制振ダンパーは意味ない?制振の効果と必要性を徹底検証

制振ダンパーは意味ない?制振の意味と効果と必要性を徹底検証

地震への耐久性を現わす基準として1から3までの耐震等級が設定されていますが、その中で最も高い等級3の木造2階建てで、構造計算を基に設計されている住宅であれば、制振ダンパーは意味ないのでは?という考え方があります。

ただ、いかに耐震性を備えた住宅であっても、制振ダンパーは有効性が確認されており、その必要性が様々な研究機関で実証されています。今回はその一部をご紹介します。ぜひ今後の家づくりの参考にしてください。

地震への備えの基本:耐震・制震・免震

地震への備えには、耐震、制震、免震という3つの方法があります。この中でまず基本となる地震への備えは耐震です。倒壊リスクが高い耐震性の不十分な住宅では、いくら制震対策や免震対策を行っても、その効果は十分に発揮されるとは言えません。地震に強い家にする為には、前提として耐震性を持たせることが必要となります。では、耐震と制震、免震とはその方法にどのような違いがあるのでしょうか?

在来工法とツーバイフォーでの耐震の方法

在来工法木造住宅の構造部

地震の揺れに耐えられる構造の建物にする方法が耐震です。

在来工法の戸建て住宅では、梁などの横に渡されている横架材が上からの重みを柱に伝えます。土台の上に立った柱は、重みを土台に伝えると共に、地震や強風による横揺れを木材の性質がしなやかに受け止めます。その働きを十分に果たす為、荷重が均等に分散するように柱が配置されます。

さらに筋交いの入った耐力壁を配置して、横揺れを受けとめ建物の変形を防ぎます。加えて、柱と土台の接合、柱と梁の接合部に使われる金物の質と量も耐震性の確実さに大きな影響があります。

柱の位置や耐力壁の配置のバランスと壁量、接合部に使われる金物の量や質など、耐震に必要な要素を確実にする為に構造計算が行われます。その為、構造計算に基づいて設計された住宅は高い耐震性を備えることができます。現在の建築基準法では2階建て以下の木造住宅に構造計算が義務付けられているわけではありませんが、より確実な地震への備えをしたい場合には構造計算が必要となります。

建築物の設計において、構造上の安全は極めて重要な条件のひとつです。建築物を、その自重や地震の際に加わる力、その他の力に対して安全な構造とするために構造設計が行われます。 建築基準法では、通常の木造2階建住宅など小規模の建築物については、部材や接合方法などの仕様について定められた規定(仕様規定)を守れば、構造計算をしなくとも建築が可能となっていますが、一定以上の規模となる場合には仕様規定を守ることに加えて、構造計算を行うことが義務づけられています。

引用:日本住宅・木材技術センター 木材と構造強度

参考サイト 林野庁 木造住宅の耐震性について

ツーバイフォー(枠組壁工法)は、在来工法とは違い、家全体で揺れを受けとめる構造です。その為、在来工法とは異なる構造計算がされています。一般的に在来工法よりも地震に強いとされていますが、在来工法と同じくツーバイフォーも耐震だけでは地震の備えは十分ではありません。耐震と制震と組み合わせることでより確実な地震への備えができます。

近代建築と伝統構法での免震の方法

免震構造の伝統構法の家

免震は、揺れを建物に伝えない方法で、建物が地震から受ける被害を抑える地震への備えです。

『免震』とは、地盤と建物を絶縁して、建物自体に地震の揺れを伝達させない技術です。建物と土台の間にアイソレータやダンパーを設置することで、地盤と建物を切り離すので大きな地震に対して有効です。

しかし、建物の形状や土地の条件・高額な費用が必要であることから一般住宅における免震工法の普及は進んでいません。また、大風や強風による作動を回避するため、大きな地震にのみ対応する構造になっています。そのため、揺れの小さい地震や繰り返しの地震には有効でない場合もあります。

参考サイト 『耐震・制震・免震』とは

一方、日本に昔から続く伝統構法の家の多くは、免震で地震からの被害を免れてきました。伝統構法の家は、柱や梁で構造部を造るという部分は在来工法と同じなのですが、基礎、土台の造り方が異なります。土の上に石を置きその上に柱を建てることによって、地面と建物の間に空間を造り、地震の揺れを建物に伝えないという方法です。

また金物を使わず、木と木に凹凸を造って接合します。近年は太い木材の調達が難しくなったことや、伝統構法の家を建てられる大工さんが減ったこと、国の地震への対策基準が耐震であることから、個人の戸建て住宅では伝統構法の家は非常に少なくなっています。在来工法より地震に強いと言えますが、完璧という訳ではなく、制震と組み合わせることでより確実な地震への備えができます。

参考サイト 一般社団法人伝統構法耐震評価機構 伝統構法とは

データで見る制振ダンパーの必要性

有限会社鈴木建設工房様・S様邸

注文新築住宅へのαダンパーExⅡ施工事例

耐震が揺れに耐えるという地震への備えであるのに対して、制震は揺れを吸収するという働きで、余震が繰り返されても建物が地震に耐える力を維持させます。

揺れを吸収し、構造部をより粘り強くさせて建物の変形をできる限り減らすことで、建物が受ける被害が抑えられるからです。特に制振ダンパーなどの制震効果は過去に行われた以下のような性能試験によって多くの研究機関で検証・実証されています。

制振ダンパーの性能試験:『岐阜県立森林文化アカデミー』での検証結果

『岐阜県立森林文化アカデミー』での性能試験

出典:岐阜県立森林文化アカデミー 木造建築スタジオ 小原勝彦博士の実証試験報告書より

概要:構造用面材真壁仕様の在来工法軸組試験体に『αダンパーExⅡ』を設置し動的加力試験を実施、せん断耐力をダンパーなしと比較。

考察:構造用合板のみの場合より、ダンパーを設置することによりエネルギー吸収量が2本設置で約30%、4本設置で約60%向上しました。その効果は、微小な変形時より認められます。在来工法、ツーバイフォーの住宅への効果が実証されています。

内容:岐阜県立森林文化アカデミー木造建築スタジオ小原博士の研究チームによって行われたこの実証実験では、地震の揺れのエネルギーを吸収する量が2本で30%、4本で60%も向上することが確認されました。

震度7相当の地震の揺れを想定:『起振器』による実棟性能試験の結果

『起振器』による実棟性能試験

出典:株式会社トキワシステム実験棟性能試験報告書より

概要:在来軸組工法・2×4工法の実棟で、ダンパー設置前と設置後の変形を計測し、震度7相当時の変形量をシミュレーションしました。

考察:『αダンパーExⅡ』を設置することにより、設置前より変形を約1/2に低減することを確認しました。在来軸組工法・2×4工法を問わず、効果が発揮できることを確認しました。

制振ダンパーをつける意味とは?

最も大きな意味は地震大国日本での家づくりに欠かせない繰り返される地震や余震への備えです。過去に起きた大地震の際に、本震では被害を免れたにも拘らず、余震によって倒壊したり損壊したりしたケースが多くありました。1回目の地震では持ちこたえた住宅であっても、目には見えなくても揺れから負担を受けています。その状況で余震がきてしまうと、負荷が積み重なり大きな被害に繋がってしまうのです。

参考サイト 労働安全衛生総合研究所 余震と建築物の倒壊危険性の関係について

もちろん制振ダンパーの意義は、余震のみならず、日本で繰り返し起き続けている地震への備えでもあります。日本は地震の多い国で、2022年前半だけでも震度1以上の地震は1,093回発生しています。この中で震度5以上の地震は1月から6月の半年だけで10回も起きています。震度6の地震は3月に福島県沖、6月に石川県で発生しています。

コラム 2022年は地震が多い?1月から6月に起きた震度5弱以上の地震回数とは

過去10年間を振り返ってみても年間1500回~多い年には6500回もの地震が発生しています。揺れを感じない程度の地震、恐怖を感じるほどの揺れではない地震であっても、発生する度に住宅が目に見えないダメージを受けている恐れがあり、そのダメージは蓄積していきます。

地震発生時、大きな揺れには大きな関心が持たれる一方、震度4以下の小さな揺れには安堵感を感じてしまうのが実情です。しかし住宅にとっては震度4以下の小さな揺れでも、見えない損傷を受けるケースも少なくありません。

コラム 震度4以下の地震の揺れが住宅に及ぼす影響とは|繰り返す揺れの恐怖

地震の度に揺れから受けるダメージが抑えられれば、蓄積されるダメージの量は確実に少なくなっていきます。ダメージの蓄積を抑えるということは、地震に耐える力を弱らせないことに繋がるので、地震対策として非常に有意義です。

コラム 何だか最近地震が多い|今の現状とこれからできる地震対策とは

そして被害を生じるような規模の大きな地震が発生すると、ほとんどの場合は震源周辺での地震活動が活発になるということが気象庁のホームページに記載されています。そして何よりも怖いのは、余震の予測はできないということです。

多くの場合、大地震は突然発生します。その震源近くでは、最初に発生した大地震よりも規模の小さい地震が引き続いて発生することが多く、これを余震といいます。(中略)

発生している地震活動がどのパターンであるかは、その地震活動が終わるまでは判別できません。大地震が発生した後に、それより規模の小さな地震(余震)のみが発生して「本震-余震型」となるのか、途中でより規模の大きな地震(本震)が発生して「前震-本震-余震型」となるのかは、一連の地震活動が終わるまではわからないからです。このため、最初の大地震と同等もしくはそれ以上の規模の地震が発生する可能性もあることにも注意が必要です。

国土交通省 気象庁 大地震後の地震活動(余震等)について

つまり、耐震性を高くして地震に耐える力を持たせると共に、揺れを吸収して変形を防ぎ、構造部を粘り強くさせることが、余震にも強い家にできるということなのです。これが制振ダンパーをつける大きな意味の一つです。

加えて、精神的な安心感も得られます。大地震に襲われた後は、誰もが続けて又揺れるのではないか…という不安に苛まれます。その不安から精神状態が不安定になってしまい、余震が発生した時に落ち着いて行動できなくなってしまう恐れさえあります。

自分の家は高い耐震性を備えている、その耐震性を支える制振ダンパーもついているという安心感は、万一の際にも落ち着いて行動できる精神状態を維持することにも繋がります。制振ダンパーを設置する意味は、こうした目に見えないリスクに備えた対策の1つでもあるのです。

制振ダンパー利用者の声

実際に、新築後に大地震に遭われたお客様から次のようなクチコミが寄せられています。詳しくはこちらも参照してください。

『αダンパーExⅡ』を採用して安心にも繋がり、良かったと思います。

制震装置『αダンパーExⅡ』を採用して安心にも繋がり、良かったと思います。

工務店様からも次のような評価を頂いております。

耐震等級3にプラスして、標準でαダンパーExⅡを採用しています

【朝日住宅株式会社様】耐震等級3にプラスして、標準でαダンパーExⅡを採用しています

一目で「これは使える」と思い、制震ダンパーの採用を決めました

【株式会社グラスランチハウス様 千葉県】一目で「これは使える」と思い、採用を決めました

制震装置『αダンパーExⅡ』新築の際だけではなく、既存住宅にも取り付けられます。取り付けに際してはトキワシステムの専門設計スタッフが制震性能の向上はもちろんの事、梁のかかり方、金物干渉の有無などきめ細やかな配置計画を行いますのでご相談ください。

トキワシステム サポート内容 ダンパー配置計画

まとめ

地震大国の日本では長年に渡り、大変な国家予算をつぎ込んで地震の予知に関する研究を進めていますが、現実的には地震の予測は難しいのが実際です。一人一人が地震への備えをする以外に地震の被害を抑えることはできません。

古い住宅で地震が心配という場合であっても、できる限りの地震対策をした住宅を新築したいという場合であっても、耐震だけでは十分ではありません。現実的な選択肢として、地震に耐える力と地震の揺れを吸収し住宅へのダメージを抑える力を合わせて備えることが、地震対策をより確実にし、家族の命と財産を守ることに繋がります。

大切なあなたの家族を守りたい トキワシステムの制震ダンパー「αダンパーExⅡ」

 ―KEEP YOUR SMILE―

制震ダンパー「αダンパーExⅡ」

いつ起きるかわからない地震。

恐ろしい地震から、誰もが家族や住宅を守りたいと願うものです。

トキワシステムの制震ダンパー「αダンパーExⅡ」は、耐震住宅の弱点を補いつつ建物の倒壊防止に効果を発揮します。

多くの研究機関で実証

「αダンパーExⅡ」は、東京工業大学・静岡大学・豊田工業高等専門学校・岐阜県立森林文化アカデミーなどの数多くの学術研究機関による性能試験をクリアして、その効果が認められています。

多数の導入実績

「αダンパーExⅡ」は、木造住宅用の油圧制震ダンパーとして信頼と実力No.1で、16,000棟以上の供給実績があります。これからもより多くのお住まいを地震や自然災害から守り続けていきます。

グッドデザイン賞を受賞

制震装置「αダンパーExⅡ」は、2021年度グッドデザイン賞(主催:公益社団法人日本デザイン振興会)を受賞いたしました。

低コストで高い効果

「αダンパーExⅡ」は、『免震』工法に比べて、施工効率が高く、低コストでの設置が可能です。『耐震』工法では、対応できない繰り返しの地震にも有力です。

耐震性の優れた住宅に制震ダンパーをプラスして、より安心・安全な住宅を目指してみませんか?

技術力の高いトキワシステムが提供する安心・高品質な制震ダンパー 「αダンパーExⅡ」 であれば、住宅をしっかりとサポートします。

ご不明な点等ございましたら、お気軽にお問い合わせください

トキワシステムの制震ダンパー「αダンパーExⅡ」製品紹介

トキワシステムの制震ダンパー「αダンパーExⅡ」製品サポート

トキワシステムの制震ダンパー「αダンパーExⅡ」よくある質問

監修者情報

株式会社トキワシステム

株式会社トキワシステム

制震ダンパー・地震対策の情報について発信しています。
トキワシステムが提供する制震ダンパー『αダンパーExⅡ』は、地震から建物を守り、住まいの安心と安全をご提供いたします。

保有資格
・二級建築士
・フォークリフト運転技能者
・木材加工用機械作業主任者
・第二種電気工事士

受賞歴
・GOOD DESIGN AWARD 2021