第6章
地震和相关灾难
为提高文化遗产的风险防范,制订针对财产的战略
6.1 对财产的破坏
地震能够直接或间接损害财产和文化遗产,导致各种类型的损害,下文介绍了其中受到的一些损害。
建筑物及其内容特别容易因传输到建筑物上侧向力的作用而出现结构倒塌和损害。因此:
l 墙壁、没有加固的垂直部分(如烟囱)、不稳当的直立物体可能倒塌;
l 水平的和竖直的接头紧固件和连接件可能被切断或折断;
l 建筑构件可能发生侧向移动,各构件之间的相对关系可能永久地固定下来;
l 建筑构件可能在物体和收藏品上方倒塌并将其压碎;
l 吸收了侧向力的建筑构件可能出现结构上的裂缝;
l 建筑物的稳定性和日后的抗震能力可能减弱;
l 独立建筑可能发生位移;
l 悬挂物可能掉下来;
l 对财产的服务供应线路——对水、废水、电、电话、燃料(比如天然气)的供应线路——可能受到阻碍或者被切断,反过来增加产生火灾或者水灾等二次灾害的风险;
l 财产警报、早期预警、通讯系统可能遭到破坏,影响了有效响应的速度;
l 博物馆、收藏馆、美术馆的温湿度监控与控制系统可能失灵;
l 进出财产的门可能因为景观因素(如树木和道路)的倒塌或破坏而不能使用。
除了对建筑物成分结构和物体的损害外,历史城区的系统可能还受到下文所描述的破坏:
l 市政基础设施的毁坏,特别是电力和通讯系统,以及水、气、废水系统。对这些系统的损害能够增加水火等间接破坏的可能性,降低紧急响应下的有效通讯能力;
l 对交通基础设施——公路、铁路、水路、机场——包括桥梁、人行道、下水道、高架人行道、和车辆的的破坏,可能影响市民的有效出行和紧急响应车辆进入受到威胁或破坏的区域。
文化景观和考古遗址受到的损害和上述文物古迹和建筑群的类型相同,同时还有:
l 景观特征如树木、篱笆、或没有加固的墙壁倒塌或受到损害;
l 土壤液化(某些情况下可能出现这种现象),导致滑坡或沉陷;
l 因为对水电设备或大坝造成破坏,增加了火灾或者水灾所产生次生灾害的风险;
l 破坏动植物生活,各物种失去了栖息地,导致对生物多样性的破坏;
l 破坏交通基础设施,妨碍市民作出有效响应,紧急响应车辆不能进入受到威胁或被损害的遗址内。
6.2制订地震防范战略
地震防范战略应该既包括减少对文化遗产造成潜在损害的因素,也包括建立紧急反应的清晰模式。它要求负责地震防范的机构和负责文化遗产的机构共同合作,制订一个均衡的战略,加强对人类生活、财产、和遗产的关心。
6.2.1战略制订的责任
与通常实施的防火规定不一样,具体财产的防震措施很少指定由某个高级管理人员负责,即便在地震高发区也是如此。通常的情况是,只有在财产被其所有者翻新的情况下,人们才关注它的抗震性。目前,大多数建筑代码规定,正在被翻新的建筑物要符合当时对公共安全所有方面的要求,即防火、防震等要求。为此,要对抗震性进行评估。
尽管处于地震高发区的市区经常系统地评估结构的风险、对结构进行翻修以便更好地抵抗风险,但是,这些方法并不总能让人们通过提高某个财产地震防范的整体战略。
即便地震的风险可能没有火灾那么直接,但是把财产防震的责任永久性地指定给可以连续检查并更新地震相关规定的个人或团队,是很重要的。为财产、其占有人、内容、遗产价值制订战略的过程中,负责财产的地震官员应该与市级和国家级的官员紧密合作。
6.2.2 战略的构成要素
防震战略在两方面与火灾不同:
l 地震和火灾不一样,是不能防止的;
l 地震本身也和火灾不一样,它的发生时间相对短,是不能控制的。
这些区别表明,在战略制订和响应方面,集中制订有效防震战略很重要,特别是针对降低风险、加强抗震性、完善地震检测和监测工作、制订响应计划的措施。
提高防震能力的同时,防震战略中应该制订其措施中所使用的方法,通过这些方法尊重遗产价值。
在地震发生区,人们已经注意到,要提高特筑物的防震等级。不过,这些努力只能解决有效具体财产、防震战略中的一部分问题。
为遗产文化制订完整有效的防震战略需要解决的方面包括:
l 降低风险,它可能涉及通过下列方式减少地震对特定财产的影响:
q 保证财产维护的高水平;
q 为了减少二次火灾发生的可能性及后果,减少火源;
q 保证在地震高发区对财产的适当使用;
q 特别是针对历史财产,维护时应该尤其注意老旧电力或燃料供应系统的状况,以减少震后发生火灾的可能性。
l 提高抗震能力,包括:
q 提高建筑物或其成分对地震损害的抵抗能力;
q 进行风险分析,确定地震的强度和频率;
q 分析建筑对以前地震的响应;
q 加固建筑结构系统,提高建筑物对地震侧向力的抵销能力;
q 为了切断地震的侧向力或者把侧向力转到它处,从地面对建筑物进行隔离;
q 应该以对财产的遗产价值影响最小的方式加固或隔离建筑结构的措施,特别是历史财产。
l 提供适当的地震预警以及地震关键数据方面的知识,进行地震检测与监控:
q 对地震的发生安装预警用的地下传感器和通讯系统;
q 测量地震强度与位置、保证把该信息传输给紧急响应中心的系统。
l 地震响应规划,包括:
q 占有人和紧急响应官员对地震预期的准备;
q 占有人和地震响应官员对特定财产和地区进行风险分析,确定加强防震所需要的事项;
q 保证市级和地区计划中规定了地震发生时需要特别保护的财产与结构;
q 制订全面的地震响应计划;
q 为占有人和地震响应官员进行地震反应训练和演练。
l 此外,对历史财产,应该做到:
q 响应计划应该包括地震发生后,值得特别关注(可能情况下的抢救搬移和保护)、重要而又容易受到损害的建筑物元素、物体、配件的条目和全部文件。
q 在现场为抢救、保护、修复提供适当的材料供应;
q 把受到威胁或损害的材料搬到安全场所进行保存或保护;
q 确定受过训练的紧急队伍和有经验的专业人员(建筑设计师、工程师、测量师、规划师、考古学家、历史学家等等)、工匠、建筑工人、和当地社区的负责人,他们在紧急情况下是可以找到并能做出响应的;
q 防震训练应该让官员对遗产建筑物和物体敏感,并给予适当的抢救保护。
为了确定并采取可能的完善措施,对财产的防震战略应该进行连续监控和检查。
重要的是,保证以灵活方式实施历史财产的防震战略。对于所通过的整套措施,其目的在于符合基本安全和稳定要求,同时对历史财产的特性产生最小的损害。为了把防震级别提高到一个可以接受的水平,对建筑物结构进行更改的必要性应该是最小的。
对某个特定财产来说,最好的防震战略是符合人员、财产和物品安全的所有规定标准,对遗产造成的损害最小,所需要的费用最少。
6.3建立战略:规划和技术措施
本部分既有评论,也就可能对制订防震战略有用的具体规划和技术措施提出了建议。可以把这些当做为具体财产制订防震战略的大致检查表来使用。
6.3.1 降低风险
尽管人们不能采取任何措施来减少地震发生的可能性,但是良好的维护可以减少地震所造成的潜在损害或损失。
l 检查之后定期维护,以保证为提高抗震能力而采取措施的全部有效性。
l 在传统技术和材料可以有效抗震的地方,维护性修复应该最好地使用适当的传统技术和材料。
l 定期检查应该集中在对抗震重要的一些具体元素上,包括:
q 砖石结构中的灰浆和灌浆;
q 抗拉强度以及地面以及屋顶到墙面的接合力与强度;
q 不透风性、不透水性。
l 为了限制发生次生灾害(特别是火灾)和相关负面后果的可能性,定期检查内容中应该包括电力和燃料系统的状况。
地区规划也能通过一些方式降低大规模的风险,比如:
q 系统地分配土地使用,保证把最敏感的场所(例如,医院)方在了最稳定的地区;
q 控制敏感地区的占有密度,减少间接破坏尤其是火灾的影响。
q 对电力和燃料供应系统进行分区控制,目的是切断二次火灾的蔓延。
6.3.2 提高抗震能力
提高抗震能力必须以对建筑物、其结构系统、建筑材料和技术、演变过程、历史和保护、状况、遗产价值、以及可抗震性的全面了解为基础。
为提供抗震性而做的所有实际改变必须以全面调查为基础,必须符合当地机关所确定的抗震要求。为了提出建议,所做的研究应该考虑到该地区和特定财产的地震史,以便加强对过去所采取措施的了解。这种分析要求密切关注下列事项:
q 现存历史结构和材料的抗震性。
q 传统概念的有效性和提高抗震性的方法。
q 面对地震时,各种结构和材料——木构架、毛石或方石圬工、土质结构等——的不同抗震能力。
q 建筑物出现瑕疵时(既包括内在的,也包括外在的)的性能。
q 对以前使用的现代加固做法与技术有效性的评估。
q 对不同地震强度级别的评估,以及对过去和将来发生频率的评估。
q 该地区过去地震的经验;或者在可比情况下,其它地区的地震经验。
(第63页的图片)
建筑工人们想出出各种巧妙的办法来最大限度地减少地震所造成的人员伤害或结构破坏。一个突出的例子是地震高发区——秘鲁奇尔卡——所采用的一种建筑技术。人们不用传统的大石头,而是使用木制框架,上面盖上抹灰篱笆,然后涂上石灰浆。和普通的石头结构相似,地震时,这些结构在相对无害的灰尘雨中损失的只是外面的覆盖层,而基本框架依然保持完整。(摄影:ICCROM(国际文化遗产保护与修复研究中心)的亚历杭德罗·阿尔瓦)
对历史财产价值敏感的设计标准和加固建议应该保证:
q 所建议的工程不会导致历史财产的特殊利益或整体性受到损失或损害;
q 可能时,优先考虑尊重、保留、加固现有的结构系统和材料;换句话说,重点是按照性能进行分析。这意味着把确定现存结构系统及其要素性能是否适当看做是对结构系统整体有效性进行评价的手段(而不是完全依赖数字计算结果,或者构成要素或组件符合代码要求的能力)。
q 加固时,优先使用传统材料和技术。
q 建议使用新材料和加固技术的,在实用范围内,它们应与现有材料和技术相协调、耐用并可以逆转。如果不符合这些条件,那么应该制订并评估备选建议。
q 按其自身价值对每个建筑物和所建议的工程进行评估。
q 地震加固分析的基础是建筑物的性能,而不是简单的使用代码要求,同时还要充分考虑技术发展所带来的进步。
所建议的工程是根据实际发生灾难的可能性、灾难强度、相关风险等级来进行评估的。
一个建筑物成为修理、改造、或扩展的主要目标时,应该从中找机会提高其抗震性。可能时,应该移除现有不当或未经授权的建筑、扩展、或改造。
为了有助于制订合适的国际标准,应该把所有的完善和加固工作完全作成记录,允许进行长期检查。
6.3.3 地震预警和检测系统
制订有效的地震预警和检测系统涉及若干重要领域的实质性文件——无论是历史上的还是目前的。
l 在地理区域内,收集并编纂地震发生可能性的精确数据,包括类型、位置、可能的强度、可能的频率。这不仅仅以目前和长期的科学研究以及监测未来产生地震的原因和发生为基础,也要以对过去灾难记录的分析为基础。应该以地图的形式发表这些资料,数据以数字格式保留。
l 应该监督地质、水文、气象、和相关自然过程和因素。这些可能包括水道和水位、土壤特征和地下地质学,发生灾难时它们的表现和相互作用可能对财产、生命、文化遗产产生影响。
l 应该系统地收集并分析与整个财产(具体指文化遗产)对灾难和可能的损害或损失的脆弱性进行评估有关的一般性地震、气象、水文、地址数据。
分析上述状况将提高对地震强度和频率进行准确预警的能力。这些分析也应该有助制订一般性的地震防范计划,包括:
q 制订并实施加固、修理、维护文化财产的援助(技术和经济上的)措施,最大限度地减少脆弱性;
q 在高风险区和改造可能增加风险的地区,控制对历史财产的使用和对相关改造的进行;
q 在土地使用明确增加风险的地方,对重要文化遗产附近(地方和地区)土地使用的修改建议进行控制。
6.3.4 制订响应计划
如果发生地震,为紧急行动制订有效的响应计划要求财产占有者和地震响应官员的全面参与及合作,同时还要考虑到一些因素。
q 响应计划应该包括对下列方面的规定:对占有者和一般工作人员、民防官员、和所有其它相关公共机关的培训、抢救和紧急修理、支持、支撑、紧急保护的方法和做法、实施安全措施以防止偷窃、纵火、和其它犯罪活动。
q 培训活动应该伴有技术建议、测量、和记录数据的发表。
q 培训应该涉及地震响应演习和模拟,以确定响应计划内容的适当性。
q 响应计划应该清楚地区分占有者或一般工作人员的作用和地震应急专业人员的作用。上述两个团队事前已经全部检查并同意了这种责任分工。
q 响应计划应该包括与财产遗产价值相关的适当文件,包括:
- 可能情况下进入房屋需要避免的、结构周围的重要景观特征和空间,还有响应过程中值得特别注意的地方;
- 响应过程中需要给予特别注意的建筑物重要特性,包括内部或外部用的罩漆、细部、空间、样式;
- 响应期间要求特别注意(可能移动)的可移动内部元素,包括配件、物体、内装修、收藏品。
q 响应计划应该还包括对保存和抢救用保护设施的规定,可以把遭到损害的物品迅速地搬到这些设施上。为了保证马上进行保护,应该把已经建立的训练有素、经验丰富的遗产保护专业人员作为响应规划的一部分。
6.4 响应
和火灾一样,地震响应的有效性在很大程度上取决于事前规划的合理性。和火灾不一样的是,地震的时间短暂,响应只有在地震发生后才能进行;但是,其余部分是考虑到余震所带来的危险。因此,对于地震来说,响应阶段是修复的一个主要部分。
为了探寻响应准备的合理性,下列问题可能有用:
l 对财产管理方和相关占有者及一般工作人员的:
ü 是否已经为现场制订了最新的地震响应计划?
ü 有关的紧急响应官员是否已经检查了这些响应计划?
ü 规划中的内容是否合理地融入了对建筑物遗产价值的考虑?
ü 是否把计划同占有者和负责其执行的紧急响应官员进行了有效沟通?
ü 是否已经建立了紧急情况下的联络方式(指定的个人或替代人员;通讯渠道)?
ü 培训或模拟演习期间,是否已经对计划作了检验和确定?
l 对占有者的:
ü 占有者是否知道他们在地震事件中的责任?
ü 占有者是否有永久性地得到了地震响应计划?
ü 占有者是否知晓计划中的内容,并且准备实施这些内容?
l 对当地紧急响应官员的:
ü 负责官员是否与财产管理者合作,制订并检查了地震响应计划?
ü 负责官员是否对这些确定需要给予特别关注和保护的遗产元素、配件、特征的内容满意?
ü 紧急响应团队的成员是否知晓地震响应计划中的内容、并清楚他们的实施责任?
ü 手头上的地震响应计划是为了马上使用的还是为了在出现紧急情况时进行磋商?
6.5 修复
在修复的早期阶段,应该注意连续发生余震的可能性。尽管这些余震不像首次地震那么严重,但是可能使灾后的情况恶化,并且影响到修复计划。
地震发生后,应该特别关注的是马上进行状况评估,以便为紧急需要的加固、修理或重建和进一步研究迅速制订计划。对遭到破坏的因素立即做成文件后(使用记录设备——静物照相机、摄像机、灯光、电池——它们都是为此目的准备或保留的),分析的方向应该是:
q 重要物品和配件的情况,以及对需要搬移进行保护的物品和配件的确定;
q 紧急支持和支撑的需要;
q 结构构件的情况和稳定性;
q 建筑物系统和服务的情况;
q 基础的情况(类型、脆弱性、内部安全、不均匀沉降);
q 修理的容易程度和替换材料的可获得性;
q 有经验、有资质专业人员以及从事所需要修理和修复工匠的可获得性;
q 需要符合建筑物寿命、安全和健康标准所需要基本修理和改造进行专家监督的可获得性。
基本情况评估应该以下列行动为基础:
应该对结构进行加固,目的是保护公众、防止进一步的破坏、允许对重要物品或收藏品进行抢救、允许对建筑物情况进行详细评估。应该请有地震评估经验的专业人员来确定结构系统的承载力和稳定性。也应该着手进行最大限度减少更多损害可能性的努力:应该为遭到破坏的墙壁和结构元素提供支撑;合理保持门口的安全,防止故意破坏以及未经授权人员的进入、盗窃。
l 应该解决地震的负面影响。应该仔细地清除废墟和瓦砾,保证对遭到损害的物体或罩漆的修复。修复的同时,应该进行不间断的情况记录。
l 应该进行详细的状况评估。可能情况下,应该使用非破坏性技术对隐藏的状况进行检查。
l 应该开始对遭到损害的元素和结构作抢救记录并采取保护措施。应该通过放在原地的图纸和照片记录结构、有价值的人工制品、和备件的状况,包括那些变得松散、受到损害、或者有倒塌危险的东西。然后,在保护专家的监督下,把任何可移动物品小心地搬出来,必要时搬到需要紧急保护的安全区域。记录应该是连续的,内容包括移走碎片,清理现场。
l 安全和火警系统以及现场消防设备也应该安装并启动。由于财产是当时最容易受到后续灾难影响的部分,因此灾后尽快保持财产安全是非常重要的。
l 应该制订对受损结构的修理或重建计划。任何种类的更多结构工程——包括修理、重建或拆毁——只能在与遗产保护专业人员进行全面咨询后才能进行,专业人员利用专业知识评估地震所造成的损害及其影响。