地震讓101「風阻尼器」再上國際 這顆巨球爲何是黃色?

記者蔡惠如/綜合報導

4月初花蓮外海規模7.2強震,連臺北都感受到5級震度,臺灣最高大樓臺北101的監視器幾乎無晃動,讓穩定大樓的阻尼器裝置再次登上《華盛頓郵報》,而且許多民衆也總關心它「晃了多少」,其實這顆聞名海內外的裝置通常被稱爲「風阻尼器」,主力在於對抗高樓的強風,而101大樓的風阻尼器採用黃色,也是有意涵的。

▲臺北101風阻尼器是該建築的明星之一 。(圖/記者徐文彬攝)

臺灣地標臺北101大樓,曾是2004年至2010年間的全球第一高樓,樓高508公尺,不僅在建築外觀上擁有文化元素,內部裝置的風阻尼器(Tuned Mass Damper)也是傑作中的力作,在這個位處地震帶的臺灣島上,對於穩定這座超高大樓扮演了舉足輕重的角色。

▲花蓮外海4/3規模7.2地震當天,臺北也出現5級地震搖晃,臺北101大樓穩如泰山,當天晚上在外牆點燈祈願。(圖/101提供)

風阻尼器全名爲「調諧質量阻尼器」(Tuned Mass Damper),安裝在樓高92層至87層之間,重量爲660公噸,主體由41根黃銅製造的巨大環形組成,透過8個液壓緩衝器連接地板,可根據大樓搖晃的角度做出反向搖擺運動,達到抵消力道的效果。

如此巨大的球體沒有一臺吊車有能力吊起,更遑論要吊到87層樓的高度,風阻尼器的安裝其實是施工團隊先在底層築起大型鋼架,再用世界上最大的軌道起重機,「一片一片」先吊上去之後,在80多層樓的高樓上組裝起來,在當時也創下臺灣工程史上的紀錄。

▲臺北101風阻尼器是分批吊上建築高樓之後,在高空進行組裝完成的 。(圖/記者徐文彬攝)

即便設計與安裝都需要考量許多細節,風阻尼器的原理其實很簡單,當強風吹來時,會使整棟大樓開始搖晃,這時風阻尼器就會自動隨着大樓的晃動而逆向搖擺。逆向的搖擺力道可以抵消掉大樓搖晃的動力,就像逆着推鞦韆一樣,可以慢慢讓大樓的晃動減緩並停止下來。

▲臺北101大樓風阻尼器原理。(圖/翻攝國家地震工程研究中心)

除了防風,風阻尼器也能幫忙抗震。當地震發生導致劇烈搖晃時,震動力道會順勢傳到大樓上,使整棟大樓也跟着搖晃,風阻尼器就成爲內部的穩定力,會依本身的慣性趨於保持原有姿勢,不隨大樓一起搖晃,此時阻尼器的「不動性」就會產生一股相反的力量,抵銷掉大樓本身的搖晃動力,這原理像是在搖晃的船上放一塊重物,重物會因爲慣性而阻止船的搖動,達到穩定船身的效果。

▲臺北101大樓營運長劉家豪與Damper Baby風阻尼器寶寶,Damper Baby相關商品也可在大樓記念品店買到 。(圖/記者徐文彬攝)

臺北101營運長劉家豪表示,當時101的風阻尼器是全球最大的阻尼器系統,同時也是首個將它開放給民衆近距離參觀的,用意是能讓民衆能夠直接觀賞到這樣的特殊建築工程,風阻尼器一直是金黃色,其實是因爲它是臺北101金融大樓的代表色。

劉家豪說明,該裝置主要功能在於抗風,因爲這種超高建築必須面對高空的強勁風力,臺灣還會有颱風的威脅,面對17級的最大級風速,風阻尼器的力量是很關鍵的,所以颱風時它的晃動會比較明顯,目前最高紀錄是2015年蘇迪勒颱風,正負擺動幅度達100公分,地震時因爲時間短、震波從地面傳來,因它的力量是穩定的力量,所以反而不會劇烈晃動。