避雷針について知っていますか?避雷針を調べてみたら 雷のコトがいっぱいわかりました!!!<WEBオリジナル記事>

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知らないを好きになる」をテーマにWEBオリジナル記事をお届けしていきます。今回は「避雷針」について取り上げます。

毎年毎年 "過去最高" を更新している酷暑。いかがお過ごしですか?
ライターの鼻メガネです。

夏は苦手です。汗でメガネが下がるので。

電気料金の高騰など厳しい状況はありますが、命には代えられないので適度にクーラーも使って涼んでいます。
この時季は暑さもですが "夏の危険" から身を守ることが最優先です。

ちなみに8月は年間で最も落雷が多いそうです。強い日差しによって温められた空気が上昇し、雷を生み出す積乱雲に発達するためとのこと。つまり、落雷も、"夏の危険"のひとつとなります。

先日、歩いていて『〇〇避雷針工業』っていう会社を見つけたんですが、「避雷針専門の会社とは?」どういうことを仕事にしているんだろう?」と、気になりました。





避雷針というのが、先端が尖った、屋上や屋根についているということや、「雷が高いところに落ちる性質を利用しているらしい」ぐらいの知識で、詳しいことは何も知らないことに気づいたので、今回は避雷針について調べてみました。

目次

  1. ①雷のプロ(?)の集まりに潜入!
  2. ②まず『避雷針とは?』
  3. ③避雷針の形と値段
  4. ④落雷から身を守る方法!
  5. ⑤意外な場所で活躍する避雷針!
  6. ⑥最新の防雷システム『キノコ型』とは?
  7. ⑦『雷自体をコントロール』する最新の研究

①雷のプロ(?)の集まりに潜入!

「避雷針について調べよう」と思い立ったものの、周りに詳しい人がいないので、避雷針を作っているメーカーさんに電話をかけてみました

問い合わせたのは、東京都大田区に本社を構えるムラタ避雷針株式会社 村田電機製作所)さん。なんと今年で創業110年の超老舗です!

鼻メガネ: 避雷針について教えていただきたいのですが…
ご担当者:いいですよ。お電話でお話ししましょうか? それとも対面で?
鼻メガネ: たくさん質問したいので、できれば対面でお願いします!
ご担当者:では明日、“雷被害対策の集まり” がありますので、そこにいらしてください! 我が社だけではないので、いろいろな話が聞けると思いますよ

 

「雷被害対策の集まり」とは?

そんな集まりがあるとは知らなかったのですが、そこに行けば間違いなく、避雷針業界の方々に会えるはずなので、お邪魔させていただくことにしました。

お伺いしたのはコチラ! 東京のど真ん中にある 一般社団法人 日本雷保護システム工業会 (Japan Lightning Protection System Industrial Association 略称:JLPA)」!

JLPAさんは “雷被害リスク低減のために必要な雷保護システムの啓発・普及活動” に尽力されている組織で、日本を代表する雷保護メーカーの技術者と研究者で構成されています。

*「雷保護」とは、雷の影響に対して、建物や人を直撃雷から保護するシステムと、建物内の電気・電子機器・設備類を電流や電圧の急上昇から保護するシステムの両方を含む、「総合的雷保護」の対策を呼びます。

当日「集まり」に参加されていたのは、こちらの皆さんです。

林 和博さん:株式会社 九電工 技術本部 副本部長
引地 順さん:非営利活動法人 雷保護システム普及協会 理事
深山康弘さん:株式会社 昭電 技術開発部 副部長
松本隆之さん:エースライオン株式会社 取締役
嶋田 章さん:株式会社 村田電機製作所 本社技術部

避雷針のプロの皆さんに早速質問をぶつけてみました(以下、皆さんに色々答えていただいたので「JLPAさん」として記載します)。

②まず『避雷針とは?』

まず "避雷針" の仕組みについて教えてください
JLPAさん
建造物を落雷から守るための装置です。屋上に設けた "突針" で雷を受けて、導線を通して地中に放電します

*我々が見ている尖った先端は、避雷針の一部で、”突針” と呼びます。

落雷の電気を地面に逃がすんですね。その電気に感電してしまうことはないのですか?
JLPAさん
地中に電気を逃がすための "接地極" は、充分な深さに埋めてあります。また放電は地下方向に広がりますので、感電の心配はありません
避雷針を設置する基準はあるんですか?
JLPAさん
建築基準法<第33条>で、"高さ20m超過の建築物には有効な避雷設備を設けなければならない" と決められています
20m以上の建物には避雷針の設置が義務なんですね。でも設置されていない建物もあるような…
JLPAさん
実は "受雷部" にはいくつかの形があるんです。ご存じの突針(避雷針)以外に、"水平導体" や "メッシュ導体" があります。外からは見えなくても、いずれかは必ず設置されています

建物の屋上で見たことがあります。これって雷を受けるモノだったんですね!
JLPAさん
メッシュ導体を組み合わせて、こんな形にする場合もありますよ。ではこちらの受雷部は、どこに設置されているものかわかりますか?
初めて見る形ですね。これも避雷針なんですね… 有名な場所ですか?
JLPAさん
実はここなんです
東京タワーですか!
JLPAさん(嶋田さん)
2011年に新調したタワー先端につけられているケージ型の受雷部は、我が社(ムラタ避雷針)の製品です
ライター
そうなんですね!(やはり凄い方々でした!)ちなみに、この先端部の取りつけ作業も御社が?
JLPAさん
取りつけ作業は、鳶職人の皆さんにお任せしています
そもそもなんですが、避雷針で雷を受けることができれば、被害は抑えられるのでしょうか?
JLPAさん
人や建物の被害は回避できますが、落雷がもたらすエネルギーはとてつもなく大きいんです。建物の配線を通して、内部の電子機器にまで被害が及ぶ場合があります
なるほど。僕もパソコンが壊れると仕事にならないので、何とか防ぎたいのですが… そういった機器への被害を防ぐ手立てはあるのでしょうか?
JLPAさん
現在は、内部雷保護システムも充実しているのでご相談ください! 雷鳴が聞こえたら電子機器のコンセントを抜いたり、ブレーカーを落としたりすることも、電子機器を守るには効果的です

 

③避雷針の形と値段

実は、アマゾンなどのショッピングサイトでも「避雷針(突針)」は買うことができ、安いものだと8千円台からあります。
形も値段もいろいろですが、これらはどのような違いがあるのでしょう?

いろんな形の突針がありますが、どんな違いがあるのでしょうか?
JLPAさん
現在は、突針の形状は "一本針" のみです。針の脱落防止機能付のものはありますが稀です。 雷撃捕捉は形状とは関係がないので、機能優先となります
なんと! いろんな形があると思っていたんですが、基本は一本針なんですね! "現在は" ということは、以前は違ったんですか?
JLPAさん
旧総理官邸、造幣局などの古い建物には "飾りのある突針" がついている場所があります。その場合は工場で修繕をするか、特注で製造する必要があります。いずれも、避雷針性能を兼ねている風見鶏と同様に、受雷機能には問題ありません
なるほど。突針に飾りがついているんですね。ちなみに設置費用はどのくらいになるのでしょうか?
JLPAさん
概算にはなりますが、小規模の20mを超えるビルですと約120万円程度、超高層タワービル(※ビル側面の受雷部以外)ですと約300万円ほどです。建物の形状や高層ビルの側壁などによって、受雷部や金物を特殊に作成する場合もありますので、金額を一概に断定することはできないんです

この金額は、突針部を含めた受雷部、地面までの引き下げ導線、接地極、工賃など、防雷システム設置に関する設備・作業がすべて含まれたもの。これで落雷から命を守れると考えれば、決して驚くほどの額ではないかもしれません。

 

④落雷から身を守る方法!

避雷針が屋内の人や機器を守ることはわかりましたが、それでもこの季節は、屋外で突然の雷雨に遭うことも多いですよね。その回避方法についても聞いてみました。

外出時に雷雨に見舞われたときはどのようにすると良いでしょうか? やむを得ず雨宿りする場面も多いと思いますが
JLPAさん
木の下での雨宿りは絶対にいけません! 落雷の電気は木の表面を走るため、体が触れていれば感電します。また木の表面に触れていなくても注意が必要です。"側撃" といって、電撃が近くの人間に飛ぶ恐れがあるからです
木に触れていなくてもダメなんですね。どれくらい離れると大丈夫なんでしょうか?
JLPAさん
実は研究によってまちまちなんです。 "1m離れれば大丈夫" とも、"3mであれば安全" という人もいます。これだけ離れれば大丈夫という数字は示しづらいですね
ゴムは絶縁体だって聞いたことあります! ゴム製のカッパや長靴を着用していれば大丈夫ですか?
JLPAさん
たしかにゴム製品は絶縁効果がありますが、雷の高電圧に対しては "無力" です。誤解されている人が本当に多くて! もし建物が近くにあれば、すぐに入ってください! 避難が難しい場合は、車や電車の中でも大丈夫です! 全体が金属で覆われており、車内の電位差がない(等電位)ため、感電することはありません
"電位差" とはなんでしょうか? 電位差ができると感電してしまうのでしょうか?
JLPAさん
電気は "電位の高い方から、低い方に電気が流れる性質" があるため、右足と左足の間に電位差が生まれる(歩幅電圧)と、そこが電気の通り路になってしまうんです。
地面に腹ばいになるとイイなんてことも聞いたことがありますが、それだと電位差は益々大きくなってしまいませんか?
JLPAさん
とても危険です! 避雷針で雷を受けた場合は電気は地中に放電されますが、立木に落雷した場合は電気は地表を走ります。腹ばいになっていると、歩幅以上の大きな電位差に襲われます。
より深刻なダメージを受けるんですね。ではいざというときにはどうしたら良いでしょうか?
JLPAさん
ある国の軍隊には、"雷雨時は高い木から離れて、足を閉じて身をかがめる" というライフハックがあるそうですが、落雷の電気を防げるかどうかは、充分な検証が必要ですね
自分が実験台になるつもりはないので、雷の音が聞こえたら一刻も早く屋内か車内に逃げこむようにします!

 

⑤意外な場所で活躍する避雷針!

去年、ネットを騒がせたこの写真。ご存じですか?

おわかりいただけますか? 注目していただきたいのは、この部分です。

巨大ボウリングピンが、避雷針になってます。
株式会社ラウンドワンの経営企画本部ブランドマネジメント部のご担当者によると、「全国で100店舗あるラウンドワンのうち、屋上にピンが設置されているのは69か所。法令に基づき必要に応じてピンの位置が建物で1番高い部分の店舗に対して、避雷針を兼用しています」とのことでした。

なお避雷針のJIS規格にも下記のように記載されています。
受雷部:雷撃を受け止めるために使用する金属体。この中には突針部、むね上げ導体、ケージの網目状導体のほか、直撃雷撃を受け止めるために利用される手すり、フェンス、水そうなど建築物に附属した金属体も含まれる。

ラウンドワンのピンは、この条件を満たしているということのようです。ということは…

他にも、意外な場所を守っている避雷針があるのでは?
JLPAさん
楽しんでいただけそうなものは、たくさんありますよ

やっぱり!
では、プロ推薦の避雷針スポットを聞いてみました。

JLPAさん
まずはこちらです! この避雷針は、どこに設置されているものでしょうか?
なんか変わった形をしていますね! かなり高い位置にありそう
JLPAさん
はい。避雷針は大抵高い場所にありますから。この避雷針は、実はこんなところについているんです!
SNSで "ラスボス感がすごい" と評判になった仙台観音! 仙台の地を雷からも守っていたんですね
JLPAさん
次はこちら。この避雷針は、どこに設置されているものでしょうか?
奥は富士山ですね。かなり高い位置に人が確認できますが…
JLPAさん
ここは高さも広さもある場所なので、複数の避雷針が設置されています。富士山の近くにある人気スポットといえば?
富士急ハイランドのFUJIYAMAですか! 滑走中に見る余裕はないですけど、たしかに避雷針が設置されていますね!
JLPAさん
雷の直撃は遊具の破損に繋がります。避雷針の設置は大事ですね。では最後はこちらです!
装飾が変わった形ですね。観光地でしょうか?
JLPAさん
世界的にも有名な、ある芸術家の代表作ですね
岡本太郎先生の太陽の塔! 印象的なツノですが、これって避雷針だったんですね!

我々の遥か上空で異彩を放つ避雷針。
眩しくて暑い太陽の光に下を向きがちですが、上を向いてみると、新しい発見があるかもしれません。

 

⑥最新の防雷システム『キノコ型』とは?

18世紀にベンジャミン・フランクリンが考案した「避雷針」。
日本には明治時代に伝えられましたが、当時の資料がこちらです。

現在の避雷針システムと、ほぼ同じ形をしているのは驚きですね。
この時代の原理が、現在まで継承されているといってよさそうです。

ところが近年、従来とは異なる原理の避雷針が登場しています。それがこのPDCE避雷針

これまでの避雷針は “自らに雷を引き寄せる” ことで他所への落雷を防いでいましたが、こちらの「キノコ型避雷針」は、なんと “雷を起こさせない” のだそうです。
その原理はこちら。

従来型避雷針は先端からプラス電荷を出すことで、雲の下部に集まったマイナス電荷を引き寄せて、積極的に落雷を誘導。エネルギーを安全な路に通して大地へと逃がすものでした。

対してPDCE避雷針先端にマイナス電荷を集めることで電荷が引き合わず、雷自体が抑制される仕組みなんです。文字通り、「雷を避ける針」なんです。針ではありませんが。

従来のものに比べて金額が高かったり、防雷効果が広く認知されていなかったりと課題はあるそうですが、すでに競馬場や競技場、文化財などに徐々に設置数を増やしています。

今後はこのキノコ型のPDCE避雷針が、主流になっていく可能性はあるんでしょうか⁉

 

⑦『雷自体をコントロール』する最新の研究

キノコ型の「PDCE避雷針」は落雷自体を防ぐ原理ですが、そもそも雷自体を制御・誘導することはできるのでしょうか? 調べたところ、雷をコントロールする実験はかなり昔から行われていたようです。

【研究1】ロケット誘雷

ワイヤー線をつけた小型のロケットを地上から雷雲に向けて打ち上げて、雷を地上に導く方法です。
引き上げられるワイヤーは地上200~300mにもおよび、瞬間的に避雷針の役割を果たすといわれます。たくさんの釘をばら撒いて誘雷することもあるのだとか。

1967年にアメリカの研究者グループが成功させたのを皮切りに、現在までに各国で誘雷に成功。日本では1977年に石川県で実施したものが初めてとされ、以後、落雷が設備に与える影響や雷のメカニズムに関するデータが得られています。

【研究2】レーザー誘雷

雷をレーザーで安全な場所まで誘導して落雷させる方法です。
高エネルギーのレーザービームを照射することで大気中に導電路を形成し、ロケット誘雷におけるワイヤーの役目をさせようというもの。

1997年に成功したものの、高出力のレーザー装置が高額であることから実験は活発ではありませんでした。が、今年になってスイスの大学が誘雷に成功。まだ成功確率は1/4程度だそうですが、新たな防雷方法の確立として期待されています。

いずれもコストが高く、一般の建物にまで技術転用されるようになるには時間がかかるそうですが、危険を及ぼす落雷の対策が各地で行われていることは期待したいですね。

なお落雷は1/1000秒の間に電気を放電します。たった1回の雷で、電球90億個をすべて光らせることができるほどのエネルギーです。家庭の使用量に換算すると約50日分の電気代が賄えるそうなので、落雷誘導による蓄電も、いつかはできるかもしれません。教会の時計台に落ちた雷のエネルギーで未来に帰還した、バック・トゥ・ザ・フューチャーのように。

 

 

今回の取材を通して―――
お世話になった日本雷保護システム工業会(JLPA)の方々をはじめ、世界中で多くの技術者や研究者が、雷被害を防ぐために奔走していることを知り、心強かったです。
雷鳴を聞くたびに、会議室での雷レクチャーの光景を思い出す予感がします。日本の夏、防雷の夏

 

「知らないを好きになる」では、この記事を読んでのご感想、ご意見などメールで受付中です。今後の取材の参考にさせていただきますので、ぜひ色々な声を聞かせていただければと思いますのでよろしくお願いいたします。

 

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