海綿城市的功能及作用范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了海綿城市的功能及作用范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

海綿城市的功能及作用

海綿城市的功能及作用范文1

Abstract: The city wetland patches have the ability of self-repair and sustainable development, and play an important role in improving the urban ecological environment at city landscape restoration. Based on discussion of Sponge City, and Elastic Restoration theory, this paper takes the wetland patches restoration in Dounan district of Dianchi Lake as an example to analyze the importance of urban wetland elasticity landscape patches, describes the relationship between urban elasticity landscape patches and ecological environment construction of the city, and proposes the ideas and methods about reorganization of landscape patches, water network repairing, etc. It is aimed to find the entry point of the implementation with the landscape toughness development and sponge city, in order to build more way to get a solution to restore elasticity and toughness of the city.

關鍵詞: 景觀斑塊;彈性修復;海綿城市;濕地

Key words: landscape patches;elastic restoration;sponge city;wetland

中圖分類號:F205 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)20-0181-04

1 背景

城市景觀是自然與人力在不同條件相互作用的產物。一個城市長期生產力、繁榮度和宜居性,從根本上由城市的可持續性(承載能力)和彈性(應對能力)決定。[1]我國以農業立國,在歷史長河中,城市被良田所圍繞,對于自然災害與環境問題具有一定的防御能力。隨著經濟發展,昔日城市中的綠地斑塊如農田、濕地、林地等被各類建筑、道路、廣場等人工斑塊所代替。城市化地表斑塊變化的一個重要特征是不透水斑塊取代了透水良好的自然斑塊,自然水過程受到影響,城市環境惡化失去原有彈性,導致城市生態系統嚴重退化[2]。

過度開發使得城市景觀破碎化,許多涵養水源的綠色彈性空間相繼消失,城市綠網破壞,河流、湖泊等水體受到污染甚至斷流。如此矛盾的局面正需要城市規劃師在城市規劃中找到人與自然和諧共處的關鍵點,建設具有良好生態基礎設施系統的城市[3],保護好城市的彈性景觀斑塊,通過綠色、藍色以及灰色廊道的連接形成生態屏障,組建城市韌性(抵抗災害的能力),從而創造彈性宜居的城市環境。

2 相關概念辨析

城市過度發展,生態環境變化,水土流失、洪澇災害等“城市病”被廣泛關注,傳統觀念中被認為是廢棄物的雨水,也被重新審視,[4]人們逐漸意識到雨水作為一種可循環資源,影響城市居民的日常生活,關系城市的生態健康狀況,塑造城市的景觀斑塊,組織城市的緩沖空間。城市綠色緩沖空間往往是城市彈性斑塊的有機構成體,反作用于城市景觀及生態系統,確保了城市的物、能平衡與資源的良性循環。(如圖1)

2.1 海綿城市與彈性景觀

海綿城市(Sponge City)是指城市能像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“韌性”與“回彈”能力,有效保護和修復城市水生態,緩解城市內澇,削減城市徑流污染負荷,涵養城市水資源,復興城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生態系統功能減少城市洪澇災害發生。西方國家對雨水的利用由來已久,形成了最佳管理實踐(Best Management Practices,簡稱BMPs)、低影響開發(Low Impact Development,簡稱LID)、水敏型城市設計(Water Sensitive Urban Design,簡稱WSUD)、綠色(雨洪)基礎設施(Green Infrastructure,簡稱GI)等措施。這些都是海綿城市(Sponge City)雨水管理的重要理論基礎。(如表1)。

彈性景觀(Resilient Landscapes)是城市中用于抵抗自然災害,維持城市生態系統穩定的重要韌性空間,強調基于人工參與的同時注重自然生態系統自我修復的能力。合理設計城市的彈性景觀斑塊,將不同功能的生態空間與雨水管理、生物棲息、公共休閑和審美需求相結合,連接城市“綠色”和“藍色”斑塊,為城市生態環境搭建起重要的生態保障屏障。城市濕地斑塊構成城市景觀,組織城市能源循環,如“海綿”一般,在應對城市生態失衡與自然災難時,為城市生物提供安全庇護港,保護生物的多樣性,保證城市景觀的穩定與持續發展。

2.2 濕地斑塊與彈性修復

濕地斑塊是城市生態系統的重要組成部分,具有城市其他生態系統不可替代的多種生態服務功能,被認為是陸地生態系統的最佳利用方式。[10]國內許多學者認為,濕地(Wetland)是陸生生態系統和水生生態系統之間的過渡帶,是一種復雜的生態系統。城市濕地(Urban Wetland)是指位于城市中,由水文、地貌、植物、動物等要素構成的,要素之間相互聯系相互作用形成的具有防洪、污水凈化和氣候調節等特定功能的一種水陸生態系統。[11-12]濕地斑塊對城市的建設貢獻主要在于連接了城市(人工斑塊)與水域(自然斑塊),形成了半自然半人工的中間過渡地帶,是重要的城市水陸樞紐與彈性緩沖空間,是城市與自然間的天然屏障,具有以下的生態學意義:

2.2.1 疏導水流,涵養水源

對于城市,濕地斑塊無疑是良好的水流“儲藏器”,隨著城市無序擴張,河渠硬化,防浪堤高筑屢見不鮮。城市給、排水不暢,下雨時地表徑流增大,形成快速排水模式,水資源難以保存。[13]城市污水處理不當,水體受到污染,濕地斑塊支離破碎,蓄水能力嚴重不足,導致城市土地河流的水源安全問題。

2.2.2 凈化水體,形成良性水網

濕地的植物,在長期自然演替過程中,對水體中的污染物有著一定的過濾、吸附和降解作用?!耙跃G養水”的生態支持模式[14],在其自身生態承載力允許條件下,會促進水循環,形成良性水網絡。在城市生態環境中,許多濕地斑塊以及綠地斑塊被河流廊道等聯系成綠網,對城市水流起到層層凈化的作用,形成天然依水而生的緩沖空間。

2.2.3 可持續發展,形成城市綜合“海綿體”

可持續發展,需要可持續經濟,首要就是對環境的低影響開發,低成本維護,低干擾管理,讓城市可以自由的呼吸,要做到這一點最重要是城市中水的資源化,從而進行景觀的彈性組織與資源循環利用。[15]水流的循環利用帶來的是能流的循環持續,既促進了城市的物質、能量循環,又可以調節城市的自然環境。[16]

將濕地的彈性修復融入城市建設中,恢復景觀斑塊在應對城市問題中的穩定作用,從廣義的角度理解海綿城市理論,發揮城市綠河流濕地等水陸交界面對雨水的吸納、緩解作用,充分發揮城市綠地斑塊對自然災害的預防和緩解的能力,采用融、滯、消、散等措施,建設具有自然緩解、自然容納、自然重構的城市綜合“海綿體”(如圖2)。[17]

總體來說,濕地的彈性修復設計,需要城市在防御自然災難時做到以下4方面內容:

①了解水資源的重要性及在城市生態系統中扮演的角色,形成城市應對自然災害的屏障和緩沖空間;②調節城市旱澇的基礎上,加強綠地應對災害的能力;③以城市綠色空間涵養水源,從而調節城市生態,減少自然災害;④形成綠色彈性景觀斑塊,化對抗為共生,使城市生態自我修復能力提升。

3 城市的彈性景觀――濕地斑塊修復設計

3.1 研究區概況

云南滇池是城市發展中與湖爭地,導致城市生態破壞的例子。1950年-1970年隨著“圍湖造田”運動,滇池先后萎縮近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的啟動,阻斷水陸能量交流,沿湖濕地斑塊嚴重破壞,城市生態系統失穩,蓄水、凈水能力下降,自然災害頻發,昆明城市人居環境受到嚴重威脅。

研究區位于滇池湖岸東側水陸交接處,北緯24°53′11″-24°53′34″,東經102°46′4″-102°46′30″,面積約24hm2,是斗南片區城市空間與滇池水域空間最后的生態屏障。研究區全年平均降雨789.6mm,有旱、雨季之分,降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。隨著斗南片區發展,城市生活生產廢水肆意排放,導致滇池水體富營養化,維持該地區生態平衡的彈性景觀――濕地斑塊,在“造田”運動中消失殆盡,植被減少,生物生存環境受到威脅,研究區主要面臨以下城市問題(如圖3):

①濕地退化,蓄水困難,內澇嚴重,交通受限。研究區較為平坦,在雨季后存在內澇問題,主要道路被雨水淹沒,嚴重影響區域交通。濕地斑塊退化,場地無法儲存雨水,造成二次污染。

②水體富營養,水陸交接面硬化,生態失穩。作為水陸媒介的駁岸系統有著重要的生態學作用。研究區均為水泥駁岸,阻隔水陸物質能量傳遞,造成濕地景觀斑塊彈性缺失,水體富營養化嚴重。

③水體分離,排水困難,濕地斑塊缺乏彈性。研究區水體分離,水網不聯通,不能引導排水,造成雨季水體倒灌,植被受損,動物生境破壞,濕地斑塊彈性不足,應對措施不夠,無法達到濕地生態系統的自我修復與穩定。

3.2 彈性修復設計與措施

彈性修復,即在分析場地存在的主要城市問題基礎上,運用生態設計、柔性恢復等方式進行場地各個景觀斑塊的修復和重建設計,以較低影響,增強其景觀與生態系統應對生態擾動、人類活動及自然災害時自我修復與重回穩定的能力。

通過對景觀斑塊的研究比較,依據研究區獨特的水文、地理氣候等條件,進行濕地生態系統的韌性修復,形成城市中良好的彈性景觀斑塊。尊重場地原有景觀記憶,延續場地景觀斑塊的演變脈絡,減少對場地的破壞。通過水體網絡的重構組織場地綠地斑塊的修復與更新引導場地產業的轉型達到濕地景觀斑塊的韌性修復,做到低成本修復、少管理維護和弱生態破壞,營造良性、有序的城市景觀過渡帶。柔化城市邊界,促進水陸生態系統物、能循環,形成依托于滇池周邊城市的彈性濕地景觀斑塊。(如圖4)基于對水陸交接帶濕地斑塊修復設計的研究,主要有以下幾種方式:

3.2.1 整合地形,構建濕地骨架,通過水網聯通形成彈性蓄水空間

在原有肌理基礎上,根據場地降水、污染物種類等影響因素,利用研究區原有魚塘,緩和邊形成曲線水陸界面,增加水岸邊長,創造供濕地鳥類等生物生存的小環境。增加觀賞度的同時活化了水岸,使水、陸之間的物質、能量傳遞界面增長。

梳理地形,將研究區低洼內澇地塊整理開發形成“濕地泡”,設置長淹沒區、半淹沒區域、偶爾淹沒區域,與邊界原有魚塘鏈接形成凈化網絡,恢復濕地斑塊的生態功能,創造動植物的生活生境,形成應對雨水的彈性空間。

3.2.2 軟化駁岸,路網修復,形成多級式水體凈化模式

進行水循環交流,將防浪堤岸進行適度開口,形成沿堤內流濕地泡,在防浪堤外增加立體綠化,形成水陸生態廊道,解決水泥堤岸高筑的生態隔離問題,同時也阻止雨水倒灌造成的堤頂路塌方,路網斷裂。運用廠區拆卸廢料加工形成空中景觀高架系統,為濕地恢復提供空間,借鑒海綿城市理論形成水網凈化系統,通過過濾池、氧化池、潛流濕地凈化泡、表流濕地凈化泡、末端強化池等多級式水體凈化池,形成彈性可淹沒區,收納雨水,在必要時業區轉型后的花卉大棚澆灌使用。

3.2.3 更新地塊產業,借鑒海綿城市等理論,形成水循環系統及景觀修復機制

海綿城市是關于水循環的智慧,城市濕地作為彈性景觀的重要組成部分,作為城市綠地斑塊的緩沖空間,為城市的生態健康及經濟發展做出貢獻。在研究區中依據不同條件,設置雨水的儲存裝置利用自然集水槽與大棚集水設施,從源頭留住雨水。

通過產業更新,在溫室大棚區通過立體綠化、無土栽培等技術栽植花卉、中草藥等植物。防止澆灌廢料中氮、磷等物質流入場地水系統,抬高廠區地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水與澆灌用水,應用生態、物理等水處理方法,由濕地泡凈化后排入研究區水網系統,既能夠保證水體的自然循環,又能夠最大限度的保護濕地、湖泊的水體安全。在濕地內部形成完整水循環系統,從而完成濕地斑塊的景觀修復,達到城市水陸交界帶的柔性回歸。

3.3 小結

對滇池斗南片區濕地斑塊的修復研究,通過梳理研究區存在的主要生態問題,找到濕地斑塊恢復的切入點,重構濕地斑塊水網,以海綿城市理論研究入手,形成水循環系統網絡,組織濕地斑塊的柔性恢復,為動植物生存創造條件。另一方面,將研究區融入城市環境,尊重場地記憶,促使產業轉型,把斗南片區的經濟支柱產業――花卉貿易與地塊產業銜接,形成特色鮮明集聚科研與生態旅游為一體的城市彈性斑塊,達到水陸交接面濕地與城市發展的和諧,使城市中的景觀斑塊得到彈性修復,韌性重構及景觀更新。

4 結語

城市發展對自然的掠奪造成綠地斑塊支離破碎,水生態惡化、生物生境缺失,城市失去彈性和應對災害的韌性。海綿城市理念對城市建設帶來了健康發展的契機,為僵硬的城市加入地下和地上水系統的互動[18]。城市中的彈性景觀空間、綠地斑塊等在應對自然災害時扮演著城市保衛者的角色。濕地作為城市景觀斑塊的一員,人們更應該意識到保護城市彈性空間與水環境安全的重要性與必要性。在城市彈性空間的景觀修復研究中應該站在建設廣義的“城市海綿體”水循環的角度上,對綠地斑塊進行組織與重構,尊重場地精神,保證場地內部與外部生態循環的自我穩定。

濕地斑塊是城市水岸空間的有機組成部分,提供城市中動物生存的必要環境。對城市濕地景觀斑塊的修復研究,既能對城市景觀斑塊的彈性進行重構,也能對城市的水安全、水循環和水環境進行恢復,達到城市生態系統的自我穩定與長久發展。濕地景觀是海綿城市組成的一個重要環節,斑塊間的連接性十分重要。單一的濕地僅僅是城市眾多彈性景觀斑塊中的一員,對水循環、水網絡的影響有限,需要在城市規劃與設計中考慮綠色生態斑塊、藍色水體斑塊與灰色基礎設施斑塊的連通性,通過韌性修復與設計形成統一的綜合網絡,才能使彈性斑塊在城市的資源循環及應對自然災害中達到生態效益的最大化。

參考文獻:

[1]托尼黃,王健斌.生態型景觀,水敏型城市設計和綠色基礎設施[J].中國園林,2014(04):20-24.

[2]Grimm,N.B., Faeth,S.H., Golubiewski, N.E., etal. Global

Change and the Ecology of Cities[J]. Science,2008(319): 756-760.

[3]俞孔堅,張媛,劉云千.生態基礎設施先行:武漢五里界生態城設計案例探析[J].規劃師,2012(10):26-29.

[4]劉頌,章亭亭.西方國家可持續雨水系統設計的技術進展及啟示[J].中國園林,2010(08):44-48.

[5]車生泉,謝長坤,陳丹,等.海綿城市理論與技術發展沿革及構建途徑[J].中國園林,2015(06):11-15.

[6]沃夫岡?F?蓋格,陳立欣,張保利,等.海綿城市和低影響開發技術――愿景與傳統[J].景觀設學,2015(02):10-21.

[7]Lloyd ,S. D., Water Sensitive Urban Design in the Australian Context[R]. CRC For Catchment Hydrology, 2001.

[8]吳偉,付喜娥.綠色基礎設施概念及其研究進展綜述[J].國際城市規劃,2009(05):67-71.

[9]仇保興.海綿城市(LID)的內涵、途徑與展望[J].建設科技,2015(01):11-18.

[10]曹新向,翟秋敏,郭志永.城市濕地生態系統服務功能及其保護[J].水土保持研究,2005(01):145-148.

[11]王建華,呂憲國.城市濕地概念和功能及中國城市濕地保護[J].生態學雜志,2007(04):555-560.

[12]仇保興.城市濕地公園的社會、經濟和生態意義[J].中國園林,2006(05):5-8.

[13]劉濱誼,張德順,劉暉,戴睿.城市綠色基礎設施的研究與實踐[J].中國園林,2013(03):6-10.

[14]洪菊華,宋文靜.遼河生態恢復規劃與實踐研究――以沈陽市遼河干流生態恢復規劃為例[J].價值工程,2016(07):24-27.

[15]王春曉,林廣思.城市綠色雨水基礎設施規劃和實施 以美國費城為例[J].風景園林,2015(05):25-30.

[16]潮洛蒙,李小凌,俞孔堅.城市濕地的生態功能[J].城市問題,2003(03):9-12.

海綿城市的功能及作用范文2

雨水花園的適用范圍

雨水花園作為綠化生態蓄滯區,是自然形成或人工挖掘形成的淺凹綠地。由樹皮或植被作為覆蓋,具有蓄水、凈水和收集雨水的功能,用來吸收屋頂或地面的雨水,通過將雨水滯留下滲來補充地下水,降低暴雨地表徑流,是一種生態可持續的雨洪控制和雨水利用設施。主要應用于居住區、街道和城市廣場、城市公園。居住區雨水花園不僅可以改善屋頂積水,還可以增加綠化面積。街道中的雨水花園主要是在人行道邊設置綠化隔離帶。雨水花園通過蓄水和凈水的功能降低地表徑流、降低雨水污染、實現雨水循環再利用,同時可以有效地緩解路面積水的壓力。

雨水花園的建造結構

(1)蓄水層。主要是對雨水進行短暫的儲存,蓄水層深度是影響設施儲水能力的主要因素,蓄水層越深,儲水能力越強。早期的設計手冊要求設施蓄水深度為150毫米,一般要求積水在24小時內排干,如蓄水層深度增加則要求具有更高的滲透能力;但是,蓄水深度增加,不利于植物生長,也不能確保景觀質量,建議設計時選擇蓄水深度為150~300毫米。

(2)覆蓋層。主要是用樹皮進行覆蓋,作用是保持土壤的濕度,避免土壤硬化影響雨水滲透,覆蓋層的深度為50~80毫米。

(3)植被種植層。具有很好的過濾和吸附作用,在種植土表層鋪樹葉、樹皮等覆蓋物,防止雨水徑流對表面土層的直接沖刷,減少水土流失。還可以使植物根部保持潮濕,為生物生長和分解有機物提供媒介,并過濾污染物,種植層所選的植物多為多年生草本植物。

(4)人工填料層。一般選用滲透性好的人工或天然材料,填料層是雨水花園的主體部分,設施通過填料的物理、化學和其中微生物綜合作用削減徑流污染。早期的設計手冊推薦用滲透速率較高的沙質土壤作為填料,土壤摻沙會降低土壤的保水能力,不利于植物生長。因此,除了向土壤添加沙以外,還應添加鋸末、木屑等有機質,提高其保水性能,提供適宜植物生長的條件。

(5)排水層。填料下層原狀土壤滲透速率一般小于填料層,因此當地下水較高時,為避免上層填料飽和,需設置排水層,存儲不能及時下滲的徑流。排水層常由沙或者沙礫組成,深度通常取150~300毫米。中間可設置直徑為10厘米的穿孔管,雨水滲透穿孔管可流入附近的河流。

雨水花園的植物配置

雨水花園在植物配置時,應選擇適合本地生長的鄉土植物,鄉土植物適應性強,具有較強的去污能力,同時能彰顯地方景觀特色。此外,還應注意喬木與灌木等不同植物類型在旱季和雨季的合理搭配。

(1)吸收和凈化污染物。污染物隨著雨水滲入雨水花園,這些污染物包括重金屬、營養物和沉淀物,雨水花園中的植物可以吸收和凈化這些污染物,對土壤中氮、磷等物質凈化,特別是能夠對重金屬攔截和清理。生長旺盛既耐干旱又耐水濕,去污效果強的植物,有美人蕉、蘆葦、鳳眼蓮等,風車草、香根草等對土壤中氮、磷的去除及重金屬吸收有一定效果。除此之外,還有一些植物可供選擇:

喬木類:紅楓、樟樹、落羽杉等。

灌木類:對二氧化碳、氯氣抗性很強的夾竹桃,綠地中有金邊黃楊、金葉女貞、南天竹、木槿、杜鵑、海棠、紫薇、龍爪槐等。

草本:美人蕉、細葉芒等。

水生植物:慈姑、蘆葦等。

草本植物:停車場及行道樹樹池下的草本植物有麥冬、玉帶草等。

(2)選用適應能力強的植物。植物的選擇既要適應濕地環境也要具有抗旱能力,要有較強的抗凍、抗熱、抗蟲害特性。

(3)選用具有觀賞性的植物。雨水花園除了具有蓄水、凈水的功能外,還應具有一定的觀賞價值,遵循造園藝術的基本原則,植物的色彩與形態要與所處的環境相適應,同時要結合景觀欣賞的季節性。

雨水花園的應用

(1)屋頂花園。城市中小區住宅建筑密度一般較大,可以將雨水花園的技術應用到屋頂花園中。屋頂的雨水污染程度小,雨水收集系統結構相對簡單,運行成本低,為雨水收集提供了便利,屋頂花園與綠地雨水收集主要包括種植層、過濾層、排水層、防水層、保溫層、找平層和屋面結構層。屋頂的雨水收集主要是通過雨水管流入濾水池,無須再重新設置其他雨水收集設施,濾水池要做好防水處理,避免破壞建筑結構,濾水池池內一般鋪設卵石并種植植物,以過濾水中雜質,當濾水池的水超過其自身容量后,雨水會流入綠地。

(2)街道。可以選擇透水性能好的材料,如透水磚或者石塊鋪砌,石塊與石塊之間填充泥土、煤灰等,可以通過改變排水坡度,將雨水引入兩旁的雨水花園,通過綠地滲入地下,有效降低道路積水的壓力。街道雨水花園的建設主要有兩種形式,第一種是綠化帶緊鄰道路兩側,主要是人車混行的道路,可以在雨水花園的地方把道路側石斷開,形成雨水的流入和流出口;第二種是綠化帶位于人行道路的一側,由于人行道路分隔了市政雨水系統和雨水花園,所以要在人行道路下設暗溝,使市政雨水花園和市政雨水系統連接起來。

(3)廣場及停車場。廣場鋪裝盡量選用透水性能好的透水磚,透水磚可以將雨水滲透到地下補充地下水源,如果是硬質鋪裝場地應設計一定的坡度,將雨水排到周圍的滲水池。停車位的鋪裝材料最好用多孔空心植草磚,里面種植草皮,讓雨水沿著磚滲入地下。停車帶的雨水花園應建在雨水井之間,經過雨水花園凈化后的雨水可以直接流入雨水排水管。

海綿城市的功能及作用范文3

關鍵詞:木結構建筑;火災原因;防火措施

中圖分類號:TU336.2 文獻標識碼:A 文章編號:1000-8136(2011)36-0032-02

1前言

我國木結構建筑有著悠久的歷史,早在3 500年前就已經形成了用榫卯連接梁柱的木結構框架體系,到盛唐逐漸成熟,現在許多大型的古代木建筑都沒有壞。現在的桁架結構經過傳統的設計和加工技術,逐步進入現代膠合木結構自行設計與加工應用階段。隨著越來越多的建筑使用木結構,木建筑的防火措施尤為重要。

2木結構建筑出現火災的原因

2.1木結構建筑耐火等級較低

許多的木結構建筑,經過多年的干燥,木材構件成了全干的,含水量很低,極易燃燒,特別是一些枯朽的木材,由于質地疏松,在干燥的季節遇到火星也會起火,且一旦起火,屋頂內部的煙和熱不易散發出去,容易使溫度積聚,迅速導致“轟燃”。在發生火災時,建筑的梁、柱、椽等構件表面積大,木材的裂縫和拼接的縫隙多,大多數情況下通風條件都較好,有些建筑建在山地之間,發生火災后火勢蔓延快,燃燒猛烈,極易形成立體燃燒。很多木建筑中的可燃、易燃物多,火災荷載遠遠高于現行國家標準所規定的火災負荷量,火災危險性極大。

2.2木結構建筑密度大,無防火間距

很多木結構建筑的修建隨意性較大,缺乏統一的規劃和整體布局,多數為成片修建,防火間距嚴重不足,且大多數木結構建筑都是以各式各樣的單體建筑為基礎,組成各種庭院。在庭院布局中,基本采用“四合院”和“廊院”的形式,這兩種形式都造成了建筑布局密集,缺少必要的防火分隔和安全距離,如果其中一處起火而得不到及時有效的控制,毗連的木結構建筑很快就會出現大面積燃燒,形成“火燒連營”的局面。此外,一些建筑的跨度大、空間大且高位窗口多,在火災情況下,極易形成“煙囪”效應。

2.3火災撲救困難

很多木結構建筑位置往往距離最近的消防站也要數十公里,無法依托城市的消防基礎設施,而且一旦建筑發生火災,火勢就會迅速蔓延,此時城鎮消防站也沒有辦法。有些地區道路崎嶇,消防車根本無法通行,更無法形成環形消防車道。此外,缺乏消防水源,多數木建筑附近沒有消火栓,無法依托城市消防管網,自動滅火系統更是無從談起??傊窘Y構建筑的消防設施不健全,缺乏自防自救能力,既沒有足夠的訓練有素的專職消防隊員,也沒有安裝有效的消防設施,一旦失火,不能及時撲救,使得小火釀成大禍,這些因素都給火災撲救工作帶來了很大的困難。

3木結構建筑的防火措施

3.1建筑木材的阻燃處理

建筑木材經過阻燃劑處理后,可有效降低木材燃燒概率。阻燃劑的阻燃途徑主要有:抑制木材高溫下的熱分解、抑制熱傳遞和抑制氣相及固相的氧化反應。由于阻燃途徑是相輔相成、相互補充的。一種阻燃劑往往具有一種以上的阻燃作用,并有側重。因此,在木材阻燃劑配方中一般都選用兩種以上的成分進行復合,各成分相互補充,產生阻燃協同作用。常用的木材阻燃劑主要有:磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和硼系阻燃劑等。經過阻燃處理的木材,抗火性明顯提高,木構件表面火焰的燃燒速度降低,相應地提高構件的耐火極限,改變其燃燒性能。因此,建議少數民族聚居區的建筑木材應經過阻燃處理后再建筑。

3.2建筑木材的表面防護

表面防護是在最后加工成型的木材及其制品上涂覆阻燃劑或防火涂料,或者在其表面包覆不燃性材料,通過這層保護層達到隔熱、隔氧、抑制燃燒的目的。這是目前對木材進行防火保護最有效的方法。據文獻記載:早在20世紀60年代,我國就已研制出了非膨脹型防火涂料,如過氯乙烯防火漆等,建筑都是通過涂料本身的難燃性或不燃性,或者通過涂層在火焰下釋放出不燃氣體,并在表面形成釉狀物的絕氧隔熱膜來保護基材。20世紀80年代,又陸續研制出各種膨脹型防火涂料,用作木質材料的飾面型防火保護層。膨脹型防火涂料受熱后,會形成多孔性的海綿狀炭化層結構,具有很好的隔氧隔熱保護作用。將其涂刷在可燃建筑結構上,遇小火不燃燒;火勢不大時,具有阻滯延燃能力,從而減緩火焰傳播速度;離開明火后能自行熄滅,可提高材料的耐火能力,防止火災迅速蔓延擴大,但不能完全阻止和消滅火災。有資料報道,建造木制房屋時,在墻體和天花板上安裝防火石膏板,可使整個木結構組合墻體的耐火極限長達2 h。少數民族聚居區可通過在建筑木材上涂表面防護材料,以此來增加木材的耐火時間,提高材料耐火能力。

3.3建筑木構件的結構設計

參考文獻得知:通常情況下,只有在溫度達到250 ℃時木材才會燃燒。一旦著火,木材在火勢兇猛的情況下將以0.64 mm/s的速度炭化。炭化層將木材內部與外界隔離并提高木材可承受的溫度,使構件內部免于火災。因此,按照參考文獻的數據,可以計算得出:在一場持續30 min的大火中,木構件的每個暴露表面將只有19 mm因炭化而損失,其余的絕大部分原始截面則保持完整無損。通常情況下,大型建筑結構中都包含大規格的梁或柱,其本身就具有很好的耐火性能。這是因為木材的導熱性能低,且大構件表面燃燒所形成的碳化層會進一步隔絕空氣和熱量的作用,以延緩木材燃燒的速度并保護其余未燒著的木材。這使得大塊木材要燃燒很長時間才會引起結構的破壞。也即,當采用大截面構件時,若尺寸達到一定的要求就可以得到較高的耐火極限。一般而言,木構件截面越大,防火性能越好。木結構的防火設計主要是根據設計荷載的要求,結合不同樹種的木材在受到火焰作用時的炭化速度。通過規定結構構件的最小尺寸,利用木構件本身的耐火性能來滿足所需的耐火極限要求。

3.4木結構建筑的防火設計

按照《建筑設計防火規范》(GB 50016-2006)的有關規定,木結構建筑的防火設計構造可以設計。主要是通過對木結構的使用范圍、長度、面積、防火間距進行控制,并在建筑中制作好必要的安全措施(如防火墻、安全出口等),這樣可以有效避

免木建筑的火災發生,即使出現火災,也可以有效控制火災的蔓延,把火災的損失降到最低,并且在短時間內使人員得到安全疏散。所以對少數民族聚居區進行建筑設計時,為了將建筑火災降到最低,必須充分考慮到木結構建筑的使用功能、建筑內人數、發生火災時逃生的難易程度以及防止火災蔓延的方法等,而不僅僅是簡單的把建筑做好就行。通過合理的結構設計和構造措施來控制火勢的蔓延,使木結構建筑滿足防火要求才是最重要的。

參考文獻

1 姚利宏等.木結構建筑防火的研究現狀[J].木材工業,2007(05):45~46

2 吳必龍、李穎.木結構建筑的節能和防火性能分析[J].林業科技,2008(03):78~79

On the Wooden Structure Fire Protection Measures

Ma Ruizhong, Liu Yongli

亚洲精品一二三区-久久