建物内部に錘(オモリ)やダンパーなどの「制振装置」を組み込み、地震などで起こる振動をエネルギーとして捉え、地震が起きた際の建物の揺れを抑えることを制振と言います。
構造体の損傷が軽減されるため繰り返しの地震に有効です。言葉の印象で「耐震」など他の用語との対比のしやすさから制震を用いることもありますが、地「震」を制するのではなく「振」動を制するという趣旨で、日本建築学会では制振を正式名称としています。
耐震 | 制振 | 免震 |
---|---|---|
地震の揺れに耐える | 地震の揺れを吸収する | 地震の揺れを伝えない |
主要な構造体の強度(剛性)を上げることで倒壊を防ぎます。建物を固めるため建物に加わる地震力(加速度)は逆に上昇します。 | 地震力をエネルギー吸収により建物の変形を抑え、構造躯体の変形を抑制し建物の損傷を軽減する技術です。 | 地盤と建物の土台の間にベアリングなどをの免震部材をいれ、地震力自体を建物に伝わらないようにします。 |
コスト低 | コスト中 | コスト高 |
効果〇 | 効果◎ | 効果◎ |
・建物の揺れ自体は抑えられない ・建物の上部ほど激しく揺れる ・建物が倒壊に耐えても、損傷する恐れがある ・繰り返しの揺れで建物の破壊が増していく恐れがある ・震災後の修繕にコストがかかる恐れがある |
・地震による建物の変形を抑えることができる ・繰り返しの揺れにも強い ・風揺れ対策などにも効果がある ・建物が揺れ続けるのを早く抑えるのにも効果がある ・長周期地震動の揺れにも効果を発揮する |
・ゆっくりと揺れるため、外壁や間仕切り壁、天井材などの脱落や破損が防げる ・縦揺れに対しては、横揺れほど効果を見込めない ・長周期地震動に共振しやすい ・軟弱地盤や液状化の恐れがある地盤には向かない ・コストが他の比べ大きくなる |
今までの住宅は、筋交いや合板を増やしたり接合部分を金物で接合し、がっちり固めた家が良しとされてきました。
ただ固めた家は、頑丈そうではありますが大地震のあとのたび重なる余震で、少しづつ緩んできます。
Windamperを装着した建物は、この頑丈な家に地震力が働くと地震力をジワーと吸収して、建物を守ってくれるのです。
そして、繰り返しの地震(余震)にたいしても何度でもWindamperが働いてくれるのです。
どんなに硬い建物でも、力が加えれば変形します。
交通振動や風程度の力では微々たる変形ですが、地震の様に大きな力が生じるときには大きな変形が生じます。
建築基準法では、地震や強風に対してどれだけ建物が変形してもよいかを規定しています。
そして、その判断基準に用いられる指標が「層間変形角」です。
例えば、地震が起こった際に筋交い、合板、ゴム系ダンパーを付加していると変形角は減少します。
しかしその時、建物に係る加速度(衝撃力)は、実は増大しています。
この衝撃力に対し耐力という力技で変形を抑えこもうとするので躯体は徐々に緩んでいくのです。
変形角を減らすということで、一見どの地震対策も同じように見えるかもしれませんが、その中で起こっていることは、
加速度を上げてしまう方法と(耐力を付加)、加速度を下げる方法(ウィンダンパー)と正反対のことが起こっているのです。