從921大震  看土敘地震震害給我們的省思

兼談「循環經濟，搖籃到搖籃｣的真義(上)

湛淵源  技師/華夏科大建築系教授

1999年9月21日凌晨1點47分，南投集集發生芮氏規模7.3強烈地震，劇烈搖晃102秒後，全台陷入一片漆黑；天亮後，2,454條生命消逝，50,652間房屋全倒、53,615間房屋半倒，經濟損失高達3,622.8億元。

921大震約24年後，2023年2月6日凌晨4點，土耳其南部發生規模7.8的強烈地震，震央位於加吉安特省（土耳其語：Gaziantepili），是土耳其中南部的一個省(首府加吉安特)。加吉安特省，自古以來就是一個重要的貿易中心，也是土耳其主要的製造業聚集區之一。圖1與圖2指出，安那托利亞板塊(微型板塊，100萬平方公里以下)是位於土耳其的微型大陸板塊，東南側以東安那托利亞斷層相鄰阿拉伯板塊(次要板塊，100萬〜2,000萬平方公里)，南面和西南面是與非洲板塊(主要板塊，2,000萬平方公里以上)之間，地中海東緣海溝系統的聚合板塊邊緣，北面以北安那托利亞斷層的轉形斷層與歐亞大陸板塊(主要板塊)相鄰；正以逆時針方向轉動，而非洲板塊沉入安那托利亞板塊下。

美國地質調查局測定，該次地震震央位於土耳其加吉安特省（北緯37.174度，東經37.032度），震級為M_W 7.8級，震源深度為17.9公里，屬淺層地震^[1]。歐洲地中海地震中心測定的震級與美國相同均為M_W 7.8級。此次地震的震源位於安那托利亞板塊、阿拉伯板塊和非洲板塊這三塊板塊的交匯處附近，因此地震活動頻繁。

根據路透社報導(2023年2月26日)，土耳其近期多起地震造成的死亡人數累計上升至4萬4,128人，總計這些地震已造成土耳其和鄰國敘利亞死亡人數突破5萬人。這些地震中，最強烈的一起發生在2023年2月6日深夜，超過16萬棟建築倒塌或嚴重受損，其中包括52萬間公寓，這是土耳其現代史上最嚴重的一場災難。

司法部長博茲達（Bekir Bozdag），今天在災區之一東南部城市迪亞巴克爾（Diyarbakir），舉行的記者會上表示說，已有600多人因倒塌建築物遭到調查，被正式逮捕和還押的包括79名建築承包商、74名對建築物負有法律責任的人、13名業主和18名對建築物進行改建者。許多土耳其人，對這些人都認為是貪腐的建築作法，及有缺陷的都市開發等所造成而表示相當不滿。總統艾爾段（Recep Tayyip Erdogan）已承諾追究相關責任。

土耳其、敘利亞，6日的7.8世紀強震造成超過7,800人死亡，人數持續上升…，許多台灣民眾聯想起當年921大地震也是災情慘重，害怕強震再襲，對此中央氣象局地震測報中心主任陳國昌表示，土耳其強震的能量是921大地震的的2至2.5倍，並指出台灣陸地仍有可能發生規模7以上地震。土耳其7.8強震，讓不少台灣民眾擔心：｢台灣也位在斷層帶上地震頻繁，未來是否也會遇上這樣的強震？｣

根據《ETtoday》報導，陳國昌主任表示，許多專家預估土耳其強震的斷層長達200公里，但台灣的斷層最長僅100公里，所以台灣陸地上發生7.8強震的機率不太高。陳國昌分析，這次土耳其地震造成大量傷亡主要有3大原因：1.當地房屋耐震結構差；2.餘震不斷，總計已有破百起餘震，最大規模達到7.5級及6.0級；3.最後是7.8主震發生在凌晨4點，剛好人們都在屋內睡覺。因此陳國昌也示警：｢雖然台灣發生7.8強震的機率不高，但仍有可能發生規模7.3至7.5的大地震，千萬不可大意。｣

又，世界銀行(World Bank)表示，6日發生在土耳其南部的毀滅性地震及餘震，已在該國造成超過340億美元(約新台幣1兆456億元)的損失，而且可能更高達2倍以上重建成本。這個估計值，並沒有涵蓋敘利亞北部的災損。世界銀行亦警告說：｢持續不斷的餘震，可能會增加震災總損失。｣世銀土耳其主任(World Bank Country Director for Turkey)羅培茲(Humberto Lopez)說:「這場災難提醒人們，需要加強公共和私有基礎設施的抗災能力」；世銀也補充說明：建築蒙受損失約占總估值得53%，非住宅建築佔28%，其它諸如道路、橋梁等基礎建設約佔19%。

這一次地震發生損壞建築構造物，公家及公共工程損失較輕微(顯示較高耐地震能力)，絕大部分倒塌損壞都是屬於私有建築物設施，抗震能力顯然已不足以勝任這一次地震威脅。最近Podcast，邀請台視新聞國際中心的編譯劉人豪及攝影記者林秉州，分享遠赴土耳其直擊震災前線的親身經歷。對各大媒體爭相報導指出：｢土耳其建築法規不嚴格、政府機關鬆懈等議題。｣劉人豪說在採訪過程中，發現當地的居民都會將矛頭指向建商而非政府，有關政府事情，居民一概不回答，守口如瓶。林秉州也表示，曾有遇到受訪的居民在訪問後又反悔，請記者不要播出；當採訪團隊離開震央，抵達相對安全的城鎮進行拍攝時，卻受到當地的警察機關攔阻。

綜合國內外電報導資訊顯示，絕大部分建築構造物都是屬於鋼筋混凝土構造物，土耳其建築法規耐震設計，已有考量當地所遭受地震強度可能造成的損壞之因應規定，公有建築構造物公共工程，若有依現行法規設計施作，大部分都可以勝任此次強震襲擊；然而，對大部分民眾所擁有私有建築，設計、監造、建造和使用管制，管理過於鬆散，遇到強震時可能變成「鬆餅式建築坍塌」。

至於災民將災損成因，都指向民間建築相關廠商，而對主要負責政策執行的政府單位，卻閉口不提的現象，跟台灣或日本現況，大異其趣。土耳其負責政府建築相關單位公權執行力之落實度，是一大問號？若政府單位都不管或無力約束建築商，是否涉及人謀不臧或官商關係糾纏不清的情事，非外人可知！然而人民處於最弱勢的地位，生命財產自然保不了!

國內某NGO國際救援組織傳回來(非擷取網路資料)參考圖3，土耳其最大城市-伊斯坦堡，正在興建中建築物概況，讓我們可了解土耳其民間建築物設計、施工概況。這張照片讓技師朋友們有無限想像的空間：位於比台灣處於地震帶上更危險複雜的土耳其區塊上，建築設計與施工廠商作為，是否更大膽了些？!

圖1  土敘地震是位於安納托利亞(微型板塊) 、阿拉伯(次要板塊)和非洲板塊(主要板塊) 之間		圖2   地球板塊分布系統，包含主要板塊、 次要板塊、微型板塊、古板塊四個系統， 土敘地震發生於前三個板塊系統之間
圖3   土耳其最大城市-伊斯坦堡興建中的 6F建築物(2023.2.6日地震後拍攝)

綜觀這兩次地震，921地震是歐亞板塊(主要板塊)與菲律賓板塊(次要板塊)擠壓而引起車籠埔斷層錯動所造成；土敘大地震是土耳其(安那托利亞板塊)、阿拉伯板塊和非洲板塊擠壓，這主要板塊與次要板塊及微型板塊相互擠壓錯動，是造成土敘這一次強震的主因。

台灣歷經921地震慘痛災情洗禮，2000年(民國89年)以後之建築物耐震設計更趨完備齊全，而政府也責成內政部修正建築技術規則耐震設計專章，制定危老都更條例和建築物耐震標章等，上述措施對新建築物興建申請者，予以獎勵容積措施誘因，在在就是以民為主，站在保護人民立場作為出發點。同時，對既有建築物耐震評估補強作為，都是保護人民房產安全的積極作法。

土耳其位處於比台灣更惡劣危險板塊地帶，據勘災團傳回國內訊息指出：土耳其可能有完善的建築物耐震設計規範，但是監督人、起造人、設計建造人、承造人等，沒有嚴謹執行這些耐震設計規範，施作品質不甚理想。

另，從民間國際賑災團體所帶回Youtube，作者以電腦(Print Screen Sys Rq)截圖，小畫家處理過影像，初步判讀供讀者參考解讀這一次災情：災區震央處，原本平順地形種植橄欖園區，地震後變成一大峽谷的場景，當地居民一目睹園區景象，驚悚不已！而高層建築一般設計施作品質理應較優質較耐震，但其中兩棟建築(7.5餘震)硬生生倒塌，如「鬆餅式建築」景象，幾乎是全毀成一平盤狀，裡面若是還有住戶未逃出，也很難有活命機會。其他部分土耳其與大多數敘利亞建築物倒塌場景，大部分都是碎成細粒粉塵狀，鋼筋混凝土施作品質，相當差，也難怪土耳其老百姓一致將矛頭指向建築商、設計廠商、建築廠商等等，土耳其政府也通令各機場、港口、道設路障等措施，通緝逮捕建築廠商相關人員，據聞已經逮捕160餘人了；但是唯獨對政府相關建管人員應負的責任，國內外媒體均無此項報導，煞是不可思議的現象。

回憶921地震，中部某高層建築與石岡壩倒塌，建築物是碎成塊狀，而石岡壩被抬起約10公尺。政府與民間均震驚於地震的無情，於是政府立即著手於：建築耐震修正、地震工程教育(如IDEERS國際建築抗震競賽、921地震教育園區)、耐震標章、危老建築都更條例、既有與校舍耐震補強等等措施的啟動，全民齊心全力投入抗震工作，歷經25年左右，成果越來越豐碩。

反觀土敘大地震之後，根據路透社的報導，土耳其總統艾爾段(Recep Tayyip Endogan)所領導的執政黨，執政20年中，推動經濟成長，持續支持房地產業及一系列興建建築的措施：2018年推出所謂的「分區特赦」，以利未註冊的民間建築工程合法化，總計有1,000萬人申請房屋建築「特赦」，其中180萬人申請被接受。業主僅需要補繳註冊建築費用與各項稅費，建築物就可以就地合法化（據官員表示，在土耳其2,000萬棟建築物中，其中50%以上皆違反建築規範），如此政策｢以補繳費用替代結構補強，民宅建築物即能耐震｣，不是腦筋有問題，就是市民命如草芥，令人啼笑皆非。土國政府自有的耐震設計規章，僅用在公有建築上，因而此次大地震百姓死慘重傷，真是其來有自。

「循環經濟-搖籃到搖籃」的真義

從另一角度觀之，921地震倒塌房屋是屬於「軟腳坍塌建築」；而土敘地震倒塌房屋是屬於「鬆餅式全毀坍塌建築」。環視本次地震建築物災損照片，對比921地震建築物損壞鋼筋與混凝土裸露外觀判斷，顯示梁柱接頭脫落，箍(肋)筋稀疏鬆脫，混凝土碎成塊狀，與鋼筋接著握裹力不足等。從土敘地震後災損審視，鋼筋稀疏散落分離，看不到鋼筋與混凝土握裹在一起，也看不到箍(肋)筋的痕跡，而且滿地看到混凝土破碎成似白色粉狀，混凝土幾乎無品質可言。換句話說，這些混凝土建築物的設計與施工品質，真是虞慮重重，毫無耐震能力可言；這些災區的老百姓與建築物，除了承受大地震危害外，尚有內戰砲彈轟擊的威脅，真是雪上加霜苦不堪言!

土敘地震後百廢待興，首先是地震災區場域的整頓、清除，再談復建措施，以及未來建築結構物耐震設施盤點及加強工作，都應同步進行。

本文針對地震災後巨量龐大廢棄混凝土處置作業，提供建言，以實踐從「循環經濟」-「搖籃到搖籃」^[2]的積極作為真義。

「循環經濟」的概念，是由兩位英國環境經濟學家，大衛·皮爾斯和R·克里·特納（R. Kerry Turner），於1989年提出的。在《自然資源與環境經濟學》中，他們指出｢傳統的開放式經濟，是在沒有內在循環傾向的情況下發展起來的｣，此概念是將環境視為廢物的大水庫。

Walter R. Stahel ，在1970晚開始「搖籃到搖籃（相對於搖籃到墳墓）」的論述，與Product-Life機構，共同致力於發展封閉式循環的商品製程。與線性經濟造成的資源衰竭不同，「循環經濟」認為是建立在『物質的不斷循環利用』上的經濟發展模式，形成「資源、產品、再生資源」的循環，使整個系統產生極少的廢棄物，甚至達成零廢棄的終極目標。「循環經濟」相信：只有放錯地方的資源，沒有真正的廢棄物。進而從根本上解決經濟發展與環境衝擊的矛盾。

圖4[3]  上廢棄混凝土「循環經濟」策略  [3]下廢棄混凝土龐大處置空間堆積		圖5[3]  上 廢棄混凝土「循環經濟」粒料處置 [3]下      已處置廢棄混凝土作為粗細粒料
圖6  天然與回收粗細粒料(A粗)及(B細)粒料界面(ITZ)示意圖[3]

地震災區廢棄混凝土，可說是由原材料(天然砂石)，加上水泥漿(水+水泥+化學礦物摻料)組合而成之混凝土，提供建築構造物使用，是一種原材料(「搖籃」)角色。地震後崩垮碎裂之物，以「循環經濟」回收再利用，用於設計製作其它工程構造物(諸如，建築結構混凝土粒料、路工級配粒料、透水鋪面、透水磚、人工魚礁、紐澤西護欄、CLSM、地盤改良劑等等) ^[4]，變成另一種用途之『原材料-回收粒料「搖籃」』。

混凝土這個中文字為「砼」（音與同或童），意義為人工石(水泥+水+摻料+粗細粒料)，經由人工攪拌、製作硬化後變成人造石子，其中粗細粒料約佔有2/3以上體積。因此，已經廢棄混凝土，也可回收再生利用變成「人工粗細粒料」，如圖4與圖5，成為另一種成品的原料-「搖籃」。在自然環境能資源日益匱乏，尤其是天然粒料越趨短缺更為嚴重之際，「循環經濟」提供一解決藥方，將回收廢棄混凝土，作成人工粒料，用途上參考表1。921災損建築廢棄物如表2，從這些圖表顯示最大宗就是混凝土與鋼筋，而廢棄鋼筋幾乎全部可回收利用，被稱為綠建材；其它為混凝土，將作成另一項成品的原材料。回收混凝土作成人工粒料(回收粒料)，到底是否可以應用在建築結構混凝土上使用，見表3和表4。表3指出天然與回收粒料差異，最大不同處在比重與吸水率的差異性，回收粗粒料比重較低約10%、細粒料約5%；吸水率相差約6.65%(粗)與1.31%(細)，回收粒料品質低於天然粒料。在日本，回收粒料用於建築結構混凝土，約可設計強度在180〜210 kgf/cm²，或用於無筋混凝土等。(待續)

為何回收粒料無法替代天然粒料，從圖6可得知，天然粗細粒料，在混凝土內部與水泥膠結漿界面只有一個(ITZ₁)；而回收粒料，將會產生三個界面(ITZ₁、ITZ₂、ITZ₃)。界面是複合材料-混凝土內最弱的一環，天然粒料混凝土遠比回收粒料混凝土，強度高出許多；日本廢棄混凝土「循環經濟」種類與用途，見表4，回收製成回收粒料，建議可使用三型混凝土：第1型抗壓強度180〜210 kgf/cm²，可用於鋼筋混凝土或無筋混凝土；第2型及第3型用於180〜160 kfg/cm²及160 kgf/cm²以下。此三型混凝土用於較不重要結構體、或非結構體，及用於建築基礎打底(設計強度=140 kgf/cm²)混凝土，頗為適當。

表1 國際廢棄混凝土再生粒料與廢棄土石方「循環經濟」應用案例(含台灣研發應用)

表2  廢棄物組成分類(黃榮堯，內政部建築研究所1998)

表3  混凝土再生粒料與天然粒料基本性質差異(佐藤健，賴克富，台灣礦業2002)

表4  日本廢棄混凝土「循環經濟」種類與用途(河源廣隆，再生混凝土1996)

註:黑色(Bold)字體為台灣建築中心綠建材標章建議的用途。

表5為國內採用921回收粒料做成混凝土強度發展，配比是採用台科大名譽教授黃兆龍博士，研發之「緻密配比設計法」，運用飛灰與爐石粉和水泥與摻料及回收粒料設計(CER與CEN)，並應用ACI配比法設計(CCR與CCN)，上述所得配比進行28、56、91天抗壓強度測試，結果顯示CC(傳統)組比CE(緻密組)組強度高，唯91天時，CC傳統設計組強度有下降現象，CE組強度初期(28天)低後期(91天)一直成長，這是「緻密配比設計法」的優勢，而且水泥用量低，水泥強度效益高(表5右側)，因此若以回收粒料設計建築結構混凝土，以f’_c+70 kgf/cm²，使用表5，可以設計210〜280 kgf/cm²，於低層建築物(含5F以下)，在工作性、安全性、耐久性、體積穩定性等，都足以可以勝任^[5]；高層建築(含)以上暫不建議採用，除非有更具體研究使用佐證時。

廢棄混凝土「循環經濟」的「搖籃到搖籃」應用，在荷蘭、日本、台灣等地，正如火如荼朝此方向前進；至於土敘災損重建工作，或許土耳其粒料天然資源不虞匱乏，但根據「循環經濟」的精神與「搖籃到搖籃」真義，在混凝土結構混凝土、非結構性和與無筋混凝土的應用，甚至可用於CLSM與地盤改良劑等等措施，都可以使物命延續不斷，土敘大地震後對土耳其政府與世界銀行建言，應該痛定思痛，翻轉當地既有耐震策略的失誤，將人民的大小事情，尤其建築物耐地震，都擺在第一優先，才是政府永遠執政的良策。

表5  回收粒料混凝土硬固性質

結語

台灣於921地震(20世紀)後，隨即政府與民間動員新舊建築構造物耐震設計、清查盤點、復建措施等等不遺餘力，主要在確保人民居住使用安全；土敘地震(21世紀)後，當地政府民間指責建築商與究責，而忽略了政府是應站在保護防護人民生命財產安全的重任，「他山之石」可以攻錯，日本與台灣之建築構造物，抗震耐震設計施作，是可供借鏡。透過「循環經濟」與「搖籃到搖籃」作為，則可提供建築寶貴資源，善盡利用的機會，期盼災區重建工作順利推展，讓苦難災民能有一更安全遮風擋雨，耐震抗震的建築構造物，政府需要有『大(強)震不倒』的思維！

參考文獻

1.  Google搜尋，維基百科地球板塊系統，2023.3.12 10:12分點閱。

2.  Google搜尋，維基百科循環經濟，2023.3.12 12:25分點閱。

3.  Recycled concrete aggregates，search time: 2023.3.12 10:23。

4.      張大鵬，黃兆龍，再生混凝土手冊之研擬，內政部建築研究所委託研究案，PG9403-0691(094-30170000G1-006)，94年12月。

5.   Tu, T.Y., Chen, Y.Y. and Hwang, C.L. (2006),"Properties of HPC with recycled aggregates", Cement and Concrete Research, Vol. 36, No. 5, pp. 943-950.