但凡提起地震避險,有一種方法不得不說,那就是所謂「生命三角」避震法。這個避震方法傳播範圍之廣,可以到讓科普人士汗顏的地步,知曉率相當不錯。
網際網路上搜索一下「生命三角」避震法,從文字到圖片,從媒體到個人,自覺加入普及大軍宣傳這種方法的真不少。當然,也有不少奮起反駁這種方法的科普人士,呼籲堅持「伏地遮擋手抓牢」的避險方法。今天我們來細緻地探討一下這種方法到底可不可取。
「生命三角」是國際救援者道格·庫普於1985年提出的避震理論——他認為當建築物倒塌時,落在物體或家具上的屋頂的重力會撞擊這些物體,使得靠近它們的地方留下一個空間,這個空間就是被稱作的「生命三角」。屋頂會落在物體或家具上,使得靠近它們的地方留下一個三角空間;物體越大,越堅固,被擠壓的餘地就越小,利用這個空間的人免於受傷的可能性就越大。(如下圖)
按照道格的說法,地震時使用生命三角避震法,可以獲得90%的生存率;而用「伏地遮擋手抓牢」的方法避震,則會導致98%的死亡率。
汶川大地震發生後,藉助人們的震驚和悲傷,網絡開始瘋傳道格及其理論,「生命三角」開始深入人心,中國國內許多媒體引用並推薦它,所以就有了各式各樣宣傳「生命三角」的宣傳文字和示意圖,如同上圖這樣。
「生命三角」避震法能夠傳播和影響如此廣泛,必有它吻合受眾認知之處,要知道在科學素養評價方面,媒體應該是比較靠前的群體,他們並不傻。「生命三角」提出的重物三角支撐形成「活命空間」的說法,是符合力學原理的,重物、樓板和地面形成相對穩定的受力平衡。事實上,大震以後檢視震區的房屋破壞情況,以「單斜面坍塌」、「V型坍塌」形態存在的坍塌結構,其實就是三角支撐原理的體現。傾斜的樓板、承重牆體和地面之間形成有利於生存的三角空間,在震後搜救中,對這類坍塌形態往往給予重點關注。詳情可參閱本號另一篇推文《自然災害導致建築物坍塌的類型識別——初判生命空間的存在》。
「生命三角」避震法有一個基本的假設前提,就是「倚靠物」是不移動的,或者說倚靠物的位置是可控的。按照道格的說法,避震位置應該在桌子邊上,因為桌子和倒塌的樓板可形成三角空間。這裡桌子的位置必然是不發生移動或者是可控的。否則桌子移動了,人還待在原地,自然不會產生有效保護。
地震發生時,在烈度比較大的震區,房屋內設施都會受到地表傳來的慣性力,有水平方向,也有垂直方向。水平方向的力相當於給物體施加了水平推力,只不過這種推力是動態的,在很短的時間內,施加推力的方向和加速度都發生很強的變化,垂直方向的力帶來的加速度可以讓物體「彈跳」起來。在水平和垂直受力的作用下,房間內的物體,無論質量大小,都可以發生不可控的移位。在日本,曾有過地震時房間內的冰箱彈飛起來把人砸傷的案例。所以,在地震烈度比較高的地區,房間內物體移動的隨機性使得「生命三角」的形成具有不確定性。但是,垂直的承重牆或柱,在震時是相對不移動的,即便樓板掉下也有三角空間可形成,這與我們一般強調躲在承重的牆或者柱下面避震的原理是一致的。
上面描述的這種樓板墜落和倚靠物形成三角空間的狀態,是地震烈度超過了房屋抗震能力的情況,即房屋坍塌狀態。但是,我們知道,遭遇地震強大到超越建築抗震能力的情況畢竟是概率少數,我們所遭遇的大多數地震對房屋產生影響是在房屋抗震能力之內的。這些屬於抗震能力之內的多數地震,樓板雖不至於墜落,但是建築附著物墜落砸傷人的案例卻比比皆是。這就牽涉到一個問題,我們避震所應對的是基於樓板墜落的後果還是建築附著物墜落的後果。從概率分布上,我們所遭遇建築附著物墜落砸傷的概率佔多數。
從遭遇概率上說,我們應當把避震建立在應對概率多數的建築附著物墜落情況,而不是把每次避震都建立在房屋坍塌的假定結果上。如果用」生命三角「理念來應對概率多數的建築附著物砸傷,顯然辦不到。
而傳統的「伏地、遮擋、手抓牢」避震方法,要求學生蹲入課桌下同時手抓住桌腿,正是建立在基於應對概率多數的建築附著物墜落砸傷這個預計後果,所以具有更廣泛的避震推廣價值。
好了,可以總結陳詞了。「生命三角」避震法的力學原理是正確的,在避震地點(尤其是家庭避震)上選擇承重牆或者柱子的底部,是合理的,但同時要注意找軟性遮擋物保護好頭部。考慮到震時房間設施移動的隨機性,可能形成的「三角空間」也具有隨機性,所以利用房間內家具等作為倚靠物尋求三角空間的方式並不可取。考慮到在地震中遭遇建築附著物墜落砸傷的概率遠大於建築樓板傾塌致傷的概率,所以地震避險的總體策略仍以應對建築附著物墜落為優先選擇。具體到學校、影院、商場這種人員密集場所,尋求對身體的遮擋保護是避震首要考慮的因素,所以,避震安全教育應當致力於推廣「伏地、遮擋、手抓牢」的核心要求。