生，相互之间又可多向影响，交叉诱发。虽然地震、海啸、洪水和台风等灾害的发生具有一定的周期性和准周期性(灾变期，如我国长江流域大水具有与太阳黑子活动相关的周期性，台风活跃期灾每年的夏季等，但这些灾害又不会十分准确地按周期循环重复发生。

3.防灾减灾概念设计 3.1 防灾减灾概念设计的定义

建筑师的方案构思是复杂抽象的思维，它是建筑创作的基础，而概念设计更侧重表现方案构思的本质特点，其主要目的就是要将设计意图、主要的立面造型特征、合理的平面布局等清楚地表达出来，使得建筑师和业主之间，在设计初期能够进行相互交流。防灾减灾概念设计就是要将防灾减灾的设计意图与立面造型平面布局等发生紧密的联系，使建筑物在建筑设计层面上实现防灾减灾的效果。

3.2 防灾减灾概念设计的意义

鉴于城市灾害对人民生命财产会造成巨大损失，建筑师进行建筑设计时积极运用概念设计的思想体现防灾减灾的设计目的将会产生重要意义：

1）使建筑师主动担负建筑安全的责任

设计过程中建筑师往往只注重以下几个方面：（1）与规划的协调，房屋体型和周边环境的设计，（2）合理布置和组织房屋室内空间，（3）解决好采光通风、照明、隔音、隔热等建筑技术问题，（4）艺术处理和室内外装修等。却很少考虑建筑的防灾减灾性能，这恰恰忽视了任何一个建筑从业人员最根本、最重要的一点，那就是建筑物最根本的目的是保障人们的生命和财产的安全，能在灾害作用下提供积极的防御能力。在建筑设计阶段提倡防灾减灾概念设计的思想和方法，有助于建筑师提高防灾减灾的意识和担负建筑安全的责任。

2）为建筑师提供了新的创新空间

概念设计本身就是一种创新设计。而防灾减灾概念设计又是一种基于功能的创新设计，为建筑师提供了新的创新空间。

3）是沟通建筑师与结构师的重要桥梁

在同一项目中虽然建筑设计与结构设计有“商”有“量”，但都停留在各自专业领域层面上，商量的目的也仅是为了达到自己的设计意图而得到的妥协和共识。这样只能导致双方的创新束手束脚，而防灾减灾概念设计的思想使建筑师与结构师的设计意图得到统一，不仅为

建筑师提供了创新的广阔空间，更为建筑师与结构师搭起沟通的宽阔桥梁。4）提供建筑物防灾减灾的有利先决条件

建筑设计中进行防灾减灾的概念设计从宏观上决定了建筑物的防灾能力，往往从宏观上决定的这种能力比结构抗灾和减灾更有效，而且宏观的概念设计也影响和决定结构的细部构造和构件设计。比如，建筑设计中要尽量保证建筑物的平、立面布置规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层，道理很清楚，简单、对称的结构体型容易估计其地震反应，容易采取结构措施和进行细部处理。因此防灾减灾的概念设计为建筑的防灾减灾提供有利的先决条件。

4.建筑设计中防灾减灾概念设计的应用

根据城市灾害的性质，建筑物防灾减灾设计的目的历来而且应该是建筑设计的重中之重。建筑物防灾减灾概念设计的设计实例自古有之，比比皆是，而且在我国具有强烈的地方色彩。在现当代建筑中更有经典之作。

4.1 我国传统建筑中的防灾减灾概念设计应用

我国幅员辽阔，民族众多，灾害在我国又有很强的地域性，因此在几千年的建筑实践中，我国不同地域不同民族中形成了颇具地方和民族特色的防灾建筑，比如西北地区的窑洞（图

1）能防风避沙，海南的船型屋(图2 有利于防风防雨等。还有我国古代的一些著名建筑，在防灾减灾方面更显巧妙，比如宋代的开封开宝寺斜塔，为抵抗西北风而有意向西北倾斜；辽代山西应县木塔斗拱的设计起到了防风减震的作用；还有明代的无梁殿，是建筑防火的新形式。这些建筑不仅是我国民族文化的瑰宝，也是我们建筑设计学习和创新的榜样。

图1 西北地区的窑洞 图2 海南船型屋 4.2 现当代建筑中防灾减灾概念设计的运用

现当代建筑中也有很多防灾减灾的创新建筑，比如意大利米兰皮瑞利大厦采用流线型平面增强了抗风能力；西尔斯大厦九筒束一身，沿高度隔数十层断其一二，这种束筒结构体系概念的提出和应用是高层建筑抗风结构设计的明显进展；香港中

国银行与西尔斯大厦类似，将矩形筒换为三角形筒；埃菲尔铁塔形体设计成与风荷载作用下的弯矩轮廓线重合，抗风更显合理。这些建筑都达到了建筑与结构的完美统一，堪为现当代建筑防灾减灾概念设计的典型。

5.建筑设计中防灾减灾概念设计的两种方法

目前建筑师在进行建筑设计时往往注重建筑的整体造型的美观适用和建筑物与周围环境的和谐，大多是在规范条文和法律文件的基础上进行设计，灾害的防御主要依靠结构工程师和相关专业完成。建筑师在设计中缺乏防灾减灾的设计思想。由于城市灾害的多样性和复杂性，建筑物防灾减灾面临了巨大的挑战，建筑师运用概念设计的手段提高建筑物的防灾减灾能力是提高城市安全的重要途径。

5.1 “适灾”概念设计

在建筑防灾减灾概念设计中仅一味地强调征服自然，抵御灾害是不行的。城市灾害具有复杂性，抗灾能力地强调往往事倍功半，在强调主动抗灾的同时，注重主动地适应自然，适应灾害环境，往往会事半功倍。

“适灾”概念基于现代“适灾”规划设计思想，源于我国“兼重天人”的传统哲学思想，既在强调征服自然，抗御灾害的同时，又注重主动地适应自然、适应灾害环境，强调人类行为与自然力、自然环境协调适应的关系。建筑设计中的适灾概念设计就是针对灾害的性质和破坏规律在建筑设计中的建筑选址、布局、建筑形式等方面，趋利避害，提高建筑对灾害的适应性，积极适应灾害环境，从而最大限度地减轻灾害对建筑物的损坏，并为建筑物防灾减灾提供有利的先决条件。建筑“适灾”概念设计的思想可概括为以下几条：

1）选址因地制宜，趋吉避害

选址因地制宜、趋吉避害是中国建筑的优秀传统，是从整体上实现防灾减灾的宏观决策。虽然现实中理想的“风水宝地”少有，大多数建设基址都或多或少存在一些缺陷，但是在建筑设计中只要对地形、地貌、地物的巧妙利用和有利改造就可达到因地制宜、趋吉避害的目的。

2）设计因灾而异，突出防灾重点

在建筑设计中依据抗震概念设计考虑地震作用的影响，依据设计规范考虑防火消防。但随着我国城市化进程的加快和经济规模的扩大，近几年来其他灾害像洪涝灾害、风灾等所造成的经济损失和人员伤亡越来越严重。而且我国城市灾害又有很强的地域性，因此在建筑设计中考虑灾害地域性，因灾而异，突出防灾重点。像我国颇具地方特色的陕北窑洞，海南船型屋等都能体现这一点，从而形成我国颇具地方特色的传统建筑。

3）建筑主次有别，提高防灾综合效益

我国建筑结构规范中按照结构破坏后产生的后果将建筑物分为三个安全等级作为结构构件的设计依据，根据建筑的使用功能的重要性将建筑分为甲类、乙类、丙类、丁类四个类别进行建筑抗震设防，根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。同样，在建筑设计环节，也应该按建筑的重要性等级对不同建筑或同一建筑的不同部分，采用不同的安全设计标准，实现较好的防灾减灾综合效益。

4）构造设以致用，注重防灾

建筑构造的设置对防灾减灾的作用不可小觑，设置时应注重体现其防灾减灾的性能。建筑构造的功能可概括为：（1）保证建筑物的整体性，比如各构配件的连接节点的构造。（2）抵御外界各种因素侵袭的围护作用，比如房屋各组成部分为满足功能要求的相应建筑构造:防水层、防潮层、保温层、隔热层、隔声层、防火区域等。(3 安全疏散及防护作用，比如地面、楼梯的防滑构造, 楼梯的坡度、宽度构造尺寸, 楼梯、阳台的护栏处理、门窗的设置和开启等。(4 满足舒适美观的需要，比如建筑装修构造及一些细部构造尺寸。(5 抵抗各种

因素影响产生的变形，比如在房屋中变形缝的设置。5.2 “控灾”概念设计

任何灾害都有他的运动规律和破坏机理，现今在我国肆虐的各种灾害都有记录。根据记录结合科学技术手段掌握灾害一般运动规律和破坏机理自然不难，可在建筑设计中依据灾害破坏机理和运动规律按照一定的设计方法和原则进行灾害的控制就叫“控灾”概念设计。例如防洪规划设计的“防、导、蓄、高、坚、迁”六字方略[4]；防火设计的“围、隔、封、包、非燃、排烟、疏散、避难、救灾、控制起因”等技术措施；防震设计中的“选基址、稳态型体、以柔克刚、刚柔相济”；防风设计中从规划选址、组群布局、建筑形式到结构、材料等一系列对策[5]，都可以作为现代建筑防灾减灾概念设计的设计思想。

6.结 语

随着城市规模的扩大和经济总量的增加，建筑物一旦在灾害作用下遭到破坏，将会造成巨大的人员伤亡和经济损失。在灾害作用下建筑物损毁造成人员伤亡和经济损失，建筑师负有不可推卸的责任。建筑师往往在建筑工程项目的总体上起着主导和协调作用，正如意大利著名建筑师P.L.奈尔维所说：“为了能够进行高度创造性的建筑设计活动，建筑师不必对一切细节都具备专门知识，但对建筑每一个专业都应具备清晰的一般概念，这正如一个优秀的交响乐指挥一样，必须懂得每一样乐器的可能性和局限性。”因此，建筑师在建筑防灾减灾的总体方案上承担着重要责任，在建筑设计中建筑师要运用防灾减灾概念设计方法，为建筑物提供防灾减灾的有利先决条件，以增强建筑物的安全性。

参考文献

[1] 金磊.中国城市综合减灾的未来学研究[J].重庆建筑,2007,2:45-48.[2] 黄文林.概念设计与个性表达——安藤忠雄的建筑设计初探[J].华中建筑,2006,24:32-35.[3] 周云.防灾减灾工程学[M].北京:中国建筑工业出版社 2007.[4] 吴庆洲.中国古代城市防洪研究[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.[5] 郑力鹏.建筑防灾设计的若干方法[J].华中建筑,1999,17（3）:99-100.[6]（美）林同炎,（美）斯多台斯伯利著.结构概念和体系[M].高立人等译.北京:中国建筑工业出版社,1999.Discuion about Conceptual Design of Disaster of Prevention and Mitigation in Building Design Qin Guoshun School of Architecture and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou(221008 Abstract Based on the analysis of the eential character of city disaster, Conceptual design of disaster of prevention and mitigation in building design was suggested.Through realizing the application of conceptual design of disaster of prevention and mitigation in traditional and modern buildings, two methods about conceptual design of disaster of prevention and mitigation were suggested: conceptual design to adapt to disaster and conceptual design to control disaster.Keywords: disaster, disaster of prevention and mitigation, conceptual design, method 作者简介：秦国顺（1984-），男，中国矿业大学建筑工程学院在读硕士研究生。