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耐震等級3の家はどういう仕組みで地震に強いの？

耐震等級3の家はどういう仕組みで地震に強いの？

耐震等級3とは？

耐震等級3の基準

耐震等級は1～3の等級に分かれていて、「耐震等級3」は震度6強～7程度の地震でも倒壊・崩壊しないとされている耐震等級1の1.5倍の強度があります。
建物に対する耐震強度がもっとも高いことを示す耐震等級3は、警察署や消防署など災害時の拠点となる建物の基準にもなっています。

耐震等級とは

「耐震等級」とは、地震に対して建物の強度を示す指標の1つ。
「住宅の品質確保の促進等に関する法律（品確法）」によって定められた住宅性能表示制度の1基準であり、人命に加えて建物そのものを守ることを目的としています。

住宅性能表示制度とは

品確法に基づき、住宅の性能（耐震性、断熱・省エネ性、メンテナンスのしやすさなど）を第三者機関が客観的に評価し、その結果を共通のルールのもとで表示する制度のこと。
「耐震等級3」を取得した住宅は地震の多い日本において高い耐震性を持ち、安心して住み続けられる住宅であると言えるでしょう。

耐震等級1.2と3の違い

耐震等級は1～3までの3つの等級に分かれており、数字が大きくなるほど安全性・耐震性が高いことを示しています。

耐震等級1

建築基準法で定められている最低限の耐震性能を満たし、震度6強～7程度の地震でも倒壊・崩壊しない。
地震後は損傷の程度により、住宅の建て替えの可能性がある。
主に一般の住宅は「耐震等級1」の耐震性能を備えている。

耐震等級2

長期優良住宅認定基準で、「耐震等級1」の1.25倍の耐震性能がある。
地震後は、何らかの補修の必要性がある。
主に学校や避難所などの公共建築物は「耐震等級2」の耐震性能を備えている。

耐震等級3

住宅性能表示制度で定められた耐震性能の中でもっとも高く、「耐震等級1」の1.5倍の耐震性能がある。
地震後も住み続けられる可能性が高い。
主に警察署や消防署などの災害時の拠点になる建物は「耐震等級3」の耐震性能を備えている。

耐震等級3にするメリット

「耐震等級3」にするメリットの1つが、地震保険の保険料が50%割引になること。
耐震等級2の場合は割引率30%、耐震等級1の場合は割引率10%なので、等級が上がれば上がるほど保険料が割安になります。
地震保険の割引適応条件を満たすには、耐震等級が確認できる以下の確認資料のうちいずれかを提出する必要があります。

品確法に基づく「住宅性能評価書」
耐震診断による耐震等級の評価指針に基づく「耐震性能評価書」
長期優良住宅の認定申請の際に使用された品確法に基づく登録住宅性能評価機関が作成した「技術的審査適合証」または「長期使用構造等である旨の確認書」
「認定通知書」など長期優良住宅の普及の促進に関する法律に基づく認定書類および「設計内容説明書」など耐震等級を確認できる書類

過去の大地震の影響や今後大地震が起こる可能性が高いことから、地域によっては地震保険の保険料が上がっています。
「耐震等級3」にすると建物の安全性が担保されるのはもちろん、地震保険の割引があるのも大きなメリットと言えるでしょう。
地震保険は単独では加入できないため、火災保険とセットで加入する必要があります。また、地震による火災には火災保険は適用されません。

耐震等級3は認定が必要

建築基準法で定められている耐震基準と同じ基準である「耐震等級1」はすべての建築物が満たすべき最低限の耐震性能ですので、認定は不要。
ですが、「耐震等級2」と「耐震等級3」を取得するためには認定が必要です。
認定を取得したい場合は、事前に耐震等級の認定を取りたいことを住宅会社に伝えておきましょう。
住宅会社が「登録住宅性能評価機関」に申請をして、審査に通れば「住宅性能評価書」が交付され、「耐震等級3」が取得できます。

「住宅性能評価書」とは、住宅性能表示により客観的に住宅性能を審査し、10項目の分野で評価したもの。
認定を受けるための審査費用は10～40万円程度となっており、申請から認定取得までの流れは以下のようになります。

住宅会社が「登録住宅性能評価機関」に申請を依頼する。
「登録住宅性能評価機関」が申請に基づき住宅の性能評価をする。
評価の結果は「住宅性能評価書」として交付され、認定を取得できる。

耐震等級2.3の家を建てるには

耐震等級2.3の家はどのような構造になっているのでしょうか？耐震性の高い家かどうかを判断するには、以下3つの強度に対する検討をします。

壁の強さ:壁の量や耐力壁の配置・床の強度

耐力壁とは通常の壁より筋交いや構造用の面材を入れた強度が高い壁のこと。
耐震等級を上げるには、耐力壁の量と配置を考慮します。

耐力壁はバランスを考慮して、建物全体の耐力壁で地震の揺れに対して強度を保つことが大切。
その他、耐力壁に直結している床の強度も検討されます。床の強度が弱いと地震時に先に床が破損してしまい、地震の揺れを適切に耐力壁へ伝えることができなくなるためです。

部材の強さ:柱強度・梁強度・柱接合部強度・梁接合部強度

建物の柱・梁の強度も耐震性を上げるのに重要な個所。
また、接合部の強度も耐震性に影響します。
柱や梁を接合する金物は地震の揺れで大きな力がかかるため、金物強度が弱いと耐力壁と柱のつながりが弱くなり、大きな力が加わった際に耐力壁から柱が引き抜けて建物に損傷を与える可能性が高まるのです。

地盤・基礎の強さ:基礎強度

地盤と基礎の強度も重要。
地盤や基礎の耐力壁や柱と結合する箇所の強度が弱いと、大きな揺れが起きた場合に建物が倒壊してしまします。

建物の強度を確認する方法は、「性能表示計算」による建築確認と性能表示計算より細かい「許容応力度計算（構造計算）」による確認の2つ。
耐震等級2・3の建物の設計をする場合は2つのうちどちらかを選択します。
性能表示計算より構造計算の方がより詳細な計算方法ですがその分コストもかさみ、費用相場は約20万程度。
ただし、強い震度の地震が発生しても被害が最小限になる可能性が高く、その場合は大きな出費にならないため、結果的に金銭的な負担は最小限で済むことになります。

耐震等級1.2.3、どれがいい？過去の震災や実験を踏まえた選び方

続いて、過去の大震災の被害状況や分析結果を踏まえた「必要な耐震等級」について考えてみましょう。

熊本地震の被害状況から分かること

平成28年4月14日および16日に発生した熊本地震では、益城町中心部で震度7が2回観測されるなど過去に例を見ない大きな地震により、建築物に大きな被害が発生しました。
国土交通省は大地震が2回発生したことを前提として被害原因の分析をして木造住宅の被害状況をまとめております。
被害の大きかった益城町中心部の木造住宅の倒壊率は以下のようになっています。

旧耐震基準（昭和56年5月以前）:倒壊率28.2%（214棟）
新耐震基準（昭和56年6月以降）:倒壊率8.7%（76棟）
改正後の新耐震基準（平成12年6月以降）:倒壊率2.2%（7棟）

旧耐震基準の倒壊被害は、新耐震基準の倒壊被害と比べて際立って高かったことが分かります。
被害状況を踏まえた分析結果としては、「新耐震基準は旧耐震基準と比較して、今回の地震に対する倒壊防止に有効であった」「消費者がより高い耐震性能の住宅を選択するためには、住宅の性能を可視化できる住宅性能表示制度を利用することが有効」と提言されています。

※参照:国土交通省住宅局「熊本地震における建築物被害の原因分析を行う委員会」報告書のポイント　https://www.mlit.go.jp/common/001155087.pdf

実大振動破壊実験から分かること

2009年10月27日、実大3次元震動破壊実験施設において、異なる条件の建物2棟（実物大）に対し同時に揺れを発生させ、その変化を見る実験=「実大振動破壊実験」が行われました。

A棟:長期優良住宅の基準を満たす耐震等級2の住宅
B棟:A棟と同様の住宅だが、柱を接合する金物部だけを弱くした住宅

実験はB棟より耐震性が高いはずのA棟が先に倒壊するという結果でしたが、これは耐震等級1を想定したレベルの揺れの実験後に、追加でその1.8倍の揺れを追加したため。
実験の目的が倒壊のメカニズムの観察だったため、強い揺れを発生させて意図的に倒壊させたのです。

一方で、B棟は実験開始後に柱と土台・基礎を接合する金物が破断して浮き上がり、その後30cmほど移動しています。
つまり、B棟は接合部を弱くしたことで建物に揺れを伝えない「免振」と似た状態になったと考えられます。

しかし、実際に震災が起こった場合は実験施設のようにフラットな地盤ではないため、おそらくB棟も免振状態にはならず倒壊していたと思われます。
いずれよせよ、耐震等級2以下の建物は一定以上の揺れには耐えきれないということが見て取れる結果となりました。

※参照:独立行政法人防災科学技術研究所「E－ディフェンスを用いた 3 階建て木造住宅の倒壊実験実施のお知らせ」　https://www.bosai.go.jp/hyogo/research/movie/pdf/20091027.pdf

熊本地震や実大振動実験の結果を鑑みると、耐震等級1.2では地震に対しての備えは心もとないといえます。
震度6強～7程度の大規模地震であっても被害をより最小限に留め、震災後も住み続けられる住まいにするは「耐震等級3」が必要だと考えられるでしょう。

「耐震等級」と「耐震基準」の違いとは？

「耐震等級」と混同しやすいのが「耐震基準」ですが、2つは異なる法律により定められており、その目的も以下のように異なります。

耐震等級とは

住宅の品質を確保するための促進などに関する法律である品確法に基づいて、住宅の性能を評価し、表示する「住宅性能表示制度」で地震に対する建物の強度を示す基準です。

耐震基準とは

建築基準法で定められた、建築物が最低限満たさなければならない地震の耐震基準のこと。
地震に対して、建物に住む人の命を守ることを目的とした基準です。

耐震基準・耐震等級の遍歴

耐震基準は1950年の施行後、1978年に発生した宮城県沖地震の建物倒壊の被害を経て1981年に大きく改正されました。
そのため、1981年5月31日までに建築確認を行った建物は旧耐震基準、それ以降に建築確認を行った建物は新耐震基準と呼ばれます。

旧耐震基準では「震度5強程度では倒壊しない」とされておりました。
それより大きい地震の定めはなかったのが、新耐震基準では「震度5強程度の地震では軽微な損傷、震度6強～7程度の大規模地震でも倒壊しない」という基準に改正されました。
新耐震基準は大規模地震でも倒壊せず建物内の人命を守ることを基準としています。実際に阪神淡路大震災での建物への被害は旧耐震基準の建物が約70%だったところ、新耐震基準の建物は30%以下にとどまったのです。

※参照:国土交通省「大規模地震による建築物等にかかる被害について（H7阪神・淡路大震災）」　https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/taishin/01higai.pdf

耐震等級は品確法（住宅の品質確保の促進に関する法律）によって定められた住宅性能表示制度における基準の1つで、2000年に制定されました。
そのため、2000年以前の建物は耐震等級が不明なことが少なくありません。
この場合は耐震性を調査する方法もありますが、新耐震基準が定められた1981年6月以降に建築された建物は新耐震基準を満たしているため、耐震等級1以上の耐震強度があるとみなされます。

耐震基準の歴史

1920年:市街地建築法が制定。日本で初めて施行された建築関連の法規。
1923年:関東大震災発生。最大震度6、全壊約10万9,000棟。
1924年:市街地建築法が改正。関東大震災の被害を考慮し、構造計算の規定に耐震設計基準を導入。
1950年:に建築基準法が制定。これにともない市街地建築法は廃止。
1968年:十勝沖地震発生。最大震度5、全壊673棟、半壊3,004棟、一部損壊15,697棟。
1971年:建築基準法改正。十勝沖地震の被害を考慮して、RC造の帯筋の基準を強化。
1978年:宮城県沖地震発生。最大震度5、全壊580戸、半壊5,185戸、一部損壊57,179戸。
1981年:建築基準法改正（新耐震基準の制定）。震度7程度の地震まで検証。
1995年:兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）発生。最大震度7、全壊104,906戸、半壊144,274戸。
2000年:建築基準法および同施行令改正。
2000年:住宅品質確保促進法施行。住宅性能表示制度や耐震等級を創設。
2016年:熊本地震。全壊8,667棟、半壊34,719棟、一部破損163,500棟。

こうした遍歴を見ると、大震災が起こるたびに建築基準法の改正がされ、建物の耐震基準が厳しくなっているのが分かります。

耐震等級3が全棟標準の「SE構法」とは

SE構法とは、許容応力度計算（構造計算）を行い、数値で裏付けされた耐震性を持つ安全性の高い工法です。
1995年に発生した阪神淡路大震災を教訓として共同開発された木造最強と言われる工法で、鉄骨やRC造に負けない頑丈な住宅として誕生しました。

SE構造は木造では唯一のラーメン構法。
ラーメン構法とは主に鉄骨やRC造で採用されている工法で、柱と梁を剛接合することにより強固な構造を作るため耐震性が極めて高いと言われています。
それまで木造では木素材の強度・均一性が保てないことや安定した素材の確保が難しく木同士の剛接合は困難だったことから、ラーメン構法が実現できませんでした。
SE構法はこれらの木造の弱点を克服して日本で初めてラーメン構法を木造に取り入れ、高い耐震性と自由な間取りを兼ね備えた木造住宅なのです。

SE構法の耐震基準

SE構法は通常の性能表示計算より緻密な許容応力度計算（構造計算）を行い、高い耐震基準で建物の安全性が担保されています。
この構造計算は、耐久性の高い鉄骨造やコンクリート造でも用いられているもの。
それを全棟に対して行うことで、SE構法の家は耐震等級3を叶えています。

在来工法の耐震等級3は、最低の壁量（筋交いの本数）を1.5倍にしたものです。筋交いには強度が明確でない無等級製材が使われていることが多く、1棟1棟の耐震性には差分が生じているといえます。
SE構法は品質にバラつきのない構造用集成材と接合金物を使用しているため個々の差分は殆どなく、すべての建物が一定以上の耐震性を保っていると言えるのです。

SE構法で実現できる間取り

大空間・大開口はSE構法の大きな特徴の1つ。
ラーメン構法により強度や耐震性を担保できるようになったことから、これまでの木造住宅では実現できなかった自由な間取りでデザイン性のある住宅が建築可能になりました。
大空間・大開口／吹き抜け／スキップフロア／下階より上階が張り出すオーバーハング／ビルトインガレージ／狭小3階／屋上利用／可変性間取りといった間取りも、SE構法で実現できます。

SE構法が地震に強い理由

木造住宅の耐震基準を確認す計算法には以下の3つがあります。

建築基準法で定められた「壁量計算」
品確法で定められた「性能表示計算」
性能表示計算より緻密な「許容応力度計算（構造計算）」

SE構法は性能表示計算より緻密な「許容応力度計算」で計算されており、これは鉄骨造やRC造と同じ構造計算。そのため、高い耐震性が裏付けられています。

許容応力度計算は地震や台風など外部からの力を受けた場合に柱や梁など建物の構造部に損傷が生じないかを確認する計算で、以下の5点が確認ポイントになります。

重さ・風圧力・地震に対して耐える力
構造を支える柱の変形具合
柱の配置のバランス
各階のバランスがねじれに耐えられるか
各部材、接合部に加わる力は大丈夫か

許容応力度計算（構造計算）は義務ではないため、実施している住宅会社は多くなく、ほとんどの耐震等級3の住宅は性能表示計算しか行っていないのが現状。
性能表示計算をしている耐震等級3の住宅と許容応力度計算をしている耐震等級3の住宅では、構造的に全く別の建物であると言えるのです。

SE構法は建築基準法の大臣認定を受けた特殊工法のため、経験・知識あるSE構法施工管理技士が在籍する登録店だけが施工可能。
現場管理は信頼できる施工管理システムで管理されており、施工によるミスの発生率は限りなく少なくなっています。

阪神淡路大震災以降も多数の大きな地震が発生し、倒壊や崩壊した建物も数多くありました。
しかし、SE構法で建てられた住宅は倒壊や構造上の被害がありませんでした（2022年末時点）。
このことからも、SE構法は高い耐震性が担保された構法だと言えるでしょう。

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