新型抗洪澇災(zāi)害房屋設(shè)計(jì)與研究

陳宣竹 張曉霞 黃博瑩

湖州市愛山小學(xué)教育集團(tuán)青陽校區(qū) 浙江 湖州 313000

引言

自古以來，洪澇災(zāi)害一直是困擾人類社會(huì)發(fā)展的自然災(zāi)害之一。我國有文字記載的第一頁就是勞動(dòng)人民和洪水斗爭的光輝畫卷——大禹治水。時(shí)至今日，洪澇依然是對人類影響最大的災(zāi)害之一。洪澇災(zāi)害導(dǎo)致道路中斷、房屋被淹、車輛受損、群眾被困，生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅，嚴(yán)重?fù)p害了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。對于洪澇災(zāi)害頻發(fā)地段，人們不得不背景離鄉(xiāng)或?yàn)?zāi)后化很大的財(cái)力進(jìn)行重建。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代，我國洪災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì) 損失約12000億元人民幣，僅1998年就高達(dá)2600億元人 民幣。水災(zāi)損失占國民生產(chǎn)總值(GNP)的比例在1%～4%之間，為美國、日本等發(fā)達(dá)國家的10～20倍。

一、“抗洪房屋”研究背景

洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)，普通結(jié)構(gòu)房屋被淹，洪水泛濫，人們逃生困難。房屋被淹嚴(yán)重危害了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，災(zāi)后重建又需投入更大的人力物力。所以，研究制定洪澇災(zāi)害的防治對策尤為重要。我們設(shè)計(jì)了這套會(huì)漂浮的房子，能在洪澇災(zāi)害來臨時(shí)，最大限度的實(shí)現(xiàn)預(yù)警式人員自救，從而保障人身財(cái)產(chǎn)的安全，并保證房屋的完整性，無需災(zāi)后重建。

二、“抗洪澇災(zāi)害房屋”主要結(jié)構(gòu)

圖1 “智能窗”的實(shí)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(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，房屋樓屋不高于三層。另采用的房屋要使用一些“輕材質(zhì)”建造。如：泡沫磚。泡沫磚里面澆灌的混凝土，穩(wěn)定性高。與傳統(tǒng)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(jìn)行澆灌。

圖2 模擬充氣閥結(jié)構(gòu)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(jié)而成，具有輕質(zhì)、保溫、隔音、防火的優(yōu)質(zhì)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(chǎn)原材料，拌和后經(jīng)壓力空氣發(fā)泡，強(qiáng)制將空氣拌入混合漿內(nèi)型成，微氣泡結(jié)構(gòu)的混凝土澆模成型，經(jīng)蒸壓反應(yīng)等工序制作而成，是一種環(huán)保、節(jié)能、材質(zhì)穩(wěn)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(jīng)檢驗(yàn)，質(zhì)量優(yōu)良，滿足國家對工程質(zhì)量，隔聲、節(jié)能、防火等標(biāo)準(zhǔn)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(jī)中用來控制氣體進(jìn)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(dòng)閥片關(guān)閉，也可減輕閥片開啟時(shí)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(nèi)、外氣體壓差與彈簧力控制，無需其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，故稱自動(dòng)閥。

我們利用它的自動(dòng)性來控制氣體充氣的時(shí)機(jī)，當(dāng)水位到達(dá)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(yù)埋有充氣閥裝置，當(dāng)洪水來臨，水位到達(dá)警戒線后，地基被泡松動(dòng)，觸發(fā)充氣閥門，氣墊快速充氣，逐漸托起房屋。保障屋內(nèi)來不及撤離的人員及財(cái)產(chǎn)安全。

六、“抗洪房屋”上浮過程中的平穩(wěn)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(dāng)房子托起時(shí)用于固定在一個(gè)空間內(nèi)，避免房子因重量的不均造成傾斜。

七、“抗洪房屋”項(xiàng)目展望

“抗洪房屋”建設(shè)簡單，可以建于洪澇災(zāi)害多發(fā)地區(qū)。因多發(fā)洪災(zāi)，在建造房屋時(shí)就要區(qū)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(yù)埋自救上浮裝置。滿足此四項(xiàng)主要功能，即可有效的自救。