HVAC と 建物 システム の 地震 強化 ガイド

地震対策を考える際、ほとんどの注意は構造的な完全性に向けられます。しかし、同様に重要なのは、HVAC、配管、電気ネットワークなどの建物の機械システムであり、その故障は火災、洪水、停電などの連鎖的な災害を引き起こす可能性があります。包括的な耐震設計は、構造要素と並んでこれらの重要なライフラインを保護する必要があります。

建物のシステムの包括的な耐震保護

米国暖房冷凍空調学会（ASHRAE）は、ダクト、配管、電気ネットワーク、配管インフラストラクチャに関する詳細な推奨事項など、機械システムの耐震保護に関する権威あるガイドラインを提供しています。これらの基準は、適切な補強技術を通じて継続的な建物の機能を維持することを目的としています。

吊り下げシステムの耐震補強

建物の内部には、地震の際に激しい揺れに弱い、吊り下げられたパイプ、ダクト、ケーブルトレイの広範なネットワークが通常含まれています。適切な耐震ブレースは、これらの重要なコンポーネントの危険な揺れや潜在的な分離を防ぎます。

耐震ブレース：剛性と柔軟性のソリューションの組み合わせ

耐震ブレースは、地震力を建物の構造に伝えながら、コンポーネントの動きを最小限に抑える主要な防御メカニズムとして機能します。2つの補完的なアプローチがあります。

• 剛性ブレース：鋼管、アングル、またはチャネルで構成され、これらの高剛性サポートは、消火スプリンクラーラインや重要な電気回路など、振動に敏感なシステムに適しています。
• 柔軟なブレース：鋼ケーブルまたはその他のしなやかな材料を利用し、これらのエネルギー吸収サポートは、標準的な換気ダクトや給水管に最適です。

最適な保護は通常、両方のタイプを組み合わせ、脆弱なポイント（エルボー、終端）に剛性ブレース、直線に沿って柔軟なサポートを使用します。

戦略的なサポート配置

ブレースの間隔は効果に大きく影響します。業界標準では、サポート間の間隔を10〜13メートルとし、方向転換や終端にも追加の補強を推奨しています。過密なサポートは、比例した安全上の利点なしにコストを増加させます。

接続の完全性

安全な取り付け方法も同様に重要であることが証明されています。

• クランプ接続：特殊な固定具は、コンポーネントの分離を防ぐのに十分な強度を示す必要があります。
• 溶接接続：構造基準を満たす認定溶接手順が必要です。
• ボルト接続：適切な緩み防止対策を備えた高強度ボルトが必要です。

衝撃吸収材としてのフレキシブルカップリング

膨張継手やゴムカップリングなどのフレキシブルコネクタを機器インターフェースに組み込むことで、地震エネルギーを吸収し、建物の要素間の差動運動による損傷を防ぎます。

地盤設置機器の安定化

ポンプ、ファン、エアハンドラー、電気パネルなどの固定機械設備は、地盤運動中の危険な変位を防ぐために、特別な耐震拘束が必要です。

直接アンカー

振動に敏感でない機器は、構造スラブへの直接ボルト締めから恩恵を受けますが、この方法は振動を建物に直接伝えます。

防振マウント

動作振動を発生させる機器には、次のものが補足された絶縁マウントが必要です。

• 拘束具：水平移動を制限するスチールストップ。
• ダンパー：運動エネルギーを吸収する油圧または摩擦デバイス。
• 補強されたベース：変形に抵抗する強化された機器基礎。

電気システムの保護

建物の運用ライフラインとして、電気ネットワークは、緊急システムに影響を与える危険な停電を防ぐために、特別な耐震対策が必要です。

ケーブルトレイの補強

サポートの間隔の短縮と特殊な耐震フレーミングにより、囲まれた配線を損傷する可能性のあるトレイの変形を防ぎます。機器インターフェースのフレキシブル接続は、動きに対応します。

パネルと開閉装置のアンカー

電気キャビネットは、機械設備基準に沿って、剛性取り付けまたは適切な動き拘束を備えた絶縁設置のいずれかが必要です。

配線保護対策

ケーブル管理戦略には以下が含まれます。

• 構造的な動きに対応するためのたるみの提供。
• 適切な場合の柔軟な導体の選択。
• 配線と他の建物の要素との間の剛性接続の回避。

配管システムの保護

給水および排水システムは、侵害された場合、洪水のリスクや消火の妨げなど、特有の危険をもたらします。

パイプブレースプロトコル

耐震パイプサポートは、ダクトワークと同様の原則に従い、より狭いブレース間隔や剛性サポートの義務付けなど、消火システムの要件が強化されています。

機器のアンカー

温水器、ポンプ、貯水タンクは、特に耐震地域では、適切な移動制限を備えた防振マウントが必要です。

防火の優先事項

スプリンクラーシステムには、以下を含む強化された保護が必要です。

• 標準的な配管要件を超える堅牢なパイプブレース。
• 耐衝撃性カバーを使用した保護されたスプリンクラーヘッド。
• 隔離と拘束システムを組み合わせたポンプアセンブリ。

アンカーボルトの考慮事項

拡張ボルト、ケミカルアンカー、特殊な耐震ファスナーを含むアンカーハードウェアの選択と設置は、システムの信頼性に直接影響します。適切な埋め込み深さ、耐荷重能力の検証、および設置品質管理が不可欠であることが証明されています。

規制の枠組み

米国の耐震設計基準は、複数の権威ある情報源に基づいています。

• ASHRAE（機械システム）
• FEMA出版物（一般的な耐震設計）
• IBCコード（包括的な建物の要件）
• NFPA規格（防火システム）
• SMACNAガイドライン（ダクトワークの詳細）

効果的な耐震保護には、構造力学、機械システムの脆弱性、および地域の地震ハザードを統合的に考慮する必要があります。これらの対策を適切に実施することで、地震発生中および地震後の継続的な建物の機能が確保され、財産と居住者の両方が保護されます。