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建立防灾应急系统 确保城市理性发展
内容
    【摘要】城市化是人类发展不可避免的一个阶段。随着城市规模不断地扩大,人类的居住环境出现许多新的问题。而诸多威胁城市安全的灾害是我们必须要面对的。本文从防御城市灾害的角度,提出了一些技术思考。

    【关键词】城市;防灾;救援

    汶川地震给社会带来了巨大的灾难。面对成为废墟的城镇,站在理性的角度,我们对今后城市的发展应有一些新的防御灾害的思考。

    中国的建筑业正在迅速地发展,城市化的步伐正在不断地加快。各类建筑流派导致了大量风格各异的建筑型态。面对21世纪技术革命的挑战,城市的建造者们被赋予了前所未有的使命感。我们将在继承浩瀚的中国古典建筑遗产的同时,去创造一个适于居住的、适于生活的、有人情味的现代城市空间。

    一、城市发展与灾害

    我国处于全球环太平洋及北纬中带两大灾害带交叉地区,是世界上灾害频繁而严重的国家之一,这些灾害包括:地震、火灾、风灾、洪水、地质和生物灾害等。20世纪以来,在我国境内(包括台湾及临近海域)多次发生大于或等于8级的巨大地震。随着我国经济的快速发展,火灾损失也呈现出不断增多的趋势。火灾直接财产损失则从1978年到2001年增长了6倍。而从1991年到2000年,我国仅城市火灾死、伤人数分别上升59%和13%。近年来由于风灾造成的经济损失也越来越大,平均每年因台风造成灾害的经济损失达200多亿元。人类发展史上无数次瘟疫的流行,使得社会经济发展受挫。2003年“非典”疫情曾给全世界人民带来极大的恐惧。我国大江大河的中、下游地区有800多个县市处于洪水水位以下。建国50多年来,长江、淮河、海河发生的几次大洪水均造成了严重的经济损失。洪涝灾害除造成工农业、建筑设施损失外,还可能引起滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等地质灾害。据调查统计,截至2005年底,我国地质灾害易发区的面积达到600多万平方公里,约占全国总面积的65%。

    上世纪80年代以来,发达国家开始重视防灾减灾技术的研发,尤其是联合国1989年提出20世纪90年代为“国际减灾十年”之后,世界各国积极研发防救灾技术,注重应用科技手段提高防灾能力。我国政府同样高度重视防灾减灾工作,一直致力于开展灾害防治关键技术研究。但是,目前我国在防灾减灾科技应用与建设方面仍存在一系列问题,包括防灾减灾科技发展缓慢、防灾减灾科技人才匮乏和科普宣教力度不够等,这些都严重制约了我国灾害抵御能力的提高,而城市防灾尤其面临严峻的考验。

    20世纪世界各国都经历了大规模城市化的过程,中国城市化水平由1949年的10.6%上升到1995年的29%,截至到20世纪未,全国共有城市600多个。

    城市化的发生是与工业化、现代化和生产力密切地联系在一起的,它的生命力在于它能发展生产力,并产生强大的“集聚效应”。大城市比一般城市具有更高的“集聚效应”,这主要来自物质条件好和文明素质高两个方面。物质条件包括:广泛的工业生产协作,方便的海、陆、空交通运输,灵敏的信息传递,充足的能源供应,繁荣的商业、金融贸易业和其他服务行业,顺畅的物资流通,齐全的城市基础设施等内容。文明素质则主要指人的素质,由于大城市具有文化教育和科学技术方面的优势,从而拥有并不断产生出大量的经营管理人才、科技人才和技术熟练的工人。这些物和人的优势因素加在一起,就出现了高倍的集聚效应,因而城市化是人类历史所不可避免的一个发展阶段,也是一个不可逆转的潮流。在当前几十年或更长一些时间内,大城市还会继续增加,特别是发展中国家,还会保持较高的增长速度。现代化城市具有生产集中、人口集中、建筑集中、财富集中等基本特点,同时伴有灾害危险源多等现象,这就导致了城市灾害相互关联性越来越强,综合损失呈快速增长这一世界性的共同规律。

    目前我国大部分城市抗御灾害的能力较差,存在大量的灾害隐患。但长期以来,我国对于城镇抗御灾害的问题的思考常分别局限在个体的自然灾害上,而没有从整个城镇的规划、建设和发展的各个环节与不同方面进行系统的技术研究和技术与经济的综合防灾研究。所以城镇综合防御自然灾害的能力较差,难以抗御较大突发自然灾害的侵袭,它已经构成了对国民经济和社会发展潜在的严重威胁。因此从国家层面上要加强城市灾害应急管理研究。灾害管理是试图通过对灾害过程与后果的系统观测与分析,对相关灾害提出预警、响应、救助、减轻和恢复对策的一门应用科学。由于城镇居住与生产功能的立体交叉以及信息采集和部门协调的困难,因此城市灾害的应急管理是一件非常困难的系统工程。所以城市的管理都必须从城市规划开始,对城市发展的每一个过程进行综合防灾的考虑。而灾害就急管理体系的逐步健全、完善,才可以使城市的发展得到最大限度的安全保障。

    二、防灾科学与城市建设互动发展

    当代的防灾科学应在城市防火规划及建筑设计中做出如下突破性的进展。

    1.扩展建筑防灾设计理论

    如果说20世纪的建筑设计主要竞争于造型和功能方面的话,则21世纪建筑设计行业的核心竞争力将体现在预防灾害发生上。事实证明,一个精心构思的建筑设计,可以大大降低突发灾害对建筑本身和社会造成的经济损失和危害。新的防灾设计理论应体现出:

    (1)目标的确定性和方法的多样性

    建筑防灾的安全水准和目标应该是明确的和高水平的,即发生灾害的概率十分小。但确保安全水准实现的方法则是多种多样,人们可以运用所有的现代科技手段进行有机的创造性的组合。

    (2)人与建筑的互为支撑

    建筑的平面构图和设备为防止灾害提供了一个基本条件,但是传统的设计理念没有或极少考虑人与这些设施的互动所导致的防灾效果。新的设计理念应首先考虑人是否会受益或实现这些防灾设计的目标,以及灾害发生时,人对各种防灾设施的使用、利用的可靠程度。

    (3)灾害过程的虚拟模拟设计

    所谓计算机模化设计就是以数学分析和数理统计方法构成一系列的描述灾害过程的数学模型,并利用计算机求解灾难全过程所涉及到的各种物理参数,进而预言灾害所产生的各种环境条件。

    虚拟现实是由计算机模拟的建筑三维空间环境,建筑师可以通过计算机进入该场景并能操纵被设计的对象与之交互。人们将最终突破人与人之间、人机之间的语言文字障碍,实现人与机器之间、机器与生物体之间的直接信息交互。

    综合防灾技术的最大好处是:设计师和审查部门无需对模化的原理和方法有太多的了解,就能通过虚拟建筑提供的现场感觉,依据有关的建筑知识、技术法规和安全防范设施对建筑物进行最有效、最合理、最经济的防灾安全系统设计。

    2.完善城市燃气爆炸的防御方法

    随着城市建设的发展,燃气的应用范围加大,其导致的爆炸火灾也随之增多。由于燃气灾害所具有的随机性特征,因此对这种灾害的发生概率的统计和有可能导致的损失状况进行预测是一件十分重要的工作,应用拓扑模型对燃气灾害进行预测是有效的方法之一。就城市燃气灾害防御而言,应建立如下的技术保障体系。

    (1)综合考虑燃气灾害致灾因子和承灾因子的作用,进行动态评估,真正保障城市燃气的安全性,为城市燃气工程的建设提供有效的安全评估与安全咨询的手段、方法与程序。

    (2)把燃气灾害信息输入城市防灾综合信息系统,继而扩建成GIS模式的燃气防灾决策支持系统,利用强大的地理信息系统进行燃气生产、运输、储配和使用的管理,提高各个环节的安全性,一旦出现险情,迅速作出反应,努力控制灾害损失在最低限度之内。

    (3)研发可靠实用的燃气使用控制,自动报警与切断设备,确保每个用气单元甚至家庭能在燃气事故的最初期便与整个供气系统断离.

    鉴于地震常会导致燃气外泄而引发次生火灾,故在工程设计时,尤其是针对特殊重要和高大的建筑设计时,要考虑加设特殊的感震自动切断装置。即在发生地震的瞬间,这套防范系统能在震动超过设定极值点的时候,自动切断除消防电源外的全部电源以及所有的燃气管路。

    3.建立城市及其生命线工程的风险评估系统

    现代化的城市是一个复杂的系统工程,各种灾害造成的损失大小及对人类生产、生活影响的程度,主要取决于电、水、气等生命线和设备系统的抗灾能力。我们可以运用GIS和人工智能等现代技术,综合研究生命线系统的日常管理、工程监控及减灾对策,建立和完善适合于区域发展的实用系统,包括:成灾模型、经济损失评估模型、日常信息管理系统,提出减轻区域经济损失的工程手段及对策,为城市建设和经济的可持续发展提供现代化的管理和决策方法。

    灾害风险分析将从防御的角度,将风险分析技术运用在城市防灾安全规划上,使其达到性能法规的要求。灾害危险度评估是一种摘要的统计量,危险度即探讨事故发生概率与结果的乘积:

    危险度=(预期事故发生的频率)×(预期曝露的程度)×(可能造成伤害的结果)

    所谓灾害危险度分析,是将灾害有关安全及危险要件筛选出来,并针对其结果给予适当的评估。由危险度计算的值可用以评估灾害情况的重或轻,危险度评价的指标范围包括:

    ①灾害导致的建筑物受损面积;

    ②灾害中伤亡的人数;

    ③财物及金钱的直接损失;

    ④次生灾害造成的损坏;

    ⑤灾害对生命线的破坏;

    ⑥灾害直接发生点向相临街区波及的可能;

    ⑦工业区域爆炸及其威胁的范围。

    灾害危险度评估可以涉及一个或多个结果的量测分析。到目前为止,已有多个灾害危险度评估模式被建立,并在实际中应用。

    4.灾难时人员的安全疏散

    组织受灾区域的人员及时安全疏散是减少灾害事故中人员伤亡的重要措施。疏散计划是指在灾害发生时,利用现有的逃生通路、交通网络和避难设施制定出来的应急策略。疏散设计和规划的核心内容是解决:受灾群体如何在最短的时间内及时撤离受灾建筑或区域并通过快捷的办法进入临时安全避难区。所以避难安全设计与规划,需分析灾害性质及人员特性,由于人的属性是非常复杂的,如年龄,身高、体重、反应能力、敏捷度、耐心、行动能力等个人的特质因人而异,因此对于人口密度高、人数多的场所,在避难评估时若针对每一个人去评估避难结果,则相当费时费力,所以建立计算机模拟模式去验证设计结果是否可以确保人的生命安全,是最基本的方法。

    随着对灾害情况下人员的心理和行为研究的深入,以及计算机编程水平的提高,疏散软件还可以对灾害情况下人员的一些心理和生理行为进行情境模拟。因为人对灾害的生理反作用可以作为是否会产生事故危险的一个基本标准。

    三.城市救灾安全系统的建立

    消防是一项具有永恒性的为全社会服务的工作,,它将伴随着火的存在而永远存在。随着社会的发展,人类的进步和城市的变迁,传统的消防概念和技术被不断地赋予新的内涵。要减轻灾害对城市的危害,主要要靠科学技术,要提高城市的管理水平,加强人民群众的防灾意识教育。同时要从全新的角度构筑城市消防救灾安全体系。

    1.建立统一的城市防灾救援机制

    目前我国城市管理千头万绪,所面临的灾难也多种多样,但基本上各城市都没有统一的永久性的专业防灾指挥调度中心和集中的、机动性很强的专门救灾队伍。根据国外的经验作法和国内的实际情况,目前最有可能实现的就是以消防部队为主体地建立起城市防灾统一指挥和救援中心。消防是一门技术,而且是内含极广的一门较高技术。从世界各先进国家的情况看,消防队伍是比较稳定的,一般地说,已实现了消防队伍的职业化。职业化的体制有利于人才的培养和稳定,有利于高新技术地采用。

    由于消防队特有的准军事的组织形式和配有的一些专门的设施,所以在国外消防队已将火灾时的救火、救人和平时的救生工作一体化了。即消防队同时兼有救灾救生和帮助市民排忧解难等多项功能。他们的消防队都配有一般性的救护车辆和器具且消防队员都具有一定的紧急救护知识。救火、救生工作的一体化有助于人民对消防工作的理解和支持。在我国的一些大城市,市民对消防队的期盼已经不再仅仅是救火了。

    2.消防救援装备现代化

    从防御灾害的角度看,现代化的城市又是脆弱的。因为城市联系的某一链环一旦出事,就可能导致全城性的灾难后果。因此对火灾的扑救指挥就不再是“单点”式的处理了。现代化的消防灭火指挥系统应该具有更多的宏观性、全面性和多维性考虑。也就是实现高智能化的指挥管理。21世纪的消防控制中心应更多地采用电子工业的最新技术。计算机智能技术的应用将改变和取代传统的消防思想与做法。各种消防设施和装备将会被更新的技术所完善。例如在消防控制中心将装备大型三维空间的图像监控设施,以便更准确地了解灾害现场及周围环境。而卫星系统将会及时采集灾害现场的资料并指挥扑救工作,红外观测仪及有关温度测量仪将用来远距离的探测火灾状况等。
    可逐步实现对特殊保护目标采用遥控式的固定灭火导弹系统。消防部队同时应装备地震救援,化工灾害处理,现场医疗救治等多种救助设备。为了实现迅速、有效抢救的目标,在灾害发生时地面与空中立体救灾是十分必要的。因此现代消防必须配备空中快速救助系统。

    为实现上述目标,国家宜设立统一全国救灾工作的国家消防救灾总局。

    四.完善社会安全的管理和保险制度

    由于对灾害的发生、发展规律的认识不足,科学的防灾方法和技术手段尚有差距,加之未建立常态的高效、协调的统一救灾管理处置机构,所以从全社会的角度看,实有必要全面提高人民的安全防灾意识,加强公共安全体系的建设。

    社会安全构成的主要因素为:人和物;安全的目标分:宏观和微观;安全实现的方法有:行政的和经济的。从现实暴露的问题看,我们常常看重物质的条件而忽略人的影响和人的高质量管理。比如我们装备了许多现代化的防火设施,但很多人根本不知道它们的用途,并且因缺少有效的日常管理而无法在关键时刻起作用。另外,我们的管理主体表现在官方的行政行为上。比如各类消防设施的设计、安装和保养基本上是政府部门在管理。这种管理是必要的,但是单一化的行政管理也导致了它在永久性、科学性、有效性方面存在较大的弊端。市场化的社会必须建立除政府之外的另一支具有商业性质的保险救灾力量。保险业从经济角度防范和减轻灾害的发生和损失,有时会比政府做得更到位,更有效和持久。保险公司用特有的经济、技术手段涉入防灾安全管理,并在一定的范围内成为主体,这在世界上是一个通用、有效的做法。随着我国保险业的发展,我国的社会安全管理体制势必要走向以经济维护为主,以行政调整为辅的轨道。

    多次救灾实践表明,在大灾发生时,除了启动专业救援体系外,民间自助救援力量的参与对减少伤亡和损失起到了十分重要的作用。因此政府出面在各个居民社区有组织有计划地建立一些社区民间义务救助队是一件十分必要的工作。在自愿的前提下,义务救灾队由适龄青壮年组成。他们要经历专门的灭火救灾训练,并依据居住范围编成相应的班、队。平时他们协助专业消防队进行宣传教育和预防灾害的工作,如遇火灾或其它灾害发生时招之即来,并马上投入抢救、救助等第一线活动中。为了确保义务消防队的长久性和有效性,国家应在相关的法令中明确其地位,并通过保险和其它社会基金方式为义务消防员建立伤残保障。

    总之城市的建设和发展必须顾及长久的安全,而科学技术和科学管理将永恒地支持着安全。

    21世纪的城市及其建筑应在生态学和安全学的基础上通过现代科学技术方法去最终实现人与自然的和谐。(作者:李引擎,中国建筑科学研究院)

 

 
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