楠木軒

地震時,低樓層和高樓層相比,誰的生還幾率高?

由 申屠仲舒 發佈於 綜合

地震時絕對安全地方只有一個:空曠、開闊的地帶。樓房中高層與低層哪個更安全?專家對此也是説法不一,大多數人認為低層更容易逃離,但地震中還要考慮到建築本身、強震來臨的速度,比如只有2秒反應時間,你住哪一層都是徒勞,建築是否會倒塌比逃離更重要。

觀點:實際上高樓生還幾率大(比如上海中心),只要是在高樓中,無論是底層還是頂層,生還幾率是一樣的。

強震來臨很快,根本反應不過來

每次特大地震中90%的死傷都是源於樓體的倒塌。因此,生還與否主要取決於建築物是否能抗住地震,而不是誰跑得快或者離出口更近。在地震強度大的重災區中,從人體明顯地感知到地震到樓體倒塌,只有短短几秒鐘的時間,這點時間根本來不及逃離。

假設你住一樓,反應快,身手矯健,逃出了樓房,還要面臨高空墜物,地面劇烈晃動,甚至是被樓體掩蓋的危險。只有震源稍微遠點的地區,才有低層優勢,跟死神爭分奪秒。

通常有足夠時間讓大家下樓並聚集在馬路、廣場上的地震都不是強震。巨大的傷亡,往往都是在你根本來不及反應的情況下發生的,説直白點:跑與不跑是一樣的,這種情況要在室內尋找安全空間(地震手冊上有很多指導,這裏不贅述),防止被牆體直接掩埋。

可以反應過來的地震

不過,如果提前接收到預警,低樓層是可以在強震之前逃離的。

地震是地殼板塊之間相互作用,爆出發的瞬間能量,這些能量會以兩種形式向外釋放。

一種是從震源處,岩石向外推進擠壓的作用,稱為P波(壓縮波)。岩石之間相互擠壓向前推進,傳播速度快,到達地表的效果是上下高低起伏,引起樓體整體上下晃動,殺傷性小。

另外一種是震源處,在岩石上下晃動的帶動下向遠處傳播,就像你手裏拿條較長繩子,手用力抖起來,繩子會像水波一樣向前傳播出去,速度相對p波慢,到達地表的作用就是使地面左右搖晃,發生扭曲,撕裂,使大樓左右晃動,倒塌。

震源較近處,P波與S波到達地面的時間間隔通常為幾秒到幾十秒。如果在第一時間感知到P波是有一定的逃離機會的。

不過,人類很難感受到P波細微的上下晃動。地震局可以監測到P波,然後通過手機、廣播、電視等途徑,發出S波來臨倒計時,這種情況低樓層的優勢就突顯出來的。

不過地震越強,離震源越近,兩波間隔時間越短。相反,如果兩波間隔時間長,説明離震源遠,震級也就小。因此對於震級較大的地區來説,建築的抗震能力要比逃離更重要。

建築的抗震

地震是地球內部能量的釋放,它作用在與地面連接的建築物上,如果建築物能震而不倒,那麼安全係數相對就高,而倒不倒取決於建築的抗震程度。從設計施工要求上講,越高的樓房,抗震等級要求越高,抗震措施也越多。

圖:抗震鋼筋會標註“E”(Earthquake地震),普通鋼筋則沒有。

建築的建設,小到鋼筋,大整體結構都有設計施工標準(偷工減料的不算),一般高樓都會按照抵抗7~8級地震的標準設計。

最為關鍵的是樓越高,地基需要“扎”的越深,越密集,且越牢固,因此高樓也更穩。但高樓有一個缺點,就是頂部會越晃越厲害,從而發生攔腰折斷或者傾倒。於是設計師會在大廈中加入一些“減晃”措施。

圖:利用軟連接,耗掉地震的能量

圖:或在頂樓懸掛重物(主動阻尼器),耗掉地震(颱風)的能量。

圖:台北101大廈阻尼器

這些方式在地震常國日本是很普遍的,日本很多房子都是木質的,而且底部鏤空,並非直接與地面連接。

這樣做的好處:

日本對於抗震等級的要求也更高、更嚴格。不過,中國人口眾多,寸土寸金,很多方案實行不了。

綜上所述:較高的樓房,可以通過建築本身的設計“減小地震等級”,因此更為安全。只要大樓不倒,無論你住在幾樓都是一樣的。

年齡不長的樓房,只要不偷工減料都可以抵抗6級以下的地震,如果震級超過8級,甚至更高,那麼頑強的摩天大樓會在矮房與小高層都倒塌的之後,最後傾倒。