きのくに わかやま 木造のすすめ 非住宅建築物木造化の手引手引きー 平成 28 年 3 月 発行 : 和歌山県農林水産部森林 林業局林業振興課 編集 : 一般社団法人和歌山県建築士事務所協会
- 本書の目的 - この手引きは 公共施設や商業施設といった非住宅建築物において和歌山県産の木材である紀州材の利用を促進することを目的に 木造施設の設計 施工に携わる方々を対象として 非住宅建築物の木造化を進める上で必要とされる基本的な知識や情報等を取りまとめたものです
- 目 次 - 第 1 章 はじめに 1 1. 和歌山県の森林 林業 木材産業のあらまし 2 (1) 和歌山県の森林 林業 2 (2) 和歌山県の木材産業 4 2. 紀州材を使用することの意義 5 第 2 章 建築材料としての木材 7 1. 木材の特性 8 (1) 木材の異方性 8 (2) 心材と辺材 8 (3) 木材と水分 9 (4) 木材の比重 11 (5) 木材と火 11 2. 紀州材の樹種 12 (1) スギ 12 (2) ヒノキ 12 3. 木質系材料のいろいろ 13 (1) 製材品 13 (2) 集成材 13 (3) 合板 13 (4)LVL( 単板積層材 ) 14 (5)CLT( 直交集成板 ) 14 (6) その他 14 4. 日本農林規格 (JAS) について 15 (1)JASとは 15 (2) 製材のJAS 16 (3) 集成材のJAS 17 5. 木材の劣化 18 (1) 腐朽 18 (2) シロアリ 18 (3) 紫外線 18
第 3 章 非住宅建築物の木造化 19 1. 紀州材を利用するにあたっての留意点 20 (1) 住宅と非住宅建築物の相違点 20 (2) 木材の発注方式 21 (3) 必要とされる木材の量 22 (4) 構造用材料としての紀州材調達 23 (5) 紀州材の強度性能 25 (6) 木材の乾燥 26 (7) 接合部の加工 28 (8) 木材の長寿命化のために 29 2. 構造設計のポイント 30 (1) 構造設計 30 (2) 構造計画 34 3. 木造 木質化にかかる耐火 防火のポイント 44 (1) 耐火 準耐火 44 (2) 防火 内装制限 54 第 4 章 和歌山県内の木造事例 59 (1) あがら花まる 60 (2) 粋の杜 ( きのもり ) 61 (3) 藤並学童クラブ 62 (4) 認定こども園うえのやま学園 63 (5) かぜのこ保育園 64 (6) みなべ町立清川保育所 65 (7) 新宮市立丹鶴幼稚園 66 (8) 橋本市立高野口小学校 67 (9) みなべ町立清川小学校 68 (10) 紀州梅の里なかた 69 (11) 道の駅くしもと橋杭岩 70 (12) 和歌山県紀南児童相談所 71 (13) 和歌山県土砂災害啓発センター 72 補足参考資料 お問い合わせ先 73 1. 非住宅建築物の木造化にかかる参考資料 74 2. 各種お問い合わせ先 76
第 1 章 はじめに - 1 -
1. 和歌山県の森林 林業 木材産業のあらまし (1) 和歌山県の森林 林業和歌山県は古くから 紀州 木の国 と呼ばれ 優れた木材を生み出す林業地として位置づけられてきました 和歌山県の森林面積は 36 万 1 千 ha で 県土総面積 (47 万 2 千 ha) の約 77% を占めており 全国的に見ても非常に森林の割合が高いといえます [ 出典 : 和歌山県林業振興課業務資料 ] そのうち 民有林 ( 国有林以外の森林 ) の面積は 34 万 4 千 ha で 森林面積の約 95% となっています そして 民有林のうち スギやヒノキといった人工林の占める割合 ( 人工林率 ) は約 61% となっています また 民有林蓄積は約 1 億 m 3 で そのうち人工林は約 8 割の 8 千万 m 3 を占めており 豊富な木材資源量となっています [ 出典 : 和歌山県林業振興課業務資料 ] * また 県内の民有林人工林の齢級構成は 9 齢級以上が 8 割を占めており 紀州材とし て利用可能な資源が増加してきています 人工林の樹種別構成については 面積比ではス - 2 -
ギ 42% ヒノキ 54% であり 材積比ではスギ 48% ヒノキ 50% となっています (*) 齢級とは 森林の年齢を 5 年の幅でくくったもの 人工林は 苗木を植栽した年を 1 年生とし 1 5 年生を 1 齢級 6 10 年生を 2 齢級 と数える [ 出典 : 和歌山県林業振興課業務資料 ] しかし 昭和 55 年次と比較して素材生産量は約 1/3 林業生産所得に至っては約 1/10 まで減少しています 近年は横ばい状況を保っているとはいえ 人工林資源が十分に活用 されておらず また林業で十分に所得が得られない状況にあることが伺えます [ 出典 : 生産林業所得統計報告書 木材需給報告書 ] 以上のことから 和歌山県は森林率が高く人工林が充実していながら 林業は厳しい状 況にあり その資源が有効に活用されていないことが伺えます - 3 -
(2) 和歌山県の木材産業丸太から製材品への加工を行う和歌山県の製材工場数は年々減少の一途をたどっており 平成に入ってから現在までに約 1/3 まで減少しました 特に外材を扱う工場の減少が著しくなっており 原木の輸入から製品の輸入にシフトしていることが伺えます [ 出典 : 木材需給報告書 ] 一方 国産材の使用比率は年々高まってきています 現在 県内で取り扱われる素材は 和歌山県産材をはじめとした国産材が占めるようになっており その比率は 80% 近くにな ってきています [ 出典 : 木材需給報告書 ] ただし 使用される量そのものは横ばいの状況が続いているため 紀州材の活用が進ん でいるとはいえない状況となっています - 4 -
2. 紀州材を利用することの意義和歌山県では先に述べたように 戦後に植栽されたスギやヒノキなどの人工林資源が充実し 本格的に利用していく時期を迎えています しかし 山村地域の過疎化 林業採算性の悪化などによって せっかくの人工林資源が十分に活用されていないのが現状です その結果 間伐をはじめとした適切な森林整備が行われないところも多くなってきています 森林整備が適切に行われなければ森林は荒廃し 水源のかん養 土砂災害の防止など森林の持つ様々な機能が失われかねません そうならないようにするためには どうすればよいでしょうか 木材は 植える 育てる 伐る 使う のサイクルを確立すれば永続的な生産 利用が可能な資源です 紀州材の利用を進めることでその利益を県内の人工林に還元し 適切な森林整備を続けていくことが 資源の有効利用だけでなく 森林機能の高度発揮にもつながります また 森林で育つ木は 大気中から取り込んだ二酸化炭素に含まれる炭素を固定して成長します その後 伐採 製材された木材を建築用の材料や家具などに使うことで 炭素がそのまま中に蓄えられることになります よって 木材を利用することは 地球温暖化の防止に貢献することにもなるのです さらに 紀州材は他の建築材料と違い 県内で生産から加工までできることから 紀州材の利用を進めることで地域経済の活性化にも一役買うことができます 以上のように 紀州材の利用を進めることは 資源の有効利用 地球環境の保全 地域経済の活性化など 様々な効果を生み出します 木造建築 家具 図木材利用のサイクル - 5 -
- 6 -
第 2 章 建築材料としての木材 - 7 -
1. 木材の特性 ここでは 木材の基本的な特性 特に水分との関係について説明します (1) 木材の異方性樹幹に平行方向を繊維方向 ( 軸方向 ) 樹幹に垂直で年輪の円周に沿った方向を接線方向 樹幹に垂直で丸太の中心 ( 髄 ) を通る方向を半径方向 ( 放射方向 ) といいます それぞれの方向で強度的性質や乾燥に伴う寸法変化などの性質が大きく異なります なお 樹幹に直角の面を木口面 樹幹に平行で年輪の接線方向に沿う面を板目面 樹幹に平行で髄を通る方向に沿う面を柾目面といいます 半径方向 ( 放射方向 ) 接線方向 繊維方向 ( 軸方向 ) 図木材の各方向 (2) 心材と辺材原木の木口面を見ると 外周部が淡色でその内側が濃色となっています 淡色の部分を辺材 ( 白太 ) 濃色の部分を心材 ( 赤身 ) といいます 辺材は水分や養分を通すパイプの役目を持っており 伐採直後は大量の水分を含んでいますが 乾燥しやすいメリットがあります 心材は 樹種にもよりますが辺材に比べて腐朽に対する抵抗力 ( 耐朽性 ) が優れている一方 乾燥しにくいのが特徴です なお 樹齢の高い木ほど木材全体に占める心材の割合が高くなります 心材 辺材 写真心材と辺材 ( スギ ) - 8 -
(3) 木材と水分 伐採してから間もない木材には 細胞中の内孔という空隙に自由水と呼ばれる水分が 細胞壁には結合水と呼ばれる水分が含まれています 木材中にどれだけ水分が含まれているかを示す指標として含水率があります 水分を含んでいる状態での木材の重量をWu その木材を 100 以上で重量変化がなくなる状態になるまで乾燥させた場合の重量 ( 全乾重量 ) をWoとすると 含水率は以下の式で表されます 含水率 (%)=(Wu-Wo)/Wo 100 つまり 木材中に含まれている水分の重量を木材実質部分の重量で割って算出します なお 伐採直後の木材では自由水が大量に含まれているため 含水率が 100% を超える場合 もあります 細胞内孔中の自由水が全てなくなり かつ細胞壁に最大限の結合水を含んだ状態の含水 率を繊維飽和点といい 30% 前後の値といわれています さらにそこから乾燥が進んで含水 率が減少していくと細胞壁が収縮し それに伴い木材は収縮していきます 乾燥が進んでいくと やがて周囲の湿度環境に応じて安定した含水率状態となります その状態を気乾状態といい そのときの含水率を平衡含水率といいます 平衡含水率は周囲の湿度環境によって変化しますが 和歌山県では年間を通じた平均的な平衡含水率は約 15% となっています ただし 室内環境では空調や暖房などの影響によって湿度が低くなることが多く その場合 10% 前後まで含水率が下がることとなります 木材の細胞と水分の関係についてイメージした図を以下に示します 細胞壁 内孔 [ 状態 ] [ 含水率 ] 生材 繊維飽和点 気乾 全乾 30% 超 約 30% 約 15% 0% 図木材の細胞と水分のイメージ 図中の水色箇所は水分で 内孔中の水分は自由水 細胞壁中の水分は結合水を表す なお 実際は全乾状態 であってもわずかに残った結合水が存在する - 9 -
気乾状態の木材は 周囲の湿度が上昇すると吸湿して膨潤し 逆に湿度が低下すると放湿して収縮します これら吸放湿による湿度環境の適度なコントロールは調湿機能と呼ばれ 木材の持つ優れた特性となっています 下図は湿度の高い日にミニハウス (1 部屋の小型プレハブ ) の窓を閉め切った場合 室内の湿度変化がどのように変化するかを示したものです 内装にビニールシートを貼り付けたミニハウスでは調湿機能がないことから 外部の湿度を表す百葉箱のデータと同様に大きな湿度変化が生じますが 内装に全て木材を貼り付けたミニハウスでは調湿機能が働き 外部の湿度変化に関わらずほぼ一定の湿度環境が保たれていることが分かります なお 吸放湿は木材の寸法変化を伴うことから 木材を使用する際はそのことを考慮に入れておく必要があります 図内装の違いによるミニハウス内の湿度変化 木材の乾燥にともなう収縮については 繊維方向 半径方向 接線方向の順に大きくなり その比率については 繊維方向 : 半径方向 : 接線方向 =0.5~1:5:10 といわれています 接線方向の収縮が大きいことは 板目面の寸法安定性が柾目面に比べて劣る原因となっています 乾燥前 乾燥後 柾目板 板目板 図乾燥に伴う木材断面の形状変化例 - 10 -
(4) 木材の比重木材の細胞自体の比重は樹種にかかわらず約 1.5 といわれています 一方 気乾状態の場合 紀州材のスギで約 0.4 * ヒノキで約 0.5 * です このことは 木材は多くの空気を含んでいることを意味しています そのため 熱伝導性が低く断熱性能に優れた材料といえます 比重の低い木材ほど加工しやすく断熱性に優れますが 強度性能が低く傷が付きやすくなります 一方 比重の高い木材ほど加工が困難で断熱性が悪くなりますが 強度性能が高く傷がつきにくくなります (*) 和歌山県農林水産総合技術センター研究報告第 4 号 県産柱 横架材の強度性能に関する研究 より (5) 木材と火木は燃えるというイメージがありますが 決して火に弱いというわけではありません 例えば 鉄やアルミニウムは 500~800 度になると急速に強度が低下してしまいます しかし 木材が燃えるスピードは 1 分間に約 0.6mm と非常にゆっくりしたものです よって 木材はある程度の厚みがあれば 中心部まで燃えるのに時間がかかるため 急速に強度が低下することはありません - 11 -
2. 紀州材の樹種 ここでは 紀州材の主要樹種であるスギとヒノキについて説明します (1) スギスギは県内の蓄積量が豊富な樹種で 樹幹が通直なのが特徴です 県内の蓄積量は 37,147 千 m 3 で 全国第 15 位 * となっています 気乾比重は約 0.4 で 軽軟で加工しやすく 反りや曲がり ねじれなどの狂いが発生しにくいため 建築材料として優れた特性を持っています 一方 伐採直後の含水率が高いうえにバラツキが大きく 乾燥が難しい面があります また 心材の色も淡い褐色から黒色までバラツキが大きい 軟らかいため傷が付きやすいなどの欠点があります 写真スギの原木 (2) ヒノキ ヒノキは県内で最も多く植林されている樹種です また 県内の蓄積量は 38,480 千 m 3 * で 全国第 3 位 を誇っています ただし 成長がスギよりも遅いた めに 建築材料として利用可能な量はスギほど多く ありません 気乾比重は約 0.5 で 木材としては比較的軽軟で 加工もしやすい部類に属します また 狂いが少な く独特の芳香があり 強度性能や心材部分の耐朽性 がスギと比べて高いことから 建築材料として特に 優れた特性を持っています また スギより乾燥し やすいのも利点です ただし 価格はスギよりも高くなります 特に直 径 30cm 以上の大径材になると資源量が少なく 価格 が大幅にアップします 写真ヒノキの原木 (*) 林野庁 森林資源の現況 ( 平成 24 年 3 月 31 日現在 ) より - 12 -
3. 木質系材料のいろいろ ここでは 各種の木質系材料 特に構造用材料として用いるものについて説明します (1) 製材品製材品とは 原木を所定の長さや断面形状に加工して そのまま使う いわゆる ムク材 です 木造建築物の構造部材をはじめ 内装材などに幅広く利用されます [ 特長 ] 寸法にもよりますが 県内各地の製材工場で調達する写真製材品 ( スギ平角 ) ことができます 加工できる寸法が原木の径と長さに依存するため 断面の大きなものほど また長いものほど調達が困難となり 価格もアップします 十分に乾燥して使用しないと 曲がりや反りなどが発生します (2) 集成材集成材とは 板状に加工した材料 ( ラミナ ) を 厚さ方向に積層して接着し 製造した材料です [ 特長 ] 製材品では調達が困難な寸法の材料を作ることができます ラミナの状態で乾燥してから製造するため寸法安定性に優れています 原木からの歩留まりが製材と比べて低くなります 写真集成材 ( スギとベイマツ のハイブリッド ) 構造用集成材を製造する場合 県内で加工できるのはラミナまでであり その後の積層接着の工程は県外となるため 紀州材を用いる場合は製造コストが高くなります (3) 合板合板とは 原木をかつら剥きに加工した単板 ( ベニヤ ) を 繊維方向が直交するように積層接着して製造した材料です 主に面材料として使用します [ 特長 ] 原木をかつら剥きして加工するため 原木からの歩留まりが優れています 寸法安定性が高く 取り扱いが容易です 写真合板 ( スギ ) - 13 -
積層接着前のベニヤへの加工を含めて和歌山県内では製造できる工場がありません ( 県外には和歌山県産の原木を利用して合板を製造している工場があります ) (4)LVL( 単板積層材 ) LVLとは ベニヤを繊維方向が平行になるよう積層接着して製造した材料で 主に軸材料として使用します [ 特長 ] 合板と同様に 原木からの歩留まりが優れています 集成材と同様に 製材品では困難な寸法の材料を製造写真 LVL( スギ ) することができます 積層数が多いため 性能のバラツキが小さく 品質が安定しています 接着剤を多用しているため 製材品と比べて比重が高く 加工が難しくなります 合板と同様 積層接着前のベニヤへの加工を含めて県内に製造できる工場がなく 和歌山県産の原料を用いる場合は製造コストが高くなります (5)CLT( 直交集成板 ) CLTとは ラミナを幅方向に配列し さらに厚さ方向に積層接着して製造した材料です [ 特長 ] 大きな寸法に製造することでそのまま壁や床の構造用材料として利用できるため 工期の大幅な短縮が可能となります 平成 25 年にJASが制定されたばかりの新しい材料であるため 使用実績が少なく 建築材料としては未開写真 CLT( スギ ) 拓の部分があります 構造用集成材と同様に 県内ではラミナまでしか製造できないため 紀州材を用いる場合は製造コストが高くなります (6) その他木材を小片に破砕したものを成形加工したパーティクルボード 木材をさらに細かく繊維状にしたものを成形加工したファイバーボード ( 繊維板 ) また その他にも木質系セメント板などがあります これらはいずれも面材料です - 14 -
4. 日本農林規格 (JAS) について ここでは JAS 制度及び非住宅建築物の構造用材料に関連する製材 集成材の JAS について説明します (1)JASとは JASは 農林物資の規格化及び品質表示の適正化に関する法律 に基づき 農林物資の生産及び流通の円滑化 消費の需要に即した農業生産等の振興ならびに消費者の利益の保護に寄与することを目的とした制度です 木質系材料については 素材 製材 集成材 枠組壁工法構造製材 単板積層材 構造用パネル 合板 フローリング 直交集成板の 9 種目で基準が設けられています ちなみに パーティクルボード ファイバーボード 木質系セメント板については JIS( 日本工業規格 ) で基準が設けられています JAS 製品は 農林水産大臣が認可した登録機関によって認定された工場 ( 以下 JA S 認定工場 という ) から下図に示すマークを付けて出荷されます JAS 認定工場は 製材及び枠組壁工法製材については一般社団法人全国木材検査 研究協会のホームページ また 集成材 単板積層材 構造用パネル 合板 フローリング並びに直交集成板については公益財団法人日本合板検査会のホームページにそれぞれ掲載されています ( 素材については北海道以外にJAS 認定工場はありません ) 図 JAS マーク JAS 製品を出荷する場合は 製品の品目ごとに認定を受ける必要があります 例えば JAS 認定工場であっても 出荷できる製材品として認定されているものがスギの 105mm 角 3m 材の場合 寸法の異なるスギ製材品やヒノキ製材品をJAS 製品として出荷できませんのでご注意ください また JAS 認定工場であっても JASの品質基準に適合する製品全てをJAS 製品として出荷しているとは限りません - 15 -
(2) 製材のJAS 製材 JASの中では さらに造作用製材 目視等級区分構造用製材 機械等級区分構造用製材 下地用製材 広葉樹製材の各規格に分類され それぞれについての品質が規定されています ここでは 構造用製材について説明します 詳細については 農林水産省ホームページに掲載されている製材のJASを別途ご参照ください 構造用製材は 目視等級区分製材と機械等級区分製材に分類されています 目視等級区分とは 節や丸み等 材の欠点を目視により測定することで等級別に区分するものです そのうち 主として高い曲げ性能を必要とする部分に使用するもの ( 梁 桁など横使いするもの ) は甲種構造材 主として圧縮性能を必要とする部分に使用するもの ( 柱 束など縦使いするもの ) は乙種構造材と規定されています さらに 甲種構造材のうち たる木や根太など断面の小さなもの ( 木口の短辺が 36mm 未満のもの 及び木口の短辺が 36mm 以上で かつ 木口の長辺が 90mm 未満のもの ) は構造用 I 大引や梁など比較的断面の大きなもの ( 木口の短辺が 36mm 以上で かつ 木口の長辺が 90mm 以上のもの ) は構造用 Ⅱ と規定されています 一方 機械等級区分は機械により曲げヤング係数 ( たわみにくさを表す指標 ) を測定す ることで等級別に区分するものです 目視等級区分では1 級から3 級までの3 区分 機械等級区分では下表に示す E50からE150 までの 6 区分となっており 平成 12 年建設省 ( 現国土交通省 ) 告示第 1452 号では それぞれの区分と樹種に応じて引張り 圧縮 曲げ及びせん断の各基準強度が定められています (P32 参照 ) また 等級区分を行っていない木材 ( 無等級材 ) についても基準強度が定められています 表機械等級区分構造用製材における 曲げヤング係数の基準 等級 E50 E70 E90 E110 E130 E150 曲げヤング係数 (GPa 又は10 3 N/mm 2 ) 3.9 以上 5.9 未満 5.9 以上 7.8 未満 7.8 以上 9.8 未満 9.8 以上 11.8 未満 11.8 以上 13.7 未満 13.7 以上 - 16 -
(3) 集成材の JAS ここでは 特に構造用集成材の概要について説明します なお 詳細については農林水 産省ホームページに掲載されている集成材の JAS を別途ご参照ください 構造用集成材のJASにおいて ラミナの等級区分には目視によるものと等級区分機 ( ラミナの曲げヤング係数を測定する機械 ) によるものがあり 等級区分機によるものでは下表の通り製材のJASと異なる曲げヤング係数の基準があります 同じ等級区分のラミナを積層したものを同一等級構成集成材 内層から外側に向かうにしたがい強度の高いラミナを配置して積層したものを異等級構成集成材といいます さらに 異等級構成集成材についてはラミナ構成に応じて対称構成 非対称構成 特定構成に分かれます 一般的によく用いられるのは 柱などの縦使いでは同一等級構成集成材 梁 桁などの横使いでは対称異等級構成集成材です 集成材の各基準強度は 平成 13 年国土交通省告示第 1024 号で定められています (P33 参照 ) 表等級区分機によるラミナの強度性能の基準 曲げヤング係数 曲げ強さ 引張り強さ 等級 (MPa 又はN/mm 2 ) (MPa 又はN/mm 2 ) (GPa 又は10 3 N/mm 2 ) 平均値下限値平均値下限値 L200 20.0 81.0 61.0 48.0 36.0 L180 18.0 72.0 54.0 42.5 32.0 L160 16.0 63.0 47.5 37.5 28.0 L140 14.0 54.0 40.5 32.0 24.0 L125 12.5 48.5 36.5 28.5 21.5 L110 11.0 45.0 34.0 26.5 20.0 L100 10.0 42.0 31.5 24.5 18.5 L 90 9.0 39.0 29.5 23.5 17.5 L 80 8.0 36.0 27.0 21.5 16.0 L 70 7.0 33.0 25.0 20.0 15.0 L 60 6.0 30.0 22.5 18.0 13.5 L 50 5.0 27.0 20.5 16.5 12.0 L 40 4.0 24.0 18.0 14.5 10.5 L 30 3.0 21.0 16.0 12.5 9.5 ラミナの引張り強さの基準については ラミナの幅方向の辺長に応じた下記の係数を乗じて数値を調整 する必要があります ( 詳細は集成材 JAS を参照してください ) 試験片の幅方向の辺長 (mm) 係数 150 以下 1.00 150 超 200 以下 0.95 200 超 250 以下 0.90 250 超 0.85-17 -
5. 木材の劣化 ここでは 木材を劣化させる主な原因について説明します (1) 腐朽腐朽は 木材腐朽菌により木材成分が分解されることによって生じます 木材腐朽菌が繁殖する条件として 温度 水分 酸素の 3 つが挙げられ そのうち1つでも条件が整わなければ木材腐朽菌は繁殖せず 腐朽が進行することはありません 木材を腐朽させずに長持ちさせるためには 3 条件の中で最もコントロールすることが可能な水分の管理が必要となります (2) シロアリ木材を加害する代表的な害虫としてシロアリがあります 和歌山県内で見られる主なシロアリはイエシロアリとヤマトシロアリで その他にはアメリカカンザイシロアリがあります イエシロアリは1つのコロニー ( 巣 ) が数十万 ~ 数百万頭と大きく 建物の下部から侵入し 上部の方まで食害するため 最も被害が大きいのが特徴です ヤマトシロアリも被害頻度の高い種類ですが コロニーは数万 ~ 数十万頭でありイエシロアリほどの被害は生じません アメリカカンザイシロアリは直接飛来 もしくは家具など輸入された木製品とともに建物に進入し 乾燥した木材を食害します ただし 湿気を嫌うため高温多湿の日本の環境では大発生することはなく 被害は散発的です (3) 紫外線主として直射日光に起因する紫外線は 木材の成分を分解する能力を持っています 屋外にさらされている木材には 紫外線の影響を受けることによって退色や材面が痩せる現象が見られます 紫外線による劣化は 腐朽やシロアリ被害ほど著しいものではありませんが 美観が損なわれたり 材面に発生する干割れに雨水が浸透して腐朽やシロアリ被害を誘発したりすることがあるので注意が必要です - 18 -
第 3 章 非住宅建築物の木造化 - 19 -
1. 紀州材を利用するにあたっての留意点 ここでは 非住宅木造建築物で紀州材を利用するに当たって 特に注意しておくべきこ とについて説明します (1) 住宅と非住宅建築物の相違点紀州材の主な用途は住宅資材であることから 住宅資材としての注文があった場合は速やかに紀州材を供給できる体制が比較的整っています 一方 公共施設や商業施設などの非住宅建築物では住宅と以下の点が異なるため 迅速に供給することが困難な場合があります 1 規模の違い住宅では延床面積が100~150m2 木材使用量が 15~20m 3 程度のものが中心ですが 非住宅建築物では住宅よりも規模の大きなものの割合が高くなります そのため 1 棟当たりの木材使用量も多くなります また 室内空間については住宅の場合は 4m のスパンでカバーできる場合が多いのに対して 非住宅の場合は住宅よりも大きな空間が求められる場合が多くなります さらに 階高についても住宅では 3m 材で十分対応できるのに対して 非住宅建築物の場合は 3m 材では高さが不足し 4m 材もしくはそれよりも長い材料で対応しなければならない場合があります 2 用途の多様性人の居住に用途が限定されている住宅と違い 非住宅建築物では様々な用途があり 用途に応じて建物の仕様が千差万別となるため 材料の規格化がきわめて困難といえます 3 需要の一過性 住宅は 1 棟当たりの規模が小さいものの 比較的安定した需要が存在します 一方 非住宅建築物では年度や地域によって需要に大きなバラツキがあります 以上の通り 非住宅建築物では比較的短期間で多くの木材が必要となるにも関わらず 規格化されていない木材を使用しなければならないことも多いため 非住宅建築物の建築 に当たっては計画段階から木材の調達について十分に考慮しておく必要があります - 20 -
(2) 木材の発注方式一般的には 建築工事の中身には木材の調達も含まれているので 建築工事の受注者が木材を調達します 一方 建築工事と木材調達を分けて発注する いわゆる分離発注方式があり 県内でも公共事業で採用されている事例があります 1 分離発注のメリット 地元の原木や地域の木材産業を活用するなど 発注者側の意向を強く反映させることができます また そのことによって地元が受ける恩恵を大きくすることができます 原木の手配から製材加工 乾燥など 木材の調達期間に余裕ができます 施工前の他の業務( 詳細設計等 ) と並行して調達を進めることができます 2 分離発注のデメリット 供給者側と需用者側で品質基準が一致していないと 材料の受け渡し時にトラブルが発生します 必要な木材の数量を詳細に把握していない段階で発注する場合が多いことから 施工時に木材の過不足が生じる可能性があります 木材を施工者側に引き渡すまで保管しておく必要があるため 使用までの品質管理や保管 横持ち ( 保管場所までの運搬 保管場所からの運搬 ) に手間やコストがかかります 以上のように分離発注にあたっては メリットだけでなくデメリットを十分に認識したうえで トラブルの発生を未然に防ぐよう努めねばなりません 特に JAS 製品を要求する設計にあっては 木材の仕様を明確に記載しておくことが重要です また 施工段階における木材の過不足に対応できるよう あらかじめ準備しておく必要があります - 21 -
(3) 必要とされる木材の量 木造建築に必要とされる木材の総量については 用途や規模にもよりますが床面積 1 m2 当たり約 0.20~0.25m 3 が目安です そのうち構造材として必要な数量は 70~80% です 延べ床面積 500 m2の木造建築を想定してみます ここでは 前述の目安のうち最大の数 値を用いて試算します この場合 必要な木材の量は 500 m2 0.25m 3 / m2 =125m 3 となります そのうち 構造材として必要な数量は 125m 3 0.80=100m 3 となります ちなみに 100m 3 という数字を 105mm 角 長さ 3m の柱材に換算すると 1m 3 当たり 30 本 であるので 100 30=3,000 本となり かなりの量であることがわかります では 100m 3 の木材を調達するために必要な原木 ( 丸太 ) の量はどうなるでしょうか? 製材品の場合 原木からの歩留まりは 60%~65% 程度ですが 必要とされる品質に満たないものも含まれますので 原木からの歩留まりを 50% と仮定します そうすると 必要な原木の量は 100m 3 /0.5=200m 3 となります なお 集成材の場合は製材品よりも原木からの歩留まりが低く さらに多くの原木が必 要となるのでご注意ください 原木の品質や集成材の仕様にもよりますが 歩留まりの目 安は 25~35% です このように 計画当初段階から大まかな木材使用量を試算することは 調達に必要な期 間やコストの試算に役立ちますので その後の設計を進めるうえでも非常に重要なことと いえます - 22 -
(4) 構造用材料としての紀州材調達 1 製材品の場合非住宅木造建築物に使用する紀州材を調達するに当たっては まずどのようなものが調達しやすいか また 逆にどのようなものが調達しにくいか ということをあらかじめ把握しておく必要があります 調達しやすいものは 住宅建築において規格材としてよく使用される寸法のもので それ以外の寸法については在庫が期待できず改めて製材加工する必要があったり 場合によっては原木から手配したりしなければならない場合もあります 調達しやすい製材品の長さ 3~4m のものが最も容易に調達可能 5~6m の場合は調達可能だが 3~4m より品薄 6m を超える長さのものは特注品となり 原木から手配する必要あり 調達しやすい製材品の断面 柱などで使用される 105mm 角 120mm 角が最も容易に調達可能 スギで幅が 105mm 又は 120mm の場合 梁せい ( 梁断面の長辺 ) が 300mm 以下のものが比較的調達しやすい ヒノキの場合 150mm 角までは比較的調達しやすい 大きな断面や長尺の製材品を調達する場合は 山林の資源状況 乾燥に要する期間 運搬上の支障の有無など 考慮すべき事項が多くなります 樹種についてはスギ ヒノキどちらも利用できますが コスト的な面ではスギの方が有利です 和歌山県は全国的に見てヒノキの蓄積量が多いのが特徴ですが それでもヒノキはスギに比べて成長が遅く 供給される原木の寸法がスギと比べて小振りであるため 梁や桁などの断面の大きなものにヒノキを使おうとすると 大幅にコストアップしてしまいます ヒノキはスギと比べて耐朽性が高いことから 床下の高湿環境下にある土台での利用や スギよりも傷が付きにくく 色のバラツキが少ないという特性を活かした内装材としての利用に適しているといえます - 23 -
2 集成材の場合県内で紀州材をラミナに用いた構造用集成材は生産されていないため 必ず注文生産となります 集成材の場合 断面が比較的小さなラミナから製造するので 大きな断面の木材あるいは長尺の木材を必要とする際 製材品のように原木寸法の制約を受けない 含水率 15% 以下までの乾燥が容易 というメリットがあります 6m を超える長尺の集成材を必要とする場合 希少な原木から製材品を生産するよりコスト的に優位になる場合もあります さらに 製材品を用いる場合に比べて金物によるシンプルな接合が可能で大空間を実現しやすいのも特徴です ただし 製材品と比べて原木からの歩留まりが低下するので より多くの原木が必要 県内に構造用集成材を生産できる工場がなく 地元に還元される恩恵が少ない などのデメリットがあります 構造用集成材の場合 樹種についてはコスト的な面からスギを使うのが一般的です なお ヒノキはスギに比べて全般的にヤング係数が高いので スギを使用する場合よ りも集成材の断面を小さくすることができます 内装材で使用する造作用集成材は県内でも生産されており 製材品の場合と同様に スギと比べて傷が付きにくくて色のバラツキが少ないヒノキがよく用いられます - 24 -
(5) 紀州材の強度性能一定の規模を超える木造建築においては 建築基準法の規定により構造計算が必要とされます (P30 参照 ) その場合 使用する木材がどれくらいの強度性能を持っているかを把握する必要があります 強度性能を把握する上で重要なのが曲げヤング係数です 以下の図は 和歌山県林業試 験場が調べた紀州材のスギ ヒノキ 105mm 正角材の曲げヤング係数の分布です 60 50 スギ 47.1 60 50 ヒノキ 48.8 出現率 (%) 40 30 25.7 24.8 出現率 (%) 40 30 32.2 20 10 0 0.0 0.9 1.5 0.0 規格外 E50 E70 E90 E110 E130 E150 20 10 0 9.4 9.1 0.0 0.0 0.6 規格外 E50 E70 E90 E110 E130 E150 等級 等級 図紀州材 ( スギ ヒノキ )105mm 正角材の曲げヤング係数分布 スギでは E90 ヒノキでは E110 の等級に最も出現頻度が高くなっていることがわかりま す なお 正角材よりも断面の大きな平角材の場合は 分布が全体的に低い等級側に移動 する傾向がありますのでご注意ください 以上のことから 紀州材を使用する場合 スギは E70 ヒノキは E90 を基準として設計を行えば基準以下の製品割合が少なく スムーズな調達が可能であるといえます 一方 スギで E110 以上 ヒノキで E130 以上を基準として設計してしまうと 基準を満たす材料が少ないために調達が非常に難しくなるということを理解しておく必要があります また 構造用集成材を使用する場合 ラミナのヤング係数が非常に重要となります 前述のデータは製材のJASに基づく機械等級区分であるため 集成材のJASに定められているラミナの等級区分とは異なりますが スギで L50 未満又は L110 以上 ヒノキで L70 未満又は L125 以上のラミナの出現頻度はあまり高くないことが想定されますので 紀州材をラミナに用いて製造する構造用集成材の強度等級を決めるうえでの参考となるでしょう - 25 -
(6) 木材の乾燥木材乾燥は 寸法安定性の向上をはじめ 軽量化 接着や塗装 防腐処理などの性能向上 腐朽や変色の予防などの理由から 必要不可欠な工程です 木材の乾燥方法は大きく分けて天然乾燥と人工乾燥があります 1 天然乾燥天然乾燥は主に屋外で太陽熱や風など自然のエネルギーのみを活用して乾燥せさる方法で 広い場所を必要とする以外 特に設備を必要としない 木材本来の香りや色つやを活かせるといったメリットがあります その一方で 写真天然乾燥 乾燥期間が長期にわたり 一般流通材の柱角でも数ヶ月 特に断面の大きなものでは 1 年を超える乾燥期間が必要となる場合もある 心持ち材の表面割れが発生しやすい 含水率が約 20% までしか下がらず それ以上乾燥させるためには人工乾燥が必要などのデメリットがあります 2 人工乾燥人工乾燥は乾燥設備を用いて人為的に乾燥させる方法で 蒸気式 除湿式 高周波式 減圧式などの方式があります また それらを組み合わせたハイブリッド式もあります 人工乾燥の主なメリットは 写真人工乾燥設備 天然乾燥と比べて大幅に乾燥期間を短縮( 柱角で 7~10 日程度 ) 天然乾燥では到達できない含水率まで乾燥させることが可能 心持ち材の表面割れを防ぐ乾燥も可能一方 デメリットは 乾燥設備が高価であるため 導入している工場が限られている 特に高温式の乾燥方法では 木材本来の色つやや香りが損なわれるなどが挙げられます 非住宅木造建築物では 特に調達期間の短縮 また 安定した品質の製材品が要求され る場合が多いことから 人工乾燥が優位といえます 天然乾燥によって木材を調達したい 場合は 乾燥に必要な期間 場所をはじめ 人工乾燥と比べて寸法安定性に劣ることから - 26 -
施工後の木材の変形について十分に考慮したうえで採用する必要があります 含水率は 対象となる木材の重量変化が完全になくなるまで乾かしてから測定すること で正確な数値を求めることができますが 実際に使用する木材ではそのようなことはでき ませんので 含水率計 ( 水分計 ) が用いられています 含水率計は 携行型のものと製材工場の生産ラインに組み込まれた設置型のものがあり ます 携行型は主に高周波式 設置型は主にマイクロ波式のものが使用されています 高周波式含水率計( 携行型 ) どこでも簡単に含水率を測定できるメリットがある一方 測定領域が材面から数 cm の範囲に限られ 柱角以上の断面の大きな木材では中心部の含水率状態が測定結果に反映されくいという難点があります 写真高周波式含水率計 マイクロ波式含水率計( 設置型 ) マイクロ波を材面から反対側の材面まで透過させて測定するため 中心部の含水率状態も測定結果に反映されるのが特徴です ただし 携行型と比べると設備費がかなり高価となります 写真マイクロ波式含水率計 ちなみに 製材の JAS において 構造用製材の含水率基準 ( 人工乾燥処理したもの ) は下表の通りです 表製材のJASにおける含水率の基準 ( 人工乾燥処理 ) 構造用製材 区分 表示 含水率の基準 仕上げ材 SD15 15% 以下 SD20 20% 以下 D15 15% 以下 未仕上げ材 D20 20% 以下 D25 25% 以下 構造用製材の乾燥材を調達する場合 寸法安定性を考慮すると含水率 15% 以下が望ましいのですが 構造用製材は乾燥が難しく 特にスギで断面の大きなものは 15% 以下の製品に限定して調達することは極めて困難だということを認識しておく必要があります そのため 構造用製材の乾燥材調達については含水率 20% 以下が目安といえます - 27 -
(7) 接合部の加工木材と木材をつなぎ合わせる接合部の加工については 従来は大工による手刻みによるものでしたが 現在は機械によるプレカット加工が主流となっています 住宅では 9 割以上がプレカットといわれており 工期短縮のため必要不可欠なものとなっています また 最近では非住宅木造建築物でも活用されています 主な接合方法は以下の通りです 写真プレカットされた材料 1 在来構法による接合木材同士のかみ合わせによって力を伝達する方法で 木造建築で最もよく用いられている接合方法です 金物はT 字型金物や羽子板ボルトなどで 補強のために用いられます 製材品 集成材のどちらにおいても使用されている接合方法です 2 金物工法による接合細い溝や穴あけなどシンプルな加工を施した部材を突き付けし 専用の金物で接合する方法です 在来工法の接合と比べ 木材の断面欠損が少ないというメリットがあります 構造部材が主として集成材の場合に使用されます 3 特殊金物による接合個別の接合部ごとに特注で生産した特殊金物を用いる接合方法です 在来構法や金物工法による接合で対応できない場合に用いられますが 特注品のため金物代が高くなります 県内にはいくつかのプレカット工場がありますが 金物工法の場合は工場によって使用できる金物メーカーが限定される場合があります また 特殊金物を用いる接合では 県内のプレカット工場で対応できない場合があります 県外のプレカット工場での加工や大工による手刻み加工が必要となれば 工期や建設コストに影響してくることになりますので注意が必要です - 28 -
(8) 木材の長寿命化のために第 2 章で述べたように 木材は腐朽やシロアリ 直射日光の影響を受けることがあります 特に床下や水回り付近は注意が必要です また 外壁や建物外部に構造材を露出させる場合は 施工上の配慮が欠かせません 例えば 風通しを良くする 庇を大きくとる 水はけを良くし 水を滞留させない 水を吸収しやすい木口を保護するなどが挙げられます 写真シロアリによる被害 また 木材そのものを長持ちさせるためには 防腐処理( 薬剤注入 ) した材料の使用 屋外用塗料による塗装( クリア系塗料は紫外線に弱いので注意 ) 熱処理木材の使用( 熱処理により強度性能が低下するため構造用材料では不可 ) など 使用箇所によって様々な処理を使い分けることも重要です - 29 -
2. 構造設計のポイント (1) 構造設計 木造建築であっても 正確な構造設計がなされ 施工されていれば 耐震性において も鉄筋コンクリ - ト造 (RC 造 ) や鉄骨造 (S 造 ) と比べて安全性に優劣はありません 1 木造建築で行わなくてはならない構造計算の方法は 規模によって異なります 建築物を木造とする際 階数が 3 以上 延床面積が 500 m2を超える 高さが 13m を超える又は軒高が 9m を超える場合のうち いずれかに該当する規模であるときには 構造計算が必要となります なお これらの規模に該当しない一般の木造 2 階建て住宅等においては 構造計算 を行う必要はありませんが 仕様規定を満たすものでなければなりません また 枠組壁工法やログハウス工法など特殊な構造方法については 別途国道交通 大臣が定めた技術的基準に適合させる必要があります 構造計算の方法としては 壁量計算 許容応力度計算( 一次設計 ) 保有水平耐力計算( 二次設計 ) 限界耐力計算( 損傷 安全 ) 時刻歴応答解析などがあります 詳細については 別途専門書 ( 例 : 建築物の構造関係技術基準解説書 ) をご参照ください - 30 -
2 設計法と使用材料 各計算方法と使用材料との関係は下表の通りです * 壁量計算 無等級材 JAS 構造用製材構造用集成材 LVL 等 新しい木質材料 許容応力度等計算 限界耐力計算 時刻歴応答解析 * 壁量計算は 戸建住宅を前提 延床面積 500 m2以下 3 構造計算を行う際の木材の許容応力度許容応力度とは 部材の抵抗力の限界を示す値です そのうち 長期に生ずる許容応力度とは 屋根などの固定荷重や家具などの積載荷重に対するものであり 短期許容に生ずる許容応力度とは 地震力 風圧力など短期的に加わる荷重に対する許容応力度を表します 長期及び短期に生ずる力に対する許容応力度は 建築基準法施行令第 89 条第 1 項において下表の通り定められています 表長期に生ずる力に対する許容応力度 (N/mm 2 ) 圧縮引張り曲げせん断 1.1Fc/3 1.1Ft/3 1.1Fb/3 1.1Fs/3 表短期に生ずる力に対する許容応力度 (N/mm 2 ) 圧縮引張り曲げせん断 2Fc/3 2Ft/3 2Fb/3 2Fs/3 上表の Fc Ft Fb Fs は それぞれ木材の種類及び品質に応じて国土交通大臣 が定める圧縮 引張り 曲げ及びせん断に対する基準強度 (N/mm 2 ) を表します なお 国土交通大臣が定める木材の各基準強度については 次の項目 4 の通り定められ ています - 31 -
4 製材及び集成材の基準強度 製材 ( 目視等級区分 機械等級区分 無等級 ) 及び集成材 ( 同一等級構成 対称異 等級構成 ) の基準強度は 以下の表の通り定められています 表製材の基準強度 ( 平成 12 年建設省告示第 1452 号より抜粋 ) 目視等級区分製材 樹種区分等級 すぎ 甲種構造材 甲種構造材 乙種構造材 基準強度 (N/mm 2 ) 圧縮 引張り 曲げ せん断 一級 30.6 22.8 38.4 二級 27.0 20.4 34.2 三級 23.4 17.4 28.8 一級 30.6 18.6 30.6 二級 27.0 16.2 27.0 三級 23.4 13.8 23.4 一級 21.6 16.2 27.0 二級 20.4 15.6 25.8 三級 18.0 13.8 22.2 一級 21.6 13.2 21.6 1.8 二級 20.4 12.6 20.4 三級 18.0 10.8 18.0 ひのき 2.1 乙種構造材 機械等級区分製材 樹種ひのきすぎ 等級 基準強度 (N/mm 2 ) 圧縮引張り曲げせん断 E50 11.4 8.4 13.8 E70 18.0 13.2 22.2 E90 24.6 18.6 30.6 E110 31.2 23.4 38.4 2.1 E130 37.8 28.2 46.8 E150 44.4 33.0 55.2 E50 19.2 14.4 24.0 E70 23.4 17.4 29.4 E90 28.2 21.0 34.8 E110 32.4 24.6 40.8 1.8 E130 37.2 27.6 46.2 E150 41.4 31.2 51.6 無等級材 樹種基準強度 (N/mm 2 ) 圧縮引張り曲げせん断ひのき 20.7 16.2 26.7 2.1 すぎ 17.7 13.5 22.2 1.8-32 -
表同一等級構成集成材 ( ラミナの積層数 4 枚以上 ) の基準強度 ( 平成 13 年国土交通省告示第 1024 号より抜粋 ) 強度等級 基準強度 (N/mm 2 ) 圧縮引張り曲げ せん断めり込み E190-F615 50.3 43.9 61.5 E170-F540 44.6 38.9 54.0 E150-F465 39.2 34.2 46.5 E135-F405 33.4 29.2 40.5 E120-F375 30.1 26.3 37.5 E105-F345 28.1 24.5 34.5 E95-F315 26.0 22.7 31.5 E85-F300 24.3 21.2 30.0 E75-F270 22.3 19.4 27.0 E65-F255 20.6 18.0 25.5 E55-F225 18.6 16.2 22.5 曲げの基準強度は 上表の値に対して下表に示す集成材の厚さ方向の辺長に対する係数を乗じた値 辺長 (mm) 係数 辺長 (mm) 係数 100 以下 1.00 200 超 250 以下 0.90 100 超 150 以下 0.96 250 超 300 以下 0.89 150 超 200 以下 0.93 300 超 0.85 ひのき積層方向 3.6 幅方向 3.0 すぎ積層方向 2.7 幅方向 2.1 ひのき 7.8 すぎ 6.0 表対称異等級構成集成材の基準強度 ( 平成 13 年国土交通省告示第 1024 号より抜粋 ) 基準強度 (N/mm 2 ) 強度等級曲げ圧縮引張り積層方向 幅方向 E170-F495 38.4 33.5 49.5 35.4 E150-F435 33.4 29.2 43.5 30.6 E135-F375 29.7 25.9 37.5 27.6 E120-F330 25.9 22.4 33.0 24.0 E105-F300 23.2 20.2 30.0 21.6 E95-F270 21.7 18.9 27.0 20.4 E85-F255 19.5 17.0 25.5 18.0 E75-F240 17.6 15.3 24.0 15.6 E65-F225 16.7 14.6 22.5 15.0 E65-F220 15.3 13.4 22.0 12.6 E55-F200 13.3 11.6 20.0 10.2 せん断 ひのき積層方向 3.6 幅方向 3.0 すぎ積層方向 2.7 幅方向 2.1 めり込み ひのき 7.8 すぎ 6.0 積層方向の曲げの基準強度は 上表の値に対して下表に示す集成材の厚さ方向の辺長に対する係数を乗じた値 辺長 (mm) 係数 辺長 (mm) 係数 100 以下 1.13 750 超 900 以下 0.89 100 超 150 以下 1.08 900 超 1050 以下 0.87 150 超 200 以下 1.05 1050 超 1200 以下 0.86 200 超 250 以下 1.02 1200 超 1350 以下 0.85 250 超 300 以下 1.00 1350 超 1500 以下 0.84 300 超 450 以下 0.96 1500 超 1650 以下 0.83 450 超 600 以下 0.93 1650 超 1800 以下 0.82 600 超 750 以下 0.91 1800 超 0.80-33 -
(2) 構造計画 中大規模建築物の構造計画では 広い空間をつくる 高い空間をつくる 開放的 な空間をつくる ことが求められます 1 広い空間をつくる 戸建住宅では 8~12 畳の部屋をつくるのに 2~3 間 (3.64~5.46m) のスパンが求 められますが 中大規模建築物ではさらに広い空間が必要となってきます その 留意点 としては 鉛直荷重に対する小屋梁 床梁の強度 剛性 入手可能な木材の長さを踏まえた継手仕様 配置 耐力壁間の距離増大に対する水平構面の強度 剛性 クリ-プ変形絶対量の増大 乾燥による断面 材軸方向の縮み 床の遮音 防振性能などが考えられます この場合 主な木材の使用方法は以下のア ~ エの通りです ア大断面集成材 LVL 等でスパンを飛ばす 品質 強度性能が保証された木質系材料 ( エンジニアードウッド ) を使用します 写真 8m スパンの教室の床を支える大断面集成材の梁 - 34 -
イ鋼材を組み合わせてスパンを飛ばす 定尺材を基本にし 長スパン部分に鋼材を組み合わせます 写真 7.2m スパンの床を支える溝形鋼ハイブリッド梁 - 35 -
ウ小中断面材を組み合わせてスパンを飛ばす 力学的に強い形を作ることで 小中断面材を使えるようにします 写真茂木町中心市街地拠点施設 ( 仮称 ) の屋根架構 ( 写真提供 : 山田憲明構造設計事務所 ) エ太く長い丸太や大断面の製材でスパンを飛ばす 地域で供給可能な大径材や長尺材を活かします 写真地元の丸太や太鼓材が使われた庁舎 ( 五木村役場 ) - 36 -
2 高い空間をつくる戸建住宅の階高はせいぜい 3m 程度であるのに対し 学校や庁舎 工場の中大規模木造建築では 3.5m~6m 程度の階高になります 材長としては定尺の 4~6m 材で足りますが 様々な力学的課題が生じます その際 留意点 としては 柱の座屈 壁面積 受風面積の増大による地震 風圧荷重の増大 水平荷重時における耐力壁両端柱変動軸力の増大 受風外壁 柱の面外応力 変形の増大などが考えられます この場合 木材の主な使用方法は以下のア イの通りです ア大断面集成材 LVL 大断面製材の使用 品質 強度性能が保証された木質系材料 ( エンジニアードウッド ) を使います 写真大断面集成材を用いた吹抜け空間周りの柱 - 37 -
イ小中断面材の組み合わせ トラス 重ね 合板重複柱等を使います 写真トラス柱を用いた教会 ( 駿府協会 ) 壁の後ろに透けて見えているのがトラス柱 ( 写真提供 : 金箱構造設計事務所 ) - 38 -
3 開放的な空間をつくる 例えば 校舎では窓側や廊下側の採光 通風 眺望のための大きな開口が必要とさ れ また 庁舎などの広大な執務 接客空間では壁を設けにくくなります その際 留意点 としては 耐力要素設置スペースの限定 吹抜け部の床水平構面の剛性 強度 吹抜け部に面する外壁 柱の面外座屈補剛 耐風などが考えられます この場合 木材の主な使用方法は以下のア ~ ウの通りです ア高耐力壁の使用 高倍率の耐力壁を用いることで開放性を確保できます 写真 2 重耐力壁が使われた事例 - 39 -
イラーメン構造の採用 耐力壁に頼らないラ - メン構造で開放性を確保できます 写真東北大学大学院環境科学研究科エコラボ ( 写真提供 : 山田憲明構造設計事務所 ) - 40 -
ウ強固な耐震コア (RC 造や S 造 ) の設置 耐震コアを設けて水平力を集中的に負担させます 写真耐震コア (RC 造 防火壁の役割を兼ねる ) - 41 -
参考 最近の中大規模木造建築における動向平成 22 年に 公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律 が施行されて以降 中大規模建築物における木材利用の意識が高まりつつあります そのような状況のもと 地域の木材を中大規模木造建築で使用するために 新たな試みも行われています [ 例 ] 組立梁 ( 重ね梁 ) 大断面集成材の代わりに 一定の大きさの製材品を重ねて一体化し 梁せいを大きくしたものです 写真組立梁 (3 本の製材品を三段重ねし 梁せいを 800mm としたもの ) また 中大規模の木造建築物では接合部を強化した木質ラ-メン構造がよく採用されています ラーメン構造とは 長方形状に組まれた部材同士の接合部が変形しないよう剛接合されたものを表します 木質ラーメン構造では 柱脚及び柱 梁接合部に係る力 ( モーメント ) に抵抗するため 強固な接合方法が必要とされます 以下に木質ラーメン構造における接合方法の例を示します 鋼板挿入ドリフトピン接合部材にスリットを設けて鋼板を挿入し あらかじめ空けられた先穴に鋼材の丸棒 ( ドリフトピン ) を打ち込んで形成する接合方法です ドリフトピン 写真鋼板挿入ドリフトピン接合 - 42 -
鉄筋挿入接着工法 ( グルードインロッド GIR) 木材に鋼棒を挿入し 樹脂系接着剤で包埋して鋼棒の引き抜き抵抗を高める接合方法 です ラグスクリューボルト (LSB) 接合 大型の木ねじ状金物である LSB を 引張りのみを伝達する接合部に使用する接合方 法です 上記以外にも様々な工法があり 併せてそれらの設計法の整備も進められています - 43 -
3. 木造 木質化にかかる耐火 防火のポイント 大規模な建築物や不特定または多数の人が利用する建築物では 火災が発生した場合 人命への危険性や周辺へ被害が広がる可能性が高くなります 建築基準法では このような建築物に対して火災により建築物が倒壊することがないように 火災に対する防火措置を施さないまま木造等で建設することを制限し 地域 規模または用途に応じて耐火建築物または準耐火建築物としなければならないと規定しています (1) 耐火 準耐火 1 高さが13mを又は軒の高さが9mを超える木造建築物は原則として耐火建築物にする必要がありますが 技術的基準 ( 用途により異なります ) に適合する場合は 耐火要件が緩和されます 延べ面積が3,000m2を超える木造建築物は耐火建築物にする必要があります 関係法令 建基法 21 条 : 大規模の建築物の主要構造部 1 高さが 13m 又は軒の高さが 9m を超える建築物 ( その主要構造部 ( 床 屋根及び階段を除く ) の政令で定める部分の全部又は一部に木材 プラスチックその他の可燃材料を用いたものに限る ) は 第 2 条第九号の二イに掲げる基準に適合するものとしなければならない ただし 構造方法 主要構造部の防火の措置その他の事項について防火上必要な政令で定める技術的基準に適合する建築物 ( 政令で定める用途に供するものを除く ) は この限りでない 2 延べ面積が 3,000 m2を超える建築物 ( その主要構造部 ( 床 屋根及び階段を除く ) の前項の政令で定める部分の全部又は一部に木材 プラスチックその他の可燃材料を用いたものに限る ) は 第 2 条第九号の二イに掲げ基準に適合するものとしなければならない 建基法施行令 109 条の 4: 法 21 条第 1 項の政令で定める部分 建基法施行令 129 条の 2 の 3: 主要構造部を木造とすることができる大規模の建築物の技術的基準等 建基法 2 条九の二 : 耐火建築物 - 44 -
2 建物の用途 床面積や階数 また防火地域や準防火地域内外によって 次表の通り 耐火上の要件が定められています 防火地域準防火地域その他の地域 耐火建築物 準耐火建築物 耐火建築物 準耐火建築物 技術的基準 耐火建築物 1 集会場 3 階以上の階 3 階以上の階 3 階以上の階 客席の床面積客席の床面積客席の床面積 200 m2以上 200 m2以上 200 m2以上 階数が 3 以上左記以外地階を除く 500 m2超地階を 準耐火建築物 100m2超 階数が4 以上 1,500m2 除く階数 1,500m2超 以下 が3 2 病院 3 階以上の階 2 階が 3 階以上の階 2 階が 3 階以上の階 2 階が 診療所 300m2以上 300m2以上 300m2以上 共同住宅 宿泊施設 階数が3 以上 左記以外 地階を除く 500m2超 地階を 保育所 100m2超 階数が4 以上 1,500m2 除く階数 老人ホーム 1,500m2超 以下 が3 ケアハウス 3 学校 3 階以上の階 2,000m2 3 階以上の階 2,000m2 3 階以上の階 2,000m2 幼稚園 以上 以上 以上 体育館 博物館 階数が3 以上 左記以外 地階を除く 500m2超 地階を 美術館 100m2超 階数が4 以上 1,500m2 除く階数 図書館 1,500m2以上 以下 が3 4 店舗 3 階以上の階 2 階が 3 階以上の階 2 階が 3 階以上の階 2 階が 3,000m2以上 500m2以上 3,000m2以上 500m2以上 3,000m2以上 500m2以上 階数が3 以上 左記以外 地階を除く 500m2超 地階を 100m2超 階数が4 以上 1,500m2 除く階数 1,500m2以上 以下 が3 5 事務所 階数が3 以上 左記以外 地階を除く 500m2超 地階を 畜舎 100m2超 階数が4 以上 1,500m2 除く階数 1,500m2以上 以下 が3 注 : 平成 27 年 6 月の法第 21 条及び法第 27 条の改正により 以下の場合に 大断面木材などを活用して耐火性の高い材料で被覆する等の措置によらずに準耐火構造等にできることとなりました ア延べ面積が3,000m2を超える大規模な建築物について火災の拡大を3,000m2以内に抑える防火壁等を設けた場合 ( 法第 21 条 ) イ 3 階建ての学校等について 天井の不燃化又は庇 バルコニーの措置など 区画を超えた早期の延焼を防止する措置を講じた場合 ( 法第 27 条 ) - 45 -
関係法令 建基法 27 条 : 耐火建築物又は準耐火建築物としなければならない特殊建築物 建基法別表第 1 建基法 61 条 : 防火地域内の建築物 防火地域内においては 階数が3 以上であり 又は延べ面積が100m2を超える建築物は耐火建築物とし その他の建築物は耐火建築物又は準耐火建築物としなければならない ただし 次の各号の一に該当するものは この限りでない ( 以下略 ) 建基法 62 条 : 準防火地域内の建築物 準防火地域内においては 地階を除く階数が4 以上である建築物又は延べ面積が 1,500m2を超える建築物は耐火建築物とし 延べ面積が500m2を超え1,500m2以下の建築物は耐火建築物又は準耐火建築物とし 地階を除く階数が3である建築物は耐火建築物 準耐火建築物又は外壁の開口部の構造及び面積 主要構造部の防火の措置その他の事項について防火上必要な政令で定める技術的基準に適合する建築物としなければならない ただし 前条第二号に該当するものは この限りでない 3 建築物を準耐火建築物とするには 次の 3 通りの方法があります ア主要構造部準耐火構造 ( 建基法 2 条九号の三イ ): 全ての主要構造部を準耐火構造と して一定時間 建物が崩壊しないようにします - 46 -
イ外壁耐火構造 ( 建基法 2 条九号の三ロ ): 外壁を耐火構造として 一定時間建物が崩 壊しないようにします ウ主要構造部不燃材料 ( 建基法 2 条九号の三ロ ): 主要構造部を不燃材料等で作り 一 定時間 建物が崩壊しないようにします - 47 -
関係法令 建基法 2 条九号の三 : 準耐火建築物 耐火建築物以外の建築物で イ又はロのいずれかに該当し 外壁の開口部で延焼のおそれのある部分に前号ロに規定する防火設備を有するものをいう イ主要構造部を準耐火構造としたものロイに掲げる建築物以外の建築物であって イに掲げるものと同等の準耐火性能を有するものとして主要構造部の防火の措置その他の事項について政令で定める技術的基準に適合するもの 建基法 2 条七号の二 : 準耐火構造 壁 柱 床その他の建築物の部分の構造のうち 準耐火性能 ( 通常の火災による延焼を抑制するために当該建築物の部分に必要とされる性能をいう 第九号の三ロ及び第 27 条第 1 項において同じ ) に関して政令で定める技術的基準に適合するもので 国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたものをいう 建基法施行令 107 条の2: 準耐火性能に関する技術的基準 法第 2 条第七号の二の政令で定める技術的基準は 次に掲げるものとする 一次の表に掲げる建築物の部分にあっては 当該部分に通常の火災による火熱が加えられた場合に 加熱開始後それぞれ次の表に掲げる時間構造耐力上支障のある変形 溶融 破壊その他の損傷を生じないものであること 間仕切壁 ( 耐力壁に限る ) 壁外壁 ( 耐力壁に限る ) 柱床はり屋根 ( 軒裏を除く ) 階段 45 分間 45 分間 45 分間 45 分間 45 分間 30 分間 30 分間 二壁 床及び軒裏 ( 外壁によって小屋裏又は天井裏と防火上有効に遮られているものを除き 延焼のおそれのある部分に限る 第 115 条の2の2 第 1 項及び第 129 条の2の3 第 1 項において同じ ) にあっては これらに通常の火災による火熱が加えられた場合に 加熱開始後 45 分間 ( 非耐力壁である外壁の延焼のおそれのある部 - 48 -
分以外の部分及び軒裏 ( 外壁によって小屋裏又は天井裏と防火上有効に遮られているものを除き 延焼のおそれのある部分以外の部分に限る ) にあっては 30 分間 ) 当該加熱面以外の面 ( 屋内に面するものに限る ) の温度が可燃物燃焼温度以上に上昇しないものであること 三外壁及び屋根にあっては これらに屋内において発生する通常の火災による火熱が加えられた場合に 加熱開始後 45 分間 ( 非耐力壁である外壁の延焼のおそれのある部分以外の部分及び屋根にあっては 30 分間 ) 屋外に火災を出す原因となるき裂その他の損傷を生じないものであること 建基法施行令 109 条の3: 主要構造部を準耐火構造とした建築物と同等の耐火性能を有する建築物の技術的基準 法第 2 条第九号の三ロの政令で定める技術的基準は 各号のいずれかに掲げるものとする 一外壁が耐火構造であり かつ 屋根の構造が法第 22 条第 1 項に規定する構造であるほか 法第 86 条の4の場合を除き 屋根の延焼のおそれのある部分の構造が 当該部分に屋内において発生する通常の火災による火熱が加えられた場合に 加熱開始後 20 分間屋外に火炎を出す原因となるき裂その他の損傷を生じないものとして 国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたものであること 二主要構造部である柱及びはりが不燃材料で その他の主要構造部が準不燃材料で造られ 外壁延焼のおそれのある部分 屋根及び床が次に掲げる構造であること イ外壁の延焼のおそれのある部分にあっては 防火構造としたものロ屋根にあつては 法第 22 条第 1 項に規定する構造としたものハ床にあっては 準不燃材料で造るほか 3 階以上の階における床又はその直下の天井の構造を これらに屋内において発生する通常の火災による火熱が加えられた場合に 加熱開始後 30 分間構造耐力上支障のある変形 溶融 き裂その他の損傷を生じず かつ 当該加熱面以外の面 ( 屋内に面するものに限る ) の温度が可燃物燃焼温度以上に上昇しないものとして 国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたものとしたもの - 49 -
4 主要構造部を準耐火構造にするには 燃えしろ設計 という方法があります 木造建築物を準耐火建築物とするには 石膏ボード等の防火被覆材を用いて木材を被覆する方法以外にも 燃えしろ設計 により 木の躯体を現しに見せたまま木造の準耐火構造とすることも可能となっています 燃えしろ設計とは 想定火災中に建物が崩壊しないように 燃えるであろう寸法を構造上 必要な寸法に付加したものです 燃えしろ設計は長期荷重を支持するすべての柱と梁に対 してチェックを実施します 想定した断面から所定の燃えしろ寸法を差し引きます 基本は 4 面ともに差し引きます この断面に長期荷重が生じた時の応力度が短期許容応力 度を超えないようにします 超えた場合は もとの断面を大きくします 燃えしろ寸法は次表の通りです 大規模木造建築物 ( 法 21 条 令第 129 条の2の3 S62 建告第 1901 号 1902 号 ) 準耐火構造 (H12 建告第 1358 号 ) 1 時間準耐火構造 (H12 建告第 1380 号 ) 集成材 LVL 25mm 35mm 45mm 製材 30mm 45mm 60mm 大規模木造は高さ 13m 軒高 9m を超え 床面積 3,000 m2以下 地上 2 階建て以下の建物 製材は集成材よりも節等による強度のばらつきが大きいので燃えしろ寸法が大きい 燃え方は同じ - 50 -
関係法令 建基法施行令 107 条の2: 準耐火性能に関する技術的基準 平 12 建告 1358 号 : 準耐火構造の構造方法を定める件 昭 62 建告 1901 号 : 通常の火災時の加熱に対して耐力の低下を有効に防止することができる主要構造部である柱またははりを接合する継手又は仕口の構造方法を定める件 昭 62 建告 1902 号 : 通常の火災により建築物全体が容易に倒壊するおそれのない構造であることを確かめるための構造計算の基準を定める件 5 建築物を耐火建築物とするには 次の 3 通りの方法があります アルート A( 仕様基準 ): すべての主要構造部を耐火構造として 建物が崩壊しない ようにします 木造耐火構造とするには次の方法があります 方策 1( 被覆型 ): 木構造部を耐火被覆し燃焼 炭化しないようにします 方策 2( 燃え止まり型 ): 加熱中は燃えしろ ( 木材 ) が燃焼し 加熱終了後 燃え止まり層 ( モルタル 薬剤処理木材等 ) で燃焼を停止させます 方策 3( 鉄骨内蔵型 ): 加熱中は燃えしろ ( 木材 ) が燃焼し 加熱終了後 燃えしろ木材が鉄骨の影響で燃焼を停止します 方策 1 は最初から燃えないように耐火被覆をします ( 耐火被覆を厚くする ) 方策 2 3 は木材表面に一旦着火するが途中で燃え止まる工夫をします ( 断面構成を工夫する ) - 51 -
イルート B( 性能基準 ): 国土交通省告示 耐火性能検証法により耐火建築物として の性能を有することを検証します 天井を高くしたり 大きい空間とすることで火災時に熱をこもりにくくします ウルート C( 性能基準 ): 高度な検証方法で建築物の耐火性能を確保し 大臣認定を 取得します 火源と木材を離して火災時に木材に着火しないようにします 6 一棟の木造建築物が耐火構造部分によって分断されている場合は それぞれの部分 を別棟の建物として扱うことができます 一棟の木造建築物において 耐火構造部分によって分断されている場合 それぞれ を別棟の建物として扱い 耐火構造に関する規定を適用させることができます 関係法令 国住指第 2391 号 : 部分により構造を異にする建築物の解釈について 部分により構造を異にする建築物の棟の解釈については 住宅局建築防災課長通達 部分により構造を異にする建築物の解釈について において 主要構造部を耐火構造とした建築物の部分と主要構造部の全部又は一部を木造とした建築物の部分とが相接して一連になっており ( 上下に接続する部分を除く ) かつ 当該建築物が一定の条件に適合している場合には 建築基準法及び同法施行令中建築物の一棟の延べ面積の規模に応じて適用される規定の運用にあたり それぞれの建築物の部分を別棟のものと解釈できる ( 以下略 ) 7 官公庁施設には国設計基準とは別の耐火制限があります 国設計基準の耐火制限は建築基準法の規定と同じですが それとは別に 官公庁施設の建設等に関する法律では 準防火地域内で延べ面積が 300m2をこえる庁舎及び延べ面積が1,000m2をこえる庁舎については 耐火建築物としなければならないとしています - 52 -
関係法令 官公庁施設の建設等に関する法律:7 条庁舎の構造 左の各号の一に該当する庁舎を建築するときは これを耐火建築物としなければならない一号都市計画法第 8 条第 1 項第五号の準防火地域で延べ面積が300m2をこえる庁舎二号延べ面積が 1,000 m2をこえる庁舎 - 53 -
(2) 防火 内装制限 1 防火地域 準防火地域及び特定行政庁が指定する区域内にある建築物の屋根は 一 定の防火性能を持たせる必要があります 市街地における火災の危険を防ぐために 都市計画によって 地域を限って 防火地域 や 準防火地域 が指定されています ( 都市計画法 9 条 20 項 ) 建築基準法では これらの地域区分に応じた階数や規模を定め 建築物の構造を制限しています またその他に 特定行政庁 ( 市町村に建築主事のいる市町村長 いない場合は都道府県知事 ) が 屋根からの火の粉による延焼を防止するために 22 条区域 を指定しています ア防火地域内の制限 ( 法 61 条 ): 防火地域では 2 階建以下で延べ面積が 100m2 以内の ものであれば準耐火建築物の木造とすることができますが それ以外は耐火建築物と しなければなりません イ準防火地域内の制限 ( 法 62 条 ): 準防火地域では 2 階建以下で延べ面積が500m2 以下のものであれば 耐火 準耐火建築物以外の木造とすることができます また 耐火 準耐火建築物以外の木造建築物であっても延べ面積が500m2 以下であれば 一定の防火措置を行うことにより3 階建てとすることができます 木造準耐火建築物であれば 3 階建以下で 延べ面積が1,500m2 以下のものが建てられます 関係法令 建基法 63 条 : 屋根 防火地域又は準防火地域内の建築物の屋根の構造は 市街地における火災を想定した火の粉による建築物の火災の発生を防止するために屋根に必要とされる性能に関して建築物の構造及び区分に応じて政令で定める技術的基準に適合するもので 国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたものとしなければならない 建基法施行令 136 条の2の2: 防火地域又は準防火地域内の建築物の屋根の性能に関する技術的基準 平 12 建告 1361 号 : 特定行政庁が防火地域及び準防火地域以外の市街地について指定する区域内における屋根の構造方法を定める件 - 54 -
平 12 建告 1365 号 : 防火地域又は準防火地域内の屋根の構造方法を定める件 建基法 22 条 : 屋根 特定行政庁が防火地域及び準防火地域以外の市街地について指定する区域内にある建築物の屋根の構造は 通常の火災を想定した火の粉による建築物の火災の発生を防止するために屋根に必要とされる性能に関して建築物の構造及び用途の区分に応じて政令で定める技術的基準に適合するもので 国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたものとしなければならない ( 以下略 ) 建基法施行令 109 条の5: 法第 22 条第 1 項の市街地の区域内にある建築物の屋根の性能に関する技術的基準 平 12 建告 1361 号 : 特定行政庁が防火地域及び準防火地域以外の市街地について指定する区域内における屋根の構造方法を定める件 ウ 22 条区域の制限 ( 法 22 条 ):22 条区域では屋根不燃と外壁の延焼のおそれのある部 分を準防火性能とすること等が求められます 関係法令 建基法 23 条 : 外壁 前条第 1 項の市街地の区域内にある建築物 ( その主要構造部の第 21 条第 1 項の政令で定める部分が木材 プラスチックその他の可燃材料で造られたもの ( 中略 ) に限る ) は その外壁で延焼のおそれのある部分の構造を 準防火性能 ( 中略 ) に関して政令で定める技術的基準に適合する土塗壁その他の構造で 国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたものとしなければならない 建基法施行令 109 条の4: 法第 21 条第 1 項の政令で定める部分 建基法施行令 109 条の6: 準防火性能に関する技術的基準 平 12 建告 1362 号 : 木造建築物の外壁の延焼のおそれのある部分の構造方法を定める件 - 55 -
2 不特定または多数の人が利用したり 就寝に利用したりする建築物 ( 特殊建築物 ) 場合にはその用途や規模により 内装について制限があります 内装制限の対象となる建築物の用途や規模等 制限の内容は次表に示す通りです 1 集会場客席 400 m2 2 病院 診療所 ( 病室があ 耐火建築物準耐火建築物その他内装箇所 ( 天井 壁 ) 仕上材料 るものに限る ) 共同住 3 階以上の合計 2 階部分 300m2 床面積の合計 宅 宿泊施設 保育所 300m2 *3 200m2 老人ホーム ケアハウス 3 博物館 美術館 図書館 居室 *1 難燃 *2 通路等準不燃 3 階以上の合計床面積の合計居室 *1 難燃 *2 4 店舗 2 階部分 500m2 1,000m2 200m2通路等準不燃 5 事務所 地階 (124) すべて 排煙上無窓の居室床面積 >50 m2の無窓の居室 採光上無窓の居室 調理室 ボイラー室など の火気使用室 ( 住宅以外 ) 階数 3 以上 : 延べ面積 >500 m2 階数 2: 延べ面積 >1,000 m2 階数 1: 延べ面積 >3,000 m2 階数 3 以上 : 延べ面積 >500 m2 階数 2: 延べ面積 >1,000 m2 階数 1: 延べ面積 >3,000 m2 *1: 床面からの高さが 1.2m 以下の壁の部分は制限対象外 客席 100 m2 居室 *1 すべて火気使用室 居室 *1 難燃 *2 通路等準不燃 難燃 *2 通路等準不燃 居室 *1 難燃 *2 通路等準不燃 居室 通路等準不燃 居室 通路等準不燃 施行令 20 条による採光に有効な開口部面積の不足す居室 通路等準不燃居室すべて 準不燃 *2:3 階以上に居室のある建築物の天井は準不燃とする *3: 耐火建築物又は準耐火建築物 ( イ準耐のみ ) であって 床面積 100 m2 ( 共同住宅の住戸は 200 m2 ) 以内ごとに 耐火構造若しくは準耐火構造の床 壁 防火構造で区画されている居室は対象外 関係法令 建基法 35 条の2: 特殊建築物等の内装 建基法施行令 128 条の3の2: 制限を受ける開口部を有しない居室 建基法施行令 128 条の4: 制限を受けない特殊建築物等 建基法施行令 129 条 : 特殊建築物の内装 - 56 -
3 内装制限にかかわらず 木材が内装に使用できる場合があります 内装制限により木材の使用は制限されますが 次の場合は内装制限にかかわらず木材 を使用することができます ア内装制限は壁及び天井が対象ですので 床に使用することができます イ床面から1.2 mまでの壁について内装制限の対象外となっている場合 ( 前表参照 ) は 木材が使用できます ウ天井と壁を難燃材料にしなければならない場合 それに替えて天井に準不燃材とすれば 壁には木材の使用ができます エ病院等 ( 前表の2) で耐火建築物の場合 床面積 100m2 ( 共同住宅の住戸は200m2 ) 以内ごとに 耐火構造若しくは準耐火構造の床 壁 防火構造で区分されている居室は内装制限の対象外ですので木材が使用できます オ特殊建築物においては スプリンクラー設備等の消火設備と排煙設備を設けた建築物の部分については内装制限は適用しないので 木材が使用できます カ学校等 ( 学校 幼稚園 体育館 ) は内装制限の対象建築物から除外されています ただし 火気使用室 地階 無窓居室及びその避難路は内装制限を受けます キ木質材料の場合でも不燃材料等の認定を取ることにより内装制限がかかっている箇所での使用が可能です 関係法令 平 12 建告 1439 号 : 難燃材料でした内装の仕上げに準ずる仕上げを定める件 建基法施行令 129 条 : 特殊建築物の内装 7 前各項の規定は スプリンクラー設備 水噴霧消火設備 泡消火設備その他これらに類するもので自動式のもの及び第 126 条の2の規定に適合する排煙設備を設けた建築物の部分については 適用しない 建基法施行令 126 条の2: 排煙設備 1 項二学校 体育館 ボーリング場 スキー場 スケート場 水泳場又はスポーツの練習場 ( 以下 学校等 という ) 建基法 2 条九号 : 不燃材料 建基法施行令 1 条五号 : 準不燃材料 五準不燃材料建築材料のうち 通常の火災による火熱が加えられた場合に 加熱開始後 10 分間第 108 条の2 各号 ( 建築物の外部の仕上げに用いるものにあって - 57 -
は 同上第一号及び第二号 ) に掲げる要件を満たしているものとして 国土交通大 臣が定めたもの又は国土交通大臣の認定を受けたものをいう 建基法施行令 1 条六号 : 難燃材料 建基法施行令 108 条の2: 不燃性能及びその技術的基準 平 12 建告 1400 号 : 不燃材料を定める件 平 12 建告 1401 号 : 準不燃材料を定める件 平 12 建告 1402 号 : 難燃材料を定める件 4 2015 年 6 月に木造建築物に関連する建築基準法令が改正されました 延べ面積 3,000m2を超える建築物も防火壁等で区画することで 耐火建築物によらず設計できようになりました この場合 建物は一棟として考えるため 階段等の避難施設は建物全体で計画できますが 耐火構造部分によって分断され別棟となる場合は 建物がいくつかに分かれるので 棟ごとに避難施設が完結することが原則となります - 58 -
第 4 章 和歌山県内の木造事例 - 59 -
(1) あがら花まる 所在地 : 御坊市 構 造 : 木造平屋建て 建築面積 : 549.85 m2 延床面積 : 528.33 m2 設 計 : デザインオフィス スタジオパートスリー 施 工 : ( 株 ) 古部組 設計コンセプト地域密着型の在宅介護複合施設です 木造平屋建てで介護される方 また介護するほうも使いやすい建物になっています 紀州材を構造 仕上げに多用し落ち着いた仕上げになるようご提案しました - 60 -
(2) 粋の杜 ( きのもり ) 1 階 2 階 所在地 : 和歌山市 設計コンセプト 構 造 : 木造 ( 軸組工法 )2 階建て 11 室の住宅型有料老人ホームです 隣接している 湧れ 建築面積 : 191.34 m2 延床面積 : 336.66 m2 の杜 ( ながれのもり ) との連続性を保つために建物前面に ウッドデッキを設け 既存施設ならびに地域の方とのコミ 設 計 : ( 株 ) キューブ建築研究所 ュニケーションを図るように計画しました 施工 : 大浦建設 ( 株 ) 中庭のウッドデッキを囲むように共用スペースを配置し 個室等プライバシーにも配慮した温かい建物です - 61 -
(3) 藤並学童クラブ 所在地 : 有田川町 構 造 : 木造平屋建て 建築面積 : 262.0 m2 延床面積 : 248.0 m2 設 施 計 : アイ設計研究室 工 : 浅井組 設計コンセプト本学童施設は主に午後から利用されるため 東面に高い窓を設け柔らかな自然光と自然換気が出来るように考えました 西側に花や野菜やゴーヤ等が栽培できる花壇を設けて夏の西日を和らげられるようにできれば 学育と共に食育にも役立つのではないかと思います 和歌山県は紀 ( 木 ) の国で豊富で良質な木材があり 合理的な構造で大きな空間を確保できるよう考えました 公共の施設であり十分な安全性と居住性を確保するため 床には 36 mmのスギ板 天井には 30 mmのスギ板を使用しています 15 cm角の柱と梁も全て紀州材で 中央の柱は丸柱です スギの木は柔らかく傷つきやすいけれども あたたかい本物を感じて大切にしていただけたらと思います 壁も窓下まではスギ板ですが その上は荒壁パネルの上に土塗り壁の中塗仕上げですので調湿性がよく 湿度の適度な調整に役立つと思います - 62 -
(4) 認定こども園うえのやま学園 所在地 : 田辺市 構 造 : 木造平屋建て 建築面積 : 311 m2 延床面積 : 298 m2 設 施 計 : ( 株 ) フジ設計 工 : ( 株 ) 山幸 設計コンセプト本建物は 旧木造園舎の老朽化に伴い新しく建替えたものです 敷地は傾斜地にあり細長い形状をしています 最奥の運動場への動線を明確にするため建物を分棟とし 左右に離して配置しました 室内は積極的に木質化し 園児が安全にかつ安心して居られるよう配慮しています また 大きい空間を作る為 洋小屋組を採用し意匠としても表現しました - 63 -
(5) かぜのこ保育園 所在地 : 和歌山市 構 造 : 木造 ( 軸組工法 )2 階建て 建築面積 : 689.86 m2 延床面積 : 679.99 m2 設 施 計 : 中村伸吾建築設計室 工 : ( 株 ) 宮井組 設計コンセプト安全で安心な自然素材で造ること のびのびと過ごせるフレキシブルに使える大空間があること 園児達の情緒を育てる変化に富んだ空間体験が出来る建物であること そして省エネや環境貢献を意識しながら経済的に造ること そのために木造園舎は大きな力になります 1 階 2 階 - 64 -
(6) みなべ町立清川保育所 所在地 : みなべ町 構 造 : 木造平屋建て 建築面積 : 305.92 m2 延床面積 : 294.51 m2 設 計 : ( 株 ) 田渕建築設計事務所 施工 : < 建築 > ( 有 ) 松根建設 < 電気設備 > 畑中電気 < 機械設備 > ( 株 ) 寺本建設 設計コンセプト建物の中心である遊戯室は園庭に向かって全面掃き出し窓とし また高窓を 360 度全方向に設置しています このことによって 遊戯室は園庭との一体感が生まれ 建物内にいながら外部を感じられる空間になっています - 65 -
(7) 新宮市立丹鶴幼稚園 所在地 : 新宮市構造 : 木造平屋建て ( 一部 S 造 ) 建築面積 : 614.68 m2延床面積 : 573.49 m2 設 計 : 島田一級建築設計事務所 施工 : < 建築 > ( 株 ) 大辻建設 < 電気設備 > ( 株 ) マエダ設備 設計コンセプト < 機械設備 > ( 株 ) 協和水道設備商会 新宮市の市立小学校再編計画に合わせて建設された幼稚園で 市では初めての 3 歳から 5 歳の 3 年制幼稚園です 施設は市街地の商業地域 準防火地域内にあり 木造園舎を 500 m2以下 職員室棟は鉄骨造の耐火構造による別棟解釈により面積制限を回避しました 園舎は軸組及び内外装材を地元の熊野材をふんだんに使用し暖かみのある計画となっております - 66 -
(8) 橋本市立高野口小学校 所在地 : 橋本市 構 造 : 木造平屋建て 建築面積 : 3,820.37 m2延床面積 : 3,625.85 m2改修設計 : NPO 法人環境創造サポートセンター改修施工 : ( 株 ) 松村組大阪本店 設計コンセプト校舎は 昭和 12 年に建設の木造平屋建てで 耐震性を高めるため平成 23 年に改修工事を完了しました 改修にあたっては 文化財的価値を損なわないよう木構造によることを基本とし 使える現状の部材 素材はそのまま使用しています その結果 建築当時の雰囲気を残しています 配置図 平面図 - 67 -
(9) みなべ町立清川小学校 所在地 : みなべ町 < 校舎 > 構 造 : 木造 2 階建て ( 一部 RC) 延床面積 : 1,718 m2 < 体育館 > 構 造 : 木造平屋建て 延床面積 : 708 m2 設 施 計 : ( 株 ) 岡本設計 工 : 安藤建設 ( 株 ) 大阪支店 全景 校舎 校舎 1 階 設計コンセプト 体育館 校舎 2 階 深い山間に新しい装いながら周囲にしっくりと溶け込む造りです 玄関ホールは光りの差し込みを考え吹き抜けとし 教室の窓は全て南向きとし太陽の光で冬でも暖がいらないほど 骨組みにはマツの集成材を 床や壁 階段などにはスギ ヒノキと国産材を使い ほのかな木の香りある暖かみに包ま れた校舎となっています 体育館 - 68 -
(10) 紀州梅の里なかた 所在地 : 田辺市 構 造 : 木造 ( 軸組工法 ) 平屋建て 建築面積 : 791.89 m2 延床面積 : 716.61 m2 設 施 計 : 中村伸吾建築設計室 工 : 中井工務店 設計コンセプト店舗としての大空間を構築するためには特殊な長さや太さの柱 梁が必要になります 積層の大断面で柱や梁を造って構造を成り立たせたのでは地域に拡がりが得られません 地元職人方に残る技術で組み上げることを優先したいと思いました そこで 無理のない寸法の材料を組み合わせて組柱 組梁で建物の構造を考えました 1 階吹抜部 - 69 -
(11) 道の駅くしもと橋杭岩 所在地 : 串本町 構 造 : 木造 2 階建て 建築面積 : 392.52 m2 延床面積 : 425.03 m2 設 施 計 : ( 株 ) 川建築事務所 工 : ( 株 ) 小森組 設計コンセプト名所として名高い橋杭岩の近くにおいて どのような建物がふさわしいかを考えました この場所にしかない建物 周囲の景観を損ねない建物そこで建物自体を 新しい橋杭岩 となるように デザインする事としました 大小さまざまな大きさの岩が 空に向かってニョキニョキ突き出ている その岩達は一列にきれいに整列している このような配置 建物形状になるよう 建物を用途別に 5 棟に分解し それぞれの岩としました 棟と棟 ( 岩と岩 ) とはガラス屋根でつながれ 室外 室内からも それぞれの棟が独立した岩のように感じられる空間としました 1 階 2 階 - 70 -
(12) 和歌山県紀南児童相談所 所在地 : 田辺市 構 造 : 木造平屋建て 延床面積 : 730.74 m2 設 計 : 一級建築士事務所金岡設計 施工 : < 建築 > ( 株 ) 西峯工務店 < 電気設備 > ( 有 ) ヤマモト電器 < 機械設備 > 山本施設工業 ( 株 ) 設計コンセプト近年子どもを取り巻く地域環境は 少子高齢化や核家族化に伴う子育て環境の変化から来る多くの課題に直面しています この多様化した課題に取り組む児童相談所の役割は ますます重要となっており その施設の用途上 木造建築の持つ木の温もりを感じる和風建築とし 周辺の環境に配慮しながらも 高温多湿な地域の気候風土に合った日本建築の原点 切妻屋根形状とし また平屋建てのため軒高に変化を付け 建物にボリューム感を持たせています 木造建築の持つ暖かみのある外部仕上げとし 内部も各室用途に合わせた仕上げ材料を使用するとともに 特にエントランスホールや廊下は来所する相談者等にも紀州材の持つ木肌の暖かさ 柔らかさを感じさせる仕上げとなっています - 71 -
(13) 和歌山県土砂災害啓発センター 所在地 : 那智勝浦町 構 造 : 木造 2 階建て 建築面積 : 363.37 m2 延床面積 : 492.78 m2 設 計 : 竹内建築設計研究所 施工 : < 建築 > 東宝建設 ( 株 ) < 電気設備 > ( 有 ) 新英 < 機械設備 > ( 株 ) 協和水道設備商会 設計コンセプト平成 23 年の台風第 12 号により 紀伊半島では紀南地方を中心に大規模な土砂災害が発生しました それにより土砂災害の発生メカニズムの解析や繰り返される災害の歴史を後世に伝える施設として計画されました 世界遺産 那智山の麓に位置し 紀州の山あいにたたずむステーション ( 情報発信基地 ) をイメージし 紀州材を生かした木造建築で 内装空間には 紀州のスギやヒノキを利用し 木質化を主としたデザインとすることで 木材の利用の推進を図りました また 展示ホールを吹き抜けとし 開放感のある環境を演出しました 1 階 2 階 - 72 -
補足 参考資料 お問い合わせ先 - 73 -
非住宅建築物の木造化に係る参考資料 木造建築 JAS 関係 紀州材利用に係る各種制度について ホームページで閲覧 ダウンロードできるものを紹介します 国土交通省 官庁営繕における木材の利用の推進 [HP アト レス ]http://www.mlit.go.jp/gobuild/mokuzai_index.html 公共建築木造工事標準仕様書 建築物の品質確保 施工の合理化等のために 木造の公共建築工事に使用する材料 等について標準的な仕様が定められています 木造計画 設計基準 <H23.5.10> 木造の官庁施設の設計の効率化等のために 耐久性や構造計算等の技術的な事項及 び標準的な手法が取りまとめられています 木材利用の取組事例集 <H24.7.23> 地方公共団体等において木材利用に取り組んだ事例が収集 整理されています 木材利用の導入ガイドライン <H25.6.28> 主に事務所用途以外の建築物を対象として 木材利用の技術的事項を整理し 主と して設計段階における手引き書として取りまとめられています 官庁施設における木造耐火建築物の整備指針 <H25.3.29> 木造耐火建築物の整備に関する技術的事項が取りまとめられています 木造事務庁舎の合理的な設計における留意事項 <H27.5.29> 木材特有の情報を把握し合理的に設計を進められるよう 留意事項 が取りまとめ られています 木造住宅の振興施策について [HP アト レス ]http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/mokuzou.top.html 木造建築のすすめ 建物の主な用途ごとに 建築基準法などの主な規定との関係が大まかに理解できる - 74 -
よう 実際に建設された事例も参照しつつ解説されています 木造建築のすすめ ホームページ掲載分は平成 21 年 1 月刊行のものであるため それ以降における法令の改正内容が反映されていないところがありますのでご留意ください ) 一般社団法人木を活かす建築推進協議会 [HP アト レス ]http://www.kiwoikasu.or.jp/info/s01.php?no=767 知っておきたい木造建築物の耐久性向上のポイント 国土交通省の協力のもと作成された 木造建築物の耐久性向上のパンフレットです 農林水産省 JAS 規格一覧 [HP アト レス ]http://www.maff.go.jp/j/jas/jas_kikaku/kikaku_itiran.html 各種 JAS 規格が掲載されています 一般社団法人日本木材検査 研究協会 [HP アト レス ]http://www.jlira.jp/ 製材及び枠組壁工法製材の JAS 認定工場が掲載されています 公益財団法人日本合板検査会 [HP アト レス ]http://www.jpic-ew.net/index.shtml 集成材 単板積層材 構造用パネル 合板 フローリング並びに直交集成板のJAS 認定工場が掲載されています 和歌山県農林水産部森林 林業局林業振興課 紀州材 [HP アト レス ] http://www.pref.wakayama.lg.jp/prefg/070600/kisyuzai/index.html 紀州材を利用した公共施設や木造住宅への補助制度 和歌山県が制定している 紀州材認証システム についての説明並びに紀州材証明書を発行できる紀州材証明者一覧を掲載しています - 75 -
各種お問い合わせ先 建築設計について 一般社団法人和歌山県建築士事務所協会 640-8045 和歌山県和歌山市ト半町 38 番地建築士会館 3 階 TEL.073-432-6539 FAX.073-432-6559 [HP アト レス ]http://www.w-aaf.or.jp/ 紀州材の調達について 和歌山県木材協同組合連合会 ( 和歌山県木材利用推進協議会事務局 ) 641-0036 和歌山県和歌山市西浜 1660 番地 TEL.073-446-0592 FAX.073-444-0498 [HP アト レス ]http://www.wamokuren.com/ 和歌山県森林組合連合会 ( 紀州材流通促進協議会事務局 ) 640-8281 和歌山県和歌山市港通丁南四丁目 18 番地 TEL.073-424-4351 FAX.073-426-0957 紀州材利用に係る各種制度について 和歌山県農林水産部森林 林業局林業振興課 640-8585 和歌山県和歌山市小松原通一丁目 1 番地 TEL.073-441-2964 FAX.073-433-1037 [HP アト レス ] http://www.pref.wakayama.lg.jp/prefg/070600/kisyuzai/index.html - 76 -
きのくにわかやま木造のすすめ 非住宅建築物木造化の手引きー 平成 28 年 3 月発行 発 行 和歌山県農林水産部森林 林業局林業振興課 編 集 一般社団法人和歌山県建築士事務所協会 資料提供 原田浩司 ( 木構造振興株式会社客員研究員 ウッドストック主宰 ) 山田憲明 ( 株式会社山田憲明構造設計事務所代表取締役 ) 安井昇 ( 桜設計集団代表 )
きのくにわかやま木造のすすめ 非住宅建築物木造化の手引きー 和歌山県