日本の地震を防ぐための建築変革の 1 世紀

Posted On: 1月 7, 2024

2016年、建築家の隈研吾氏は繊維会社小松マテーレの本社を炭素繊維の「カーテン」で囲む耐震設計を作成した。写真: デザインブーム

1月2日に日本の西海岸の石川県でマグニチュード7.6の地震が発生した後、瓦礫と化した建物の光景が世界中で公開された。被害の全容はいまだ分かっていない。当局は、この地域で少なくとも270戸の家屋が破壊されたと発表したが、最終的な数はさらに多くなる可能性がある。

このような報告書は、多くの地域住民が直面している損失を浮き彫りにしています。しかし、それに比べれば、2005年にカシミール地方で3万棟以上の建物が倒壊したマグニチュード7.6の地震のように、世界の他の地域で発生する同様のマグニチュードの地震は、はるかに破壊的なものが多い。

一方、東京大学の地震学の名誉教授であるロバート・ゲラー氏によると、石川県は地震で比較的無傷で生き残った可能性があるという。

ゲラー氏は石川地震の翌日、「現代の建物は非常にうまく機能しているようだ」とCNNに語り、「粘土瓦屋根の」古い家は状態が悪いように見えると指摘した。それは最悪です。「ほとんどの一戸建て住宅は、たとえ被害を受けたとしても、完全に倒壊することはありません。」

柔軟性が生き残る可能性を最大限に高める

日本には、「地震は人を殺すのではなく、建物を殺すのです。」ということわざがありますが、日本のような世界で最も地震が多い国の一つでは、建築家、エンジニア、都市計画者は長い間、この地震に対処しようと努力してきました。古代の知識を適用し、現代の技術革新と絶えず進化する建築規制を組み合わせることにより、都市の激震に対処します。

超高層ビル内の振り子のような大規模な「ダンパー」から、建物が基礎とは関係なく揺れることを可能にするスプリングまたはボールベアリングシステムに至るまで、建設技術は進化してきました。関東大震災以来、建設技術は 100 年前の東京と横浜の大部分を平らにした以上に進化しました。

しかし、イノベーションの中心にあるのはシンプルなアイデアです。柔軟性が建物に最大の存続の可能性をもたらします。

マサチューセッツ工科大学（米国）の建築・都市計画准教授、ミホ・マゼロー氏は次のように述べています。建物が揺れる可能性があります。」

「概念的には、すべては、地球の動きに抵抗するのではなく、建物を地球と一緒に動かすという考えに帰着します」とマゼルー氏は語った。

この原則は日本で何世紀にもわたって使用されてきました。たとえば、この国の伝統的な木造塔の多くは、近代的な建物が破壊されたにもかかわらず、地震に耐えました。 17 世紀に京都近郊に建立された高さ 55 メートルの東寺は、1995 年の阪神淡路大震災の後、近くの多くの建物が倒壊した中、無傷で残った有名な寺院です。

日本の伝統的な建築は、隣国の韓国や中国の建築と多くの類似点がありますが、この国の地震のリスクが高いことを反映しているという点で異なります。

特に寺院の優れた残存率は、日本の建築家によって少なくとも 1,400 年にわたって使用されてきた「心柱」（木の幹で作られた中央の柱）のおかげであると長い間考えられてきました。

これらの柱は、地面に固定されている場合でも、梁の上に置かれている場合でも、上から吊り下げられている場合でも、建物の個々の床が隣接する床とは反対の方向に移動するにつれて曲がり、屈曲する可能性があります。その結果生じる揺れの動きは、よく這うヘビの動きと比較されますが、衝撃の力を打ち消すのに役立ちます。この動きは、連動するジョイント、緩いサポート、幅広の日よけによってサポートされています。

悲劇から学ぶ

現在の日本の建物は寺院のようには見えないかもしれませんが、高層ビルは寺院のように見えます。

1060 年代まで、日本では地震の危険性を理由に 31 メートルという厳しい高さ制限がありましたが、その後、建築家はより高い家を建てることが許可されました。現在、日本には高さ 150 メートルを超える建物が 270 棟以上あり、世界で 5 番目に高いです。

鉄骨を使用して硬質コンクリート構造の柔軟性を高めることにより、高層設計者は大型のカウンターウェイトや「免震システム」の開発をさらに奨励されています。（上記のラバーマウントと同様に）ショックアブソーバーとして機能します。

昨年7月に東京の麻布台ヒルズにオープンした日本で最も高いビルを開発している不動産会社は、大規模な緩衝装置を含むビルの耐震設計機能により、地震が発生した場合でも「会社の業務を継続できる」と主張している。 2011年のマグニチュード9.1の東北地方太平洋沖地震に匹敵する規模の地震。

しかし、輪島のような高層ビルのない日本の多くの場所では、耐震性は主に住宅、学校、図書館、店舗などの従来の建物を保護します。そしてこの点において、日本の成功は政策と技術の両方にかかっています。

まず、日本の建築学校は学生に設計と工学の両方の基礎を確実に教えています。

「ほとんどの国とは異なり、日本の建築学校は建築と土木工学を組み合わせています」とマゼロー氏は語った。この 2 つの業界は常につながっています。」

長年にわたり、日本の当局者は、詳細な調査を実施し、それに応じて建築基準を調整することによって、国が直面したすべての大地震から学ぼうと努めてきた。

マゼロー准教授は、このプロセスは少なくとも19世紀に遡ると述べた。同氏は、1891年の美濃尾張地震と1923年の関東地震によるヨーロッパ風のレンガや石造りの建物の大量破壊が、都市計画と都市住宅に関する新しい法律の制定につながったと指摘した。

ターニングポイント「新対新」コード

建築規制の整備は 20 世紀を通じて続けられましたが、宮城県沖地震への直接の対応として、「新地震に対する建築基準の改正」と呼ばれる法律が制定されたのは 1981 年になってからです。 3年前が転機でした。

新しい建物の耐荷重能力に対するより高い要件と、より大きな「ドリフト」基準（相互に移動できる床の数）およびその他の側面を設定することにより、新しい基準は、1981 年モデルで建てられた住宅が非常に効果的であることが証明されました。基準の適用が難しくなり、保険料が大幅に上昇しました。

これらの規制が実際に初めて試されたのは 1995 年の阪神淡路大震災で、兵庫県南部に広範囲にわたる被害が発生しました。結果は明らかで、倒壊した建物の97％は1981年以前に建てられたものだった。

革新と準備

1995 年の地震をきっかけに、日本各地で古い建物を 1981 年の基準にアップグレードする取り組みが始まりました。それ以来、数十年に渡って革新が起こり、しばしば日本の建築家が耐震計画の先頭に立ってきました。

たとえば、国内で最も有名な建築家の一人である隈研吾氏は、2016年に繊維会社小松マテーレと協力し、震源地からわずか約120キロメートル離れた同社本社を固定するために、数千本の炭素繊維を編んで作られた「カーテン」を開発した。同社は 1 月 2 日に地震を取り除きました。地面にテントを張ったようなものです。最近、隈氏は高知県南部に耐震市松模様の壁システムを導入した幼稚園も設計した。

他の場所では、坂茂や伊東豊雄などの日本を代表する建築家が直交積層材（CLT）の使用の先駆者となりました。