ツーバイフォー(2X4)工法・枠組壁工法とは
SUZUKA スズカハウス<福山市>    

 
2X4(ツーバイフォー)住宅は、約200年程前に北米大陸で誕生しました。その後、日本に入ってきたのは、文明開化の西洋化の波と共に明治時代でした。その当時(明治期)に建てられた現存する有名な建築物には、札幌の時計台があります。厳しい寒さの北海道の自然の中で観光名所として、今も尚しっかりと建っている雄姿は、ツーバイフォーが日本の気候に適合しているひとつの証だといえるでしょう。その他のツーバイフォーによる古い明治・大正時代の建築物には、東京の自由学園明日館や旧宣教師館、神戸の異人館などがあります。ツーバイフォーを理解せずに、ツーバイフォーは外国の建物なので日本の風土に合わないという人もいますが、これからみてもツーバイフォーは、日本の風土にも適した住宅木造建築工法だと言えます。

 ツーバイフォーは、昭和49年(1974年)には建築基準法に基づいて、「枠組壁工法に関する技術基準」が告示され、技術基準が標準化し日本での品質基準が確立されました。ツーバイフォー(2×4)工法は、アメリカ(英語)では「プラットフォーム・フレーム工法」(基本構造-枠工法)と呼ばれ、日本では住宅金融公庫でも呼ばれている「枠組壁工法」が正式名称となっています。

ツーバイフォーは、高気密性や高断熱性故に、10年ほど前までは、結露がひどいとか、日本の気候にはあわないとか、間違った情報によって十分な理解がされていませんでした。なぜならば、ツーバイフォーは気密・断熱性に優れすぎていたために、換気を怠った家で結露が生じ、その結露の原因がツーバイフォーの工法の欠点だと誤解されていたのです。高断熱・高気密の家で、換気を行わなければ結露が生じるということは今では常識となっていますが、かつては高断熱高気密住宅において換気による調湿や空調が必ず必要なことすら、一般的には理解されていなかったのです。ところが、最近では自然環境保護地球温暖化の問題からも住宅の省エネルギー化が叫ばれ、在来工法(軸組み工法)においても、高気密化や、耐震性を良くする為に、2X4と同じように構造用合板を外壁下地として張って高断熱・高気密化を行うというようなことが行われています。
すなわち、在来工法がツーバイフォー化してきているのです。

 枠組壁工法(2X4ツーバイフォー)による国土交通大臣耐火構造認定が2004年に正式に取得されたことにより、ツーバイフォー工法での防火地域での木造建築物が可能となり、4階建ての住宅、3階建て以上の商業施設、ホテル、病院等の特殊建築物の木造建築が認められました。また、一階を鉄骨やRC造として、上層階(4階まで)を枠組壁工法(ツーバイフォー工法)とした複合建築を認める国の方針も定められました。
つまり、国もツーバイフォー工法が、従来の木造軸組み工法とは異なる驚異的な構造と耐火性を備えているということを認めているということであり、耐震性やエコハウスが希求されている現代の住宅建築には、最も適合した工法だといえるのです。
 耐震性耐火性気密性省エネルギー性、耐久性に優れたツーバイフォーは、地震国日本、夏冬の温度差が大きい日本には、まさに人が住むのにはベストの家であり理想の住宅と言えるほど、住環境を高めることができる住宅木造建築工法です。

それでは、以下に、その高品質の内容に関して、ご説明をさせていただきます。


1. 耐 震 性

地震国においては、耐震性が優れているということは、住宅の基本性能において最重要ポイントです。2・3階建ての低層建物であれば、ツーバイフォーのような壁式の剛構造が地震には一番強いのですが、なぜかしら(恐らく消費者へのPRとなるので)「免振」「制振」装置の付いた住宅を大手のメーカーは宣伝をしています。この住宅の「免振」「制振」対応に関して、効果的なのかどうか弊社は大いに疑問を持っています。本来、免振・制振というのは、高層の建物での考え方で、地盤面の揺れが建物で増幅される場合に揺れを制することをいいます。地盤面に細長い棒を建てている場合、根元(地面)が揺れると、先端の揺れは増幅されます。長ければ長いほど揺れは大きくなります。これを押さえるのが制振です。弊社の考えは以下の通りです。

   1. 免振・制振が必要なのは、軸組み工法でかつ 3階以上の高い建物(上に行くほど揺らぎ安い建物)である。
 
   2. 剛構造の壁式工法(ツーバイフォー)は、地面の揺れを増幅しないので、免振・制振は、必要ない。

基礎に免振・制振装置をつけると、強風の時にも、船上のような揺れが出て、船酔いのような状況も生じるケースもでているようです。単に言葉に踊らされて、免振・制振が良いと理解するのは、危険なような気がします。

ツーバイフォーは、面構造となるため、軸組み構造と比較すると、地震には非常に強い工法です。

ツーバイフォー住宅は、地震の揺れを6面体の建物全体で受け止めて力を分散させます。地震力が一部分に集中することがないため倒壊・損傷がなく、地震に対して抜群の強さを発揮します。
さらに床・壁・屋根に使用されるパネル(ダイヤフラム)自身が、ツーバイフォー住宅の優れた耐震性の源になっています。建物の床や天井を形成する「水平ダイヤフラム」は、外からの力を分散するとともに、建物のネジレを防止。壁を形成する「垂直ダイヤフラム」は、建物の変形や倒壊を防ぐ機能をもっています。イメージとして次のイラストをご覧ください。

ツバーフォーと在来軸組み工法の違いのイメージ

ツーバイフォー2x4工法イメージ

在来軸組み工法イメージ

壁面におけるダイヤフラムと鉄骨造との比較図

●ダイヤフラム
力が一点に加わっても、面全体に分散させることで強さを発揮。

●一般的な鉄骨造
力が接合部に集中するため、大きな負荷が加わりやすい。


<阪神淡路大震災・新潟中越沖地震などの大地震での実証>

1995年1月17日、兵庫県南部を襲った阪神・淡路大震災。震度7という近年まれにみる大地震でした。大都市直下で発生した地震であったために、想像をはるかに超えた大惨事となってしまいました。この地震による家屋の被害は、全壊約10万棟以上、半壊を含めた一部損壊が約29万棟(平成7年4月24日の自治省(現・総務省)消防庁発表)でした。 しかし、このような過酷な状況の中でさえ、ツーバイフォー住宅に大きな被害はありませんでした。被災地のツーバイフォー住宅のうち96.8%※がとくに補修をしなくても継続して居住可能な状態を保ったことがわかっています。(※残り3.2%は、地盤の移動・液状化及び隣家のもたれかかりにより住宅の一部が損壊したものだそうです。)
死者の約9割にあたる人が建物の倒壊による犠牲者といわれる阪神・淡路大震災。このデータからも住まいの耐震性がいかに大切であるかわかります。

2. 耐 火 性

ツーバイフォー住宅の場合、火の通り道となる床や壁の構造材などが、ファイヤーストップ材となって空気の流れを遮断。火が燃え広がるのをくい止めます。図のように火の通り道を木が塞ぐことによって延焼をくいとめる訳です。床根太、枠組材などが一定間隔で組まれている床や壁の内部構造は、それぞれが防火区域となっているようなもので、この一つひとつの区画によって火の広がりはさらに遅くなります。 このような延焼防止区画構造を一般的に「ファイヤーストップ構造」といい、ツーバイフォー住宅の優れた耐火性の合理的な理由となっているのです。
ツーバイフォー住宅では、初期消火の可能性が高く、火災時の被害を最小限に抑えます。

ツーバイフォーの火災保険は割安に設定されている
このように、耐火ボードを取り付けるなどして燃えにくくしたツーバイフォー住宅は準耐火扱いになっており、旧来の木造工法に比べ耐火性があるため、99年、政府の認可を得て保険料率を改定し、通常の在来木造住宅よりも3〜6割ほど火災保険料が安く設定されました。

3. 気 密 性

熱エネルギーのロスを減らすためには、建物の隙間をなくすことが必要です。軸組み工法では、柱が面の邪魔をして、すべての隙間を塞ぐのが難しく手間がかかりすぎます。本来、軸組み工法は、土壁施工によって、冷暖房を使わないで、風通しと調湿のできる高温多湿の日本の風土に合った住宅だとされてきました。電気のない冷暖房機器のない場合には、風土に合った建築工法であったわけですが、冷暖房機器を使用するのがあたりまえの時代になって、さらに、エネルギーロスの小さいエコ住宅という考えに基づく高断熱・高気密の家を建てるという考えの下では、隙間だらけの家を塞ぐという非合理的なことをやらなければならないという矛盾が出てくるのも仕方がないことなのです。高断熱・高気密住宅という発想からは、自然と面構造のツーバイフォーがもっとも合理的な建築工法だといえるのは、当然といえば当然のことであって、軸組み工法の本来のよさを殺してまで、軸組み工法で高断熱・高気密住宅を造ろうとするのは、間違いのような気がします。

4. 断 熱 性

ツーバイフォー工法は構造用合板やOSBなどの面材が防湿・気密材料のために、元来、高断熱施工にむいた工法と言えます。また、外壁室内側のせっこうボードの下側には全面に住宅用プラスチック系防湿フィルムなどを貼ったり、もしくは、断熱ボードを気密テープで設置する(スズカハウスで採用)ことで、相当隙間面積(C値)を少なくでき、漏気による壁内結露などの問題もありません。在来軸組み工法のように筋交(すじかい)がないため、断熱材をスタッド間(縦木の間)に隙間なく入れやすく均一の断熱構造を造ることが可能です。


現場の施工写真 事例

平成7年から平成16年までの10年間、全国の住宅着工戸数は減少している中、ツーバイフォー工法は、そのシェアを1.5倍に伸ばしています。
とくに北海道ではツーバイフォー住宅の工法別シェアが全国平均以上に伸びています。※1
「北海道がNo.1」、その理由はいくつもあります。
北国の厳しい気候風土に適した品質と性能が、実感として支持されている証です。



5. 環 境 適 応 性

SUZUKAは、カナダ林産業審議会COFI : Council of Forest Industries Canada)の木を使っています。
COFI は、カナダのブリティッシュ・コロンビア(British Columbia)州とアルバータ(Alberta)両州で、州政府から州有林の経営権(Forest Tenure)を与えられている一次林産企業(Primary Forest Industries)によって組織されている非営利団体の連合組織で、両州内で生産される林産物の品質管理や国内または海外市場にたいする普及・啓蒙活動を行っている組織です。木造建築の良さを見直し、その普及・促進を図ることが、木材の需要促進に繋がるばかりでなく、資源の有効利用や地球環境の保全にも繋がるとの確信に基づいた活動です。
木は計画生産をされており、伐採した木の本数以上の木を新たに植林しながら、自然の景観と資源を安定管理しています。
6. ツーバイフォーの歴史-----耐震性能と耐火性能の向上

1926年(大正15年) 初めてツーバイフォー住宅が日本で建築される。関東大震災のときアメリカにいた商社マンが、帰国して家を建てるためにアメリカの木造構法を日本に持ち帰ったといわれている。
1953年(昭和28年) 日本でのツーバイフォー構法の基本の確立。
以後、北米を中心にヨーロッパ、オーストラリアへと普及。
アメリカでは90%以上がツーバイフォー工法)
1974年(昭和49年) 日本からのツーバイフォー工法住宅の調査研究視察団が訪米。
建設省(現国土交通省)によるツーバイフォー工法建築開発プロジェクトが行われる(2年間)。
農林規格(JAS)指定の木材及び日本工業規格(JIS)指定の金物と専用釘の認定。
1982年(昭和57年) 旧住宅金融公庫融資にて、省令簡易耐火構造として扱われることに決定。
1987年(昭和62年) 3階建て実験建物による火災実験の実施。
木造で3階建て住宅が建設可能となる。
構造用製材等に
スタンプされる
格付マーク
1991年(平成3年) 木造3階建共同住宅の火災実験実施
1991年(平成3年)

ツーバイフォーが簡易耐火建築物として建設可能となる。
防火地域、準防火地域以外で3階建て共同住宅が建設可能となる。

スズカハウスは、翌年福山市内で
施工実績
1996年(平成8年) 木造3階建て共同住宅の延焼性状に関する火災実験
1996年(平成8年) 準防火地域で3階建て共同住宅が建設可能となる。
2003年〜2003年 大臣認定取得のため、構造各部の耐火構造試験の実施
2004年(平成16年) 木造住宅では初めて耐火建築物として建設可能となる。

スズカハウスの建築工法と考え方については、こちらをご覧下さい。    こだわり建築
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