地震災(zāi)后過渡型安置房模塊化設(shè)計(jì)研究

金郅祥 傅欣

關(guān)鍵詞：地震 災(zāi)后安置 過渡型安置房 模塊化設(shè)計(jì) 應(yīng)用設(shè)計(jì)

引言

地球地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，世界各地地震災(zāi)害頻繁發(fā)生。根據(jù)《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒2019》[1] 等相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年至2018年，中國共遭受了239余次破壞性地震災(zāi)害的破壞，受災(zāi)面積達(dá)30多萬平方公里，直接經(jīng)濟(jì)損失累計(jì)約3680億元。盡管，通過世界各個(gè)組織的通力協(xié)作、各學(xué)科長期不間斷的研究，在預(yù)防和應(yīng)對(duì)突發(fā)地震災(zāi)害方面取得了長足的進(jìn)步。但是，對(duì)于近年來在我國境內(nèi)發(fā)生的一些重大地震災(zāi)害，如汶川地震、玉樹地震、蘆山地震等地震災(zāi)害面前依然無法充分的應(yīng)對(duì)。因此，在應(yīng)對(duì)重大地震災(zāi)害時(shí)，需要進(jìn)行充分有效的救援之外，更需要一套切實(shí)可行的災(zāi)難應(yīng)急預(yù)案和設(shè)施，而震后過渡型安置房則是災(zāi)后應(yīng)急安置工作中重要的一環(huán)。面對(duì)自然災(zāi)害，完善震后過渡型安置房設(shè)計(jì)策略顯得更為迫切。筆者將從地震災(zāi)后過渡型安置房研究現(xiàn)狀出發(fā)，分析各類型安置房的主要特征和總結(jié)設(shè)計(jì)策略的優(yōu)劣勢(shì)，并提出滿足地震災(zāi)后安置需求的過渡型安置房模塊化設(shè)計(jì)策略。

一、地震災(zāi)后過渡型安置房研究概況

（一）國內(nèi)地震災(zāi)后過渡型安置房研究概況

對(duì)于地震災(zāi)后的應(yīng)急避難研究與應(yīng)用，國內(nèi)外均有不同的研究成果和應(yīng)用實(shí)例。相較歐美等發(fā)達(dá)國家，我國在該方面的理論研究和實(shí)踐發(fā)展的相對(duì)緩慢。自汶川特大地震爆發(fā)之后，關(guān)于災(zāi)后過渡安置的諸多問題和困境才受到人們的充分關(guān)注。同時(shí)，我國也出臺(tái)了如《汶川地震后恢復(fù)重建總體規(guī)劃》[2] 《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)汶川地震災(zāi)后恢復(fù)重建總體規(guī)劃的通知》[3] 等相關(guān)舉措。此后，國內(nèi)不同領(lǐng)域的學(xué)者圍繞地震災(zāi)后安置這一課題，分別從震后安置建筑設(shè)計(jì)，震后生態(tài)恢復(fù)、震后心理疏導(dǎo)等多角度、多層面提出了各自的觀點(diǎn)與舉措，并在各學(xué)科領(lǐng)域形成了一定的研究成果。

根據(jù)安置性質(zhì)和時(shí)間跨度的不同，地震災(zāi)后安置主要由應(yīng)急性安置階段、過渡性安置階段和永久性安置階段三個(gè)階段組成，如表1。[4] 應(yīng)急性安置階段處在災(zāi)難發(fā)生的第一時(shí)間，災(zāi)民主要采取露宿或自行搭建臨時(shí)棚布等方式進(jìn)行自救、緊急避險(xiǎn)脫離危險(xiǎn)區(qū)域，以滿足基本的生命安全和生活保障。過渡性安置階段主要集中在災(zāi)難發(fā)生后1至2個(gè)月，主要采取有：應(yīng)急帳篷、過渡安置房、自建簡(jiǎn)易房和封閉式臨時(shí)安置場(chǎng)所等安置方式。安置周期主要取決于永久性安置住房的建設(shè)進(jìn)度，其中汶川地震后都江堰地區(qū)重建用時(shí)3年、玉樹地震重建用時(shí)2年。永久性安置階段，即永久性住房建設(shè)完畢，災(zāi)民重新回到正常的生活狀態(tài)。

由于第二安置階段具有持續(xù)時(shí)間長、安置形式多、涉及層面廣等特點(diǎn)，因此該階段是地震災(zāi)后至全部永久安置工作結(jié)束前安置災(zāi)民的重要階段。在2008年汶川地震災(zāi)后過渡安置過程中，過渡安置方式主要是在安置區(qū)大規(guī)模的建造活動(dòng)板房，以對(duì)災(zāi)民進(jìn)行第二階段的集中安置。然而，以活動(dòng)板房為主要形式的過渡安置房也暴露出一些弊端，如在其現(xiàn)場(chǎng)搭建過程中澆筑的混凝土地基占用了大量耕地和后期重建恢復(fù)時(shí)所需的土地、安置房建設(shè)過于密集易產(chǎn)生火災(zāi)等安全隱患，這些問題導(dǎo)致實(shí)際安置和重建恢復(fù)效果并不十分理想。

在活動(dòng)板房制造配給上，政府采用的是不計(jì)成本的保障式安置，盡可能多地生產(chǎn)安置板房，這就導(dǎo)致過渡安置板房的生產(chǎn)采購的供給量遠(yuǎn)超出實(shí)際需求量，過量的活動(dòng)板房造成資源浪費(fèi)。此外，由于活動(dòng)板房大多采用聚苯乙烯夾芯板，自然降解十分困難，可持續(xù)性再利用價(jià)值低。大面積的建造也會(huì)占用甚至損壞大量的耕地和建設(shè)用地，給后續(xù)重建和復(fù)耕工作增加困難。例如，1976年唐山地震后預(yù)計(jì)1982年初步重建完成，而實(shí)際上直到1986年災(zāi)后重建才基本結(jié)束。其中，災(zāi)后大量建造的簡(jiǎn)易房占據(jù)了大量的重建用地，延緩了重建速度。[5] 顯然，我國地震災(zāi)后過渡型安置房應(yīng)用現(xiàn)狀自汶川地震后，仍存在著供需失衡、運(yùn)輸不便、使用舒適性差、安置密度大、氣候及地形適應(yīng)性差、綠色可持續(xù)性低等問題。[6] 隨著建筑技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的日益提高，再生紙、農(nóng)作物纖維等生態(tài)材料經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化處理后開始應(yīng)到災(zāi)后臨時(shí)住房的設(shè)計(jì)中，為災(zāi)后過渡型安置房設(shè)計(jì)不斷提供新的思路。

（二）國外地震災(zāi)后過渡型安置房研究概況

國外對(duì)于震后臨時(shí)西過渡住房的理論研究和應(yīng)用起步較早，20世紀(jì)70年代就開始對(duì)其系統(tǒng)性地總結(jié)與探索，如樂施會(huì)（Oxfam）等非政府組織，Ian Davis，F(xiàn)red Cuny等學(xué)者的研究和實(shí)踐。其后，聯(lián)合國有關(guān)機(jī)構(gòu)和眾多非政府組織陸續(xù)提出應(yīng)對(duì)災(zāi)害指導(dǎo)性文件中也將臨時(shí)過渡安置房作為重要內(nèi)容之一。[7]

日本作為地震災(zāi)害多發(fā)國，在災(zāi)后過渡型安置房的理論研究和設(shè)計(jì)實(shí)踐方面成果豐富，研究?jī)?nèi)容主要為災(zāi)后安置規(guī)劃問題和安置房設(shè)計(jì)，以及防災(zāi)避險(xiǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)出一系列災(zāi)后過渡型安置建筑。[6]例如，日本建筑師坂茂，長期致力于臨時(shí)建筑的研究，并經(jīng)其成果廣泛運(yùn)用于災(zāi)后過渡安置，為災(zāi)民提供一個(gè)可靠的臨時(shí)避難場(chǎng)所。1995年日本阪神地震后，坂茂首次嘗試將紙管用于建設(shè)臨時(shí)過渡建筑——Paper-Loghouse。該臨時(shí)過渡建筑以30個(gè)填滿砂石的啤酒箱為基礎(chǔ);圍護(hù)體系采用直徑108mm的預(yù)制紙管并排形成圍合墻體;屋頂采用雙層PVC薄膜，可根據(jù)天氣變化調(diào)節(jié)閉合，既增強(qiáng)了室內(nèi)的透氣性，又可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。[8] 該臨時(shí)過渡建筑除了別其他形式的過渡建筑在經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性上占明顯優(yōu)勢(shì)之外，其建造也相對(duì)簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的工序和大型機(jī)械，可以更迅速的投入使用。

二、地震災(zāi)后過渡型安置房設(shè)計(jì)策略及特征歸納

由于永久性安置住房無法在較短時(shí)間內(nèi)建成并投入使用，必然導(dǎo)致過渡性安置階段需要持續(xù)較長時(shí)間，而在長期的臨時(shí)安置生活中，災(zāi)民的生活方式和心理狀態(tài)必然受到較大的影響。同時(shí)，過渡安置房的長期使用，也會(huì)出現(xiàn)生活空間混亂、衛(wèi)生條件逐漸下降、個(gè)人隱私無法保證等問題。因此，如何將災(zāi)民盡早的、平穩(wěn)地從災(zāi)后不安的狀態(tài)過渡到有序正常的生活狀態(tài)，是地震災(zāi)后過渡安置房設(shè)計(jì)需要解決的問題。

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有地震災(zāi)后過渡安置房設(shè)計(jì)策略以及優(yōu)劣勢(shì)的分析，如表2。結(jié)合災(zāi)后過渡安置房的制備、運(yùn)輸、組裝、使用、回收各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題，歸納出以下設(shè)計(jì)原則：

1.結(jié)構(gòu)低技術(shù)化：低技術(shù)性的結(jié)構(gòu)有助于在現(xiàn)場(chǎng)組裝環(huán)節(jié)中便捷、快速地建造。降低建造的技術(shù)門檻讓災(zāi)民以及志愿者也可以參與到建造工作中去，一方面，可以彌補(bǔ)大規(guī)模建造時(shí)專業(yè)建造人員可能存在短缺的問題，另一方面，更重要的是災(zāi)民和志愿者的共同參與，可以激發(fā)災(zāi)民對(duì)于災(zāi)后生活的信心，提升整個(gè)安置區(qū)人們的凝聚力。

同時(shí)，可靠的低技術(shù)結(jié)構(gòu)也能有效地減少日后常規(guī)的維護(hù)成本。

2.空間模塊化：針對(duì)地震災(zāi)害常突然發(fā)生這一特性，首先解決的是在制備、運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)組裝環(huán)節(jié)中能迅速且有效實(shí)施的問題?？臻g模塊化設(shè)計(jì)可以預(yù)先在工廠中預(yù)制完成相應(yīng)的空間模塊，在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需求進(jìn)行快速組裝建造，有效提高過渡性安置的安置效率。其次，過渡型安置房作為災(zāi)難應(yīng)急儲(chǔ)備物資，不僅需要滿足可工業(yè)化重復(fù)性生產(chǎn)，而且在平時(shí)的儲(chǔ)備保存上，模塊化的設(shè)計(jì)可將立體的安置房拆分進(jìn)行“扁平化”儲(chǔ)存，充分降低儲(chǔ)存時(shí)所占用的空間和儲(chǔ)存成本。最后，運(yùn)輸環(huán)節(jié)上，模塊化的構(gòu)件可充分適應(yīng)不同運(yùn)輸工具對(duì)于尺寸和重量的要求，提高運(yùn)輸效率。

3.材料可持續(xù)化：隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)于保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的意識(shí)的不斷提高，新型可持續(xù)性材料的創(chuàng)新應(yīng)用也在過渡型安置房設(shè)計(jì)中不斷體現(xiàn)。再生紙筒、新型木材、復(fù)合竹材、復(fù)合麥秸等可循環(huán)材料經(jīng)過優(yōu)化后應(yīng)用到過渡型安置房設(shè)計(jì)中，既滿足了建筑堅(jiān)固、防水、防潮、保溫、阻燃等基本功能，也大大提高了安置房的回收再生效率，最大限度地降低了對(duì)環(huán)境的影響。

4.功能人性化：現(xiàn)有過渡安置的活動(dòng)板房，因追求快速高效的生產(chǎn)供給，而忽視了災(zāi)民安置生活的切身需求，缺少一些人性化的功能設(shè)計(jì)。在過渡安置房的使用環(huán)節(jié)中，功能的人性化設(shè)計(jì)能最大程度上貼合災(zāi)民的生活方式，滿足大多數(shù)災(zāi)民對(duì)于功能上的需求。人性化的設(shè)計(jì)讓災(zāi)民在使用過程中能切身感受到舒適和便利，同時(shí)也為之后更平穩(wěn)地回歸到正常生活狀態(tài)打下基礎(chǔ)。

5.組團(tuán)模式小規(guī)模化：汶川地震中大規(guī)模使用的活動(dòng)板房，不僅在外觀上過于單調(diào)統(tǒng)一，長期居住必然會(huì)使災(zāi)民感到壓抑，而且活動(dòng)板房大規(guī)模的集中安置也極易在安置過程中產(chǎn)生群體矛盾事件，不利于安置區(qū)的穩(wěn)定發(fā)展。[5] 災(zāi)民的過度集中安置，一方面是大量的災(zāi)民聚集，使災(zāi)前原有的人際關(guān)系結(jié)構(gòu)很難形成，人與人之間缺乏彼此間的信任。另一方面是過多的災(zāi)民聚集安置，難免產(chǎn)生出易相互傳染的消極情緒，不僅不利于災(zāi)民自身災(zāi)后心理疏導(dǎo)，甚至極端情況下敏感的情緒可能引發(fā)群體矛盾事件。因此，整體安置規(guī)劃布局采用小規(guī)模組團(tuán)形式，可降低災(zāi)民社交的難度，形成一個(gè)災(zāi)民彼此照顧、相互扶持的良性穩(wěn)定的安置環(huán)境，同時(shí)激發(fā)災(zāi)民災(zāi)后重建的信心。

三、地震災(zāi)后過渡型安置房模塊化設(shè)計(jì)研究

（一）低技術(shù)化的結(jié)構(gòu)模塊

在過渡型安置房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，既要滿足工業(yè)化生產(chǎn)的模塊化結(jié)構(gòu)形式，也要符合現(xiàn)場(chǎng)便于快速組裝的低技術(shù)設(shè)計(jì)原則。支撐模塊主要采用預(yù)制立柱和連桿等。立柱根據(jù)構(gòu)件與構(gòu)件之間連接模式和組合形式不同，一共分為四向連接、三相連接、兩向連接、雙向連接和單向連接五種柱式，如圖1。過渡型安置房除保證基本功能設(shè)施外，更要具有低技術(shù)快速組裝的特點(diǎn)。在運(yùn)輸過程中可將圍護(hù)、支撐兩套系統(tǒng)拆分運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)組裝?，F(xiàn)場(chǎng)組裝過程中，模塊化的圍護(hù)板材與立柱只需完成簡(jiǎn)單的拼接、插入、固定等工序既可完成拼裝，如圖2。

在構(gòu)件材料運(yùn)用上，過渡型安置房的圍護(hù)模塊以及連接模塊主要采用生態(tài)復(fù)合板材和天然竹材料。根據(jù)呂志濤與張齊生院士在5·12汶川地震后建造的復(fù)合竹材抗震生態(tài)安居示范房的實(shí)踐啟示，在安置房的建構(gòu)中嘗試應(yīng)用張齊生院士研制的新型輕質(zhì)生態(tài)可持續(xù)的復(fù)合竹質(zhì)板材。對(duì)于我國木材人均占有量極低的現(xiàn)狀來說，使用生長快速的竹子更符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，且竹子與木材類似，都可和秸稈、木屑、塑料等其他物質(zhì)混合生成新的人造板材。經(jīng)過加工的復(fù)合竹質(zhì)板材不僅具有竹子本身良好的韌性，而且通過改進(jìn)克服了天然竹子的缺陷，例如低溫開裂、發(fā)霉腐爛等問題，使復(fù)合竹質(zhì)板材的性能更加穩(wěn)定。此外，在制作復(fù)合竹質(zhì)板材的過程中混合了阻燃物質(zhì)和防水材料，使其具備良好的防水防火的功能，大大提高了材料的安全性。

（二）人性化的空間設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中的地震災(zāi)后過渡型安置房由具有必要功能的生活模塊、圍護(hù)模塊以及連接模塊三大部分組成。過渡型安置房必須具備災(zāi)后完備的安置生活功能?？臻g設(shè)計(jì)上，提取出災(zāi)后基本生活的三種功能模塊，即休息模塊、衛(wèi)生模塊和餐廚模塊，并對(duì)相應(yīng)空間模塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，模塊外部尺寸分為4.2×2.8×3.0m、1.4×2.1×3.0m（長×寬×高），如圖3。根據(jù)模塊組合形式不同，可分為以下四個(gè)模塊組合方式：組合方式1，餐廚模塊和衛(wèi)生模塊豎向拼合在休息模塊一側(cè)，將基本生活動(dòng)線置入安置房?jī)?nèi)部，提高室內(nèi)外空間利用率;組合方式2，三種功能模塊依次放置，以圍合出半開放式院落空間;組著方式3，餐廚模塊和衛(wèi)生模塊置于休息模塊兩側(cè)，安置房可相互交錯(cuò)放置，利于規(guī)模化組合;組合方式4，餐廚模塊和衛(wèi)生模塊橫向拼合在休息模塊一側(cè)，與方式1組合形式相似，亦可提高室內(nèi)外空間利用率，如圖4。模塊的內(nèi)部設(shè)施選取上，安置房各模塊內(nèi)設(shè)置預(yù)制單人床、整體式餐廚柜、桌椅等基本生活設(shè)施，如圖5。其中，衛(wèi)生間采用預(yù)制一體式衛(wèi)生間，下置廢水收集箱，經(jīng)過處理后可統(tǒng)一排放至污水處理點(diǎn)，集中處理。一體式衛(wèi)生間在具備良好的防潮防水性能的同時(shí)，可最大限度利用現(xiàn)有空間滿生活需求。在休息模塊中除床、桌椅外也預(yù)留了部分空間，為災(zāi)民后續(xù)進(jìn)行自主改造提供一定可能。

通過比較過往震后過渡安置房的設(shè)計(jì)特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，由于災(zāi)后安置狀況較為緊急，大多安置房的建設(shè)都采用一層高的板房聯(lián)排安置的形式。大量相同高度、相同形狀的板房，易使災(zāi)民視覺上產(chǎn)生疲勞感和壓抑感。安置房與安置房之間形成的狹長的巷道也大幅壓縮了災(zāi)民的室外活動(dòng)空間，使安置生活變得枯燥無味。因此，為解決在安置過程中災(zāi)民對(duì)于空間上的多樣需求，在滿足基本的災(zāi)后安置生活的基礎(chǔ)上試驗(yàn)性的置入半開放式的室外空間，以拓展災(zāi)民安置生活的室外活動(dòng)空間，豐富災(zāi)民室外的活動(dòng)方式，進(jìn)而達(dá)到通過多樣的空間設(shè)計(jì)改善災(zāi)民生活方式從而安撫災(zāi)民心理的目的。如圖6，上下并存的半開放式室外空間，為災(zāi)民之間的良性互動(dòng)提供了一個(gè)開放性的場(chǎng)地，災(zāi)民可以自主利用場(chǎng)地，賦予場(chǎng)地新的意義。在空間層面上豐富了安置房外部空間層次的視覺感受，拓展了外部空間使用功能;在社交層面上通過提供半開放的物理空間拉近了災(zāi)民與災(zāi)民之間的社交距離和心理距離，增加災(zāi)民的歸屬感和信任感。

（三）小規(guī)模的組團(tuán)模式

相較大規(guī)模的災(zāi)后安置，小規(guī)模模塊組團(tuán)式安置則更為靈活。災(zāi)民面對(duì)陌生的生活環(huán)境和社交環(huán)境，小規(guī)模組團(tuán)式安置使災(zāi)民更容易相互熟悉，達(dá)到相互照顧相互扶持的自發(fā)性維護(hù)安置區(qū)的狀態(tài)，有效降低震后安置的維護(hù)成本和難度。本設(shè)計(jì)將安置房整體視為獨(dú)立模塊進(jìn)行空間組合，可組合為橫向組團(tuán)模式和圍合組團(tuán)模式。橫向組團(tuán)模式是將安置房左右相互連接，一字排開形成聯(lián)排結(jié)構(gòu)，與大多安置區(qū)安置房組合形式類似，如表7。其優(yōu)勢(shì)是最大限度利用土地面積，盡可能多地安置災(zāi)民。圍合組團(tuán)模式是將安置房與安置房之間形成半封閉式的圍合空間，如圖8。其優(yōu)勢(shì)是人口密度較低，居住舒適。圍合出的空間可作為災(zāi)民的活動(dòng)空間，既保證私密性的同時(shí)提升災(zāi)民室外活動(dòng)空間，增強(qiáng)災(zāi)民對(duì)安置生活的歸屬感和鄰里的熟悉感、信任感。

結(jié)語

在當(dāng)今中國乃至全球地震災(zāi)害頻發(fā)的背景下，地震災(zāi)害帶來的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失巨大，也不斷引發(fā)人們的思考。持續(xù)推動(dòng)地震災(zāi)后安置房的設(shè)計(jì)與建造水準(zhǔn)，成為一個(gè)現(xiàn)實(shí)而迫切的問題。因此，地震災(zāi)后過渡型安置房作為震后安置過程中重要的一環(huán)，其理論研究與設(shè)計(jì)建造應(yīng)受到重視與不斷改進(jìn)。根據(jù)分析歸納出的地震災(zāi)后過渡型安置房設(shè)計(jì)原則，提出可在現(xiàn)場(chǎng)迅速構(gòu)建出功能相對(duì)完善的居住空間的模塊化安置房設(shè)計(jì)方案。模塊化的建筑構(gòu)件有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、運(yùn)輸和組裝;人性化的功能設(shè)計(jì)增加災(zāi)民安置過程中的舒適性;生態(tài)材料的使用使其具有良好的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。作為地震災(zāi)后過渡型安置房模塊化設(shè)計(jì)的概念性設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)上還有許多地方需進(jìn)一步完善與繼續(xù)深入研究。本次設(shè)計(jì)探討嘗試提出災(zāi)后過渡型安置房設(shè)計(jì)方案，為今后進(jìn)一步探索發(fā)展地震災(zāi)后過渡型安置房的設(shè)計(jì)建造提供有益思考和參考意義。