王江（通訊作者），李小蛟，藍(lán)天翔，趙繼龍/WANG Jiang (Corresponding Author),LI Xiaojiao,LAN Tianxiang,ZHAO Jilong

千百年來，人類對(duì)水岸居所的追求矢志不渝，把水納入居住空間，更是對(duì)美好生活的愛惜和珍藏。與其臨岸羨景不如臨水而居，江河兩岸、湖周海濱成為人類聚居的首選地，城市遂因此而生。臨水城市因航運(yùn)優(yōu)勢(shì)而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此世界上的大型城市多依水而建（圖1）。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估計(jì)，到2100 年將有50 億人口遷入城市，到2050 年世界50%的人口將居住在離海岸100km以內(nèi)的地區(qū)[1]。然而，在濫砍濫伐、圍湖造田等人工活動(dòng)的影響下，地表破壞、氣候變暖以及海平面上升等環(huán)境問題層出不窮，而洪水成為臨水而居的最大威脅。洪水是暴雨等自然因素導(dǎo)致的水量迅速增加或水位迅猛上漲引起的自然災(zāi)害，洪水泛濫時(shí)被淹沒的地區(qū)稱為“洪泛區(qū)”。按照產(chǎn)生的地理位置不同，洪水可分為海岸洪水、河流洪水與湖泊洪水。目前世界上40%的人口居住在易受海岸洪水影響的濱海洪泛區(qū)，20%的人口生活在易受河流洪水影響的江河兩岸洪泛區(qū)。在過去20 余年間，世界上最嚴(yán)重的10 次洪水致使11 億人流離失所，造成超過1650 億美元的財(cái)產(chǎn)損失[2]。近年來，驟發(fā)洪水和洪水泛濫等災(zāi)害事件的發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度不斷增加，全球每年因洪災(zāi)造成的損失高達(dá)192 億美元，死亡人數(shù)年均7508 人，這一組數(shù)字還將會(huì)隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程而持續(xù)增加。世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）根據(jù)城鎮(zhèn)化率、人民生活水平等社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及氣候變化的預(yù)期影響，對(duì)全球易受洪水影響的15 個(gè)國(guó)家進(jìn)行了預(yù)測(cè)，其中，我國(guó)在2070年累計(jì)受到洪水威脅的人口將達(dá)到3000 萬（圖2）。從我國(guó)近10 年洪災(zāi)造成的死亡人數(shù)和直接經(jīng)濟(jì)損失分析，農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、居民生命安全等均受到了嚴(yán)重威脅（圖3）。以2019 年為例，當(dāng)年有5 個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸，其中9 號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”導(dǎo)致浙江、安徽、江蘇、山東部分地區(qū)降雨量達(dá)到350～600mm，遠(yuǎn)超當(dāng)?shù)貧v史極值，造成9 ?。ㄊ校┏^200 萬人緊急轉(zhuǎn)移安置，1.5 萬間房屋倒塌，13.3 萬間房屋受到了不同程度損壞。這在一定程度上揭示出我國(guó)防洪標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低、防洪體系不夠完善等問題，部分防洪工程也存在安全隱患。

1 世界沿海地區(qū)大型城市分布（繪制：李小蛟，圖片來源：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]改繪，底圖：http://bzdt.ch.mnr.gov.cn/，地圖審批號(hào)GS(2016)2948號(hào)自然資源部監(jiān)制）

2 2070年受洪水影響人口前15位的國(guó)家（繪制：李小蛟，圖片來源：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]改繪）

3 近10年間我國(guó)洪災(zāi)影響（繪制：李小蛟，圖片來源：https://www.huaon.com/story/ 435379;http://www.chyxx.com/industry/201910/790800.html.）

在人類適應(yīng)自然、改造自然的過程中，洪災(zāi)似乎難以得到徹底解決，但各種防洪工程的措施和策略一直在推陳出新。以美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理中心（FEMA）組織編制的《防洪標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》（DrainingCriteria Manual）為例，它提出了建筑防洪的4 種主要措施[3]（圖4）：（1）抬高地坪（Elevation），這種措施既可以通過抬高室內(nèi)標(biāo)高實(shí)現(xiàn)，也可以通過夯筑高臺(tái)實(shí)現(xiàn)，兩者施工工藝均較為簡(jiǎn)單，成本低，但靈活性較差；（2）濕防洪法（Wet Flood Proofing）,是指將不經(jīng)常使用的建筑首層或地下層改造為“通洪空間”，使之成為蓄洪倉(cāng)，以保障室內(nèi)外水壓平衡，這種措施造價(jià)較高，施工工藝復(fù)雜；（3）干防洪法（Dry Flood Proofing）,適用于洪水深度不高的地區(qū)，通常在防洪水位標(biāo)高之下的建筑底層或基礎(chǔ)部分采用密封墻、防滲膜等高標(biāo)準(zhǔn)的防水措施，如果這些位置需要布置門、窗，則應(yīng)給予永久性或臨時(shí)性的遮擋處理；（4）修建堤壩與防洪墻（Levees and Floodwalls）,一般在建筑的外圍環(huán)繞布置，建筑基地內(nèi)需預(yù)裝排水泵，防止洪水倒灌發(fā)生。此外，還有一種臨時(shí)性的移動(dòng)防洪屏障，常用于應(yīng)對(duì)水位較低、汛期較短的洪水（圖5）。為了使防洪措施更有針對(duì)性，可根據(jù)洪水的預(yù)期深度及汛期周期，對(duì)以上類型擇優(yōu)使用（圖6）。

4 建筑防洪措施（圖片來源：參考文獻(xiàn)[3]）

5 移動(dòng)防洪屏障案例

6 防洪措施的選擇（繪制：李小蛟，圖片來源：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]改繪）

1 臨水而居的建筑類型與其演變

如果將上述防洪策略視為“對(duì)抗自然”的被動(dòng)式防御策略，那么臨水而居的建筑類型演變過程，則是一種遵循“道法自然”的主動(dòng)式適應(yīng)策略。根據(jù)建筑與水的相對(duì)位置關(guān)系，臨水而居的建筑類型主要分為5 種：船舶設(shè)施、濱水建筑、水上建筑、漂浮建筑與兩棲建筑（表1），每一種類型均能體現(xiàn)出人類在不同歷史時(shí)期為提升居住環(huán)境質(zhì)量而做出的努力（圖7、8）。

表1 臨水而居的建筑類型（繪制：李小蛟根據(jù)參考文獻(xiàn)[5,10,13,15]整理）

8 臨水而居的建筑剖面類型（圖片來源：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]改繪）

公元前8000 年前后，作為船舶設(shè)施之一的獨(dú)木舟出現(xiàn)了，它是臨水而居的“雛形”。隨著生產(chǎn)力的提高和建造工藝的進(jìn)步，濱水的干欄式建筑也隨之產(chǎn)生，在湖濱或湖泊周圍集中出現(xiàn)。之后，這種建筑做法逐漸演變成為能夠抵御洪水的抬高地坪式與樁基式等建筑類型：前者通過提升基礎(chǔ)高度而抬高建筑主體，但當(dāng)洪水超過其防洪水位標(biāo)高時(shí)，這種策略便會(huì)失效；后者以混凝土、金屬或原木作為支撐結(jié)構(gòu)，防洪水位標(biāo)高通常高于標(biāo)準(zhǔn)水位線2.4～4.6m，多用于地表水位較淺且水位穩(wěn)定的地區(qū)，在印度尼西亞、新加坡等東南亞國(guó)家被稱為“Kelong”，屬于一種用于捕魚兼作住宅使用的水上構(gòu)筑物類型；在南太平洋巴布亞新幾內(nèi)亞、泰國(guó)、南美洲熱帶河谷及美國(guó)墨西哥灣沿岸則被稱為“Nipa Hut”，是一種產(chǎn)生于菲律賓的類似吊腳樓的建筑做法。

公元前1000 年前后，由于人們對(duì)水上生活的向往愈發(fā)強(qiáng)烈，歐洲出現(xiàn)了威尼斯、阿姆斯特丹等水上城市，而我國(guó)也陸續(xù)出現(xiàn)了畫舫齋、亭、舫、榭等水上景觀建筑[4]。此外，為抵抗洪水，還出現(xiàn)了高臺(tái)式水上建筑，這是一種以人工土丘作為高臺(tái)基礎(chǔ)的建筑類型，其高臺(tái)的防洪高程要高于當(dāng)?shù)睾樗臍v史最高水位。高臺(tái)式建筑最早出現(xiàn)在公元前500 年的荷蘭[5]，后來當(dāng)?shù)厝酥饾u將這些土丘連接在一起，又演變形成永久性的堤壩系統(tǒng)。相比抬高地坪式建筑和樁基式建筑，高臺(tái)式建筑的防洪效果和耐久性更強(qiáng)，但其土方工程量過大，且建筑基底高度無法隨洪水水位調(diào)整，若遭遇超過高臺(tái)的洪水，建筑依然會(huì)被淹。

16-20 世紀(jì)初，迫于洪災(zāi)、人口壓力及人們想要回歸自然的愿望，在荷蘭、加拿大和美國(guó)等地出現(xiàn)了漂浮建筑類型。這是一種將船舶設(shè)施改造為住宅建筑的做法，通過增加船體的基礎(chǔ)浮力，使建筑主體的大部分或全部能夠漂浮于水面之上。后來這種做法在20 世紀(jì)初的美國(guó)開始流行，1930 年代住宅建成數(shù)量超過了2000 棟。與靜態(tài)型的水上建筑相比，它解決了建筑防洪水位標(biāo)高無法隨洪水水位調(diào)整的問題，但缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差，易隨洪水漂流。

近年來，受城市擴(kuò)張的影響，歐美等地開始著重研究適應(yīng)性更強(qiáng)、可隨水位變化的兩棲建筑類型（圖9）。

9 兩棲建筑與其他傳統(tǒng)建筑應(yīng)對(duì)洪水的情景示意（圖片來源：https://buoyantfoundation.org/）

2 兩棲建筑的概念

在建筑設(shè)計(jì)層面，為了盡可能地減少洪災(zāi)影響，一些研究和實(shí)踐指向更具防洪屬性的建筑類型，而兩棲建筑作為一種低成本、低影響的居住模式，將能有效實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的臨水而居。外文文獻(xiàn)中有關(guān)兩棲建筑（Amphibious Architecture）的定義主要包括：Building with Water認(rèn)為它是建筑功能（藝術(shù)、文化、娛樂、生活、工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施）與自然環(huán)境（溪流、海洋）的集合[6]；Built on Water指出它是依靠墻柱支撐的漂浮建筑[7]；Water House將它定義為支撐于地面、可漂浮的水上建筑[8]；Amphibious Housing in the Netherlands則將臨水而居的5 種類型均歸納為兩棲建筑[9]。由此可知，兩棲建筑的定義至今并未形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而這其中的原因包括3 個(gè)方面：（1）概念描述存在一定的模糊性，“Amphibious”一詞源于希臘語(yǔ)“Amphi-bios”，可解釋為“同時(shí)在水中和陸上生活及活動(dòng)”，當(dāng)用之描述建筑時(shí)，容易忽視固有的陸棲特性，而將很多非兩棲的水上建筑納入兩棲建筑的范疇。比較歐美相關(guān)文獻(xiàn)后獲悉，歐洲文獻(xiàn)往往將兩棲建筑描述成可在洪水中漂浮的一般建筑，而美國(guó)文獻(xiàn)則多將其描述為由船屋發(fā)展而來的水上漂浮建筑；（2）部分研究者更關(guān)注建筑被水包圍的意識(shí)形態(tài)和感知反應(yīng)，而忽略了它的功能要求與技術(shù)特征，造成了兩棲建筑與其他水上建筑甚至水上島嶼等概念的混淆；（3）兩棲建筑的研究領(lǐng)域具有多學(xué)科屬性，建筑師、機(jī)械工程師和船舶工程師均可根據(jù)自身學(xué)科進(jìn)行定義，所以很難能達(dá)成一致[10]。

在臨水而居的5 種建筑類型中，濱水建筑和水上建筑因固定的防洪高程難以完全避免洪水，漂浮建筑的穩(wěn)定性、耐久性和承載力均較差，而傳統(tǒng)意義上的兩棲建筑則由于其建造技術(shù)、地域條件、可支付性等原因難以實(shí)現(xiàn)普及。因此，研究具有洪水適應(yīng)性的新型兩棲建筑，對(duì)提升洪泛區(qū)人居環(huán)境的質(zhì)量將具有重要意義。參照Nilubon 等人的文獻(xiàn)[11]，兩棲建筑可定義為“一種能隨洪水來退變化、水陸兩用、具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)性的建筑防洪類型”。在未發(fā)生洪水時(shí)，可在地面上支撐固定（圖10a）；當(dāng)發(fā)生洪水時(shí)，建筑主體會(huì)隨水位升高（圖10b）至水面之上（圖10c），待洪水退去再恢復(fù)至初始狀態(tài)。為此，當(dāng)這一概念付諸實(shí)踐時(shí)，首先要保障建筑具有良好的垂直移動(dòng)能力。該能力是由設(shè)置于建筑底層的浮力基礎(chǔ)系統(tǒng)決定的——在基礎(chǔ)空腔內(nèi)填充塑料泡沫等低密度材料，使之能在洪水中產(chǎn)生一定的浮力，從而抬升建筑主體。其次，為了使建筑在發(fā)生豎向位移時(shí)具有良好的穩(wěn)定性，需要配備垂直導(dǎo)向系統(tǒng)。通常可將導(dǎo)向管固定于地面，或者在預(yù)挖的基坑內(nèi)壁上安裝滑動(dòng)鎖鏈，使其將地面與建筑主體連接在一起，因此，連接構(gòu)件的長(zhǎng)度決定了建筑的升降位移。為使建筑室內(nèi)的燃?xì)?、電力、排水等管網(wǎng)在建筑發(fā)生位移時(shí)能繼續(xù)使用，可將它們置于可靈活伸縮的聚氯乙烯（PVC）管中。

10 兩棲建筑工作原理——a正常情況，b水位上升，c洪水來臨（繪制：李小蛟）

根據(jù)發(fā)生豎向移動(dòng)方式的不同，兩棲建筑可分為3 種類型：（1）利用浮力將建筑主體全部抬升，使其完全漂浮于洪水水面之上；（2）利用浮力將建筑主體局部抬升，多用于多層建筑中，平日其底層可正常使用，發(fā)生洪水時(shí)首層底板可抬升至水面之上，以確保水面之上的樓層能正常使用；（3）利用千斤頂或液壓泵等機(jī)械設(shè)備，對(duì)建筑主體進(jìn)行抬升或降低。

3 兩棲建筑的實(shí)踐案例

兩棲建筑實(shí)踐作為一種具有適應(yīng)性的建筑防洪策略，在世界各地被廣泛傳播。1975 年前后，為了減輕美國(guó)路易斯安那州因密西西比河季節(jié)性洪水泛濫的影響，當(dāng)?shù)氐淖≌ㄖ_始使用以膨脹聚苯乙烯（EPS）為主要材料的浮力基礎(chǔ)和帶有滑動(dòng)套索的鋼導(dǎo)柱；1995 年前后，荷蘭馬斯河流域也出現(xiàn)了應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的兩棲建筑實(shí)踐；2007 年，布拉德·皮特（Brad Pitt）幫助新奧爾良居民建造了150 棟低成本、可持續(xù)的兩棲建筑并成立了Make It Right（MIR）基金會(huì)；2009 年，Morphosis 建筑事務(wù)所為和平號(hào)空間站設(shè)計(jì)并建造了一棟名為“漂浮屋”的兩棲建筑——建筑基礎(chǔ)由玻璃纖維增強(qiáng)混凝土板制成，使用EPS 材料填充，為了防止建筑發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，建筑左右兩端各設(shè)有一根垂直導(dǎo)向桿[12]。此外，英國(guó)、孟加拉國(guó)、美國(guó)和泰國(guó)等國(guó)家也陸續(xù)出現(xiàn)了一些小規(guī)模的實(shí)踐案例，而法國(guó)、加拿大、荷蘭等國(guó)更是發(fā)起了一些大規(guī)模的兩棲建筑開發(fā)項(xiàng)目。如今，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，兩棲建筑越來越具有推廣應(yīng)用的價(jià)值和前景。以下分別剖析了美國(guó)、荷蘭和英國(guó)的兩棲建筑實(shí)踐案例（表2）。

表2 兩棲建筑實(shí)踐案例解析（制表：李小蛟根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]整理）

3.1 美國(guó)新奧爾良的兩棲建筑

2005 年，卡特里娜颶風(fēng)登陸新奧爾良（New Orleans）導(dǎo)致當(dāng)?shù)匮睾７雷o(hù)堤壩潰塌，整個(gè)城市80%的面積遭受洪水淹沒，經(jīng)濟(jì)損失慘重[5]。當(dāng)?shù)卣_始尋找能替代抬高地坪式建筑的防洪做法，引導(dǎo)人們建設(shè)配有浮力基礎(chǔ)的兩棲住宅（圖11）。這類做法的兩棲性主要得益于其特殊的基礎(chǔ)底層構(gòu)造：（1）在建筑主體下方建造一個(gè)與其外輪廓形狀相同大小的鋼框架；（2）在框架之下鋪設(shè)EPS 浮力塊；（3）在框架的縱橫梁交接點(diǎn)上均勻選擇4 個(gè)位置，將鋼柱焊接于交接點(diǎn)的下方；（4）將鋼柱插入預(yù)先埋入的垂直導(dǎo)向管中。在洪水發(fā)生時(shí)，建筑在浮力塊的作用下緩緩提升至水面以上，并在導(dǎo)向桿的約束下保持穩(wěn)定，待洪水退去后則可以落回原位。建筑室內(nèi)的管網(wǎng)在建筑上浮時(shí)自動(dòng)斷開、自動(dòng)密封且不再使用。這種動(dòng)態(tài)適應(yīng)策略可通過對(duì)既有建筑進(jìn)行改造而實(shí)現(xiàn)，既能促進(jìn)災(zāi)后快速恢復(fù)，又能在提升建筑防洪能力的同時(shí)保留其鄉(xiāng)土特色。

11 美國(guó)新奧爾良的兩棲建筑（圖片來源：參考文獻(xiàn)[15]）

3.2 荷蘭馬斯博梅爾的水屋建筑

1953 年，荷蘭海岸線在颶風(fēng)影響下發(fā)生潰堤，海水淹沒了該國(guó)西南部的大部分地區(qū)，死亡人數(shù)超過1800 人[13]。為此，荷蘭政府推出“三角洲計(jì)劃”——即建造堤壩、加強(qiáng)水防和縮短海岸線。在該防洪計(jì)劃的實(shí)施過程中，當(dāng)?shù)亟ㄖ熼_發(fā)了適應(yīng)水位上漲的兩棲建筑，其中以馬斯博梅爾的32 棟淡水型聯(lián)排水屋建筑（Maasbommel House）最為典型（圖12）[14]。這一案例的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用了雙重浮力系統(tǒng)，既需要將EPS 塊內(nèi)嵌置入混凝土基礎(chǔ)筏板，還要把平日可正常使用的地下室封閉成空腔結(jié)構(gòu)。此外，為了防止建筑主體在水中發(fā)生側(cè)移，建筑師在主體兩側(cè)分別布置4.5m 長(zhǎng)的空心導(dǎo)向桿，它們垂直穿過基礎(chǔ)并固定于地面之上。在洪水作用下，建筑可沿導(dǎo)向桿上下移動(dòng)，導(dǎo)向桿中的軟管（管線）也會(huì)隨之相應(yīng)伸縮。

12 荷蘭馬斯博梅爾的水屋建筑（圖片來源：https://twitter.com/dtdchange/status/719241071725834240/photo/3及參考文獻(xiàn)[14]）

3.3 英國(guó)馬洛的兩棲建筑

英國(guó)第一棟兩棲建筑位于泰晤士河沿岸的馬洛（Marlow），是一棟地上兩層、地下一層的住宅建筑（圖13）。該案例的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也采用了雙重浮力系統(tǒng)，但是與荷蘭水屋建筑不同的是：在基礎(chǔ)接觸面的類型上，前者是水體，后者是土壤；在解決橫向側(cè)移的問題上，前者采用了一種不同于后者的模式，即在基坑四角分別安裝帶有滑輪裝置的鍍鋅鋼軌，當(dāng)建筑發(fā)生豎向位移時(shí)，鋼軌會(huì)約束建筑的移動(dòng)范圍，使其僅能貼著基坑護(hù)壁滑動(dòng)有限距離[15]。對(duì)于建筑管線而言，它們需要匯聚至一處沿基坑護(hù)壁穿過建筑基底，向上與室內(nèi)設(shè)備連接。

13 英國(guó)馬洛的兩棲建筑（圖片來源：參考文獻(xiàn)[14]及http://lembah-kerinci.blogspot.com/2012/02/rumah-ampibipertama-di-inggris-sebagai.html.）

4 兩棲建筑的本土化設(shè)計(jì)策略

以上案例凸顯出兩棲建筑在不同國(guó)家、地區(qū)的差異性特征，這種差異性特征根據(jù)自然要素和人工要素的不同主要體現(xiàn)在以下方面：受洪水類型的影響，浮力系統(tǒng)構(gòu)造和垂直導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)造主要根據(jù)海岸洪水、河流洪水及湖泊洪水中含鹽量的不同而需要區(qū)別對(duì)待；而建筑主體的構(gòu)造則需要結(jié)合地域性的自然與文化特征進(jìn)行選擇。通過以上分析可知，雖然兩棲建筑是一種“舶來品”，但是它的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法具備一定的可復(fù)制性，這為其在我國(guó)進(jìn)行本土化應(yīng)用提供了一定的可行性。我國(guó)洪泛區(qū)分布廣泛，各地區(qū)自然環(huán)境及發(fā)展程度也存在較大差異，基于此，需要分別從洪水類型、地域特征和建造質(zhì)量三方面研究其設(shè)計(jì)策略。

（1）適應(yīng)不同洪水類型的設(shè)計(jì)策略

洪水的含鹽量對(duì)兩棲建筑的結(jié)構(gòu)做法有直接影響：由海岸洪水形成的咸水洪泛區(qū)，含鹽量通常大于0.5g/L，洪水所產(chǎn)生的浮力較大，而且腐蝕性高于淡水，因此其浮力系統(tǒng)在構(gòu)造上僅需采用橫鋪有EPS 塊的鋼框架基礎(chǔ)即可滿足浮力值，而在材料上應(yīng)選擇具有抗腐蝕性能的建筑材料及涂層做法；由河流洪水或湖泊洪水形成的淡水洪泛區(qū)，含鹽量通常小于0.5g/L，洪水的密度和腐蝕性均較小，所以要采用“雙重浮力系統(tǒng)”來增加浮力。我國(guó)的洪泛區(qū)主要分布于東部沿海、北部沿海、南部沿海、長(zhǎng)江中游、黃河中游以及其他河流、湖泊附近的內(nèi)陸地區(qū)，其中淡水洪泛區(qū)占全國(guó)洪泛區(qū)面積的79.62%[16]，而且淡水洪水較咸水洪水具有發(fā)生周期長(zhǎng)、發(fā)生頻率低和洪水威力小等特點(diǎn)，在防洪可控性和可行性上更有意義。因此，本文以淡水洪泛區(qū)兩棲建筑為例，著重分析其浮力系統(tǒng)及垂直導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選型：（1）在整體建筑的鋼軌基礎(chǔ)梁之下，利用可延伸的防水混凝土板，連接建筑主體及附屬空間地坪；（2）利用T 型雙角鋼主梁與次梁垂直交叉鋪設(shè)構(gòu)成鋼基礎(chǔ)龍骨，置于防水混凝土板下方，起到整體加固的作用；（3）在每跨鋼梁兩端增設(shè)斜撐桿件進(jìn)行二次加固；（4）在龍骨下方鋪設(shè)EPS 材料浮力塊；（5）利用內(nèi)含浮力材料的混凝土空腔厚板作為地下室底板，與混凝土外墻圍合成為地下室空間，共同組成雙重浮力系統(tǒng)（圖14）。此外，在設(shè)計(jì)垂直位移導(dǎo)向系統(tǒng)時(shí)，需要在地下室的基坑內(nèi)壁處設(shè)置滑動(dòng)鋼軌來限制移動(dòng)（圖15），還需要使用能自由伸縮的虛地磁極（VGPs）空心套筒，將空心套筒直接與鋼基礎(chǔ)的主梁相連并埋于基礎(chǔ)之下，以避免導(dǎo)向系統(tǒng)暴露于建筑之外而影響立面美觀。水電燃?xì)獾裙芫€則應(yīng)安裝于空心套筒中，并能隨建筑升起而延長(zhǎng)。

14 雙重浮力系統(tǒng)爆炸示意

15 洪泛區(qū)農(nóng)房剖透視

（2）延續(xù)地域特征的設(shè)計(jì)策略

在防洪工程建設(shè)上，我國(guó)的大中型城市投入了大量資金和精力，具備了一定的短期防洪能力，而一些位于洪泛區(qū)的村鎮(zhèn)地區(qū)，則經(jīng)常因?yàn)榉篮榇胧┎唤∪⒉混`活而經(jīng)常遭受洪水的侵襲。我國(guó)村鎮(zhèn)建筑具有體小、量大的特點(diǎn)，因此，國(guó)外的低層兩棲建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)具有借鑒意義。以黃河灘區(qū)為例，可結(jié)合村臺(tái)改造，既維持農(nóng)村原有的肌理，保持建筑、庭院與組團(tuán)的聯(lián)系，又能以宅基地限定的庭院為基本單位，在改造過程中利用防水混凝土板將住宅建筑整體連接，底層鋪設(shè)EPS 浮力材料，在遭遇洪水時(shí)使建筑整體上浮。在建筑風(fēng)貌上，這種方法依然可延續(xù)選用原有的做法和材料（圖16）。

16 洪泛區(qū)農(nóng)房效果示意

（3）提升建造質(zhì)量的設(shè)計(jì)策略

我國(guó)村鎮(zhèn)住宅以自建農(nóng)房為主，建筑質(zhì)量及水平參差不齊，既有年久失修的磚石農(nóng)房，也有較為先進(jìn)的預(yù)制裝配式農(nóng)房。當(dāng)這些農(nóng)房需要進(jìn)行適水性改造時(shí)，可以根據(jù)兩棲建筑的特征分別討論：對(duì)建筑質(zhì)量不佳的農(nóng)房，可采用原址重建的方式，直接置入由輕質(zhì)模塊構(gòu)成的浮力系統(tǒng)，按照兩棲建筑的模式進(jìn)行建設(shè)；對(duì)建筑質(zhì)量較好的建筑，可通過加裝浮力系統(tǒng)、垂直導(dǎo)向系統(tǒng)以及將農(nóng)房的局部材料更換為輕質(zhì)材料進(jìn)行改造；對(duì)干欄式、抬高地坪式、樁基式等類型的農(nóng)房，可通過低成本的局部改造，使之具有兩棲建筑的特性。此外，地方政府可在堅(jiān)持農(nóng)村土地集體所有制的基礎(chǔ)上，采取一定方式鼓勵(lì)民間資本參與建設(shè)洪泛區(qū)農(nóng)房，推動(dòng)兩棲建筑的市場(chǎng)化發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，作為提升洪泛區(qū)人居環(huán)境質(zhì)量的建筑防洪策略，兩棲建筑已經(jīng)在很多國(guó)家發(fā)揮了重要作用，這對(duì)我國(guó)的防洪抗災(zāi)工程建設(shè)具有很好的啟發(fā)。2017 年《山東省黃河灘區(qū)居民遷建規(guī)劃》提出了外遷安置、就地就近筑村臺(tái)、筑堤保護(hù)、舊村臺(tái)改造和臨時(shí)撤離道路等措施，以徹底解決60.62 萬黃河灘區(qū)居民的防洪安全和安居問題。但是，單就外遷安置即需95.85 億元的政府預(yù)算，這無疑是一項(xiàng)財(cái)力物力消耗巨大的工程。倘若在灘區(qū)采用低成本、低影響的兩棲建筑防洪策略，通過新建或改造的方式，能避免大規(guī)模的居民遷建，也能有效解決灘區(qū)的安居問題，并在保留臨水而居生活方式的基礎(chǔ)上就地提升建筑質(zhì)量。為了高效實(shí)施兩棲建筑的設(shè)計(jì)策略，還需在以下幾個(gè)方面開展進(jìn)一步研究：一是在價(jià)值認(rèn)同上，兩棲建筑實(shí)現(xiàn)了與水共生，提升了臨水而居的安全性，擴(kuò)展了城鄉(xiāng)人居環(huán)境的研究視野，屬于一種適應(yīng)自然環(huán)境的營(yíng)建智慧，這更加值得廣泛宣傳以獲取社會(huì)普遍認(rèn)同；二是在建筑技術(shù)上，需要融合機(jī)械制造、建筑工程與船舶工程等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，使洪泛區(qū)的一般建筑均能實(shí)現(xiàn)“兩棲化”改造和更新；三是在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、可持續(xù)能源利用、運(yùn)營(yíng)成本控制及地域文化表達(dá)上，兩棲建筑仍具有較大的發(fā)展?jié)摿Γ行柽M(jìn)一步開展技術(shù)創(chuàng)新研究；四是在管理措施上，為了使兩棲建筑在應(yīng)對(duì)洪水時(shí)具有更好的靈活性以適應(yīng)未知的洪水深度：（1）對(duì)退水時(shí)間1）低于5 年、深度高于0.6m 的洪水頻發(fā)地區(qū)應(yīng)盡可能根據(jù)災(zāi)情及時(shí)做出響應(yīng)并能立刻處理，（2）對(duì)區(qū)域性的建筑防洪措施逐步改善，減少季風(fēng)性強(qiáng)降水引發(fā)的洪災(zāi)，（3）對(duì)防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)進(jìn)行階段性調(diào)整，減少百年一遇的洪水影響，（4）對(duì)單體建筑、公共道路與開放空間等進(jìn)行整體防洪設(shè)計(jì)，盡可能地減少財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失，避免大規(guī)模的災(zāi)后重建工作。

注釋

1）退水時(shí)間是指洪峰之后，洪水消退總共持續(xù)的時(shí)間，包括地表退水時(shí)間和地下退水時(shí)間。