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コストを抑えた学校施設整備
２０１０文教施設フォーラム セミナー２ 栃木会場 資料５ コストを抑えた学校施設整備 「木材を活用した学校施設づくり」講習会 「コストを抑えた学校施設整備」 ㈱現代計画研究所 加来 照彦 木材を利用する学校づくり 規模と敷地 2階建て以 下 での計画 防火規制 無指定 or 準防火地域 防火地域は 困難 木材調達 林務関係課 森林組合 姉妹都市 木材の確保 地場産材は 地域材は 一般流通材 建築計画 住宅関係課 福祉関係課 建築士会 大工組合 構法の選定 純木造 混合構造 内装木質化 コストの考え方 総合的な検討 環境性能を 明確にする コストの検討 木造として、 コストを予算 範囲に納める ための検討 1 そもそも、木造は 鉄筋コンクリート造と比べ躯体自重が軽い ・ 設計にもよるが約１/３ぐらい ・ 積載荷重（仕上げや人・備品等）は同じ 軸組（柱・梁）＋耐力壁＋水平構面 → これらを接合部でつなぐ 木工事（総合的に木材･大工を使用する。） ・ 木造躯体工事（柱・梁・耐力壁・床スラブ） ・ 木質仕上工事（床・壁・天井仕上） ・ 窓･建具等枠工事 コストに関する評価 総合的な評価（費用対効果） ・ライフサイクルコスト→建設＋運用＋解体 ・心理･情緒･健康面への効果 ・山林の保全や地域経済の活性化 ・伝統的な大工技術や文化の継承 絶対的な評価 ・材料の単価 → ㎡単価、m3単価 ・作業の単価 → 人日 地域的な差、時期的な差、需給状況 2 木材利用は環境問題への切り札 • 木材は持続可能な生物資源で、森林と 都市との共存に向けて重要な橋渡し役 を担っている。 • 木材利用は森林におけるCO2放出削減、 さらに都市における新たな炭素貯蔵の 道を開く可能性を有している。 （有馬孝礼） 3 日本では、 古くから大型木造の技術を持ち、そ れを守り（メンテナンス） 続けてきた。 現存する世界最古の木造軸組建築 高さ：金堂 約24m 五重塔 31.5m 法隆寺の金堂、五重塔（607年建設、670年に焼失後再建） 4 東大寺大仏殿 幅（東西）57.5ｍ 奥行50.5ｍ 高さ49.1ｍ 柱は、一本の木から 得ることが困難だった ためか、数本をはぎ合 わせた柱を用いてい る。 創建当時（奈良）は高 さと奥行はほぼ同じだ が、幅は1.5倍（約86 ｍ）あった。 今、世界各国で、 木造がCO2の削減など 環境問題の切り札として 採用されると同時に、 他の工法と比べ、 工期的に早く、かつ、安いと 見直されつつある。 5 １階部分のみ鉄筋コンクリート 造の木造９階建て 現状で世界一の高層多層木 造建築（２９世帯） 耐力壁・床スラブ・コア部分(エ レベーター･階段) クロスラミナパネル 外壁 ファイバーセメントパネル （エターネットパネル：70％廃 棄木材によるセメント板） ロンドンの9階建て集合住宅（2008） 工事途中 仕上がり 6 木造軸組集合住宅７階建（ドイツ・ベルリン） 木造4階学校（スイス） 木造4階集合住宅（ウィーン） 木造8階集合住宅（スウェーデン） 木造8階集合住宅（スウェーデン） 7 これらの木造集合住宅の 振動実験や火災実験等の一部は、 日本の実験施設（Ｅディフェンス） 等で行われ、 多くの日本の木造技術者も参加し、 また、見学に訪れた。 建物の大きさは幅13.44ｍ・奥行7.68ｍ・高さ23.7ｍ 神戸海洋気象台のＸ方向：600gal・Ｙ方向：820gal・Ｚ方向：340gal 厚さ85mm∼142mmのクロスラミナパネル スクリュー（ビス）と金物で緊結 木造7階建て共同住宅（アメリカの建物） 幅18.4ｍ・奥行12.4ｍ・高さ20.4ｍ 1階は鉄骨造(駐車場を想定)、2∼7階は枠組壁工法 （ツーバイフォー工法） カリフォルニア州ノースリッジで起きた地震の動きを1.5倍に 増幅したシミュレーション（マグニチュード7.5程度） 木造7階建て共同住宅（イタリアの建物） 幅7.68ｍ・奥行13.44ｍ・高さ23.7ｍ 厚さ85mm∼142mmのクロスラミナパネル スクリュー（ビス）と金物で緊結 神戸海洋気象台 Ｘ方向：600gal・Ｙ方向：820gal・Ｚ方向：340gal 8 実大火災実験 ・ヨーロッパで普及している木パ ネル（クロスラミナパネル）を使 用 ・１時間の火災でもパネル部屋 は平温を維持 ・結果は、火災室が最高1501 ℃を記録したのに対し、60分耐 火性能クロスラミナパネルを界 壁とした東側の部屋では18℃と 平温を保った。 ・また火が移った、45分耐火性 能のクロスラミナパネルで仕切ら れた北側の部屋は187℃を記録 した。 ・またパネル表面部はそれぞれ 45分耐火が686℃、60分耐火が 864℃を記録したが、逆側はそれ ぞれ21℃、16℃と平温と変わら ない温度を記録した。 独法 建築研究所 日本でも 学校だけでなく 多くの木造建築物が 建設されつつある。 9 埼玉の２階建て庁舎 岡山の３階建て老人福祉施設 埼玉／２００４ 岡山／２０１０ 宮代町役場 特別養護老人ホーム＋小規模多機能施設等 木造軸組準耐火建築物（４５分） 木造軸組耐火建築物 10 工事コストの総合的な検討 z木造による部分的な構造形式のコスト評価だ けでなく、構造に関わる土工事、杭工事、基 礎工事、躯体工事等の全体を評価する。 z仕上げ等の他の工事についても、木工事を 増やし、他の工種を減らすことにより、大工人 工や木材も有効に活用され、合理的になる。 工事費の比較 ５００㎡の武道館で鉄骨造と木造の比較 ① 鉄骨と集成材との比較 集成材の材工＝鉄骨の材工の約1.45倍 工事費全体では約1.15倍 ② 他の部分も木工事を増やし工種を限定 ・木製の野地板現しで天井をやめる。 ・外装をｻｲﾃﾞｨﾝｸﾞをやめ板張りとする。 ・ほとんどの床部を板張りとする。 ・FIX部の窓は、軸組みの外に押し縁。 工事費全体でほぼ同じ 11 混構造による効率的な課題解決 z 大規模な建築物となる学校施設を木造とする 場合、防耐火に関する法規準へ適合させ、か つ、床版の遮音性を確保や開放性（大きな南 面開口等）の確保、水平力（地震力･風圧 力）に対する抵抗、接合部の構成など、多岐 にわたる課題を解決するために、部分的に鉄 筋コンクリート造を導入するなど、混構造と すると、容易に解決でき、設計の幅も広がる。 z 混構造の採用は、異なる構造の接合部分の強 度を十分に確保することが重要となる。 純木造 秋田県能代市浅内小学校 • 地域材による集成材と製材品の組合せで、接 合部には住宅用の接合金物を積極的に使用。 12 平面的な混構造 長野県稲荷山養護学校 • 階段､トイレ､機械室などをRC造とし、このコアを つなぐように架構を設置。 • このコアに、水平力の大半を負担させている。 平面的な混構造 奈良県宇陀市菟田野小学校 • 集成材の柱には、鉛直荷重を支持させ、RC 造部分に水平力を負担させている。 13 立面的な混構造 秋田県立横手清陵学院中・高 • 1階部分をRC造、2階部分を方杖形式のラーメン 架構による木造としている。 • 木材露出部分は、燃え代設計による準耐火構造。 立面的な混構造 千葉県南房総市立七浦小学校 • 外周部の架構を自立したRC造とし、屋根架構 を木造とし、内部の柱は鉛直荷重のみを負担。 14 平面・立面的な混構造 茨城県つくば市立東小学校 • 木造部分の水平力を全てＲＣ造へ負担させ、木造 部分もそれ自身に作用する水平力の設計を行っ ている。 部材の混合構造 岐阜県高山市立中山中学校 • 木造２階建て、2階部分の床をプレキャストコンク リート版として遮音性を確保。 • 建物重量が増えた分、１階に鋼板耐力壁を活用。 15 地域の大工技術の活用 z大断面集成材の技術等に頼らなくても、地域 の大工技術や地域の資産である大径木を活 用することで、特別なコストをかけずに学校の 整備は可能となる。 地域の大工技術 山形県三川町立東郷小学校‐1 16 地域の大工技術 山形県三川町立東郷小学校‐2 地域の大工技術 山形県三川町立東郷小学校‐3 17 地域の大工技術 山形県三川町立東郷小学校‐4 一般流通材の活用 z一般的には、特殊製材品より安価に調達 可能な、一般流通材（市場品）を活用す る。 z特殊製材の場合も、一定寸法の規格材を 活用する。 z小断面材を工夫し、大型部材を製作し、 中大空間の構成を可能にする。 18 一般材 秋田県能代市浅内小学校‐1 • 基本的に地域の流通材と加工技術を活用し、流 通材による木造の学校施設整備を進めた。強度 によって４寸角の流通材と5寸角を使い分けた。 一般材 秋田県能代市浅内小学校‐2 • 第四小学校、二ツ井小学校の建設では、木材の 安定確保のため、基本設計段階から、木材数量 を能代市のHPで公開した。 19 一般材 長野県立稲荷山養護学校-1 • 木材は県産材の市場流通の製材で、柱・梁を構 成する材は小径12cmのカラマツを、垂木・根太に は小径9cm以下のスギを中心に考えた。 一般材 長野県立稲荷山養護学校-2 • 体育館の架構には規格製材の接着重ね梁及び 重ね柱を使用している。 20 一般材 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐1 z 地域の大工技術を活かし、伝統的な生産・加工技 術を工夫した製材品をダボでつなぐ重ね梁とする ことで、集成材に頼らず、大スパンを実現。 一般材 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐2 21 一般材 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐3 一般材 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐4 22 一般材 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐5 定尺材の活用 z流通材の中でも、切り無駄が少なく生産 コストが抑えられている定尺材の使用を した架構形式を採用する。 原木の玉切り → 木材の寸法 23 定尺材 茨城県つくば市立東小学校‐1 • 伐採が進んでいる産地から多量の調達を行うた め、断面寸法（柱：5寸角×4ｍ、梁：5寸×8寸×4 ｍ）の定尺材利用を前提とし架構計画を行った。 定尺材 茨城県つくば市立東小学校‐2 • 調達した材を効率よく使うことを考慮し、4ｍ以下 の材においても、割り切れる寸法を設定し、木取 りの計画を行なった。 24 定尺材 茨城県つくば市立東小学校‐3 • 荷重条件が異なる2ｍ以上のスパンを持つ部分 や大きな荷重が見込まれる部分に対しては、同 材を二重にする重ね梁としている。 定尺材 茨城県つくば市立東小学校‐4 25 定尺材 茨城県つくば市立東小学校‐5 ディテールの統一化 z接合部などのディテールの統一化を図る ことで、木材加工時に同じ部材を繰り返 し造ることや施工時に同じ作業となるこ とで、加工性と施工性がよくなり、工期 の短縮につながる。 26 ディテールの統一 神奈川県七沢希望の丘初等学校‐1 • 接合仕口のディテールを全て同じ仕様としている。 勾配の違いによる施工の手間はあるが、木材加 工の作業性や建物の施工期間の短縮につながる。 ディテールの統一 神奈川県七沢希望の丘初等学校‐2 27 ディテールの統一 神奈川県七沢希望の丘初等学校‐3 ディテールの統一 神奈川県七沢希望の丘初等学校‐4 28 ディテールの統一 茨城県つくば市立東小学校‐1 ディテールの統一 茨城県つくば市立東小学校‐2 29 プレカット工法の採用 zプレカット工法を採用すると、工期が短 縮される、加工精度が高まるなど、生産 性の向上につながる。 プレカット 長野県能代市稲荷山養護学校 • 伝統的な構法とプレカット技術を組み合わせるこ とで、安定した耐久性のある架構の実現を目指し ている。 30 歩留まりの向上・木を使い切る z木材の使用箇所を工夫したり、端材を有 効に活用し、歩留まりを向上させる。 木を使い切る 福島県会津美里町立宮川小学校 （フローリング下地） 杉小幅板 厚15 （天井）杉小幅板 厚15 下地杉 厚12(小節･本実) • 意匠（下地・仕上げ）・機能（丸太材の外周 部・端材）で使い分け、歩留まりを上げた。 • 端材を下地材（床・天井の下地）や胴縁等に も使用した。強度の違う材料を使い分けた。 31 適材適所の木材使用 z地元産木材の活用をする場合も、木材調 達は適材適所を考慮し、柔軟に対応する。 z内装木質化は、部位に応じ材のグレード を選択するなど、合理的に行う。 適材適所 秋田県能代市浅内小学校‐1 • 4寸角柱１本のみでは 強度が不足するため、 スギ5寸の割角「大径芯 去材」や「芯持ち材」を 適材適所に使用した。 32 適材適所 適材適所 秋田県能代市浅内小学校‐2 千葉県八千代市立みどりが丘小学校-1 • 1・2階の教室間間仕切りや木製間仕切り、3階の 勾配屋根を生かした天井は、地場千葉産のスギ 材。ただし、中庭の木製デッキはウリン材（外材）。 33 適材適所 千葉県八千代市立みどりが丘小学校-2 適材適所 埼玉県ときがわ町 34 同じ材の繰り返し使用 z特殊製材を行う場合も、材の規格を定め、 同一材により架構（繰り返し使用）を構 成することで、製材・加工・施工が合理 的に生産が可能となる。 同材･繰返し 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐1 • 大径材と置き換えた工法を開発した。 35 同材･繰返し 滋賀県高島市立朽木小・中学校‐2 同材･繰返し 東京都八王子市立みなみ野小学校-1 • ３種類の基本部材による構成を基本として、かつ 工場でパネル化（ハーフパネル）を行い現場での 工数の低減を謀っている。 36 同材･繰返し 東京都八王子市立みなみ野小学校-2 同材･繰返し 東京都八王子市立みなみ野小学校-3 37 同材･繰返し 東京都八王子市立みなみ野小学校-4 維持管理に配慮した設計 z維持管理に配慮した設計は、建物の長寿 命化やライフサイクルコストの軽減につ ながる。 z部材を部分的に取り替えられるように設 計することが有効である。 z外部の木材利用を抑えたり軒先を深くす るなど、風雨や紫外線の影響をできるだ け避けることが有効である。 38 維持管理への配慮 栃木県茂木町立茂木小学校‐1 • 建物重量を軽くするため、屋根や外壁にガルバ リューム鋼板を採用した。 • 雨樋は設置せず、玉石側溝と軒先を深くした。 維持管理への配慮 栃木県茂木町立茂木小学校‐2 • 将来的にボルト の締め付け状況 確認が必要となり、 経費を抑えるた め継手金物のボ ルトは全て表しと した。 39 終 40