睡前消息163期：预制式装配建筑很可靠，韩国的海军扩张
2020年9月4日睡前消息文字版第163期
【睡前消息163】唐山、汶川、临汾，中国人还能不能用预制板？
大家好，2020年9月4日星期五，欢迎收看第163期睡前消息。为了庆祝电影《花木兰》即将在国内上映，我今天在承德市木兰围场做节目。请静静在线介绍新闻。
预制式装配建筑很可靠，但中国预制式装配工业较落后
8月29日山西临汾市城庄村聚仙饭店举办寿宴，不幸发生建筑坍塌，目前已经有29人遇难。倒塌的宴会厅是农民自建房，在一个院子上面加盖了预制板就变成大厅。预制版曾经是中国地震伤亡的重要原因，1976年唐山大地震死亡24万人，之后唐山人一度把预制版叫做“棺材板”，后续的电影都特别突出了这个细节。汶川大地震的时候，再次出现了预制版大量塌落事件，8万人死亡。现在又是预制版制造了大量伤亡。中国为什么不完全废除预制版建筑呢？
从唐山大地震到今天，人们骂预制板已经骂了几十年。但从我这个工程师的角度来看，房倒屋塌是整个结构抗震体系的问题，不是预制板自身的问题。
预制板房屋的主要结构问题是预制板直接搁在砖墙上，板与墙之间、墙与墙之间都没有承受拉力和剪切力的结构，只能对付垂直的静荷载，一旦被地震晃一下，墙很容易就倒塌，紧接着就是预制板掉下来砸死人。在这种情况下，就算楼板不是预制板，而是大面积现场浇筑的楼板也会随着墙体倒塌而砸下来，而且比预制板砸得更狠，灾后救援更困难。
所以在唐山大地震以后，工程师们吸取了教训，也考虑到建筑成本，并没有完全放弃砖墙和预制板，而是给砖混住宅楼增加了构造柱和圈梁，用他们拉住承重的砖墙，这样在地震的时候墙就不容易四散倒塌，楼板直接掉下来的概率就小多了。
只要预制板本身质量没问题，这就是一种性价比很高的建筑构件。问题在于过去建筑结构的体系太简陋了。
但是也有很多地方政府禁止使用预制版，他们禁止的理由是什么呢？
这十几年来，中国经济发展很快，普通住宅楼也能用框架式结构了，淘汰预制板就像公交车淘汰了三轮车，并不是三轮车本身出现了问题。另外过去为了节省运费，很多预制板都是就地建厂生产，不是在正式的建筑材料厂生产，质量控制很差，所以地震中不仅仅有预制板整体砸下来的情况，还有预制板本身断裂的情况，暴露了钢筋太少的偷工减料问题。所以很多地方政府一刀切就禁止了。
不过我这里还是要解释一下，预制板断裂的情况是存在的，但是不像一般新闻照片反映的那么多，大多数摄影记者缺乏工程常识，拍摄的所谓断裂钢筋，往往是预制板边缘和墙体连接的“胡须筋”，并不能说明这个预制管本身出了问题。
这么说，预制板建筑砸死人，主要是结构形式的问题，不是预制板本身的问题。但是唐山大地震到汶川大地震中间隔了32年，汶川大地震到现在也有12年了，为什么还有那么多建筑停留在砖墙上面搭预制砖的水平？
的确唐山死了人，汶川死了人，这次山西农村也死了人。但是要看到1976年的唐山是中国排名靠前的大城市，市区GDP占了中国的1%，2008年的汶川是普通县城，这次出事的陈庄是完全的农村。
预制板建筑问题爆发的典型地点不断向落后地区转移，一方面说明中国发展不平衡，另一方面也说明从整个国家的角度来看，建筑质量和设计思想的进步还是很明显的。
当然我们必须承认，进步的速度还不能让我们满意，但是生产技术的进步本来就要受到两个条件限制：经济水平和事故经验。残酷一点说，时间和伤亡是工程技术进步的前提。
大规模应用的工程技术安全成本不可能无限追加，如果追求面面俱到，必然是什么都干不了，但具体哪方面危险性最大，只能根据实际经验来判断。比如说船舶结构的抗浪等级，每次都是要等到出现大浪破坏事故，这才会修改。
当然就算是古代人也知道，多花钱就可以提升建筑抗震水平。但是随着抗震等级的提升，每新增一级抗震能力，新增的成本是指数化提升的，大多数建筑不是皇宫，必须考虑成本。所以建筑抗震要根据当地的地质情况，根据地质活动的数据配套做抗震设计。
今天各地的地震局首要任务不是预测地震，或者说主要任务里就不包括预测地震。他们的主要任务是不断地做地震小区化研究，搞清楚当地可能发生的地震烈度，告诉工程师当地建筑的抗震烈度等级要划到几级。
新中国成立最初的二三十年，没有遇到过工业城市大地震的案例，没有现代建筑抗震经验，甚至连全国地质构造都不太清楚，缺乏完整的地质活动观测体系，就算想防震也不知道该怎么防。
直到唐山大地震以前，国内的建筑抗震研究主要方向是理论探索，主要的具体内容是山寨苏联的经验，在可能的情况下结合中国实际情况做一点修改。
中国在1955年翻译了苏联的《地震区建筑规范》，1956年编制了第一个全国地震烈度区划图，1957年提出了中国地震烈度表，1959年提出了第一个抗震设计规范草案，1964年才提出第二个草案。但是直到这个时候，抗震烈度区划都只是不成熟的草图。
1974年距离海城地震只有一年时间，距离唐山地震只有两年时间了，国内才出版第一个正式抗震规范《工业与民用建筑抗震设计规范》，还是一个试用版，不可能根据建筑规范就把所有旧房房子都推倒重建。接下来的海城地震预报准确，损失轻微，但是唐山大地震没有预报到，就出现了惨重的伤亡。
1978年根据海城和唐山的地震经验，中国推出了第一版正式的建筑抗震规范，但是很不完善。
现在抗震设计的基本原则是小震不坏、中震可修、大震不倒，还根据不同烈度做了抗震设防，划分了四类场地，给截面承载力设置了抗震调整系数。这都是到1990年规范才有的内容。
汶川地震伤亡惨重，除了农民自建房水平低之外，还有一个问题是地震的规模远超了预料水平，震中附近的烈度远远大于当地的抗震设防等级。可以说以当前人类的知识水平还没有办法避免汶川地震的重大伤亡。
2008年汶川地震以后，清华大学、西南交大、北京交大，这专家分三批做了灾害调查。从灾后统计来看，结构体系越先进，建筑抗震效果越好，建筑修建时间越晚，抗震效果越好。这证明了我国建筑工业进步、抗震研究不断深入以及规范不断完善的正面效果。有了汶川地震的数据，未来当地的抗震设防等级也会被提升一大截，至少在可预料的地震烈度下，不会再出现这么惨痛的伤亡。
再回头看这次餐厅倒塌的事故，房子是村民自建房，性质上属于违规建筑。而且新闻也报道了，因为政府限制使用预制板，当地的预制板工厂积压了很多往年的产品，虽然没有用过，但也已经算建筑垃圾了。村民愿意买这种便宜的建筑垃圾盖房子，但是设计和施工水平都很差，最终导致了惨烈的事故。
有人说预制版建筑是我们从苏联引进的经验，那国外的预制建筑有没有类似的事故呢？
预制建筑构件源于装配式建筑。二战以后很多工业国需要重建城市，为了提高建设效率，尽快恢复经济，开始尝试用工业流水线的方式生产建筑。典型案例有马赛公寓以及盒子市的67号住宅。
苏联的工业城市破坏也很严重，所以努力发展装配流水线，最典型的产品就是上世纪五六十年代的赫鲁晓夫楼。
为了不安装电梯，节省成本，这些楼一开始都被限定在5层，后来才不断提高到16层。
赫鲁晓夫楼虽然住着不舒服，但是极大满足了当时苏联的基本住房需求，而且出厂以前工厂对这些装配式建筑做了充分的结构性能测试，安全有充分保证。这些赫鲁晓夫楼现在已经用了60年，开始老化，需要淘汰更新了，但是几十年来结构都没有出过大问题。
我国当时也从苏联学习装配式建筑的经验。1957年、1959年在北京和上海建了试验性的装配式住宅。1959年从苏联引进了大型壁板住宅设计经验以后，北京、上海、沈阳、昆明和四川都建了不少大板式住宅。比如说北京天坛小区、西南交大的宿舍。70年代还在北京修建了更先进的现浇与预制大板混合结构住宅。
但这些建筑物和唐山大地震、汶川地震那些倒塌房屋不同，是精细化生产的装配式建筑。苏联当年生产装配式建筑像造汽车一样精细设计、精细施工，绝不仅仅是在露天条件上搞一批形式简单的预制板。
70年代初苏联捐给智利左翼政权一整套的建筑工业化流水线，组建了kpd工厂。到1978年为止，这个工厂一共给智利生产了153栋工业化住宅，建筑墙体都是整块浇筑的，所有的结构连接部分都有预留的加固设施，抗震性能比砖混结构要高多了。在智利这个地震最严重的国家都没有什么问题。国内那种用砖墙支撑的预制板住宅不能和这种工厂化产品相提并论。
南斯拉夫在60年代也开发出了IMS装配式建筑体系，1965年到1982年修建了6万套住宅，以及大量的学校、医院、办公楼、商店，建筑难度比小套住宅大多了。1969年和1981年南斯拉夫斑亚地区发生了大地震，这些建筑物都没有出什么问题。
唐山大地震以后1977年1月，南斯拉夫向我国赠送了整套的IMS技术资料，国内的研究机构消化这套技术资料的研究算是重大科研成果，拿到了1985年科技进步三等奖、1987年科技进步二等奖。
今天国内的预制式装配建筑技术规范很多内容都来自于南斯拉夫这套技术。比如说成都珠峰宾馆，比如说北京的首都体育馆，都是这套技术的产物。
总而言之，工业流水线生产建筑这个思路本身没有问题。发达国家建筑的预制装配率都很高，也都很安全。但是高质量的装配式建筑背后是高度机械化的生产，是严格的质量管理体系，是整体的预制构件相互连接，同样是叫预制建筑，用搭积木做类比的话，这些工业国做的是乐高，国内那些民工砌砖直接放预制板建筑只能算是扑克塔。
最近几年国内在房地产高潮推动下，又开始大力推广装配式建筑。今天的装备式建筑要在厂房里面做严格的质量管理，像其他标准化工业品一样精细化生产预制件，设计方面要用BIM三维软件完成所有的细部构造设计，施工上也要用数字化管理，施工的全流程都可以追溯。这样做出来的建筑质量必然超过现场浇筑的单次产品。
但是工作室的高流同学之前就做过装配式的项目，他在考察配套生产企业的时候发现有的工厂机械化率还很低，甚至很多生产环境还是把工程车开到厂房里面施工，看不到流水线和统一的质量管理。和现场的制作等级相比，这只是过去的生产套了一个厂房的壳子，这说明我们的建筑工业还有很长的路要走。
日本最担心韩国海军扩张
韩国中央日报报道，8月10日韩国国防部发布了2021到2025年《国防中期计划》，计划从明年开始，五年内投资2540亿美元扩充军备，相当于中国两年的军费。按照这个计划，韩国准备从明年开始修建3万吨级轻型航母，搭载20架f35b，同时计划建造3艘4000吨级核潜艇、6艘迷你宙斯盾舰，增强弹导弹和巡航导弹力量，发射小型侦察卫星。督工，韩国这个海军扩张计划看起来远远超出了中等国家水平，尤其是核潜艇和航空母舰看起来很扎眼。他们搞这个计划有什么目的呢？
扩建海军是韩国几十年来的一贯政策，并不是文在寅他一个人突发奇想，韩国想要航母、核潜艇已经很久了。
90年代苏联解体的时候，很多技术和设备可以随便卖，比如说韩国三八线附近就有一支快速反应部队装备苏联的t80坦克和苏联步兵战车对付朝鲜。1994年韩国就从俄罗斯的okbm设计局就购买了潜艇小型反应堆设计和制造技术。2003年卢武铉政府暗中出台了核潜艇研制计划，但是当时韩国的技术水平不行，没有办法造3000吨以上的中型潜艇，苏联提供的核发动机技术暂时闲置。
而且根据《美韩核能协定》，韩国不允许对铀浓缩和核乏燃料进行再处理。就算是苏联提供的潜艇核反应堆技术能用上，韩国也没有核燃料，所以造核潜艇的技术停下来了。
2018年文在寅上台以后，这两个限制都有了突破。
首先，这些年韩国造舰技术进步很大，韩国海军自行设计建造了kss-3型潜艇，排水量3700吨，虽然用的还是柴电动力，但起码验证了设计建造大型潜艇的能力。
其次，2015年朴槿惠和美国重新修订了核协定，修订以后韩国铀浓缩上限被上调到20%，对核物质处理的时候有着一定自主权，不需要全部都征求美国同意，只需要在协议期内获准美国的“长期同意”就行。核潜艇燃料问题也算是解决了。
现在各方面条件都成熟了，文在寅延续了几个前任的政策，正式宣布了核潜艇计划。当然这个核潜艇不是那么好造的，韩国能不能顺利突破技术难点还有待观察。
韩国的航母计划也一样，早在2012年韩国海军就在研究。在中日都有航母准航母的情况下，韩国是不是要造轻型航母。研究结论是韩国海军需要用航母应对紧急情况，维护国家安全。
对此韩国准备了一个“三步走”计划。第一步，先改造海军最大战舰独岛舰，让飞机上舰。第二步，把独岛的二号舰改造成多用途直甲板登陆舰，积累轻航母结构经验。最后是第三步，在2028年到2036年间建造两艘3万吨级的轻航母。
2018年独岛二号舰“马罗岛”号正式下水，排水量1.4万吨，可以作为两栖登陆舰使用，能够搭载直升机和两艘气垫登陆艇。也就是说韩国航母计划的第二步基本完成了。
现在文在寅宣布这些海军计划都是按照惯性延续韩国的海军政策，并不突然。
那为什么历届韩国政府都这么想要扩建海军呢？韩国有这么迫切的需求吗？
韩国对自己扩张海军的计划给出了三个理由：
第一个是要防备朝鲜海军。但这明显是胡说八道的理由，朝鲜虽然有70多艘潜艇，看起来规模庞大，但是那些潜艇的底子都是二战末期的产品，只能在近海活动，战斗力非常有限，韩国只需要用常规动力潜艇就足以压制，不需要核潜艇和航母。至于说水面上的战斗力，朝鲜最大的船也不到2000吨，根本就不能和韩国的武器相提并论，更用不着航空母舰去对付。
第二个理由是韩国经济高速发展，海外利益越来越大，需要远洋防护力量。这听起来有点道理，但是仔细分析也站不住脚。韩国国会评估这个理由，说韩国的贸易关键点是马六甲、霍尔乌兹海峡这些海上要道，这都要靠韩美同盟、亚洲外交合作来情况安全保障。
现在韩国所需的国际海上贸易秩序是靠美国维护的，美国只要不倒，韩国不用担心海上安全。要是有一家美国都靠不住了，韩国就算海军扩10倍也没用。所以国会认为海军扩建纯属乱花钱。韩国国会都不信的理由，其他国家当然也不信。
第三个理由是周边国家海军的不断扩张，韩国只有扩建海军才能保持制衡和威慑。这可能才是真实的理由，至少日本人是这么想的。这些年韩国和日本就独岛问题发生过多次外交冲突，所以日本非常担心韩国的海军发展。每次韩国说要造核潜艇，日本马上就会跳起来。在日本人眼里，韩国这就是冲着自己来的。日本的逻辑也很简单很清楚，韩国对付朝鲜用AIP系统，也就是说非氧气呼吸系统，这个常规动力系统就足够用，还能够省钱，搞核潜艇必然是为了远洋作战，假想提必然是日本。
韩国核潜艇的设计目的之一就是要执行深海任务，但是打开地图一看，韩国附近的深海只有东部平均水深1750米的日本海，所以日本人最担心这个东西。
日本人还有个更大的脑洞。现在韩国是左翼政党掌权，万一左翼长期把持政府，说不定哪天朝鲜半岛忽然就统一了，北方有核导弹，南方有核潜艇，凑在一起就是核威慑大国。到时候核威慑半径里边最弱的国家就是日本，所以日本必须提早防犯。这个剧情看起来有点像电影《铁雨》系列的剧情。
韩国现在GDP比俄罗斯要高，也算世界的主要经济体。在东北亚错综复杂的局势中，朝鲜半岛还在维持着冷战局势，南北两个政府都很没有安全感，都希望用军事扩张提高自己的话语权，都要搞先军政治。朝鲜发展核武器希望自保，韩国希望在美国主导的西太平洋体系中拿到更多的筹码，换来更多的政治自主权。这种不安全感变成现实的军备扩张，中国和俄罗斯可能还无所谓，日本是最受不了的。
最后要说一下地理环境。韩国作为一个半岛国家，本来就应该发展陆海复合型经济体，但是朝韩关系紧张，陆地交通断绝，韩国几乎变成了海洋型经济体，军事上确实以陆军为主。所以海军短板问题一直是韩国的心病。现在韩国虽然提出了雄心勃勃的海军扩军计划，但是韩国毕竟是个没有海军传统的国家，大干快上就搞扩军，虽然短期见效，长期的效果有待观察，很有可能到最后会变成一个沉重的包袱。
好，今天的木兰围场播报的第163期睡前消息到此结束，我们周日再见。
