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Nobilis Works 代表の小形 秀明です
私が、Nobilis代表の
小形です。 お客様にご満足して頂けるよう頑張りますので、どうぞ宜しくお願いします



耐震の屋根葺き替え: 屋根が重いと危ないか?

 数式が出てきて面倒くさい、耐震の基礎、分かりやすいサイトがない!

 大きな地震があったとき、耐震のことで信用できること、書物は何か?
財団法人 日本建築防災協会が発行している 「木造住宅の耐震診断と補強方法」がいろいろある耐震に関する協会、組織などはこの書物を元に行動しています。この本、耐震に関することは国土交通省の監修の元に編纂されたもので、耐震の診断、補強方法例などははここに記載されています。 
 耐震とは何か?どのような根拠の元に倒壊し易い、倒壊しない、倒壊する危険が極めて高いとか言うのか?ただ耐震の診断士が言うがままに信じるのではなく、耐震のことについて、ご自身でも理解を深めて頂きたい、そうすれば変な業者に騙されることもなくのではと思っています。あまりに耐震について解説した(一般消費者に分かりやすい)解説が無いのが現状です。いや解説本はあるのですが、お客様の目に届いていません。その理解の一役になればと思います。

 今の耐震の工法、耐震とは、ある想定した大地震が起きたときに、それに耐えられる家、構造、作りを目指すところにあります。そして耐震診断は、この想定された大地震に対して「大丈夫」「倒壊の恐れがある」「倒壊の可能性が大きい」等、倒壊するかしないか?の評価になっています。

 耐震診断の評価:
 ●上部構造評点: 建物自体の耐震評価
 ●地盤の評価: 良い・普通、悪い、非常に悪いの3段階評価: 何かあれば注意事項
 ●家が建っている箇所の地形についての評価: 崖、急斜面などの評価
 ●基礎について: 鉄筋コンクリート、無鉄筋コンクリート、玉石基礎、その他の評価 
 この内の上部構造の耐震に関する評価だけは、点数が付けられて、その点数によって
   ・ 1.5以上: 倒壊しない
   ・ 1.0〜1.5未満: 一応倒壊しない
   ・ 0.7〜1,0未満: 倒壊の可能性がある
   ・ 0.7未満: 倒壊の可能性が高い
 この上部構造の評価点が、0.9と判定されれば、その木造住宅は、倒壊の可能性があると評価され、更に地盤の評価、地形の評価、基礎の評価が加わり総合評価が下され、更に危険と評価される可能性もあります。上部構造評価は独立した評価になっています。では上部構造の評価の点数はどのように計算されるのでしょうか?
 具体的で細かい計算、算出方法は、この「木造住宅の耐震診断と補強方法」を読んで頂きたいですが、かなり専門的な知識・経験が必要です。個々の壁耐力、柱の数字など非常に多岐に渡って詳細に書かれています。耐震診断、補強の基礎的な事柄が書いてあります。屋根のサイトなので、重い屋根は倒壊し易いのか?ガルバリウム鋼板で軽くなった家は本当に倒壊しなくなるのか?等の観点からの考察ですので、そのエッセンスをお知らせしたいと思います。

 木造家屋の上部構造、基礎より上の部分、一階、二階の建物の耐震について言及しています。
まず:
  ・上部構造の評価点 = edQu / Qr  で計算されます。
     edQu: 保有する耐力
     Qr :  必要耐力
つまり
   ・上部構造の(耐震)評価点 = 保有する耐力 / 必要耐力 です。
で、必要耐力とは、想定地震に当該住宅に加わる力で、保有する耐力とは当該住宅がその地震に対して実際に保有している抵抗力で、必要耐力と保有する耐力との割り算(比較)によって上部構造評点を出しています。これが「木造住宅の耐震診断と補強方法」に書かれている定義、計算式です。これでは一般の方は何のことを言っているのか分からないと思いますので更に解説します。
 簡単に言うと、想定される大地震で家が揺れた(主に横揺れ)の「力」が、その家の地震に対抗する「力」より弱ければ倒壊する可能性は少ないですし、もし必要耐力(地震の力)の方が大きいときは倒壊する可能性が高いと言っています。

 ●必要耐力

 では必要耐力とはどのように計算されるのか? 保有する耐力はどのようなものなのか?
 必要耐力 Qr (kN) =
  
その住宅の床面積 X {必要耐力係数 + 多積区域加算(係数)}
               X 地震係数 X 軟弱地盤係数 X 形状割増 
               X 混構造割増(係数)
  単位は、u(面積の単位)、kN(力の単位)

各々の項目の説明は次の通りです;
 【床面積】 Qr: 
 家の一階二階の床面積そのものです。平米で計算します。単位:[ kN ]
 【必要耐力係数】:
 床面積あたり、階数、重さ別 0.28〜2.07 屋根の種類によってこの係数が変わります。
 ●非常に重い屋根: 瓦+土葺きの屋根の場合の係数
 ●重い建物: 瓦の建物の場合
 ●軽い建物: 石綿スレート板、鉄板葺の場合
屋根屋として、注意するべきは、スレート材と金属とが同じ係数になっています。
 【多雪区域加算】:通常値: 0、割増値: 0.26〜0.52
 【地震係数】: 一般地域: 0、 秋田県他:0.9、山口県他:0.8、沖縄県:0.7
 【軟弱地盤係数】:通常値: 1.0、 割増値: 1.5
 【形状割増】:通常値:1.0、割増値: 1.13
 【混構造割増】:通常値: 1.0、割増値:1.2

 必要耐力でも、具体的な数値を言った方が理解し易いので、例えば、二階建ての瓦葺き(土なし、引っ掛け桟工法)で、1階:60u、2階:50uの木造家屋を考えて、いろいろな係数は通常値として、つまり、一般地域で、雪国でもなければ、地盤の特に緩い場所でもない、家の形状も普通、建てましや構造の違う家でもないとして、必要耐力をおおまかに計算すると:
 この必要耐力は = 60u X 1.06kN/u + 50u X 0.53kN/u = 63.6 + 26.5 = 90.1 [kN]
 (N:ニュートン、これは1Kgの物質に 1m/秒自乗 の加速度を生じさせる力の単位)
 必要耐力 90.1[kN]は、何を意味するのか?
ある大きな地震を想定し(阪神淡路大震災級)その地震によって、家に力がかかります。この力は建物が重いほど大きく、広い程大きな力になることを意味します。90.1[kN]は、約9トンの物体を1秒に1m移動できる力で結構大きな力です。大地震の威力です。
 この地震により発生した力に対抗して、家を倒壊させない力、必要な力が必要耐力です。(地震に対抗する必要な力なので必要耐力と言う名前です) この必要耐力以上の力、対抗力とでも言いましょう。この力を家が持っていれば家は倒壊しません。これが実際にその家が持っている「保有する耐力」です。保有する耐力が必要耐力より大きければ倒壊は一応しないことになっています。(保有する耐力: 1.0〜1.5未満: 一応倒壊しないという評価です)
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 軽量な材料で屋根を葺き替えた場合の影響
 瓦をスレートやガルバリウム鋼板、トタンなどの軽量な材料で葺き替えたときの必要耐力
 ここで、屋根の話しに戻りますが、同じ家で、瓦をスレートやガルバリウム鋼板に屋根葺き替えをしたら、この必要耐力はいくらになるのか?計算します。
  必要耐力係数が変って: 一階: 1.06 >> 0.83へ、 二階: 0.53 >> 0.37へ変わります。
  屋根葺き替え後の必要耐力 = 60u X 0.83kN/u + 50u X 0.37kN/u 
  = 49.8 + 18.5 = 68.3 [kN]   90.1[kN] >>> 68.3[kN] へ24%も減少しました。
 もちろん、これは必要耐力の減少で、それでも保有する耐力が少ないと、上部構造の耐震の評価は1に達しない場合はやはり倒壊の可能性があることには変わりがないのです。でも必要耐力を減少させたことは大変意味のあることです。

 ●保有する耐力

 必要耐力に対抗して、その家が実際に持っている、保有している耐力です。
大地震の力に対抗する実際の力です。これは主に壁の耐力の積算になっています。壁には、外壁、内壁、その他その材料等いろいろな種類があり、その種類ごとに壁基準耐力が示されています。
 保有する耐力 edQu (kN) =
  
{無開口壁耐力その他耐震要素の耐力}
               X 耐力要素の配置等による低減係数
               X 劣化度 
 【無開口壁耐力】:最大値があって、10kN/m: 家の保有する耐力の主なものです
   壁基準耐力「kN/m] X 壁の長さ[m] X 柱接合部の低減係数
   無開口壁耐力とは、途中で開口部がない壁のこと(通常の壁のこと)
   壁の材料どとに壁基準耐力が定められている。
壁基準耐力: 例
耐力壁としては、ケイサンカルシウム板: 3.1kN/m、構造用合板(コンパネ):5.2kN/m
内装用では、フレキシブルボード: 3.8kN/m、外壁材は窯業系外壁材: 0.8kN/m 等等
 簡単に例えば、上の家の例の場合、一階:60u、二階:50uの家で、窓、扉がある壁部分は除いて、一階の壁部分が、9m、二階部分は、壁が5mあって、その壁は、外壁が窯業系外壁で、耐力壁がフレキシブルボード、内装が石膏ボード。家の形は長方形、柱と基礎のジョイント部分は、最新の建築法による金具があって、その劣化は全てなしとすると、この家の保有する耐力は;
 壁の基準耐力は、外壁が窯業系外壁で、耐力壁がフレキシブルボード、内装が石膏ボードなので、各々の壁基準体力値の合計は: 0.8 + 3.8 + 1.5 = 6.1[kN/m]で、長さを掛け算すると:
 6.1kN/m  X  14m = 85.4kN

 この場合の上部構造の評価点 = 保有する耐力 / 必要耐力は;
この家が瓦葺の場合の評価点:
    = 85.4/90.1 = 0.947: 
    評価は、1未満なので、倒壊の可能性があります。 です。
この家がスレート材か金属屋根の場合の評価点:
    = 85.4/68.3 = 1.250
    評価は、1以上、1.5未満なので、一応倒壊しない。 です。
注意: 評価点は、屋根がスレート材でもガルバリウム鋼板でも同じ評価です。ガルバリウム鋼板もスレート材と同じ軽量や屋根材として同等に扱われています。
注意: 
評価点は、屋根がスレート材でもガルバリウム鋼板でも同じ評価です。ガルバリウム鋼板もスレート材と同じ軽量や屋根材として同等に扱われています。
 という結果をシミュレートしてみました。細かい計算を省くために条件は簡単なものにして、やり方のみをお知らせいたしました。理解が深まることを期待いたします。 

 ●東日本大震災や阪神淡路大震災級の地震がきたら ・ ・ ・

 1:「重い瓦の住宅は倒壊し易い」

 2:「ガルバリウム鋼板などの軽い屋根は倒壊しない」

 3:「古い家なので土壁しかないので、倒壊する」

 4:「家の形が複雑で欠け、出っ張りがあって倒壊する」

 5:「スレートの屋根をガルバリウム鋼板でカバーした、重くなったので倒壊の危険あり」

 上の5つのことは、全て嘘とわかりますか?今まで説明したように、倒壊する可能性がある、のは、必要耐力より保有する耐力が少なく、1.0未満のときです。外見だけではその判断は軽々しくできません。瓦の家でも柱がしっかりして、耐力壁が多い住宅は倒壊しません。またガルバリウム鋼板などの家も数値が1.0未満の住宅は危ないです。そうやってガルバリウム鋼板の家だから大丈夫、地震に強いとは言えないのです。中身がスッカスカで、耐力壁なし、柱のジョインも最新の建築法を無視して、基準外の工事をやっている建築会社もあります。

 住宅が、大地震で倒壊するかは、耐震の診断をしないと判断できないです。また上記のことを良く理解して、決して診断の業者の言う事をそのまま信用するのではなく、ご自分でも勉強して、耐震の工事、調査、工事、補強の検討を実施してください。他人任せでは、良い屋根、良い家にはなりません。 このサイトがお役にたてれば幸いです。 


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