火に強い木造建築.pdfVIP

木造建築の これから 3 火 に 強 い 木 造 建 築 腰原幹雄 東京大学生産技術研究所? 准教授 こしはら?みきお｜ 1968 年千葉 県生まれ、1994 年東京大学大学 院 修 士 課 程 修 了、1994 ～ 2000 年構造設計集団＜ SDG、2001 年東京大学大学院博士課程修了。 東京大学大学院助手を経て 2005 年 よ り 現 職。 伝 統 木 造 建 築、近 代 木 造 建 築、木 造 住 宅 の 耐 震 性 能評価、耐震補強から木造住宅、 木 質 構 造 建 築 の 構 造 設 計 ま で、 木材を用いた建築の可能性を構 造の視点から研究。2008 年より Timberize Tokyo のメンバーとし て 活 動、都 市 の 木 造 建 築 の 可 能 性を模索中。 6　ARCHITECT　2010 ? 7 火災前 火災後 燃えしろ設計 　新たな木造建築が建てられるように なった要因のひとつに耐火技術の向上が 挙げられる。木造でも耐火建築物が可能 になったため、「どこにでも、どんな建物 でも」木造建築で建設することが可能に なったのである。燃える構造材料を用い た火に強い木造建築の技術にはさまざま な考え方が用いられている。 　 燃えしろ設計（準耐火構造） 　大断面集成材による大空間を支える防 火技術として「燃えしろ設計」がある。 　告示（平成12年告建設省告示1358号）で 定められた準耐火構造の構造方法として 定められており、木材の断面がある程度 大きいとゆっくりと燃えるという特性を 利用して、燃え方を制御することで火災 に対する安全性を確保しようというもの である。木材の着火温度は260℃程度であ り、通常、この温度に達すると炎を出して 燃えて炭になり炭化層を形成する。この 炭化層は断熱材のような性質を持つた め、木材内部への熱の侵入を軽減する。自 分で耐火被覆を形成していくようなもの である。しかし、この炭化層が木材から脱 落してしまうと、普通の木の表面と変わ らなくなるため、燃える速度も戻ってし まう。木が燃える速度は、毎分0.6 ～0.7mm 程度であり、断面が大きい木材は速度が 遅く、板材などでは速度が速くなる。つま り、60分間で燃える木の量をあらかじめ 把握しておけば、火災後の残存断面を用 いて建物の安全性を確保すればよいとい うことになる。 　しかし、もうひとつ気をつけなければ ならないのは、木材の温度上昇によるヤ 構造用 集成材 構造用 LVL 構造用 製材 燃えしろの値 (mm) 準耐火構造 45 分 60 分 35 45 35 45 45 表１ 60 ング率変化である。燃えないといっても 内部の木材の温度が200℃近くまで上昇 すれば、木材の性質は変化する。高温時に は、木材のヤング係数は低下する傾向に あり、変形や座屈耐力などヤング係数に 影響される数値については、火災後だけ でなく、火災中の状況も認識しておく必 要がある。 　燃えしろ設計は、木材の燃える速度で 制御されるため木材の品質に対して制限 がとられており、JAS（日本農林規格）適 合の大断面集成材、製材など、あるいは含 水率が15％または20％の JAS 適合製材で 計画可能となる。また要求される準耐火 時間に合わせて表1のように、燃えしろの 寸法が定められており、火災後に、もとの 断面からこの寸法だけ燃えた残りの断面 で、長期荷重（鉛直荷重、積載荷重、積雪荷 重）を支持できることが条件となる。ただ し、火災後に崩壊を防げればよいので、短 期の許容応力度を超えないことを確認す ればよい。燃えしろ設計を行うことで、木 材を現しにした部材でも準耐火建築が実 現可能になっている。最近では、厚板の床 板 や 軒 裏、野 地 板 現 し 屋 根 な ど 仕 様 に よっては、面材でも木材を現しにできる 準耐火構造の仕様も認定されている。 　 耐火構造 　準耐火建築物では、火災が終了するま で建物が崩壊せずに自立し、延焼を防止 できればよいのに対して、耐火建築物で は、火災終了後に消防活動によらないで も建物が倒壊しないで自立し続けること が必要とされる。つまり火災終了後に自 然に鎮火する必要があるのである。燃え 木質耐火部材（左から、一般被覆型、燃えしろ被覆型、鉄骨内蔵型） RC 大架構＋木造 RC 造＋木造 混構造による耐火安全性確保 る構造材料である木材を用いる耐火建築 物で大きな障害になっていたのが、この 自然鎮火である。「燃えしろ設計」では、 火災終了後に燃え続けていてもかまわな いため、木材のみでも実現可能であった が、鎮火させるために「燃え止まり」とい う新しい概念を用いる必要がある。 　現在、耐火部材として開発