低矮建物不耐震 钢材使用观念落伍危及居住安全
一般大众挑选或建造自用建筑,最先考虑的是坪数、空间格局、内部装潢等,忽略了台湾位处环太平洋地震带上,建筑体结构设计是否耐震的重要性,尤其5层楼以下的低矮建物比高楼易受地震影响,使用钢材若出现偷工减料、品质瑕疵情况,一旦发生地震,恐让居住有安全疑虑。
▲钢结构建筑的高强度及韧性,被认为适合使用于位处地震带的台湾,但在各种系列钢材中,SN钢材是目前唯一认可且最符合耐震需求的建筑材料。(图/东和钢铁提供)
以往建筑设计讲求「人定胜天」,追求建造一个不会损坏的房子,但过去几个大地震,例如:1994年美国加州北岭大地震、1995年日本阪神大地震,从历史经验中得知,地震强度并非人类可以控制,全球许多专家学者更是投入研究钢材的适用性,而日本在阪神地震后重新制定建筑规范,剔除耐震能力不足的钢材如SS、SM等系列,改以唯一获得认可的SN钢材做为耐震建筑材料,让建物得到更大的安全性。
▲台北101钢骨结构便是采用SN钢材。(图/资料照片/记者陈睿中摄)
钢骨结构是一栋建筑最重要的基础,就如同骨骼支撑着人体,因此,钢材设计一直在进步,SN钢材的高韧性、可銲性两大特点是最符合现今耐震需求,以因应现代建筑物的建造观念,强调利用梁柱的扭转变形吸收消震波,使建筑变形但不塌毁,保有相当空隙,降低人员被压伤机率,且停震后,内部人员能够向外逃生。
而台湾公布的建筑钢结构设计规范对耐震材料规定众多,但经过921地震后,对降伏强度约为350 N/mm2等级钢材,几乎全面使用SN等级钢材,目前被国内高楼建筑工程大量采用;降伏强度250 N/mm2等级的钢材用在次要非耐震结构,且以銲接性能、耐震性能较差的SS400、SM400及A36为主流,尤以低矮建筑的使用最普遍,不过也显示出,其用钢观念仍停留在20年前。
东和钢铁营业部副总经理黄炳桦提到,钢结构建物在全球震灾中,受创最严重的都是低矮型建物,主要原因在于设计规划、监造、施工及材料每一个环节都无法得到最妥善的关注,就以钢材的使用为例,用钢观念已落后日本约二十年,钢结构建筑是透过銲接把每一根梁、柱相接在一起,若钢材的銲接性能及耐震性能不好,地震发生时无法发挥适当的耐震消能效果,结构体会产生脆性破坏而承受不了地震力,使结构体发生脆性断裂等情形,一旦严重断裂,建物就会整个坍塌,造成人员死伤惨重。由于低矮楼层物受地震影响大,更要使用能够耐震的钢材,然而这部分却少被人重视。
黄炳桦副总进一步指出,相较于指标性高楼建筑已普遍使用SN钢材,且有一流设计师、建筑师、结构技师等建造团队操刀,一般民众在盖仓库、厂房、农舍、花棚时,因为缺乏好的用钢观念、加上建案规模不大、施工品质良莠不齐、全程交由承包商或建筑师掌控等种种问题,以及要节省成本的最大考量,使低矮建筑最容易发生偷工减料、品质出现瑕疵情形。
▲东和钢铁H型钢上烙印「THAS」(Tung Ho Accredited Steel)及「CNS SN400YB」字样,对消费者保证是真正符合耐震最高安全标准的钢材。(图/东和钢铁提供)
仅管台湾在国家标准CNS 13812「建筑结构用轧钢料」已明确规范SN材质的应用,低矮型建筑物所使用的H型钢材质仍各异,有SS、SM、A36以及SN,尤其H型钢是以理论重量为计价基准,其中又以SN成本较高,若换算成坪数比较SN和A36的价差,每坪价差约300~500元,使SN钢材难以在台推广。而目前国内以东和钢铁所生产的百分百足重SN400YB耐震H型钢,性能符合低矮型钢结构的耐震设计需求外,其钢价与无耐震设计考量的SS400、A36完全相同,让使用者或设计者在预算内经济采购,不需增加额外费用而「住」的安心。