Azja i OceaniaGospodarkaKomentarze I Analizy

Katastrofy w Japonii ukształtowały współczesne technologie budowlane [ANALIZA]

Budownictwo w Japonii rozwinęło się w obliczu walki z kataklizmami.

Katastrofy w Japonii w znacznym stopniu wpłynęły na poszczególne sektory gospodarki. Ich duża częstotliwość spowodowała konieczność przystosowania się do funkcjonowania na zagrożonych terenach. Japonia zmuszona została do stworzenia zupełnie nowych rozwiązań budowlanych i skutecznych norm, które są niemożliwe do odnalezienia w innych miejscach na ziemi. Przyjrzyjmy się zatem skutkom największych katastrof i przeanalizujmy ich wpływ konkretnie na sektor technologii budowlanych w Japonii. 

  • Przez swoje położenie Japonia wypracowała nowe metody na walkę ze skutkami kataklizmów.
  • Trzy największe katastrofy w Japonii stoją w znacznym stopniu za rozwojem współczesnych technologii budowlanych. 
  • Budynki należące do nowego budownictwa są już w stanie wytrzymać wstrząsy o ogromnej sile. 

Obszar narażony na katastrofy 

Japonia to kraj od dawna zmagający się z wieloma kataklizmami, takimi jak tsunami, trzęsienia ziemi, tajfuny czy wybuchy wulkanów. Ze względu na swoje położenie na styku płyt tektonicznych oraz wilgotny monsunowy klimat, jest jednym z najbardziej narażonych na ekstremalne zjawiska naturalne miejsc na świecie. Wszystkie te czynniki sprawiają, że rząd oraz społeczeństwo stale muszą dostosowywać się do zagrożeń — co silnie odczuwa gospodarka Japonii. Średnio w ciągu roku w Japonii dochodzi nawet do 1500 trzęsień ziemi. Znaczna większość z nich jest ledwo wyczuwalna. 

Liczba trzęsień ziemi w Japonii; Katastrofy w Japonii wpływają na sektor technologii budowlanych; trzęsienia ziemi w Japonii; nieruchomości w Japonii; budownictwo w Japonii
Liczba trzęsień ziemi w Japonii w ciągu roku. Poszczególnymi kolorami zaznaczone są kolejno wstrząsy o magnitudzie powyżej 2, 3 i 4. Źródło: https://www.volcanodiscovery.com/earthquakes/japan/stats.html.

Zarys historyczny — największe katastrofy w Japonii i ich skutki

Trzęsienie ziemi w Kantō (1923)

Wielkie trzęsienie ziemi w Kantō z 1 września 1923 roku jest jedną z największych tragedii w historii Japonii. Nie należało ono do najsłabszych, jego magnituda wynosić mogła nawet nieco ponad 8. Nie to było jednak głównym czynnikiem stojącym za liczbą ofiar. Również tsunami spowodowane przez wstrząsy nie stanowiło głównego powodu. Niedługo po zakończeniu trzęsienia ziemi, w samym Tokio wybuchło ponad 100 pożarów, inne pojawiły się także w Jokohamie czy Kawasaki. W jednej z wojskowych fabryk odzieży, gdzie ewakuowano około 40 tysięcy osób, ogniste wiry powietrza wybuchły w nocy z 1 na 2 września i osiągały prędkość nawet 70 m/s, a ich ofiarami padło 38 tysięcy osób. Ogień płonął w tym miejscu przez ponad 40 godzin. 

W wyniku opisywanych zjawisk najbardziej ucierpiała prefektura Kanagawa oraz obszar Tokio. Na terenie Kanagawy zniszczonych zostało 86,5% budynków, z największymi stratami w mieście Jokohama, zniszczonym w 96%. Natomiast Tokio spłonęło niemalże w połowie. Łącznie zniszczeniu uległo prawie 700 tysięcy domów. Liczbę ofiar tamtego tragicznego wydarzenia, wliczając w to zaginionych i uznanych za zmarłych, ocenia się na nieco ponad 142 tysiące osób. Rannych zostało około 50 tysięcy ludzi. Jest to najbardziej fatalna w skutkach katastrofa w dziejach Japonii.

Koszty finansowe tej katastrofy wyniosły około 5,5 miliarda jenów (około 100 miliardów dolarów). Straty w sektorze przemysłowym były ogromne – Jokohama, będąca wówczas kluczowym portem handlowym Japonii, została praktycznie całkowicie zniszczona. 

Katastrofa z 1923 roku stała się punktem wyjścia do modernizacji Japonii. Wprowadzono nowe przepisy budowlane, które miały zwiększyć odporność budynków na trzęsienia ziemi. Powstały również plany urbanistyczne zakładające lepsze rozmieszczenie dróg, parków i otwartych przestrzeni, które mogłyby pełnić funkcję miejsc ewakuacyjnych podczas przyszłych katastrof. Choć wiele z tych planów nie zostało zrealizowanych z powodu Wielkiego Kryzysu w latach 30., wyzwania z 1923 roku utorowały drogę do późniejszych reform w budownictwie.   

Trzęsienie ziemi w Kobe (1995)

W ostatniej dekadzie XX wieku Japonia doświadczyła kolejnego tragicznego kataklizmu. Trzęsienie ziemi z 15 stycznia 1995 roku zasięgiem objęło głównie miasta w obrębie regionu Hanshin, w południowej części prefektury Hyōgo. Największe szkody odniosło Kobe oraz Nishinomiya. Łącznie, w wyniku wstrząsów i późniejszych pożarów, zginęło ponad 6,5 tysiąca ludzi, 400 tysięcy budynków uległo zniszczeniu – wśród nich wiele szpitali i niemalże 85% szkół w regionie. 

Katastrofa ta obnażyła liczne niedociągnięcia w poprzednim prawie budowlanym. Proces odbudowy wstrzymano na 2 miesiące po wystąpieniu wstrząsów po to, by eksperci mogli ocenić stan pozostałych budynków i ogólne straty. Dopiero potem rozpoczęto planowanie zmian z uwzględnieniem lepszych rozwiązań. Było to rutynowe działanie, będące częścią systemu szybkiej inspekcji zniszczeń. 

Do czasu katastrofy z 2011 roku, trzęsienie ziemi w Kobe było najkosztowniejszą klęską żywiołową w Japonii. Z kolei do momentu wystąpienia huraganu Katrina w Stanach Zjednoczonych w 2005 roku była to również najkosztowniejsza katastrofa naturalna na świecie. Szacuje się, że wszystkie koszty wywołane przez to trzęsienie wyniosły około 150 miliardów dolarów. Na tę kwotę złożyły się zniszczenia nieruchomości i infrastruktury oraz straty pośrednie, które zaszły w wyniku późniejszych zakłóceń gospodarczych. 

Na cel rekonstrukcji infrastruktury, obiektów publicznych czy domów, rząd Japonii w ciągu 3 lat przeznaczył niemal 60 miliardów dolarów. Odbudowa skupiła się na wydzielonych w pierwszej kolejności kilkunastu dystryktach, do których później dołączyły następne, także te wymagające modernizacji jeszcze przed trzęsieniem ziemi z 1995 roku. W projektach ustalono konieczność poszerzenia dróg, zapewnienia bezpiecznych przestrzeni odpowiednich dla ewentualnej ewakuacji i zaprojektowanie dodatkowych obiektów użytku publicznego. 

W wyniku zmian wcześniejsi właściciele danych terenów nierzadko otrzymywali tereny nieco mniejsze, znajdujące się w innym miejscu niż w przeszłości. Fundusze płynące od rządu głównie przekazywane były jednak na odbudowę publicznych budynków, priorytet stanowiły zazwyczaj całkowite rekonstrukcje, a nie częściowe naprawy. Wiele osób zmuszonych było zatem korzystać z własnych środków, stąd budynki często były mniejsze niż oryginalne.

Zobacz także: Czy będzie elektrownia atomowa w Polsce? Japonia i Polska podpisały już umowę

Trzęsienie ziemi oraz tsunami w Tōhoku (2011)

Do największego w dziejach Japonii kataklizmu doszło w 2011 roku, w regionie Tōhoku. Jego magnituda osiągnęła 9 – najwięcej w historii Japonii. Potężne wstrząsy spowodowały jeszcze silniejsze tsunami, którego najwyższe fale sięgały nawet 40 metrów

W wyniku tego zdarzenia zginęło blisko 20 tysięcy osób, całkowitemu lub częściowemu zniszczeniu uległo ponad milion budynków. Straty oszacowano aż na 210 miliardów dolarów — jest to najdroższa katastrofa, jaka wydarzyła się na świecie. W zasięgu tsunami znalazły się głównie prefektury Miyagi, Fukushima i Iwate. Woda zalała obszar o powierzchni 327 km2 w Miyagi, 112 km2 w Fukushimie i 58 km2 w Iwate. Uszkodzone zostały drogi i linie kolejowe, awarie gazu występowały w około 500 tysiącach domów, ponad 2 miliony domostw skarżyło się na awarię wody, 9 milionów gospodarstw domowych cierpiało z powodu awarii prądu, a w niektórych miejscach powstawały osuwiska i lawiny błotne.

Katastrofy w Japonii; Trzęsienie ziemi i tsunami z 2011 roku
Mapa przedstawiająca epicentrum trzęsienia ziemi z 2011 roku i wstrząsy w poszczególnych prefekturach. Wstrząsy odczuwalne były w prawie całej Japonii.

Wypadek w elektrowni jądrowej Fukushima Dai-Ichi

Chcąc mówić o tragedii w Tōhoku nie można pominąć wypadków związanych z elektrownią jądrową Fukushima Dai-Ichi. Dokładnie 41 minut po rozpoczęciu trzęsienia ziemi pierwsza fala tsunami pokonała mur ochronny elektrowni, 8 minut później nadeszła kolejna. Zabezpieczenia elektrowni nie były przygotowane na fale takich rozmiarów. Dotychczas brano pod uwagę historyczne kataklizmy jako punkt wyjścia do wyznaczenia wysokości murów oporowych i ulokowania awaryjnych pomp. Nie przewidziano jednak usterek awaryjnych generatorów prądotwórczych i awarii systemu chłodzenia. Dodatkowo, jak się później okazało, właściciel elektrowni – firma TEPCO (Tokyo Electric Power Company) – dopuściła się licznych zaniedbań zarówno w procesie zabezpieczania elektrowni, jak i w momencie wystąpienia kryzysu. Po tym, gdy doszło do awarii w Elektrowni nr 1, trzymano przez pewien czas w tajemnicy faktyczny stopień zagrożenia. W wyniku tego narażono na niebezpieczeństwo większą liczbę mieszkańców, gdyż ewakuacja przeprowadzana była na mniejszą skalę, niż było to konieczne. 

Temat katastrofy elektrowni jądrowej w Fukushimie jest niezwykle rozległy. W chwili wystąpienia kryzysu na jaw wychodziły bowiem kolejne zaniedbania, także niezwiązane z tym jednym wydarzeniem. Odkryto bowiem siatkę zależności na linii rząd-TEPCO, a także uświadomiono sobie absurd sytuacji, w której Agencja Bezpieczeństwa Jądrowego i Przemysłowego (NISA) podległa była instytucji Ministerstwa Gospodarki, Handlu i Przemysłu (METI), zajmującego się w zasadzie promocją energii jądrowej. Wydaje się być oczywistym brak jakiejkolwiek obiektywności, gdy w grę wchodzi taka relacja. Ostatecznie, w 2012 roku, powołano Urząd Regulacji Jądrowych (NRA), podlegający bezpośrednio Ministerstwu Środowiska, który zajął miejsce NISA. 

Katastrofa w Tōhoku była jedną z najtragiczniejszych, które wydarzyły się na świecie. Dodatkowo, z powodu awarii w elektrowni jądrowej, obudziła w Japończykach obawy związane z tym sposobem pozyskiwania energii na długi czas.

Zobacz także: W Płocku ruszyła zeroemisyjna elektrownia

Jak katastrofy w Japonii wpłynęły na budownictwo? 

Obecne japońskie technologie budowlane w zakresie ochrony przed trzęsieniami skupiają się na ustanowionych prawach budowlanych. Te z kolei stanowią o lokalizacji budynków, miejsc ewakuacyjnych, a także wymieniają odpowiednie materiały czy wymagane technologie. Istotne w budownictwie są takie elementy jak amortyzatory, wzmocnienia czy izolacje.

Amortyzatory umieszczane są pomiędzy kolumnami i belkami każdego piętra. Mechanizm ten pozwala na to, by wstrząsy absorbowane były przez ciecz umieszczoną w środku, dzięki czemu wyczuwalne są w mniejszym stopniu lub nie są wyczuwalne w ogóle. Izolacje fundamentów, często w postaci gumowych mat, przejmują wstrząsy i pozwalają na to, by w trakcie wstrząsów budynek pozostał stabilny. Inną formą zabezpieczenia przed trzęsieniem jest budowanie grubszych kolumn i belek, które lepiej znoszą naprężenia i wstrząsy. Istotnym krokiem jeszcze w momencie budowy, jest dobranie odpowiednich materiałów, takich jak beton czy stal, które, wykorzystane odpowiednio, stanowią stabilną konstrukcję odporną na trzęsienia. Wypracowanie wszystkich tych norm było procesem, który rozpoczął się na początku XX wieku. 

Pierwsze normy budowlane w odpowiedzi na katastrofy w Japonii

W 1919 roku przedstawiona została ustawa urbanistyczna, która zainspirowana była zachodnimi modelami planowania (Watanabe 2018, s. 1). Nie była ona powiązana jedynie z zagadnieniami sejsmicznymi, ale stanowi ważny punkt na drodze ku rozwijaniu praw budowlanych w tym zakresie. Oprócz zasad związanych z bezpieczeństwem sejsmicznym wprowadziła również inne zmiany. Wśród nich znalazły się regulacje przeciwpożarowe, postanowienia w zakresie zdrowia publicznego i inne normy związane z infrastrukturą

Zaledwie kilka lat później, bo w 1924 roku – w wyniku największego w dziejach Japonii trzęsienia ziemi w Kantō – wprowadzono metodę tzw. projektowania sejsmicznego w oparciu o kalkulację siły zniszczeń. Wykorzystywanie jej stało się od tej pory wymogiem przy konstruowaniu nowych budynków. Była to pierwsza taka metoda na świecie (Ishiyama, Narafu 2017, s. 2). Zaostrzono także niektóre przepisy związane z zachowaniem prawidłowej struktury budowli, na przykład: wprowadzono obowiązek konstruowania drewnianych podpór dla drewnianych budynków (były one wcześniej wymagane jedynie w budynkach mających 3 lub więcej pięter), a także poprzecznych wzmocnień (zwanych często strzemionami) w budynkach żelbetowych. 

W 1950 roku zaszły kolejne zmiany w obszarze budowniczym. Przedstawiono wtedy nowe prawa budowlane, które zastąpiły wiele poprzednich wytycznych, by umożliwić efektywną odbudowę po II wojnie światowej. W ramach tych praw wprowadzono minimalne standardy związane z konstrukcją, wyposażeniem oraz użytkowaniem budynków, z uwzględnieniem różnych warunków pogodowych, biorąc pod uwagę zróżnicowanie klimatyczne Japonii (Hasegawa 2013, s. 12).

Era nowego budownictwa i rozwój technologii 

Rok 1981 przyniósł z kolei rewitalizację wcześniejszego prawa budowlanego. Nastąpiła ona w wyniku destrukcyjnych wstrząsów, do których doszło w prefekturze Miyagi w 1978 roku. Zniszczenia, które stały się impulsem do wprowadzenia poprawki w prawie, oszacowano na 800 milionów dolarów. Z tego powodu potrzebne było zreformowanie istniejących norm.

W Japonii aktywność sejsmiczna mierzona jest w skali shindo (jap. shin wstrząs, dostopień). Składają się na nią poziomy od 1 do 7, wszystkie konkretnie scharakteryzowane pod względem odczuć, jakie można doznać, sytuacji wewnątrz i na zewnątrz budynków w trakcie trzęsienia.

Budynki stawiane w latach 1950 – 1981 nazywa się obecnie kyu-taishin (jap. kyu przed, poprzedni, a taishin odporny na wstrząsy). Według kyu-taishin, a, innymi słowy, wręcz „starego budownictwa”, budynki przetrwać mogły jedynie zniszczenia w wyniku wstrząsów o sile 5 na skali shindo. Rewitalizacja z 1981 roku przedstawiła pojęcie shin-taishin (shinnowy). Budowle dopuszczone do użytku od czerwca 1981 roku mogły otrzymać to miano, gdyż siła trzęsienia, jaką są w stanie wytrzymać to 6 lub nawet 7 stopni. Co więcej, bezpieczeństwo ludzi wewnątrz nich także musi być zagwarantowane.

Zmiany wprowadzone w tym czasie skupiały się wokół takich kwestii jak zapewnienie odporności na wstrząsy, ich kontrolę w momencie trzęsienia czy zapobieganie przedostawania się wstrząsów do struktury budynku. Odtąd ściany, filary i kolumny miały być grubsze i stabilniejsze. W wielu miejscach zastosowano także amortyzatory, a struktura izolowano tak, by jej część bazowa bezpośrednio nie dotykała gruntu. Wtedy trzęsienie ziemi miało nie poruszać budynkiem tak intensywnie. 

Pierwszy budynek z taką podstawą powstał w 1983 roku. W pierwszych latach po nowelizacjach metoda ta była jeszcze na eksperymentalnym etapie, a jej zastosowanie przy większych budynkach ograniczone. Następne lata zweryfikowały jednak użyteczność systemu izolacji.

Budynki shin-taishin intensywnie przetestowane zostały w 1995 roku, przy trzęsieniu ziemi w Kobe. Największych zniszczeń doznały drewniane budowle zaprojektowane przed rewitalizacją z 1981 roku, więc te należące do grupy kyu-taishin. Mnóstwo tradycyjnych domów posiadało wtedy ciężkie, ważące nawet dwie tony dachy, które konstruowane były tak, by móc wytrzymać często występujące tam tajfuny. Dachy te podparte zazwyczaj były lekką drewnianą ramą. Podczas wstrząsów podpory nie były w stanie utrzymać dachu i konstrukcja ulegała zgnieceniu, co spowodowało śmierć wielu osób. Z kolei, mnóstwo budynków shin-taishin przetrwało, doznając jedynie drobnych zniszczeń. Wśród nich były także budynki z izolacją podstawy. Ich skuteczność w obliczu tragicznego trzęsienia spowodowały, że metoda ta stała się popularna. Częstotliwość budowania tego typu konstrukcji gwałtownie wzrosła. Początkowo budowano około 10 budynków na rok w latach 1985-1994, a już ponad 150 na rok w późniejszych latach (Chusilp, Nakashima 2003, s. 9).

Po trzęsieniu w Kobe odkryto, że konieczne będą pewne poprawki do prawa z 1981 roku. W 1998 roku rozpoczęto więc wprowadzanie szeregu nowelizacji, by naprawić poprzednie niedociągnięcia i zapewnić bezpieczeństwo na jeszcze wyższym poziomie. Wśród nich znajdowały się m.in. regulacje odnośnie inspekcji typu gleby, by była ona odpowiednia pod budowę drewnianych struktur, co miało zapewnić stabilność budynku w razie wystąpienia katastrofy.

Główną kwestią w tych poprawkach było jednak przedstawienie projektowania opartego na wynikach czy też skuteczności. Miało ono uzupełnić  funkcjonujące już wcześniej podejście normatywne. Jak wynika z samej nazwy, podejście normatywne w budownictwie oznaczało konieczność tworzenia konstrukcji zgodnie z odgórnymi standardami, oczywiście z obowiązkiem udowodnienia zgodności, zanim budynek przejdzie do użytku. Takie podejście nie było elastyczne i nie brało pod uwagę różnej specyfiki oraz późniejszego funkcjonowania budynków. Nie pozostawiało również pola do współpracy z innymi krajami w obszarze budownictwa. Warunki i normy budowlane nie są jednakowe i ciężko znaleźć wspólne rozwiązania w tym zakresie. Z tego powodu zdecydowano się na wprowadzenie podejścia opartego na skuteczności. Dzięki temu prawo stało się bardziej dostosowane do konkretnych potrzeb. Wdrożono je w 2001 roku (Gao, Lo, Yuen 2007, s. 133-139).

Następne istotne zmiany zaszły w wyniku katastrofy w Tōhoku, do której doszło w 2011 roku. Głównym ich celem było przygotowanie ludzi na katastrofy o małym prawdopodobieństwie wystąpienia, a jednocześnie tragicznych skutkach. W ramach zmian zadbano również o sformułowanie szczegółowych zasad ewakuacji. Wydzielono bezpieczne strefy, także wewnątrz wysokich budynków. Powstała również Metoda Projektowania Strukturalnego, która służy wyznaczaniu odpowiednich lokalizacji bezpiecznych budynków i kontrolowaniu wymagań strukturalnych na zagrożonych terenach (Hasegawa 2013, s. 15).

Zobacz także: Opuszczone domy w Japonii szansą dla cudzoziemców. Są ich miliony!

Trzęsienie ziemi na Półwyspie Noto pokazało skuteczność japońskich technologii budowlanych

Trzęsienie ziemi na Półwyspie Noto z 2024 roku pokazało, jak japońskie technologie budowlane radzą sobie w obliczu niezwykle silnej katastrofy. Było to bowiem trzęsienie o magnitudzie 7,6. Mimo takiej siły liczbę ofiar oszacowano na około 250, a liczbę rannych na około 1500. W porównaniu z innymi trzęsieniami o podobnej sile jest to naprawdę niewielka liczba poszkodowanych. To zdarzenie daje nadzieję, że nawet najsilniejsze katastrofy w Japonii w przyszłości będzie można bezpiecznie przetrwać.

Katastrofy w Japonii to istotny element kształtujący gospodarkę

Warto pamiętać, że każda tragedia przynosi lekcję na przyszłość i przyczynia się do dalszego tworzenia środowiska odpornego na katastrofy. Choć wpływ takich zdarzeń może nie być widoczny od razu, to z pewnością okaże się on łatwy do odnalezienia w niedalekiej przyszłości. Mowa oczywiście nie tylko o wpływie na sektor budowlany, ale również na energetykę, usługi czy infrastrukturę. Obszary, które go odczuwają można by wymieniać w nieskończoność, a analiza zależności to materiał na wiele ciekawych rozważań. Jedno jest pewne – katastrofy w Japonii to nieodłączny element gospodarki Japonii i życia codziennego Japończyków ogólnie. Częstotliwość kataklizmów wymusiła już i wciąż będzie wymuszać stały rozwój państwa.

Japońskie rozwiązania budowlane stały się wzorem dla innych państw, które zmagają się z klęskami żywiołowymi. Katastrofy w Japonii, obok tragicznych skutków, przyniosły zatem także przykład szybkiej adaptacji i wytrwałości mieszkańców. 

Wszelkie prawa do treści zastrzeżone.

Martyna Paja

Miłośniczka języków i wschodoznawczyni. Interesuję się kulturą Azji Południowo-Wschodniej, ale inne tematy nie są mi straszne.

Polecane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker