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如何利用技术防范台风灾害损失
2016-07-13 11:37:40  作者:耿小清 姜冯辉 蔡立华  来源:中国保险报·中保网  浏览次数:0  文字大小:【】【】【
  •   □耿小清 姜冯辉 蔡立华 时值夏季台风多发季,为了最大限度降低损失, 我们有必要做好相关防护措施。 ...

耿小清 姜冯辉 蔡立华

时值夏季台风多发季,为了最大限度降低损失,我们有必要做好相关防护措施。台风灾害是最严重的自然灾害之一,它具有发生频率高、突发性强、影响面积大、破坏力强的特点。它的破坏力主要是由强风、暴雨和风暴潮三个因素引起。笔者主要探讨的是强风所带来的对建筑物的损害以及相应的包含设计和施工验收等方面的技术防范措施。

台风的危害

我国是世界上受台风影响最严重的国家之一,西北太平洋每年平均生成27次热带气旋,每年平均7.2次台风登陆我国。据统计,台风造成的直接经济损失,1991年—2000年平均每年为291.4亿元;2001—2010年,增加到平均每年344.3亿元;2011年和2012年分别为237.1亿元、1048.2亿元。

随着全球气候变暖趋势的增强,强台风、超强台风活动更加频繁,带来的危害也更加巨大。数据显示,2001年以后,登陆我国的台风比例显著增加,并且强度逐渐增强。2001到2012年登陆我国的台风中,有一半是最大风力达到或超过12级的台风或强台风,与上世纪90年代相比分别增加了21%和38%。

台风灾害损失技术防范的意义和机理

面对如此严峻形势,保险公司除了传统的风险分摊和风险转移,有没有其他的方法可以降低台风风险呢?让我们先看两组2005年美国卡特里娜飓风过后所做的统计数据:

图1

图1显示有技术防范措施的受损建筑数量比无技术防范措施的建筑物少64个百分点;图2显示在遭受台风灾害损失的建筑物中,有技术防范措施的建筑物的平均损失金额比无技术防范措施的建筑物少84个百分点。


图2

上述统计数据表明:技术防范措施在减少建筑物台风灾害损失方面是卓有成效的,降低台风灾害损失不需要“靠天吃饭”,台风灾害损失是可以预防的。那么台风灾害损失技术防范措施具体是什么措施?我们的现状怎么样?我们该如何加强呢?

台风对建筑物的破坏主要是因为台风把建筑物的围护系统(屋面,墙面,门窗)掀开,然后大量的雨水进入室内带来的直接财产损失和间接停产损失。所以,保证建筑物围护系统的完整性就是台风灾害损失技术防范措施的核心。

台风把建筑物屋墙面掀开是因为台风荷载超过了屋墙面的抗风能力。科学研究和台风灾害损失的历史记录表明:传统的钢筋混凝土结构建筑自重大,整体性好,具有较强的抗台风性能,受台风影响较小;而钢结构建筑自重轻,抗台风能力较差,容易遭受台风破坏。由于钢结构建筑物具有造价低,施工周期短,大空间的特点,现在已广泛应用于工业建筑,大型公共建筑。这也从一个侧面解释了为什么这些年台风的损失越来越严重。

那钢结构建筑的围护系统可以做到足够的抗风能力吗?答案是肯定的。多年台风灾害损失记录均证明设计良好、选材适当的钢结构建筑物可以成功抵御台风。

我国台风灾害损失技术防范的现状和趋势

保证建筑物围护系统的完整性可以用一个公式来表示:

S ≤ R(S:台风荷载R:围护系统的抗风能力)

看起来很简单,实际上根据笔者的经验,我国在这方面的工作仍存在很大不足。

在我国,台风荷载是由有资质的设计单位根据相应的国家规范计算得出;钢结构建筑的围护系统是由生产厂家或承包商提供,而围护系统的抗风能力和多种因素相关,比如围护系统的构造,钢板的厚度、强度,螺钉的密度、型号等。一部分构造简单同时应用较少的围护系统的抗风能力可以通过理论计算估算,而那些构造复杂同时又广泛应用的围护系统则需要由试验测试得出。

我们现在存在的问题是,除了一些正规的大型生产厂家,其他的小型生产厂家和承包商(自行加工围护系统)根本不知道自家产品的抗风能力。对后者来说,同样的产品可以装在内陆比如河南的厂房上,也可以装在沿海比如浙江的厂房上。是否会发生损失就听天由命了。对前者来说,他们知道自己产品的抗风能力,可以根据不同的项目的实际台风荷载选择不同的产品方案来降低台风风险。而据市场分析,前者的市场占有率可能不到5%。所以,钢结构厂房发生台风灾害损失就成了一个普遍的现象。

那为什么不知道抗风能力的产品可以容许被使用呢?以下是笔者的一些简单分析:

第一,设计方面不重视。根据现行的国家通用设计规范,台风荷载对钢结构建筑的主钢架和围护系统是不同的,对围护系统的风荷载要求可能达到对主钢架风荷载的4倍。但台风灾害损失记录表明台风即使破坏了围护系统,多数情况下也不会导致建筑物整体倒塌。所以设计单位往往注重主钢架的安全,大多忽略围护系统的抗风设计,最多只是规定钢板的强度和厚度,设计图纸中不注明围护系统的台风荷载。设计审查单位对围护系统的抗风设计也不是很关注, 甚少对设计单位的抗风设计提出异议。

第二,施工验收方面没有强制要求。现行的国家验收规范在验收方面没有对围护系统抗风能力提出要求。若无业主的特别要求,绝大部分项目不会关注围护系统的抗风能力,承包商只需满足设计单位提出的基本要求如钢板厚度,强度等即可通过项目验收。

由上述两点可以看出,一方面设计单位不重视,不按规范对围护系统单独进行荷载分析;另一方面工程验收部门无需对围护系统的抗风能力进行验收。承包商或者厂家没有动力或者根本没有能力去提供高标准的产品,并且由于激烈的市场竞争,往往只会提供满足最低要求的产品。这类钢结构建筑物遭受台风灾害损失就难以避免。

随着人们安全意识的提高和建筑行业对防台风破坏研究的加深,国家对建筑物防台风也越来越重视,我们可以看到下面一些良好的趋势。

首先,建设主管部门在组织相关单位对部分设计和验收规范进行更新,补充围护系统抗风设计、测试、验收等要求。现行的大部分专项设计规范对围护系统的抗风设计没有详细要求,少部分专项设计规范,例如,压型金属板工程应用技术规范,建议做抗风试验以验证其实际抗风能力;屋面工程技术规范,对金属屋面要求提供抗风试验报告。

据了解,今后在以下三本规范的更新版本中也将加入抗风测试要求:一是钢结构工程施工质量验收规范;二是建筑金属围护系统工程技术规程;三是建筑金属围护系统检测鉴定与加固技术标准。

其次,建设主管部门已在组织相关单位制订金属屋面抗风测试技术标准。国内已有一些机构参考国外标准建立抗风测试装置,比如:中国建筑材料科学研究总院苏州防水研究院屋面系统抗风揭实验室,中冶建筑研究总院检测中心围护系统实验室。

再次,这些年来随着经济发展,国内建造了越来越多的巨型公共建筑,大多采用金属围护系统,也就有了很多台风灾害损失的案例,比如北京机场、深圳机场、武汉机场、河南省体育馆、湛江市体育馆等。由于损失巨大,现在不少新的公共建筑项目业主方已经要求金属屋面承包商在施工安装前提供抗风测试报告,以确保有足够的抗风能力。

保险业加强台风灾害损失技术防范的建议

由上可以看出,建设主管部门已经意识到加强建筑物抗台风性能的重要性并正在改进,作为保险业,我们该如何乘着这个东风,提高台风灾害损失技术防范水平呢?以下是笔者的一些建议。

首先,从多角度呼吁引起国家重视,督促建设主管部门加快相关规范的更新。特别是把金属围护系统等易受台风灾害损失的系统的抗风测试包含在强制工程验收科目中。

其次,和相关科研院所合作,结合历史台风灾害损失统计数据,划分台风灾害损失低发区和台风灾害损失高发区;参考国外同行业经验,制订对不同的建筑物的台风评估标准和流程。

再次,各家保险公司可根据自身情况制订各自的台风保险政策,大致考虑项目所在地(台风灾害损失低发区或台风灾害损失高发区)、项目重要性、建筑物实际抗风性能、保险条款等方面。对在台风灾害损失高发区的重要项目可以把围护系统的测试报告作为承保的一个重要前提条件。

最后,各家保险公司应加强风险评估队伍的建设,提高台风风险评估水平。对以往的保险标的做台风灾害损失评估,对预期台风灾害损失巨大的项目采取风险转移措施降低保险公司自身风险,同时建议业主采取措施对现有建筑物进行抗风加固。

随着中国制造业的快速持续发展和国力的增强,每年都要新建大量的工业厂房和公共建筑。轻质围护系统如金属屋墙面,柔性屋面等由于自身的诸多优良性能是工业厂房和公共建筑项目的理想选择。然而由于发展速度过快,现行国家规范的不足,导致轻质围护系统抗风薄弱的缺陷被放大,造成巨大损失。保险行业应将技术防范与风险转移结合起来,利用“技术防范”去识别风险、评估风险、改善风险。通过防患于未然来真正降低风险,实现保户和自身的双赢,保障全社会的可持续稳定发展。

(作者系美国法特瑞互助保险公司FM GLOBAL高级工程师)

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