日本減災研究所

極性反転型避雷針(PDCE)

落雷を抑制する本当の避雷針

内閣府・防災推進協議会に属する防災安全協会による『防災製品等推奨品』に推薦

世界140か国で適合性評価サービスを提供する『ビューロベリタス』の認証取得

新技術情報提供システム『NETIS』に登録


気候変動で、突然の雷、ゲリラ雷雨は増加傾向にあります

森林火災や死亡事故の原因となり得る落雷の発生件数は、気候変動が原因で今世紀末までに50%ほど増加する可能性があるとの研究論文が、米科学誌サイエンス(Science)に掲載されました。
米カリフォルニア大学バークレー校(University of California, Berkeley)などの研究チームが発表したこの論文は、地球温暖化が2100 年までにどのように進行するかを予測する11種類の異なる気候モデルに、降水量と雲の浮力の測定値を適用した結果に基づくものとなっており、同大の気象学者、デービッド・ロンプス(David Romps)氏は、温暖化が進むにつれ、雷雨の規模はますます爆発的になると述べています。
「温暖化が原因で、大気中に含まれる水蒸気の量は増加する。『燃料』が増えるほど、点火した時に爆発の規模が大きくなる可能性があるのと同じだ」
温暖化で気温が1度上昇するごとに、雷の発生数が5〜100%の範囲で増加するというものだった。
■落雷の増加
降水量とCAPEという二つのパラメーターを複数の気候モデルに適用した結果、世界の平均気温が1度上昇するごとに、落雷が約12%増加することが分かりました。
気温が今世紀末までに4度上昇すると、落雷は50%近く増加することになるという。
落雷は現在、世界で年間2500万回発生しており、落雷の発生数が増加すると、死傷者が増える可能性がある上、自然や野生動物に破壊的な影響が及ぶ恐れも生じる可能性があります。


落雷による被害について

■マンションなどの場合
従来の避雷針に落雷した場合、ビルの鉄骨を雷電流が流れる為、鉄骨付近を並走する配線には誘導電流が流れ、それらの配線に接続された電子機器等に異常をきたすことがあります。
地球温暖化・夏のゲリラ豪雨と呼ばれる非常に激しい雷雨の多発により、年々落雷被害が急増しております。
普段生活している住居において、オール電化の家やマンションが急増しており、オール電化ではなくても家の中にはテレビ・冷蔵庫・洗濯機・パソコンなどたくさんの家電が使用されています。
室内だけでなく、マンションの共有部分においても、エレベータや給湯設備などの電気設備が多いため、停電が起こると一時的な停止でも生活に大きな支障をおよぼすこととなります。

■企業(病院)などの場合
企業や病院の防災で大切なことは、第一に人命を護ることで、次に事業資産の損害を最小限にとどめつつ、中核となる事業の継続あるいは早期復旧を可能にすることです。
災害により、人材・設備・情報資産を失うことは、企業・病院にとって大きなダメージとなります。

  • 設備(機械・電気系統)の損害による出荷の停止
  • 診察・手術に関連する機器の故障・停止
  • 施設(ビル・工場・病院)の損傷・火災
  • サーバーが壊れてデータやカルテが消えてしまった
  • ■ゴルフ場・屋外イベントなどの場合
    ゴルフ場において、雷は特に注意される自然災害のひとつになります。
    そのために一般的な基準として、雷雲が20kmまで近づいてきたら「注意喚起」、10kmよりも内側に入ったときに「避難指示」を出します。(基準はゴルフ場により異なります。)
    その避難指示が出ると、プレーヤーは一斉にクラブハウスや避雷小屋に避難をすることになるため、人が一斉に集まりカートが溢れるなどの混乱が発生いたします。

    暖かい季節になると、夏祭りや花火大会、屋外コンサート(野外フェスティバル)やプールなど、屋外でのイベントや野外活動の機会が多くなります。
    しかし、暖かい季節は集中豪雨や雷の多い季節でもあります。楽しい前に安全でなければならず、もし事故が起こると主催者責任にもなりうるため、安全対策は必須となります。
    2012年8月18日大阪市の長居公園で開かれる予定だったa-nation2012の野外ライブ公演前に落雷事故が発生、女性2名が亡くなるという事故がありました。
    会場付近には雨宿りができるような建物は無く、突然のゲリラ豪雨で逃げ場を失った人々がやむなく木の下で雨宿りをしているところに直撃雷があり、その木の下で雨宿りをしていた女性2名が側撃雷を受け、死に至ったという事故です。
    天候の変動による突然の雷雨に対する対策は事前準備が必要であり、参加者への安全誘導は主催者の重要な課題となります。

    一般的な雷発生の仕組み

    1. 地面で熱せられた湿った空気が暖められて上昇。上空で冷えて氷の粒になり、それらがぶつかったり擦れ合ったりしながら静電気が発生します。(雷雲の発生)
    2. 雷雲の中では、マイナスの電荷を持った氷の粒が雲の下の方に集まり、プラスの電荷を持った氷の粒は上に集まり、地面では静電誘導作用により、地表にプラス電荷がたまります。
    3. 上昇気流が発生している限り電気は発生し続けるので、雲の中だけでは電気の解消が収まらず今度は地上にあるプラス電荷が溜まっている場所に下層のマイナス電荷が放電を始めます。また地表からも放電が起こります(お迎え放電)。
    4. 雲からのマイナス電荷と地表からのプラス電荷がくっついたとき、落雷が発生します。雷は雲から一方的に落ちてくるのではなく、雲からの放電を地表からの放電で迎えているから落ちるのです。

    極性反転型避雷針の特徴

    雷雲が接近しても「お迎え放電」が発生しなければ、放電路は形成されません。
    そこで、従来の避雷針とは全く反対の発想で、ビルの一番上に負電極を発生させ、この避雷針からのお迎え放電を出さないようにしています。
    これにより、この避雷針への落雷が抑制されます。

    極性反転型避雷針の保護範囲

    新型避雷針(極性反転型避雷針) は、「建築基準法」に適合する避雷設備です。
    ■避雷設備の目的
    雷撃を受けた時に安全に雷電流を大地に拡散する
  • 上部電極、下部電極のどちらに雷撃を受けても雷電流を大地に流します。
  • 材質とその厚さも、基準の最小断面積を遥かに越える、より厚い素材で作られています。

  • 極性反転型避雷針は、なるべく落雷を招かないことを目指していますが、もしも雷電流を受けた場合には、雷電流を安全に大地に拡散するという「受雷部」であり、落雷を完全に防ぐものではありません。
    落雷を受けた場合には、通常と同じく、雷電流を大地に拡散します。
    雷電流を積極的に招き入れる方法では、誘導した雷電流による事故が多いため、なるべく招かないことを目指していますが、近年増加している非常に強力な落雷では、被雷することもあります。

    ■保護範囲 使用上の留意点 ※建築基準法を順守すること
    1. 建築基準法の適用が無い場合:20mの高さで極性反転型避雷針の保護範囲 半径 100m
    2. 建築基準法が適用される場合:雷撃で生じる電流を安全に地中に流すことのできる単なる受雷部20mの高さでの通常避雷針の保護角度 60度【旧JIS】

    製品仕様

    極性反転型避雷針仕様
    設置場所 設置場所は屋外構造物最高部とします。(被保護物よりも2m以上)
    定格使用湿度の範囲 定格使用温度 -40℃ 〜 50℃
    保管湿度の範囲 保管温度 - 40℃ 〜 50℃
    構造 外観・構造・寸法は外観図に示すとおりです。
    材質は各商品共ステンレスまたはアルミ製となります。
    品質保証期間と補償内容 本製品の保証期間は納入日から1年とし、この間に発生した不具合の原因が明らかに製造元の責任と判断された場合は、その現品の代替品を無償対処するものとします。
    極性反転型避雷針は、実験室での効果が確認されている他、ご使用中の多くのお客様からご満足をいただいています。しかしながら、落雷の原理については未だに解明されていないこともあり、天候の急変については人知の及ばない部分もあります。
    従いまして、極性反転型避雷針の効果についても必ず100%の効果を保証できるものではありません。
    また、取り付けの状況は経時変化することもあり、落雷により損傷を受けることもあり得ます。
    他の避雷針と同様に万が一落雷が発生して被害が出た場合、その被害【二次被害】に対する保証はできませんが、極性反転型避雷針自体は設置した日から10年間無償にて交換させていただきます(取り付け工事費は別途必要)。
    製品名称 本製品は、PDCEという名称で製造されていますが、これはスペイン語での「Pararrayos Desionnizador Carge Electrostatica」の頭文字です。
    以前は、英語で CTS(Charge Transfer System)とも呼ばれていました。

    資料ダウンロード

    製品仕様関連 製品資料
    日本と世界でのPDCE使用例
    製品検証資料
    動画 対落雷電子装置防御システム_PDCE避雷針
    設置例_地球深部探査船_ちきゅう
    設置例_牛久大仏_茨城県
    設置例_三ツ沢公園_横浜市
    設置例_小名浜マリンブリッジ_福島県
    設置例_ふくしま絆_福島県
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