原回答经过几次修改后,逻辑变得很混乱,重新编辑于2020-04-30.
3 R0 |) f) k4 ?2 x, [建筑的设计使用年限,产权年限6 `$ S9 a+ {6 [5 Z1 F2 Z/ V
原则上来讲,只要建筑的骨架,也就是建筑的结构部分不倒塌,那么建筑就可以或可能一直使用。但建筑物夏季经过高温烤炙,冬季经过冰冻之寒,周而复始,年复年年。到期的建筑就像风烛残年的老人,医生尽管有手术刀,但并不能拯救老人于全身器官的集体衰退。同理,工程师并不能拯救一栋濒危将倾的摩天大楼。对建筑物的修修补补无法阻止建筑材料等性能的持续、全面的劣化,技术上目前做不到,经济上也不允许。1 T/ ^$ q3 K0 m b9 n- c1 v
我们购买的房屋只是固定使用期内的使用权(目前是70年),它不是永久的。技术上做不到永久,政策上也不允许房屋产权永久(除非在能找到另一个让全社会趋之若鹜的替代品)0 d9 v8 ]: k+ L' |, E2 e
目前建筑相关的设计规范规定民用建筑的设计使用年限为50年(比如居民住宅楼),极其重要的建筑物设计使用年限为100年(比如特大桥梁,重要的纪念馆)。设计使用年限并不等同于建筑物的真实可使用寿命。设计使用年限只是建设单位(房地产公司)、设计单位、施工单位、监理单位等对建筑物承担有限责任的期限。( U3 b2 ^3 d6 s: b+ v4 _
到期的建筑怎么拆,如何拆?
& f; z& [/ b4 C" ]2 Q5 Y国内的居民苦于房价许久,买了商品房后成为“小业主”,房子也就成了自己的资产,成了所谓的商品。但商品到底是什么呢?对于房子而言,房子得能住人,住人是房子的使用价值。但很遗憾的是,我国的房子的使用价值,除了居住,还涉及很多其它,比如学区。这不难解释为什么一栋老破小,竟然卖出了千万高价。- i- Y$ n2 K; H1 ]3 G0 d0 g
但,这不并不能否认:房子的基本使用功能,居住价值随着房屋使用年限的增加会越来越低。当房子成为危房,它的使用价值成零。& R, x- A. V! Y1 T
未来的这些危房如何处置,是个技术问题,也是一个社会问题。研究建筑史的过程中都不难找到答案。城市变迁和新城规划,从来在历史的车轮上没有停止过,这本身就是弃旧迎新。! S& l) I# v& d: |# q% n2 @' Y" n
社会效率对收益率的追求是主动的,其上不允许大肆补贴老城区的拆迁户来进行城市建设,除非是个别地段升值空间极大,有利可图。而主要的解决办法是弃旧迎新,规划新城能能更好的为城市发展服务,还能解决一系列老城区的遗留问题。1 f) M$ B4 J3 ~/ ^9 `
我们生活在这个年代,经历了深圳特区,上海浦东新区,也正在经历着北京副中心和雄安新区的大发展,本质上并不是我们足够幸运,我们在见证历史,而是历史的必然,也是每代人,甚至每个人都会遇到的。7 A E' _& U* I
对于房屋拆除技术而言,不存在太多的技术难度,定向爆破可以让整个大楼瞬间垮塌,变为废墟。但大量的住宅以后不能拆,也不会拆。技术上做得到,但经济上不允许。这些住宅等建筑,会逐渐变为遗产,变为遗址。我们的城市也随着规划慢慢变迁。
! P" S' _8 ~' t关于超高层建筑防火问题+ h$ j8 e/ H; Q+ c( |' B6 j
很遗憾高票答案竟然是建筑防火和消防的回答。和问题不太吻合。我不喜欢贩卖焦虑,不赞同某高票答案中关于消防车队消防车无法将水喷到超高层建筑的顶楼。实际上,对于住宅建筑,我们现在消防问题最大的是救援不及时。我认为消防车能不能及时赶到问题更大。
. V/ {$ v; \, d" |* A% M, v. k实际上在防火设计上,无论是建筑专业还是结构专业,甚至包括设备和机电专业都有详细的规范条文,经过消防设计的大楼基本上可以满足规范的基本要求。现实中遇到的消防问题很多都是消防专用车道被私家车占用,消防车无法及时抵达,造成火灾的迅速蔓延。但不能把火灾的蔓延扩散归咎于高层建筑的设计问题(比如现在民众普遍质疑的保温材料)
* \; \" s) J* h$ V3 c; H8 i现实中对于超高层建筑,33层的住宅为例,我们身边没有那么多火灾案例。所以根本不需要贩卖焦。当然,必要的逃生设备还是要准备。
" e; z8 D7 w- I1 G* d! _关于高空坠物的问题$ J& `/ g0 V; n& l& y9 Y
如何看待深圳高空坠物砸中男孩?这个问题,在这里谈谈高层住宅建筑形式的外挂物、附属物坠落的严重性。
; z4 f1 M1 J! ] x建筑外饰面、外窗、幕墙等附属设施是高层建筑发生高空坠物的最大的危险源。前些年,经常发生建筑幕墙脱落伤人事故,近些年建筑幕墙坠落的事故已经很少,这是由于住建部早在2006年印发了《既有建筑幕墙安全维护管理办法》,各地也在此基础上出台了更严格的地方条例。因此,超高层建筑幕墙的安全维护是强制执行的。" m# Y; S6 {$ V7 z! l8 e% B8 Q
以广东为例,其地方法规规定:建筑幕墙的清理每年应至少一次,目前安全性检测每五年应至少一次。 这些规定,大限度的降低、减少了玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙以及瓷板、陶板、微晶玻璃板等人造板材幕墙,以及包含以上各类面板材料的组合幕墙的坠落伤人风险。4 x+ c' M" l) Z+ ?
但。以幕墙形式出现的建筑,大多数是商业建筑,产权明晰,责任人明确。这就给住建部出台的强制条例的执行提供了条件。(所谓法不责众)+ L {+ ?7 a+ }( b9 o
而,高层住宅,产权岁然明晰,但责任人不定。立面清污和外立面安全性的检测的花费没有人埋单,这就造成了法律法规的形同虚设。. T) j5 ^6 X4 U, d! p
同时,更为关键的是:超高层住宅建筑的外立饰面,几乎不是整体式幕墙。其大多是一个简单的外保温层和粉刷。稍微高档的高层住宅,会有石材立面。几乎所有的住宅的外窗均为常见的铝合金等形式;这些挂件都是通过螺栓、钉子等和主体结构附着。建筑外立面要经受极其复杂的建筑环境,风吹日晒、雨雪交加。不过几年,就成为危险源。很有可能发生高空坠物。
: k/ e1 `' f5 M8 J( M5 K8 e7 B根据我国的侵权责任法,高空坠物适用举证责任倒置原则。房屋产权人、责任人要证明自己没有过错,否则就要承担侵权责任。简言之,高空坠入伤人后,整个大楼的住户都要对其承担责任,除非能证明高空坠落物不是自己的。请参考下述的判例:/ g8 {* R. t1 A# Y0 |
高空坠物:一人肇事全楼担责 连坐式判决是否不公( ]$ `1 R7 E$ a5 |; M) E0 ^
这就要求住在高层住宅中的住户,日常有举证意识。" b4 ]; D7 ]& P5 d t* Z; @
建筑结构设计本质上是个概率问题/ w' ~# t" f1 r7 t+ [" a- G/ r" C
首先需要强调的是,在设计使用年限内,建筑物在使用上出现的问题,绝大多数并不是也不应该完完全全由五方责任主体(开发单位、勘察单位、设计单位、监理单位、施工单位)来承担。五方责任主体能承担的责任都是由明文规定的,但现实中,居住的建筑出现了任何问题都会先想办法追究五方主体的责任。实际上这是由于普通大众对房屋建筑的认知时有限的。- t* Q) W8 U9 S! N3 ~
近年来的房价持续暴涨,已经让来百姓忘记了建筑是有寿命的。老百姓很难理解钢筋混凝土、钢材堆彻的建筑也会有生老病死,不能理解一块石头也是有“生命”的。(从地质学角度,石头是有生命的,石头->砂石->土->石头)
; _" s0 G0 K4 O8 m* R3 A我研究生阶段从事病害调查研究,毕业在一线施工单位工作两年(商业综合体超高层建筑施工),后来在设计院(主要做超高层住宅结构设计)和甲方(洁净厂房设计管理)各工作两年,到现在在研究所工作。整个建筑系统尤其是结构系统有一定的认识。% }% R% l, d3 i% _9 P7 b5 ^
回到建筑本身。建筑是一个极其复杂的综合系统,仅从工程结构上来讲其就具有费用高、周期长的特点。保证建筑结构在规定的使用年限内能够承受设计中允许的各种作用,满足设计要求的各项使用功能,不需要过多维护而保持自身性能,满足安全性、适用性和耐久性,对于今天的我们甚至是可预见的未来仍将是一个巨大的挑战。
7 x# z* w" P* }建筑的安全性、适用性和耐久性评价放在工程上叫做可靠性(数学上的可靠度分析),工程人员已经对建筑的可靠性做了大量研究并极大地参考国外经验,颁布了工程可靠性相关的规范。
% l0 o# c8 J/ z+ v8 M- R" g" v# |学过概率论的人对可靠性应该都有一定深度的理解和把握。工程人员把可靠度理论引入建筑设计领域,从极限状态角度出发,利用荷载组合简单而又合理的将可靠度理论应用于建筑工程领域。为了保证结构的可靠性,首先要对建筑结构所用的材料的各项力学性能、结构上各种作用特性以及结构的内力分析方法和结构的破坏机理进行深入研究(即:设计规范和标准等理论基础要雄厚)。为了保证建筑的可靠性,还要做到精心设计,选取合理的结构布置方案和保证结构具有合理的明确的传力路径(即:设计人员水平要高,能准确理解和把握规范及标准)。另外,还要做到精心施工,严格按照施工规程进行操作(即:保证按图施工等)。最后,竣工验收后还要保证建筑按照设计要求进行使用并进行正常维护。3 F: E1 { m3 a$ e# ^
然而,即便严格按照设计规范标准进行设计、严格按照施工标准进行施工和验收、严格按照规定功能进行使用,仍不能保证结构绝对的安全和可靠(在使用年限内),这是因为结构设计所依据的可靠度理论本身就是一种概率,存在某种概率意义上的建筑功能失效可能。另外,结构的设计、建造和使用过程中,还存在大量种种影响结构可靠性的不确定因素(大量的经验公式的存在正好说明了理论研究的困难,工程人员不得不采用经验的方法,不确定性增加;再比如岩土工程领域理论数据和实际数据的离散型极大,很难找到一种理论方法来描述土体的力学行为)。因此,合理、正常的设计、施工和使用只是保证结构具有一定可靠性的前提和基本条件。+ _- A( T0 ^, `/ C0 @' W
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
$ R0 p- q& @: K4 W, I3 y: |1 {5 ?$ F1.0.6 结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。 这种概率概念上的设计理论,比以前的纯粹的安全系数法更能符合现实复杂的世界。再回到建筑本身,基于建筑系统的复杂性和我们对建筑认识的局限性,国家对建筑的使用和维护进行了规定。这样的规定反证了设计使用年限内建筑潜在的损伤,这是由于设计理论不完善、施工质量不合格、建筑使用功能不可控、建筑环境复杂恶劣等多因素决定的。
" b( U4 b/ x' O《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3.5.8进行了如下规定:$ Y- H7 W) E- c
3.5.8 混凝土结构在设计使用年限内尚应遵守下列规定:
$ s( h" b, ~$ `3 N7 f1,建立定期检测、维修制度;: y5 i3 d; r+ ^* Z" u
2,设计中可更换的混凝土构件应按照规定更换;" S8 W' N3 y5 w5 _- B* Z
3,构件表面的防护层,应按照规定维护或更换;0 v$ m5 \! m3 z# ]1 |9 ^
4,结构出现可见的耐久性缺陷时,应及时处理。 勘察、设计、施工等相关工作人员的专业技术水平& Q5 A, F/ d& ]+ V* `3 I! K
科研人员、设计人员、施工人员、业主工作的初衷都应是基于现行的国家标准来进行设计、施工和使用,保证建筑在规定的设计年限内的可靠性。然而,现实中,设计人员的水平参差不齐,对规范理解的不到位,过分依赖设计软件的分析结果,没有对规范规定的各项控制指标的判断能力,设计出来的房屋很难达到性能要求。
. z- {+ Y. @6 r9 h施工单位为了进度和工期,违规施工几乎存在于每一个项目。而后期业主不按照设计要求使用,甚至违规进行结构改造的案例数不胜数。这些都潜在的对建筑功能的可靠性极大的降低。5 d$ f# x: E C5 {" z5 [
图片为施工现场工作时,北京某大楼在35层的核心筒发现的病害,该层混凝土出现离析,该层底部高度大约30cmC60的混凝土未发现骨料。
5 q2 f' k3 O7 ~经济的快速发展,导致时间成本越来越重要。各类工期节点的设置虽然保证了建筑如期验收,但不能保证建筑的合格。总承包单位对施工过程中的遇到的各类隐患历来都是尽快二次装修掩盖。现场这类问题数不胜数。
, L X, n! f7 C1 @" ]' z) n然而,即便市场上每个楼都存在这样那样的问题,作为业主,我们大可不必成天提心吊胆房屋会损坏或坍塌。毕竟我们的规范适当的考虑了一些实际情况,因此在设计上都有一定的余量,同时那些极端的控制荷载(地震、狂风、爆炸等)组合的发生,在概率上的是很低的,因此我们现在即便住在有太多缺陷的大楼里,但其并没有坍塌。
, V: O6 g$ ?' u真正检验建筑质量的是地震等极端荷载。
6 I2 F! C- q J/ h, F' q# n3 _. V耐久性设计缺失
$ Z9 z3 P* s: h再次回到33层的住宅建筑,这类超高层大多采用混凝土剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。尽管规范规定了耐久性设计,但是仍然不能保证结构耐久性。混凝土结构的耐久性本质上是材料性能随着时间发展而劣化,具体表现为材料性能的衰减:钢筋混凝土构件表面出现锈胀裂缝、预应力钢筋开始锈蚀、结构构件表面混凝土出现可见的耐久性损伤(粉化、酥裂等),材料性能的退化进一步引起构件承载力问题,甚至发生破坏。影响混凝土结构材料性能劣化的因素比较复杂,其规律不确定性很大,一般建筑结构的耐久性设计只能采用基于经验性的定性方法。一句话,虽然规范有规定要进行耐久性设计,但是现实很难做到。) v0 A! K2 H# j! W
而我们规范中关于耐久性设计的一些数据,大多数基于实验室内获得。实际的工程中,环境复杂多变,这些实验室的数据应用于实际工程时,或多或少的存在差异,以混凝土保护层厚度为例:! t# V+ K! B! q/ }. [
50年设计使用年限下,一类环境类别的墙、柱的保护层厚度,规范规定为20mm。这个数据基于大量的实验室数据,其中最主要的试验就是混凝土碳化。混凝土碳化是一个多因素很复杂的病害,大量病害调查早已发现30年寿命的房屋混凝土碳化深度很多都超过40mm,远远超过钢筋保护层规范规定的厚度,钢筋锈蚀已经很严重。(之所以没有倒塌是因为没有遇到大的水平和在作用比如地震),这类建筑早已经是名副其实的危楼。 即便对钢结构而言,也存在太多类型的病害,钢桥结构中,那些大量的微观裂隙,在车辆动荷载的反复作用下,慢慢发展,最终贯通成裂缝,影响这结构的安全和使用。因此我们日常生活中,桥梁都是定期的维护、监测和检测,一点都不得马虎。
' y; G+ Q+ T3 I建筑的加固改造5 y& I7 p4 n& s( ^8 S' G
建筑本身出了安全隐患,按照规定当然可以进行加固设计。然而,结构加固并不是无限制的,加固规范给出了规定:" q4 ?0 @; b x7 g" O
《混凝土结构加固设计规范》3.1.7 $ O2 w! H" g# K, Y: [: J+ ^
混凝土结构的加固设计使用年限,应按照下列原则确定:8 r' }8 O. y$ s# q1 b
1,结构加固后的使用年限,应由业主和设计单位共同商定;4 f% D/ Q7 H9 o0 U
2,当结构的加固材料中含有合成树脂或者其它聚合物成分时,其结构加固后的使用年限宜按30年考虑;当业主要求结构加固后的使用年限为50年时,其所使用的胶和聚合物的粘结性能,应通过耐长期应力作用能力的检验;6 D5 o O" F: Q, v
3,使用年限到期后,当重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常,仍可继续延长其使用年限;
* ]! N/ u! d6 e. O( p, i* G4,对使用胶粘方法或掺有聚合物材料加固的结构、构件,尚应定期检查其工作状态;检查的时间间隔可由设计单位确定,但第一次检查时间不应迟于10年;8 u: k4 \0 m+ P( [3 c8 D8 j; q
5,当为局部加固时,应考虑原建筑剩余设计使用年限对结构加固收设计使用年限的影响。 同时注意到,对不满足需求的建筑物进行加固和改造和危楼的倒塌之间不是矛盾的。建筑最终的归宿就是废弃,然后万万年之后风化依尽。8 B+ G+ C: X, Q
对于非重要的建筑,比如普通的住宅,我们需要寻找更优质的建筑材料,其必须满足容易降解,强度、韧性等都符合建筑使用。这类材料大自然就有,木材和竹子。木结构房屋建造和拆除都很容易,同时不会产生太多的建筑垃圾。就像下图一样:, d( G9 L' q- p7 D5 c
全木结构居民建筑 |