Kung paano gumugol ang Japan ng higit sa isang siglo na hindi tinatablan ng lindol ang arkitektura nito

Tala ng Editor: Disenyo para sa Epekto ay isang serye na nagbibigay-pansin sa mga solusyon sa arkitektura para sa mga komunidad na nawalan ng tirahan dahil sa krisis sa klima, mga natural na sakuna at iba pang makataong emerhensiya.

CNN
—

Ang mga tanawin ng mga gusaling ginawang mga durog na bato ay inilabas sa buong mundo nitong linggo kasunod ng a 7.5 magnitude na lindol na tumama sa Ishikawa prefecture sa kanlurang baybayin ng Japan noong Lunes.

Ang kabuuang lawak ng pinsala ay hindi pa nalalaman. Hindi bababa sa 270 mga bahay sa rehiyon ang nawasak, sinabi ng mga awtoridad, kahit na ang huling bilang ay malamang na mas mataas. Ang bilang na ito ay hindi, halimbawa, kasama ang Suzu o Wajima, isang lungsod na may higit sa 27,000 katao 20 milya (32 kilometro) lamang mula sa sentro ng lindol kung saan ang mga opisyal ng departamento ng bumbero. sabi humigit-kumulang 200 gusali ang nasunog, ayon sa pampublikong broadcaster na NHK.

Ang mga ulat na ito ay nagsasalita sa mga personal na trahedya na kinakaharap ng marami sa mga residente ng rehiyon. Ngunit habang walang dalawang seismic event ang direktang maihahambing, ang mga lindol na may katulad na puwersa sa ibang bahagi ng mundo — tulad ng 7.6 magnitude na lindol na naging sanhi ng pagbagsak ng mahigit 30,000 gusali sa Kashmir noong 2005, halimbawa – ay madalas na nagdulot ng mas malaking pagkawasak.

Sa kabaligtaran, si Ishikawa ay maaaring nakatakas nang basta-basta, ayon kay Robert Geller, propesor emeritus ng seismology sa Unibersidad ng Tokyo.

“Mukhang napakahusay ng mga modernong gusali,” sinabi niya sa CNN noong araw pagkatapos ng lindol sa Japan, na binanggit na ang mga lumang bahay na “may mabibigat na bubong na baldosa na luwad” ay tila ang pinakamasama.

“Karamihan sa mga single-family na bahay, kahit na nasira, ay hindi ganap na gumuho,” sabi niya.

Ang isang kasabihan ng disenyo ng seismic ay nagsasaad na ang mga lindol ay hindi pumapatay ng mga tao – ginagawa ng mga gusali. At sa isa sa mga bansang may pinakamaraming lindol sa mundo, matagal nang sinubukan ng mga arkitekto, inhinyero at tagaplano ng lunsod na palaban sa mga malalaking pagyanig ang mga bayan at lungsod na di-sakuna sa pamamagitan ng kumbinasyon ng sinaunang karunungan, modernong inobasyon at patuloy na umuunlad na mga code ng gusali.

Mula sa malakihang “mga damper,” na umuugoy tulad ng mga pendulum sa loob ng mga skyscraper, patungo sa mga sistema ng mga bukal o ball bearings na nagpapahintulot sa mga gusali na umindayog nang independiyente sa kanilang mga pundasyon, ang teknolohiya ay kapansin-pansing umunlad mula noong pinatag ng Great Kanto earthquake ang malaking bahagi ng Tokyo at Yokohama mahigit 100 taon na ang nakalipas.

Ngunit ang mga inobasyon ay kadalasang nakasentro sa isang simple, matagal nang nauunawaan na ideya: ang kakayahang umangkop ay nagbibigay sa mga istruktura ng pinakamalaking pagkakataon na mabuhay.

“Makakakita ka ng maraming mga gusali, lalo na ang mga ospital at mahahalagang kritikal na istruktura, na nasa goma (bearing) na ito upang ang gusali mismo ay maaaring umugo,” sabi ni Miho Mazereeuw, isang associate professor ng arkitektura at urbanismo sa Massachusetts Institute of Technology. (MIT), na nag-explore ng kultura ng paghahanda ng Japan sa kanyang paparating na aklat na “Disenyo Bago ang Kalamidad.”

“Sa konsepto, ang lahat ay bumalik sa ideya na, sa halip na labanan ang paggalaw ng Earth, hinahayaan mong lumipat ang gusali. kasama ito.”

Ang prinsipyong ito ay ginamit sa Japan sa loob ng maraming siglo. Marami sa mga tradisyonal na kahoy na pagoda ng bansa, halimbawa, ay nakaligtas sa mga lindol (at mas malamang na sumuko sa sunog o digmaan), kahit na ang mga modernong istruktura ay hindi. Sumakay sa Toji temple’s 180-foot (55-meter) na taas na pagoda, na itinayo noong ika-17 siglo malapit sa Kyoto — sikat na buo itong lumitaw mula sa 1995 Great Hanshin earthquake, na kilala rin bilang Kobe quake, habang maraming kalapit na gusali ang gumuho.

Ang tradisyunal na arkitektura ng Japan ay may malaking pagkakatulad sa kalapit na Korea at China, bagama’t ito ay naiiba sa mga paraan na nagpapakita ng mas mataas na saklaw ng mga lindol sa bansa.

Sa partikular, ang kapansin-pansing survival rate ng mga pagoda ay matagal nang na-kredito sa “shinbashira” — mga gitnang haligi na gawa sa mga puno ng kahoy at ginamit ng mga arkitekto ng Hapon sa loob ng hindi bababa sa 1,400 taon.

Nakaangkla man sa lupa, nakapatong sa isang sinag o nakabitin mula sa itaas, ang mga haliging ito ay yumuyuko at bumabaluktot habang ang mga indibidwal na palapag ng gusali ay gumagalaw sa tapat na direksyon patungo sa kanilang mga kapitbahay. Ang nagreresultang kumikislap na kilusan — madalas kumpara sa isang gumagapang na ahas — ay nakakatulong na labanan ang lakas ng panginginig at tinutulungan ng mga magkadugtong na dugtungan at maluwag na mga bracket, at malalawak na bubong.

Ang mga gusali sa Japan ngayon ay maaaring hindi lahat ay kahawig ng mga pagoda, ngunit tiyak na ang mga skyscraper.

Bagama’t ang bansa ay nagpataw ng mahigpit na limitasyon sa taas na 31 metro (102 talampakan) hanggang 1960s, dahil sa mga panganib na dulot ng mga natural na kalamidad, pinahintulutan ang mga arkitekto na magtayo pataas. Ngayon, ang Japan ay may higit sa 270 mga gusali na mas mataas sa 150 metro (492 talampakan), ang panglima sa karamihan sa mundo, ayon sa datos mula sa Council on Tall Buildings and Urban Habitat.

Ang paggamit ng mga steel skeleton na nagdaragdag ng flexibility sa kilalang matibay na kongkreto, ang mga high-rise na designer ay lalong pinalakas ng pagbuo ng mga malalaking counterweight at “base isolation” na mga sistema (tulad ng mga nabanggit na rubber bearings) na nagsisilbing shock absorbers.

Ang kumpanya ng ari-arian sa likod ng bago ng Japan pinakamataas na gusali, na binuksan sa pag-unlad ng Azabudai Hills sa Tokyo noong Hulyo, mga claim ang mga tampok nitong disenyong lumalaban sa lindol — kabilang ang mga malalaking damper — ay “magpapahintulot sa mga negosyo na magpatuloy sa pagpapatakbo” sakaling magkaroon ng seismic event na kasinglakas ng record na 9.1 magnitude na lindol sa Tohoku na tumama noong 2011.

Ngunit para sa maraming lugar sa Japan na walang mga skyscraper, tulad ng Wajima, ang paglaban sa lindol ay higit pa tungkol sa pagprotekta sa mga pang-araw-araw na gusali — mga tahanan, paaralan, aklatan at tindahan. At sa bagay na ito, ang tagumpay ng Japan ay naging isang bagay ng patakaran bilang teknolohiya.

Para sa isa, tiniyak ng mga paaralan sa arkitektura ng Japan — marahil dahil sa kasaysayan ng mga natural na sakuna sa bansa — na ang mga mag-aaral ay batay sa parehong disenyo at engineering, sabi ni Mazereeuw, na namamahala din sa Urban Risk Lab ng MIT, isang organisasyong pananaliksik na sumusuri sa mga seismic at climatic na panganib na kinakaharap ng mga lungsod.

“Hindi tulad sa karamihan ng mga bansa, ang mga paaralan ng arkitektura ng Hapon ay pinagsama ang arkitektura at ang structural engineering – sa US, kumukuha ka ng mga klase sa structural engineering ngunit ang mga ito ay talagang malambot,” sabi niya, at idinagdag na sa Japan ang dalawang disiplina ay “laging pinagsama.”

Ang mga opisyal ng Hapon, sa paglipas ng mga taon, ay naghangad din na matuto mula sa bawat malalaking lindol na kinaharap ng bansa, kasama ang mga mananaliksik na nagsasagawa ng mga detalyadong survey at nag-a-update ng mga regulasyon sa gusali nang naaayon.

Ang prosesong ito ay bumabalik sa hindi bababa sa ika-19 na siglo, sabi ni Mazereeuw, na nagpapaliwanag kung paano humantong sa mga bagong batas sa pagpaplano ng lungsod at mga gusaling bato ang malawakang pagkawasak ng mga bagong gusaling ladrilyo at bato sa istilong European noong 1891 Mino-Owari na lindol at 1923 Great Kanto. .

Ang unti-unting ebolusyon ng mga regulasyon sa gusali ay nagpatuloy hanggang sa ika-20 siglo. Ngunit ang isang code na ipinakilala noong 1981 na kilala bilang “shin-taishin,” o ang New Earthquake Resistant Building Standard Amendment – isang direktang tugon sa offshore Miyagi na lindol tatlong taon na ang nakaraan – ay napatunayang isang watershed moment.

Pagtatakda ng mas mataas na mga kinakailangan para sa kapasidad na nagdadala ng kargada ng mga bagong gusali at nangangailangan ng mas malaking “story drift” (kung gaano karaming mga palapag ang maaaring ilipat sa isa’t isa), bukod sa marami pang iba, ang mga bagong pamantayan ay napatunayang napakabisa na ang mga bahay na naitayo sa mga pamantayan bago ang 1981 ( kilala bilang “kyu-taishin,” o “before earthquake resistance”) ay maaaring makabuluhang mas mahirap ibenta at mas mahal i-insure.

Ang unang tunay na pagsubok ng mga regulasyon ay dumating noong 1995 nang ang Great Hanshin na lindol ay nagdulot ng malawakang pagkasira sa katimugang bahagi ng Hyogo prefecture. Ang mga resulta ay malinaw: 97% ng mga gumuhong gusali ay naitayo bago ang 1981, ayon sa Global Facility for Disaster Reduction and Recovery.

Inobasyon at paghahanda

Ang lindol noong 1995 ay nagbunsod ng isang buong bansa na pagsisikap na i-retrofit ang mga mas lumang gusali sa mga pamantayan noong 1981 — isang proseso na insentibo ng mga opisyal ng lungsod sa pamamagitan ng mga subsidyo. Ang pagbabago ay nagpatuloy sa mga dekada mula noon, kung saan ang mga arkitekto ng Hapon ay madalas na nangunguna sa pack pagdating sa disenyo ng seismic.

Ang isa sa mga kilalang arkitekto ng bansa na si Kengo Kuma, halimbawa, ay nakipagtulungan sa kumpanya ng tela na Komatsu Matere noong 2016 upang bumuo ng isang kurtina na binubuo ng libu-libong tinirintas na carbon fiber rod na nakaangkla sa punong-tanggapan ng kompanya — 85 milya lamang mula sa sentro ng lindol noong Lunes — sa lupa tulad ng isang tolda (nakalarawan sa itaas). Kamakailan lamang, siya ay nagdisenyo ng isang gusali ng kindergarten, sa southern Kochi prefecture, na nagtatampok ng lumalaban sa lindol. pader na istilong checkerboard sistema.

Sa ibang lugar, ang mga nangungunang Japanese architect tulad ng Shigeru Ban at Toyo Ito pinasimunuan ang paggamit ng cross-laminated timber (CLT), isang bagong uri ng engineered wood na pinaniniwalaan ng mga tagapagtaguyod nito na maaaring baguhin kung paano itinatayo ang mga matataas na gusali. (Ang unang full-scale pagsubok sa simulator ng lindol ng isang engineered timber tower ay naganap sa Unibersidad ng California San Diego noong nakaraang tagsibol, bagaman kung ang mga plano para sa isang 1,148 talampakan ang taas CLT tower sa Tokyo, na iminungkahi ng kumpanya ng Hapon na Sumitomo Forestry, ay maaaring matugunan ang mahigpit na mga code ng gusali ng Japan ay ibang bagay).

Ang advanced na computer modeling ay nagpapahintulot din sa mga designer na gayahin ang mga kondisyon ng lindol at bumuo ng naaayon. Gayunpaman, ang mga limitasyon ng karamihan sa mga gusaling hindi tinatablan ng sakuna, sa kabutihang palad, ay hindi kailanman nasubok.

“Marami kang matataas na gusali, at maraming pagsisikap ang ginawa sa pagdidisenyo ng mga ito upang maging ligtas, ngunit ang mga disenyong iyon ay kadalasang nakabatay sa mga simulation ng computer,” sabi ni Geller ng Unibersidad ng Tokyo. “Maaaring hindi natin alam kung tumpak ba ang mga simulation na iyon o hindi (hanggang sa) mangyari ang isang malaking lindol. Kung gumuho man ang isa sa matataas na gusaling iyon, maaaring magkaroon ng maraming pinsala.”

Dahil dito, nananatili ang tanong na matagal nang bumabagabag sa mga inhinyero at seismologist ng Japan: Paano kung direktang tumama ang isang malaking lindol sa isang lungsod tulad ng Tokyo, isang bagay na binalaan ng mga opisyal sa kabisera ng Japan na mayroong 70% pagkakataon ng sa susunod na 30 taon?

“Malamang na ligtas ang Tokyo,” dagdag niya. “Ngunit walang paraan upang malaman ang tiyak hanggang sa susunod na malaking lindol ay aktwal na mangyayari.”

Nag-ambag sina Eric Cheung at Saki Toi ng CNN sa ulat na ito.