宮崎を中心に住宅の新築・リフォーム、店舗づくりをおこなっている建築設計事務所 建図宮崎(けんとみやざき)

構造・耐久性について

ツーバイフォー(2×4)工法の優れた基本性能の話

ツーバイフォー住宅は昭和49年日本において木構造建築手法としてオープン化され、以来2X4建築協会の数々の実大実験によりその性能を実証し続け、今でも日本における高性能木造住宅の先導的モデルとして他の工法を牽引し続けています。

その成果は平成16年、木造でありながら耐火構造として国交省より認定を受け、耐火建築物が建築可能となりました。

基本的な性能はオープン化以来ほとんど変わっておらず、大きな震災を乗り越え長くその性能を担保し、お客様の安心と資産の形成に大きく貢献してきたのです。

中・大規模建築物の性能と建築プロセス

1.構造性能

枠組壁工法の構造は、一定の寸法規格に従う製材(枠組材)で作られた枠組に構造用合板などの面材を釘止めしたパネルであって、このパネルが床構面や壁構面を構成します。これらは釘によって互いに緊結され、箱状の立体架構(6面体)が作られます。この架構は基礎の上に据え付けられ、さらに小屋架構がこの上に取り付けられて、構造躯体が完成します。最近では新しい構造用料の追加、仕様規定によらず構造計算で安全を確かめることにより、設計の自由度が拡大するという内容となっています。

これは枠組壁工法が住宅規模の建築を想定していたものから、大規模な建築物や中層建築物、他構造との複合建築物が可能となることを意味しており、用途拡大の原動力となっています。

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2.防耐火性能

平成12年の改正基準法の施行により、木造でも法令等に規定された耐火性能の技術的基準を満たし、耐火構造としての大臣認定を取得すれば、耐火建築物を建設することが可能となりました。その後、当協会は国の総合技術開発プロジェクトの成果に基づき、平成16年にカナダ林産業審 議会と共同で枠組壁工法の大臣認定を取得しました。そのことにより社会福祉施設などの大規模な建築物や防火地域に中層建築物が建てられるようになりました。

枠組壁工法は元々、躯体内部の部材がファイヤーストップとなっており、火災時に防火被覆が万一突破されても、部材内部を経由する火災拡大を最小限に抑えることが可能で、耐火性の高い建築物を作ることが出来る仕組みを兼ね備えていました。

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3.メンテナンス

枠組壁工法建築物は、木造のため木材の腐朽やシロアリに対してどのように対処するかが重要です。北米のツーバイフォー住宅は 160年の歴史を持ち、築後50年という住宅が約30%も残っており、修補や増改築が盛んに行われています。現在、床下からの湿気を防ぐ対策や外壁通気工 法など様々な耐久性向上のための対策がとられています。

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4.環境への配慮

木材は、再生可能な天然資源であり、近年、環境にやさしいという評価が高まっています。その木材は現在、安定供給が可能で適切な森林資源管理を実施している北米産をおもに用いています。また、枠組壁工法は断熱性・気密性に優れており、冷暖房効率がよい建築物となっています。

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5.工期・コスト

枠組壁工法建築物は、予め工場で壁パネルなどを生産し、プラットフォーム工法の特性を生かした建て方により工期の短縮がはかれます。一層分の工事が鉄筋コンクリート構造の場合、型枠の設置、コンクリート打設、養生、型枠の取り外しにより2週間、枠組壁工法の場合、躯体工事が1週間弱で完了します。また、屋根は大型トラスをユニット化し、クレーンで吊上げ、設置することで、工期を縮められ結果として建設コストのダウンに繋がります。

6.建設プロセス

減価償却資産の耐用年数等に関する省令(昭和40年財務省令第15号)のなかで構造、用途及びその細目で耐用年数が定められています。枠組壁工法の場合は木造系(木造,合成樹脂造、木造モルタル造)に分類され、鉄筋コンクリートなどに比べて耐用年数が短くなっており、そのこと が償却資産に対する課税を算出する際の減価率が有利にはたらきます。

次の世代のために耐久性を考える ~ 耐久性を高める対策

徹底した湿気対策、適切なメンテナンスで永く暮らせる住まいを実現します。

構造用製材には乾燥材を使用

ツーバイフォー住宅では、ほとんどの構造用製材に含水率19%以下の日本農林規格に基づく乾燥材を使用。さらに、さまざまな方法によって万全の湿気対策を行います。湿気や結露への徹底した対策によって、ツーバイフォー住宅は耐久性を確保。永く暮らせる丈夫な住まいを実現します。

耐久性の高いくぎ・金物を使用

ツーバイフォー工法では当初から太め鉄丸くぎ(CN釘)を枠材相互及び枠材と面材との緊結のために使用しています。平成19年6月より亜鉛めっき処理された太め鉄丸くぎ(CNZ釘)の使用が認められ、耐久性の向上に役立っています。
また、通常使用する「Cマーク表示金物」はそのすべてに亜鉛めっきが施されており、防錆効果を高めています。

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湿気を構造躯体に入れない工夫の数々

結露は室内外の温度差や、温度の急激な変化などによって起こります。とくに壁の内部や小屋裏で発生しやすい結露は、木材の腐朽の原因となるだけでなく、カビの繁殖など、住まいにさまざまな悪影響をおよぼします。

ツーバイフォー住宅は壁内に断熱材が充填されているため、室外と室内の温度差がゆるやかに緩和され、結露が発生しにくい構 造となっています。

また、小屋裏には軒裏換気、妻換気等を設けるなどして有効な換気方式を採用しています。また、一般的に断熱材の外側(外壁仕上げの内 側)に通気層を設け、万一の漏水時の排水のためにも役立っており、耐久性を高めることとなっています。

早めの適切なメンテナンスが住まいを長持ちさせます。

ツーバイフォー住宅は、高い品質と耐久性に裏付けされた住まいです。しかしながら、建物は雨や風、夏冬の温度変化など自然の厳しい影響を受けています。このような環境のなかで、住まいを美しく保ち快適な生活を維持していくためには、人間の体と同様に、定期的な点検と計画的なメンテナンスが大切です。特に、屋根・外壁の防水、防蟻対策については、建物の耐久性に大きな影響をおよぼすので、日頃から注意を払っておくことが肝要です。

ここでは、建物の経過年数に応じた住まいの代表的なチェック項目について掲載しました。各項目のチェック時期は、あくまでも目安です。日常生活のなかで「あれ?」と思われた時点で適切な処置を施すことが大切です。
※防水工事に係る点検事項は、「枠組壁工法建築物 防水施工の手引き」にて詳細をご確認いただけます。
※沿岸地域などでは外部板金の年数を短縮する必要があります。

国が推奨する劣化対策には等級があります

ツーバイフォー住宅の劣化対策等級

使用材料と構造躯体の構成により高い等級が可能

耐久性の高い住宅の基準への対応

住宅性能表示制度の「劣化の軽減に関すること」は材料の劣化を軽減する(劣化の進行を遅らせる)ための対策が、どの程度講じられているかを3ランク(等級)で評価します。等級が高いほど耐久性があることにつながります。
構造躯体等に使用する材料の交換等大規模な改修工事を必要とするまでの期間を
伸長するため必要な対策の程度
等級3 通常想定される自然条件及び維持管理の条件の下で3世代(おおむね75~90年)まで、大規模な改修工事を必要とするまでの期間を伸長するため必要な対策が講じられている
等級2 通常想定される自然条件及び維持管理の条件の下で2世代(おおむね50~60年)まで、大規模な改修工事を必要とするまでの期間を伸長するため必要な対策が講じられている
等級1 建築基準法に定める対策が講じられている
住宅性能表示制度の「劣化の軽減に関すること」は材料の劣化を軽減する(劣化の進行を遅らせる)ための対策が、どの程度講じられているかを3ランク(等級)で評価します。等級が高いほど耐久性があることにつながります。

劣化対策等級の概要

ツーバイフォー住宅では、以下のa~hの8つの部位を対象に基準が設けられています。
 a.外壁の軸組等
 b.土台
 c.浴室及び脱衣室
 d.地盤
 e.基礎
 f.床下
 g.小屋裏
 h.構造部材等
等級2と等級3では、以上の8つの基準を全て満たす必要がありますが、このうちaとcのみ、等級2と等級3で基準が異なります。残りのbおよびd~hは、等級2と等級3で共通です。また、等級1は、hの基準のみ満たす必要があります。

詳しくは「ツーバイフォー住宅の住宅性能表示制度利用の手引 2011」に記載されています。

次の世代のために耐久性を考える ~ 耐久性を高める対策

昨年、私達が実現したケントオリジナルの次世代型屋根遮熱工法は最小限の材料費で、太陽光を遮断しながらも通気を確保し快適な小屋裏空間をつくり出すことに成功しました。
その成功を実証するため今後現場ごとに屋根の表面温度と室内側温度を晴天日検査することとしました。

今回はY-Base
2010年6月11日午後1:00 晴天 宮崎市清水町建築中現場にて室内側断熱材未施工の状態で計測
屋根面 材料表面温度 56.1℃ ガルバニュウム鋼板瓦棒吹き
室内側 材料表面温度 30.8℃(マイナス25.3℃)
外気温        28.2℃
室内 温度      26.1℃

という結果でした。
断熱材を未施工の状態でこの性能。普通の鋼板屋根の家では、とうてい暑くていられません。
大工さんも実感、驚きながら合格としました。写真は遮熱シートを屋根面に施工しているところです。
アルミホイルが熱伝導しないように施工するには単純で特殊な工夫が必要でした。
【温度計の写真の番号の補足説明】
①屋根上面56.1℃ ②通気層内部32.2℃ ③遮熱シート上面33.5℃ ④遮熱シート下面=外貼り断熱材上面34.2℃
⑤構造用合板上面32.9℃ ⑥室内側屋根表面30.8℃ ⑦外気温28.2℃