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地震と建物の揺れ

第2回  建物と人の生活を守る震災対策(その1:建物の耐震性能の向上策)

執筆者

久田 嘉章
工学院大学建築学部まちづくり学科 教授 工学博士
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「レジリエント」な震災対策

第2回は過酷な地震災害から建物と人の生活を守るための対策の話をします。東日本大震災による想定を超えた災害の教訓を踏まえ、現在ではレジリエントな対策が求められています。レジリエントとは「回復性」や「強靭(きょうじん)性」などと訳されており、大きな失敗や災害などから立ち直る能力を意味します。これまでの震災対策が、建物の耐震補強などで被害を出さない「事前対策」を重視する傾向があったのに対して、レジリエントな対策では事前対策と併せて、仮に被害が出ても速やかな回復を可能にする対応力の向上など、「事後対策」を重視する点に特色があります。今回はレジリエントな対策のうち、事前に行える建物を対象とした被害を出さない対策をご紹介しましょう。

建物の耐震対策:耐震性能の高い建物を建て、しっかりと維持管理する

建物の耐震対策の基本は丈夫に建て、しっかり維持管理をすることです。図1は過去の被害データから得られた建物の震度と全壊率(修繕が不可能な程度以上の被害を受けた建物の割合)との関係です(文献1)。図から建物は建築年により全壊率が大きく異なること、そして震度と全壊率は単純な直線の関係ではなく、古い建物は震度6強あたりから急激に全壊率が増大することが分かります。大破や倒壊に関する建物の耐震性能は、構造躯体[くたい](杭[くい]・基礎・柱・はり・筋交い・耐震壁・床など建物を支える構造部材で構成される骨組み)で決まりますが、その耐震設計の基本となる建築基準法は、過去の震災の教訓などを取り入れて何度も改正されました。図から分かるように、1981年の基準法改正以前と以降では全壊率に大きな差があり、2002年以降の新しい建物では震度6強以上の激しい揺れでも全壊する可能性がほぼ無くなっていることが分かります。このため、1981年以前の旧基準で設計された建物には耐震診断を実施し、倒壊の恐れがある場合は耐震改修を行うことが強く推奨されています。一方、1981年以降の木造建物でも、2002年から約10年間隔で古くなるほど全壊率が増大しています。このことから柱や壁、土台などの重要な構造部材が腐って崩れたり、シロアリによる被害を受けることなどによって耐震性が劣化することが示唆されており、定期的な点検と維持管理を行うことが重要であることが分かります。
耐震性能の高い建物を建て、しっかりと維持管理するための具体的な方法として、長期優良住宅(文献2)で定められている基準が参考になります。例えば建物の構造躯体の耐震性能では、福山洋氏が本コラムの連載「第3回 どうなる? 今後の耐震設計」で説明されているように、建築基準法は守るべき最低限の基準(耐震等級1)であり、大地震の強い揺れ(震度6強以上の揺れ)で倒壊・崩壊して死者を出さない程度の低い性能を要求しているにすぎません。このため、長期優良住宅では、耐震等級2以上であること、構造計算による大地震時の建物安全性を確認すること、あるいは、免震建築であること、など高い耐震性能を求めています。このほかにも長期優良住宅には、建物の維持管理と改修のしやすさ※1、劣化への対策が十分であること※2、住宅履歴情報を整備すること※3、といった条件が求められており、耐震性能の高い建物の基準を知る上で、大いに参考になります。

※1 構造躯体などに影響を与えることなく、設備や配管の維持管理(改修工事など)ができることなど。
※2 床下・小屋裏(屋根と天井との間の空間)を確認できる点検口を設置する、床下空間に検査のための330mm以上の有効高さを確保するなど。
※3 建築と維持保全に関する記録を作成し、その保存を義務づけるなど。

非構造部材や室内の耐震対策:人の生活を守る対策

大破・倒壊などから「建物を守る」ためには耐震性能の高い構造躯体が必須ですが、本来、建物は「人の生活を守る」ためにあるべきです。地震から人の生活を守るためには、建物を支える構造部材だけでなく、非構造部材や室内の耐震対策も非常に重要となります。非構造部材とは、構造部材以外の間仕切壁、天井材、内・外装材、照明器具、設備機器、窓ガラス、家具などを意味します。図2は地震が起きた時、非構造部材にどのような影響があるかについての概念図ですが、地震により建物は水平方向に変形し、一般に上層階ほど大きな揺れ(加速度など)が生じます(文献3)。建物の構造躯体が大きく変形すると、間仕切壁も変形してドアを開閉するのが難しくなったり、設備配管(マンションの上階から下に伸びている縦管など)が破損したり、外装材が脱落したりすることがあります。一方、大きな揺れで家具・什器や天井材、設備機器などが落下・転倒する被害が生じます。
非構造部材の被害は物的な損害だけでなく、落下・転倒物による死傷や閉じ込めなどの人的被害のほか、出火・延焼の危険性の増大により、消火や救援活動にも大きな支障を生じることになります。さらにはその後、生活や事業を続けることが困難になるなどさまざまな2次被害も発生します。最低基準である建築基準法では、2011年の東日本大震災で死者を出した特定天井(高く大規模な空間の天井)などの特殊な場合を除き、非構造部材への具体的な耐震対策は求められておらず、その対策は自己責任になります。非構造部材の耐震対策は建築技術者と相談する必要がありますが、家具・什器の転倒防止などの室内の安全対策は一般市民でもできますので、「東京消防庁、家具類の転倒・落下・移動防止対策ハンドブック」(文献4)などを参考にぜひ実施してください。

参考文献
1) 内閣府:報道発表資料一式(平成24年8月29日発表)南海トラフの巨大地震による津波高・浸水域等(第二次報告)及び 被害想定(第一次報告)について(資料2-2)
http://www.bousai.go.jp/jishin/nankai/nankaitrough_info.html
2) 国土交通省:長期優良住宅の普及の促進に関する法律関連情報
http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/jutakukentiku_house_tk4_000006.html
3) 鱒沢 曜:既存建物の耐震対策による地震災害への備え、環境管理、Vol.47 No.7、pp.26-32、2011年
4) 東京消防庁:家具類の転倒・落下・移動防止対策ハンドブック、2014年
http://www.tfd.metro.tokyo.jp/hp-bousaika/kaguten/handbook/

(2015年12月31日 更新)