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2024年11月21日
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北京泰中抗震技術實施有限公司高級工程師陸建衡潛心研究的抗震低層樓房加層結構技術，讓人們看到了不拆除舊建筑物便可進行改造的新路子。
2007年12月13日，國務院發展研究中心中國發展觀察課題組在京召開會議，力推低層樓房加層技術，認為這一技術為我國建筑業的節能減排開創了一條新路。
矮樓如何長高
國務院第二招待所、德州市人民政府辦公樓由原來的4層變成了8層;中央黨校、首都師范大學教學樓也由原來的2層變成了4層……一些“矮樓”沒有被拆除，反而“長高”了、且舊貌換新顏。“矮樓”是如何“長高”的？這得益于抗震低層樓房加層結構技術。
低層樓房加層，顧名思義，在原有舊建筑的基礎上，讓其成倍地增加層數。不過，房屋加層并非新樓和舊樓的簡單疊加。由于每個建筑都有額定的承載力，為了安全起見，加高后的建筑物的重量不是直接壓在舊建筑物上，而是采用鐵路橋梁和建筑框架的組合結構，即剛柔性抗震特殊結構，在舊建筑物四周增設承重基礎立柱和大梁，將舊建筑物套住，使新增加建筑的整體結構與舊建筑分離。
新樓層在開始時會發生沉降，而舊樓層則已經穩定。雖然新樓層沉降幅度每年只有幾毫米，仍會使重量落在舊建筑上。新加層結構上重下輕、上剛下柔，給加層結構留下嚴重隱患（尤其是7度地震設防以上的地區和城市）。為此，在建筑加層的時候需要一個滑動連接器將新舊建筑物連接起來，以增強加層整體結構的穩定性。
建筑物加層后會出現受力不均，從而造成新舊結構擺動（震動）不一致，為此，需要設置“建筑物隔震減震裝置”和“建筑物消震裝置”。
技術案例展示
多年來，此技術在中央黨校、國務院二招、首都師范大學教學樓等工程改造中實施應用，取得了成功。經過長達3到10年之久的工程安全和使用考驗后，證實了發明專利技術的先進性和可靠性，并取得了很好的社會效益和經濟效益。
該技術已被列為北京市重大科技成果推廣計劃、建設部新產品與技術成果推薦目錄；建設部“十一五”《技術公告》首批推廣應用技術；建設部國家康居示范工程發明專利技術，建設部全國民用建筑工程設計技術措施。陸建衡先生的《低層樓房加層結構》論文榮獲“跨世紀的中國科技”論文獎。
部分項目案例列表
項目名稱 建設時間 加高情況
國務院第二招待所 1996-1997年 4層加4層
中央黨校 1991年 2層加2層
首都師范大學教學樓 2000-2001年 2層加2層
河南南陽市政府大樓 1993-1994年 4層加3層
德州市政府辦公樓 1997-1998年 4層加4層
山西省交通廳辦公樓 1995年 4層加7層
本溪市政府辦公樓 1994年 6層加6層
三門峽市住宅樓 1996年 3層加3層
“長高術”的核心技術條件
核心技術1 新舊建筑連接器 連接器主要是起到連接新舊建筑的作用。該連接器設置在加層立柱與舊建筑物樓板處的挑梁中，連接器的一端與加層立柱的挑梁連接，另一端與舊建筑每層樓板處的圈梁鋼筋連接，如舊建筑物沒有圈梁，應在舊建筑每層樓板橫墻上設置兩道鋼板。
核心技術2 建筑物隔震減震裝置 該裝置設計安裝在加層結構立柱下樁基礎中的承臺部位，也就是將樁基礎的承臺分為上承臺與下承臺兩部分，裝置就安裝在上下承臺之間，處于完全封閉之中。
核心技術3 建筑物消震裝置 建筑物消震裝置設計安裝在加層結構與建筑物四周的一定范圍內，置于地面以下、舊建筑物基礎地面以上的位置，形成了一個封閉的消震坑，將建筑保護起來。
核心技術4 承重梁 承重梁位于舊建筑的上方，其兩端與加層立柱相連。當舊建筑跨度小時，可用直線梁；舊建筑跨度較大時，可用變截面梁;跨度大時，可用雙曲拱型大梁。
據介紹，建筑所處的抗震區不同，建筑加層所需的條件也不同。A.在非抗震設防區，加層結構中采用新舊建筑連接器，可不用隔震減震裝置和消震裝置。B.在6、7度抗震設防區，加層結構中采用新舊建筑連接器、隔震減震裝置，可不用建筑消震裝置。C.在8、9度抗震設防區，加層結構中采用新舊建筑連接器、隔震減震裝置，并采用建筑消震裝置。
什么樣的建筑可以“長高”？
什么樣的建筑可以“長高”？ 陸建衡說，抗震低層樓房加層結構技術適用于20世紀50年代以來所建造的2-6層以上磚混結構、框架結構的工業與民用辦公樓、教學樓等舊建筑加層改造。
陸建衡特別指出，如采用常規框架結構、鋼結構、排架或桁架結構加層設計，將無法解決新舊建筑在地震中共同同步振動，新舊建筑沉降不一樣，而發生相互沖撞所造成的嚴重后果。
那么，對加層的建筑有什么要求？陸建衡認為，為滿足加層結構連接器對新舊建筑物的連接要求，原建筑物應為框架結構，且建筑物為每層有圈梁的磚混結構；如果建筑為沒有設置圈梁的磚混結構，需要對原有建筑每層樓板處用鋼板加固。
他還指出，建筑物已經使用了30-50年，建筑結構及建筑物基礎都應完好，即無威脅建筑使用安全的不均勻沉降和結構破壞。
長高幾層，誰說了算？
舊建筑物能長高幾層，到底誰說了算？陸建衡說，一般情況下，加層結構能在舊建筑物上加多少層，要根據舊建筑的高度（層數）和體型來確定。有些建筑還應根據不同條件而定，要看地質條件，如地下水、沙流、上層、巖石等。另外，在不同地震設防地區也有所不同。
陸建衡提出了加層限值的幾個參數;非地震設防區，可在舊建筑高度（層數）的基礎上增加1-3倍，比如，舊建筑為3層，可增加為6-9層。6、7地震設防區，增加1-2.5倍高度。8、9地震設防區，增加1-2倍高度。
加層改造需注意什么？
由于建筑結構工程的施工主體是針對舊建筑的加高和改造，因此，必須注意對舊建筑物的安全保護，對其住戶和辦公人員的人身安全采取保護措施，如設置安全通道等。
加層結構的基礎主要是采用樁基礎承載，對樁基礎的施工要特別注意:不能用機械成孔和打樁，避免擾動舊建筑物基礎與地基;遇到地下水位時，不能抽水施工，以免改變舊建筑地基應力狀態，造成基礎下沉;深樁基時，采用地基加固加強技術，解決基礎施工，嚴禁抽水施工。在加層樁基施工中，必須做好對舊建筑物基礎的保護，如遇加層樁基與舊建筑物基礎交錯時，必須先對舊建筑物基礎先行加固加強措施后，方可進行加層樁基礎的施工。
關于加層立柱的施工，由于靠近舊建筑物，因此，要對舊建筑四周采取安全防護措施，避免損壞舊建筑物和舊建筑物中住戶的安全（辦公室、教學設施等）。
加層承重大梁是在舊建筑屋頂上空施工，要注意對舊建筑屋頂的保護，避免施工滲水，影響舊建筑物的正常使用。
另外，對舊建筑物加固改造時，要嚴格按施工圖設計和施工說明進行施工。涉及到隔震減震裝置、連接器和消震裝置的施工時，嚴格按設計施工圖和施工要點說明進行安裝施工驗收。
預測：技術前景在哪里？
如果從改造的直接經濟效果看，與傳統的大拆大建方式相比，這一低層樓房加層方式不僅可以節省30％－60％的工程投資，縮短工期一半以上。
通過分析社會效益，我們發現，該項技術通過空間開發不占用大量的土地，保護了國土資源;在原有建筑物不用拆遷不用搬移的基礎上實施加層技術，不影響原有建筑物的使用，給人們因拆遷造成的不便和損失的風險降為零；此項技術不用拆除原有建筑物就可實施，不會因拆除的建筑垃圾無處堆放而造成的污染環境，保護了我們的生活環境，為國家和人民節約了大量的能源。
從技術的應用范圍看，前景廣闊。通過改造城市核心區商場、寫字樓，增加營業空間；開發旅游熱點地區的酒店、賓館、招待所提高其接待能力；改造老舊住宅樓緩解經濟適用住房建設壓力；名勝古建筑的加固與保護，改善機關辦公條件；大都市建設高架路，緩解城市交通壓力。另外，現在一些開發商有錢，卻苦于拿不到地，加層技術的實施讓房地產“空間開發”成為可能，也能使土地增值。
鏈接：背后故事 ——專利發明人陸建衡其人其事
抗震低層樓房加層結構技術的專利發明人陸建衡先生，是我國有突出貢獻的土建高級工程師。他出身于建筑世家，其父陸韞山是我國著名的鐵路土木建筑專家。二十多年來，他致力于房屋抗震結構的研究，取得了豐碩成果。此項高新技術榮獲中國、美國和英國發明專利權。
過去數百年來，城市舊建筑物的更新改造，大多是拆除重建，這樣不僅造成數萬億資產的巨大浪費，而且帶來了大量搬遷的社會問題，更主要的是：在舊建筑物大拆大建中，產生的大量建筑垃圾還嚴重污染城市周邊的生態環境，這一世界性的難題，終于被當代中國的科技專家攻克了。
如今，陸建衡陸擔任泰中抗震技術實施有限公司董事長，并且他成立了北京泰中空間房地產開發有限公司，開創了一條全新的“空間房產開發”的新途徑，也是目前領先于國際市場競爭中的唯一獨特的一種新型房地產開發方式。
陸建衡所說的“空間房地產開發”， 與以往的房地產開發方式不同。因為傳統的房地產開發方式需要占地才能進行房地產的開發，而在城市中大量的舊建筑群上空進行“空間房產開發”，其經濟效益比占地和大拆重建（搬遷）房地產開發有著很大的比較優勢，可解決目前政府難于解決的問題，使昂貴的拆遷費，搬遷費得到節約投資30%至60%、提前工期50%。為此，“空間房地產開發”被譽為“一場即將發生的房地產革命”。
目前全國有不少房地產公司與陸建衡進行了接洽。而他也在自尋資金渠道。他透露，目前正在爭取國際同盟環境保護基金會的資金。
鏈接：城市舊建筑的發展階段及命運
1 建筑業發展的階段
世界上經濟發達國家的建設大體上經歷了三個階段。第一個階段是大規模新建，第二個階段是新建與維修改造相結合，第三個階段重點轉向舊建筑的維修改造。
在英國，1975—1980年間，新建工程數量和費用減少，建筑維修改造的項目卻逐年增加，1978年用于投資改造的費用是1965年的3.76倍，1980年建筑物維修改造工程占英國建筑工程總量的三分之二。
在瑞典，20世紀80年代，建筑業首要的任務是對已有建筑物進行更新改造。
在美國，新建筑業開始蕭條，而維修改造業興旺發展，美勞工部在2000年曾預報，舊房維修改造業將是最受歡迎的九類行業之一。
日本建設省從1981年至1984年用四年時間組織進行了提高建筑物使用壽命的技術開發項目，以防為主，從建筑立法、設計、施工和改造四個方面入手，解決建筑物的壽命問題，并已制訂了一系列法令和標準。
在我國，20世紀80年代城市改造的一個特點就是成片地拆除舊建筑,很多都沒有考慮到對歷史和文化的保護和尊重,沒有考慮到拆除建筑對環境的破壞。目前建筑業的發展已進入第二階段。許多大城市正在進行新一輪的城市更新與改造，城市基礎設施的建設、城市交通設施的建設、城市的開發建設都呈快速增長之勢。
加層改造后的首師大教學樓
2 建筑改造策略及命運
目前，建筑界對于原有建筑功能已經消失、被人們逐漸廢棄的舊建筑，通常采用如下策略:
第一個策略是，對于大量陳舊且無保留價值的建筑采取徹底拆去重建的方式，如:居住區拆遷重建。 第二個策略是，對于遭到嚴重破壞的文物建筑采取在遺址上重建，努力恢復其原貌，如:圓明園工程。第三個策略是，對于在某一區域有一定的標志性、景觀性的舊建筑采取整體保護，局部改造或室內更新，使其適于新的功能需求。
不同的策略選擇，讓建筑的命運不同:被拆除，建筑生命就此結束，重新成為一片空地，等待再次開發;現狀被保存，但是建筑生命就此凍結，這樣的建筑往往是為了保留的，像是遺址或者比較重要的古跡;通過被賦予新的使用功能進行適當的再利用改造，建筑生命得以延續，功能也會隨之發生質的改變。
3 舊建筑改造之路
每個城市都有自己的發展史，如果一個城市的文脈及其歷史連續性地遭到破壞，也就失去了城市個性與歷史的厚重感。相當一部分舊建筑仍還具有一定的社會價值、文化價值、經濟價值、生態價值，要予以保留。其中某些舊建筑可以經過改造再利用，成為區域性標志建筑。
有學者認為，由于歷史原因，我國許多產業類建筑建設于規劃失控的年代，占地大、建筑密度小，建筑標準低，布局不合理，土地利用不經濟，更重要的是它們大多不符合今天城市規劃的要求。此外，還有不少工廠是在“文革”時期違章建設、見縫插針、占據了民居、園林和文物的建筑 ，必須采取遷、關、并、拆等綜合手段來加以整治。
當然，對于有利用價值的舊建筑，在不破壞城市文脈和環境肌理的條件下，進行改造更新，可以有效完善城市服務功能，增強城市發展歷史的厚重感，體現城市的可持續發展，從而造福廣大市民。比如美國的巴爾的摩內港、波士頓昆西市場、悉尼達令港、巖石區，都是通過對傳統產業類城市用地和建筑的改造再生的，獲得了社會經濟和環境改善的“雙贏”成功，有效地推進了城市經濟的發展。
總體來看，我國城市建設發展正在摒棄現代建筑運動中出現的大拆大建的“激進式改造”方式，采取漸進式改造和保護相結合的方式。
業內人士認為：由于建筑改造和保護還必須與政府的政策制定、開發商的理解和合作、社會公眾參與等緊密結合在一起，這一點在我國尚任重道遠，還有一段很長的路要走。
