Как Япония прекара повече от век в защита на своята архитектура от земетресения
Бележка на редактора: е поредица, фокусираща се върху архитектурни решения за общности, разселени от климатичната криза, природни бедствия и други извънредни хуманитарни ситуации.
Сцени на сгради, превърнати в развалини, бяха осветени по целия свят тази седмица след земетресение с магнитуд 7,5, което удари префектура Ишикава на западния бряг на Япония в понеделник.
Пълният размер на щетите все още не е известен. Най-малко 270 къщи в региона са унищожени, казаха властите, въпреки че окончателната цифра вероятно ще бъде много по-висока. Това число не включва например Сузу или Уаджима, град с повече от 27 000 души само на 20 мили (32 километра) от епицентъра на труса, където служители на пожарната казаха, че около 200 сгради са изгорели, според обществената телевизия NHK.
Тези доклади говорят за личните трагедии, пред които са изправени много от жителите на региона. Но докато няма две сеизмични събития, които да са пряко сравними, земетресения с подобна сила в други части на света - като земетресение с магнитуд 7,6 по Рихтер, което причини срутването на над 30 000 сгради в Кашмир през 2005 г., например - често са причинявали много по-големи разрушения.
За разлика от това, Ишикава може да е избягал леко, според Робърт Гелър, почетен професор по сеизмология в Токийския университет.
„Модерните сгради изглежда се справят много добре“, каза той пред CNN в деня след земетресението в Япония, отбелязвайки, че по-старите къщи „с тежки покриви от глинени керемиди“ изглежда са се справили най-зле.
„Повечето еднофамилни къщи, дори и да са били повредени, не са се срутили напълно“, каза той.
Една поговорка на сеизмичното проектиране гласи, че земетресенията не убиват хора – сградите го правят. И в една от най-податливите на земетресения страни в света, архитекти, инженери и градоустройствени специалисти отдавна се опитват да предпазят градовете от бедствия срещу големи трусове чрез комбинация от древна мъдрост, съвременни иновации и непрекъснато развиващи се строителни норми.
От мащабни „амортисьори“, които се люлеят като махала в небостъргачи, до системи от пружини или сачмени лагери, позволяващи на сградите да се люлеят независимо от основите си, технологията напредна драстично, след като земетресението в Голямото Канто изравни големи части от Токио и Йокохама малко над 100 преди години.
Но иновациите се съсредоточават най-вече върху проста, отдавна разбрана идея: че гъвкавостта дава на структурите най-голям шанс за оцеляване.
„Ще откриете, че много сгради, особено болници и важни критични структури, са върху тези гуми (лагери), така че самата сграда да може да се люлее“, каза Михо Мазереу, доцент по архитектура и урбанизъм в Масачузетския технологичен институт (MIT), която изследва японската култура на готовност в предстоящата си книга „Дизайн преди бедствие“.
„Концептуално всичко се връща към идеята, че вместо да се съпротивлявате на движението на Земята, оставяте сградата да се движи с нея.“
Този принцип се използва в Япония от векове. Много от традиционните дървени пагоди в страната, например, са преживели земетресения (и е по-вероятно да са се поддали на пожар или война), дори когато съвременните структури не са. Вземете високата 180 фута (55 метра) пагода на храма Тоджи, построена през 17-ти век близо до Киото - известна е като непокътната след земетресението през 1995 г., известно още като земетресението в Кобе, докато много близки сгради се срутват.
Традиционната архитектура на Япония има много общо с тази на съседните Корея и Китай, въпреки че се различава по начини, които отразяват по-високата честота на земетресенията в страната.
По-специално, забележителната степен на оцеляване на пагодите отдавна се приписва на "шинбашира" - централни колони, направени от стволове на дървета и използвани от японски архитекти в продължение на най-малко 1400 години.
Независимо дали са закотвени към земята, опирани на греда или окачени отгоре, тези стълбове се огъват и огъват, докато отделните етажи на сградата се движат в посока, обратна на съседните. Полученото трептящо движение – често сравнявано с това на плъзгаща се змия – помага да се противодейства на силата на трусовете и се подпомага от взаимосвързани фуги и разхлабени скоби и широки стрехи на покрива.
Учене от трагедията
Сградите в днешна Япония може и да не приличат на пагоди, но небостъргачите със сигурност приличат.
Въпреки че страната наложи строго ограничение на височината от 31 метра (102 фута) до 60-те години на миналия век, поради опасностите, породени от природни бедствия, оттогава на архитектите беше разрешено да строят нагоре. Днес Япония има повече от 270 сгради, по-високи от 150 метра (492 фута), петата най-много в света, според данни на Съвета за високи сгради и градски местообитания.
Използвайки стоманени скелети, които добавят гъвкавост към прословутия твърд бетон, дизайнерите на високи сгради бяха допълнително насърчени от разработването на широкомащабни противотежести и системи за „изолация на основата“ (като гореспоменатите гумени лагери), които действат като амортисьори.
Фирмата за имоти зад новата най-висока сграда в Япония, която отвори врати в комплекса Azabudai Hills в Токио миналия юли, твърди, че нейните устойчиви на земетресения конструктивни характеристики - включително широкомащабни амортисьори - ще "позволят на бизнеса да продължи да работи" в случай на сеизмично събитие толкова силно, колкото рекордното земетресение в Тохоку с магнитуд 9,1, което удари през 2011 г.
Но за многото места в Япония без небостъргачи, като Ваджима, устойчивостта на земетресения е свързана повече с опазването на ежедневните сгради - домове, училища, библиотеки и магазини. И в това отношение успехът на Япония е толкова въпрос на политика, колкото и на технология.
От една страна, японските архитектурни училища са гарантирали - може би поради историята на страната на природни бедствия - че учениците са базирани както в дизайна, така и в инженерството, каза Мазерееу, който също ръководи Urban Risk Lab на MIT, изследователска организация, изследваща сеизмичните и климатичните рискове, пред които са изправени градове.
„За разлика от повечето страни, японските училища по архитектура съчетават архитектура със структурно инженерство – в САЩ се вземат часове по структурно инженерство, но те са наистина пухкави“, каза тя, добавяйки, че в Япония двете дисциплини „винаги са свързани заедно“.
През годините японските власти също се стремяха да извлекат поука от всяко голямо земетресение, пред което е изправена страната, като изследователите провеждаха подробни проучвания и съответно актуализираха строителните разпоредби.
Този процес се проследява най-малко до 19-ти век, каза Мазереу, обяснявайки как широко разпространеното унищожаване на нови тухлени и каменни сгради в европейски стил при земетресението в Мино-Овари през 1891 г. и земетресението в Голямото Канто през 1923 г. доведе до нови закони за градоустройството и градските сгради .
