ガーディアン・フォースは、制振という最先端技術を木造住宅に取り入れました。
※(一財)日本建築防災協会HPの住宅等防災技術評価で技術概要が公開されているもの弊社調べ
(等価壁基準耐力kN/mで比較) 2017年12月現在


01

建物の揺れを5cm以下に

一般に用いられている耐震壁を設置した耐震住宅(※)と、耐震住宅に制振壁「ガーディアン・フォース オレンジ3」を設置した住宅が震度6 強程度の地震に襲われた場合、建物にどのような影響があるか地震計算した結果、耐震壁だけを設置した場合に比べ、制振壁「ガーディアン・フォース/ オレンジ3」をプラスした住宅は揺れを5㎝以下に抑え、建物へのダメージを防ぐことができます。

※ここでの耐震住宅とは、建築基準法で定める耐震性能の1.75倍の強さの住宅を表しています。

大地震(震度6強程度)に対し約50%の揺れを吸収

震度6強程度の揺れを与えたときの最大揺れ幅の比較


地震エネルギー吸収装置

ガーディアン・フォースは、ガーディアンフォースパネル中央部に地震エネルギー吸収装置となるダンパーを設置。プレートの間に粘弾性体を挟み、地震時プレートが上下に動き、それとともに粘弾性体が変形。この動きで地震エネルギーを吸収し、揺れを抑えます。
地震エネルギー吸収装置

揺れを熱に変換して吸収する粘弾性体

ガーディアン・フォースのダンパーの粘弾性体には、『イソブチレン系エラストマー』を採用。この粘弾性体は、エネルギー吸収性と剛性のバランスを考慮した材料で、熱安定性・耐候性・減衰性に優れています。
この粘弾性体で作ったプレートにボールを落とすと、ほとんど弾むことなく静止します。粘弾性体が、落下の衝撃を熱に変換し、吸収するからです。
揺れを熱に変換して吸収する粘弾性体

700%の変形にも耐える粘弾性体

ガーディアン・フォースのダンパーの粘弾性体には、『イソブチレン系エラストマー』を採用。この粘弾性体は、エネルギー吸収性と剛性のバランスを考慮した材料で、熱安定性・耐候性・減衰性に優れています。
この粘弾性体で作ったプレートにボールを落とすと、ほとんど弾むことなく静止します。粘弾性体が、落下の衝撃を熱に変換し、吸収するからです。
700%の変形にも耐える粘弾性体


02

繰り返す地震・余震を抑える

一般に用いられている耐震壁を設置した耐震住宅(※)と、耐震住宅に制振壁「ガーディアン・フォース オレンジ3」を設置した住宅が、震度5弱程度の地震に5回襲われた場合、建物にどのような影響があるか地震計算した結果、耐震住宅の場合、地震の回数が増えるごとに建物の揺れ幅も増え、建物へのダメージが増大していくことがわかります。対して制振壁「ガーディアン・フォース/ オレンジ3」をプラスした住宅は地震の回数を重ねても揺れは概ね一定で、建物への負担はとても少なく済みます。

※注:ここでの耐震住宅とは、建築基準法で定める耐震性能の1.75倍の強さの住宅を表しています。

震度5弱程度の揺れを5回繰り返し与えた時の揺れ幅の比較 制振 制震 補強壁


03

神戸1.5倍地震にも耐える

ガーディアン・フォースは、国土交通大臣が認定した性能評価機関の実験方法と評価方法をもとに検証された製品です。
さらに、三次元大型振動台を用いて、実際の2階建て木造住宅を使用し振動実験を行い、制振性能の効果を検証しています。
この三次元大型振動台とは、過去に大きな被害をもたらした震度7クラスの地震を再現できる加振機です。





04

制振効果を得る配置

ガーディアン・フォース/オレンジの配置イメージ

ガーディアン・フォース/オレンジの配置イメージ

 「ガーディアン・フォース/オレンジの配置イメージ」を採用し住まいの損傷を抑える効果を得るには、期待する効果に応じて適切な設置数を選択する必要があります。

 配置バランスの計画は、建物の中央部に寄せて配置したり、側端部に対(つい)にしたりするなど、制振壁同士のつり合いが良くなるようバランスよく配置します。
 また連続配置や取り付け向きなどの制約がなく設計の自由度も高めています。



05

一般耐震住宅との比較

実際の建物をモデルとした実大建築物を使い、大地震が起きた場合を想定した振動実験を行ないました。
実験建築物モデル(イメージ図) 試験体(正面)
 2階建て木造軸組工法の建築物、2階部分は想定の重量と同じ「おもり」を載せて調整します。
実験日2014年10月
実験場所防災科学技術研究所
建物の大きさ幅2m×奥2m×高2.73m
想定した床面積31.3㎡
建物重量28.5kN(軽い屋根を使用)
地震波 『大地震1倍』……BCJ-L2の100%(震度6弱)
『大地震2倍』……神戸NS原波(震度6強)
としています。
耐震等級3の耐震住宅と耐震等級3の制振住宅の比較結果

耐震等級3の耐震住宅と比べて耐震等級3の制振住宅の揺れは80%以上低減しました。

最大揺れ幅の比較

最大揺れ幅の比較

 大地震の1.5倍(震度6強)を想定した加振では、耐震等級3の耐震住宅(基準モデル+筋かいたすき掛け)は倒壊領域まで揺れたのに対し、耐震等級3の制振住宅(基準モデル+ガーディアン・フォース/オレンジ)の損傷は非常に少なく、揺れ幅も目標とする5cm以下で一般耐震住宅よりわずか「1/5以下」の揺れに抑えられました。
その後の大地震の2倍の加振でも「ガーディアン・フォース/オレンジ」は制振機能を維持し、繰り返しの揺れに強く住まいの安全を守れることを実証しました。



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