ミサワホーム総合研究所レポート vol. 73

LTE12:00:00

2016/04/16 01:25:00

クラウドサーバー

損傷状況 建物：小、地盤：無し

Design

エムレポ

REPOTechnology

表示部

計測部

被災度判定計「GAINET」

地震波
図1 被災度判定計「GAINET」の概要

しており停電時も一定時間作動することが可能

ミサワホームとKDDIが共同開発した被災度判です。
図1に被災度判定計「GAINET」を示し、図2得ることが必要だとわかりました。

定計「GAINET」は、住宅の基礎に設置する加に防災ネットワークの仕組みを示します。

また、東日本大震災では被災地域が広範囲であっ速度センサーで地震波を計測し、表示部で計算

被災度判定計「GAINET」
は、住宅専用に量産化たため対象建物も非常に多く、被災状況の把握及したリアルタイム震度と建物及び地盤の被災度した被災度判定計としては国内初となります

びその後の復旧に多くの労力と時間がかかりましまた、LTEネットワークを経由して判定結果を表示し、音声と連動して警告します。 （自社調べ）。

た。
これらの過去の震災の経験から、建物ごとの況を把握するためには建物ごとに入力地震波をリアルタイム震度により、自宅における地震規模クラウドサーバーにつながる「家のIoT」を実現し、被害状況をいち早く把握することが入居者の安の大きさを確認することができ、建物及び地盤モバイルコンピューティング推進コンソーシアム

全確保と早期の建物復旧につながると考え、被災の被災度判定結果により、入居者は、自宅に留（MCPC：会長 安田靖彦）が主催するMCPC度判定計を開発しました。

まるか避難するかの判断指標とすることができ

award 2015の「モバイルテクノロジー賞」（ユー

図3に示すように被災度判定計の開発は、構想期ザー部門）を受賞ます。またスマートフォンアプリやパソコンから専用ウェブサイトを通じて、離れた場所でも自宅

注1)。2016年にはグッドデザ間を経て2010年から試作機Ver.1の製作を開始

注2)

しました。
Ver.3では、KDDIと共同開発により通信イン賞を受賞しましたの状況を確認することが出来ます。

。

機能を搭載し、2015年に販売を開始しました。

計測されたリアルタイム震度や被災度判定結果

開発の背景と経緯のデータは、高速データ通信が可能なLTE網を経近年多発している大地震時の被害調査において、注3)由してクラウドサーバーに集約します。
ミサワホー

隣接した同形状の建物の被害状況が異なる場

総務省のモデル事業

ムでは、全国の住宅の被災度を地震終了後直ち合がありました。
これは、建物に入力される地震システムの構築の実証事業を実施しました。に把握し、緊急度に応じた入居者サポートを行う

波は、表層地盤の影響が非常に大きい為と考えことができます。
また、地震波の初期微動（P波）をられます。
これまでは、気象庁や防災科学技術研

被災度判定方法

感知し、大地震時には主要動（S波）が到達する前究所が発表した地震波を元に建物の被害状況

図4に被災度判定の仕組みを示します。被災度に警告を音声で発信し、いち早く地震発生を知らの分析を行ってきましたが、建物への入力地震判定計は、建物の基礎に設置した計測部に入力せる事が出来ます。更にバックアップ電池を搭載

波は建物や地盤ごとに固有であるため、被害状された地震波と予め入力した建物の構造情報を

12:00

により防災ネットワーク

ネットワークにより全国の物件の状況確認と点検復旧の優先順位の判断
全国の各建物の状況を確認

90%

し、復旧サポートの優先順位

MAP
震度被災度
建物・地盤
1

2

お父さん職場

6+

3

1

弟小学校

6-

1

4

姉高校

2017.10.12注4)

地震発生を知らせる。

外出先でも自宅の状況をPC・スマートフォンで確認

自宅により開発を着手しました。
また、2017年にはクラウドサーバー 大地震の際には、地震波の初期微動（P波）の段階で警告音を発信。いち早くインターネットLTE

4G

開発にあたっては、2010年に国交省の助成事業

16:20

6-

6-

1

3

おばあちゃん家

7

2

2〇〇病院

6-

3

1〇〇中学校6-

1

1〇〇公民館

6-53を判断。被災状況の緊急度に応じた迅速な復旧サポートを行う。

震度 震度 建物 建物 地盤 地盤 安否
被災度被災度
被災度被災度情報スマホ 専用アプリ

図2 防災ネットワークの仕組み

Environment

GAINETとはPC 専用ウェブサイト

Society

Misawa Homes Institute of
Research and Development

ミサワホーム総合研究所レポート vol. 73

SocietyH22（2010）
Ver.1 開発

H23（2011）

H24（2012）

H25（2013）

H26（2014）

H27（2015）★運用開始

Ver.1 試行

H28（2016）

H30（2018）★MOC 連携開始（スマホ対応）★good design 賞

震度 6 弱 淡路島付近 震度 6 弱 長野県北部

Ver.2 開発

H29（2017）

Design

震度 7 熊本県熊本地方

震度 6 弱 大阪府北部

震度 6 弱 鳥取県中部

震度 7 北海道胆振東部地震

Ver.2 試行
Ver.3 開発

Technology

被災度判定計を実現

Ver.3 試行

12:00:00

2016/04/16 01:25:00

次期開発損傷状況 建物：小、地盤：無し

国土交通省
住宅・建築関連先導技術開発事業

総務省
Iot サービス創出支援事業

通信機能を実現

Environment

図3 開発の変遷

用い計算を行うことにより、リアルタイムに建物建物ごとの構造情報を用いて弾塑性応答計算にの被災度判定を行います。

より算出した層間変形と被災度判定表を用いる

計算方法は、串団子モデルを用いた弾塑性応答ことで、建物の被災度ランクを判定することが可計算です。
建物ごとの構造情報を被災度判定計の能になりました。

インプットデータとして用いることで、個々の建物建物の構造情報となる復元力特性は、既往の実被災度判定計の開発は、数多くの基礎開発が礎

験及び文献調査からスリップ-バイリニアモデルとなり一つの製品になっています。
そして今後は、

注5)

。

m1

計測された地震波

acc

k2

t

k1

判定

おわりに木造建物のスリップ特性を表現しています

構造モデル化m2

弾塑性応答計算等（層間変形角、震度、SI値、傾斜角計算）の層間変形角を計算することができます。

（図5）とし、スリップ率は0.8程度とすることで建物情報

図4 被災度判定の仕組み

被災度判定計により多くのデータを収集し、そのスリップ要素 (loop1)

データを分析することで更なる精度向上や地震注8)

バイリニア要素

被災度判定を実施するに当たり、建物の荷重-層被害低減に繋がる可能性があると考えてます

間変形角と構造体の損傷及び内外装材損傷状

将来的には、住宅だけにとどまらず、多くの建物に況の関連性を把握する必要があります。
そこで建被災度判定計を設置し、防災ネットワークを構築

物における主要な耐力要素である耐力壁面の静するとともに、ビッグデータの分析による更なる的加力時の構造特性に関するデータを実験及び精度やサービスの向上の検討を行っていく必要

文献より収集し、構造体の層間変形角と仕上げがあると考えてます。

開発」
にて被災度判定計の基礎開発を実施。

。

ミサワホーム総合研究所では、地震発生時の安「地震情報・被災度情報によるビッグデータを活用した防災ネットワークシステム

これらのデータを被災度判定表として図6にまと全確保のための注意喚起と地震収束後の安全

注5）梶川久光他：スリップ型復元力特性を有する1質点系弾塑性構造におけるめ、建物の耐震性能評価の基礎としました。
また、確保や安心のための情報を提供するとともに、地震被害を受けた建物において、仕上げ材の損地震後も安心して生活できるようきめ細やかな傷状況により建物の構造性能を評価することに復旧支援が可能となるよう今後も活動していき活用できると考えています。

ます。

注6)7)

材の破壊性状の相関関係を整理しました。

スリップバイリニアモデル
スリップ要素 (loop2)

図5 スリップ-バイリニアモデル
注1）http://www.mcpc-jp.org/award2015/注2）https://www.g-mark.org/award/describe/43913
注3）国土交通省 平成22、23、24年度「住宅・建築関連先導技術開発助成事業」に採択。
「戸建住宅下に設置する地震計の開発及び評価・運用方法に関する研究注4）総務省 平成28年度第2次補正予算「IoTサービス創出支援事業」に採択。のモデル事業」
にて被災度判定計を用いた実証事業を実施。
地 震 最 大 応 答 予 測に関する研 究 ,日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 集 第 6 6 0 号 ,pp.353-362,2011.2
注6）鶴田修他：木質系住宅の地震時仕上げ損傷と建物変形角に関する実験的研究,日本建築学会構造系論文集第613号,pp.73-80,2007.3
注7）大木洋一郎他：木造建築物における仕上材の損傷状況と地震時経験最大 層 間 変 形 角の 推 定 に関 する研 究 , 日 本 建 築 学 会 技 術 報 告 集 第 5 9 号 ,pp.159-164,2019.2
注8）梶川久光他：建築物の被災度判定計による防災ネットワークの研究開発
その1〜13,日本建築学会大会学術講演梗概集,2014.9〜2018.9

図6 被災度判定表