蔡榮根觀點:我住的房屋可以抗幾級地震?

2024-04-11 06:55

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震度 (Intensity) 指地震時地面的「搖晃程度」及對人、房屋和地況的影響。我們在地震時感受的搖晃,是從震源傳來的地震波對地面突然產生往復的加速度所引發,地震學家因此用「地表加速度」的大小來衡量地震「震度」的大小。歐美及中國大陸將震度分成0〜12級,台灣沿襲日治時代的習慣分成0〜7級,0級為無感地震。中央氣象署自2020年起,綜合考量地震時的「最大地表加速度」和「最大地表速度」兩項觀測數值,將5、6級再細分為5弱、5強及6弱、6強,最高震度仍為7級;想像我們正在搭一輛以時速60公里/小時行進的公車,如果司機突然緊急煞車,在3秒內完全停止,此時我們在公車上感受到的衝擊大約就相當於達到舊制7級(新制6強)的地震震度,沒有繫安全帶的乘客,整個人會往前撞擊到前方椅背或擋風玻璃,站著的乘客應該都會跌倒,即使沒有受傷也會受到相當程度的驚嚇。

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影響各地震度大小的因素包括地震規模、震源深度、與震央的距離、該地的地質特性等。一般來說,地震規模越大、震源深度越淺、離震央距離越近、地質越軟弱,感受的震度越大,對建築物的破壞力也越大。如前所述,地震「規模」的大小無法反映地震時地表搖晃的程度和可能造成的災情,因此耐震設計規範採用「震度」的大小做為建築物的耐震設計標準。本文以下提到「地震」除特別提到它的規模外,均指「地震震度」。

地震規模越大、震源深度越淺、離震央距離越近、地質越軟弱,感受的震度越大,對建築物的破壞力也越大。(作者取自國家地震工程研究中心)
地震規模越大、震源深度越淺、離震央距離越近、地質越軟弱,感受的震度越大,對建築物的破壞力也越大。(作者取自國家地震工程研究中心)

耐震設計基本原則

現行建築物耐震設計規範只訂定「耐震設計基本原則」,沒有明文規定建築物必須抗幾級地震。一般人看不懂「耐震設計基本原則」裡的專業術語,政府和專家因此常用白話口訣「小震不壞、中震可修、大震不倒」來向社會大眾解釋,這口訣又是什麼意涵?

以現在的科技雖然可以建造遇罕見大地震仍然不會壞的建築物,如核電廠機組的廠房。但考慮社會資源有限和購屋者的負擔能力,不可能將我們的住屋都比照核電廠設計建造,因為這樣蓋出來的房子梁柱都會很粗壯,牆也會很厚像碉堡一樣,不但昂貴而且佔用很多使用空間,恐怕也很少人願意住在裏面。因此全世界的耐震設計規範都是在安全與經濟之間求取平衡點。

愈小的地震,發生頻率愈高。愈大的地震,重現周期愈長,在建築物使用年限內會遇到的機率愈低;各國的耐震規範大多以每475年預期會發生一次的「最大地震震度」,做為建築物抗震設防的基準,這一基準在我國耐震規範的正式名稱是「設計地震」,為有助於讀者了解,本書將其稱為「設防震度」。「設防震度」是地震工程學家假定新建物的預期使用年限為50年,根據新建物所在地的地震觀測歷史紀錄、地盤構造、距活動斷層遠近及其活動性等資料,運用地震危害度分析方法定出來的,所以每一地區的「設防震度」大小都不一樣。新建物所在地未來50年內受到地震侵擊所引發的震度,會超過475年一遇的「設防震度」的可能性只有10%,有90%的機率不會超過。建築物如果遇到設防震度這樣大的地震,遵循耐震規範興建的建築物只會局部受損,主要結構體不會產生大的破壞,經過修繕或補強後仍可能繼續居住;此一「設防震度」即白話口訣「中震可修」所稱的「中震」。

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