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HOME コラム 災害が多くなっている今の時代に木造住宅でも耐震に強い家とは!?

COLUMN

災害が多くなっている今の時代に木造住宅でも耐震に強い家とは!?

Date2025.2.14(Fri)/Category耐震住宅

今回は木造住宅でも耐震と耐風に強い家づくりとはどういった対策をしているのか気になりますよね。日本は世界でも有数の地震大国です。いつどこで大きな地震災害が起きても不思議ではありません。台風・豪雪など自然災害の威力も増しています。自然災害から家族を守るためには住まいの防災対策が必要です。特に家の耐震性は命に関わる問題。建てる時から考える必要があります。

木の家に住みたい、でも耐震性が心配。

木造住宅は、災害や地震に弱そう…。そんなイメージをお持ちの方も多いかもしれません。テクノストラクチャー工法は、木の良さを生かしながらデメリットを補う工夫があります。

 

対策① 木の弱さを補うために鉄を組み合わせた梁を使う~地震の短期荷重から家を守る~

住まいの構造の中でも最も荷重を受ける梁の強度を高めることで、住まい全体の強度も高めます。テクノストラクチャーは、木の梁に鉄を組み合わせた、たわみ量が少なく強固な「テクノビーム」を開発しました。木と鉄を融合し、バランスの取れた強い構造で、大きな地震災害が起きたときもしっかり家を守ります。

 

 

対策② 柱には高品質で安全性、耐震性の高い木材のみを使う~強度が高い集成材を採用~

テクノストラクチャーでは、柱などの構造材には優れた強度と耐震性を持つ構造用集成材柱を採用しています。

 

▽ムク材の約1.5倍の強度の集成材を使用

集成材は、木の筋や割れなどをできるだけ取り除き、特殊な接着剤で接着することによりつくられた建材です。自然素材でありながら工場生産による均一な高品質を実現し、同寸法のムク材の約1.5倍の強度(引張強度)を誇っています。テクノビームのH形銅の上下材も集成材を使用しています。

 

対策③ 強い梁と構造計算でたわみを抑える~梁にかかる長期荷重に耐える~

梁の強度を高めることは地震災害による短期荷重から家を守るだけではなく、長期荷重によるたわみにも対応しています。長期荷重に耐えるせいのうを備えた、強固で安全性の高いテクノビームで耐震性も高めています。

 

▽長期的にかかる住宅の重みに耐える性能

軸組みの建物の重要な構造材である梁は、荷重により若干のたわみが生じます。特に木製梁の場合は、樹種、乾燥度合い、筋や割れの状況によって強度や品質のばらつきが大きく、ズレやキシミなどの原因となりますが、耐震性が高く品質が安定しているテクノビームは荷重によるたわみを抑えます。

また、木質構造設計基準では木製梁のたわみ量を柱間距離の1/300と規定していますが、テクノストラクチャーではより構造の安全性と耐震性を高めるために床梁と根太のたわみ量を1/600以下と設定。構造計算上での梁のたわみ量を規定の半分以下に抑えるという、より厳しい基準で設計しています。

 

▽木製梁で発生するクリープ変形を防ぎ、たわみ量を4分の1に

木製梁は長期間荷重がかかり続けると、たわみ変形量が年々増えていくクリープ変形という現象が起こります。これにより引戸の開閉がしにくくなるほど、住宅に様々な不具合が生じます。テクノビームは鉄骨を芯材としているためこのクリープ変形がほとんど進行しません。同じ長さのテクノビームと木製梁に荷重を加えたときのたわみ量の経年変化を見る試算では、荷重を加えた時(新築時)から30年後のテクノビームのたわみ量は、木製梁の1/4以下という高い耐震性を示します。

 

対策④ 木材の接合部をオリジナル部材でしっかりつなぐ~接合部にかかつ力、引き抜き力に耐える~

テクノストラクチャーでは、木造の弱点になりやすい接合部をオリジナルの接合金具を使用してつなぐことで、接合部の安定した強度を発揮。施工の効率化と施工者による強度のばらつきをなくし、品質の安定化も実現しています。

 

▽鉄骨部分の接合し強度を高める

テクノストラクチャーでは、テクノビームの鉄骨部を接合金具とボトルで締め付けるボトル接合を採用しています。

■ドリフトピン接合

家の耐震の強さを目で見ることはできる!?

家の強さは見た目ではわかりませんが、建てる前に地震などの災害に強い家なのかを調べる方法があります。テクノストラクチャーでは、すべての建物で構造計算を実施し、強度が十分に確保できているかチェックし、建てる前に強さを見える化しています。

 

対策①構造計算で徹底的に建物の強さを確かめる~災害が起こった時に家が耐えられるか~

2階建ての木造戸建て住宅では一般的に「構造計算」で強度を確認しています。「壁量計算」も法律で認められた方法ですが、非常に簡易な確認だと言わざるを得ません。本当に耐震性の高い住宅を求めるなら、柱や壁がどれくらい強いのか、どのくらいの荷重まで耐えれるのかをチェックす構造計算(許容応力度計算)がおすすめです。1棟1棟間取りの異なる戸建住宅にこそ構造計算が必要だとテクノストラクチャーでは考えています。

※構造計算とは地震や台風、豪雪など自然災害が起こった際、住まいにどのような力が加わるかお計算し、その力に住まいが耐えれるかどうかを詳細に検証すること。

 

■壁量計算と構造計算のチェック項目の差

構造計算では構造的に負担のかかるほぼすべての部位の強度とバランスを確認します。テクノストラクチャーで行う構造計算、その項目数は388項目(多雪地域は440項目)におよびます。各項目に該当する部材一つひとつに対して強度を確認し、約21,000回計算を行っています。

 

対策② 厳しい自然災害条件でシミュレーションを行う~考え得るリスクに向き合う基準~

地震以外にも、台風や豪雨、豪雪などの自然災害で家にかかる力はたくさんあります。家にかかるさまざまな力に耐えられるよう、より厳しい条件を設定した基準を設けて計算しています。

 

地震地域係数1.0以上

〈地震災害が起こりやすい地域の基準で耐震設計〉

地震災害の起こりやすさを表す「地震地域係数」は、基準地域を1.0として0.9~0.7の設定があります。地震の比較的少ない地域では、設計震度を基準ん震度より係数分割り引いても問題がないのですが、1.0未満の地域でも大地震はおこりえるため、テクノストラクチャーではすべての地域で「地震地域係数」を1.0以上で耐震設計を行います。

 

積雪状態で地震災害を想定

〈垂直最深積雪量に基づく設計〉

雪は屋根に積もると相当重くなるため、地域ごとに定められた「垂直最深積雪量」に基づいて耐震設計を行います。また、雪が積もった状態で地震が起こると建物にかかる力は通常時よりもさらに大きくなるため、多雪区域では雪が積もった状態で地震が発生した場合を想定し、より厳しい基準で構造計算を行います。

 

台風の頻度・最大風速も考慮

〈基準風速に基づく設計〉

台風の頻度、最大風速の大小といった過去の気象データを基に、全国の市区町村ごとに「基準風速」が定められています。「基準風速」と、風を受ける外壁の面積を考慮して耐風設計を行います。

 

 

 

繰り返しの地震災害が来ても大丈夫?

熊本地震では震度7の揺れが2回と、強い余震が繰り返し続いたことで建物の崩壊や倒壊などの災害被害をもたらしました。また、数十年以内に起こると言われている南海トラフ地震や首都直下型地震。いつ起こるかわからない巨大地震に対するさらなる備えが必要です。

 

対策① 「テクノダンパー」を取り入れる~繰り返す地震に制震システムで対応~

地震の対策は、揺れに耐える「耐震」と、揺れを吸収する「制震」の組み合わせがおすすめです。テクノストラクチャーの制震システムは、建物の骨組みに制震装置「テクノダンパー」を組み込むことで、地震の力を吸収し、建物の揺れを抑制。建物の2階、3階部分の揺れを抑えます。家具の転倒を減らし、建物の損傷を抑えられるので、地震後の不安を軽減できます。

 

▽耐震等級3+制震で建物の揺れを低減

建物基準法レベルの一般木造住宅と、耐震等級3のテクノストラクチャーの住宅との比較では、大地震時の2階床の揺れは53%軽減。テクノダンパーをプラスすることでそこからさらに40%低減。耐震等級3と制震を合わせ最大72%の低減効果が確認できました。

 

△テクノダンパーが揺れを吸収するしくみ

テクノダンパーは高層ビルでも使われる「座屈拘束技術」を採用しています。地震の力を吸収する芯材と、座屈変形(折れ曲がること)を抑制する拘束材で構成されています。芯材は、地震の揺れの力を受けて変形、伸び縮みして力を吸収し、建物の揺れを抑えます。拘束材は芯材を挟み込むことでテクノダンパーの座屈変形を抑えて、伸び縮みの変形を繰り返すことを可能にするため、何度でも制震効果を維持します。

テクノストラクチャーの制震システムは、構造体の基本となるテクノビームと柱と土台を上下2つのテクノダンパーでつなぐ構成。地震で地面が揺れると上下のテクノダンパーが引張力Ⓐと圧縮力Ⓑを同時に受けて、安定した制震効果を発揮し建物の揺れを低減します。

 

対策② 壁の強度を高め地震の力に耐える~繰り返す揺れに粘り強さを発揮するパネル~

地震災害などで建物にかかる力を受け止める壁。テクノストラクチャーでは従来工法の壁に比べ横からの力に耐え、繰り返しにも強いテクノパネルをご用意しています。

 

▽テクノパネルは従来工法の約2倍の強さ

「テクノパネル」は、建物にかかる力に対して強さを発揮します。従来工法の壁に比べ横からの力に耐える強さ(耐力)は約2倍。これにより、地震災害に強いテクノストラクチャーの構造に加え、さらに高い耐震性能を実現します。

 

▽繰り返しの地震にも強い

「テクノパネル」は繰り返しの地震にも強さを発揮します。震度6強の揺れを5回加える実験を実施し、1回目と5回目で層間変位置にほとんど差がなく、軸組に損傷がないことを確認。さらに震度7相当の揺れを5回加えても損傷はなく、繰り返しの地震に強いことが立証されました。

 

▽工場生産により安定した品質と省施工を実現

「テクノパネル」は工場で機械による精密な加工と製品管理を実施しています。枠材とパネルを一体化した状態で現場に納品することで現場加工を減らし、安定した品質と省施工を実現できます。

 

▽断熱性能をプラスした「テクノあったかパネル」も

「テクノパネル」耐震性に断熱性をプラスしたのが「テクノあったかパネル」。耐震性と断熱性を両立できます。精密な工場生産品質により、断熱材と枠材のすき間を最小限に抑えられます。

木と鉄の複合梁は、サビや結露は大丈夫?

鉄やサビや結露が心配になります。「鉄の部分から外気の寒さが伝わってくるのでは…」という声もあります。テクノストラクチャー工法は、サビから守る処理としっかり換気ができる仕組みが整っているから安心です。

 

対策① サビからテクノビームを守る~溶融亜鉛めっきで~

鉄の部分に溶融亜鉛めっき処理を施し、万が一のキズなどによるサビや腐食から守ります。

 

▽テクノビームの防錆処理

テクノビームの芯材となる軽量H形銅には、防錆作用に優れた溶融亜鉛めっき処理を施すことで、住宅性能表示制度における劣化防止対策等級3(最高等級)の基準をクリアしています。

 

▼溶融亜鉛メッキの犠牲防食作用

亜鉛は鉄よりも先に反応する性質があるため、万が一鉄素地が露出しても亜鉛が先に反応して緻密な保護被膜をつくります。これを犠牲防食作用と言い、亜鉛が鉄そのものをサビから守る働きをします。

 

対策② 通気と換気、断熱材で結露を防ぐ~構造体の劣化を防止~

住まいの耐久性を高めるためには湿気対策が重要です。調湿性に優れた木の特性を生かしながら、湿気の影響を受けやすい壁の中や小屋裏、床下の湿気対策や通気に配慮しています。

まとめ

日本は世界有数の地震大国です。阪神・淡路大震災(1995年)以降に発生した最大震度6弱以上の地震は71回(2025年2月現在)にものぼります。いつ起こるかわからない地震災害に備え、住まいの耐震性を高めておくことが欠かせません。

 

□だから特殊な部材「テクノビーム」を使う

非本は木造建築の歴史が古く、今も戸建住宅の歴史が古く、今も戸建住宅のほとんどが木造です。しかし、木材は縦方向の力には強いですが、横方向からの力には弱いという性質があるため、パナソニックでは最も荷重を受ける梁に木と鉄の複合梁「テクノビーム」を採用しています。

 

▽木と鉄の複合梁「テクノビーム」

テクノストラクチャーでは、木の弱点を解決するため、梁の部分に木と鉄の複合梁「テクノビーム」を使用し、木造住宅の梁の強度と信頼性を高めています。軽量H形銅を芯材に上下を木(集成材)で挟んだサンドイッチ構造により、鉄骨の強靭さを木の住まいに取り入れました。

 

▼木造住宅の弱点を克服

気は、柱のような縦向きに使う場合は十分な強度が期待できますが、梁のように横向きに使う場合、強度が不足しがちになるといった弱点があります。また長期間荷重がかかると、重さでたわみが発生するのも注意すべき点です。

 

□だから1棟1棟構造計算をする

家の強度を高めるには、柱や梁など個々の部材の強さと家全体のバランスが重要です。日本の一般的な木造戸建住宅には構造計算(許容応力度計算)は義務付けられていませんが、間取りや大きさは家ごとに異なるため、強度は1棟1棟構造計算で確認することをおすすめします。

 

構造計算(許容応力度計算)

地震、台風、豪雪など、災害が起こった際、建物にどのような力が加わるかを計算し、その力に建物が耐えられるかどうかを詳細に検証するのが許容応力度計算による「構造計算」。テクノストラクチャーでは、発売当初からすべての建物で構造計算を行っています。

 

▽建てる前に災害シミュレーション

テクノストラクチャーでは、独自の厳しい基準を設け、法律で定められた水準を大きく上回る388項目のチェックを実施。構造的に負担のかかるほぼすべての部位の強度と住まい全体のバランスを十分に確保します。

 

▼構造計算の(保証書)をお渡し

住宅の引き渡し時にパナソニックが発行した「構造計算」と「構造計算保証書」を施主様にお渡ししています。構造計算では1棟ごとに災害シミュレーションされた構造計算の内容を確認できます。

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