医療施設が地震に襲われたときの評価実験
独立行政法人防災科学技術研究所
兵庫耐震工学研究センター 主任研究員

佐藤

1. はじめに栄児 Eiji Sato数は約 2 万人にもおよび 2）、医療施設の総数
約 3140 施設（病院約 220、診療所約 2920。た地震が発生した場合、建物の倒壊を防ぐこだし歯科診療所は除く）のうち半数以上の約とは重要であり、建物の倒壊・破壊に関する1660 施設（病院約 190、診療所約 1470）が被研究はこれまで様々な研究機関で数多く実施

害を受け 3）、1000 を超える医療施設が診療不され、 今後も未解明の部分や社会変化に対能となった。そこで我々は、医療施設の機能応した耐震対策の検討は実施されていくだろ

保持性能向上をめざし、実大三次元震動破壊う。一方、被災後の政治、経済、医療、情報発信

実験施設（愛称：Ｅ－ディフェンス）を用いたなどの社会活動の停止は、被害の拡大防止や医療施設の実大実験を中心に実施し、そこでその後の復興にも多大な影響を与えるため、得られた様々な知見から、地震に備えた重要これら都市施設・機能を被災後も継続させる施設の在り方について取りまとめた。

ことも不可欠な課題であり、最近では官公庁および民間機関において災害時などに備えたBCP（Business Continuity Plan: 事業継続

2. Ｅ－ディフェンス計画）の策定なども同時に注目されている。

Ｅ－ディフェンスとは、図 1 に示す実大三

そこで文部科学省では、「首都直下地震防次元震動破壊実験施設の愛称で、（独）防災科災・減災特別プロジェクト」を平成 19 年度か学技術研究所が所有する構造物の耐震性を評

ら ５ 年計画で主導した 1）。このプロジェクト

価する世界最大の振動実験施設である。1995のテーマの一つとして、「②都市施設の耐震性

年 1 月 17 日の兵庫県南部地震を契機に、建設評価・機能保持に関する研究（ 1 ）震災時にお計画が立ち上がった。兵庫県南部地震では、ける建物の機能保持に関する研究開発」を独

これまで地震被害に対して問題ないと考えら立行政法人防災科学技術研究所が推進、実施した。
本テーマでは、大地震時の重要施設の機能保持の研究を進め、特に大地震時における救急救命、被災後の生命維持の拠点となる医療施設の機能を震災時にも維持するための研究を行った。実際に 1995 年の兵庫県南部地震（死者数 6434 人、負傷者数 43792 人）の時には、兵庫県下で地震発生 １ 週間までの患者数は 12 万人を超え、そのうち入院を要した患者
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図1 実大三次元震動破壊実験施設（Ｅ－ディフェンス）れていた多くの構造物がいとも簡単に破壊さの使用状況にあわせて設置した。

れ、 6400 人余りの貴い命が犠牲となり、さ建物の構造形式は、地震の揺れで大きく変らに数十万人の人々が家を失うという大惨事

形しないよう丈夫に建物を建設し、地盤に直となった。この地震被害を教訓として、実際接建てた “ 耐震構造 ” と、建物に伝わる揺れをの地震動で実物大の建物を揺らし、その破壊抑えるため積層ゴムなどで構成される免震装過程を詳細に検証し、さらに構造物の耐震性置を地盤と建物の間に介在させた“免震構造”

向上技術や新たな耐震補強技術などを確立すの二つとした。このうち免震構造は、1995 年

るための、究極の検証手段として、Ｅ－ディの兵庫県南部地震以前は病院ではほとんど採フェンスは建設された。

用されていなかったが、地震後に建設が急速に増加し、現在までに約 300 件が建設されて3. 医療施設を模擬した
実大実験いる 4）。ちなみに首相官邸も免震構造である。
入力地震動は、短周期地震動として、 1940
年にアメリカで起きたインペリアルバレイ地

（1）
実験方法

震で観測されたエルセントロ波を最大速度医療施設を模擬した鉄筋コンクリート造 4 階50cm/s（レベル 2 地震動 5）：極めてまれに発建ての試験体（高さ約 18 ｍ、各階床面積 80m2

生する地震動、入力最大加速度 511cm/s2、（8 ｍ×10 ｍ））を建設し、内部に診察室、人工震度 5 強）としたものと、 1995 年に起きた兵透析室、手術室、病室などを配置した。模擬庫県南部地震で観測された JMA 神戸波（神戸

した医療施設の外観を図２に部屋の配置を図 3

海洋気象台観測波）を 80%（入力最大加速度に示す。室内には人工透析装置、手術用機器、654cm/s2、震度 6 強）にしたものなどを用い医療棚など実際に用いられている様々な医療た。また長周期地震動としては、東海・東南

機器などを、床・壁固定、床置き、キャスター

海地震で予測されている三の丸波（入力最大付き（ロックまたはフリー）などそれぞれの通常

加速度 186cm/s2、震度 5 強）を用いた。

図2 医療施設を模擬した試験体

図3 試験体内の部屋配置状況

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23

（２）
耐震構造の医療施設での実験

おり、大地震時に人体が受ける振動の激しさ長周期地震動である三の丸波の加振でを物語っている。実験後のこれらの状況を図

は、建物室内の床の最大応答加速度は 200 ～4 に、機能的な被害をまとめたものを表 1 に示

250cm/s2 程度となり、構造的な被害はほとす。このような状況下では、高度な医療行為

んどなく、室内被害としてキャスター付き機は当然のことながら、通常の医療行為ですら器・ベッドでキャスターをロックしていない即座に実施することは困難であると推測されものが約 50 ～ 80cm 移動した程度であった。

る。また大規模地震災害時には放射線機器な短周期地震動である JMA 神戸波 80% など

どによる診断を伴う災害医療が多く必要とさの加振では、建物室内の床の最大応答加速度れ、さらに災害後しばらく経過すると CT スは、入力地震動の約 2 ～ 3.4 倍に増幅され、最キャナなども利用され始めることが予想され大で 2000cm/s2 以上に達したものも確認さる。しかしながら、こうした精密または重量れた。構造的には建物の固有周期が伸びたが、機器の移動などはユーザーが即座に解決でき致命的な損傷（建物として使用不可能な状態）る問題ではなく、また使用上の安全も確保では発生しなかった。室内被害としては、ほときないものと考えられる。

んどすべての機器が移動し、床や壁に金物などで固定されていない機器（CT スキャナ撮影部、手術台など）および什器の移動、棚内に短 周 期 地 震 動 で あ る エルセントロ 波

納められていた医薬品などの物品の散乱、ス50cm/s、JMA 神戸波 80% の加振では、建ライド式扉の脱落、機器の転倒・落下などが物室内の床の最大応答加速度は 200cm/s 2確認された。また手術台のマネキン人形（質～ 250cm/s2 と入力地震動に比べ大きく低減

量 45kg ）が台上からずり落ちそうになってされ、高い免震効果が発揮されたため構造的

図4

24（３）
免震構造の医療施設での実験

耐震構造における短周期地震波加振後の室内状況（無対策）

表1 耐震構造の室内被害（無対策）

な被害はほとんどみられなかった。室内の被し転倒した機器もみられた。また、移動した害としても、キャスター付き機器・ベッドで機器がその周りにある機器などに激しく衝突

キャスターをロックしていないものが最大でし損傷する状況が多数観測され、100kg 以上

約 1m 移動しているものもあるが、ほとんどの機器が衝突したことにより、手術室の壁パが 60cm 程度の移動で、病院機能に大きく影ネルと病室の壁ボードなどの大きな損傷が生響する被害は確認されなかった。

じた。またキャスターをフリーにした透析装

一方、長周期地震動である三の丸波では、置が移動して床上のケーブル・チューブ類に建物の最大応答加速度が 250cm/s2 程度とな引っかかって転倒する現象や、スライド式扉り、免震構造でありながら入力地震動の約 1.3が激しく開閉して扉の枠およびストッパーな倍に増幅する結果となった。これは、免震構どに衝突し、破損することが確認された。実験

造の固有周期と地震動に多く含まれる周期成後のこれらの状況を図 5 に、機能的な被害を分とが近接していたため、免震建物が共振しまとめたものを表 2 に示す。免震構造である応答が増幅したと考えられる。しかしながら、から大丈夫という過信は危険で、動きやすい共振しても建物の応答加速度が 250 cm/s2

機器の固定など最低限の地震対策は必要であ程度であるため、構造的な被害はほとんど確ることが強く印象づけられる結果となった。

認されなかった。一方、室内の被害としては、直接床に設置された機器やキャスターをロッ（4）機能保持向上技術に関する評価実験

クした機器には特に問題は無かったものの、被災後の機能低下による地震被害を防ぐ対キャスターをフリーにした機器は、室内を動策方法を検討し、それらを施した医療施設のき回り、多くのものが 1m 以上移動し、最大で震動台実験を実施して、地震対策の効果と限3m 以上移動しているものや、移動により衝突界について確認を行った。

図5 免震構造における長周期地震波加振後の室内状況（無対策）

表2 免震構造の室内被害（無対策）

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図6 主な地震対策(a) キャスター付きワゴンのロック対策(b) 点滴台をベッドにバンドで固定(c) 引き出しのバンドによる固定(d) 壁面に防護用のステンレスプレートの設置と機器類のバンドによる壁面固定

図7 実験後の室内状況（地震対策有）(a) 免震構造内の手術室

26(b) 耐震構造内の手術室（床応答1G 程度）

地震時における医療施設の機能低下によるにより、キャスター機器の大きな移動により被害を軽減させるための対策として、まず、発生する被害を軽減させられることが示され機器類の確実な固定が有効な方法と考えられた。これにより、極めてまれに発生する短周るが、医療現場における様々な状況に対応す

期地震動（レベル２）はもとより無対策時に被るため、 常時、 機器類を固定することは現害を出した長周期地震動においても、施設の実的でない場合がある。そこで、医療機器類機能は十分保持されることが確認できた。の使用状況も考慮し、①キャスター機器の簡一方、耐震構造に関しては、JMA 神戸波便・高度な固定対策、②機器の壁面などへのLv1（レベル 1：まれに発生する地震動、入力簡易固定対策、③衝突対策のための壁面の防最大速度 25cm/ s2、
入力最大加速度 275cm/

護、④免震床・機器免震による対策、などのs2、震度 6 弱）加振までは、地震対策が有効に地震対策について検討した。主な地震対策状

働き、ほとんど機能的に問題となる被害はな

況を図 6 に示す。

かった。一概に入力地震動の大きさのみで被実験後の主な室内状況を図 7 に示す。免震害様相を評価できないが、床の応答加速度が構造の場合、実験後の室内状況からもわかる

約 500cm/s2 ～ 600cm/s2 までであれば、地ように、前述した地震対策を適切に施すこと

震対策を施すことにより、機器の移動、転倒、物品の散乱などはほとんどみられず、災害後

図8 実験成果をとりまとめた配布物の医療活動に支障がきたすことがない程度であることが確認された。しかし、同じ加振実
験においても床応答加速度が、1G（980 cm/s2）近くまで達する階（図 7 の耐震構造の場合）
では、そうでない階と比較し、地震対策を施しても対策機器の限界や破損などにより機器病院スタッフのための地震対策ハンドブックの移動、物品の散乱などがみられた。

4. まとめ
地震対策を実施していない耐震構造の医療施設において、物品の落下・散乱、ドアの脱落などの被害に加えて、施設内にある無固定教育用地震対策啓発映像のほぼすべての機器が移動するのが確認された。CT をはじめとする重量のある高度な医な問題となる被害は発生しなかったが、極め療精密機器の移動や転倒、さらには物品の散てまれに発生する地震動（レベル２地震動）に

乱は、高度な医療行為はおろか、大規模災害おいて、機能を十分保持するためには、依然時に即座に必要とされる災害医療も実施できとして多くの課題が残った。

ない状況を招き、病院の機能を著しく低下させることが明らかとなった。
また、地震対策を実施していない免震構造の医療施設において、短周期地震動に対して今回の研究において得られた結果は、地震対策のためのハンドブックと教育用地震対策啓発映像（図 8）に取りまとめ、配布および広く公表している 6）。

は、免震効果が非常に有効に働き、医療施設の機能を十分保持できることが確認できた。
しかし、免震構造の医療施設が長周期地震動に遭遇したとき、ロックされていないキャスター付き医療機器の移動により引き起こされる被害が明らかとなった。なかでも衝突による手術室の壁の破損がみられ、医療施設特有の衛生保持機能の低下が懸念される。
一方、地震対策を施した免震構造に関しては、今回用いた長周期地震動において施設の機能保持対策として機器などに適切な地震対策を施せば、地震後においても十分施設の機能を保持できるものと考えられる。また、地震対策を施した耐震構造に関しては、まれに発生する地震動（レベル １ 地震動）においては、地震対策を施すことにより機能的に大き

参考文献
1）文部科学省：首都直下地震防災・減災特別プロジェクトの最終成果報告について、
http://www.mext.go.jp/a_menu/kaihatu/jishin/1319360.
htm2）薬業時報社大阪支局編集部：災害医療 阪神・淡路大震災の記録 －被災地の命はどう守られたか－、薬業時報社、
pp.14、1995
3）東京都：阪神・淡路大震災調査報告書－平成 7 年兵庫県南部地震東京都調査団－、東京都、pp242-249、1995.3
4）社団法人日本免震構造協会集計データより
5）建設省建築研究所、（財）日本建築センター：設計用入力地
震動作成手法技術指針（案）、平成４年３月
6）防災科学技術研究所：病院スタッフのための地震対策ハンド
ブック −あなたの病院機能を守るための身近な対策−、「大地震への備え－機能保持をめざして－」、「大地震、その時病院は…」、http://www.bosai.go.jp/hyogo/syuto-pj/outcome1.
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さとう●えい1998 年名古屋工業大学大学院博士前期（修士）課程修了後、科学技術庁 防災科学技術研究所（現（独）防災科学技術研究所）に入所。2009 年東京大学にて博士（工学）を学位取得する。現在、独立行政法人防災科学技術研究所 兵庫耐震工学研究センター主任研究員。免震構造および制御工学を中心に耐震工学の研究を行っている。

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