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| 撰編：吳珊珊 |
最後更新時間：11月 | 4日 , 2025 |
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| 在台灣，地震已經是一種日常、一種生活。它深深刻入營建產業的思維裡。當地震發生時，地表的加速度會把能量傳遞給建築物，形成震幅與位移。從工程角度來看，這不只是「搖晃」，而是一連串能量的輸入、吸收與消散。如何讓建築在這股能量傳遞鏈中穩定下來，正是防震設計的核心。 |
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在防震工程的詞彙裡，「隔震」、「制震」與「耐震」是最常被提起的三個名詞。它們都與地震力的對應有關，卻各自代表不同層次的設計邏輯。有人誤以為三者互相取代，其實它們是同一系統下的不同手段，分別作用於「能量進來之前」、「能量進入之後」與「結構自身的抵抗力」這三個階段。要真正理解防震建築的原理，必須先從這三個詞說起。
圖：隔震是透過在建築物的基部或中間樓層設置隔震層，震波的能量「隔開」，讓整個結構在地震時可以水平滑移
隔震（Isolation）──讓能量進不來
隔震（Isolation）在日本稱作「免震」，其概念在於把地震波的能量「隔開」。工程上，隔震是透過在建築物的基部或中間樓層設置隔震層，讓整個結構在地震時可以水平滑移。這個隔震層就像柔軟的墊層，能將高頻震動過濾掉，使傳遞到上部結構的加速度大幅降低。簡單來說，地震來時，地面會劇烈晃動，但隔震層讓建築的主體保持「溫和的搖擺」。能量雖然進入系統，但被延緩、被削弱。這樣的設計不僅保護主要結構，也能減少牆面裂縫、設備損壞與內部人員的不適。隔震的最大特點，是能讓整棟建築「脫離地表的暴力節奏」，像是踩著避震器在搖。
然而，要讓建築「可以搖」，其實很難。電梯、樓梯、水電管線都要能容許隔震層的水平位移，否則建築雖穩，系統卻會被拉斷。因此隔震是整棟建築的整合工程，而不是單一構件。它最適合那些必須維持運作的關鍵設施——例如醫院、指揮中心、資料中心等——因為隔震能讓建築即使在大地震中仍維持近乎彈性狀態，不僅不倒，還能繼續工作。
圖：制震是透過制震裝置吸收部分能量，減少震波傳遞至主要結構。
制震（Seismic Control）──讓能量被吸收掉
制震（Seismic Control）或稱消能，是在能量進入建築之後的防線。當地震波進入結構系統，制震裝置──例如阻尼器、制震斜撐（BRB）、剪力牆、調諧質量阻尼器（TMD）等──會吸收部分能量，並把震動轉化成熱能或位移能，減少傳遞至主要構件的力量。
制震的原理在於「消耗」而非「抵抗」。它讓建築在震動中更柔順，而非更僵硬。這樣的設計特別適合中高層或瘦長型建築，因為高層的自然週期長，容易產生共振與過大擺幅。透過制震裝置，建築的層間位移、人體感受與設備損害都能大幅降低。在日本的專業分類中，「制震」幾乎等同「消能」。制震建築就像人體的肌肉，當地震來臨時，它不是死撐，而是主動收縮、吸收能量，減少骨架受損。對既有建築來說，制震也是一種相對容易導入的補強方案，施工干擾小、成本彈性高，因此成為都市更新與舊建物耐震改造中最常見的技術之一。
圖：建築物本身需要具備抵抗地震的能力。
耐震（Earthquake Resistance）──讓建築自己有韌性
耐震是三者中最基礎、也是最全面的防震概念。它代表建築物本身抵抗地震的能力——包括強度與韌性兩個層面。強度是「不被壓垮」的能力，韌性則是「不被折斷」的能力。這兩者缺一不可。鋼筋混凝土（RC）結構正是耐震的典型：混凝土負責承受壓力、鋼筋抵抗拉力，兩者協同工作，在地震力推擠下能變形、吸能、不倒。這種設計的核心在於「塑性變形」——當結構超出彈性範圍時，不會立即斷裂，而是透過局部變形來釋放能量。這就是所謂的韌性設計。
許多人誤以為「混凝土越硬越好」。其實「磅數」只是強度的單位，並不意味越高越安全。太強的混凝土反而可能太脆，缺乏變形能力。真正的耐震建築，講求的是「剛柔並濟」：適度的強度搭配足夠的韌性，讓整體結構能以控制的方式吸收地震能量。強度讓你撐過地震，韌性讓你活下來。
沒有最強的建築，只有最合適的系統
隔震、制震、耐震並非彼此競爭的技術，而是不同需求下的工具組合。防震設計的目的，不是追求「最強」，而是追求「最合適」。中低層建築若希望減少地震加速度、保護牆面與設備，隔震是良好的選項；高層建築若擔心人體不適與層間變形，制震系統更能發揮效果；而耐震設計則是所有建築的基礎，無論是否使用其他裝置，建築本身的韌性與強度永遠是最後一道防線。防震工程的精髓，在於對能量流動的理解。地震是一種能量事件，而建築是一個能量管理系統。隔震負責把能量隔在外，制震負責把能量消耗在內，耐震則負責承受殘餘的力量並維持整體穩定。三者共同構成現代建築的防震層級，讓建築不僅能「抵抗地震」，更能「與地震共處」。這樣的設計哲學最經典的表述，是耐震設計的三原則：「小震不壞，中震可修，大震不倒。」小地震時，建築保持正常運作、無需維修，營運得以持續；中型地震時，雖可能有局部損傷，但損害可控、系統可快速復原；而在強震之下，結構雖可能變形，但整體不崩潰，確保生命安全。這三句話，是所有防震設計的最終目的，也是工程倫理的底線。
依樓層與材料找到最合適的系統
在不同樓層與結構型態中，隔震、制震與耐震各自展現出不同的效果與適配性。工程師在設計初期的抉擇，不只是技術問題，更是對行為機理與成本效率的平衡。
在中低樓層建築中，整體系統較為「硬」，自振週期短，容易受高頻地震影響。若採用隔震系統，能有效把高頻能量濾掉，讓上部結構承受的地震力大幅減少，不僅經濟性高、施工整合容易，修復與後續維護也更具彈性。隔震在這類建築中，往往能以較小代價取得明顯效益。至於中高樓層與超高層建築，因高寬比瘦長、結構柔度大，若一味追求隔震反而可能導致系統過度晃動。這類建築通常以制震／消能技術為主，例如粘滯阻尼器、BRB 制震斜撐、TMD 慣性質量阻尼器等，藉由分散能量與控制層間位移，提升使用舒適度與設備穩定性。這些系統能在不中斷建築運作的情況下，顯著降低震動反應。
而從材料與結構行為來看，低矮建築使用較高強度的混凝土，對剛度與承壓有利；但在高層系統中，單純提高混凝土強度並非最優解。高強度混凝土容易失去延性，必須與精確的鋼筋細部設計結合，例如強柱弱梁、塑鉸控制與斷面約束等耐震細部，才能真正達到「韌性設計」。防震的關鍵不在「越強越好」，而是「放在對的位置」，讓材料之間彼此協同。
過去的防震設計以「不倒塌」為唯一目標，如今，工程界的思維已經進化到「性能導向設計」（Performance-Based Design）。在新的框架下，建築不僅要抵抗地震，還要確保震後能快速恢復功能。這意味著從醫院到資料中心，從住宅到公共設施，都必須設定不同的性能目標。例如，醫院在地震後仍需保持手術與急診功能；資料中心必須確保伺服器持續運作；而學校與住宅的重點則在於安全撤離與快速修繕。不同的功能目標，決定了防震系統的搭配——有的以隔震為主，有的以制震補強，有的則回到結構本身的韌性設計。防震工程的價值，不在於某種材料或裝置的「強」，而在於它能否讓建築在不同強度的地震後，仍然「能用、能修、能活」。因此，防震的關鍵，不在於用什麼，而在於「怎麼用」。隔震需要結構、水電、電梯、外殼的同步設計；制震需要阻尼器、連結構件與框架的整體協調；耐震更要求在施工與監造過程中精準控制品質。這是一個跨領域、跨專業的系統工程。
真正的防震思維，是從建築的生命週期來看風險管理。它關心的不只是瞬間的安全，更是長期的可用性與復原力。當地震成為一種可以預期的事件，防震設計就不再是被動的防守，而是一種積極的韌性策略。地震是能量事件，建築是能量管理者。隔震隔開能量，制震吸收能量，耐震承受能量。當一棟建築能在地震中維持結構安全、設備穩定、功能延續，它便從「可生存」邁向「可持續」。真正的防震工程，不是與大自然對抗，而是學會與它共振共存，讓建築在震動的土地上，依然穩穩地呼吸。 |
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