靈感來自蜥蜴斷尾求生 科學家研發出全新防坍塌建築工法

根據統計，2000年至2019年間全球發生的天災共造成約123萬人喪生、2.97兆美元經濟損失，其中大部分損失皆來自於建築物倒塌。

西班牙瓦倫西亞科技大學的研究團隊，受到蜥蜴斷尾求生的啟發而獲得靈感，設計出一套全新建築系統，可以讓建築物避免完全倒塌的危機，研究成果名為〈透過坍塌隔離阻止建築物倒塌〉（Arresting failure propagation in buildings through collapse isolation），近期已在《自然》期刊上發表。

根據研究團隊的解釋，目前建築物普遍的設計模式，都是藉由內部結構的廣泛連結，讓建築物在碰上小範圍的局部受損時，可以將建物的負重進行重新分配而不倒塌。

不過如果一開始受損的範圍太大，這種相連的建築結構可能反而會讓沒受損的區域跟著被拉垮，最終造成整棟建築全面倒塌。

而新設計出的建築系統，則是將原本相連的結構改為可分離的形式，也就是在建築物中預先留下結構斷面，藉由這些斷面將較大規模的坍塌控制在局部區域，研究團隊將這種新建築方式稱為「層級式坍塌隔離」（hierarchy-based collapse isolation）。

為了驗證這種新建築形式的效果，研究團隊以新的結構實際建造了1個長15公尺、寬12公尺、2層樓高的預製鋼筋混擬土建築，並進行了2輪的模擬坍塌測試。

第1輪測試中，研究團隊拆下了實驗用建物其中1個轉角兩旁的的2根柱子（下圖標示1、2處），結果建築物並未出現任何坍塌情形，證明新的結構仍然能提供與傳統建築相同的基本堅固性。

而在第2輪的測試中，研究團隊進一步拆下該轉角僅剩的最後1根柱子（上圖標示3處），在隨之而來發生的坍塌過程中，新建築結構成功發揮效果，讓建築物最終只有與該轉角相鄰的區域塌下，其餘地方仍屹立不搖。

科學家們深入檢視未倒塌的建築物區域後發現，原本的結構幾乎沒有遭受永久性損傷，僅有一些與倒塌處相連的鋼筋，因受力過大發生降伏（yielding）現象而變形。

研究團隊指出，「層級式坍塌隔離」經過測試後已經證明可行性，未來可望拓展出更多不同類型的建築形式，進而催生出新一代避免建物發生災難性倒塌的解決方案。