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JIS A 4201とは|避雷針(受雷部)の設計基準を回転球体法・保護角法・メッシュ法から解説

・ 読了目安: 10分 ・ 編集: 電材サーチ編集部(編集・出典ポリシー)

この記事の結論

JIS A 4201「建築物等の雷保護」は、避雷針などの受雷部・引下げ導線・接地極の配置を、保護レベルI〜IVと回転球体法・保護角法・メッシュ法で決める規格で、2003年版では回転球体の半径がレベルIの20mからレベルIVの60mまで、メッシュ幅が5mから20mまでと定められている。ただし建築基準法の避雷設備告示は2025年4月1日からJIS Z 9290-3:2019を基準に改められ、JIS A 4201-2003で設計できる経過措置は2026年3月31日までに着工した建築物に限られる。

結論から言うと、「JIS A 4201」は建築物の避雷針(受雷部)をどこにどう配置すれば雷撃から建物を守れるかを定めた日本産業規格で、回転球体法・保護角法・メッシュ法という3つの設計手法と、保護レベルI〜IVという4段階の要求水準を規定している(日本規格協会 JSA Group Webdesk、日本雷保護システム工業会 用語集による)。ただし2025年4月1日の建築基準法関係告示改正により、建築基準法上の技術基準はJIS Z 9290-3:2019へ置き換わっており、JIS A 4201-2003に基づく設計を使える経過措置は2026年3月31日までに着工した建築物に限られる。つまり現時点で新たに着工する建築物では、JIS A 4201そのものではなく、その設計思想を引き継いで強化されたJIS Z 9290-3への適合が必要になる(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。

この記事では、まずJIS A 4201-2003が定めていた受雷部設計の基本ロジック(回転球体法・保護角法・メッシュ法、保護レベル)を理解したうえで、現行のJIS Z 9290-3で何が変わったのかを整理する。なお、この記事は「雷をどう受け止めて大地へ逃がすかの設計基準(受雷部・引下げ導線の配置ルール)」に焦点を当てており、接地工事の種別や落雷時の等電位ボンディングといった接地側の実務については、鉄骨アースの罠|「鉄骨に繋げば安全」という誤解と等電位ボンディングの本当の意味で扱っている。あわせて読むと、避雷設備の「受け止める側」と「逃がす側」の両方が理解できる。

この記事でわかること

  • JIS A 4201が定める外部雷保護システムの構成(受雷部・引下げ導線・接地システム)
  • 保護レベルI〜IVの考え方と、建物用途別の推奨レベル
  • 受雷部の3つの設計方法(回転球体法・保護角法・メッシュ法)の違いと使い分け
  • 2025年4月からJIS Z 9290-3:2019へ置き換わった経緯と、実務で押さえるべき変更点
  • 経過措置(2026年3月31日まで)と、既存建築物の増改築時の扱い

JIS A 4201とは何か

JIS A 4201は、正式名称を「建築物等の雷保護」といい、建築物や煙突・塔・油槽などの工作物を対象に、落雷によって生じる電流を建物に被害を及ぼすことなく安全に大地へ流すための避雷設備の設計基準を定めた日本産業規格である(日本規格協会 JSA Group Webdeskによる)。

JIS A 4201そのものは古い規格だ。日本規格協会の規格詳細に残る履歴によれば、制定は1952年8月23日、その後1955年・1962年・1972年・1981年と改正を重ね、1992年3月13日の改正を経て、2003年7月8日の改正で現在の内容になった(発行年月日は2003年7月20日)。

1992年の版は「避雷針」を主眼にした比較的単純な基準だった。避雷設備メーカーのNIPエンジニアリングの解説によれば、一般建築物の保護角は建物の高さによらず一律60度で、保護範囲は突針先端から被保護物までの高さhに√3を乗じた値として求める方式である。なお危険物を扱う建築物では、1992年版の保護角は一律45度とされていた(日本雷保護システム工業会 用語集による)。2003年の全面改正では、国際規格IEC 61024-1:1990を基に技術的内容を一部修正(MOD)する形で取り込み(日本規格協会の規格詳細に対応国際規格として明記されている)、保護レベルという概念や回転球体法・メッシュ法を新たに導入し、保護角も建物の高さや保護レベルに応じて段階的に変化する、より精緻な基準へと生まれ変わった。

なお、保護角法に「受雷部の高さ60mまで」(保護レベルIVの場合)という上限が現れるのは2003年版のほうで、1992年版の一律60度とは別の話だ。旧版と新版を並べて説明した資料では、この「60」という数字が角度と高さの両方に登場するため、取り違えやすい点に注意したい。

この記事で扱う数値・表は、原則としてこの2003年改正版(JIS A 4201-2003)に基づく。

外部雷保護システムの3要素

JIS A 4201-2003が定める避雷設備(外部雷保護システム)は、次の3つの要素で構成される(NIPエンジニアリングの2003規格・1992規格の解説による)。

  1. 受雷部システム:雷撃を受けるための部分。避雷針(突針)・水平導体・メッシュ導体などで構成する
  2. 引下げ導線システム:受雷部で受けた雷電流を接地システムへ流すための導線
  3. 接地システム:雷電流を大地へ分散させる接地極

このうち受雷部システムの配置方法(回転球体法・保護角法・メッシュ法)が、この記事の主題である。引下げ導線・接地システムについては後述するが、接地工事の種別や落雷時の等電位ボンディングの詳細は鉄骨アースの罠で扱っているので、そちらもあわせて参照してほしい。また、雷保護には避雷針などの「外部雷保護」とは別に、雷電流が流れたときに外部雷保護システムと建物内の金属部との間に生じる危険な火花放電を防ぐ「内部雷保護」があり、等電位ボンディングにはSPD(サージ防護デバイス)による接続も含まれる(日本雷保護システム工業会 用語集による)。SPDの選定・故障事例は【現場のやらかし】避雷器(SPD)を付けていたのに制御盤が全損!で扱っている。

保護レベル(I〜IV)とは何か

JIS A 4201-2003では、保護レベルを「雷保護システムが雷の影響から被保護物を保護する確率」として定義しており、I〜IVの4段階に分かれる。レベルIが最も厳格(保護効率が高い=より小さい雷撃電流まで捉える設計)で、レベルIVが最も緩やかになる(NIPエンジニアリング掲載情報による)。

NIPエンジニアリングは、落雷時の想定被害で建築物を分類した推奨保護レベルを次のように示している。

  • 住宅:保護レベルIII〜IV
  • 農場・劇場・学校・百貨店・スポーツ競技場・銀行・病院・工場施設など:保護レベルI〜III
  • 美術館・文化遺跡:保護レベルI〜II
  • 通信基地・発電所・火災の危険のある商業施設:保護レベルI〜II(追加措置を考慮)
  • 周囲に危険な建築物(製油所・給油所・花火工場など):保護レベルI〜II(追加措置を考慮)
  • 環境に危険な建築物(化学プラントなど):保護レベルI〜II(追加措置を考慮)

消防法上の危険物施設については、平成17年1月14日の消防庁次長通達(消防危第14号)により原則として保護レベルIとされ、合理的な方法で決定する場合はレベルIIも認められる、という整理がなされている(NIPエンジニアリング掲載情報による)。ただし実際の保護レベルの選定は、雷密度(地域ごとの落雷頻度)・地形・建物の重要度・使用目的なども踏まえた個別判断が求められるため、上記はあくまで目安として理解してほしい。

受雷部(避雷針)の3つの設計方法

受雷部システムの配置は、次の3つの方法を単独または組み合わせて設計する。

回転球体法

保護レベルごとに定められた半径R(メートル)の仮想球体を、地面と受雷部(避雷針や導体)の外側に接するように転がしたとき、球体が建物に接触しない領域が保護される、という考え方である。球体の半径Rは雷撃距離に対応しており、凹凸のある屋根形状や高層建築物の側面など、単純な角度計算では評価しづらい形状の検証に向いている(NIPエンジニアリング・日本雷保護システム工業会掲載情報による)。

JIS A 4201-2003の保護レベルごとの回転球体半径Rは次のとおりである(NIPエンジニアリング掲載の配置表による)。

保護レベル回転球体半径R
I20m
II30m
III45m
IV60m

半径が小さいレベルIほど、球体が入り込める隙間が小さくなり、より密に受雷部を配置する必要がある(=より厳格な保護)ことを意味する。

保護角法

受雷部(避雷針の先端)から鉛直線に対して一定の角度αを取り、その円錐の内側を保護範囲とみなす、最も古くから使われてきた方法である。ただし2003年改正以降は、この角度αが保護レベルだけでなく受雷部の高さによっても変化するしくみになっている。受雷部が高くなるほど、球体(雷の進入経路のモデル)が回り込みやすくなるため、保護角は小さく(保護範囲は狭く)設定される。保護角法を適用できる受雷部の高さには上限があり、保護レベルIでは20m、IIでは30m、IIIでは45m、IVでは60mを超える部分には使えず、回転球体法かメッシュ法を適用する(日本雷保護システム工業会 用語集による)。

国土交通省の技術的助言に示された比較表では、受雷部高さ20mの一般建築物(保護レベルIV)の場合、JIS A 4201-2003の保護角は最大55度とされている(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。保護レベルが上がるほど、同じ高さでも要求される角度は小さくなる。正確な角度は保護レベルと高さの組み合わせで細かく定められているため、実際の設計では規格の原文(日本規格協会 JSA Group Webdesk)またはJISC(日本産業標準調査会)の閲覧サービスで該当箇所を確認する必要がある。

メッシュ法

受雷部を格子状(メッシュ状)の導体で構成し、そのメッシュの内側を保護範囲とみなす方法である。陸屋根や幅の広い平面屋根など、突針や水平導体だけではカバーしにくい広い面の保護に向いている。JIS A 4201-2003の保護レベルごとのメッシュ幅は次のとおりである(NIPエンジニアリング掲載の配置表による)。

保護レベルメッシュ幅
I5m
II10m
III15m
IV20m

3つの方法はどれか1つを選ばなければならないものではなく、個別に又は組み合わせて使用できる(名古屋避雷針工業「設置基準」の新旧比較表による)。建物の形状や部位に応じて組み合わせて設計するのが実務上の一般的なアプローチである。

引下げ導線・接地システムの概要

受雷部で受けた雷電流は、引下げ導線を通って接地システムへ流れる。JIS A 4201-2003では、受雷部・引下げ導線・接地極それぞれについて、使用する導体の最小断面積が定められている(NIPエンジニアリング掲載の2003規格解説による)。

  • 受雷部:銅35mm²以上、アルミニウム70mm²以上、鉄50mm²以上
  • 引下げ導線:銅16mm²以上、アルミニウム25mm²以上、鉄50mm²以上
  • 接地極:銅50mm²以上

引下げ導線は原則2条以上とし、雷電流を分散させるのが基本になる。導線の平均間隔は保護レベルが上がるほど狭くなり、レベルIで10m、IIで15m、IIIで20m、IVで25m以内とされる(NIPエンジニアリング掲載の2003規格解説による)。接地極については、独立した接地極を新設する「A型接地極」と、建物の基礎・鉄骨など構造体を利用する「B型接地極」のいずれかを選ぶ方式が基本になるが、鉄骨を接地極として利用する際の注意点や等電位ボンディングの考え方は鉄骨アースの罠で詳しく解説しているので、そちらを参照してほしい。

2025年4月からJIS Z 9290-3:2019へ — 何が変わったのか

ここまで解説してきたJIS A 4201-2003だが、建築基準法上の位置づけが2025年に大きく変わっている点は、実務者として必ず押さえておきたい。

避雷設備の構造方法を定める告示(平成12年建設省告示第1425号)は、これまで「JIS A 4201-2003に規定する外部雷保護システムに適合する構造」を要件としてきた。ところが令和6年国土交通省告示第151号により、この告示が改正され、2025年4月1日から要件がJIS Z 9290-3:2019(雷保護-第3部:建築物等への物的損傷及び人命の危険)に適合する構造へ置き換わった(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。

改正の背景として、国土交通省の技術的助言は「近年、建築物の落雷被害は建物屋上の突角部分のものが大半を占めている」ことを挙げている。JIS A 4201-2003には屋上の突角部・縁部を保護する規定が明示的には存在しなかったのに対し、JIS Z 9290-3:2019では、外周部を覆う金属製の笠木を利用するか、外壁の縁部に沿って受雷導体を配置し突角部に受雷部を設置するなど、突角部・縁部を個別に保護する方法が新たに規定された(一般財団法人日本建築設備・昇降機センター BEEC MAGAZINE、国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。

主な変更点は次のとおりだ(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号に示された一般建築物・保護レベルIVの比較表による)。

項目JIS A 4201-2003JIS Z 9290-3:2019
保護角(受雷部高さ20mの場合)最大55度最大53度
屋上突角部・縁部の保護規定なし個別規定あり(笠木利用または縁部受雷導体+突角部受雷部)
引下げ導線の平均間隔原則25m以下原則20m以下
高層建築物の側壁保護(60m超)規定あり規定あり(60m〜75m、75m超で保護範囲の考え方が細分化)
接地極システムの分類A型接地極/B型接地極A型接地極/B型接地極(同様)

経過措置と既存建築物への影響

この改正には経過措置が設けられており、改正告示の施行日から1年を経過する日(2026年3月31日)までに工事に着手する建築物については、従来どおりJIS A 4201-2003(またはこれに適合するとみなされるJIS A 4201-1992)に基づく外部雷保護システムで設計することが認められていた。ここでいう「工事の着手」は避雷設備工事そのものの着手ではなく、避雷設備を設置する建築物本体の工事着手を指す点に注意が必要だ(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。

この経過措置期間はすでに終了している。経過措置期間中に着工した建築物や現に存する建築物で、避雷設備がJIS A 4201-2003に規定する構造のものは、2026年4月1日以降は建築基準法第3条第2項の既存不適格建築物となる(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。既存不適格(建築基準法第3条第2項)は違反建築物とは異なり、そのままの状態で直ちに改修を求められるものではない。ただし、高さ20m超の既存建築物で増築・改築・大規模の修繕または模様替を行う場合は、避雷設備をJIS Z 9290-3:2019に適合する構造へ改修する必要がある点は実務上の重要な留意点だ(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。改修が必要な工事内容は建物の既存の保護対象範囲(被保護物上部のみか、側部も含むか)によって異なるため、増改築計画の初期段階で避雷設備の現況調査を行っておくことが望ましい。

実務者が押さえておくべきポイント

  • 現在新たに着工する建築物は、JIS A 4201-2003ではなくJIS Z 9290-3:2019への適合が必要。設計・見積段階で「旧JIS準拠」の避雷設備を提案してしまうと手戻りになるおそれがある
  • 回転球体法・保護角法・メッシュ法という3つの考え方自体はJIS Z 9290-3にも引き継がれており、JIS A 4201-2003の基本ロジックを理解しておくことは現行規格の理解にも直結する
  • 屋上突角部・縁部の保護、高層建築物の側壁保護は、JIS Z 9290-3で規定が強化された部分であり、既存建築物の増改築時には特に確認が必要
  • 保護レベルの選定は建物用途・危険物の有無・地域の雷密度など個別事情に左右されるため、目安の数値だけで判断せず、避雷設備の設計・施工専門業者に相談することが実務上の基本になる

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よくある質問

JIS A 4201とは、何を定めた規格ですか?

正式名称「建築物等の雷保護」といい、建築物や煙突・塔・油槽などの工作物を雷撃から守るための避雷設備(外部雷保護システム)の設計基準を定めた日本産業規格です。受雷部(避雷針)をどこにどれだけ配置すれば建物を雷から守れるかを、回転球体法・保護角法・メッシュ法という3つの方法と、保護レベルI〜IVという4段階の要求水準で規定しています(日本規格協会 JSA Group Webdesk、日本雷保護システム工業会 用語集による)。

回転球体法とは何ですか?なぜ保護角法だけでは不十分なのですか?

保護レベルごとに定められた半径Rの仮想球体を、地面と受雷部(避雷針)の外側で転がすように動かし、球体が触れない範囲を「保護される領域」とみなす考え方です。保護角法(避雷針の先端から一定角度の円錐内を保護範囲とする方法)は単純な形状の低層建物には有効ですが、凹凸のある屋根や高層建築物では、角度だけでは球体の側面や陰になる部分の保護を評価しきれません。回転球体法は、複雑な形状の建物やビルの側面・突角部の保護可否を検証するのに向いています(NIPエンジニアリング掲載情報による)。

保護レベル(I〜IV)はどうやって選べばよいですか?

JIS A 4201-2003では、保護レベルは「雷保護システムが雷の影響から被保護物を保護する確率」として定義され、レベルIが保護効率約98%、レベルIVが約80%とされています。推奨レベルの例は、住宅がレベルIII〜IV、農場・劇場・学校・百貨店・銀行・病院・工場施設がレベルI〜III、美術館・文化遺跡がレベルI〜IIで、危険物施設は消防庁通達により原則レベルI(合理的な方法で決める場合はレベルIIも可)とされます(NIPエンジニアリング掲載情報による)。ただし実際の選定は雷密度・地形・建物の重要度なども踏まえた個別判断が必要で、この記事の数値は目安として理解してください。

保護角法の角度が、建物の高さによって変わるのはなぜですか?

避雷針が高く突き出るほど、その真下から遠く離れた場所まで球体(雷の進入経路のモデル)が回り込みやすくなり、単純な円錐(一定角度)では保護しきれない領域が増えるためです。そのためJIS A 4201-2003では、受雷部の高さが高くなるほど保護角を小さく(保護範囲を狭く)設定するしくみになっています。たとえば国土交通省の技術的助言に示された比較表では、受雷部高さ20mの一般建築物(保護レベルIV)の場合、JIS A 4201-2003の保護角は最大55度とされています(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号による)。

今から避雷設備を設計する場合、JIS A 4201のままでよいですか?

いいえ、注意が必要です。建築基準法関係の避雷設備告示は令和6年国土交通省告示第151号により改正され、2025年4月1日から外部雷保護システムの技術基準がJIS A 4201-2003からJIS Z 9290-3:2019へ置き換わりました。経過措置により2026年3月31日までに着工する建築物はJIS A 4201-2003(またはこれと同等とみなされるJIS A 4201-1992)に基づく構造でも認められますが、この経過措置期間はすでに終了しています。それ以降に着工する建築物、および経過措置期間中に着工した建築物が高さ20m超で増築・大規模修繕等を行う場合は、JIS Z 9290-3:2019に適合する構造とする必要があります(国土交通省住宅局建築指導課長 国住指第532号、一般財団法人日本建築設備・昇降機センター BEEC MAGAZINEによる)。

参考文献・出典

確認・変更の記録

出典照合日: (AIによる照合補助)

出典11件の到達を確認(NIPの引下げ導線・接地システムの2ページを追加)。JSA WebdeskでJIS A 4201:2003の発行2003-07-20・確認2023-10-25・IEC 61024-1:1990(MOD)・改正履歴(1955・1962・1972・1981・1992・2003)、JIS Z 9290-3:2019の発行・確認日を確認。国住指第532号で告示第151号の施行日(2025-04-01)、改正理由(屋上突角部被害が大半)、LPL IVの比較表(20m時の保護角55度→53度、1992年版60度、引下げ導線平均間隔25m→20m、突角部・縁部規定、A型・B型接地極)、経過措置(2026-03-31までの建築物の着工)、2026-04-01以降の既存不適格、20m超の既存建築物の増築等での適合義務が一致。NIPの解説で2003年版の回転球体半径(20/30/45/60m)、メッシュ幅(5/10/15/20m)、受雷部・引下げ導線・接地極の最小断面積、引下げ導線平均間隔(10/15/20/25m)、保護効率(98〜80%)、推奨保護レベル、消防危第14号を確認。是正:推奨保護レベルの『一般建築物(住宅・学校・百貨店・銀行・病院)III〜IV』は出典では住宅のみIII〜IV・学校や病院等はI〜IIIのため出典どおりに修正。保護角法の適用上限を一律60mから保護レベル別(20/30/45/60m、JLPA用語集)に修正。1992年版の危険物45度を追記。『各種解説記事による目安』『10m前後・25m前後』を出典の数値に置換。適用除外(鉄道・屋外線・車両・船舶・航空機)と『JIS A 4201が内部雷保護(SPD)も対象』は確認できる出典がなく削除・JLPAの内部雷保護の定義に置換。既存設備の扱いを『既存不適格』に修正。保護角の高さ別の全数値は規格原文で未確認。

個別設備の適合判定・技術者による承認を示すものではありません。

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