【技術裏表】構造解析でなく実測値から状況把握 地震後の建物健全度を評価する「揺れモニ」

東日本大震災を機に、高層ビルに構造モニタリングシステムを導入する動きが拡大している。リアルタイムに建物の損傷を把握したいという所有者の危機管理意識が高まっていることが背景にある。「モデル解析に頼らず実測値から建物の状態を把握できる」と強調するのはNTTファシリティーズのリスクマネジメントシステム部門で主任研究員を務める吉田献一氏。同社の『揺れモニ』は構造解析モデルを使わない画期的なモニタリングシステムとして注目されている。

　2年前の初採用から既に13件の建物に導入した。今後の導入予定も13件に達し、検討中まで含めれば50件規模にまでふくれあがる。NTTグループ以外の顧客が半分以上を占め、しかも同業他社が設計する新築や既存ビルへの導入も少なくない。「年100件の導入目標も現実味を帯びてきた」と、グリーンITビルプロジェクト本部プロジェクト推進担当課長の栗田聖也氏は手応えを口にする。
　競合するシステムが多い中にあって、なぜ揺れモニは優位性を発揮しているか。既存の40階建てビルへの導入は工事費込みで約1250万円。他社製品は1600万円程度となり、その開きは大きい。しかも全階に計測機器を置く同社と違い、他社は機器を3－7階に1台の割合にとどまる。
　開発責任者を務めた吉田氏は「各階すべてにセンサーを置くことで、あえて構造解析モデルを作成する必要がない。建物の揺れ方を計測するセンサー機器自体のコストを抑え、各階への導入が実現できた」と明かす。一般的なシステムは地震専門家が使うような高価な地震計をセンサー機能として使うため、コスト的に全階への配置が難しい。そこで計測結果に基づき、構造モデル解析とともに、建物の変況を割り出す仕組みが一般化している。
　建物には、設計基準以上の強度で余裕を持たせた施工事例が多く、構造解析を用いた場合に実測値とのかい離が生じる可能性がある。仮に手抜き工事などで実際の設計基準を満たしていない建物の場合には的確な状況を把握できない。構造モデル解析を使わない揺れモニはまさに実測値から状況を把握できるシステムであるのだ。

装置は30センチ角

開発時の焦点となったのは計測機器の価格をいかに抑えるか。着目したのはスマートフォンやゲーム機の画面が使う向きによって自動的に切り替われる際の要素技術として使われる「MEMS」という加速度センサーだった。大量生産されているため、大幅に価格も抑えられる。
　ただ、センサー自体の大きさが1cm角と小さく、長周期地震動のような大きくゆっくりとした揺れの計測には不向き。同社は3次元振動試験装置を使い、さまざまな揺れに対応できる調整手法を割り出すことに成功した。「センサーには微妙なばらつきがあり、設置前には一つひとつ微調整する必要があるが、高価な地震計に比べればコストを大幅に抑えられる」（吉田氏）。

NTTグループのシステムを24時間監視する部隊がバックアップ

先月からは、複数のビルを所有するオーナー向けの情報提供もスタートさせた。NTTグループのシステム稼働状況を24時間監視しているFOC（ファシリティーズオペレーションセンタ）の部隊がバックアップし、複数のビルに情報提供を行うという他社にはまねのできない強みだ。栗田担当課長は「全国規模で建物を所有するディベロッパーなどのBCP支援に貢献できる」と強調する。
　その先もしっかりと考えている。吉田氏は「大地震の建物変形だけでなく、あえて震度1－3程度のデータを活用することで、より高度な維持管理が可能になる。そこに新たなコンサルティング業務の道が見えてくる」と見通す。各階に置く計測機器は30cm角と小さい。35階建てビルへの設置工事は夜間と土日作業のわずか約10日間という手軽さも導入に拍車をかけている。
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