制震とは何か？その役割とメリットを理解しよう

制震とは、建物の振動を抑えること

「制震」とは、地震や風などの揺れを吸収して建物に伝わる振動を抑えた建築構造を指します。

制振性を持たせた構造を制震構造と呼び、建物の骨組みには「ダンパー」と呼ばれる制震装置が設置されています。

ダンパーは揺れによる建物への振動を抑える重要な部分。後述する制振技術がダンパーを介して、建物に制震性を持たせます。

※「制震」と「制振」の異なる表記が存在しますが、法的な定義付けはされていないため、どちらを使用しても意味合いは変わりません。
掲載元や使用者によって表記の定義は異なり、本記事では地震の震からとった「制震」を使用します。

制震技術は3種類ある

制震装置(ダンパー)を支える制震技術は、「アクティブ制震」や「セミアクティブ制震」、「パッシブ制震」の3種類です。

ダンパーにも種類があり、それぞれの制震技術がどのダンパーに採用されているのかを学ぶことで制震技術を深く理解できます。

以下の表にまとめたので参考にしてください。

アクティブ制震

外部から意図的に強い力を加えて建物の揺れを抑える制震技術がアクティブ制震です。

マスダンパー型や連結型のダンパーが用いられ、屋上に設置された錘（すい／重りのこと）が振り子のような役割を果たします。

錘に建物の揺れとは反対の力が加えられ、振動を打ち消す仕組みにより制震性を持たせた制震技術で、コンピューター制御で自動的に揺れの大小を感知し、アクチュエーターという駆動装置を介して常に適切な力が錘に届けられます。

強風による揺れや余震に効果的とされ、超高層建物のような高い建物に有効です。

アクティブ制震はコンピューターやアクチュエーターなどで生じる多くのエネルギー消費量で高いコストが生じるため、管理が難しい複雑性の高い制震技術とされています。

セミアクティブ制震

外部から少量の力を加えて、振動を制御するのがセミアクティブ制震。アクティブ制震とパッシブ制震の中間的な位置に属する制震技術です。

パッシブ制震のように揺れに応じてダンパーを変形させる層間型ダンパーの特性に加えて、アクティブ制震のようにコンピューター制御で揺れを感知できるので、常に適切な制振性を保ちます。

簡易的な構造で、アクティブ制震ほど大量のエネルギー消費は必要ありません。

層間型ダンパーが採用されているおかげで、コンピューター制御が不能になった場合でもある程度の制震性能を保持できる信頼性の高いシステムと言えるでしょう。

パッシブ制震

アクティブ制震やセミアクティブ制震とは異なり、パッシブ制震は外部から力を加えて揺れを抑えるのではなく、建物に伝わる揺れをダンパーが吸収して制震効果を発揮します。

パッシブ制震はアクティブ制震やセミアクティブ制震のようなコンピューター制御が不要なので、停電などによる影響がない安定した性能が特徴です。

戸建住宅を筆頭に最も多く使用される制震技術とされ、上下階をダンパーで繋いだ層間型と呼ばれる設置方法が主流。

層間型の設置方法には、柱と柱の間に設置する間柱（あいだばしら）型や左右の柱に対角線状に斜めに設置する筋違（すじかい）型、柱と柱の間にX状に設置するブレース型など複数に分類され、建物の構造に適した設置方法を採用します。

パッシブ制震技術が採用されるダンパーは層間型のほか、水平に設置する境界梁型や錘をつけたマスダンパー型、建物と建物をダンパーで繋ぐ連結型があります。

制震のメリットは自由に設計しやすい

制震構造は制震装置（ダンパー）の設置条件の規制を受けないので、新築時に採用されるだけでなくリフォームのタイミングでも導入できる自由度の高さが魅力です。

地震などの揺れで建物が負う損傷はダンパーに集約されるように設計されているため、復旧が容易でメンテナンスも簡易的に行えるというメリットもあります。

また、制震構造で採用されるダンパーにはさまざまな種類がありますが、業界基準が定められていません。

そのため、ダンパーの設置や壁などの施工費用を考慮した予算組みが求められます。

工務店やハウスメーカーによって価格設定が変わるため、複数社から見積もりを取得して慎重な判断をおすすめします。

制震のデメリットは制震装置の設置場所や数に影響される

制震構造では、ダンパーを設置する場所や数によって効果に差が生じる恐れがあります。

特に戸建住宅は、リフォームなどの機会にダンパーを導入できる自由度とは反対に、適切な場所に適切な数を設置しなければ十分な効果を得られません。

施工業者によって設置する場所や数を異なるため、制震効果に差が生じてしまいやすいのです。

また、制震構造に設置するダンパーにはサイズの大小があり、リフォームのような改装タイミングで設置できるものは、新築時に設置するものよりもコンパクトなタイプになります。

制震・免震・耐震それぞれの違い

地震などによる建物への揺れを防止・抑制するには制震のほかにも「耐震」や「免震」といった方法があります。

それぞれの特徴と違いをわかりやすく解説したので参考にしてください。

制震とは建物の振動を抑えること

制震構造は揺れで生じるエネルギーを制震装置（ダンパー）が吸収して建物への振動伝達を防ぎ、倒壊や内部損傷を抑えるという特徴があります。

揺れのエネルギーを吸収して振動伝達を抑える仕組みは免震構造も同様ですが、施工方法が異なります。

制震構造の場合、建物の骨組みにダンパーを設置できるため、免震構造と比較してリーズナブルな価格設定かつ、工期を短縮できるので一般住宅の建設と相性が良い構造です。

免震とは地震の力を免れること

免震構造では、「免震装置」を建物と地盤の間に挟むことで、建物全体を支える構造を指します。

免震装置は積層ゴムなどで構成されるアイソレータや金属系のダンパーで構成され、建物に伝わる地震の力を免震装置が吸収して受け流す仕組みとなっています。

地震による大きな揺れに強く、高層ビルやマンションといった上層階を有する建物に効果がある反面、地盤と建物が接していないので強風や縦揺れには弱く、台風や縦揺れの地震には相性が良くないとされています。

制震や耐震と比べて地震の揺れに最も優れていますが、免震装置にさまざまな構造材を要して費用コストが高くなるため、一般的な戸建住宅への採用は現実的ではありません。

耐震とは地震が起こっても揺れに耐えて倒壊を防ぐこと

建物の強度を高め、建物全体で地震の揺れに耐えて建物の倒壊を防ぐ耐震構造。

建物自体の造りを頑丈にするため、倒壊や損壊に対する耐力に長けている反面、振動ダメージを直接受けてしまうので柱や梁などの建物の内側が損傷してしまう恐れがあります。

制震や免震と比較して費用コストを抑えられ、耐震効果の実証例が豊富で安心感を得やすいため、最もポピュラーで一般に浸透している構造です。

1981年の建築基準法改正以降に新築された建物には、すべて耐震構造が義務付けられています。