軽ければ軽いほどいいの?

屋根は軽ければ軽いほうがいいのですか?

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【質問】屋根が軽ければ軽いほど、地震に強いんですか?

それなら、一番軽くすることだけ考えればいいんですかね。

【回答】地震だけを考えればそうですが、それだけでは片手落ちです

屋根以外の部分が変わらないのなら、確かに、屋根は軽ければ軽いほど地震に強くなります。とはいうものの、実際暮らしていくためには、地震のことだけを考えるというわけにはいきません。夏の暑さ、冬の寒さ、台風の強風、ゲリラ豪雨、雨音の激しさなど、安らげる家づくりのためには耐震性以外にも必要な性能はたくさんあります。そのバランスが大切です。

例えば重い屋根の代表である土葺きの瓦屋根の古い家から土と瓦を撤去して、ホームセンターで売っている薄いブルーシートで屋根を覆ったとしましょう。最高に軽くなります。でも、その家が本当に快適か想像してみて下さい。少しの風でバタバタ音がする。雨音はうるさい。夏の日差しによって強烈に暑くなる。冬めちゃくちゃ寒い。耐久性が無いのですぐに雨漏りする…。どう考えても快適とは言えませんよね。地震で被害を受ける前に、体調を崩してしまいかねません。それでは本末転倒です。それではどれだけ軽かったらいいのか、考えてみましょう。

建物は地震の揺れを増幅します

建物の揺れは地面より増幅されます
地面の揺れの大きさ(地動加速度)を受けて建物が揺れる大きさ(応答加速度)は通常増幅されて、約2.5~3倍ほど大きくなるといわれています。

地震が起こると、建物の下の地面が揺れます。その揺れを受けて建物が揺れるわけですが、通常、建物の揺れの大きさは、地面そのものの揺れよりも増幅されます。揺さぶられるような感じになるのですね。これは建物が高いほど影響が大きくなります。よく地震があるとテレビで高層ビルの上で地震に遭遇した人のインタビューがあったりしますが、多くの人が船に乗っているようだったと感想を言います。そのくらい揺さぶられるのです。

建物にかかる力の強さ=建物の重さ×地震の加速度(gal)

地震のときに建物にかかる力の大きさは、「建物の重さ×地震の加速度(gal)」で計算され、揺れ方が同じならば、建物が重いほど大きな力が建物にかかることになります。このため、重い屋根から軽い屋根に変更すると、建物全体の重さが軽くなり、同じ揺れの地震でも建物が受ける力は少なくなります。そのため、地震に強くなるのです。

また、たとえ同じ重さの建物だとしても、建物全体の重心が高い位置にあるよりも、低い位置にある方が建物が揺れる大きさを抑えられ、建物への負担を軽減できます。つまり、計算式のうち地震の加速度(応答加速度)を下げて建物にかかる力の強さを下げるわけですね。重い屋根を軽い屋根に変更すると、建物全体の重心は下がるのですから、揺れの幅が抑えられ地震に強くなります。ちなみに、建物そのものはそのままだとしても、2階にある重い本棚や家具を1階に移すだけでも、全体の重心が下がるので多少は耐震性が向上します。少しでもという方はやってみてください。

このように、重い屋根から軽い屋根に変更すると、建物全体の重さが軽くなることと、建物の重心が低くなることの、二つの理由から耐震性能が上がるのです。

建物には耐風力も必要

述べてきたように、軽ければ軽いほど耐震性は向上するわけですが、実は、家が耐えなくてはならない自然の力は、地震だけではありません。地震以上に頻繁に訪れる台風や爆弾低気圧による暴風。建物はこれにも耐えなくてはなりません。こちらの方は、重い屋根であろうと軽い屋根であろうと関係なく、「建物にかかる力の強さ=風が吹いてくる方向に対しての家の断面積×風の強さ」になります。例えばこれに対しては、沖縄などでは家の周りを石垣で覆ったり、地方によっては防風林を整備したりしています。つまり、風の強さを弱める戦略ですね。ところが、断面積の方は、減築するくらいしか方法がありません。そうでないのなら、風によって建物にかかる力は変えられないということになります。となると、どうしても建物というのは、その風によってかかる力に耐えるだけの力を持っていないといけないということになります。

たまにイベント会場で、突風によってテントが飛ばされてけが人が出たりしていますが、あれなどは突風によってテントにかかる力に対して、テントを固定する力が足らなかったことによるものです。となると、もっとしっかり固定する必要があったということになります。

建物でも、もしも風が吹いて倒れるような状態であれば、建物そのものを補強して強くしないといけないということになりますが、実は、竜巻などの激烈な風でない限り、たいていの家は古い家も含めて台風のたびに倒壊するなんてことは聞いたことがありません。つまり、日本の家というのは、一般的に耐風力に必要な強度は備えているというわけです。

極端に軽い屋根こだわらなくてもいい理由

前項に書いたように、日本の家は、少なくとも台風の風に耐えるだけの構造的な強さは持っています。ということは、その強さで支えられる程度の重量の屋根ならば、地震でも倒壊しないということで、それ以下の重さの屋根に無理にする必要はないということになります。

では、その境目はどの辺りにあるでしょうか。昭和56年5月以前着工の建物の場合、非常に重い屋根である土葺きの瓦(おおよそ100kg/㎡)の屋根は、危険です。そのため京都市では、これを軽量化する工事に補助金が出ますが、同じ瓦屋根でも現在主流の土を入れない乾式工法である桟葺きの瓦(おおよそ50kg/㎡)に葺き替えても、補助金の対象になります。建物一軒一軒によって違いはありますが、概ねそれでも大丈夫とされているわけです。

屋根の軽量化の目安

ということで当店では、昭和56年5月以前着工の古い建物の場合、現在土葺きの瓦葺きの家屋は土を入れない瓦葺き以下の重さの屋根に、現在土を入れない瓦葺きの家屋は軽量屋根材の屋根に、それぞれ葺き替えを推奨しています。なお、もっとはっきりしたいという場合には、京都市による耐震診断士の派遣を受けて、しっかりと耐震改修計画を立てるという手もあります。

オススメはROOGAです

美しさと強さと軽さを兼ね揃えたハイブリッド軽量屋根材「ROOGA雅」は、伝統的な瓦のように厚みがありながら非常に軽く、かつ強風にも強く割れにくいというスーパー屋根材です。当店では、このROOGAへの葺き替えをオススメしています。

 

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