新型抗洪澇災害房屋設計與研究

陳宣竹 張曉霞 黃博瑩

湖州市愛山小學教育集團青陽校區 浙江 湖州 313000

引言

自古以來，洪澇災害一直是困擾人類社會發展的自然災害之一。我國有文字記載的第一頁就是勞動人民和洪水斗爭的光輝畫卷——大禹治水。時至今日，洪澇依然是對人類影響最大的災害之一。洪澇災害導致道路中斷、房屋被淹、車輛受損、群眾被困，生命財產安全受到威脅，嚴重損害了社會經濟的健康發展。對于洪澇災害頻發地段，人們不得不背景離鄉或災后化很大的財力進行重建。

據統計，20世紀90年代，我國洪災造成的直接經濟 損失約12000億元人民幣，僅1998年就高達2600億元人 民幣。水災損失占國民生產總值(GNP)的比例在1%～4%之間，為美國、日本等發達國家的10～20倍。

一、“抗洪房屋”研究背景

洪澇災害發生時，普通結構房屋被淹，洪水泛濫，人們逃生困難。房屋被淹嚴重危害了人們的生命財產安全，災后重建又需投入更大的人力物力。所以，研究制定洪澇災害的防治對策尤為重要。我們設計了這套會漂浮的房子，能在洪澇災害來臨時，最大限度的實現預警式人員自救，從而保障人身財產的安全，并保證房屋的完整性，無需災后重建。

二、“抗洪澇災害房屋”主要結構

圖1 “智能窗”的實用模型圖

三、“抗洪房屋”的建材選擇

靠氣墊托起房屋首先考慮到了房屋重量的因素，故此類房屋多建于洪澇災害頻發地區，房屋樓屋不高于三層。另采用的房屋要使用一些“輕材質”建造。如：泡沫磚。泡沫磚里面澆灌的混凝土，穩定性高。與傳統的建房相比，泡沫蓋房子就是取代了紅磚，一般插三層一澆灌，豎著隔一孔放一根鋼筋，橫著一般兩層放兩根(或是一層放一根)，然后進行澆灌。

圖2 模擬充氣閥結構圖

泡沫磚也有用不同的原料制成。如下面兩種：

1、泡沫水泥磚是利用泡沫小顆粒與水泥攪拌凝結而成，具有輕質、保溫、隔音、防火的優質性能，而且由于使用了小直徑的緣故大大降低了成本，是非承重墻的理想用品。

2、蒸壓泡沫混凝土磚主要是由水泥、礦渣粉、河砂為生產原材料，拌和后經壓力空氣發泡，強制將空氣拌入混合漿內型成，微氣泡結構的混凝土澆模成型，經蒸壓反應等工序制作而成，是一種環保、節能、材質穩定的新型墻體材料。使用蒸壓泡沫混凝土磚做墻體材料的建筑物，建成使用兩年后經檢驗，質量優良，滿足國家對工程質量，隔聲、節能、防火等標準要求。也是非承重墻用磚。

四、“抗洪房屋”的物理原理

氣閥是壓縮機中用來控制氣體進出氣缸的部件。主要由閥座、閥片、彈簧與升程限制器組成。閥片與閥座之間的升啟高度或閉合決定了氣體通道的大小和密閉。彈簧主要用以推動閥片關閉，也可減輕閥片開啟時與升程限制器的撞擊。升程限制器可限制閥片的升程并可承座彈簧；氣閥閥片的啟閉由氣缸內、外氣體壓差與彈簧力控制，無需其他驅動機構，故稱自動閥。

我們利用它的自動性來控制氣體充氣的時機，當水位到達一定程度，可啟用氣閥，在房屋淺地基下的氣囊將鼓起，使其垂直高度上漲。

五、“抗洪房屋”功能簡介

“抗洪房屋”通過特殊建材制造，地基淺埋，地基下預埋有充氣閥裝置，當洪水來臨，水位到達警戒線后，地基被泡松動，觸發充氣閥門，氣墊快速充氣，逐漸托起房屋。保障屋內來不及撤離的人員及財產安全。

六、“抗洪房屋”上浮過程中的平穩問題解決

在房屋四周隱性深埋于地基高于水位警戒線的立柱，當房子托起時用于固定在一個空間內，避免房子因重量的不均造成傾斜。

七、“抗洪房屋”項目展望

“抗洪房屋”建設簡單，可以建于洪澇災害多發地區。因多發洪災，在建造房屋時就要區別于普通建筑。一、樓層不適合建造較高；二、地基淺埋；三、選擇合適的建材；四、預埋自救上浮裝置。滿足此四項主要功能，即可有效的自救。