Nippon 日本心得帖: 「地震對策」兩層的木造獨棟住宅

【日經BP社報導】日本人在考慮「建造一棟兩層的木造獨棟住宅」的時候，注意力總是會放到「地震對策」上面。雖然統稱「地震對策」，其實也包含著各方各面的措施。

       住宅最令人害怕的是倒塌，既然如此，房子是應該造的結實、牢固一點，還是應該在房子里加入柔軟的材料、使之不不容易坍塌？亦或是在房子與地面之間填充緩沖劑，使之不易晃動？

       根據上述思路，日本將房屋地震對策分成了「耐震」、「制震」和「免震」三種。

       耐震即「抗震」，是通過強化建築的骨架、增加承重牆、設置斜支柱等方式，牢固地固定整棟建築，使其能「承受」地震帶來的晃動。

       制震即「減震」，是在建築的主體結構設置可動式制震裝置，利用該裝置吸收震動，使震動不易傳導至建築，借此「抑制」地震帶來的晃動。

       免震即「隔振」，是在建築的基礎與底座之間嵌入可動式的免震裝置，利用該裝置削減震動，使建築與地面分離，在地震時「避免」晃動。


耐震（抗震）。利用承重牆和斜支柱牢固地固定整棟建築，使其能「承受」晃動。（點擊放大）		制震（減震）。利用內嵌于建築底座與橫樑之間的制震裝置「抑制」晃動。（點擊放大）		免震（隔震）。利用內嵌于建築基礎與底座之間的免震裝置「避免」晃動。（點擊放大）

這三種對策究竟哪一種最好？

「不要分好壞，大家可以把耐震、制震、免震視為地震對策的3個『選項』」，日本木造建築物減震工學研究領域第一人——信州大學工學部建築學科教授五十田博這樣說道。

信州大學工學部建築學科教授五十田博

五十田教授介紹說：「耐震構造成功案例多而且可靠，在一場地震發生的時候可以確保人員生命。制震構造只要花費一定費用安裝裝置，就能做到應對反覆發生的地震而性能基本不劣化。免震構造雖然耗資大，但只要不發生特大地震，建築物就能毫髮無損。這3個項目的關係可以比喻成『松竹梅歲寒三友』。」

       原來如此，但是，雖說是「選項」，如果不清楚「每個選項具體的優點和弱點」，選擇時也會無從下手。

       因此，筆者試著調查了這三種地震對策的特點。

每一種地震對策都有其優點和缺點，在日本獨棟住宅中的普及程度也各不相同。

       耐震是所有建築物必備的要素，作為獨棟住宅必需的地震對策得到了廣泛採用。制震在過去大多應用於高層高級公寓等大型建築物，近年在獨棟住宅中的應用激增。免震是公認最有效的地震對策，主要用於大型建築物，獨棟住宅中的應用很少。

       3種地震對策的原理、普及程度、成本、耐久性、設置條件各不相同。住戶需要把因條件而異的優缺點與自己希望的性能水準以及可以負擔的成本一一對照，選擇最適合「自己心目中理想住宅」的地震對策。這也就是把3種對策稱為「3個選項」的原因所在。

       比較這3個選項的具體內容，考慮到性能與預算的平衡，筆者覺得最適合「木造兩層獨立式住宅」的地震對策是如今正在激增的「制震」。那麼，面向獨立式住宅的「制震」措施究竟包括哪些具體項目？

       五十田教授說：「如今市場上雖然有著各種制震構造的部件與材料，但遺憾的是有好有壞，呈現魚龍混雜的狀態」。

       有好有壞是怎麼一回事兒？

（點擊放大）

       「制震實現起來其實比較困難，如果沒有一定程度的技術實力，很難判斷出是否真的有效」（五十田教授）。

       那麼，如何才能選到「好的部件及材料」？

       對此，在日本負責發佈抗震加固及改造方針的機構——日本建築防災協會已經制定了規則，並在從事制震構造評價工作。而且，抗震加固及改造可以享受日本各級地方政府的補貼。因此，地方政府也集合大學等公共研究機構的研究者以及構造設計人員、成立了評價制震施工是否合理的委員會，開展著評價活動。也就是說，只要得到了這些團體的認證，就能稱得上是可信賴的制震構造。

       不過，制震構造具體是如何「抑制」地震帶來的晃動的？筆者請五十田教授做了解釋。

       「不只是制震，無論是哪種地震對策，大地震到來後，構造最終都會出現某種損傷，通過吸收地震的能量來防止建築倒塌」。

耐震、免震、制震吸收地震能量的原理（點擊放大）

三者的差異是：在大地震發生後，耐震構造無法避免一定程度的性能劣化；制震構造能夠將性能劣化控制在較低水準；而免震雖然需要維護免震裝置，但建築可基本保持完好。

       對於「制震」，最重要的莫過於用來吸收地震晃動的「減震阻尼器」的設置方法

       制震構造的原理是使震動盡可能集中到減震阻尼器，利用避震器吸收能量，從而抑制晃動、減輕建築的損傷。換言之，如果不能完全將建築的晃動傳導至制震避震器，就無法發揮作用。

       五十田教授解釋說：「因此，在採用制震構造時，要把『這種基礎要這樣評價』、『要採用這種方法加以強化』之類的規則全都確定下來，為制震構造創造可以發揮出作用的條件」。

       五十田教授曾與企業合作開發出了減震阻尼器，為了確認其實際情況，筆者來到了位於神戶市中央區的住友橡膠工業總部。

       主要從事登路普、飛勁等輪胎製造與銷售的住友橡膠工業為何要開發「減震阻尼器」？這是因為，制震避震器的心臟——「減少地震晃動的材料」需要使用高阻尼橡膠。

       「使用本公司開發的高阻尼橡膠，住宅用減震阻尼器『MIRAIE』最多可以吸收70％的地震晃動」，住友橡膠工業制振事業推進部業務組組長松本達治說道。

（※注：數據為振動臺實驗的結果，具體情況因建築方案和地震波等條件而異）

       MIRAIE的底部固定在建築的底座上，利用固定在一層與二層之間橫樑上的「高阻尼橡膠」來吸收地震的晃動。「最大70％」的地震晃動吸收率是在「阪神淡路大地震級別晃動」的實物大小的振動臺上通過實驗計算得出。