山陀兒與賽洛瑪颱風
陳純森 技師
國立高雄大學土木環工系 教授級專技
國立成功大學建築研究所 教授級專家
前言
山陀兒與賽洛瑪颱風,共同締造了一些風災奇特的事蹟,兩者都從高雄登陸,也都造成不同屬性之毀壞。這兩個颱風與莫拉克颱風最大的差別是,前兩者屬於風災,而後者屬於水災。
山陀兒颱風
強烈颱風山陀兒於本年(2024年)10月3日中午12:40在小港登陸後,並未如各國預期向北繼續前進,出不了台灣,於10月4日凌晨5時迅速減弱為熱帶性低氣壓,而「死」在高雄上空。驗證了俗話說「人算不如天算」。成為颱風史上第2個消散在台灣的颱風,過往曾經「死」在台灣的颱風為2001年的潭美颱風,在台東登陸後亦快速減弱為熱帶性低氣壓。依照氣象署網頁之記錄山陀兒之行徑如圖1。
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圖1 山陀兒路徑圖 |
秋天的颱風動態相當詭異也難以預測,且繞道巴士海峽從高雄登陸相當罕見。山陀兒颱風之局部陣風在高雄港第2港口測得高達17級,其暴風圈壟罩高雄市超過60小時,颱風眼停留於高雄市約10小時,造成高雄市之地標85大樓搖晃不停,幸好該大樓設有風力阻尼。
山陀兒颱風的災害
山陀兒颱風在高雄市小港、前鎮與屏東之沿海地區造成嚴重損壞,招牌多處吹落、貨櫃翻箱倒櫃、交通號誌故障、基地台從天而降、第四台無法收訊、電桿整排折斷、樹木舖街,鐵皮散落、路面玻璃碎片狼藉、道路寸步難行、排水溝渠到處堵塞;居家淹水與漏水比比皆是、停水30萬戶、停電8萬餘戶、大樓電梯故障、234所學校電力設備毀損、門窗破碎、圍牆倒塌、校園樹木連根拔起,災情十分慘重。
颱風假之記錄
颱風過後,高雄市與屏東縣政府為了整頓市區,讓市民修復家園,在颱風消散之後依「天然災害停止上班上課作業辦法第四條第3款」之規定宣布停班停課,連續放颱風假4天,打破有史以來之紀錄。
賽洛瑪颱風
1977年7月25日上午9:10的賽洛瑪颱風亦繞經巴士海峽從高雄登陸,於台中港附近出海,路徑詭異,環流雖小卻很紮實,局部陣風高達16級,賽洛瑪颱風亦造成高雄沿海地區嚴重損壞。其路徑如圖2。
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圖2 賽洛瑪颱風路徑 |
工程相關技術探討
一、 招牌懸掛法
颱風地區的招牌看板,用懸臂式吊掛非常不適合,因為受風面作用十分強烈,許多非颱風區之外國都用貼壁式固定招牌,值得國人省思,國內應大刀闊斧修法改善,不能因為營業的方便而忽略了安全性。雖然有人認為可用技師簽證加強安全,但原則上這種做法是不符合地緣情勢的。
二、纜線地下化
纜線與電線的地下化已經醞釀許久,架空的纜線或電線除了有礙市容觀瞻之外,也有相當程度之安全顧慮,地下化之作業效率有待加強。
三、 水密性構造
建物的滲漏一直困擾著居民,滲漏之位置不外乎窗框門框、壁體與頂版。前者容易發覺抓漏,但壁體的滲漏常常找不出源頭,無法根治,其實共用住宅平時的漏水也造成不少的糾紛。有很多的壁體滲漏來自於混凝土或水泥砂漿的水密性太差,當降雨延時較長時,牆外的雨水就由整片壁體滲漏進來,俗話說:「醫生怕治咳嗽,師傅怕抓漏。」壁體先天的水密性太差是無法用抓漏治療的,必須在施工時就要預防。特別是混凝土與水泥砂漿之攪拌不能添加過多的水量,一般混凝土的用水量約40%就與水泥產生化學反應,完成水化作用,實務之配比因考慮砂石之吸水性與操作需求,用水量會稍微提高至50%~55%,但超過的剩餘水珠會游離在混凝土或水泥砂漿內部,日後乾固則成為微米級之孔隙或蜂窩,所以抗壓強度降低、水密性也會很差,且容易造成日後的白華與壁癌,所以混凝土或砂漿的調配,除了應盡量減少用水外,更應嚴格禁止二次加水。
許多建物的屋頂防水層經過大幅翻修,事隔兩三年又再度從邊角滲漏水漬,特別是雨季或颱風季滲漏更厲害。追根究底,大部分的邊角滲漏是來自於屋頂女兒牆與頂版的接縫施工不良,未達到密接,屋外的雨水從該等冷縫滲入後,沿著毛細空隙向室內滲漏,而這些滲流行徑,無論屋面的PU、防水毯、油毛氈或壓磚滴水等,都是無法攔截的,難怪翻修還是失效。所以最根本有效之方法,就是施工時確實做好冷縫的密接。
四、 深根植栽
山陀兒造成的樹木災情十分嚴重,許多樹木都是連根拔起(照片1),也有不少樹木被攔腰折斷(照片2),難得看見護樹團體欲振乏力。平時的工程為了移動幾棵樹,護樹團體就頻頻發聲抗議,屢下指導棋,此次的嚴重風災造成交通癱瘓(照片3),只有聽命於搶修單位的全權處理了,畢竟民生問題還是比樹木存活重要。
俗話說:「樹根夠穩重,不怕樹尾刮颱風。」樹木之所以被風拔起,除了風力超強以外,其實主要原因是樹根在地表的竄根(照片1、照片4)。如何避免樹木竄根,必須回歸植物的生長原理,樹木的樹葉有向光性,光線充足的地方樹葉會長得很茂盛;而樹根則是向水性,何處有水分樹根就往何處延伸生長。基於此等原則,植栽的樹穴必須填充透水性較佳之沃土,將地面水快速引導至地下,否則當樹穴都是黏土時,雨水都殘留在地表上,當然樹根都往地表生長而造成竄根,此次風災也確實有此現象,地表的不透水層太厚了。工程上常用的導根版或導根牆如果忽略這個原則,勢必功虧一潰。
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照片1 連根拔起 | | 照片2 攔腰折斷 |
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照片3 道路癱瘓 | | 照片4 地表竄根 |
五、彩鋼固定工法
1977年(民國66年)7月25日賽洛瑪颱風行經高雄港時,高雄港之8部貨櫃起重機全部遭殃,賽洛瑪颱風也重創了許多工業廠房,石棉瓦浪板建材因而沒落,卻興起了彩色鋼浪板的行業,改變了台灣的工業生態。
當賽洛瑪颱風肆虐高雄港時,當時幾乎所有廠房之屋面與牆面都採用石棉浪板(asbestos corrugated sheet),該等石棉浪板之材料亦均符合CNS之規定,材料本身強度並無問題,惟浪板與桁條(purlins)之固定係將鉤釘旋轉後倒鉤固定,參見圖3左圖。當颱風侵襲時,其局部之強烈陣風向下擠壓浪板,造成鉤釘鬆脫並回復原位,後續之負風壓瞬時將浪板與鉤釘同時掀起,其鄰近之浪板則宛如翻書一般,逐片被陣風掀開,造成巨大毀損。
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圖3 屋面板固定之方式 |
由於賽洛瑪颱風之肆虐,且傳聞石棉材料可能對人體之健康有害,業界普遍不願使用石棉浪板作為屋牆面之材料,適逢當時新興之彩色鍍鋅浪板(colored galvanized iron sheets,俗稱「彩鋼」)正在台灣試用,且彩鋼係採用不銹鋼之自攻螺絲(self-tapping screw)鑽進桁條內部,參見圖3右圖,不致受到風壓之作用而鬆脫,耐風性比鉤釘工法為佳,故賽洛瑪颱風過後,彩鋼之屋面均毫無損傷。當時彩鋼均為進口品,價格其貴無比,1977年彩鋼材料每公噸FOB日本港口美金600元(1US$=NT$40),不包括施工費用,彩鋼之市場仍然蓬勃興起,直到今日,可說是拜賽洛瑪颱風之賜。
用自攻螺絲固定彩鋼固然可以經得起負風壓之風吸考驗,可惜釘孔容易滲漏雨水,所以部分彩鋼業者採用壓釦方式固定,消除螺絲孔漏水之顧慮,其彩鋼斷面如圖4樣本所示,惟此種壓扣之固定方式難免會受到風吸之負風壓掀開,所以接合介面之細節必須特別考量,以免賽洛瑪颱風損壞石棉瓦的歷史重演。
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圖4 壓扣式彩鋼 |
結論
總之,天然災害固然難以防止,但身為工程人員應盡自身的專業知識與經驗,讓災害減至最小,是義不容辭的責任。
參考文獻
1.氣象署颱風資料庫。
2.工程事件之鑑識預防與法務,陳純森,科技圖書。
3.工程材料,陳純森,科技圖書。