建築・土木におけるLOPA解説：実務で使えるリスク評価の手順と注意点

2025年12月28日 最終更新日時 : 2025年12月28日 エバープレイ編集部

はじめに — LOPAとは何か

LOPA（Layer of Protection Analysis、保護層解析）は、プロセス安全分野で広く用いられる半定量的なリスク評価手法です。重大な事象（例えば人命被害や構造損失）に至るまでのシナリオを整理し、発生頻度と防護層（Independent Protection Layers：IPL）の有効性を組み合わせて、残余リスクが許容範囲内かを評価します。化学・石油プラントでの利用が起源ですが、建築・土木分野でも高影響リスク（揚重事故、土留め崩壊、トンネル掘削での湧水や地盤破壊等）に対する簡便で説得力のある評価手法として適用が増えています。

LOPAの目的と特徴

LOPAの主目的は、ある「発生事象（Initiating Event）」が起きたときに、最終的な重大事象に至る確率が許容レベル以下になるために必要な防護層の数や種類を示すことです。特徴は次の通りです。

  • 半定量的：定量的解析（QRA）ほど詳細な入力を必要としないが、単なる定性的評価よりも客観性が高い。
  • シナリオベース：個々の発生事象とその結果を整理して評価する。
  • 独立性の概念：各防護層は相互に独立していることが前提。
  • 決定（意思）支援：どの防護層を追加・強化すべきかの判断に有用。

基本用語の整理

  • Initiating Event（発生事象）：事故連鎖のきっかけとなる出来事（例：クレーンの過負荷、掘削の過度な切羽変形）。
  • Consequence（結果）：発生事象が制御されない場合に起こる望ましくない結果（人身事故、構造物破壊、環境被害など）。
  • Independent Protection Layer（IPL）：発生事象と結果の連鎖を遮断する防護手段（物理バリア、機械的保護、検知・遮断装置、緊急対応体制など）。
  • PFD（Probability of Failure on Demand）：保護層が要求時に失敗する確率の見積り。
  • Target Risk（目標リスク）：組織や規制が許容する年間リスク（個人リスクや集団リスクの閾値）。

LOPAの実施ステップ（建築・土木向けの実務フロー）

以下は現場で使える標準的な実施手順です。

  • 1) スコープ定義：評価対象の工事工程、対象資産、境界条件、評価の目的（個人リスク削減、設計承認等）を明確にする。
  • 2) ハザード特定とシナリオ作成：ハザードログや過去事例、現場観察を基に発生事象とその潜在的な結果を記述する（例：高さ20mの足場での部材落下→通行者死傷）。
  • 3) 発生頻度の見積り：発生事象の年間発生頻度を決める。データが乏しい場合は類似プロジェクトや業界統計、専門家判断（Elicitation）を用いる。
  • 4) 防護層（IPL）の洗い出し：設計上のバリア、施工管理、機械的保護、監視・警報、緊急対応などを検討。各IPLの独立性と適用条件を明確化する。
  • 5) PFDの割り当て：各IPLに対して妥当なPFDレンジを割り当てる（経験値、信頼性データ、類似設備の実績を参照）。
  • 6) 残余リスクの計算：発生頻度に各IPLのPFDを掛け合わせて、最終的なリスク確率を求め、目標リスクと比較する。
  • 7) 結果の解釈と是正措置：目標を超える場合は追加のIPL化、設計変更、手順強化、監査計画などを決定する。
  • 8) ドキュメンテーションとレビュー：前提、データソース、専門家判断を明確に記録し、ステークホルダーでレビューする。

IPL（独立防護層）の考え方と例

IPLは〈独立性〉が最重要です。すなわち、あるIPLが失敗しても、別のIPLの性能が影響を受けない（共通原因で同時に失敗しない）ことが求められます。建築・土木での典型的なIPL例：

  • 物理的バリア：防護ネット、堤防、受け構造物。
  • 機械的装置：非常停止装置、ロードモニタリングセンサー付きのクレーン制御。
  • 管理的手段（条件付き）：明確な作業手順、作業許可制度。ただし多くの場合、単独では独立IPLと見なされない（ヒューマンエラーの共通要因が残るため）。
  • 緊急対応：迅速な避難経路・連絡体制。ただしPFDは高めに評価されることが一般的。

PFDの扱いとデータソース

PFDの見積りはLOPAのキーポイントです。化学プラント等で用いられる標準的なPFD表は参考になりますが、建築・土木特有の一時的設備や人による管理は条件が異なります。主なデータソース：

  • 業界データベース（事故統計、故障率データ）
  • メーカーの信頼性データや試験結果
  • 過去のプロジェクト実績とインシデントレポート
  • 専門家による判断（形式化したエキスパートエリシテーション）

重要なのは、PFDとして用いる値の妥当性・保守性を説明できることです。現場では保守的な値を採用し、感度解析を行って結論の堅牢性を確かめます。

簡単な計算例（理解のためのモデルケース）

例：高所作業での工具落下が原因で通行者が死亡する重大事象を想定。発生事象（工具落下）の推定頻度を0.1/年（10年に1回）とする。目標リスクを1×10^-4 /年とする場合、必要な合成PFDは0.001（=目標リスク / 発生頻度 = 1E-4 / 1E-1）。

もし現場で採用できるIPLがそれぞれPFD=0.1（保護ネット）、PFD=0.1（作業者の工具固定策）、PFD=0.1（歩行者通行禁止措置）であれば合成PFDは0.1×0.1×0.1=0.001となり、目標を満たす計算になります。ただし各PFDの独立性、適用範囲、維持管理が確約されていることが前提です。

建築・土木分野での適用上の注意点

  • 短期・繁雑な作業環境：工事ごとに条件が頻繁に変わるため、静的なPFD値の適用に注意が必要。
  • 複数業者の協調：保護層が異なる業者にまたがる場合、責任分担と維持管理を契約で明確化すること。
  • 行政規制と整合性：地域の労働安全基準や建築基準と整合させること。LOPA自体は規格ではないため、補足的な評価手法として位置づける。
  • データ不足への対処：事故統計が乏しい場合は保守的に評価し、重点的にモニタリング計画を組むこと。

LOPAの限界と補完策

LOPAは便利な手法ですが次の限界があります。

  • 相互依存や時間的な挙動（動的相互作用）を扱いにくい。
  • 複雑な連鎖反応や相乗効果を単純化しすぎる可能性がある。
  • 人間の判断・組織的要因（安全文化など）を十分に反映しにくい。

補完策として、詳細なQRA、動的リスク解析、フォールトツリー解析（FTA）、ボータイ（bow-tie）分析、現場でのモックアップ試験や実地訓練を併用すると効果的です。

実務運用のポイント（組織的対応）

  • 関係者の合意形成：設計者、施工者、保守者、管理者が同じ前提で評価するためのワークショップを開催する。
  • ドキュメント化：前提、PFD値の根拠、レビュー記録を保管し、監査で説明可能にする。
  • 現場でのモニタリングと見直し：工事条件や実績を踏まえ、LOPA結果を定期的に更新する。
  • 教育とトレーニング：LOPAの基本概念と現場での注意点を関係者に周知する。

まとめ

LOPAは建築・土木分野においても、重大リスクの把握と実効的な防護層の設計を支援する有力な手段です。ただし、短期・変化の多い工事現場ではPFDの扱い、IPLの独立性、業者間責任分担などの点で注意が必要です。LOPAは単独で万能ではないため、QRAやボータイ解析、現場訓練などの補完策と組み合わせて使うことで、より堅牢なリスク低減策を設計できます。

参考文献

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建築・土木
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