我国虽然未处于地震带,不过气象局在近几年陆续侦测到数十次的间接或自发性轻微地震,而“微震热点”大多集中在沙巴和马来半岛西部沿海地区。
多用钢筋增加抗震效果
大地工程师刘少雄院士指出,虽说为建筑物增设防震功能可能导致成本增加,但建筑商可以在既有的条件下,增加钢筋的使用,将柱与梁紧密衔接,就可以达到良好抗震的效果。
他表示,钢筋本身是铁,拥有良好的延展性,只要在钢筋混凝土中多使用钢筋,确保梁的钢筋进入柱的实体里面,让衔接的部分要互相交错,就可以产生很好的抗震性。
“大马一般的建筑结构都是用钢筋混凝土,我们(工程师)的建筑物训练设计,都是要求做出很好的延展性。只要有好的延展性,当房屋结构受到外来力量,并要达到破坏的时候,人们就有机会看到破坏(龟裂),趁房屋还没倒塌前紧急疏散。”
他也提醒听众,所谓的“防震设计”,并不代表房子在发生地震后不能够有裂缝,防震主要是延长房子倒塌的时间,让人们有足够的时间去疏散。
重要建筑物较需要
刘少雄坦言,在我国这种地震状况不严重的地方,大家可能对防震有比较高的期望,希望在地震过后,房子没有受到太大破坏,甚至连裂缝也不想要。
“一般上我们认为不太需要到这样的程度,因为房屋有一点晃动、摇动可以消散外来能量,总好过把房屋设计到太坚固,这么一来它要承受的力量也会大很多,反观柔软度的设计会有比较好的展延性,房子结构所承受的力量比较少。”
询及我国新建高楼、沿海建筑物等,是否应该建议发展商加入抗震功能,他认为必须等到大马地震参数公布后,才作进一步决定,没有人会愿意盲目投资。
他说,防震的设计可以很贵,也可以很便宜,就看消费者要对房子注入多少投资、去做多少程度上的保护。
他说,通常愿意“砸钱”把建筑物抗震功能提到最高的,都是一些较重要的结构物,如大桥、发电厂、医院设施、拥有昂贵机器设备的工厂等,因为这些设施十分重要,不能允许中断服务的情况发生。
随著国内发生地震的越见频繁,不少人也对我国旧有的建筑物,尤其是高楼大厦,是否能够承受未来可能发生的更高等级的地震的影响,抱持怀疑的态度;而新式建筑物是否应该纳入抗震设计,也成为房屋发展商的考量因素。
大地工程师刘少雄院士认为,我国一般的高楼设计,都有保留1.5PA的侧动移动力量,足以应付微弱的震幅;6层楼以下的建筑物,则没有这个需要。
他指出,在欧盟共同体条约下,英国已采用欧式规范来进行房屋设计,而原本采用英式规范的大马,目前处于两项规范的交替的阶段。
他强调,由于气象局是在2004年左右,才陆续设置强动型和弱动型的地震仪,因此在资料不足的情况下,我国的地震参数也无法定下,导致房屋的抗震设计规范暂时未能制定。
英式规范较适合
“我国目前正处于资料收集的阶段,以便做更深入的研究,让工程师作出合适的设计。”
他认为,在搜证不足的情况下,贸贸然推出欧式规范,可能会引起民众的过度反应,因为毕竟该规范是依据欧盟各国地震情况作出统一,与大马地震发生频率和级数有别,反而发生地震较少的英国,从前所推行的英式规范会较符合我国国情。
“从结构设计的规范来说,地震力是比较特别的,但只占结构设计的小部分,静力设计则占了99%,因此先把后者处理好,是较妥当的方法,而且我国目前是根据静力的设计去批准房屋项目,未涉及动力设计。”
刘少雄强调,虽然近几年的数据显示,在我国发生的地震事件似乎有“增加”的趋势,但这与气象局在近几年才开始设置弱动型地震仪有关。
“以前可能也有(地震),只是(当时)没有测到,所以才会出现我国地震越来越频密的说法。不过纵使发生地震,我国人民往往人感觉不到这种微弱震动。”
他表示,我国目前还没有因为地震而发生房屋倒塌的情况,以往因地震出现的墙壁龟裂是属于非结构性,我国因地陷造成的房屋龟裂,往往比地震带来的破坏力更大。
刘少雄说明,在大马取得最正确的地震参数后,人们可以针对旧的建筑物做评估,看是否需要作出结构补强的动作。
甚少严重性破坏
从过往至今的经验累积看来,我国很少出现因为地震而带来的严重性破坏,沙巴房屋曾因地震出现明显的龟裂,需多加留意,至于马来半岛,尤其发展蓬勃的沿海地区,因多属软土,所以震波传来的时候,会有放大作用。
“目前一些地震专家,发现高楼也许需要考虑增设防震设计,因为地震的强度已经确达到或超过延展性抗震设计的需求。”
他强调,除了建筑结构上的设计,建筑物内部的装潢和机电设计也要多加留意,因为天花板的倒塌、煤气管的泄漏等,很有可能成为地震后的二次灾害。
海啸灾害更值得关注
除了地震,大地工程师刘少雄认为,国人更应该关注海啸带来的重大灾害。
也是大马工程师学会大地工程技术组主任委员的刘少雄表示,在我国,相比起大海啸,地震的范围相对小,而且最多只会产生龟裂,不会有太大问题。
他说,海啸的媒介是海水,它会从房屋的四面八方涌来,破坏力大,而在沿岸地区建设许多水上屋的我国,在发生海啸后,倒塌的水上屋和建筑物会成为浮动垃圾,会造成更大的破坏。
“浮动垃圾惯性力强,要停住它不容易,因此会产生极大的破坏力。”
刘少雄强调,就算我国没有足以引发海啸的强震,别的国家或海域地震也会让我国沿海发生海啸。
认识前兆较实际
“在没有天然障屏的地区,如北马和沙巴东岸,海啸相对容易发生,而位于沙巴东北部的玛丽亚纳海沟,只需要一些滑动也足以造成海啸。”
他说,天然灾害的能量太大,人们几乎没有办法避免,不过各国可以提高人民的意识,认识海啸前兆。预想怎么设计房屋来抵抗大自然灾害,反而显得不实际。
他解释,我国高楼容易感受到从邻国传来的馀震,是因为高楼的自然频率属于低频率,会与远震的低频震波产生共振,增加震幅。
他说,国外一些地震案例会出现与地震源拥有一定距离的地区,只有某一种形态的房子会被破坏,这是因为地震波的显著频率与相关类型房子的自然频率接近,两者产生共振,所以较容易产生破坏,因为晃动大。
上下方向移动地震较危险
大地工程师刘少雄院士表示,大马地层较稳定,所受到的地质灾害比其他国家如日本、纽西兰、印尼、菲律宾等来得少,但人民也不要对地震掉以轻心。
不过,他也不鼓励国人对建筑物有太多防震要求,因为这会反映在社会成本上。
“根据我们的初步了解,位于马来半岛西海岸的高楼层,可能比较需要留意这方面的东西(防震),但最终还是需要根据地震参数和新的规范数据,来做一个全面参考。”
刘少雄指出,大多经历的是侧向移动的地震,但也有少数是往上下方向的,这种地震也相当危险,因为建筑物会往上抛。
他也一一举例国内外摩天楼所采用的防震设计,包括台北101大厦重600吨的阻尼器。
阻尼器抗风抗震
他解释,台北101的阻尼器主要设计是用来抗风,减少高楼顶端的摇晃,但对抗震也有一定的帮助。
“风力大的时候,摩天楼的摆动会比较大,放一个质量与它抗衡,能够让风没办法把楼房摇晃那么多;地震力量从底部进来,也会造成上部晃动,这时阻尼器就无法减少台北101下部的晃动。”
他指出,在地震发生频密的国外如日本,小孩从小被教授防震教育,而货品陈列的方式也会相当讲究。
“货架上的玻璃器皿可以使用护栏挡著,货舱内可以使用装上轮子的摆放重物架子,这么一来,货物就可以配合地震震度自由摇摆,减少货物翻覆情况。”
国外不鼓励住宅停车场“二合一”
由于国内城市地区房屋发展热门地段大幅减少,使得许多建筑商把商场、停车场和住宅同时融入相同高楼。大地工程师刘少雄院士表示,不同配置设计的楼层使得工程师必须使用转换梁(transfer beam)进行“隔开”,不过这种无法“一柱到底”的做法,无形中也削减了建筑物的抗震性。
他指出,类似的建筑物无法使用同一跟柱子去支撑整栋高楼,反而将上方楼层柱子的力量集中在厚厚的梁上,情况就有如在桥上建房子,其抗震力也可想而知。
他说,我国建筑商是基于空旷地停车位有限,所以往往把住宅与停车场“二合一”,一些商场也是遵循相同的做法,把停车场设置在底层或顶楼。
“国外是不鼓励这种做法的,因为只要遇上稍强的地震力,结构上很可能会出现超载状况,不过由于大马没有强震,因此暂时还未发生‘超载’的情况。”
新国危机意识较高
刘少雄说明,邻国新加坡对抗震的危机意识和防范措施比大马全面,这是因为该国在很早以前就开始收集当地的地震数据。
“新加坡政府在房屋建造上会格外小心,因为他们缺乏土地空间,需要多花钱去做好更高程度的保护。”
他续称,除了考虑到抗风力,新加坡的高楼也加入了抗震功能,这是因为只要当地发生房子结构破坏,他们就需要花更多时间进行修复,而原本就已经匮乏的使用空间,会变得更少。
开讲嘉宾:
刘少雄院士(大地工程师)
电台主持人:邓佩银、苏进川