01. 技術(shù)核心優(yōu)勢:從“保命”到“保功能”的升級

傳統(tǒng)抗震設(shè)計依賴結(jié)構(gòu)“硬抗”地震力，而減隔震技術(shù)核心為“以柔克剛”。具體來講，消能減震技術(shù)原理為在建筑結(jié)構(gòu)的適當部位設(shè)置消能器（阻尼器），在地震作用下，消能器產(chǎn)生相對變形和相對速度為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼，以耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量，達到減少主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的預(yù)期目標；隔震技術(shù)原理為在結(jié)構(gòu)底部設(shè)置隔震層，將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)隔離，從而減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞。不同抗震結(jié)構(gòu)體系基本原理如圖1所示。

▲ 圖1 不同抗震結(jié)構(gòu)體系基本原理

2021年7月19日，國務(wù)院頒布第744號令《建設(shè)工程抗震管理條例》（后稱《抗震條例》），該條例自2021年9月1日起施行。其要求“保證發(fā)生本區(qū)域設(shè)防地震時能夠滿足正常使用要求”＝“提高設(shè)防水平”，可以理解為要求“三保護”即“保護結(jié)構(gòu)構(gòu)件＋非結(jié)構(gòu)構(gòu)件＋設(shè)備設(shè)施”。

減隔震技術(shù)能夠有效預(yù)防“超設(shè)防地震”，如2019年四川宜賓的6級地震，震中烈度為8度，而當?shù)卦O(shè)防為6度，汶川地震震級為8.0級，震中烈度為11度，而當?shù)卦O(shè)防為7度。一旦發(fā)生“超設(shè)防地震”，傳統(tǒng)建筑抗震“硬碰硬”的弊端凸顯，而三保護要求學(xué)校能夠正常上課，醫(yī)院正常治病救人等，建筑除了保障結(jié)構(gòu)不發(fā)生損壞之外，內(nèi)部裝修、設(shè)備、管道線路等也不發(fā)生損壞，而當前抗震技術(shù)中減隔震技術(shù)符合該要求。

02. 政策紅利:合規(guī)與品牌的雙贏

2.1 強制要求：

《抗震條例》第十六條規(guī)定：

▲ 圖2 《抗震條例》規(guī)定

高烈度設(shè)防地區(qū)指抗震設(shè)防烈度為8度及以上的地區(qū)。地震重點監(jiān)視防御區(qū)指未來5至10年內(nèi)存在發(fā)生破壞性地震危險或者受破壞性地震影響，可能造成嚴重的地震災(zāi)害損失的地區(qū)和城市。主要包括大部分高烈度設(shè)防地區(qū)；環(huán)渤海的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和城市、長三角、珠三角、大西南；各省省會城市、直轄市及經(jīng)濟發(fā)達的區(qū)域都屬于這個區(qū)域。“兩區(qū)”的大致分布情況如圖3所示：

▲ 圖3 高烈度區(qū)、地震重點監(jiān)視防御區(qū)的大致分布情況

2.2 激勵措施：

國家層面激勵措施：鼓勵社會資本投入減隔震技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，地方政府可給予資金支持。

地方常見支持形式：

① 直接資金補貼：按工程造價比例、建筑面積或固定金額給予支持；

② 疊加綠色建筑獎勵：通過綠色建筑評分獲取容積率獎勵或疊加補貼；

③ 稅收優(yōu)惠：高新技術(shù)企業(yè)享受研發(fā)費用加計扣除（需符合認定條件）；

④ 審批便利化：優(yōu)先納入工程審批“綠色通道”，縮短辦理時限。

03. 適用場景:哪些項目適合“上車”？

減隔震技術(shù)雖然最初是為應(yīng)對地震高烈度區(qū)設(shè)計的，但其應(yīng)用場景遠不止于此，以下是一些其他重要應(yīng)用場景：

① 上文提到的《抗震條例》背景下的“兩區(qū)八類”建筑；

▲ 圖4 某八度區(qū)教學(xué)實驗樓減震應(yīng)用

② 場地條件差，復(fù)雜超限建筑，降低地震作用，提高抗震性能；

▲ 圖5 某八度區(qū)，III類場地，超限辦公樓減震應(yīng)用

③ 強風地區(qū)高層建筑，降低風荷載作用；

▲ 圖6 某基本風壓0.9超高層消能減振粘滯阻尼器用于風振控制

④ 地標性建筑、超高層或大跨度場館、歷史保護建筑等項目，顯著降低地震作用或應(yīng)對溫度變形；

▲ 圖7 某八度區(qū)大型體育館BRB減震應(yīng)用

⑤ 超高層鋼結(jié)構(gòu)住宅或大跨鋼結(jié)構(gòu)連廊，改善正常使用功能；

▲ 圖8 某大跨連廊采用粘滯阻尼器+鉛芯橡膠支座

⑥ 功能敏感型設(shè)施，數(shù)據(jù)中心、精密實驗室、地鐵沿線建筑等對振動敏感的場所，隔震層可提供“微振動控制”，提升運營穩(wěn)定性；

▲ 圖9 某地鐵上蓋采用減隔震（振）系統(tǒng)

⑦ 加固改造項目等，利用減震或隔震達到減少加固量的目的。

▲ 圖10 上海某歷史保護建筑改造項目利用隔震技術(shù)

04. 成本拆解:如何實現(xiàn)“低投入、高回報”？

隔震支座、阻尼器及專項設(shè)計費用約占建安成本的3%~10%，此增量成本可通過以下方式對沖：

① 減少梁柱截面尺寸，節(jié)省鋼筋、混凝土用量，提高建筑使用面積；

② 縮短施工周期（減震結(jié)構(gòu)對項目工期無影響，甚至可能是加快了工期；隔震結(jié)構(gòu)對項目工期的影響則是體現(xiàn)在隔震層上，如采用裝配式隔震層可節(jié)省15%~20%工期）；

③ 國產(chǎn)替代方案：國產(chǎn)鉛芯橡膠支座性能已接近進口產(chǎn)品，價格低30%~50%，且供貨周期更短；

④ 爭取政府補貼或綠色建筑認證獎勵。

以高烈度區(qū)（8度）某住宅項目為例，傳統(tǒng)方案與隔震方案對比分析如下表：

說明：

表中鋼筋用量（①）與混凝土用量（②）指標對比范圍為傳統(tǒng)抗震方案與隔震方案的地上結(jié)構(gòu)工程部分工程量差異，不含隔震層相關(guān)工程量；

隔震層工程量納入表中綜合建安成本（③），與項目情況關(guān)系較大，其成本受多重因素影響，包括但不限于：設(shè)防烈度、建筑功能類型、地區(qū)材料人工差異、建筑高度與規(guī)模、隔震層位置及形式、隔震產(chǎn)品選型、建筑設(shè)備特殊需求等。經(jīng)工程實踐驗證，采用隔震技術(shù)的項目初期建安成本較傳統(tǒng)方案略有增加，但全生命周期成本優(yōu)勢顯著；

基于隔震技術(shù)帶來的地震響應(yīng)降低，可減少主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，顯著提升建筑空間利用率，隔震層可創(chuàng)新性整合設(shè)備管線空間，實現(xiàn)功能復(fù)合化設(shè)計。建筑方案設(shè)計可突破傳統(tǒng)抗震限制，更注重提升美學(xué)價值、使用舒適度、功能適應(yīng)性及人本體驗等高端需求，為建筑師創(chuàng)造更大的創(chuàng)作自由度。