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面对龙卷风和洪水,“生命建筑”应运而生

文章来源:中国幕墙工程网  作者:  日期:2016-07-26 14:51:06
文章概括 :最近,江苏盐城地区突发的龙卷风给当地百姓生命财产和经济带来巨大损失,引发一片唏嘘。都说灾难面前,人们往往不堪一击。龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象,它是从雷雨云底伸向地面或水面的一种范围很小但风力极大的强风旋涡,虽影响范围较小,但破坏力极大。

  最近,江苏盐城地区突发的龙卷风给当地百姓生命财产和经济带来巨大损失,引发一片唏嘘。都说灾难面前,人们往往不堪一击。龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象,它是从雷雨云底伸向地面或水面的一种范围很小但风力极大的强风旋涡,虽影响范围较小,但破坏力极大。
  除了声援和问候,针对龙卷风和洪水多发地区,目前,已有国外建筑设计师提出了可预防龙卷风的概念性住宅,体现了对大自然的不屈精神。
  设计师们目前正在美国中西部地区修建一座原型屋以检验这个概念的一些设计原理是否可行。这个项目的目标是要转化人们看待自然灾害的视角,最终达到以防灾为目的,进而提升为为整座城镇设计服务的理念。
  要实现这样概念性的住宅,首先还必须了解生命建筑和动态建筑学的理念与特征。生命建筑概念是十年前来自十五个国家的科学家在美国讨论时提出的。在此之前,已有不少科学家在努力研究实验,并取得了令人振奋的结果。如美国的彼得·弗尔教授把光纤直接埋在建筑材料中作为建筑物的“神经”,通过感知光信号的相对变化特征,来反映建筑物的变形和振动情况;美国南加州大学的罗杰斯研究小组则在建筑物的合成梁中埋植记忆合金(SMA)纤维,由电热控制的SMA纤维像人的肌肉纤维一样产生形状和张力变化,从而根据建筑物受到的振动,改变梁的钢性和自动振动频率,减少振幅,使框架结构的寿命大大延长。而动态建筑学是一项新技术,将其运用于住宅中,用新方法将已有的机械系统量身修改。这种新颖的住宅构想源自于车库库门、鲜花以及乌龟的生存心态。建筑物底部的一组液压杠杆使住宅可自由地上下地面,也可使外部墙面倾斜弯曲,从而对外界刺激作出反应。
  此外,生命建筑还应具有“大脑”,有自动调节和控制功能,让建筑物内的无数光纤维传感器、驱动执行器有条不紊地工作。为此,科学家们为它们设置了一种计算机程序,这个程序模仿一个真实的神经细胞,它能在突发的建筑事故中具有判断能力,并由神经网络作相应的处理;同时,生命建筑还设置了自动适应系统,以便在必要时自动接换各自的传感器,达到防御灾害的目的。
  由于地震和风灾会造成建筑物大幅度震动,导致崩塌摧毁,因此,生命建筑有极好的自我保护功能。日本科技界开发成功的智能化主动质量阻尼技术就有显著作用。当地震发生时,生命建筑中的驱动器和控制系统就会迅速改变建筑物内的阻尼物质量,从而改变阻尼物的振动频率,以此来抵消建筑物的振动。美国则有人研究在地震发生时如何让生命建筑之间能自动伸出驱动阻尼器,并连在一起,就像人在摇晃的航船甲板上手拉手一样不易跌倒。至于生命建筑的自我康复,美国科学家已找到了好办法,它的执行元件是充有异丁烯酸中酯黏结剂和硝酸钙抗蚀剂的水管。当生命建筑有裂缝时水管自动断裂,管内物质流出,形成不治自愈的混凝土结构。
  在生命建筑和动态建筑学理念被提出的基础上,专为美国中西部遭受龙卷风和洪水灾害家庭度身设计的概念性防御性房屋应运而生。房子的一部分可通过建筑底部的一组液压杠杆自由上下地面以避免灾害。
  当风暴来临时,传感器就会激活液压杠杆将房子拉入地下,屋顶则由防水门密封;当房子被举上地面上时便能享受充足的日照和对流通风,这正是传统地下建筑所缺乏的。
  防龙卷风的房子意在拯救生命并节省在风暴后重建房屋所需的高额成本。自然灾害通常被看作是意外事故,没能引起人们足够重视。而这个项目,一开始仅像是活动型住屋的重新设计,最终将可形成美国中西部龙卷风频发区的新型社区建设理念。
  此外,该项目还有望改变人们对城市与社区规划的思路。他们的这项概念一旦实施,便会对现有设计模式产生重大影响。建筑师们在防龙卷风房子方面的创意性设计表达出人们未曾意识到的问题,即如何对待自然灾害的“可能性”,应该在灾害发生前采取预防措施,而不是仅仅应对灾难带来的后果。
  这样的尝试漫长但有意义。其实,不久的将来,生命建筑的一些理念和技术不仅将可用在住宅,也可以应用在公路、桥梁上,从而更多地造福社会。

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