大震災を生き延びる知恵〜ライフラインと建築設備の地震被害と対処〜

東北工業大学建築学科
教授 渡辺浩文
Tohtech H.Watanabe

1

１．ライフライン途絶とその影響（過去の被災例から）
２．建築設備と都市設備
３．建築設備の地震対策
４．都市設備の地震対策
５．まとめ

Tohtech H.Watanabe2ラライフラインとは？
ラ

電気



水道



ガス



情報通信



交通

都市に住まう私達が生活する（生きていく）のに必要必要不可欠の都市基盤施設
欠 都市基盤施設

これらが大地震の際に途絶してしまう...
この影響と対処は如何に？

Tohtech H.Watanabe

3

ラライフライン途絶の影響
ラ
絶 影響

Tohtech H.Watanabe

4ラライフラインの復旧日数
ラ
復数

Tohtech H.Watanabe

5

ライ ライン 供給停 件数 推移
ライフラインの供給停止件数の推移（阪神・淡路大震災）

Tohtech H.Watanabe

6ラライフライン途絶の影響
ラ絶 影響Tohtech H.Watanabe

7

被災後の困難（阪神（阪神・淡路大震災被災者調査より）淡路大震災被災者調査より）戸建住宅の場合
Tohtech H.Watanabe

集合住宅の場合
8

「水」の重要性」
要性
夫婦＋子供２人で１日に飲用１０ﾘｯﾄﾙ，雑用４０ﾘｯﾄﾙ 使用との報告あり。
（設計値は（設計値は250ﾘｯﾄﾙ/人日）
人 ）飲用・調理用・洗顔用の清浄な水の確保とともに水洗便所用の雑用水が意外にも重要！
家・建物が無事でも給排水が不可のため避難所生活をした人も多い。
Tohtech H.Watanabe

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１．ライフライン途絶とその影響（過去の被災例から）
２．建築設備と都市設備（給水系を中心として）
３．建築設備の地震対策
４．都市設備の地震対策
５．まとめ

Tohtech H.Watanabe

10仙台市の水道（仙台市水道局資料）
Tohtech H.Watanabe

11（仙台市水道局資料等より渡辺研究室・佐藤祐維作成）
Tohtech H.Watanabe

12

建築給 設備 概要
建築給水設備の概要

Tohtech H.Watanabe（給水系統図は「建築設備システムデザイン」より引用） 13

つまり給水障害は…
つまり給水障害は- 建築給水設備の損壊- 上水道の損壊により、発生する！

Tohtech H.Watanabe

14地震調査委員会による宮城県沖地震の想定(２００３年６月１日を起点とした場合)
Ａ領域単独
領域単独
⇒ Ｍ７．５前後
前後
Ａ・Ｂ領域連動 ⇒ Ｍ８．０前後
１０年以内に発生する確率 ⇒ ３９％
２０年以内に発生する確率 ⇒ ８８％
３０年以内に発生する確率 ⇒ ９９％
評価した地震1793年２月17日
1835年７月20日
1861年10月21日
1897年２月20日
1936年11月３日
1978年６月12日

Tohtech H.Watanabe

Ｍ8.2
Ｍ82
Ｍ7.3
Ｍ7.4
Ｍ7 4
Ｍ7.4
Ｍ7.4
Ｍ7.4

http://www.sendai-jma.go.jp/jishin-kazan/j-soutei_miyagioki/j-soutei_miyagioki_singen.htm

15

１．ライフライン途絶とその影響（過去の被災例から）
２．建築設備と都市設備（給水系を中心として）
３．建築設備の地震対策（耐震点検のすすめ）
４．都市設備の地震対策
５．まとめ

Tohtech H.Watanabe

16既存の耐震設計・耐震診断に関する基準など
公共建築センター：
官庁施設の総合耐震計画基準及び同解説平成８年版
日本建築センター：日本建築設備耐震設計・施工指針
気調和 衛
建築設備 耐震設 施 法
空気調和・衛生工学会：建築設備の耐震設計施工法
建築保全センター：
官庁施設の総合耐震診断・改修基準及び同解説
び
平成８年版
日本建築設備・昇降機センター：建築設備・昇降機耐震診断基準及び改修指針
日本建築学会：
非構造部材の耐震設計施工指針・同解説および耐震設計施工要領
日本建築学会：
学校施設の非構造部材等の耐震点検に関する調査研究
Tohtech H.Watanabe

17
17

建物の非構造部材とは…
建物の非構造部材とは・外壁、内壁材、天井、サッシ
・照明器具
・袖看板
・屋上設置機器
屋上設置機器 などなど

建物設備とは…
・水槽
水槽
・屋内外設置機器
・空調吹出し口 換気口
・空調吹出し口、換気口
・各種配管、ダクト などなど

Tohtech H.Watanabe

大地震時に破損され、時 破損 れ人命に直接的危険を及ぼす恐れあり！
ぼす れあ

1818

特に病院・庁舎等の災害拠点施設で建築設備が破損すると…
水が使えない電気が使えない
医療機器等が使えない・・
・

災害弱者が救護を求め
災害弱者を守るべき重 な拠点的建物が重要な拠点的建物がいざという時に役に立たない！

Tohtech H.Watanabe

1919

建物の安全・安心は構造耐震性だけでは不十分

非構造部材と建築設備の耐震性能向上により安全確保 機能維持が安全確保と機能維持が図られる
れる
Tohtech H.Watanabe

2020

某特別養護老人ホーム設備耐震調査結果
・特別養護老人ホームＣ（築３２年・２階建）
養築・ボイラー下部が直接固定されておらず、室外機下部のボルトが付いていないので 地震時に機器が転倒する恐れがある
付いていないので、地震時に機器が転倒する恐れがある。
また、全体的に設備機器の固定部分に不安が残る。（写真５、６）ボルトで直接固定されていない

写真５ ボイラーの下部固定状況
Tohtech H.Watanabe

固定がされていない

写真６ 室外機下部固定状況（２００８年度卒論大場史敏君調査） 21

某マンション設備耐震調査結果
・Ｃマンション（築３５年・８階建）
築・高置水槽の固定がされておらず、施工あるいは設計の段階でボルトが入っていない可能性がある また 全体的に設備機器や固ルトが入っていない可能性がある。また、全体的に設備機器や固定部分がさびており、強度に不安が残る。（写真５、６）穴が開いていない基礎部分がさびている基礎がさびている。
写真５ 揚水ポンプ基礎状況
Tohtech H.Watanabe

写真６ 高置水槽固定状況（２００７年度卒論高田友裕君調査） 22

某病院の設備耐震調査
・給湯設備
・ガスマルチ給湯器の床にｱﾝｶｰ無し架台を敷設し給湯器を固定することが望ましい。とが望まし 。
・給湯器廻り配管は壁より支持ボル
ト、型鋼での支持が望ましい。
・給湯配管の配管架台が単純な独立おき基礎となっており、架台用基礎が望ましい。
礎が望ましい・外壁立ち上がり給湯管の振れ止めと固定が必要。と固定が必要
写真-7 外壁部立ち上がり給湯管
給湯管の配管サポート間隔はＯＫ。
サポート架台が貧弱と思われる。
Tohtech H.Watanabe（２００４年度卒論田中亨君調査）23

某病院の設備耐震調査
ガス設備・その他その他・ガス設備
計量器の基礎が固定されていな
機械室の医療ガスボンベの転倒い。
防止無し。

写真-10 ガス計量器および基礎

Tohtech H.Watanabe

写真-11 医療用ガスボンベ（２００４年度卒論田中亨君調査）24

某病院の設備耐震調査
・監視制御設備
監視制御設備
監視室端末プリンターをＯＡデスクに設置してあるが、脱落の可能性有り。
可能性有り

写真-14 ＯＡデスク
Tohtech H.Watanabe・ナースコール設備
ナ スコ ル設備
ナースステーション棚のモニ
ターの固定がない。

写真-15 棚置きモニター（２００４年度卒論田中亨君調査）

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では、どうするか？

地震被害の実態を踏まえた重点箇所の耐震点検表を作成「安全確保を要する建物」 と「安全確保と機能維持を要する建物」 を区分し、区分しそれぞれのための耐震点検表を作成
Tohtech H.Watanabe

26
26

どのように点検を促すか？
建築基準法 第第12条に規定する条に規定する「定期報告制度」を活用

３年に一度の定期報告に設備等の耐震点検を付加

建物用途に応じて１回のみ 又は３年毎に点検実施
建物用途に応じて１回のみ、又は３年毎に点検実施
点検の流れ

点検表

参 様式１
参：様式１

Tohtech H.Watanabe

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27

設備等地震被害防 ワ キンググル プ
設備等地震被害防止ワーキンググループ
宮城県建築物等地震対策推進協議会に設置された組織の一つであり，建築設備や非構造部材（落下物）などの地震被害防止方策を検討
東北工業大学工学部建築学科
東北業大学 学部建築学科 助教授 渡辺浩文（渡辺浩文（主査）査）
東北工業大学工学部建築学科 教授 田中礼治
東北文化学園大学科学技術学部環境計画工学科 教授 岡田誠之
東北工業大学工学部デザイン工学科 教授 石川善美
■行政団体

■建築関係公益法人

宮城県（建築宅地課，設備室）(社)日本建築構造技術者協会東北支部

仙台市（住環境整備課，建築指導課）(社)建築設備技術者協会東北支部

石巻市（建築指導課）(社)空気調和・衛生工学会東北支部

塩竈市（建築課）((社)日本技術士会東北支部)（衛生工学・環境・上下水道部会）

大崎市（建築課）(社)電気設備学会東北支部

Tohtech H.Watanabe

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１．ライフライン途絶とその影響（過去の被災例から）
２．建築設備と都市設備（給水系を中心として）
３．建築設備の地震対策（耐震点検のすすめ）
４．都市設備の地震対策（上水道途絶を前提として）
５．まとめ

Tohtech H.Watanabe

29・大規模地震の度にライフライン途絶が大きな影響を及ぼしている
・特に震災直後では、生命維持の為の飲料水が不可欠
特に震災直後では、生命維持の為の飲料水が不可欠

水道事業の一環で整備が実施される（との思い込み）

建築分野にて為すべきことはないのか？
どどこでなにをすれば良いのか？
な をすれば良か・・・

まずは現状の把握 <･･･ 研究目的
Tohtech H.Watanabe

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泉ヶ丘

3.研究対象地域
研究対象地域
寺岡・高森

市街地を中心に、東西15km、南北20kmを研究対象地域とする。

岩切

貝ヶ森

市街地

〔資料〕
七郷

仙台市水道局：

八木山

平成16年度版仙台市水道配水管管理図（縮尺1/10000）
平成19年度版仙台市水道配管管理図（縮尺1/5000）
国土地理院 ：

袋原

平成18年度3月1日発行の数値地図25000（土地条件）（２００８年度卒論橘内美穂子）
Tohtech H.Watanabe

31

5 軟弱地盤の特定
5.
表1 仙台市の安定地盤と軟弱地盤の分類
斜面
変形地

安定地盤

軟弱地盤

斜面（山地）
岩石、禿しゃ地・露岩

台地 段丘
台地・段丘

台地 段丘状の地形 洪積台地 岩石台地
台地・段丘状の地形、洪積台地、岩石台地

凹地・浅い谷

凹地・浅い谷

頻水地形

高水敷、湿地・水草地、低水敷・浜、潮汐低地、水部

山麓蓄積地形崖錐、麓屑面、土石流堆

低地の微高地

扇状地、自然堤防、砂丘、砂堆

低地の一般面

谷底平野・氾濫平野、海岸平地・三角州、後背低地、旧河道

人口地形

平坦地、高い盛土地、盛土地、埋立地、干拓地、凹陥地、改変工事中

図3 軟弱地盤と安定地盤〔資料〕国土地理院：数値地図25000（土地条件），2006.3.1：土地条件図，地形分類と災害等の関係（２００８年度卒論橘内美穂子）
Tohtech H.Watanabe

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6. 被害が予測される上水道配水管の特定

上水道配水管情報は、仙台市水道局からお借りした平成16年度版
上水道配水管情報は仙台市水道局からお借りした平成16年度版
仙台市水道配水管管理図（縮尺1/10000）、平成19年度版仙台市水道配管管理図（縮尺1/5000）をもとに、GIS上で管径、管種、施工時期を上水道配水管1本1本入力し GISデータを作成した
時期を上水道配水管1本1本入力し、GISデータを作成した。

これまでの上水道配水管被害の実態より、危険管を下記の通りとした。
①管径による危険管：管径100mm以下の配水管②管種による危険管：硬質塩化ビニル管、鋳鉄管③老朽管：布設後40年以上の配水管（法耐用年数）

Tohtech H.Watanabe

3377.地盤による地盤による危険管の扱い

過去の大地震時の被害実態
・軟弱地盤上：
上水道配水管の被害多発
・安定地盤上：危険管でも被害が少なかった

軟弱地盤
軟弱地盤上の危険管のみに着目
危険管 み 着目
図7 軟弱地盤上の危険管（２００８年度卒論橘内美穂子）
Tohtech H.Watanabe

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4.災害拠点施設の調査
本研究では、以下の７種の施設を災害拠点施設とする。
災害拠点施設とする・庁舎
・消防署
消防署
・病床数20以上の病院・指定避難所
指定避難所（公立の小・中学校、一部の高校）
・収容避難所（コミュニティーセンター）
・高齢者福祉施設
・障害者福祉施設
図2 研究対象災害拠点施設分布
図（２００８年度卒論橘内美穂子）
Tohtech H.Watanabe

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8.上水道配水管の損壊により被害が予測される
災害拠点施設〔抽出方法〕
軟弱地盤上の危険管より生成させた50 バッファゾ ン
成させた50mバッファゾーンに重なった施設を抽出

被害が予測される
災害拠点施設図8 50mのバッファゾーンと災害拠点施設（２００８年度卒論橘内美穂子）
Tohtech H.Watanabe36宮城県における飲料水の需給分布に関する検討
地盤情報

人口メッシュデータ
非軟弱地盤
人口分布

応急給水施設

軟弱地盤
人口分布

大規模震災時
水需要量分布

大規模震災時
水供給量分布

大規模震災時水需給バランスの検討

宮城県を対象に宮城県を対象基準地域メッシュにて検討

各種分析・考察

研究フロー図Tohtech H.Watanabe37

居住人口分布（平成12年度国勢調査資料より作成）
Tohtech H.Watanabe38軟弱地盤の分布（日本の地形・地盤デジタルマップより作成）
Tohtech H.Watanabe

39

・成人一人当たり
2 3[ℓ/人･day]
2.3[ℓ/人day]
・年齢階層別に算定・3日間分の飲料水
3日間分の飲料水

軟弱地盤上の飲料水需要量の分布
Tohtech H.Watanabe

40

表１

宮城県内の応急給水施設箇所数

総貯水量[m3]

応急給水栓

20-

緊急遮断弁付配水所

41

191,960

非常用飲料水貯水槽

16

1 800
1,800

浄化装置付きプール

151,650

防火水槽

16486

地下水槽

1100

応急給水施設Tohtech H.Watanabe

41

図３ 飲料水供給量の分布
Tohtech H.Watanabe

42

供給水量に余裕がある場合には、周囲メッシュにも水供給 きると水供給できるとしている

図５

飲料水不足量の分布

Tohtech H.Watanabe

43

2,000ℓ/3日間
水量[k?/水間]

不足水量
1 500
1,500

供給水量

1 000
1,000500

3日間必要水量[k?/3日間･Mesh]
日間必要水量[ ℓ/ 日間]

100.0

50.0

25.0

10.0

5.0

2.5

1.0

0.5

0

3日間必要水量階級別供給水量・不足水量
Tohtech H.Watanabe44

軟弱地盤メッシュの高齢者人口比率分布
Tohtech H.Watanabe

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１．ライフライン途絶とその影響（過去の被災例から）
２．建築設備と都市設備（給水系を中心として）
３．建築設備の地震対策（耐震点検のすすめ）
４．都市設備の地震対策（上水道途絶を前提として）
５．まとめ（大規模震災時の水確保 ～生き延びる知恵～）Tohtech H.Watanabe

46

関係機関および行政（特に仙台市）は関係機関および行政（特仙台市）はライフライン地震対策に力を入れいている

しかしながら、①ライフライン地震対策は完備していない。
②建築設備の地震対策は特に古い建物で懸念あり。
③低人口密度地域では（ほとんど全く）対策がとられていない。
③低人口密度地域では（ほとんど全く）対策がとられていない

従って（残念ながら現状では）、私たち個々人の地震への備えが極めて重要！
近隣 域
相 扶り組
要
町内・近隣・地域での相互扶助の取り組みが必要！
Tohtech H.Watanabe

47

飲用
飲用水の確保と使用確保 使用

ペットボトル購入（一人一日３リットル×３日間）



給水車（但し震災発生より４日後から）



マンションの高置水槽残留水を公平に分配

飲用・洗顔に限定



洗顔後・洗濯後の水も雑用水として再利用



食器類も洗わずに済む様に紙皿・ラップを使用

Tohtech H.Watanabe

48

雑用
雑用水の確保と使用
確保 使用
主には便所洗浄水として必要

洗顔水・洗濯用水の再利用

近所
近所の川・池・プール等の水を汲み置く
池 プ
等 水を汲 置く

排泄物は紙等に包んでの廃棄も一法

便所のロ タンクに水を半分（約7.5ﾘｯﾄﾙ）
便所のロータンクに水を半分（約7 5ﾘｯﾄﾙ）入れて使用（実用上問題無かったとの報告あり）
マンション高層階では水の運搬も大変（エレベータ停止時）

Tohtech H.Watanabe

49

そその他いろいろ踏まえて...
踏

阪神・淡路大地震の折、亡くなった方の大多数は地震直後の約15分間に集中（高齢者と20歳前後の若者）→ ほとんどが建物崩壊による犠牲→ 特に（耐震基準適用前の）古い建物⇒だから既存建築物の耐震性能向上が急務



被災後の特に2日間は基本的に都市は機能停止に陥る→ 生き延びる備え→ デマや風説に惑わされない

地震・火災・津波などなど

Tohtech H.Watanabe

50

緊急時のエネルギー源（採暖，炊事）


採暖・調理には何らかのエネルギー源が必要
採暖
調理には何らかのエネルギ 源が必要

採暖に電気カーペットや電気コタツ等が有効
石油ストーブも有効

炊事にはカセットコンロ，ホットプレート，電子レンジが有効

風呂は銭湯や知人の家での利用が多い

Tohtech H.Watanabe

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災害弱者の支援

負傷者・病弱者・高齢者の支援は不可欠



救援物資は送り方に注意する（判別を容易に）

ボランティア活動は、できることをできる範囲で

Tohtech H.Watanabe

52

ご静聴ありがとうございました。

Tohtech H.Watanabe

53