中国西部建筑岩土工程的节约能源和土地问题

如题所述

一、前言

可持续发展战略已深入人心。各行各业为此作出不懈的努力。我们岩土工程的工作者也应作出及时的反应,在将岩土的资源转化成工程产品和服务时,要充分利用自然条件,节约能源和资源,避免环境的破坏和污染,减少和利用建设中的垃圾,尽可能做到“零排放”,实现循环经济。国家正在进行西部大开发,西部已成为我们首先考虑和服务的重点。以下我就建筑岩土工程中节约能源和土地的问题,提出个人某些看法。

二、节约能源问题

节约矿物燃料的能源是全球性的问题,因为它与威胁人类生存的气候变暖问题有关。建筑是耗能的大户,是节能的重点部门。搞岩土工程的人,是与岩土打交道的,用岩土做建筑地基的可称为地面建筑,用岩土做建筑围岩的可称为地下建筑,用岩土既做建筑地基,又做建筑的围护或半围护的(即砖土围护或砖混土围护等),可称为生土或半生半熟的地面建筑。这3种建筑不仅在西部有普遍存在,而且有不少特色,前者主要分布在城市,后两者主要分布在村镇,成为西部的特色建筑,即分布在黄土高原区的黄土地下建筑(窑洞)和西北干旱区和青藏高寒区的生土或半生半熟的地面建筑。这两种建筑都是节能的建筑,与一般的砖结构、砖混结构和钢混结构建筑相比,在建筑开始时,建筑的物质材料是节能的,建筑施工时,没有长途运输,没有复杂的工艺,是节能的,使用时,冬暖夏凉,更是长期节能的,建筑的生命周期完了,还可以收回,回归自然,进入新的循环。这是我们西部的祖先,在认识自然,利用自然上的宝贵成果。虽然受历史和经济技术条件的限制,在标志生活现代化的水暖电和装修上没有及时配上套,舒适度欠佳,审美亦缺位,似乎是一个落后的建筑类型,但从可持续发展的要求、节能的要求,符合当地实际的要求,这些建筑又是生态的、实用的。随着西部技术经济的发展,必要的水暖电会得到满足,至于装修就要看主人的文化底蕴和情趣了。不幸的是,近来,在西方建筑文化的冲击下,建筑的“趋同现象”十分普遍,大城市的克隆海外,小城市的克隆大城市,内地的克隆沿海,村镇的克隆小城市,不惜一切地去克隆,浪费大量的资源和能源,去追求所谓的“现代化”的建筑,西部的大城市已经这样做了,村镇也受到波及。这样下去,如不正确引导,采取有力的措施,不仅使既可节能节材、又可反映地方特色的黄土地下建筑和生土或半生半熟的地面建筑有遭受遗弃的危险,而且使我国本来就很紧张的能源资源问题会雪上加霜。因此,我们应该行动起来,从可持续发展的高度,提出问题,论证问题,加以宣传,引起有关方面的重视,特别是决策机构。同时要深入黄土地下建筑和生土或半生半熟地面建筑的研究,我们在20世纪的60~70年代间,在调研总结民间黄土窑洞的基础上,进行较大空间的黄土地下建筑的试验研究,并编制了《黄土地下建筑技术条例》[1,2],满足了当时建设工业建筑的需求。生土或半生半熟的地面建筑,虽然没有见到系统的试验研究资料,但民间的传统经验还是很丰富的。现在需要有关单位和人士将已有的建筑经验与现代科学技术结合起来,开发新的建筑技术,使这两种建筑,既能节能节材,又能安全舒适,为西部人民创造一个美好的家园。也为解决全球气候变暖的问题贡献一份力量。

三、节约土地问题

人增地不增是一个不可避免的趋势。节约可耕地、向地上地下发展,是建设中节约土地的有效途径。我国西部是位于我国的第一、第二阶梯上,由大型的山脉、高原、盆地组成,在这些地貌单元内,都有各具特色的河谷、阶地、洪积扇、分水岭、台塬、丘陵、冲沟、陡崖等次一级的地貌单元。西部的祖先,为了临近水源、方便交通、争取日照、利于生产和生活等原因,开始在河流的低阶地上和山前的冲洪积扇前缘上聚落。随着历史的发展,直到现在,西部的大部分城市和村镇都分布在这些地带,而这些地带是宝贵的可耕地,这就占据了大量的可再生的良田,显然这是人类历史遗留的产物,那时的耕地与居住地的矛盾还不突出,随着人口的增加,这种矛盾就显现了,现在,从可持续发展战略看,不管是区域规划、城市规划和村镇规划,都不应该去占良田,要让出肥沃的耕地,用荒漠的不宜耕种的土地去搞建设才对,较高的阶地和丘陵,甚至低缓的山地,都将成为新的建设用地。实际上,许多城乡建设都这样做了,如黄土高原区的西安、兰州和西宁,西北区的乌鲁木齐、银川和呼和浩特,西南区的成都、贵阳和昆明等。随着建设用地向高处走,岩土工程条件就复杂起来,地质灾害就会增多,如滑坡、崩塌、地裂缝等,这些可以预料到的,从岩土工程的工作来说是复杂了,增加了难度,但从节约土地来说,用农业的劣地作为建设用地又是合理的,从全局来说是好事。另一个节约土地的途径是向地上地下发展,充分利用地上地下空间。在用地紧张的城区,建起了许多高楼大厦,这就是向地上争取空间的例证。向地下争取空间,近来在世界发展很快,它不仅能节约土地,又能节约能源,还有军事用途等,我国西部地势高,地下水埋藏深,有利于利用地下空间,西部的许多城市都有地下仓库、地下人防、地下管道、地下交通等工业和公共的地下建筑。特别是黄土高原区有利用地下空间的悠久历史,民间的黄土窑洞到处可见,已有丰富的建设经验。由于高层建筑和地下建筑的迅速发展,会使岩土工程的工作复杂起来,如高层建筑的深基坑开挖和支护,地下建筑的挖进和支撑,都会影响到周围的环境,容易出现地面沉陷、地裂缝等地质灾害。无论节约可耕地或向地上地下争取空间,都会增加岩土工程工作的难度,出现新情况和新问题,这既是挑战,又是机遇,工作难度大了,但有了新的工作机会。实际上,在现代科学技术的条件下,没有解决不了的岩土工程问题,只是解决得巧与笨、省与费、好与劣的问题,就要看岩土工程工作者的技能和水平了。根据新出现的情况和问题,早准备、早研究是提高技能和水平的最基础、最有效的举措。

参考文献

《黄土地下建筑技术条件》编写组.1977.黄土地下建筑技术条例.建筑技术通讯,第3期

翟礼生.2001.黄土地下建筑标准化的回顾与展望,科学中国人优秀论文选(2).北京:人民日报出版社

(本文原载:《 西部开发中的岩土工程问题——岩土工程系列学术研讨会之九论文集》,上海:同济大学出版社,2005年5月,379~381页)

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