住宅会社を何社か訪れた方や、家づくりをスタートした方であれば、どこかで聞いたことがある制震ダンパーについて、深堀していきます。

耐震を気にすると、制震ダンパーも付けた方がいいのかな?

制震ダンパーにはどんな種類があるの?

 

このような制震ダンパーに関する疑問を解消するような内容になっています。

それでは、今回の記事のポイントをお伝えしていきます。

 

 
・制震ダンパーは、エネルギーを吸収する部分の種類で、ゴム・油圧(オイル式)・鋼材の3パターンのタイプがある
 
・制震ダンパーの役割は、地震の揺れによる建物の被害を軽減するものであるのと同時に、強風や雪、小規模の地震など日常的な揺れを吸収する
 
・制震ダンパーは建物にかかる負荷、特に2階にかかる負荷を減らす効果がありますが、免震住宅のような揺れを大幅に吸収する効果まではない
 
・制震ダンパーを付けたから安心、ということはなく、制震ダンパーを含めて許容応力度計算を用いた構造計算が大事
 

1. 制震ダンパーとは

 

出典:住友理工

  

まず制震ダンパーとは、一般的には軸組工法に採用されるもので、地震などによるエネルギーを吸収できる機構を設けた筋交い(斜めになっている部材)のことです。

様々な種類が存在しますが、図のように柱・梁・土台部を斜めにつなぎ、ダンパーの中心でエネルギーを吸収するような構造になっています。

 

図のように端から端まで斜めになっているタイプもあれば、柱の中央付近に付けるような小型のタイプもあり、コストなどに応じて多くのタイプが存在しています。

 

1-1. 制震ダンパーは大きく分類して3種類

 

制震ダンパーには、エネルギーを吸収する部分の違いで、ゴム・油圧(オイル式)・鋼材の3パターンのタイプがあります。

テクノストラクチャー工法で採用している方式は、鋼材同士を擦り合わせてエネルギーを吸収する鋼材式となっています。

 

一方、オイルダンパーとも呼ばれる油圧式は、文字通り潤滑油がエネルギーを吸収する役割を果たしており、車の足回りの部品にも同様の方式が採用されています。

またゴムを緩衝材として採用しているタイプもあります。

 

いずれの制震ダンパーも、地震で掛かってくるエネルギーを熱エネルギーに変換して、建物への負荷を減らしています。

 

2. 制震ダンパーの効果・役割

 

制震ダンパーを設置すると、地震の揺れを吸収して家が揺れなくなるようなイメージを思い浮かべる方もいらっしゃると思います。

しかし結論から申し上げると、制震ダンパーの効果と役割は以下の2つで、揺れが全くなくなるわけではありません。

 

 
・細かい揺れを吸収して、建物に対する積み重なるダメージを軽減すること
 
・大きな地震の際に接合部の破断を防止し、特に2階建ての場合は2階部分にかかる負荷を減らす効果がある
 

それでは、この2つの効果を詳しくみていきましょう。

 

2-1. 制震ダンパーは日々の細かい揺れを吸収

 

1つ目の細かい揺れに対する効果について、見ていきましょう。

家は地震の揺れ以外にも様々なエネルギーを受けます。

愛知県では、雪による縦方向にかかる負荷は少ないものの、夏季を中心に台風のような強風、もしくは弱いエネルギーとは言え、日々の風から受ける横方向のエネルギーで家は日々細かく揺れています

 

また、制震ダンパーは震度6~7のような大地震だけでなく、震度1~4程度の比較的小さな地震から、家に受けるダメージを軽減する効果があります。

 

2-2. 大きな地震の負荷を軽減する効果(層間変形角の話)

 

2つ目の、気になる大きな地震に対する効果です。

大きな地震の場合、地面が大きく揺れることから、制震ダンパーが設置されていたとしても家は揺れます

 

しかし、制震ダンパーの役割としては、家が倒壊する要因の1つでもある、2階の振れ幅を軽減することに繋がります。

耐震性を考える時に、「層間変形角」というものがあります。

 

出典:ホームズ

 

層間変形角とは、地震などの揺れによる建築物の変形量を角度で表したものです。

図で見る通り、地震などで家の変形が大きくなると、それに伴って変形する角度が大きくなります。

その角度などは建築基準法で細かく設定されていますが、みなさんに知っておいてほしいポイントは、地震では2階の方が大きく揺れる、ということ。

物理の原理として、高さが高い2階の方が、掛かるエネルギーは大きくなり、同時に建物が振られる変形量は大きくなります。

 

制震ダンパーは、この2階の振れ幅を抑え、建物全体にかかるエネルギーを軽減する役割があり、決して地震で揺れない家(軟体動物のような柔軟な家)になるわけではありません。

 

3. 制震ダンパーもテキトーに入れては効果半減

 

つづいてのポイントは、制震ダンパーは導入すれば何でもいいわけではありません。

結論から申し上げると、制震ダンパーが必要な場所を、許容応力度計算から導いて設計しないと、意味を成さない可能性がある、というポイントです。 

 

3-1. 地震で負荷がかかる場所は?

 

一般的な壁量計算(仕様規定)では、4分割法といって家を4つにわけて、それぞれの場所にある壁の量のバランスを見るだけです。

一方、テクノストラクチャー工法でも採用している許容応力度計算では、地震の際に家のどこの部分に負荷がかかりやすいか?を間取りごとに計算します。

この負荷が掛かりやすいポイント、そして制震ダンパー同士の配置バランスを考えて、制震ダンパーを入れ込まないといけません。

 

そのため、制震ダンパーを採用!と言っていても、許容応力度計算がされていない場合、数十万円も掛けて導入する制震ダンパーの効果が半減しかねません。

せっかく導入するのであれば、” しっかりとした耐震計算 ” である「許容応力度計算(構造計算)」を伴った形で導入しましょう。

 

4. テクノストラクチャー工法でも制震ダンパーがある

 

テクノストラクチャー工法でも、制震ダンパーを用意しております。

テクノストラクチャー工法で採用している「テクノダンパー」は、Kの字型で柱の中央付近に設置するタイプとなっています。

テクノダンパーは、パナソニックグループの住宅会社であるパナホーム(現・パナソニックホームズ)が鉄骨造住宅で培った制震技術を、テクノストラクチャーに応用して開発されました。

具体的には、超高層ビルなどの大規模建築でも用いられる「座屈拘束技術」という技術を活用して、地震による建物の変形を低減させます。

 

4-1. 一般木造住宅と比べ最大約70%揺れを低減

 

 

「テクノダンパー」は、テクノストラクチャーの耐震構造と組み合わせることで、一般木造住宅と比べて最大約70%の揺れを低減する効果があります。

また、ダンパー自体の耐久性も安心感の高い検証をされています。

 

テクノダンパーに大地震に相当する負荷を100回以上与えても、本来の制震機能が維持できることが確認されており、長期間壁に埋め込むものとしての安心感があります。

また、温度変化などの周辺環境による影響が少なく、耐久性の高い部材を使っていることから、経変劣化が少なく安定した性能を保つことができます。

 

5. まとめ

 

制震ダンパーに関しての基本的なポイントを紹介してきました。

住宅業界の中では、様々な種類の制震ダンパーがあり、各社「うちの制震ダンパーが一番安心です!」というPRをされるでしょう。

しかし、その制震ダンパーを入れる位置は、家の間取りや地盤、基礎の強度などによって当然変わってきます。

それらが構造計算で計算されていないまま、導入されても本来の制震機能を発揮できるか不安です。

 

また、地震の時に負荷がかかる場所にないといけませんが、壁量計算(仕様規定)ではそこまで判明できないため、制震ダンパーを採用する際には構造計算(許容応力度計算)とセットで考えましょう

ダイシンホームでは、テクノストラクチャー工法を採用して構造計算をしっかり行っており、制震・耐震に関して不安な方はぜひご相談いただきたく思います。

安心感の高い家づくりをご案内させていただきます。

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