建築物構造分類及使用狀況調查—台北市示範區第一期計畫

全文

(1)內政部建築研究所. 研究計畫成果報告. 建築物構造分類及使用狀況調查 —台北市示範區第一期計畫. 計畫主持人：詹顧問：陳共同主持人：蕭蔡研究人員：陳李. 添煌添得昶景. 全城進時良亮. 研究單位：中華民國結構工程學會中國技術學院建築工程系委託單位：內政部建築研究所計畫編號：MOIS 891008-2 執行期程：八十八年十月至八十九年十月中華民國八十九年十月二十二日.

(2) 內政部建築研究所研究計畫成果報告. 建築物構造分類及使用狀況調查 —台北市示範區第一期計畫. 計畫主持人：詹添全顧問：陳煌城共同主持人：蕭添進蔡得時研究人員：陳昶良李景亮研究助理：盧岡良、劉東秉、高德育、林勤富研究單位：中華民國結構工程學會中國技術學院建築工程系委託單位：內政部建築研究所計畫編號：MOIS 891008-2 執行期程：八十八年十月至八十九年十月.

(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Building Construction Classification and Use Situation in Taipei Demonstration Area (I). BY CHAN TIAN-CHYUAN HSIAO TIEN-CHIN TSAI DER-SHYS CHEN CHANG-LIANG LEE JIN-LIAN CHEN HWUNG-CHENG.

(4) October 22, 2000.

(5) 摘. 要. 關鍵詞：HAZ-Taiwan、建築物構造分類、建築物使用狀況本研究旨在配合防災國家型科技計畫推動「HAZ-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統」中，關於「地震防救災決策支援系統」所需建築物基本資料建置工作，以台北市示範區為調查對象，調查資料則以 HAZ-Taiwan 設定之項目為範圍，包括建築物構造分類及使用狀況。本研究依照台北市都市計畫使用分區分類，按住宅、商業、工業、政府機關(行政)等使用分區抽取各行政區所屬各里調查建置建築物基本資料，共計調查 38 里 6285 棟建築物，其中住宅區 3599 棟，商業區 1791 棟，工業區 596 棟，政府機關(行政)299 棟。並將其整理分類為三種對應關係，一、都市計畫分區：住宅區、商業區、工業區、行政區、文教區等；二、開發年代：有前、後期之分；三、都市化程度：有市中心區、郊區之分等。由調查結果顯示，就平面造型調查結果，以矩形最多〈約 90%〉，其次為 L 形〈約 3.2%〉。就樓層調查結果，以 4~7 層最多〈約 52%〉，其次 2 為 1~3 層〈約 40%〉，就單層樓地板面積調查結果，以 200m 以下最多〈約 45%〉，其次為 200~400m2〈約 18%〉，就建築物使用調查狀況結果，以連棟住宅最多〈約 62%〉，其次為獨棟住宅〈約 20%〉，就建築物構造形態調查結果，以 4~7 層具磚牆或 RC 強之 RC 構架最多〈約 52%〉，其次為 1~3 層具磚牆或 RC 強之 RC 構架〈約 38%〉，就建築物設計年代調查結果，在此次調查 6285 棟建築物中，有設計年代紀錄者僅有 2532 棟，缺乏紀錄者高達 60%，以 63~71 年最多〈約 37.36%〉，其次為 63 年以前〈約 32.66%〉，71~78 年〈約 16.43%〉，78~86 年〈約 12.48%〉。由本研究調查結果推估台北市區建築物棟數約達 74000 棟，本研究案此次調查僅取代表性區里完成 6285 棟，不及總數之 1/10，建議應由政府主管機關編列預算，進行全面性建築物調查，俾早日完成基本資料建置工作。就建築物構造型態調查結果，以 7 層以下具磚牆或 RC 牆之鋼筋混凝土構架最多，顯示現有建築物構造，大部分屬耐震能力較差之型態，應予重視並謀求改善對策。.

(6) ABSTRACT. Keywords: HAZ-Taiwan、Building Construction Classification、Building Use Situation The main purpose of this study is to collection and set up the Taipei demonstration area building information of the HAZ-Taiwan seismic loss estimate of the advanced disaster management decision support system, also to support the processing of national disaster protection plan by the National Science & Technology Program for Harzards Mitigation. Therefore, this study collection the building information contains the building construction classification and building use situation In this study, We collection the building information of the Taipei metropolitan district area，for the residential area are 3599 buildings, for commercial area are 1791 buildings, for industrial area are 596 buildings, for the government office building area are 299 buildings, Total 6285 buildings in 38 county. The estimate results of this study as：The horizontal planning form of building are rectangular shape (90%), L-shape (3.2%). The stories of building are 4~7 stories (52%), 1~3 stories (40%), The plan area of single story are under 200m2 (45%), 200~400m2 (18%), The building use situation are the apartment building (62%), The single house (20%), The types of construction system are the 4~7 stories rigid frame with brick wall or R.C. wall (52%), The 1~3 stories rigid frame with brick wall or R.C. wall (38%), There are 2532 buildings can find their design age, Designed in 1974~1982 (37.36%), Designed Before 1974 (32.66%), Designed in 1982~1989 (16.43%), Design in 1989~1997 (12.48%), but more than 60% building’s design age are missing. It could be more than 74000 buildings in Taipei city, But there are only 6285 buildings to be set up in this time, We hope the government must estimate his budget as much as possible in the future, That is enough to spend to do this job. And all the building information can set up as soon as possible..

(7) 目. 錄. 第一章緒論 1-1 研究動機及目的……………………………………………………….1 1-2 研究範圍及內容……………………………………………………….7 1-3 研究方法及流程……………………………………………………….7 1-4 文獻回溯…………………………………………………………10 第二章 HAZ-Taiwan 地震災害決策支援系統分析 2-1 前言…………………………………………………………………12 2-2 HAZ-Taiwan 決策支援系統架構分析………………………………12 2-3 HAZ-Taiwan 系統災害模擬…………………………………………20 2-4 HAZ-Taiwan 系統建物型態分析……………………………………22 2-5 HAZ-Taiwan 損失估算模式及決策支援系統的應用………………23 第三章 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物資料庫之建置與調查 3-1 HAZ-Taiwan 台北市示範區選擇分析…………………………….26 3-2 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物平面造型分類之建置與調查…36 3-3 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物樓層數之建置與調查………36 3-4 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物單層樓地板面積分類之建置與調查…………………………………………………………………………36 3-5 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物使用狀況之建置與調查………37 3-6 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物結構型態之建置與調查………40 3-7 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物構造分類之建置與調查………41 3-8 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物年代分類之建置與調查………42 第四章 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物資料庫統計分析 4-1 HAZ-Taiwan 台北市示範區基本資料概述…………………………43 4-2 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物平面造型調查統計分析………68 4-3 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物樓層數調查統計分析…………78 4-4 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物樓地板面積調查統計分析……89 4-5 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物使用狀況調查統計分析……100 4-6 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物結構型態調查統計分析……122 4-7 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物構造分類調查統計分析……144 4-8 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物構造分類及使用狀況交叉統計分析………………………………………………………………166 4-9 HAZ-Taiwan 台北市示範區調建築物構造分類及樓層數交叉統計分析……………………………………………………………190 第五章. HAZ-TAIWAN 台北市示範區建築物資料綜合統計分析.

(8) HAZ-Taiwan 台北市示範區調查統計……………………………212 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築平面造型調查綜合統計分析…214 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物樓層數調查綜合統計分析…218 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物樓地板面積調查綜合統計分析…………………………………………………………………222 5-5 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物使用狀況調查綜合統計分析 226 5-6 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物結構型態調查綜合統計分析 234 5-7 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物構造分類調查綜合統計分析 242 5-8 HAZ-Taiwan 台北市示範區建築物設計年代分類調查綜合統計分析…………………………………………………………………250. 5-1 5-2 5-3 5-4. 第六章結論與建議 6-1 結論…………………………………………………………………251 6-2 建議…………………………………………………………………252 參考文獻……………………………………………………………………253 附件一、內政部建築研究所建築物構造分類及使用狀況調查— 台北市示範區第一期計畫調查表……………………………255 附件二、期中諮詢會議專家意見及處理情形一覽表……………………256 附件三、期末評核會議專家意見及處理情形一覽表……………………258.

(9) GPN：002244890832 ISBN：.

(10) 建築物構造分類及使用狀況調查︱台北市示範區第一期計畫. 內政部建築研究所. 89.

(11) 建築物構造分類及使用狀況調查 —台北市示範區第一期計畫出版機關：內政部建築研究所電話：（02）27362389 地址：台北市敦化南路二段 333 號 13 樓網址：http://www.abri.gov.tw 出版年月：89 年 10 月版（刷）次：第一版工本費： GPN：002244890832 ISBN：.

(12) 第一章. 緒. 論. １－１研究動機與目的 (一) 研究動機. 台灣位於歐亞大陸板塊與菲律賓板塊交界地區，地震頻繁；又位於溫帶與熱帶之交界，屬於副熱帶季風區，災害天氣現象如颱風、豪雨、乾旱、寒流等發生機率甚高，常常造成生命財產之重大損失。根據 1961 年至 1985 年之資料，台灣地區平均每年氣象災害之損失約為 98 億元(折合 1984 年的實質貨幣；謝和陳[1]，1985、1986)，其中水利設施(包括防洪工程、海堤工程、灌溉工程)損失佔 43.5%，農業損失佔 28.6%，其他如交通、電力、電信等設施，漁業、房屋及雜項損失等合計佔 29.7%(圖 A)；人員傷亡亦達 400 人以上。這些損失主要是由於 7 至 10 月之颱風(佔 70%) 及 5、6 月之豪雨(約佔 26%)所造成，乾旱與寒流所造成之損失則各約佔 2%。雖然因特殊氣象而引起的人員傷亡和房屋損毀數目有逐年減少的趨勢，但水利設施與農業等之損失卻沒有逐年減少。. 1.

(13) 圖 A 台灣地區平均每年氣象災害損失台灣在地質環境上位於環太平洋地震帶上，地震多。從過去二百多年的資料來看，台灣地區平均約十年就有一次大災害的地震發生；至於災害較小的地震，平均每年約有一次。在本世紀裏最大的一次震災是在民國 24 年發生，震央在關刀山，死亡人數超過 3,000 人，受傷人數約 12,000 人，房屋損毀 54,000 餘戶，其他農工商業之損失尚未計入。一個社會的震災潛能(Earthquake Loss Potential)是與該社會的人口及經濟建設成比例增加的。由台灣地震歷史紀綠來看，最近數十年來發生的大地震數目偏低，因此往後的時日，台灣發生大地震的可能性是高的。再考慮目前台灣地區的經濟與人口數，震災潛能實不可忽視。雖然殷商大夫夏革就已敘述到台灣，當時他稱台灣為岱輿或員嶠(見「列子•湯問篇」)。此後，陸續就有不少人由大陸到達台灣。但最早有關台灣地震的記載是荷蘭人留下。荷蘭人凡倫泰因所著「新舊東印度誌」記有：一六二四年(明代天啟四年)，荷人佔領台灣；旋即開始建築「海地」等城堡，最先感覺驚愕著為台灣附近地形之隆起與大量泥沙之堆積，颱風及當時連續不斷之地表。到了永曆十五年(西元一六六一年）黃叔璥的「台海使種」之「赤嵌筆錄•記異」中提到：荷蘭為鄭成功所敗，地大震。清朝之主台灣之後，官代的地震記錄就散見在各種的府志、縣志、摺章和史科上。當然也有不少民間的記錄。這些歷史檔案，故台大歷史系方豪教授曾加以整理，並於五十七年出版「廿世紀以前台灣地震紀錄彙考」。後來台大歷史系徐泓教授在國科會支持下，將這些史料再加整理；並加上霜雪冰雹、旱災、洪災與風災史料，出版了「清代台灣天然災害史料彙編」。雖然標題為清代，但實際上也含有明代的少許史料。最近幾年來有兩位地震學家應用現代地震學的知識，分析這些史料，以推部份較大地震的最大震度和規模。徐氏(徐明同 1983、1985 年) 分析了廿八個歷史地震；而蔡(Tsai, 1985)分析了第一個。依據他們的分析，最大的歷史地震發生於清光緒十九年三月二十六日(西元一八九二年四月二十二日)，震央在台南安平附近，規模達 7.5。所幸這次大地震沒有造成重大災害。造成最大傷亡的歷史地震是清同治六年十一月十三日(西. 2.

(14) 元一一六七年十二月十八日)的基隆外海地震，這次地震引成大海嘯，造成數百人死亡。(幾個比較大的歷史地震列於附表二。) 行政院國家科學委員會自民國七十一年起推動三期五年之大型防災計畫，產官學界亦投入災害防救工作。惟大部分之研究結果未經適當之整合，難發揮實質之功效，因此國家科學委員會為因應行政院於八十三年頒布「災害防救方案」，且於八十六年九月完成「防災國家型科技計畫」規劃報告，並自八十七年開始第一年計畫之實施。該計畫中有關地震及地震工程之災害防治研究可分為三種層次。一、為持續性之地震及地震工程研究，關於減少地震災害之技術二、為災害性地震發生時之因應對策相關之研究三、為災害發生時之復建手段由於以上三種層次牽涉廣泛，為整合各部會之相關研究，使其真正落實於防災上，此為期三年之防災計畫有關防震方面期望達成之目標定為：地震發生時重要建築物（含學校、醫院、消防單位、警政單位、政府重要機構）及維生線（橋梁、道路、通訊、電力及給水系統）應維持或有能力緊急恢復其應有之既定功能（以救災之功能為主）。為造成此目標，其相關之研發工作可包括： (1) 地震災害潛勢 (2）地震災害危險度分析 (3）地震災害境況模擬 (4）防救災技術之建立及防救災對策之研擬 HAZUS-97 經防災國家型科技計畫規劃小組專家學者的實際瞭解，此一地震災害評估決策支援系統的整體架構，對我國地震災害防救計畫之研究具有頗高的實用價值。為使防、救災工作能真正落實，並提供防、救災支援決策參考，又基於自行研發所需經費龐大與爭取時效等因素之考量，經國家科學委員會與經濟部技術處研商後，共同引進 HAZUS97，並委託美國 Risk Management Solution 公司與資策會合作修改為適用於台灣地區的「HAZ-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統」。除了相關技術的引進外，同時在 HAZ-Taiwan 的發展過程中，希望能藉由技術轉移的 3.

(15) 經驗學習，進一步推動台灣本土之防救災相關基礎研究，從而迅速建置一套國內通用的防救災決策支援系統。因此 HAZ-Taiwan 除可作為未來國內地震災害防救決策之輔助工其外，對整個防災國家型科技計畫中，各項災害防救決策支援系統之研究發展而言，亦其有充分的示範意義。. (二)研究目的. 在「防災國家型科技計畫」中為有效建立防救災決策支援系統，並整合國內現有之防救災相關資料以建立完善的資料庫，資訊研究群於計畫階段年中擬定了防救災相關研究資料需求分析及資料庫之建置之工作項目及目標，以期能在計畫內整合目前國內已有的防救災研究成果及資料，並落實防救災決策支援系統之應用：該工作的主要目標在分析各防災相關研究所需及所將產製之資料項目、型態及格式，以避免日後整合困難。其具體目標如下：各防災相關研究資料需求分析。各防災相關研究資料產製項目、型態及格式之分析。研議防災相關研究資料建構之格式及作業要點以供各單位建構資料時之參考。研擬 HAZ-Taiwan 基本資料清單(空間圖層及屬性)。研擬境況模擬模式所需資料清單(空間圖層及屬性)。防救災決策支援系統之雛形系統架構之研擬。. 該工作為配合防災國家型科技計畫辦公室「防災國家型科技計畫」之整體架構，負責防救災決策支援系統之規劃及建置工作。結合學術機構及政府相關部門，有系統地推動上、中、下游防救災資訊科學研究工作，整合研發成果轉化成可以落實應用於防救災業務的科技。該計畫亦按災害類別包含四項子計畫，分別為「颱風防救災決策支援系統之研究」、「洪水防救災決策支援系統之研究」、「土石流防救災決策支援系統 4.

(16) 之研究」、「地震防救災決策支援系統之研究」等四項，分別與其相關之災害研究群及政府部門相配合，規劃建置適用的決策支援系統。其具體目標如下：. 基本資料蒐集。各類別災害防救災決策。支援系統研究群成立。與各災害相關研究群聯繫、協調及技術支援。決策支援系統架構之整體規劃及雛形系統建置。. 本報告將針對資訊研究群於「防災國家型科技計畫」預備年期間，彙整上述所提出之工作項目與目標之執行成果，並進一步擬定未來後續工作之項目與目標。. 為測試 HAZ–Taiwan 本土化之成效，在全面推動前，防災國家型科技計畫辦公室擬先選擇示範區實施。示範區之選擇經其評估後，選擇台北都會區及嘉南地區兩個高震害地區。因此，HAZ-Taiwan 在其發展過程中，須配合上述二示範區之實施，除將 HAZUS-97 適當地本土化外，並將相關技術轉移至國內。本研究計畫即為為配合 HAZ-Taiwan 軟體進行建築物之危險度分析所需之建築物基本資料，蒐集台北地區示範區建築物之構造形式、用途、結構型態等，並供後續其它相關研究選擇有代表性之結構型態，建立不同構造建築物(如鋼構、RC 構造、含剪力牆結構或 MRF 等)之危險度曲線，即建立不同地表 PGA 影響不同構造物之損壞標準。並設法與 HAZUS-97（1997 美國災害管理系統）有關建築物危險度分析方法結合，以作為分析建物損壞評估之參考。. 本計畫主要目標在配合「防災國家型科技計畫」之整體架構，關於地震防救災決策支援系統之規劃及基礎資料建置工作。該計畫主要目的. 5.

(17) 在結合政府建管及防災相關部門，有系統地協助推動上、中、下游防救災資訊科研工作，整合研發成果轉化成可以落實應用於防救災業務的科技。目前之防災計畫係按災害類別包含四項子計畫，分別為「颱風防救決策支援系統之研究」、「洪水防救決策支援系統之研究」、「土石流防救決策支援系統之研究」、「地震防救決策支援系統之研究」等四項，分別與其相關之災害研究群及政府部門相配合，規劃建置適用的決策支援系統。該計畫具體目標如下：. 1.基本資料蒐集 2.各類別災害防救決策 3.支援系統研究群成立 4.與各災害相關研究群聯繫、協調及技術支援 5.決策支援系統架構整體規劃. 本研究則利用目視判讀由建管單位蒐集得來之建築物型式分類及使用現況統計分佈情形，主要包括示範區建築物構造形式之分佈、建築物之老舊狀況分佈等，第一期預定目標包括台北市十二個行政區中選定至少 34 個里作現場調查。實地考查建築物之分佈及數目，以便與建管處資料比較後提供後續 HAZ-Taiwan 地震防救災決策支援系統輸入資料之建檔。本研究擬進行的工作共分二大項： 1.透過拜訪台北市政府建管單位，取得使用執照上的建管資料，延續已經完成蒐集的部分資料。 2.選定台北市 34 個里以上行政區，進行實地建物分佈及數目之勘察。. 完成本計畫可落實 Haz-Taiwan 技術引進的目的，建立地震防、救災決策支援系統所需之台灣地區完整資料庫之建置方法，而以台北市為示範區。本計畫預期完成下列各項工作： 6.

(18) 1.資料種類分析方面，將透過 HazUs97 使用手冊並諮詢專家的意見，確定 Haz-Taiwan 所需資料的種類、內容以及格式。 2．蒐集示範區建築物資料，列表整理各種資料的現況，包括資料所在單位、連絡人員、取得程序、格式、轉換步驟等。 3．對於未數值化的資料，著手蒐集書面資料或其他形態的原始資料，如有原始資料者，在取得資料後，提供防災國家型研究辦公室人員根據資料需求分析進行數值化的工作來產生所需數值化資料；如無原始資料者，視情況做小規模現地調查或由其他相關資料來推估出所需的資料。 4．評估現有資料與需求資料間之差異，諮詢專家意見後後，將現有資料再處理，包括重新分類、數學運算、統計分析等，以符合需求資料的格式。 5．由於建管單位所使用之資料處理系統與 Haz-Taiwan 之資料處理系統不同，從不同單位蒐集整理來的資料，通常會有不同的資料格式，格式之間的轉換有很多方式，因此必須要做轉換方式評估的比較，選出較佳及可行的轉換方式，進一步做轉換程序之測試，確保資料的正確性，最後選定最佳轉換程序並建立系統化的操作流程。 6．建立的 Haz-Taiwan 通用示範區基本資料庫。最終的資料庫將配合 Haz-Taiwan 的分析檔案格式，可供進行最基本的分析、評估與展示之用。 7．測試資料庫與模式的結合，確保系統能正確運作，並根據台灣資料的特性及資料蒐集之經驗，針對模式的修改提出建議。 8．建立之資料，除可供 Haz-Taiwan 運用外，將可供建築物耐震評估之參考。表二、本研究完成台北市示範區調查各區分佈之里數(全部 38 里) 行政區全部里數地震中本研究行政區全部里數地震中心本研究心完成完成完成完成 56 5 5 18 0 3 1.大安區 7.南港區 41 1 3 40 0 3 2.信義區 8.北投區 33 2 3 48 0 6 3.松山區 9.士林區 7.

(19) 4.內湖區 5.文山區 6.大同區小計總計. 29 37 26 222. 0 0 3 11. 3 3 0 17. 10.中正區 11.中山區 12.萬華區. 40 40 36 222 444. 0 9 6 15 26. 3 3 3 21 38. １－２研究範圍與內容. 本研究範圍以台北市十二個行政區為主，研究內容則就十二個行政區中各選擇 3∼6 個里為調查標的。. １－３研究方法及步驟. (一)、研究方法. 本研究計畫性質係針對使用中之建築物，就其相關之構造分類及使用狀況作必要之調查與統計。根據研究目的之需要，本研究採取之研究方法及其使用範圍如表一所示。表一、研究方法一覽表方法別應用範圍文獻法 1.資料來源：台北市政府工務局建築管理處 2.資料用途：各區里受調建築物基本資料之建置現況調查由文獻所得資料輔以現地踏勘方式, 調查台北市各區里使用中包括有無使用執照建築物之數量，及其他供 Haz-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統之必要數據。對應關係統計就所作之調查結果, 依 Haz-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統之必要參考因子作對應關係統計, 以瞭解其概況。. 8.

(20) 本研究之步驟如流程圖所示。. 9.

(21) 確立計畫目標. 選訂研究方法. 排定作業時序. 文獻資料蒐集. 現地調查及踏勘. 回. 市府主管單位協助取得資料. 調查結果整理. 饋資料彙整及檢核. 篩選統計因子. 對應關係分析統計. 統計結果分析. 結論及建議. 10.

(22) 1-4 文獻回溯. 台灣地區的天然災害引致的損生或其損失潛能既如此重大，而其發生原因與防救之道多屬具有地域特性者，外國之研究成果未必可直接適用於我國。國科會有鑑於此，乃邀請學者專家及有關事業單位共同策劃，針對學理之研究、資料之蒐集分析整理、未來實際應用等三方面兼薵並顧，成立大型「防災科技研究」，期能對我國防災救災提出具體建議及改善。衡量台灣地區自然環境，地震頻仍，山多地狹，依處颱風侵襲路徑，以及與日本相仿之高度都市化的環境特性，因此，都市防災的對象，首應包括震災、風災、地質及坡地災害、廣域大型火災如震後火災、瓦斯洩氣、超高層及捷運地下街火災等。以鄰國日本為例，在阪神地震的侵襲下，造成了大規模的人員傷亡、房屋倒塌，導致整個都市癱瘓，三百萬人生計受影響，也粉碎了所謂的「關西安全神話論」﹁而台北及嘉南都會區與東京都會區有許多類似的背景及相似的問題，尤其是人口的過度密集及市街的無秩序蔓延，其影響可能會波及全國。. 本調查主要目標在配合防災國家型科技計畫辦公室「防災國家型科技計畫」之整體架構，負責防救災決策支援系統之規劃及建置工作。其主要目的在結合學術機構及政府相關部門，有系統地推動上、中、下游防救災資訓科研工作，整合研發成果轉化成可以落實應用於防救災業務的科技。該計畫亦按災害類別包含四項子計畫，分別為「颱風防救決策支援系統之研究」、「洪水防救決策支援系統之研究」、「土石流防救決策支援系統之研究」、「地震防救決策支援系統之研究」等四項，分別與其相關之災害研究群及政府部門相配合，規劃建置適用的決策支援系統。. 國內相關研究如下：. 11.

(23) [1] 防災國家型研究計畫辦公室，1997，防災國家型研究計畫規畫報告。 [2] 台大土木研究所都市計畫研究室，1988，有關台灣都市地震災害及其成因之初步探討。 [3] HAZ-Taiwan 操作手冊與技術手冊 [4] 台大土木研究所都市計畫研究室，1988，有關台灣都市地震災害及其成因之初步探討。“ [5] 何明錦，李威儀，1998，從都市防災系統檢討實質空間之防災功能— 防救災交通動線系統及防救據點，內政部建築研究所。 [6] 李威儀、錢學陶、李咸亨，1997，台北市都市計畫防災系統之規劃。 [7] 國立中央大學土木工程學系，1999，土木工程防災概論，藝軒圖書出版社。 [8] 范允安、孫志鴻，1999，Haz-Taiwan 地震災害評估系統資料庫建置計畫—台北市示範地區第一期計畫，內政部營建署。 [9] 張子修、楊明德、王淑娟、余志鵬、鄭道明，1999，Haz-Taiwan 地震災害評估系統資料庫建置計畫—以嘉義市地區為例，內政部營建署。 [10] 施鴻志、江哲銘，1999，防救災改善對策之研擬，內政部營建署委託成功大學研究案。。 [11] 蔡博文，1999，防救災決策支援與展示系統之規劃，內政部營建署委託國立台灣大學地質學系研究案。 [12] 陳火炎，葉光雄，1999，防救災體系與計畫之資料庫蒐集及資料庫建立之研究，內政部營建署委託中央警察大學消防學系研究案。 [13] 李威儀、錢學陶、黃台生、馮正民，1999，都市及建築災害防治研究，內政部營建署委託中華民國都市計畫學會研究案。. 12.

(24) 第二章 HAZ-TAIWAN 地震災害決策支援系統分析 2-1 前言. HAZ-Taiwan 係參考 HAZUS-97 改寫之本土化系統。HAZUS-97 經防災國家型科技計畫規劃小組專家學者的實際瞭解，此一地震災害評估決策支援系統的整體架構，對我國地震災害防救計畫之研究具有頗高的實用價值。為使防、救災工作能真正落實，並提供防、救災支援決策參考，又基於自行研發所需經費龐大與爭取時效等因素之考量，經國家科學委員會與經濟部技術處研商後，共同引進 HAZUS97，並委託美國 Risk Management Solution 公司與資策會合作修改為適用於台灣地區的「HAZ-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統」。除了相關技術的引進外，同時在 HAZ-Taiwan 的發展過程中，希望能藉由技術轉移的經驗學習，進一步推動台灣本土之防救災相關基礎研究，從而迅速建置一套國內通用的防救災決策支援系統。因此 HAZ-Taiwan 除可作為未來國內地震災害防救決策之輔助工其外，對整個防災國家型科技計畫中，各項災害防救決策支援系統之研究發展而言，亦其有充分的示範意義。. 2-2. HAZ-TAIWAN 決策支援系統架構分析. 一、 Haz-Taiwan 資料庫的建置方式及內容. Haz-Taiwan 軟體可用於進行建物之危險度分析，本調查研究依防災國家型科技計畫辦公室之指定內容，蒐集台北地區建築物之構造形式，並選擇有代表性之結構型態，建立不同構造建築物(如鋼構、RC 構造、含剪力牆結構或 MRF 等)之危險度曲線分析基本資料。供其建立不同地表 PGA 程級不同構造物之損壞標準，並設法與 HAZUS97（1997 美國災害管理系統) 有關建築物危險度分析方法結合，以作為分析建物損壞評估之依據。. 12.

(25) 經評估結果，Haz-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統的引進與發展，首重在其相關資料的建置。在此，便依 HAZUS 的特性，分析 Haz-Taiwan 資料庫的建置方式及內容。. 二、 HAZUS 與 Haz-Taiwan 之系統架構模組：. HAZUS 是為滿足不同層級使用者及應用而設計之具彈性的標準化解析方法，因為其架構為許多獨立模組的組合，某一模組的輸出資料將做為另一模組的輸入資料之用。因其模組化之特性，當要加入新的模組或是更新既存模組所使用之模式或資料時，僅需做局部修正而不必更動整個程式，此一特性可將新的研發成果轉移給使用者應用。各模組中所使用的模式均可個別修正以反應區域性的需求或結合新的區域性模式及資料。 HAZUS 之系統架構包含了以下六個主要的獨立模組：(1)自然災害潛勢 (PESH)、(2)基本資料庫、(3)直接損壞、(4)引發損壞、(5)直接經濟、社會損失、(6)間接損失。一般而言，一份完整的損失評估必須考慮所有六個模組，但例如使用者只想考慮直接損失而不考慮引發損失，亦可剔除部份相關輸入資料的需求，而進行特定損失的有限分析。. 1.自然災害潛勢(PESH)模組. PESH 模組乃用於評估包括：土層滑動、土壤液化及地表斷層張裂等之地表運動及破壞。地表運動乃是根據地震發生的地點、規模大小及地質狀況以加速度反映頻譜、最大加速度(Peak Ground Acceleration, PGA)及最大速度(Peak Ground Velocity, PGV)來描述。而地表破壞則是由地表之永久變形 (Permanent Ground Deformation, PGD)及發生機率所描述。. （1）地表運動. 場址效應(Site Effect). 13.

(26) 使用者可利用 GIS 軟體影像化地定義特定的地震事件，並將相關的地震動及地表破壞災害量化，此一資料將做為損壞及損失評估之基準，PESH 模組求出特定場址之震度，並以該值評估建物及維生線之損壞。現將在以 GIS 為基礎的程式中估算震度所需的三個步驟簡述如下：. a、選定特定地點、強度的地震事件。在此方法系統中提供了三種界定地震事件特性的方法，其為：明確的地震事件、概率性的地震災害及使用者提供的震度圖。 b、利用衰減律(attenuation relations)及基礎線場址之土壤狀況決定輸入之地表運動程度。此方法系統提供了五種衰減律以便於對八個特定週期的反應頻譜及最大地表震動(PGA 及 PGV)做出明確的界定。 c、疊加高解析度之地理資訊並根據地區場址之狀況選取場址放大因子以修正地表運動需求。. （2）地表破壞(Ground Failure). 將因土壤液化、地層滑動及表面斷層張裂所造成之地表變形予以量化，並調整相關地表破壞對建物及維生線造成之損壞。任何形式之地表破壞均被量化成地表永久變形(PGD)及發生的機率。地層滑動及土壤液化的後續影響是根據利用 GIS 製作出來的潛感圖及等震圖而決定。因表面斷層張裂而預期的地表變形乃表示為某一特定地震事件之函數，但此並不適用於概率性或使用者提供震度圖的地震事件。使用者可選擇假設所有或是部份之斷層張裂並未延伸至地表面，如此可以限制位移之效應。. （3）海嘯及湧浪(Seiche). 由海嘯或湧浪所造成之水患可能引發嚴重的損害、災禍及水災，由於估算此類災害所造成之損失的模式並未很完善的建立，因此 PESH 模組對洪水潛勢之評估仍有限制，此仍需相關之專業分析來研究改進。 14.

(27) 2.基本資料模組. 發展及蒐集基本資料是做損失評估研究中最耗時及需大量經費的工作。HAZUS 所提供之預設資料是提供給使用者在無足夠的資源以建立詳細的基本資料時使用。然而預設資料在某些方面是相當有限的，因此應儘可能的予以增補更新。基本資料的不確定性將影響評估結果之品質。. 3.直接損壞模組. 此模組評估一般建築群、重要基本設施及維生線(交通系統及公共設施) 在給定的地表運動及地表破壞下，發生某特定損壞狀況之或然率。同時損壞評估結果亦包含了設施功能之喪失、預期的電力及自來水供應中斷。. （1）直接損壞-建物. 在 HAZUS 中使用建物之非彈性效能及特定場址反應譜來描述建物中結構性及非結構性元件之損壞，並用一套簡單而實用的程序來推算建物對地震之反應，工程師可將之應用在特定結構或是一般化的結構群組。利用由 PGD 或 PGA 表示之建物反應預測來建立破壞(Fragility)曲線，提供給評估損壞範圍及嚴重性之用，HAZUS 將損壞狀態分為無損壞、輕微損壞、中度損壞、嚴重損壞及完全損壞五種程度，而建物損壞評估則以建物發生各種程度損壞之或然率來表示。為了正確地提供 HAZUS 方法系統的需求，損壞狀態的定義是描述性的，而使用者必須自輸出的損壞預測資料中擷取某種型式建築之實質損壞的本質及範圍，進而評估由此損壞所造成的生命安全、社會及經濟損失。由於諸如建築裝飾元件及機電系統等非結構性元件之損壞對損失之影響與結構性元件不同，HAZUS 將結構性損壞及非結構性損壞分開考慮，非結構性元件損壞被考慮為與建物型式無關，其損壞狀態之描述是針對一般 15.

(28) 的非結構性系統而非建築物型式。不論是鋼結構或是鋼筋混凝土建築，當其受到相同的樓板加速度或樓層牽引時，其隔間裝置、天花板及幃幕牆等均被假設為遭受同樣程度的損壞。某些非結構性元件如與樓層等高之隔間牆之損壞主要是樓層牽引力之函數，其他非結構性元件如機械設備等之損壞則是樓板加速度之函數。因此非結構性元件被區分為牽引力控制及加速度控制兩大類。直接損壞模組透過下述之五個步驟來判定某給定場址中某特定結構或結構群組之損壞狀態機率。根據建築物本身之結構特性計算其非線性承載力控制(push over)曲線。修正根據地表運動模式建立的場址特定(site-specific)彈性反應譜以考慮較高程度反應及較長反應時間的增加阻尼效應。將修正後的反應譜疊加在建築物非線性承載力曲線之上，由兩者的相交點來定義預期的建築物反應，此包含屋頂位移及加速度。針對預期的建築物反應建立結構性及非結構性破壞曲線，並用以決定損壞狀態機率。修正損壞狀態機率以考慮根據地表破壞模式所估算之地表變形效應。就一般建築群及重要設施而言，損壞狀態機率是針對結構種類或是單一設施而決定，然後根據其結構性及非結構性損壞之程度，評定該建築物功能完全運作、部份運作或是不可運作(關閉)，此功能模式提供功能損失之評估，其輸出資料包括剩餘功能百分比及預計完全修復的所需之時間。. （2）直接損壞-維生線. 損壞數量及修復時間乃針對十三種交通及公共設施進行評估；維生線系統組成要件之附屬元件如機場之燃料設施、高速公路橋樑及水處理廠等之破壞曲線則以錯樹邏輯(Fault tree logic)加以結合，並用以建立該維生線組成要件之整體破壞曲線，進而評估該組成要件之可運作性。. 維生線組成要件之損壞狀況機率是根據其主要部分之運作狀況以簡化 16.

(29) 的規則求得。損壞狀況是可以說明不同程度損壞的定性描述，諸如破碎的窗戶，斷裂的管線或是破裂的隔間牆等敘述。功能損失及修復時間之評估是針對某一給定的事件而做的。. 4.引發損壞模組. 當直接損壞評估完成後，即可進行引發損壞之評估，引發損壞乃定義為自然災害事件的後續發展所造成的損壞，其不同於主體災害所造成之損壞，此模組中包含了因水壩、河(海)堤破壞所造成之淹水、地震引發之火災、有害物質之釋出(HAZMAT)、碎石瓦礫堆等廢棄物之產生等。. （1）引發損壞-淹水. HAZUS 將淹水地圖(許多具高災害潛勢之水壩均有相關資料)與人口及建物基本資料連結，以評估因水壩破壞所可能造成之淹水帶來的災害。. （2）引發損壞-地震後的火災. 日本阪神地區發生的大地震強烈的印證了地震引發火災的潛在威脅， HAZUS 利用蒙地卡羅模擬法來評估其影響，此模式分為下述三個部分：火災的發生是地震的劇烈性、建物的型式及年代與建物內部設施固定狀況的函數，根據以往地震的經驗，由基本資料之大小、形式及遭受不同程度地表運動評估火災發生的數目。火勢的蔓延是建物密度、風勢、防火線、及諸如公園、墓園、高爾夫球場、寬大之街道、湖泊等低燃性地區之函數。火勢的控制是現有的消防能力之函數。此火勢蔓延及控制模式利用重要設施及維生線模組所評估出之損壞及功能損失來決定消防單位的反應能力及效能。綜合火災的引發、火勢的蔓延及火勢的控制，可決定火勢蔓延的範圍及估計嚴重燃燒的數量。HAZUS 根據火勢蔓延之地區來決定暴露於危 17.

(30) 險之下的人口數及建物價值。. （3）引發損壞-HAZMAT 有害物質釋出. HAZUS 只能考慮區域性的大量有毒物質釋出、火災或爆炸等事件，這些事件將導致對保健及急難反應設施嚴重的需求，因此在 HAZUS 內建的資料庫中包含了儲存大量高毒性化學物質、可燃性及高爆炸性原料之設施的相關資料。由於有害物質釋出模式之限制，目前僅能建立一個將材料分類的標準方法及發展可供地區決策人員用以判定在未來地震中可能釋出高危險物質之設施的預設資料庫。若要提供地方層級的防災機構判定有害物質釋出潛勢則需更全面的模式。. （4）引發損壞-瓦礫廢棄物產生. HAZUS 採用經驗法則來處理兩種型態的瓦礫，第一種是需要特殊處理擊碎再移開的較大裂塊，例如鋼元件或是鋼筋混凝土塊等，另一種則是較小而容易清除的瓦礫，例如磚塊、木板、玻璃等。 HAZUS 根據直接損壞模組的結果、不同程度之結構性或非結構性損壞狀態下建物所產生瓦礫之量化表、具代表性的結構性及非結構性元件重量等來進行瓦礫廢棄物的評估。評估的結果是以其型態(如磚、鋼筋混凝土、鋼構件等)及其來源(如結構性元件、非結構性元件)來呈現。. 5.直接社經損失模組. 直接及引發損壞均可能造成直接的社會、經濟損失。直接社經損失模組估算兩種型態的經濟損失，其一為修復或重建建築結構及維生線系統所需之經費，其二為建物或維生線功能損失的後果。而社會損失則量化為死傷人數、遷移的家庭及短期避難所需求。. 18.

(31) （1）直接損失－經濟損失. 直接經濟損失包括了修復或重建受損建築結構所需之經費，其他如結構性及非結構性損壞、重新安置費用、商業財務損失、收入損失及租金損失等亦屬於直接經濟損失。重置費用、收入損失及租金損失受商務無法運作時間長短影響，其又為結構或設施型態及受損程度之函數。直接經濟損失是結合直接損壞模組之輸出資料及區域經濟資訊計算而來。諸如各種不同用途建築每平方呎之造價、每平方呎之平均租用費率及年營業額等均是需用的經濟資料。. （2）直接損失－傷亡. HAZUS 評估由建物及橋樑塌陷、居住者受困、建築及橋樑受損及非結構性之損壞所造成之與地震相關的傷亡。此外 HAZUS 亦考慮了在建物外面造成旳傷亡，例如被掉落之瓦礫碎片、廣告看板等擊中的行人。 HAZUS 結合了直接損壞模組的輸出資料、建物之基本資料、人口資料及每日人潮的流動特性，針對上班時間(2:00pm)、交通尖峰時間(通勤時間 5:00pm)及夜間休息時間(2:00am)等三個代表時段進行傷亡評估。直接傷亡損失模組的輸出資料包含了依一般居住狀況及時間之四種等級傷亡之評估，傷亡等級之範圍是由第一級需急救但不需住院之傷害至第四級的當場死亡或致命的嚴重傷害。傷亡評估可用以計算所需之醫療救援數量及形式。根據傷亡評估及醫院功能損失之評估，可預先規劃在未受影響地區治療受難者之可行替代方案。. （3）直接損失－避難所的需求. 由於房屋損壞而無家可歸的人有下列二種型態的避難所需求，其一為短期(最多兩星期)之需求，此類公共避難所由美國紅十字會及其他單位提供；另一為長時間的需求，此則由租來的房屋單元、引進的活動房屋及營造新 19.

(32) 的公共或是私人房屋來滿足。避難所需求的評估是由居住單元的損壞狀況及某區域之人口統計等資訊所控制。HAZUS 結合了居住建築之損壞及公共設施服務中斷之關係來評估多少家庭無法居住。無法居住家庭之評估及人口統計資料則被用以量化可能需要短期避難之人口數量及其組成。目前 HAZUS 並無法評估與引發損壞有關之避難需求。. 6.間接損失模組. 因地震而對區域性經濟所造成之長時期影響乃是利用間接損失模組來評估。失業率的增加、稅收的減少、產能的損失、產品需求量的減少及消費的降低等都算是間接損失。基本上，間接經濟損失受直接經濟損失效應、主要維生線中斷、重置、修復或重建所需時間之長短、對地區的後續援助及地區對供需調節之能力等的影響，如要評估間接損失，HAZUS 的使用者必需提供某一地區諸如人口、就業狀況及經濟活動狀況等的社會及經濟資訊。 HAZUS 將直接經濟損失模組之輸出資料乘以一輸入 X 相乘因子以評估間接損失。此相乘因子乃是針對美國 80 個郡估算得來，可做為一組給定的產業組合之預設值。由使用者提供的經濟及社會資訊可被用來訂定針對某特定地區或產業領域(industrial sector)更妥切的相乘因子。間接損失模組的輸出資料包括了收入變化、附加價值變化、稅收變化及就業狀況變遷，這些資料是依產業活動並整合於郡的基礎之上。. 2-3 HAZ-TAIWAN 系統地震災害模擬 HAZ -Taiwan 是一個採模組化設計的程式，各個模組各自獨立且有其特定之功能，模組與模組之間則有不同程度的互動關係，進而組成一個完整的災害損失決策系統。在 Haz-Taiwan 中主要是利用自然災害潛勢模組 (Potential Earth Science Hazard，PESH)來界定所欲評估的自然災害事件及其所造成的效應，包括地表加速度、地表震動、地表破壞、土壤液化及場址效應等訊息，而直接/間接損壞模組及直接/間接損失模組則根據 PESH 模組 20.

(33) 輸出之訊息及基本資料庫中之資訊，評估由自然災害所造成的人員傷亡、各類之損壞及相關之損失。目前 HAZ-Taiwan 對自然災害的分析，主要是考慮地震及由地震引發之相關災害；大部份因地震而引發的損壞都是直接或間接由地表的震動所造成，因此在地震損失的評估法則中，首先分析了在某一特定地震事件中地表震動在地理上的分佈情形，並以不同的量化參數(例如最大地表加速度、頻譜加速度等)來表示地表震動的特性。除了地表震動之外，地震災害潛勢模組亦考慮了另外三種在地震中可能發生的現象，這些現象會造成地表的永久位移並對房屋結構、道路橋樑、管線系統及其他維生線系統結構等造成不利的影響，茲說明如下： ◎ 地表斷層張裂：地表震動是由斷層張裂所造成，通常斷層張裂是發生在地表以下的地底深處，但是其在某些時候也可能擴張延伸而達到地表層面，造成一狹長區域的地表錯位進而撕裂在此區域內之建築結構、管線系統等。 ◎ 土壤液化：土壤會因土壤液化而喪失其韌性及強度，當結構鬆散並含飽和水分的土壤受到強烈震動時則可能產生土壤液化現象，並造成地表沉陷及水平位移。 ◎ 地表活動：此主要是指山坡地遭到強烈震動時所引發的土壤或岩石向下坡移動的現象，處在地表滑動路徑上的任何事物均會被摧毀。除了地震本身的特性外，局部地區的土壤性質也是影響地表運動的重要因素。HAZ-Taiwan 中建置了不同的選擇項目，讓使用者能界定不同的土壤性質對某一特定地震所造成之地表運動的影響。HAZ-Taiwan 中雖預設了不同土壤性質與地表運動間的關係，但使用者亦可因應特定的需求而選擇不同的關係式。海嘯及湖面有節奏的湧浪也是因地震而產生的自然現象，嚴重時這些現象將造成淹水災害，如果使用者能提供相關特性的研究結果，則地震災害潛勢模組亦可用以確認可能發生上述地震引發災害的地區。對某一特性地震的事件的界定並不單純是地球科學的範疇，災害處理及政策的因素亦需加以考慮。防救災計劃通常是針對大規模損失的重大災難事件而制訂，但是這類重大災難事件並不是經常發生，因此其發生的機率亦詳加考慮。對一個多地震地區，假設一個非常大的地震(即使所假設的地震是可能發生的)而進行分析則不見得是明智的決定，在這類地區通常較適當的做法是假設具某一特定回歸週期的地震(例如五百年回歸地震)進行 21.

(34) 評估分析。在針對數個特定地震事件中重覆進行損失評估時應有不同的考量，因為各地震具有不同的強度、發生地點及發生機率，而這些因素通常是造成評估結果之不確定性的主要原因。HAZ-Taiwan 中亦提供了歷史地震記錄資料，在設定地震事件以進行分析評估時，應儘可能的尋求專家的協助。. 2-4 HAZ-TAIWAN 系統建築物型態分析. HAZ-Taiwan 在進行損失評估時，對研究區域內之一般商業、工業及住宅建築並非針對個別的建築物進行考慮，相對的，HAZ-Taiwan 將研究區域內的一般建築物群組依其建築結構型態分為 37 個類組；又將一般建築物群組依其使用型態分為住宅、商業、工業、農業、宗教及非營利事業、政府組織、教育單位七大類，其間再進一步細分為 31 細類(表 2-1)，而損壞及損失的程度則是針對各個類組進行評估分析。建築物結構型態可粗分為木造、鋼筋混凝土、預鑄混凝土、一般磚造、鋼結構、鋼構加勁混凝土建築等六大類，此六大類又依其建築物樓層數、及橫力抵禦系統再細分為 37 個類組(表 2-2)。表 2-1 建築物用途住宅類 1.獨楝住宅 2.逢棟住宅 3.臨時住宅 4.宿舍 5.養老院育幼院商業類 6.批發業 7.零售業 8.國際貿易業 9.餐飲業 10.運輸、倉儲、通信業 11.金融、保險及不動產業 12.工商服務業 13.個人服務業 14. 醫療保健服務業 15.娛樂業工業類 16.礦業及土石採取業 17.食品及飲料製造業 18.輕工業 19.非金屬與石化製造業 20.金屬與電子機械製造業 2l.高科技製造業 22.水電燃氣業 23.營造業農業類 24.農、林、漁、牧業非營利 25.社會福利及人民團體 26.傳教機構政府機關 27.公共行政業 28.緊急應變機關教育 29.大專院校及學術研究單位 30.中小學教育 3l.其他教育、職業訓練表 2-2 建築物結構型態 1.Wl 斜撐承受垂直載重之木造構架 2.SlL 韌性抗彎矩鋼造構架 2(1∼3)層. 20.C2H 具剪力牆之 RC 構架 12(8+) 21.C3L 具磚牆或 RC 牆之 RC 構架 2(1∼3)層 22.

(35) 3.SlM 韌性抗彎矩鋼造構架 5(4∼7)層 4.SlH 韌性抗彎矩鋼造構架 13(8+)層 5.S2L 具特殊同心或偏心斜撐之鋼構架 2(1∼3)層 6.S2M 具特殊同心或偏心斜撐之鋼構架 5(4∼7)層 7.S2H 具特殊同心或偏心斜撐之鋼構架 13(8+)層 8.S3 斜撐承受垂直載重之輕鋼構架 9.S4L 具混凝土剪力牆之鋼構架 2(1∼3)層 10.S4M 具混凝土剪力牆之鋼構架 5(4∼7)層 11.S4H 具混凝土剪力牆之鋼構架 13(8+)層 12.S5L 具磚石造剪力牆之鋼構架 2(1∼3)層 13.S5M 具磚石造剪力牆之鋼構架 5(4∼7)層 14.S5H 具磚石造剪力牆之鋼構架 13(8+)層 15.C1L 韌性抗彎矩 RC 構架 2(1∼3)層 16.C1M 韌性抗彎矩 RC 構架 5(4∼7)層 17.C1H 韌性抗彎矩 RC 構架 12(8+)層 18.C2L 具剪力牆之 RC 構架 2(1∼3)層 19.C2M 具剪力牆之 RC 構架 5(4∼7)層. 22.C3M 具磚牆或 RC 牆之 RC 構架 5(4∼7)層 23.C3H 具磚牆或 RC 牆之 RC 構架 12(8+)層 24.PC2L 具剪力牆之預鑄 RC 構架 2(1∼3)層 25.PC2M 具剪力牆之預鑄 RC 構架 5(4∼7)層 26.PC2H 具剪力牆之預鑄 RC 構架 12(8+)層 27.URML 未加勁磚石造承重牆 1(1∼2)層 28.URMM 未加勁磚石造承重牆 3(3+)層 29.SRC1IL 韌性抗彎矩 SRC 構架 2(1∼3)層 30.SRC1M 韌性抗彎矩 SRC 構架 5(4∼7)層 31.SRC1H 韌性抗彎矩 SRC 構架 13(8+)層 32.SRC2L 具剪力牆之 SRC 構架 2(1∼3)層 33.SRC2M 具剪力牆之 SRC 構架 5(4∼7)層 34.SRC2H 具剪力牆之 SRC 構架 13(8+)層 35.SRC3L 具斜撐之 SRC 構架 2(1∼3)層 36.SRC3M 具斜撐之 SRC 構架 5(4∼7)層 37.SRC3H 具斜撐之 SRC 構架 13(8+)層. 2-5 HAZ-TAIWAN 損失估算模式及決策支援系統應用 2-5-1 損失估算中之不確定性即使 HAZ-Taiwan 的使用者可以提供最完整詳細的資料以進行災害損失評估分析，但使用者需了解，就算是利用最複雜、先進的評估法則，其評估結果仍將包含某種程度的不確定性。由歷史經驗我們可以發現，將來可能發生在台彎地區並造成地震特性並不一定與我們據以進行評估分析的地震特性相同，甚或其間有相當大的差異；包括地震的強度、發生的地點及相關的斷層、地表運動等均會與我們用以分析的輸入資料有所差異，因此地震損失分析評估研究之結果不應被視為一種預測，而應被當做將來可能發生的警訊，尤其是對地震活動情形仍不明確的地區而言更是如此。很顯然的，如果對研究評估區域的地震結構有較清楚的了解，則對未來損失評估的結果會有較高的實際性。在任何研究區域或都市中，建築物及結構設施無論是在其大小、形狀、結構系統及沿用之耐震設計規範以致於施工品質均有甚大的變異性，同樣的，交通運輸系統及維生線系統中包含了各種不同組成元件，其具有不同的地震抵抗力。基於上述之複雜性，大多數建物及設施的結構耐震抵抗力只有極小部份是確定的，加上以往的地震資料及相關的實驗資料不足，更限制了準確預測某特定建築物或結構物在已知的地表運動下所可能遭受的 23.

(36) 損壞。面對上述的複雜性及資料短缺之狀況，HAZ-Taiwan 將建物及維生線系統之組成元件依其關鍵性集中歸類，並利用有限的資料及現有的理論來建立地震的幾個關鍵性集中歸類，並利用有限的資料及現有的理論來建立地震的幾個關鍵特徵與各類建物及構成元件之損壞狀況及其相關損失間的關係。儘管 HAZ-Taiwan 中所使用的最先進的分析模式，但在損失評估中仍會有某種程度的不確定性存在；使用者可調整對研究區域損失評估影響最大的特定幾個參數進行多重分析以求得可能的損失範圍，其結果將比單一的評估結果更具代表性，也更有參考價值。表 2-3 地震災害損失評估輸出結果地震災害地圖 ◎ 每一村里(Census Tract)之地震強度 ◎ 地震等震圖 ◎ 村里之永久地表位移 ◎ 永久地表位移之等值圖(Contour Map) ◎ 土壤液化機率 ◎ 土層滑動機率. 淹水地區 ◎ 淹水區內的人口數及一般建物的價值有害物質基地 ◎ 儲存有害物質之設施的要點瓦礫殘骸 ◎ 地震所造成之瓦礫碎石之種類及重量. 一般建物之損壞特性描述 ◎ 依村里、結構物型態及使用形態呈現的結社會損失 ◎ 需遷移的家庭數目構性及非結構性損壞 ◎ 需要臨時庇護所的人數 ◎ 三個不同時段之四種不同的嚴重程度之交通及公共設施(維生限系統) 傷亡人數 ◎ 13 種維生線系統之各組成元件的損壞機率、修復或更新之費用及時間、地震不同與一般建築物群組有關的財務損失期間的功能運作狀況 ◎ 修復或更新之結構性或非結構性經費 ◎ 所有管線系統之破損及洩漏數目。 ◎ 建築內容物之損失 ◎ 停水及停電的評估 ◎ 工商庫存損失 ◎ 遷移重置經費重要設施 ◎ 雇員薪資損失 ◎ 損失機率 ◎ 租金收入損失 ◎ 功能損失之概率 ◎ 醫療單位可用病床損失數目間接經濟損失 ◎ 地震對分析地區綜合經濟長期的影響地震引發之火災 ◎ 基於 IMPLAN 模式，地震對研究地區 ◎ 每個村里之火災數目長期的經濟影響。 ◎ 火勢延燒範圍佔村里面積之百分比. 24.

(37) 2-5-2 決策支援系統之應用 HAZ-Taiwan 地震災害決策評估支援系統之輸出結果，除了可提供評估地震損壞的規模及範圍外，尚可應用於地震前或地震後的各種分析評估。地震前的分析應用包括： ◎ 發展與地震損失及破壞評估研究相對應之地震災害減災策略。此減災策略可包括危險建築之補牆修復，發展適當的土壤易液化地區的土地劃分使用條例及採用更進步的建築規範。 ◎ 發展防災計劃，例如擬定替代交通路線，推廣防震措失及地震逃生常識等。 ◎ 預估災害反應及復建工作之性質及工作範圍，包括確定可用的臨時住所之地點及數量，醫療需求涼量及可利用的醫療設施，以及建立恢復水電供應的優先順序。地震後的分析應用包括： ◎ 系統所反映之立即經濟衝擊可做為各級決策者劃定災區，分配賑災資源及進行救災協助的考量依據，這些可供考量的因素包括計算災害對公共及私有資源直接及間接的衝擊、地方政府及研究區域之整體機能等。 ◎ 緊急搶救修復工作的調度，此包括搜尋及拯救受災人員，迅速的傷亡人員確認及處置，緊急避難所之準備，地震引發火災之控制，重要設施系統之功能運作狀況之認定及立即修復。 ◎ 中長期重建計劃之規劃，包括設定長期的重建目標，針對整個區域大規模的經濟發展計劃的設定，配置永久的居住需求，及土地使用及劃分計劃。上述只是 HAZ-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統的部分應用，當使用者更深入瞭解 HAZ-Taiwan 的系統架構及功能後，配合個人的專業知識及工作需求，將可更靈活的將 HAZ-Taiwan 做不同的應用；當然因應不同的需求，使用者可能需要提供額外的相關資料，但是一旦資料架構及其收集管道與方法建立完成後，將可系統化的進行資料的收集與編修，以滿足分析需求。. 25.

(38) 2-3 HAZ-TAIWAN 系統地震災害模擬 HAZ -Taiwan 是一個採模組化設計的程式，各個模組各自獨立且有其特定之功能，模組與模組之間則有不同程度的護互動關係，進而組成一個完整的災害損失決策系統。在 Haz-Taiwan 中主要是利用自然災害潛勢模組(Potential Earth Science Hazard，PESH)來界定所欲評估的自然災害事件及其所造成的效應，包括地表加速度、地表震動、地表破壞、土壤液化及場址效應等訊息，而直接/間接損壞模組及直接/間接損失模組則根據 PESH 模組輸出之訊息及基本資料庫中之資訊，評估由自然災害所造成的人員傷亡、各類之損壞及相關之損失。目前 HAZ-Taiwan 對自然災害的分析，主要是考慮地震及由地震引發之相關災害；大部份因地震而引發的損壞都是直接或間接由地表的震動所造成，因此在地震損失的評估法則中，首先分析了在某一特定地震事件中地表震動在地理上的分佈情形，並以不同的量化參數(例如最大地表加速度、頻譜加速度等)來表示地表震動的特性。除了地表震動之外，地震災害潛勢模組亦考慮了另外三種在地震中可能發生的現象，這些現象會造成地表的永久位移並對房屋結構、道路橋樑、管線系統及其他維生線系統結構等造成不利的影響，茲說明如下： ◎ 地表斷層張裂：地表震動是由斷層張裂所造成，通常斷層張裂是發生在地表以下的地底深處，但是其在某些時候也可能擴張延伸而達到地表層面，造成一狹長區域的地表錯位進而撕裂在此區域內之建築結構、管線系統等。 ◎ 土壤液化：土壤會因土壤液化而喪失其韌性及強度，當結構鬆散並含飽和水分的土壤受到強烈震動時則可能產生土壤液化現象，並造成地表沉陷及水平位移。 ◎ 地表活動：此主要是指山坡地遭到強烈震動時所引發的土壤或岩石向下坡移動的現象，處在地表滑動路徑上的任何事物均會被摧毀。.

(39) 除了地震本身的特性外，局部地區的土壤性質也是影響地表運動的重要因素。HAZ-Taiwan 中建置了不同的選擇項目，讓使用者能界定不同的土壤性質對某一特定地震所造成之地表運動的影響。 HAZ-Taiwan 中雖預設了不同土壤性質與地表運動間的關係，但使用者亦可因應特定的需求而選擇不同的關係式。海嘯及湖面有節奏的湧浪也是因地震而產生的自然現象，嚴重時這些現象將造成淹水災害，如果使用者能提供相關特性的研究結果，則地震災害潛勢模組亦可用以確認可能發生上述地震引發災害的地區。對某一特性地震的事件的界定並不單純是地球科學的範疇，災害處理及政策的因素亦需加以考慮。防救災計劃通常是針對大規模損失的重大災難事件而制訂，但是這類重大災難事件並不是經常發生，因此其發生的機率亦詳加考慮。對一個多地震地區，假設一個非常大的地震(即使所假設的地震是可能發生的)而進行分析則不見得是明智的決定，在這類地區通常較適當的做法是假設具某一特定回歸週期的地震(例如五百年回歸地震)進行評估分析。在針對數個特定地震事件中重覆進行損失評估時應有不同的考量，因為各地震具有不同的強度、發生地點及發生機率，而這些因素通常是造成評估結果之不確定性的主要原因。HAZ-Taiwan 中亦提供了歷史地震記錄資料，在設定地震事件以進行分析評估時，應儘可能的尋求專家的協助。.

(40) 2-4 HAZ-TAIWAN 系統建築物型態分析 HAZ-TAIWAN 在進行損失評估時，對研究區域內之一般商業、工業及住宅建築並非針對個別的建築物進行考慮，相對的， HAZ-TAIWAN 將研究區域內的一般建築物群組依其建築結構型態分為 37 個類組；又將一般建築物群組依其使用型態分為住宅、商業、工業、農業、宗教及非營利事業、政府組織、教育單位七大類，其間再進一步細分為 31 細類，而損壞及損失的程度則是針對各個類組進行評估分析。建築物結構型態可粗分為木造、鋼筋混凝土、預鑄混凝土、一般磚造、鋼結構、鋼構加勁混凝土建築等六大類，此六大類又可依其建築物樓層數、及抗震設施再細分為 37 個類組。.

(41) 2-5 HAZ-TAIWAN 損失估算模式及決策支援系統應用 2-5-1 損失估算中之確定性即使 HAZ-Taiwan 的使用者可以提供最完整詳細的資料以進行災害損失評估分析，但使用者需了解，就算是利用最複雜、先進的評估法則，其評估結果仍將包含某種程度的不確定性。由歷史經驗我們可以發現，將來可能發生在台彎地區並造成地震特性並不一定與我們據以進行評估分析的地震特性相同，甚或其間有相當大的差異；包括地震的強度、發生的地點及相關的斷層、地表運動等均會與我們用以分析的輸入資料有所差異，因此地震損失分析評估研究之結果不應被視為一種預測，而應被當做將來可能發生的警訊，尤其是對地震活動情形仍不明確的地區而言更是如此。很顯然的，如果對研究評估區域的地震結構有較清楚的了解，則對未來損失評估的結果會有較高的實性。在任何研究區域或都市中，建築物及結構設施無論是在其大小、形狀、結構系統及沿用之耐震設計規範以致於施工品質均有甚大的變異性，同樣的，交通運輸系統及維生線系統中包含了各種不同組成元件，其具有不同的地震抵抗力。基於上述之複雜性，大多數建物及設施的結構耐震抵抗力只有極小部份是確定的，加上以往的地震資料及相關的實驗資料不足，更限制了準確預測某特定建築物或結構物在已知的地表運動下所可能遭受的損壞。面對上述的複雜性及資料短缺之狀況，HAZ-Taiwan 將建物及維生線系統之組成元件依其關鍵性集中歸類，並利用有限的資料及現有的理論來建立地震的幾個關鍵性集中歸類，並利用有限的資料及現有的理論來建立地震的幾個關鍵特徵與各類建物及構成元件之損壞狀況及其相關損失間的關係。儘管 HAZ-Taiwan 中所使用的最先進的分析模式，但在損失評估中仍會有某種程度的不確定性存在；使用者可調整對研究區域損失評估影響最大的特定幾個參數進行多重分析以求得可能的損失範圍，其結果將比單一的評估結果更具代表性，也更有參考價值。.

(42) 表地震災害損失評估輸出結果地震災害地圖 ◎ 每一村里(Census Tract)之地震強度 ◎ 地震等震圖 ◎ 村里之永久地表位移 ◎ 永久地表位移之等值圖(Contour Map) ◎ 土壤液化機率 ◎ 土層滑動機率. 淹水地區 ◎ 淹水區內的人口數及一般建物的價值有害物質基地 ◎ 儲存有害物質之設施的要點. 瓦礫殘骸 ◎ 地震所造成之瓦礫碎石之種類及一般建物之損壞特性描述 ◎ 依村里、結構物型態及使用形態呈現的結重量構性及非結構性損壞社會損失 ◎ 需遷移的家庭數目交通及公共設施(維生限系統) ◎ 13 種維生線系統之各組成元件的損壞機 ◎ 需要臨時庇護所的人數率、修復或更新之費用及時間、地震不同 ◎ 三個不同時段之四種不同的嚴重程度之傷亡人數期間的功能運作狀況 ◎ 所有管線系統之破損及洩漏數目。與一般建築物群組有關的財務損失 ◎ 停水及停電的評估 ◎ 修復或更新之結構性或非結構性經費重要設施 ◎ 建築內容物之損失 ◎ 損失機率 ◎ 工商庫存損失 ◎ 功能損失之概率 ◎ 遷移重置經費 ◎ 醫療單位可用病床損失數目 ◎ 雇員薪資損失 ◎ 租金收入損失地震引發之火災 ◎ 每個村里之火災數目間接經濟損失 ◎ 火勢延燒範圍佔村里面積之百分比 ◎ 地震對分析地區綜合經濟長期的影響 ◎ 基於 IMPLAN 模式，地震對研究地區長期的經濟影響。. 2-5-2 決策支援系統之應用 HAZ-Taiwan 地震災害決策評估支援系統之輸出結果，除了可提.

(43) 供評估地震損壞的規模及範圍外，尚可應用於地震前或地震後的各種分析評估。地震前的分析應用包括： ◎ 發展與地震損失及破壞評估研究相對應之地震災害減災策略。此減災策略可包括危險建築之補牆修復，發展適當的土壤易液化地區的土地劃分使用條例及採用更進步的建築規範。 ◎ 發展防災計劃，例如擬定替代交通路線，推廣防震措失及地震逃生常識等。 ◎ 預估災害反應及復建工作之性質及工作範圍，包括確定可用的臨時住所之地點及數量，醫療需求涼量及可利用的醫療設施，以及建立恢復水電供應的優先順序。地震後的分析應用包括： ◎ 系統所反映之立即經濟衝擊可做為各級決策者劃定災區，分配賑災資源及進行救災協助的考量依據，這些可供考量的因素包括計算災害對公共及私有資源直接及間接的衝擊、地方政府及研究區域之整體機能等。 ◎ 緊急搶救修復工作的調度，此包括搜尋及拯救受災人員，迅速的傷亡人員確認及處置，緊急避難所之準備，地震引發火災之控制，重要設施系統之功能運作狀況之認定及立即修復。 ◎ 中長期重建計劃之規劃，包括設定長期的重建目標，針對整個區域大規模的經濟發展計劃的設定，配置永久的居住需求，及土地使用及劃分計劃。上述只是 HAZ-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統的部分應用，當使用者更深入瞭解 HAZ-Taiwan 的系統架構及功能後，配合個人的專業知識及工作需求，將可更靈活的將 HAZ-Taiwan 做不同的應用；當然因應不同的需求，使用者可能需要提供額外的相關資料，但是一旦資料架構及其收集管道與方法建立完成後，將可系統化的進行資料的收集與編修，以滿足分析需求。.

(44) 第三章 HAZ-TAIWAN 台北市示範區建築物資料庫之建置與調查. 3-1 HAZ-TAIWAN 台北市示範區選擇分析. 示範區調查建築物之所在里，係依據下列對應關係選取： 1. 都市計畫分區：選取住宅區、商業區、工業區、行政區、文教區等 2. 開發年代：有前、後期之分 3. 都市化程度：有市中心區、郊區之分依據這三種變項之對應，則有至少 5×2×2=20 類對應關係，若每種對應關係各找 3 里，約需 60 個里的調查資料。目前防災國家型科技計畫辦公室已依上述原則試調台北市示範區內 6 區共 26 里之建築型態及使用用途，名單如下： 1 大同區 14 1.大同區光能里 6.中山區康樂里 2 (已完成 3 里) 2.大同區建泰里 15 7.中山區復華里 3 16 3.大同區星明里 8.中山區聚盛里 4 大安區 17 1.大安區光武里 9.中山區聚葉里 5 (已完成 5 里) 2.大安區住安里 18 信義區 1.信義區興雅里 (已完成 1 里) 6 19 松山區 3.大安區建安里 1.松山區民有里 7 20 (已完成 2 里) 2.松山區松基里 4.大安區通化里 8 21 萬華區 5.大安區龍雲里 1.萬華區西門里 9 中山區 22 (已完成 6 里) 2.萬華區和平里 1.中山區中山里 10 (已完成 9 里) 2.中山區正得里 23 3.萬華區新起里 11 24 3.中山區朱馥里 4.萬華區萬壽里 12 25 4.中山區江山里 5.萬華區糖廓里 13 26 5.中山區江寧里 6.萬華區雙園里調查內容原分為 6 大項目，如調查表內 1∼6 項所示，為提高災害模擬之真實性，本研究增列第 7 項災害記錄，對於曾遭災害之建築物，耐震能力必然降低。台北都會區之幅員廣大，行政區共分為 12 區(如圖一)，各區之里數如表一。目前依防災國家型科技計畫辦公室之規畫，本案取台北市區全部 12 區內 60 里以上之建築物為調查對象。並配合該辦公室之作業內容，乃就先有一防災決策 26.

(45) 規劃雛形為首要目的，將調查工作分為多期，第一期以該辦公室已完成之大同區 3 里、大安區 5 里、中山區 9 里、信義區 1 里、松山區 2 里、萬華區 6 里等共 6 區 26 里為出發，先就其他尚未調查之 6 區，具備前述建築物用途分類與結構型態對應關係之里，扣除已完成之 26 里，則本研究於年度內需於 12 區內，至少需再完成 34 里為調查對象(實際完成 38 里)，以提供 Haz-Taiwan 分析所需足以獲得各變因對應關係之建築物數量為度；依上述原則，再逐年取各區之其他里之建築物進行調查；經費許可下次第完成全市建築物之調查，並建立一套電腦查詢系統，供上網查詢。各區里名稱如圖二∼十三。. 圖一、台北市 12 行政區之區位劃分及名稱表一、台北市 12 行政區名稱及其里數已完成本研究行政區全部里數已完成行政區全部 1.大安區 56 5 5 7.南港區 18 0 2.信義區 41 1 3 8.北投區 40 0 3.松山區 33 2 3 9.士林區 48 0 4.內湖區 29 0 3 10.中正區 40 0 5.文山區 37 0 3 11.中山區 40 9 6.大同區 26 3 0 12.萬華區 36 6 小計 222 11 17 222 15 總計 444 26. 27. 本研究 3 3 6 3 3 3 21 38.

(46) 圖二、大安區里數(56 里)及名稱(已完成光武里、住安里、建安里、通化里、龍雲里等 5 里). 圖三、信義區里數(41 里)及名稱 (已完成興雅里 1 里). 28.

(47) 圖四、松山區里數(33 里)及名稱(已完成民有里、松基里等 2 里). 圖五、內湖區里數及名稱(已完成 0 里). 29.

(48) 圖六、文山區里數及名稱(已完成 0 里). 圖七、大同區里數及名稱(已完成光能里、建泰里、星明里等 3 里). 30.

(49) 圖八、南港區里數及名稱(已完成 0 里). 圖九、北投區里數及名稱(已完成 0 里) 31.

(50) 圖十、士林區里數及名稱(已完成 0 里). 圖十一、中正區里數及名稱(已完成 0 里) 32.

(51) 圖十二、中山區里數及名稱(已完成中山里、正得里、朱馥里、江山里、江寧里、康樂里、復華里、聚盛里、聚葉里等 9 里). 圖十三、萬華區里數及名稱(已完成西門里、和平里、新起里、萬壽里、糖廓里、雙園里等 6 里) 33.