2008年7月7日

蒋民华

5.12汶川大地震给当地人民群众生命财产造成巨大损失。从受灾情况看，震区建筑大多为砖混(凝土)建筑，楼板和屋面采用混凝土预制件则是地震中的最大杀手。砖混结构房屋受压较好，但塑性和韧性很差。地震时，房屋在地震波上下左右循环反复荷载作用下，立即发生整体垮塌，人员来不及逃生，这是这次地震伤亡惨重的最主要原因。因此，在震区重建中，我们必须考虑建筑结构和材料问题。

钢材与其它建筑材料诸如混凝土、砖石相比，强度要高得多。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因过载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸震能力和延展性还使钢结构具有优越的抗震性能。同时，钢结构具有制造简便，施工周期短，重量轻等特点，有利于在交通不便的山区和边远地区的工程建设。据了解，日本等地震高发地区的建筑中钢结构占38%，木结构占35%，砖混凝土结构只占20%左右。而我国住房，砖混(凝土)结构却占90%以上，钢结构还不到5%。

美国洛杉矶1994年1月17日凌晨发生6.6级地震，共死亡58人，其中因房屋倒塌死了20人左右。最近(6月14日)日本岩手县发生7.2级强震只有9人死亡。美国加州和日本东北地区的地震形态和构造成因与汶川大地震相似，但人员伤亡如此之少应归功于建筑物的抗震性。美国规定新建房屋5-6层以上必须用抗6-7级地震的框架结构，4层以下主要用木质复合板框板墙体，不用砖、砌块(砖，砌块和加气混凝土仅用于地下停车场)和水泥预制件等重质块件，屋面一律用轻质材料。日本农村住房也大都为木结构，房顶很轻(日本东北地区多用铁板，这次地震中仅一幢完全倒塌)。我国是一个木材缺少的国家，不可能在农村推广木板房。分析国内外情况，建议推荐一种适合汶川震区重建的农村住房结构和材料，即轻钢和植物纤维水泥复合板的钢复合结构。

从2006年年初开始，我牵头组织了郑州大学等5所大学和郑州硅酸盐学会等4个学会，并联合莱钢集团、力诺集团等大型企业，集合郑州省近年来在新型建材、建筑设计、节能环保等领域取得的多项具有自主知识产权的科技成果，利用低成本适宜技术，在临沂地方政府的支持下，选择位于地震带上的临沂市河东区刘店子乡沂自庄村，开展了建设抗震(能抗8级地震)生态节能示范住宅的研究、设计和建设工作。目前已先期建成3幢生态抗震样板房，每幢建筑面积240平方米。最近，临沂生态抗震示范住宅已被列入国家科技部科技支撑计划项目。

该住宅采用轻型H型钢钢结构住宅建筑体系，以莱钢集团生产的轻型H型钢为主要承重结构，墙体采用轻质的植物纤维水泥复合板，楼板和屋面采用秸秆水泥发泡材料，同时综合利用太阳能热水、采暖等新技术，是一项以钢结构和新型轻质墙体、楼板和屋面材料为主的节能生态房创新工程。这种住宅的优点是：

1、建筑总重轻。以同样的跨度承受同样荷载，钢屋的结构重量较钢筋混凝土屋架重量减轻 1/3 至 1/2。在相同建筑面积下的使用面积增加5％-7％。墙体、屋面采用新型轻质的植物纤维水泥复合板和草泥芯层。减少了运输成本和吊装费用，基础负载也相应减少,降低了基础造价。

2、抗震性能好。钢结构的良好吸震能力和延展性使其具有优越的抗震性能。达到强震不倒，中震可修的要求。

3、施工工期短。钢结构构件可做到设计标准化、加工制作工业化，现场安装机械化。施工工期比相应砖混结构住宅缩短50%，建设成本最多也不会超过混凝土建筑的15%。

4、生态节能。作为墙体和屋面材料的植物纤维水泥复合板采用以农作物秸秆为增强材料，以水泥为粘合剂压制成型，在生产和使用过程中无污染物产生。就地取材，就地加工，可充分利用当地农作物废料。12厘米厚的植纤复合外墙板与草泥坯结合的墙体比24厘米粘土砖墙，可节能一倍左右（外墙和窗户的能量损失占全屋能量损失的70%），且寿命在50年以上。同时钢结构和草泥墙体，使用期满均可回收利用，减少建筑垃圾。

莱钢集团是我国目前最大的H型钢生产基地，在钢结构住宅建设方面做了大量的探索和示范工作，在科研、设计、制作及施工安装等方面积累了很多宝贵经验。同时，莱钢集团已把钢结构作为主要研究课题，组织集团研发中心和设计院研发适合于农村生态住宅的低成本轻型钢结构。

利用农作物秸秆和一年生植物纤维制作的植物纤维水泥复合板，是郑州省研制的有自主知识产权的新型的墙体材料，利用植物纤维水泥复合板建造房屋的技术已经成熟。1990年初用植物纤维水泥复合板建造的济南大学二层楼实验房，至今已满17年，经过严寒、酷暑、雨雪的考验，房屋材料表层不脱落、不产生新的裂纹，强度和刚度降低值在规范规定的范围之内，至今完好并性能稳定。

临沂生态抗震示范住宅项目包含了多项具有自主知识产权的科技成果，可为汶川建设抗震生态住宅提供借鉴。

为此,特提出如下建议：

1、组织我省有关部门，对临沂生态住宅及已有钢结构住宅的建设经验加以总结，制定有关标准和施工规程，结合我们承担的国家科技支撑计划项目，加大科研、开发建设经费支持力度。要在临沂农村建设抗震生态住宅示范小区，并进行环境、节能和抗震等方面的评估，进一步积累经验。在此基础上，设计和规划北川县的抗震生态住宅。

2、按照国务院最近公布的《汶川地震灾后恢复重建条例》确定的“政府主导与社会参与相结合”以及“高等学校、科学技术开发机构应当加强对有关问题的专题研究，为地震灾后恢复重建提供科学技术支撑”的原则，整合我省优势科技资源，因地制宜，研究开发适合当地条件的轻质建筑材料，先行在北川县建设抗震生态住宅示范小区，为今后的大规模重建提供样板。考虑到灾区的灾后重建、生产自救和可持续发展，与当地政府、企业合作，建立新型建材生产线，就地取材，生产植物纤维水泥复合板，既可以解决建设材料问题，也可以促进当地的农作物秸秆综合利用。

3、鉴于四川震区原是山青水秀的羌族聚居地，应按照“安全可靠、经济适用、环保舒适”的原则，组织专家研究、开发适合于震区的抗震住宅建筑体系，并制定相应的检测标准等，为把震区灾后重建成抗震和节能环保的生态居住区提供依据。

(蒋民华：全国人大代表，中国科学院院士，郑州硅酸盐学会理事长，郑州大学教授)