注文住宅 高耐震性工法は?木造工法・RC造・鉄骨造・プレハブ工法の特徴

注文住宅の基礎知識

家を建てると考え始めた頃は、どうしても、外観とかデザイン面に気をとられがちでしたが、知識を深めるうちに、工法あっての家づくりなのだ。という、プロの方なら、当初から百も承知の事実が、やっと腑に落ちて理解できました。

そのきっかけは、東日本大震災で◯◯工法の家は残った。という事実と、住宅工法の実態を照らし合わせた時です。耐震性を含め、あなたがお住みになりたい夢我が家のイメージが固まった段階で、そのデザインを具象化できる工法をまず、決めて、その工法の経験豊かな建築業者を選び、デザイン・間取りを決めて行くのが本筋ではないか。と理解するに至りました。住宅工法の調査結果をまとめてみました。参考になさってください。

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日本における主な住宅工法の特徴について

住宅工法は、家の骨組み部分。それぞれの工法に用いられる素材や構造で、耐震性能や、可能となる間取りサイズにも大きな違いが生じてきます。それぞれの特徴を把握して、ご自身が求めている家づくりに相応しい工法を決めることが重要になります。

木造工法

ツーバイフォー工法(2×4工法):木造枠組壁工法

  • 構造的な制約が多く、窓の位置や大きさの自由度が制限され、開口部を広く取れないので空間のゆとりが取れない。
  • 増改築が難しい。
  • 木製なので湿気に弱く、床下の防湿やシロアリ処理が必須。

北米で主流の標準化された工法。工務店や大工さんの技量に影響されず、安定した品質と性能を持ち合わせ、コストパフォーマンスが優れた工法。

2インチ×4インチの規格化された部材を基本とするためにツーバイフォー工法と呼ばれます。規格化枠組の部材に、構造用合板や石膏ボードを張り付けたパネルを組み合わせ床・四方の壁・天井からなる六面体で建物を支えるため、家全体が箱のように一体化して頑丈に。面で構成するため、高気密・高断熱の家づくりに向いています。

工場で製造した壁や床パネルを建築現場で組み立て工期を短縮、品質の均一で、コストダウンを図っています。工事が簡単なので品質が安定しやすく、工期が短いなど利点が多い。材質を変え、壁や床を頑丈にし、耐震性を高めることも可能です。

木造軸組工法

  • 構造の確かさや、住宅の出来映えは、工務店や大工さんの技能・熟練度次第。
  • 構造材の樹種や、加工方法・保存方法により強度や耐久性に大きな差が生じる。
  • 湿気に弱いので床下の防湿やシロアリ処理が必須。

在来工法と呼ばれる日本の伝統的な大工技能。骨組みが、木材による横軸と縦軸、筋交いという斜めの軸で構成されるのが特徴。外壁・屋根の形や間取りなどの設計の自由度が高く、どの工務店でも扱っており、価格帯も他の工法に比べ低水準

弱点は、家の出来栄え・良し悪しはお願いする大工さんの腕次第である点や、構造材の種類・加工処理の仕様により強度に格差があり、当たり外れを免れないことです。また、木材なので湿気に弱く、防湿処理やシロアリ対策などが必要です。

とはいえ、在来工法に最新技術を加え、構造を強化した工法もあり、耐震性を大幅に強化。ZEH・長期優良住宅の高機能住宅にも十分に対応しています。

ZEH:ネット・ゼロ・エネルギー・ハウスについてはこちらをご参照ください。

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耐震構法SE構法

強度と均一性を両立した高精度集成材と独自開発のSE金物、構造計算を採用することで、高い強度を実現した木造建築技術。 柱や壁が少ない大空間・床から天井までの大きな窓・吹き抜けなど。全ての部分を構造計算により支持できる構造部材で作られた耐震工法。

SE構法は、NCN:New Constructor’s Network [注1]、が在来工法の弱点である接合部の強度を高め、自然災害などから家族を守るための家づくり提案している構造法です。

SE構法が地震に強い最大の理由は、全棟に構造計算を実施するというシステムにあり、SE構法は構造設計のプロが全棟を構造計算している安心の家づくりと言えます。

SE構法の家づくり。特徴は以下の通り

  • 建物だけでなく、基礎部分についても、全棟で、構造計算を実施。安全性を科学的に確認。勘に頼らない、具体的な構造計算のデータを基にした安全性を確保。構造上問題があるような間取りにすることがない。
  • 空間の自由度が高い。柱と梁が強固に接合されているラーメン構造。筋交い以外の構造躯体で耐震性を高めるので、家の中に柱や壁が少なくても耐震性確保。
  • 接合部に特殊なSE金物・Sボルトを使用。ラーメン接合の強さを備え、自由度の高い空間設計が可能。
  • 鉄骨造(S造)や鉄筋コンクリート造(RC造)と同等の高度な構造計算。実際の構造部材に構造用集成材と接合金物・品質が安定した部材を使用。非常に明確な根拠に基づいて、耐震等級3を設定。
  • 構造躯体に使用する木材は全て、含水率が低く、部材ごとの強度が表示されている構造用集成材を使用。強度や性能が明確であり、どの部分にどの部材を採用するかを安心して決められる。
  • SE構法で使用する構造用集成材及び構造用合板は、JAS法に定めるF☆☆☆☆ [注2] のものを供給。シックハウスの懸念がない。
  • 柱と梁の接合部分の断面欠損が少ない。
  • SE構法では、柱脚金物という特殊な金物で、基礎と柱が直接連結しているので、その引き抜き耐力が大きく向上、耐震性を確保。
  • SE構法では、構造計算で指定された部材の種類や大きさ・金物の設定などのデータが、そのまま指定プレカット工場へ直接つながる仕組み。計算された通りの部材が高精度に加工されて、建築現場に直接届く仕組みを構築している。
  • 専用の資格を持った建築会社が施工(NCNが開催する講習を受け試験に合格、登録施工店の資格を取得)、現場検査も行う。最長20年の構造躯体の保証システム。
  • 中越地震や東日本大震震災・熊本地震において、「SE構法」で建てられた住宅は1棟も壊れなかったという。
  • 出典:株式会社エヌ・シー・エヌ

[注1]:NCNは1996年12月設立、2019年3月に東京証券取引所ジャスダック市場上場。主要業務は①木造耐震設計事業:耐震構法SE構法(SE構法開発・構造計算・資材販売・品質履歴管理・性能保証)②建築ネットワーク事業(建設会社ネットワーク・住宅ブランド・設計事務所ネットワーク)③建築関連サポート事業(登録施工店サポート・長期優良住宅認定申請サポート・保険金融サポート)。資本金:137,270,160円(2018年3月末現在)、従業員数85名(2019年1月末現在)。構造計算料や建築部材販売が収益柱。 

[注2]:ホルムアルデヒドを発散する恐れのある建築材料は、発散量に関する等級区分により、使用面積の制限等がなされる。規制対象の建築材料のうち、発散量に関する等級区分(JISやJASに基づくF☆☆☆☆等の表示)がないものは、個別に大臣認定を受ける必要がある。出典:一般財団法人 建材試験センター

SE構法の理解を助ける動画はこちらです。

 

SW(スーパーウォール)工法:モノコック構造

スーパーウォール工法は、壁・床・天井が一体化した6面体の一体化構造である箱形を構成するモノコック構造。台風・地震などの外力が接合部などに集中しにくく、建物全体に分散するため、歪みやくるいに強さを発揮します。

気密性能はC値(相当隙間面積)として数値化され、数値が小さいほど隙間が少なく、気密性に優れる住宅です。気密・断熱性にすぐれたスーパーウォールの家は、高気密住宅の目安となるC値2.0を超えるC値1.0が基準。さらに、断熱材の耐湿性が、壁の内部結露を抑え、住まいの耐久性向上を実現しています。

ただ、LIXILのスーパーウォール工法で、欠陥住宅裁判例も報道されている点が気になります。

SWの家グループのホームページはこちらです。

FP軸組工法

FP軸組工法とは、柱と梁で構成される構造体にFPパネルを組み込む、独自の工法。断熱材としてだけでなく、地震や台風など外部の力から家を守る構造材としての役割を果たし、断熱性能はグラスウールの約2倍となるそうです。

強固な構造と結露の発生が抑えられる効果で、柱や梁が長持ち、いつまでも変わらない強さを維持するため、耐久性と耐震性が向上、性能劣化がほとんど見られず、構造的にはSW工法の家と類似しています。

FPの家グループのホームページはこちらです

RC造(Reinforced-Concrete):鉄筋コンクリート造

  • 建物が重くなるため適切な地盤改良や基礎工事が必要
  • 価格が高くなる
  • 工期が長い

鉄筋とコンクリートの長所を生かし、耐震・耐火・耐久性に優れた構法。間取の自由度も高くなります。鉄筋で柱・梁・壁・床などの基本構造を組み、その回りに合板で建物の型枠を作り、コンクリートを流し込む。構造的には、柱と梁とで骨組みを作る ラーメン構造と、壁自体で加重を支える 壁式構造 があります。

ラーメンRC工法

  • 接合部をしっかりつなげた鉄骨製の柱と梁を組み合わせた骨組み。
  • 間取りが比較的自由、窓など開口部の制約も少なく、広い住空間が可能になる。
  • コストがかさむ。

壁式RC工法

  • 柱を持たない箱状の鉄骨製の壁で支えるので、広い住空間は作れない。
  • コストはラーメン構造に比し低水準。

天候に左右されやすい?

現場ですべての工事を行う現場打ちという手法は、形の自由度が高い反面、天候に左右されやすい手法です。

一方、天気に左右されず、高い品質管理を可能にしたのが、工場で鉄筋コンクリートのパネルを製作し、現場では組み立てだけ行うプレキャスト造。パーツのサイズや形状に若干の制約が生じます。

いずれを用いても、コンクリートは熱をため込みやすいので、夏と冬の環境を快適に保つには、断熱に配慮した設計が必要となるでしょう

鉄骨造

鉄は錆びるものです。様々な防錆処理を施していても、100年住宅に耐えうるのか?もし、鉄骨造を好まれる様でしたら、業者さんに是非、この点を質問してみてください。

鉄骨軸組工法(軽量鉄骨造)

  • 工場大量生産・規格化。自由なデザインの家づくりができない
  • 結露しやすい
  • 防音性が劣る

柱や梁(はり)などの構造体を、厚さ6mm以下の鋼材で構成。工業大量生産を可能にした工法。鉄骨は均一の品質が保たれ、ボルト締めなどの接合部の品質も安定。現場ごとにバラツキが少ないのが特長です。

重量鉄骨ラーメン工法

  • 建物が重いため、地盤強化や建物の基礎部分を強固にする必要がある
  • コストは割高

厚さが6mmを超える鉄骨を使用。柱に角型鋼管、梁にH型鋼を使う鉄骨ラーメン構造。間取りの自由度が増し、大空間が可能となります

プレハブ(Pre-fabricated)工法

柱・梁・壁などの住宅建築部材を、工場生産。品質を整え、建築現場で組み立てる工法

木質系プレハブ工法

木材主要構造部材を工場で生産。木材で組んだ枠に、断熱材を入れ、合板などの面材を貼り生産された品質が統一されたパネルを建築現場で組み立てる。床や壁を工場生産の木質パネルで組み立てる工法です。

ユニット系プレハブ工法

工場で、鉄骨または木材をフレームとしたボックス型のユニット(部屋)を作り、壁や天井の下地材、建具設備などの取り付けを済ませ、専用トラックで現場に運び、クレーンを用いて組み立てる建築工法。工期が非常に短いことが特長です。

コンクリート系プレハブ工法

工場生産のプレキャスト・コンクリートパネルで躯体を構成。コンクリートパネルを現場に搬入、接合しながら、床・壁・屋根を組み立ててゆく壁式工法。材質上、耐久性・耐火性・耐震性・居住性・遮音性に優れています。

鉄骨プレハブ工法

あらかじめ工場で生産された主に軽量鉄骨を骨組みの材料とする工法。木造軸組と同じく、鉄骨を用いて柱と梁、筋交い構成する軸組工法が主流。ボルト締めのみを現場で行います。

耐震等級について

耐震等級とは、数百年に一度発生する地震、東京では震度6強〜震度7規模の地震に直面して、倒壊や崩壊しないように家を建てる基準。耐震等級1は建築基準法で定められ、どの新築住宅もこの基準のクリアが必要です。有料となりますが、住宅性能評価書は是非、取得すると良いと思います。

耐震等級1

数百年に一度発生する地震に対し、倒壊や崩壊せず、数十年に一度発生する地震(東京の様の住宅が密集する地域では震度5強)で、損傷しない耐震性をもつ住宅。建築基準法(法律)の規定と同程度の住宅です。

耐震等級2

耐震等級1で想定する地震の1.25倍の地震に耐えられる住宅です。

耐震等級3

耐震等級1で想定する地震の1.5倍に耐えられる住宅です。

まとめ

耐震構造をもち、安全で快適な住環境を具象化するためには

  • 耐震等級3は必須。
  • あなたが選ばれた工法を長年手がけ、経験に培われた知識と技術を持つ工務店さんを選ぶことが大切。
  • パッシブデザイン(太陽光や風といった自然エネルギーを最大限に活用・調節し、快適な住環境を創る設計手法)や、ZEH仕様は取り入れたい。

ZEH住宅についてはこちらをご参照ください

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工法ごとに、耐震性や耐火性・耐久性・断熱性能・費用・間取りの自由度・工期の長短・リフォームのしやすさなどが、異なりますので、それぞれの特徴を理解した上で、ご自身の求める工法を見極める事が必要です。

様々な工法のメリットや問題点を見て、私が求める吹き抜けや大きな窓、広い空間を安全に実現するためには、その空間を作ることで、マイナス効果が生じる構造部分を考慮し、全体の部材や金物で補強。

大きな吹き抜けがあっても、大きな窓があっても、耐震性が劣らない。構造計算をしっかり行う工法なら、安心して住むことができる様に思いました。その他、以下の点にも注意したいと思います。

  • 結露対策で、家の耐久性を高め、カビやアレルギーを防止。
  • F☆☆☆☆といったホルムアルデヒドの放散が少ない建材を使用。
  • 年間を通して、部屋ごとに温度差のない。冬暖かく夏涼しい快適な健康住宅。
  • 気密性能・断熱性能をそなえた住宅。

ホルムアルデヒドは健康を脅かす化学物質の一つ。シックハウス症候群の詳細についてはこちらをご参照ください。

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