三種常見的抗震方式：耐震、制震與隔震 @ BENEVO台灣部落格之科技應用。創新與分享

2021年是「日本311大地震」10周年，台灣地震多，民眾對地震特別有感，建商看準購屋人心理，近幾年新案紛紛訴求「SRC鋼骨制震宅」、「雙制震系統」、「免震建築」等，房價硬是比周邊建案高出一截。專家指出，台灣建築法規對於建築結構設計要求高，但施工普遍確實度不足，才是建築抗震最主要的癥結點。

▲建案訴求廣告中，經常可見「制震」、「SRC結構」、「隔震」等訴求，希望民眾買單。

921地震後建築耐震係數提高

新建案常見的抗震方式可分為3種，消基會房屋委員會建築安全品質組召集人戴雲發指出，第一種是用建築本身的結構設計去達到耐震建築，自從921大地震後，政府提高建築的耐震係數，以雙北而言，耐震係數必須達到0.24G，也就是5級地震，就已經非常安全了，現有不少建案就以訴求建築提高耐震設計強度到6級、甚至7級，來強調建案的耐震結構。

另一種則是利用制震器，如制震壁、斜撐式阻尼器等，常見的品牌有美國Taylor Devices航太科技制震阻尼器、新日鐵制震的制震壁（VEM）、斜撐架（UBB）與阻尼器、日本住友等，由於地震是四面八方而來，因此，一層樓至少要有4支制震器，建議從下往上安裝至少1/3樓層才有效果，若能達到1/2~2/3層更佳。

還有一種是隔震建築，一般是在基礎或1~2樓間的位置將柱子砍斷，放置隔震墊，形成隔震層，當地震來時，基礎受到地震搖晃，而上方建築因有隔震墊阻斷，搖晃程度就會大幅降低。

▲戴雲發認為，台灣的建築法規對於建物耐震設計要求已經相當嚴謹，問題在於施工的品質。

「深入岩盤多少米」暴露地質不佳

另外還會聽到建案訴求基礎深入岩盤多少米，戴雲發指出，這是最不該拿出來作為訴求的部分，會需要將基礎打入岩盤，就是因為地質軟弱不佳，原本是不適合拿來蓋房子的地層，是因為有這樣的技術，才勉強可以蓋房子，反而暴露地質不佳的問題，若是位於好的地質上方，根本不需要這麼麻煩。

而上述3種抗震方式哪種比較好？戴雲發表示，事實上都很好，重要的是從結構規畫設計到施工品質都要同時做到，才是好的抗震建築，但觀察業界對於建築耐震的行銷術語，都是講耐震「設計」，鮮少有建案訴求「施工品質」，為什麼呢？

到建築工地現場觀察就可發現，台灣建築的鋼筋用量已經是密密麻麻，還要在結構體中加入水電管路，不管是綁鋼筋還是灌漿，都已經很難施工，但建案又想提高結構的耐震係數，就得增加鋼筋用量，現場工人很難綁紮鋼筋的情況下，就容易導致綁紮不確實。

而建商擔心缺工問題，害怕工人反彈，導致建築完工日期延宕，工地施工常常有個觀念是問，工人好做嗎？好綁嗎？工人有抗性嗎？這種情況下，施工品質還會好嗎？戴雲發認為，這時候就要利用工業化的手段，將工地施工變簡單，並透明化的公開給大眾知道，才能有優良的施工品質。

Reference: https://house.yahoo.com.tw/%E8%B2%B7%E6%88%BF%E8%A6%81%E5%AE%89%E5%BF%83-3-%E7%A8%AE%E5%B8%B8%E8%A6%8B%E6%8A%97%E9%9C%87%E6%96%B9%E5%BC%8F%E8%A7%A3%E6%9E%90-070749594.html

耐震、制震、免震，三項抗震工法誰能制霸

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？

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。近年高雄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。

Reference: http://www.ibtmag.com.tw/new_article.asp?ar_id=25588

耐震、減震、隔震？一次搞懂建築耐震原理！

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。