私たちが建物内で感じる振動は、大きく2方向の揺れ方に分けられます。水平（横）方向に揺れるか、鉛直（上下）方向に揺れるかです。それぞれ水平振動、鉛直振動と呼ばれています。揺れの発生の仕組みや揺れを人がどう感じるかは揺れる方向によって違います。それらの違いについて、わかりやすく解説します。
水平振動と鉛直振動の原因
建物の中で感じる揺れの原因は、いくつか種類があります。これに関しては以前の豆知識「振動の原因-まるわかりガイド」をご参照ください。
図1に振動源と建物に発生する振動方向の関係を示します。水平振動は、強風や長周期地震動（周期の長いゆっくりした揺れ）、車や鉄道などの交通振動、工場の生産機械の稼働で発生します。鉛直振動は、歩行や飛び跳ね、ダンスなどの人の動きや、設備機器の稼働（内部人工振動）から発生し、車や鉄道などの交通振動や工場の生産機械の稼働（外部人工振動）からも発生します。交通振動や工場の生産機械の稼働は、水平・鉛直両方の揺れの振動源となる可能性がありますが、実際は鉛直振動で問題となるケースの方が多いです。
図1 振動源と建物に発生する振動方向の関係
(参照文献：日本建築学会：居住性能評価のための環境振動設計の手引き、2020.6)
水平振動と鉛直振動の違いによる建物の揺れ方
建物に伝わる振動は揺れの方向によって、建物に異なる影響を与えます。図2に建物の揺れ方（水平振動と鉛直振動）を示します。水平振動は建物のフレーム全体と共振して、建物全体を水平方向に揺らします。鉛直振動は建物のフレームを伝わり、対象の梁や床と共振して鉛直方向に揺れます。水平振動は建物の全体を揺らすので、同じ階であれば、揺れの大きさは場所によってあまり変わりません。鉛直振動は局所的なので、同じ室内でも揺れている場所とあまり揺れない場所があります。
図2 建屋の揺れ方（水平振動と鉛直振動）
水平振動と鉛直振動の発生頻度
水平振動と鉛直振動の発生頻度についてお話しします。水平振動の原因となる長周期地震動や強風は、多くても年数回程度と低頻度です。ただし、強風は数時間から半日以上続く場合もあります。
一方で、鉛直振動は、人間の活動、交通、設備機器、工場に起因するので、毎日何度も発生します。
図3 振動の発生頻度
水平振動と鉛直振動の違いによる人の感じ方
揺れの方向によって、人の感じ方も変わります。感じ方の違いについては、基準レスポンス（周波数ごとの揺れに対する感度）というのが存在し、水平振動と鉛直振動の特性（感じやすさ）が数値化されています。図4は周波数（揺れの周期）に対する鉛直特性・水平特性の基準レスポンスのグラフ（JIS C 1510 振動レベル計より参照）です。横軸が振動の周波数、縦軸が振動加速度レベルの体感補正量です。周波数によって揺れの感じやすさが違う人間の体感特性を表したもので、緑色が水平方向、青色が鉛直方向を示しています。これより、
- 水平振動は1～2Hzで最も感じやすい
- 鉛直振動は4～8Hzで最も感じやすい
- 3Hz付近を境目に、それより低い周波数では水平振動の方が感じやすく、それより高い周波数では鉛直振動の方が感じやすい
ことが分かります。
図4 鉛直特性・水平特性の基準レスポンス