家づくりコラム

免震+制震ダンパーで地震に強い家づくり

免震工法と制震ダンパーで最強の地震に強い家づくり

東京で地震に強い家を建てるには、地盤と建物、それぞれ耐震対策が必要です。まず地盤は免震工法等で建物に揺れを伝えないないこと。さらに、建物に地震の揺れが伝わっても、建物へのダメージを最小限にする制震構造の家づくりが必要です。そこで今回は、木造住宅の制震補強に欠かせない制震ダンパーの基礎知識と制震ダンパーの事例もご紹介します。ぜひ家づくりの参考にしてください。

 

免震工法+制震住宅で地震に強い家を建てる

東京で地震に強い家づくをするなら、家の地盤と建物の両面からの対策が重要です。まず地盤調査を行い、地盤の状況に応じた免震対策を講じると同時に、地震の揺れが建物に伝わっても、建物の構造部にダメージをできるだけ与えないような制震構造の家づくりが必要となります。家族の安全・安心を守るには、こうした耐震性能を高める複合的な対策を講じていく必要があります。

 

制震ダンパーとは?

制震ダンパーとは、制震装置とも言われるもので、建物の耐震性を高めて地震の被害を抑えるために、柱や壁の接合部に設置する装置です。地震の揺れを吸収して、建物の構造体(基礎や柱など)の損傷をできる限り抑え、家の倒壊を防ぐ働きをするものです。

 

 

制震ダンパーの種類

制震ダンパーには、いくつかのタイプがあり、それぞれの特徴あがります。今回は主要な3タイプについてご紹介します。

では、それぞれの特徴とメリット・デメリットをみてみましょう。

 

鋼材ダンパー

銅や金などの鋼材を使用したダンパーで、金属が変形することで揺れを抑えるのが特徴です。構造が比較的シンプルで、メンテナンスも不要なので、コストが抑えられるのがメリットです。しかし、耐久性が低く、何度も繰り返し変形してしまうと損傷してしまう点がデメリットです。

 

粘弾性ダンパー

ゴムなどの粘弾性のある素材の力を利用して、地震の揺れをゴムダンパーが吸収するのが特徴です。ゴムダンパーは、自然に伸縮して戻る特性がありますので、何度も繰り返される揺れに有効です。一方、温度の影響を受けやすく、寒いと硬くなり、揺れの吸収が小さくなってしまいます。また、大型の装置になることもあり、設置に人手が必要で、施工できる場所が限られることがあります。

 

オイルダンパー

オイルダンパーは、油圧を利用して揺れを吸収する仕組みです。どのような揺れでも対応できる点が特長です。筒状の中に入っているオイルが穴を通る際の抵抗が揺れのエネルギーを吸収してくれます。大きな揺れから小さな揺れまで吸収できますので、地震だけでなく台風などの強風による建物の揺れにも効果が期待できます。建物の主要な構造部分に分散して設置しますので、施工も比較的しやすいのもメリットです。どの程度の台数を設置するかにより費用は変動することになります。

 

 

オイルダンパーの仕組み

オイルダンパーの仕組みを少しご説明すると、オイルダンパーは油圧を利用して入れを吸収する仕組みとなっていて、筒のような形をしています。その筒の中にはオイルとピストンが入っており、オイルとピストンが地震の揺れに応じて動いて揺れを吸収する働きをしてくれているのです。

ではなぜこのオイルが動くと揺れを抑えることができるのでしょうか?

オイルダンパーの中の筒をのぞいてみると、オイルが入っているところ、入っていないところがあります。この筒の中は小さな穴でつながっているため、オイルが、揺れで動いたり、ダンパーのピストンの動きによって移動すると圧力がかかるため、別の場所に移動しようとします。このとき、オイルが小さな穴を通る際に抵抗が発生するため、揺れのエネルギーが吸収されて減少するというわけです。この逆の動きも同様で、ピストンが逆方向に動けば、筒の中の空間の圧力が下がり、オイルが逆方向に動き、この時も穴を通るときに抵抗が働きエネルギーが吸収されるのです。

地震の揺れはこのように、空間の圧力を高めたり低くしたりしながらオイルを移動させて抵抗を発生させ続けるので、徐々に揺れが抑えられていくのです。つまり、地震の揺れのエネルギーを利用して、建物の揺れを抑える仕組みになっているのです。

 

制震SSダンパーとは?

SSダンパー図解↑クリックで拡大↑

SSダンパーは自動車などの輸送機に欠かすことのできないショックアブソーバーの技術を用いて開発した木造住宅用制振装置です。
ショックアブソーバーは路面から受け続ける衝撃を吸収し
車内に伝えない役割を果たしています。

その技術を住宅に応用した結果、住宅の体感的な揺れを軽減させることに成功。壁紙が破損しにくく家具も倒壊しにくい、生命の危険も軽減します。

 

建物の揺れを大幅に抑え倒壊から守る

SSダンパーは地震が起きた瞬間から揺れを制御し、建物の揺れが増幅することを防ぎます。
阪神淡路大震災クラスの地震が起きた際、建物の変形を1/2ほどに抑え倒壊のリスクを軽減します。

何度でも振動を吸収し、繰り返す余震にも効果

耐震工法の住宅も、振動を続けることで徐々に接合部が歪みます。SSダンパーは振動エネルギーを何度でも制振性能を落とさずに吸収するため、建物の強度を維持することができます。

メンテナンスフリーで半永久的効果

制振装置には、長期間放置されても性能を維持し続けることが求められます。特殊加工を施すなど、各パーツの耐久性を向上。「20年保証」「温度保証マイナス20℃~80℃」を実現しました。

 

制震ダンパーの設置例

制振ダンパーは建物の外壁や内壁の軸組の仕口部(柱と梁、柱と桁の交差部)に取り付けます。柔軟な設置が可能ですので、上下左右、裏表、どのような姿勢での設置でも、その機能を失うことはありません。

SSダンパー設置例

 

制震ダンパーの費用は?

制震ダンパーの設置には、新築時には耐震工事およびリフォーム時には耐震リフォーム工事を伴います。耐震リフォームは、まずお住いの住宅の現況を正確に診断し、どのような耐震リフォームをすべきか適切なリフォーム設計が重要ですので、一概に費用を算出するのは難しいのが実際です。アイホームズでは、データに基づく耐震結果を分析したうえで耐震リフォーム設計を行っています。制震ダンパーの設置には、耐震設計に基づき、最適なコストパフォーマンスになるように算出ししています。平均的には、家の四隅+角部分を中心に配置しますので、家の形状上に応じて数が異なります。

 

 

まとめ

制震ダンパーは、地震の揺れを吸収して、建物の構造部の損傷を抑える働きがあります。制震ダンパーには、鋼材、粘弾性、オイルダンパーといった種類があります。なかでも、どのような揺れでも対応でき、小さな揺れから大きな揺れまで吸収できるオイルダンパーが一般的に採用されています。耐震リフォームを検討される方が制震ダンパーを選択するためには、現在お住いの家の耐震性能がどの程度なのか、どのようなに地盤と建物に揺れが伝わっているのかなど、その地盤と建物の状況に応じたリフォーム設計が必要です。アイホームズでは、早稲田式耐震診断を実施して、住宅の状況に応じて最適なリフォーム設計を行い、耐震リフォーム後も耐震性能がどの程度向上しているのかを再度診断して確認できるようにしています。

 

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