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| 一次搞懂「耐震」、「制震」、「免震工法」，三項抗震工法誰能制霸 |
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| 撰編：編輯部 |
最後更新時間：4月 | 19日 , 2024 |
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| 近年地震災情頻傳，掀起大眾媒體對「耐震宅」的關注。隨之而來的是制震效果、免震設備等討論，「阻尼器」、「制震壁」、「耐震係數」、「抗震等級」，面對這些專有名詞，你真的明白了嗎？ |
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台灣地震環境是集合住宅的一大隱憂
處於歐亞板塊和菲律賓板塊的交界處，密集板塊活動為台灣帶來豐富的自然生態環境，同時也造就頻繁的地震活動。根據統計，台灣每年平均發生上百次有感地震，大多數民眾對些微的地表搖晃早已見怪不怪。然而，正是因為「習慣」，導致大眾對此失去警覺性，才會錯失預防先機，遭致重大損害。
 在地震工程界流傳著一句話：「地震本身不會殺人，但建築物會。」地震發生時，有高達90%以上的人是由於建築物倒塌而喪失生命。1999年的921大地震，規模為7.3級，造成50000多棟房屋倒塌，2000多人死亡，是許多人心中難以磨滅的創傷。近年台南維冠金龍大樓和花蓮統帥飯店也發生意外，隨著台灣大樓愈蓋愈高，一旦發生地震事故，將會造成更大的損害。因此，為了民眾的生命和財產安全，建築物的抗震性能未來應面臨更謹慎的評估。
耐震：建築物結構的基礎要求
今年2月花蓮地震後，統帥飯店和雲門翠堤大樓相繼倒塌，民眾對建築物安全再生疑慮，甚至有部分人認為，老房子反而比新大樓更堅固。實際上，在1999年921大地震後，營建署已重新修訂建築耐震設計法規，針對各區域地形重新制定耐震係數，提高建築物的耐震安全標準；按照法規標準，2000年以後，部分建築物應可承受6級地震而不倒塌 。
所謂的耐震或抗震度，指的是建築物在最初設計規劃時，所能承受的最大力量。「耐震係數 」是水平加速度的係數，亦即預估地震時該地區可能發生的最大地表加速度值。現行的耐震設計規範各地區的參數計算方式，須考慮建物所在地的土壤軟弱程度、斷層間距等數值加權，而結構技師則依照該數值設計出符合標準的建築結構。簡單來說，耐震係數愈高，建築可承受的震度就愈高，且耐震係數在最初建築設計時就已經確定，所有建築物在結構技師的規劃下，都具備基本的耐震能力。
數字不只是比大小 從源頭檢視耐震設計
在建築結構工程中，會影響建築耐震力的主要元素包含結構設計、鋼筋材質與綑綁工法、地基和混凝土磅數，而這些細節要求都已被納入《混凝土結構設計規範》與《建築物耐震設計規範》中，像是柱子內部的箍筋方式、橫箍數量與間距、鋼筋的搭接方式等等，都必須按照法規設計，企求更具韌性的穩固結構。
建築的結構設計和耐震係數，與該地區的地質、建築物用途有關，需要從許多方面分析該棟建築的適當結構。舉例來說，許多民眾會認為建築所用的水泥磅數愈高，房屋結構就更安全，但實際上還需考量所在位置的土壤狀況，假如A建築的在地震區，土壤狀況較差，水泥磅數至少需要7000磅，才能保證地基安全；而B建築所在地區只需要4000磅，但建商卻將強度提高到5000磅，相較之下，B的建築品質其實更高。因此在建築結構安全部分，數字並不是絕對的，若民眾有相關需求，應求助專業的結構技師，從設計源頭規劃與建物實際完工情況比較，才能精確分析該棟建築物的安全狀態。
 制震：樑柱間的避震器
在基礎結構設計以外，結構技師和建設公司也會考量使用「制震」與「免震」設備，提高建築的耐震力。「制震」設備又稱為減震或避震器，是藉由裝置的特性形成物理抑制力，能讓建築結構本體承受較少壓力，有制震壁、阻尼器等形式。
制震壁（或稱為黏彈式制震壁／阻尼器）是在建築的上下樑柱之間裝設鋼板，鋼板中間含有橡膠或其他化學聚合性黏彈材，能吸收地震部分能量，進而降低搖晃的程度，比如新日鐵、日本住友、美國EPS制震壁，都是常見的制震材料。或者在樑柱的對角線上裝設具有彈性的斜撐制震柱（位移型挫屈束制斜撐，BRB），以「V」、「^」、「/」等型態強化結構韌度，避免結構柱因變形而失去作用，適用於結構不規則的特殊建築物。
另一種則是油壓型阻尼器，在樑柱之間裝設阻尼器，當油壓缸中的液體因速度而流動時，會產生壓縮效能，以抵抗力來抑制搖晃時的作用力。這類阻尼器的優點，在於能應對極微小的震幅，在高樓受強風吹拂時具有絕佳抑制效果。例如東京六本木之丘的森大樓與東京晴空塔，就是採用KYB的阻尼器，維持高層建築的安全及舒適品質。
強固企業總經理王民蔚也提醒，無論採用何種制震系統，都必須裝設至少1/2到2/3以上的樓層，才能產生制震作用，否則只是虛設裝置。一般制震壁多包覆在水泥牆內，難以用肉眼判斷其數量及狀態，若消費者要確保制震效果，可要求檢附建物結構設計圖，並確認後續檢測及維修等項目。
 免震：隔絕地表與結構柱的防禦堡壘
若使用免震（隔震）設備，通常會在建物1樓的樑柱頂端，或建築的結構柱底部裝設鉛心橡膠墊，在地表和建築本體結構間發揮緩衝作用，將地震波的力量轉移至可移動的隔震墊，藉由隔震墊的水平移動來抵銷上方結構的受力程度。之所以稱為「免震」，是因為該設備可隔絕60%以上的地震力，是所有產品中效果最好的一種。
免震設備的結構柱周遭，必須預留80公分到1米的隔震空間，其他如建築管線或電梯軌道，也要與隔震墊的滑動式系統結合，因此施工難度較高，其裝置成本大約為制震設備的2倍。目前台灣建案仍以制震設備為大宗，使用免震系統的建案大多總價較高，比如由美國結構設計師規劃的「陶朱隱園」，採用美國EPS隔震墊，可承受7級以上震度，耐震係數高達0.4g，其他如日本OILES LRB隔震墊與義大利Alga隔震墊，也是相當知名的產品。
強震環伺 孰弱孰強？
一路細數下來，還是「免震」設備最安全？其實也不然。在耐震主題裡，最重要的仍是「結構設計」。結構設計決定了建物的耐震等級，所有設備和工法都包含在耐震係數的計算之中。如今台灣的新興建築，若要取得使用執照，勢必得先通過耐震設計標準，因此都具有合格的耐震力。換句話說，最危險的建築，其實是未經結構檢測與補強的老建築。
王民蔚總經理從事結構補強工作已行之有年，他語重心長地說：「不管是制震或免震設備，在建案整體投入成本中，其實不過鳳毛麟角，為了居住安全，應該要考慮有效能和實績的產品。」比如強固企業所代理的日本KYB制震和LRB隔震墊，也是王民蔚在考量日本的地理環境和防災經驗後而選擇的產品。「我認為日本對地震的研究和預防做得最徹底，比如日本新宿中央大樓，由於事先注意到長周期地震危害，所以加裝了288組KYB阻尼器作為耐震補強，才能在311地震時維持建築物的完整。」
轉換心態，改善法規：未來建築安全履歷
在台灣建築生態當中，「老建築」的比例遠遠多於「新建築」，許多老房子的耐震能力遠遠低於政府規範的標準。前述制震或隔震設備，都是結構技師在規劃建築之初，就已納入設計當中，包括數量、位置、支點，以嚴密的計算達成最好的效果。阻尼器雖然也能裝設在既有建築的樑柱間，但也遠不如事先規劃的效果來得好。
王民蔚總經理指出，多數民眾會將進行結構補強的建築與不安全劃上等號，這其實是個思考誤區。實際上，建築的結構問題是肉眼無法察覺的，需要憑藉專業的技術檢測才能確認建物狀態是否穩固。所謂結構補強，是一種災害預防工程，藉由擴柱、加設翼牆、碳纖維加固、鋼板包覆等工法，提升建築物的耐震力。比起未作過檢測和補強的中古屋，經過專業結構補強的住宅大樓應往往更多一層保障。另一方面，結構補強牽涉到建物整體設計與技術工法，若未按照專業流程，反而會造成潛在的危險；有鑑於此，政府應與學界和產業合作，研商評估方法和施工機制，並嚴格規範施工人員的技術考核，強化施工品質。
無論是新建案的耐震係數標準，或是既有建築的結構檢測，都不應只是風行一時的潮流噱頭，而必須持續追蹤與深入，推動可供信賴的評估認證（如住宅性能評估辦法、耐震標章），並督促政府完善既有建築改造的相關法規，讓民眾能生活在更安心的住宅環境。 |
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