文/黃麗蒂 東北石油大學土木與建筑工程學院 碩士生導師 教 授
許欣欣 東北石油大學土木與建筑工程學院 碩士研究生(通訊作者)
羅開洲 東北石油大學土木與建筑工程學院 碩士研究生
近年來,地震、臺風、洪澇等自然災害頻發,而城市人口基數大,城市面臨自然災害的脆弱性日益顯露[1]。面對自然災害時,避難場所一般考慮城市公園綠地等面積較大的開闊空間,可廣泛容納災民。但目前多數城市居住人數不斷增加,用地緊張,綠地有限,避難場所的配備不能滿足大眾的需求。城市的大型公建不僅要在建筑構造上滿足抗震避難的需求,且往往需要在規劃上帶有附屬廣場功能,以能夠具有作為城市臨時避難場所的能力。因此,文章以某高校文化建筑為例,從公共安全的角度出發,利用平災結合的手法,提出它在面對城市災害時的角色轉換手法,以期為突發公共安全事件下大型公共建筑的合理利用提供參考。
避難是從危險性高或預想危險性高的區域轉移到可以躲避危險的安全場所的過程。應急避難場所是指具有一定規模的平整用地、配置相應的救助設施、設置避難標識、儲備一定的應急物資、能夠接受災民臨時或較長時間避難、能夠確保避難災民安全、方便開展救災工作的場所。面對自然災害時,避難場所一般考慮城市公園綠地等面積較大的開闊空間,可廣泛容納災民。但目前多數城市居住人數不斷增加,用地緊張,綠地有限,避難場所的配備不能滿足大眾的需求。而城市內大型的文化建筑在結構上具有良好的抗震性能,內部也多為大空間,且附有開敞的戶外空間,平時作為市民活動場地,也可以在緊急情況下起到臨時集散的作用,緩解城市因避難場地不足而引起的防災壓力。
在初期規劃選址時,應考慮到文化建筑的公共性,需了解基地周邊的地質、水文等地理環境條件,周邊建筑的性質、密集程度以及周邊地勢的開闊性,選址的可達性、易讀性等。建筑應遠離易發生二次災害的地方,宜靠近城市綠地公園、大型廣場等較為開闊的場所,這樣不僅可以在功能上相互作用,而且在災害來臨時在一定程度上也可以幫助公共綠地緩解避難壓力。
作為兼具避難場所功能的大型公共建筑,文化建筑的安全性是首要考慮的方面。建筑安全性主要包括場地條件、建筑層數、結構單元平面規則性、結構類型、建設年代、原設防烈度、建筑現狀感官、相鄰建筑震害情況8 個指標[2]。
建筑兼作避難場所時,選址不宜處在地質環境較差區域,且應考慮以下因素:建筑可作為避難場所的層數應取1~3 層,超過3 層不利于疏散安全;結構單元平面需規整,易識別;結構應符合抗震烈度需求;建設年代不可過于久遠,設計和施工單位需均具有相應的工程資質;宜在要求烈度的基礎上提高一級烈度;建筑現狀不宜破損毀壞,應保持完好;相鄰建筑的抗震烈度不宜過低;建筑室內室外應分區合理,流線簡單明了;出入口設置滿足安全要求。只有滿足以上條件,在緊急情況下,才能方便部署以及平災轉換的設計。
公共文化建筑在設計的初始階段需考慮到既有功能的完善性,同時也應考慮災時功能的靈活轉換,因此要求建筑空間功能具有多變性。平時具有文娛、休憩、停車等功能,在災時緊急情況下,利用建筑多功能性的空間性質,發揮建筑集散、防災、避難的功能。這樣在減輕城市避難壓力的同時,也能節約臨時搭建應急避難場所的財政支出。
由于城市自然環境和人文環境的不同,城市緊急避震疏散場所呈現不同的空間布局形態,其內部的功能分區、道路系統、植物種植方式等都會影響避震疏散功能,因此緊急避震疏散場所的設計主要考慮功能布局、場地、交通、植物、標識、設施的平災轉換等因素[3]。下面以東北某高校圖書館為例,進行平災結合轉換案例分析。
由于交通流線作為防災場所的重要組成部分,不但要有便捷的出入口,還需滿足人員的集散、停車等功能,因此,建筑場所內部交通不應僅僅局限在平時的交通使用上,還應充分考慮到它是否滿足防災要求。圖書館東、西、南三面有城市干道環繞,且均有出入口和支路通向避難場所,可作為救災干線,方便災民疏散和救災車輛的進出。其1000m 范圍輻射區覆蓋了三所住區,在發生災情時,該三所住區居民可迅速疏散于此。
圖書館周圍被大量的綠地所包圍,三處場地入口分別連接城市主干道,并且在南側入口處以及場所內部均設有大型廣場。東側設有停車場,西側有人工河湖,可以滿足防災要求,達到了集中歸置災民、統一安排處理并且為災民提供日常生活必需品的目的,同時也能夠穩定民心,避免了二次災害對市民造成的影響。對圖書館外部環境進行簡化,分為六個功能區,分別為入口區、廣場區、綠化區、親水區、郊游區和外圍綠化區(圖1)。廣場區指公園的多功能廣場,入口區為南側的出入口緩沖空間,郊游區中布置了各種綠地植被。
圖書館外部空間的災時功能分區根據平時功能劃分,以圖書館作為供應區進行中心式布局。由于入口區最為開闊,面積也相對較大,因此將入口區作為避難生活區,方便災民集中食宿;廣場區面積較小,與避難生活區相鄰,且該區域北邊有道路與城市次干道連接,方便救護車輛出入和臨時停靠,宜作為救護區,方便受傷災民及時進行簡單的醫療救護和轉移;西面綠化區與救護區相近,宜作為衛生防疫區;東面郊游區由于景觀樹陣的排列,使它產生許多碎片空間,同時也有道路與外部城市次干道相連接,因此設為倉儲區,作為救災物資的臨時存放點;而物資車的周轉和停放就安排在倉儲區的北邊,教學樓下的開敞地帶,作為災時的臨時停車場;親水區和綠化區順勢作為災時的供水區(圖1)。

圖1 圖書館外部環境分區示意圖(圖片來源:作者自繪)
在對建筑外部空間進行平災轉換的功能分區時,有以下三個原則需要注意:(1)潔污分區原則。由于供應區提供用餐及臨時衛生間,會產生污物,衛生防疫區需考慮防疫隱患,這兩個區域不宜與避難生活區和救護區交叉使用,但衛生防疫區又需救護區的醫療救助,因此將衛生防疫區設置在救護區的北側,又通過道路相隔從而產生一個緩沖區域。(2)動靜分區原則。提供住宿的避難生活區屬于靜區,宜與因頻繁車輛出入裝載貨物而產生較大噪聲的倉儲區分開,以減少干擾。(3)分區合理原則。倉儲區應盡量設置在指揮中心、出入口附近,以便車輛的進出;供水區應結合附近水源進行設置,提高資源利用率;避難生活區應設置在視野開闊的區域,場地需平整,宜有硬質鋪裝,方便帳篷的搭建,同時也防止下雨時過于泥濘;衛生防疫區和救護區應注意靠近道路,方便救護車輛和醫療垃圾車輛的進出[4]。
相對于一般性建筑物而言,大型公共文化建筑具有大空間及結構性良好的建筑特性,設備完善,易被選為臨時避難場所。此圖書館基礎設備設施較為齊全,其中共計6 個安全疏散出口,避難時逃生出口可以最大程度地滿足避難人員的要求,在安全疏散方面設計較為完善。供水系統與兩個不同路段的接口相連,供電系統由系統電源和應急發電機組兩種供電設備組成,在建筑結構和基礎設施方面均較符合作為避難場所的要求。
《防災避難場所設計規范》規定,作為短期避難場所的最長開放時間為15d,中期為30d,長期為100d,且3 層及以下適宜作為避難場所[5]。圖書館平時主要功能是供學生學習使用,從允許間斷的時間和平時使用功能判斷不適宜作為長期避難場所,故只對該圖書館進行作為短期和中期避難場所的避難設計。因該圖書館共有11 層,只對圖書館的一二三層作為避難人員住宿單元使用,其他樓層在避難時存放圖書館原有桌椅。
圖書館結構單元內部一層有大活動空間,可以作為災民主要避難場所。但其中有兩間微機教室,線路以及機器設備較多,考慮到應急時間的要求和避難人員的安全,秉承圖書館的功能使用、內部設施的可移動性和減少避難過程對現有建筑功能恢復影響的原則,不考慮作為防災避難所使用(圖2);二三兩層有部分教室為書庫,且均存放大量圖書,不適合搬移,因此考慮將二層和三層公共區、自習區、辦公區和其他服務區進行轉換設計(圖3)。

圖2 建筑內部一層災時功能示意圖(圖片來源:作者自繪)

圖3 建筑內部二三層災時功能示意圖(圖片來源:作者自繪)
災害發生后,圖書館為了在最短時間內發揮避難場所的作用,為附近災民提供避難空間,做以下緊急預案:
(1)組織工作人員,對教學樓進行安全結構鑒定,確定能否作為避難場所使用。
(2)調集各部門工作人員,立即開展避難工作,對人員宿住宿、物資發放等一系列工序進行安排。
(3)對教室和辦公室內原有辦公桌進行重新擺放,上面鋪設避難海綿墊,以方便災民宿住。
(4)將行動不便的避難人員安排在一層臨近衛生間的房間,并安排專人照看。
(5)立即開啟水、電以及應急通信等設備。
對于避難場所而言,提出了兩種設計思路:
(1)圖書館一層作為避難場所使用時,搬走原有場地的桌椅以及櫥柜,或集中堆積在一個地方(一層為大的開敞空間桌椅較少),再充分利用大空間的特性,布置避難床墊和其他避難物資。
(2)圖書館二層和三層避難區主要用于學生自習使用,桌椅較多且密集,移動不便,因此保留原空間的桌椅。作為避難場所使用時,將桌子合并到一起充當避難床使用,將椅子搬送到課桌下,減少功能轉換的時間,與此同時,課桌還能起到防潮防涼的作用。
文章從城市防災安全的角度出發,探討平災結合視角下既有文化建筑兼做避難場所時的設計策略。在平時,文化建筑設計應考慮基地選址的合理性、建筑結構的抗震性能以及建筑空間的多變性,方便建筑在臨災時進行功能上的平災轉換;在災時,建筑功能應分區合理,方便使用和調度,且應注意潔污分區和動靜分區,保證災民安全衛生原則,以營造一個良好的避難環境,舒緩人們的恐慌心理。同時,考慮到文化建筑具有一定的開放性,可經常舉辦一些活動。在豐富市民生活的同時,也加強人們與建筑的互動,提高人們對建筑以及場地的熟悉程度。政府及相關部門也應加強宣傳力度,提高市民的防災意識,而對于建筑本身來說還應針對震災配備救災避難所需要的設施設備,為防災避難做好充分準備。