【科普微博士】建筑物是怎么保护我们的

来源: 作者:科普工作队 发布日期:2015-06-29 00:00:00

  建筑物为人类遮风挡雨,住在其中人们会感到安全和舒适,那么,建筑物是通过哪些途径来满足人们安全的需要呢?换句话说,建筑物的安全性能到底体现在哪些方面呢?



  在一般情况下,建筑物的安全性能主要体现在结构牢固,能抗震,能抗风,能防雷,能防火等方面。
  建 筑物是由墙体、柱子、梁、屋面和门窗等部分组成的,当每个结构件都达到一定强度以后,建筑物也就具备了一定的强度。建筑物的承重体系由墙体、柱子和梁等组 成,墙体包括承重墙和非承重墙,承重墙是用来支持其上部分的重量的,非承重墙则起到围护和分隔空间的作用。如果是低层建筑,承重墙一般由砖块或混凝土材料 砌成。超过 6 层的建筑物一般由梁和柱子来组成承重体系,材料一般为钢筋混凝土或钢材。楼板是承载结构件之外物体的重量的,也由钢筋混凝土或钢材制成。屋面则是围护结构,它应该具备防水、保温、隔热和隔声的功能。结构件的安全主要依靠钢筋混凝土、钢材的强度及结构体系来保证。
  根据所处地理位置的不同,人们对建筑物规定了不同的抗震等级要求,中国大部分地区的建筑物设防烈度是 8 度,可抗 6 级地震。提高抗震等级则需要加大柱子和梁的尺寸,增加它们的数量。要做到这一点,既要选更粗的钢筋,增加钢筋的数量,也要增加混凝土的强度。
  火灾是人为引起的灾害,发生火灾的几率要比发生自然灾害的几率高得多。所以,在造房子以前需要进行专门的消防设计,设计应规定建筑物的耐火等级,对建筑结构件及建筑材料等的燃烧 , 性能(指在明火或高温的情况下着火的难易程度)和耐火极限(指从着火开始到失去支持能力的时间)也有严格的规定。
  另外,在建筑物内部应设计、安装警报装置和自动喷淋系统,装置的末端就装在各个使用空间内。
  至于在建筑物墙上设置红色消防栓和灭火器,则更是必不可少的。
  一些大型公共建筑,比如商场之中还设置了防火分区,一片区域着火了,就把防火卷帘放下来封闭这片区域,不让火势蔓延到其他地方。建筑物中都设计了安全疏散系统和专门的消防楼梯,着火后在场的人可以安全逃生,消防员则可以及时赶来救火。
  为了防雷,稍高的建筑物屋顶上都装有避雷针,避雷针连着避雷系统,可以安全将雷电引入地下。而防风的工作则比防雷更有讲究。比如,上海浦东机场 T1 航站楼入口处有很多拉杆拉着屋面,那就是用来防风的。因为机场靠近海边,风很大 , 而航站楼入口的悬挑又很长,很容易被风吹得掀起。
  建筑越高对风越敏感, 100 多米以上的建筑,人在其中已能感到它在轻微地摇摆,像上海金茂大厦这样的高度,屋顶的摆幅可达到 0.8 〜 1.5 米。为了降低风对高楼的影响,可以把建筑物设计成下大上小的塔形结构。事实上,很多高层建筑都是越往上收得越小,这样做既是为降低建筑物的重量,也是为了减小风对建筑物的影响。


  另外,在建筑物上加装风阻尼器也可以取得不错的效果。 目 前为世界第四高楼的中国台北 101 大厦在 87 〜 91 楼层就挂了一个重达 660 吨重的起风阻尼作用的巨大钢球 , 通过调整钢索的摆动长度 , 使风阻尼器与大楼的摆动周期一致 , 方向相反 , 从而最大限度地抵消大楼的摆幅。上海环球金融中心也在第 90 层安装了 2 台起类似作用的风阻尼器。
  人 们可能会在某些建筑物中使用可燃气体或易燃物,稍有不慎,就容易发生爆炸事故,因此,在设计和建造的时候就要对此类建筑提出防爆要求。这类建筑一般设计为 单层,整个建筑都需要达到防爆要求。在这类建筑物中,砌上了防爆墙还要安装防爆窗、能泄压的轻质屋盖等,以求做到万无一失。
  此外,根据不同的使用功能需要,建筑还能够防核辐射、防电磁波等。
  

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