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住宅コラム

耐震・免震・制振ってなに?

家づくりにおける条件として地震への強さを重視する人は多いものです。
地震で倒れないような強くて丈夫な家を建てたい
しかし、揺れに強い家といってもその定義は様々で、実際どのような物なのかしっかりと理解できている人は少ないのではないでしょうか。

地震に対する対策として、主に耐震・免震・制震の三つがあります。
言葉は聞いたことがあるけど実際はどんなものなのかわからないと思いますので、そちらをまとめてみました。

それぞれにはメリットとデメリットがあり、それらを知った上で、自分にあった地震対策をすることが大切です。

≪耐震≫は建物を強くする構造

耐震は、建物を強くすることで地震の揺れに耐えようとする構造です。
壁に筋かいを入れたり、部材の接合部を金具で補強したりして、建物を強くします。

耐震は最も一般的な構造であり、一戸建て住宅やマンション、オフィスビルや学校といったさまざまな建物で採用されています

耐震等級

建物の耐震性能によってランク(耐震等級)が3段階に分かれており、その数字が大きければ大きいほど、建物の耐震性能が高いため、建物を建てたり買ったりする際の目安になります。

どのくらい違うのかというと、耐震等級2の建物の性能は、耐震等級1の建物に対して、およそ1.25倍。
耐震等級3の建物の性能は、耐震等級1の建物のおよそ1.5倍となります。

耐震等級とは、地震に対する建物の強度を示す指標で住宅の性能表示制度を定める「品確法」に沿って制定されたもので、地震によって建物が崩壊しないよう、地震に対する構造躯体の倒壊・崩壊等のしにくさを表示したものです。

≪免震≫は建物と地盤を離して揺れを逃がす構造

免震は、地震の揺れが建物へ直に伝わりにくいよう、建物と地盤を切り離した構造です。

もちろん建物が宙に浮いているわけではありません。

建物の躯体自体を強くする耐震とは異なり、建物と基礎の間に特殊な免震装置を設けることで、地震の力を受け流して建物の揺れを少なくします

大地震でも建物被害はほとんどなく、建物内部の被害(家具の転倒、収容物の損傷)を最小限に留めることができます。

耐震や制震に比べて、免震の歴史はまだ浅い工法です。
免震装置に使用されているゴムの耐用年数は60〜80年といわれていますが、免震の建物がそれほど古くなっていないため、完全に実証されているわけではありません。

しかし、日本には1400年前にはすでに免震構造を用いて建てられた建築物が地震などによって倒壊しないまま現存しています。
それは法隆寺等の五重塔です。

法隆寺五重塔の免震技術

法隆寺五重塔は、人間の知恵がみごとに結晶したものの一つと言えます。
専門家の研究によれば、法隆寺五重塔の構造には、現代でも十分通用する耐震設計の要素が多くみられるとのことです。

五重塔は各階が強固につながっているわけではなく、ただ単純に重ねたところを取り付け具でゆるく留めているということにより、地震の際には、上下に重なり合った各階がお互いに逆方向にくねくねと横揺れし、振動の波に乗った液体のような動きになります。
さらに、建造物の中央の軸として吊り下げられた心柱も、地震の揺れを軽減しています。そして各階の床が心柱にぶつかることで、崩壊するほどの横揺れを防ぎ、揺れも吸収しているのです。

≪制震≫は建物にダンパーなどをつけて揺れを抑える構造

建物の柱や梁の主要構造部材へ「制振装置」を設置し、地震エネルギーを「制振装置」が吸収することで主要構造部材の損傷を防ぎ、建物の揺れを早期に収束させます。

高層ビルやタワーマンションといった高い建物は、上階ほど揺れが大きくなる傾向がありますが、制震構造を採用することで、上階における揺れの増幅を緩和できます。
 
制震は、免震とは異なり、建物と地盤が切り離されているわけではありません。
地盤の揺れは建物に直接伝わってしまいますが、ダンパーなどの制震装置が揺れを熱エネルギーに転換して、空気中に放出してくれます。
その結果、揺れが小さくなり、建物を倒壊しにくくしています。

耐震・免震・制振のメリット、デメリットまとめ

地震の様な揺れに強い建物の定義は様々なので、何ができるかを知った上でどの構造を採用するかを選んでいくことが大切です。

L.T.ホームズの地震対策

≪耐震:耐震等級2~3≫

エル・ティー・ホームズでは構造計算を行い、耐震等級2~3を基準にしています。

構造計算は数百ページに及ぶ計算となります。

≪免震:スーパージオ工法≫

スーパージオ工法とは地盤改良としても利用できる建物の支持力を確保する置換工法です。
建物と同じ重さの土を取り除き、軽量なスーパージオ材を敷き詰め建物を支える力を確保します。

スーパージオ材を入れる大きな3つのメリット

地盤改良として利用できる。

≪スーパージオ工法≫

建物下の土を取り除き、かわりにスーパージオ材を敷き詰めて地盤を軽量化します。
スーパージオ材は非常に軽量なため、取り除いた土の重量と、スーパージオ材の上に家を建てた場合の重量を同じに設計することができます。


つまり家を建てる前と、建てた後で土地そのものにかかる重量が変わらないため、軟弱地盤であっても沈下の心配をすることなくバランス良く家を建てることができます。

軟弱地盤の他にもスーパージオ工法はこのような土地にも対応することが出来ます。
・水位の高い地域
・他の地盤補強工法では困難な狭小地
・史跡指定区域
・崖地、切土、盛り土地域
・定期借家地


地盤改良の方法はスーパージオ工法以外にもいくつかの方法があります。

柱状改良工法≫

日本で1番主流なのは、柱状改良工法です。
地盤に穴を掘り、固化材と土を混ぜた杭を打ち込み、地盤と杭との間で起こる摩擦によって建物を支える設計をしています。日本で行われてる地盤改良の方法では1番安定し、信頼できる工法です。

小口経鋼管杭≫

地盤の状態が非常に悪く、柱状改良工法では足りない場合は、小口経鋼管杭を使うという方法があります。
鉄のパイプを地盤に深く差し込み、地下の硬い地盤に到達させ、その上に家を建て家を沈下させないようする工法です。しかしこちらの工法は地下の硬い地盤から家へと振動が伝わるので、振動対策としてはあまりよくありません。

柱状改良工法・小口経鋼管杭の欠点としては、下記があります。
・価格が高額な事。
・専用に重機が必要なため、施工地を選ぶ事。
・地中に打ち込んだ杭が将来的に地中埋設物となってしまう事です。

表層改良

表層改良は柱状改良までする必要はないが、地盤の表面が弱いという場合に行います。
地盤の表面が弱いと建物が斜めになってしまうリスクがありますので、地盤の表面を掘り、固化材と土を拡販し1枚の板状にします。こちらは一般的には安価な工法といわれています。

免震構造となるので地震に強くなる。

スーパージオ材が緩衝材の働きをし、激しい地震の揺れを優しい揺れになります。

地面の液状化対策

液状化とは主に砂質地盤で構成された場所で多く発生します。
地震が起きる前の地中では砂の粒が互いにくっつきあい、その間に水がある状態で安定しています。

地震等の振動によって砂と水のバランスが崩れ、地中で液体状になった砂が地表に噴出し、地面が抉れて建物が沈下してしまいます。

スーパージオ工法では地中でバラバラになった砂と水のうち、水のみをスーパージオ材の中に一時的に保水することができます。その為地表への砂の噴出を防ぐことがでます。

地震が納まるとスーパージオ材の内部に溜まっていた水は自然と地中へ戻り、通常時の安定している状態へと戻ります。

このような仕組みにより、スーパージオ工法では液状化対策ができるのです。

≪制振(吸震構造)コープレート/エアクララ≫

エアクララとは硬質ウレタンフォームのことで断熱と気密を同時に施工できる現場発泡スプレー式断熱材です。
断熱性能と密着力が強く、経年劣化しにくいのが特徴です。

100倍に膨らむ発砲ウレタンと異なり、30倍に膨らむエアクララは、樹脂の成分が多く空気や水の侵入を防ぐので、断熱性能も高いです。


基礎と土台の間にコープレート(パッキン)を挟み、直接基礎と土台が接しないようにし、隙間をエアクララで埋めます。
そうすることでエアクララが、地震の揺れを吸収することで家への揺れを減らします。
エアクララを基礎から壁、天井とシームレスに吹き付けることで、家全体がヘルメットのように一体型の構造になり、揺れを抑え吸収する効果もあります。

地震に対してさまざまな対策方法があります。
どのような構造で対策をしても、地震による被害を完全になくせるわけではありません。

自分自身で万が一の際に家具等が転倒しないように、壁に固定する等の対策をとることも大切です。
その中でご自身の家にはなにを求めるか、どんな対策が必要かを理解し選びましょう。


またどんなに地盤が強くても家自体が弱ければ意味がありません。
地震に強い家とはどんな家なのか。

こちらの記事で詳しく書いてあるので、興味がある方はそちらもご覧ください。

わたしたちL.T.ホームズでは、自宅が一番の避難場所となるような安心で快適な家をご提案させて頂きます。
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