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近年、全国各地で豪雨による洪水が頻発し、木造住宅が流されたり傾いたりする被害を発生している。木造住宅での対策を検討するため、国土交通省所管の建築研究所が実施した実験を見学した。木造の建築物模型を実際に浸水させる実験で、タンクにためた水を一気に流して、90cm角の建築物模型に勢いよくぶつける様子は迫力満点だった。
秒速4m、浸水深65cmになるようコントロールした氾濫流を発生させて、90cm角の木造建築物模型を浸水させた実験の動画。波力によって建築物模型の各部に作用する力を計測している（動画：日経クロステック）
この浸水実験は、建築研究所の槌本敬大上席研究員のチームが、千葉県我孫子市にある電力中央研究所の津波・氾濫流水路で、23年1月末から3月中旬にかけて取り組んでいたものだ。「耐水害住宅」を商品開発して浸水実験を手掛けた経験を持つ一条工務店（東京・江東）の研究員と、流体科学を専門とする電力中央研究所の研究員らが、チームのメンバーとして協力。内閣府の官民研究開発投資拡大プログラム（PRISM）の予算を得て実施している。
電力中央研究所の津波・氾濫流水路に、90cm角の建築物模型を設置した様子を見下ろす。水路の寸法は長さ20m、高さ2.5m、幅4m。写真の奥から水を流す（写真：日経クロステック）
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浸水実験の実施メンバー。左から、一条工務店浜松本社工事・免震グループの黒田哲也課長補佐、電力中央研究所の鶴留千晶主任研究員、建築研究所の槌本敬大上席研究員、一条工務店特建設計部の平野茂部長、電力中央研究所の木原直人研究推進マネージャー。平野部長と黒田課長補佐は、建築研究所の交流研究員の立場で実験に協力している（写真：日経クロステック）
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浸水実験の目的の1つは、氾濫流によって木造住宅を転倒・滑動させる荷重と、開口部が損傷して水圧を受ける外壁面積が減ることの関係を、検証することにある。
木造と鉄骨住宅が浸水時に転倒や滑動、浮上する被害を防ぐために必要な構造計算方法は、2021年国土交通省告示1392号に定められている。この告示は、特定都市河川浸水被害対策法に基づき、浸水被害防止区域に指定された場所に木造住宅などを建てる際の規定として、21年11月に施行された。
槌本上席研究員は、19年に長野県千曲川で発生した水害と20年に熊本県球磨川で発生した水害で被災した24棟の木造住宅について詳しく調べた。その結果、告示1392号を基に被害を検討すると転倒や滑動するはずなのに、実際はそうなっていないものがかなりの数存在することが分かった。
その理由の1つとして槌本上席研究員が推定したのは、窓ガラスなどが損傷して、水圧を受ける面積が変わる影響だ。「告示では、開口部は破壊しないものとして流体力を計算するが、実際は窓ガラスや外壁が損傷している。建物に作用する流体力は受圧面積に比例するので、開口部破壊の影響を実験で検証し、面積に応じて流体力を低減できるかどうか考えた」と槌本上席研究員は話す。
別の日の浸水実験では、開口部破壊の影響を、1.2m角の建築物模型に、開口部なし、水流が当たる正面だけ開ける、正面と背面を開ける、左右の側面を開けるなど複数のバリエーションで実施した。
開口部を開ける位置を変えて、波力によって各部に作用する力を計測した1.2m角の建築物模型（写真：日経クロステック）
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結果について槌本上席研究員は、「開口が生じているのに、流体力によって建築物各部に作用する荷重がかえって大きくなる場合など、興味深いデータが得られた」と話す。23年9月に開催する日本建築学会大会で、実験結果をまとめて発表する予定だ。
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June 30, 2023 at 03:00AM
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建築物模型に氾濫流をぶつける浸水実験、対策の最適化を期待 - ITpro
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