2013年01月25日09:44
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人們在考慮建造一座住宅時，總是會介意“地震對策”。
不過，即便籠統地說“地震對策”，也可以想到很多事情。
因為最可怕的是房屋倒塌，所以應該修造得硬實又堅固﹔抑或，在建筑物中採用撓性材料，使其不容易損壞﹔又或者，在房屋與地面之間墊上類似緩沖材料的東西，使房屋不易搖晃……哪種方式好呢？
實際採取的地震對策也是以上述思路為基礎，分成了“抗震”、“減震”及“隔震”三種機制。
抗震是指通過強化建筑物骨架、增加耐力壁、設置斜支柱等，將整個建筑物牢牢固定住，使其可“承受住”地震的搖晃。
減震是在建筑物地基與房梁中間安裝可動式減震裝置，借此吸收震動，使震動不易傳導到建筑物上，從而“抑制”地震產生的搖晃。
隔震是在建筑物基礎與地基之間安裝可動式隔震裝置，借此使震動分散開來，通過使建筑物與地基脫離，從而“避免”受到地震搖晃的影響。
究竟哪種對策最“好”呢？
木造建筑物抗震工程學研究權威、日本信州大學工程學系建筑學專業教授五十田博講解道：“不是好與不好，最好是這樣來理解，在地震對策中有抗震、減震、隔震這3種‘菜單’。”
五十田教授說：“抗震結構迄今已擁有相當的業績和可靠性，面對單發式地震，確實能夠保護人免遭生命危險。關於減震結構，如果花費一定的資金安裝相關設備，就能夠構筑即使經受了連發式地震，性能也幾乎不會發生劣化的結構。而隔震結構雖然要花相當多的錢，但隻要不發生極端大型的地震，建筑物便不會有損傷。”
原來如此……，不過，雖說是“菜單”，但如果不了解“哪種結構在哪方面較強、哪方面較弱”等具體內容，還是沒法選。
於是，筆者對3種地震對策的特點進行了調查。
也就是說，不管哪種地震對策，都各自有其優點及缺點。在獨戶住宅中的普及狀況也各不相同。
抗震是所有建筑物必備的要素，作為獨戶住宅必需的地震對策得到了廣泛採用。減震以前在高層公寓等大規模建筑物中採用的事例較多，近年來在獨戶住宅中的採用迅速增多。隔震被認為是最有效的地震對策，以大規模建筑物為中心得到了採用，但獨戶住宅的採用極少。
無論是原理，還是普及狀況、成本、耐久性以及設置條件，這3種地震對策都各不相同。應仔細對照因條件而各不相同的優缺點、所需性能水平以及能夠支付的成本等，來選擇最符合“自己想建造的家”的地震對策。原來如此，是因為這個原因才稱之為“3種菜單”的。
抗震、隔震、減震的地震能量吸收方法
於是，筆者對比了3種菜單的內容，考慮了可得到的性能與預算之間的平衡后發現，如果是建造“木造二層獨立式住宅”，目前正迅速增加的“減震”讓筆者覺得擔心。那麼，在用於獨立式住宅的“減震”方式中，具體有哪些菜單呢？
五十田教授說：“現在市面上銷售著各種各樣的減震結構構件，但遺憾的是，其中既有好產品也有壞產品，處於一種魚龍混雜的狀態。”
既有好產品也有壞產品……這是怎麼回事？
五十田教授說：“減震是一種出人意料十分復雜的作用機制，如果沒有某種程度的技術實力，那麼就很難判斷（所安裝的減震裝置）是否真的能發揮作用。”
那麼，怎樣才能選到“好產品”呢？
提出了抗震加固及改造指導方針的一般社團法人日本建筑防災協會已制定了規則，並在進行減震結構的評估。並且，建筑物的抗震加固及改造工程可成為都道府縣政府的補貼對象。因此，地方政府召集大學等公共研究機構的研究人員及結構設計人員設置了評估委員會，對進行建筑物的抗震加固及改造工程時所採用的減震施工法是否妥當進行評估。接受了這些團體認証的，可以說是可靠的減震結構。
減震阻尼器“MIRAIE”適用於平房和二層木造住宅，在1樓部分作為“減震牆”安裝。
那麼，減震結構具體是怎樣“控制”地震搖晃呢？對此五十田教授給出了如下解釋。
“不僅是減震，無論採取哪種地震對策，一旦發生大型地震，最終都是通過建筑某處損壞，以吸收地震能量，從而防止建筑物倒塌。”
這些地震對策的不同點會產生各自不同的優缺點，大地震發生后，抗震結構不能避免在某種程度上性能劣化，減震結構可降低性能劣化的程度，而隔震結構雖然需要對隔震裝置進行維護，但建筑物幾乎不會在地震中受損。
尤其是對於“減震”而言，關鍵在於地震搖晃吸收裝置“減震阻尼器”的設置方法。
減震結構通過使震動盡可能集中到減震阻尼器上，利用減震阻尼器吸收能量，以減少搖晃，從而減輕建筑物的損壞。換句話說，如果建筑物的搖晃沒有正確地傳遞給減震阻尼器，減震就無法發揮作用。
五十田教授解釋道：“因此，如果是這個基礎的話就這樣評估，並要求採用這種方法進行強化，需要這樣詳細地制定規則，建立完善可發揮減震結構性能的條件。”
聽說五十田教授與廠商共同開發出了減震阻尼器，為了確認實際情況，筆者採訪了位於神?市的住友橡膠工業公司總部。
主要從事鄧祿普及飛勁（FALKEN）等輪胎制造銷售業務的住友橡膠工業為何會開發“減震阻尼器”？其原因在於，高阻尼橡膠作為堪稱減震阻尼器心臟的“地震搖晃控制材料”可充分發揮作用。
住友橡膠工業減震業務推進部業務團隊負責人鬆本達治稱：“借助我公司開發的高阻尼橡膠，住宅減震阻尼器‘MIRAIE’最多可吸收70％的地震搖晃。”（注：這是震動台實驗的結果，具體情況隨著建筑物設計及地震波等條件而各不相同。）
MIRAIE是將底部固定在建筑物的地基上，利用固定在一樓和二樓之間橫梁處部分的“高阻尼橡膠”，吸收地震的搖晃。上面所說的“最大70％”的地震搖晃吸收率是針對“阪神大地震程度的搖晃”，通過實際大小的震動台實驗計算得出的數值。
鬆本說：“主震自不必說，還可有效承受多次發生的余震，這也是MIRAIE的特點之一。”這種“可承受連續發生的巨大地震波的強度”也通過上述震動實驗得到確認。並且高阻尼橡膠即使經過90年（注：根據住友橡膠的促進劣化實驗結果）性能也不會改變，也無需更換部件、進行檢查和維修。
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■建筑：採用木造框架法的二層建筑設想模型的1樓部分。 ■建筑面積：2.73m×2.73m ■建筑總重量：31.6千牛（3.2噸力） ■輸入波：1995年兵庫縣南部地震 烈度6級以上 最大加速度818伽 |
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下篇文章將探尋利用最尖端技術發揮高減震性能的“高阻尼橡膠”的秘密。（日經能源環境網 供稿）
