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板塊運動使全世界許多國家與地區,同樣面對地震隨時來襲的威脅,各國政府莫不謹慎因應,擬定相關防震救災計劃。另一方面,都市發展下,越來越多人口集中於都市,促使建築物越蓋越高、交通道路日易繁忙、橋梁與管線日易複雜。因此,地震工程科技必須不斷地提升,以因應更多樣、更有效的地震安全需求。



地震工程科技涵蓋的層面很廣,除了建築物的耐震科技之外,還包括橋梁、電廠、鐵路、醫院、自來水、瓦斯管線等耐震技術,以及利用電腦運算技術快速評估地震災情,以便在最短的時間內提供救災資訊等。大體而言,凡能減輕震災程度,迅速恢復社會機能的工程技術和資訊傳播,都屬於地震工程科技的範疇。


樓房建築耐震原理

地震震度與建築耐震能力,可用水桶和水族箱來類比:水桶中的水如同地表震動能量,水越多,震動能量越大;水族箱的容量如同建築的耐震能力,容量越大,耐震能力越大。下文藉水桶與水族箱的關係來說明耐震建築、不耐震建築、減震建築、隔震建築、補強建築等原理。

 

  • 耐震建築:如同水族箱容量夠大,即使水桶中的水倒盡,水也不會溢出水族箱。耐震建築是依據新版規範興建的,建築具高標準的耐震能力,大地震發生時,建築不會輕易倒塌。
     
  • 不耐震建築:如同水族箱的容量過小,水桶中的水倒盡時,水會溢出水族箱。不耐震建築會在大地震時倒塌,不耐震的原因可能是施工不良,或者是興建當時的規範標準較低。
     


     
  • 減震建築:在水族箱底部裝設一個水龍頭,桶中的水倒入時,同時將水龍頭打開,水龍頭的排水功能能減緩水位上升速度,水溢出箱外的機率極低。加裝減震裝置的建築,如同水族箱加裝水龍頭一樣,發生大地震時,減震裝置可以消散部分的地震能量,減小建築的振動。
     
  • 隔震建築:水族箱上方加裝雙導管漏斗,水桶裡的水倒入水族箱時,大部分的水從粗導管直接排掉,僅有少部分經由細導管進入水族箱,因而水溢出箱外的機率極低。隔震裝置對建築的功用,如同雙導管漏斗,能過濾掉大部分的地震能量,大幅減輕地震對建築物的衝擊。
     



     
  • 補強建築:如果現有的水族箱容量過小,但卻不想丟棄時,可以加深水族箱的深度,以增加蓄水量。舊建築也一樣,如果不合於現在的耐震標準,可在專業技師檢查評估後,選擇合適的補強方法,提高舊建築的耐震能力。 
     

Reference: http://www.narlabs.org.tw/tw/pressroom/popsci/popsci.php?feature_id=20

 

 

何謂制震宅、隔震宅?

現今的防震技術已十分精進,其方式大略可分為三種,分別是制震、減震及隔震技術,每一種防震技術所運用的裝置及工法均不盡相同,但目前市面上使用制震及減震工法的住宅,俗稱為「制震宅」,而應用隔震工法者則稱作「隔震宅」。


何謂制震宅
所謂制震宅,是特別加裝「制震壁」或「阻尼器」於建築中,以達到減震之目的。制震壁是在兩片鋼板(或稱阻力板)間填塞高黏度的黏性體,然後安裝在建築壁面內,不僅可以減震,還可以減弱強風對於大樓的搖晃。

阻尼器類別則有數種,其中「液流阻尼器」、「軟塑性體阻尼器」、「黏彈性阻尼器」、「摩擦阻尼器」、「金屬降伏阻尼器」屬於減震技術,裝置於相對的上下樓層;「被動調諧質量阻尼器」、「主動調諧質量阻尼器」則裝在建築的高樓層(例如台北一○一的阻尼器),來降低受震反應。
 
圖為倒V字型斜撐裝置阻尼器,在施作階段即可清楚查知。


靠著阻尼器可抵消地震能量,減低地震之震幅,讓建築結構免於被破壞,由於軟塑性體阻尼器既能減震又能防風,因此被台灣業者普遍使用;然而,雖然阻尼器是耐震工法中最經濟實惠的,仍有不肖建商裝設數量不足,甚至未達一半樓層以上,故在購買制震宅前可別忘了要事先檢查。


何謂隔震宅
隔震宅則是在建築物底部和建築結構之間作出一個「隔震層」,依隔震層的內容物不同又可分為「橡膠式隔震」及「滑動式隔震」二種;前者是由鋼板、鉛心及橡膠所作成,以隔絕地震時產生的共振效應,而後者組成物是石墨、鋼球等多種物質,在地震時能經由滑動磨擦來削弱地震能量。

雖然隔震層比制震技術優異,耐震係數更高,但隔震層的施作所費不貲,所以一般住宅較少使用,惟豪宅類型產品偶見隔震設計,但必須注意的是,隔震層並非做好之後一勞永逸,在每一次地震後最好請專業人員來作維修保養,以保持最佳狀態。

市面上有許多建案自詡為制震宅、隔震宅,消費者仍得睜大眼睛端詳,以免賠了夫人又折兵;若仍不明究理,分辨不出耐震裝置的優劣,《住展雜誌》建議詢問建案是否有取得「耐震標章」,該標章為內政部營建署與財團法人台灣建築中心,共同合作規劃的認證制度,假如獲得認證標章肯定,就能買得更加安心。

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