住宅長寿命化施策による在来軸組構法の設計課題と対処法 [ PDF

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(1)住宅長寿命化施策による在来軸組構法の設計課題と対処法. 中野勝仁. １．はじめに１−１．研究の背景と目的近年の木造住宅は、地球環境問題の顕在化や少子高齢及び世帯減少社会の到来等により、木造住宅の長寿命化が図られている。2009 年には「長期優良住宅の普及の促進に関する法律」が制定され、長寿命化の概念を内含した「長期優良住宅」の認定制度が始まった。 2011 年見直しが行われた住生活基本計画（全国計画）では、木造住宅の長寿命化を促進すべく、20 年までに新築住宅における認定長期優良住宅の割合を現状の 8.8% から 20% にすること等が挙げられており、木造の. １階平面図 1 階鉛直構面 2 階水平構面耐震壁 2 階床構面表記壁倍率表記床倍率 3.0 倍 1.0 倍 4.5 倍. ２階平面図 2 階鉛直構面小屋水平構面耐震壁屋根構面表記壁倍率表記床倍率 3.0 倍 0.5 倍 4.5 倍 0.7 倍. 図 1：課題の抽出過程におけるプランの耐震等級 2 級化の例（大きい吹抜けと開放的な屋根裏空間をもつ住宅）. 長期優良住宅は、今後ますます重要となってくる。一方、これまで多くの木造住宅の構造設計は、仕様. を与えている住宅政策の変遷から、木造住宅が長寿命. 規定の特例措置によって、壁量設計によりなされてい. 化施策によって現在どのような性能を求められている. る。しかしながら、今日求められる長期優良住宅を満. のか明らかにする。５章「在来軸組構法住宅設計の当. たすためには、耐震性能の評価方法基準である「耐震. 面の課題と対処法」では、最初に示した設計目標を達. 等級 2 級」. 註 1). 成する際、どのような課題が存在し、またどのように. を満たすことが求められ、「住宅の品. 質確保の促進等に関する法律（以下、品確法）」に規. 対処するかその方法を考察する。６章「まとめ」では、. 定された計算方法を採用しなければならない。具体的. これまでの研究成果をまとめ、さらに、在来軸組構法. には、建築基準法で規定される計算方法より荷重条件. 住宅の設計のあり方について考察する。. が厳しく、さらに、建築物の実情に即した厳密な壁量. １−３．研究の方法. 計算とともに、床の剛性確保に関する計算方法も規定. ２章から４章は、文献調査によってまとめる。５章. されていることから、設計の自由度の低下が懸念され. は、課題の抽出と課題の対処法の大きく 2 つに分かれ. るところである。これまで簡易的に認められてきた特. る。課題の抽出では、図 1 をはじめとする 3 つのプラ. に、大きな吹抜け等が実現しにくい等の発生が予想さ. ン註 2) で耐震等級 2 級を満足させる。その過程で顕在. れる。. 化した設計課題を抽出し、課題の対処法では、それら. そこで本研究では、在来軸組構法住宅の構造設計の. の課題を解決する際に重要であった事項を一般化し、. 歴史的な推移を示すとともに、構造的観点から発生す. 対処法としてまとめる。. るそれらの課題を明らかにし、その対処法を示し在来. ２．木造住宅と在来軸組構法. 軸組構法住宅の設計のあり方について考察する。. 戸建住宅の木造率は、2008 年で 85.7% と非常に高い。. １−２．本論の構成. 更にその 84.0% が、在来軸組構法によって建設されて. 本論文は６つの章から構成される。２章「木造住宅. おり、戸建住宅の構法として圧倒的なシェアを誇って. と在来軸組構法」では、在来軸組構法住宅がどのよう. いる。1) また、その在来軸組構法による戸建住宅の約. な供給主体によってどの程度の割合供給されているか. 6 割が中小の大工・工務店によって供給されている。2). を明らかにする。３章「在来軸組構法住宅の構造設計. 今後もこのような供給体制が大きく変化しないと考え. 史」では、在来軸組構法で適用されている構造設計方. ると、中小の大工・工務店が良質な住宅を設計・建設. 法の本質を捉えることを目的にしている。４章「住宅. することは、質の高い住宅を広く供給することに繋が. 政策と長寿命化」では、木造住宅の設計に大きな影響. ると考えられる。. 30-1.

(2) ３．在来軸組構法の構造設計史. 1891. 伝統木造構法. 濃尾地震. ３−１．伝統木造構法の在来軸組構法化過程濃尾地震後、伝統木造構法は、日本人の生活習慣を. 1895. 濃尾地震の発生 →震災予防調査会の設置木造耐震研究の始まり木造耐震家屋構造要領. 崩すこと無く、開放的な和風家屋でいかに耐震化を図 1916. るかということに主眼が置かれていた。佐野利器の「家. 生活習慣を考慮した. 筋交いの入った壁の重要性の認識. 開放的な和風住宅の耐震化. 家屋耐震構造論. 屋耐震構造論」においても和風家屋をいかに耐震化す. 東京市建築条例案 1919. るかに関して苦心している。しかし、その有効な手段. 警視庁建築取締規則案市街地建築物法. を見出せぬまま、市街地建築物法では、木造住宅に対. 関東大震災市街地建築物法の大改正床剛性の重要性の認識. し、筋交い・方杖の設置が義務づけられた。註 3) その後、田辺平学らによる多くの震害調査や比較分析、構造実. 洋風住宅の受け入れ. 在来軸組構法. 1950 建築基準法. 図 2：伝統木造構法の在来軸組構法化過程註 4). 験といった研究活動および住宅改良、生活改善という 1950. 社会的運動の中で、当初の和風家屋の耐震化という方向性が洋風木造住宅を受け入れる方向へ転換し、これ. 1960. 1950 建築基準法制定. ・壁量設計法の登場・必要軸組量（壁量）の強化. 1959 建築基準法改正. ・壁倍率表の拡充等. らが総合的に在来軸組構法化を押し進めたのではない 1970. かと考えられている。3) 図 2 に伝統木造構法の在来軸. ・基礎の強化 1971 建築基準法施行令改正. ・風圧力に対する必要軸組量の新設等. 組構法化過程を示す。. 1980. 1981 建築基準法施行令改正. 1990. 1998 建築基準法施行令改正・耐力壁の配置に関する規定・構造上主要な部分である継手. ３−２．仕様規定とその進化前節のような在来軸組構法化過程を経て、1950 年に. ・必要軸組量（壁量）の強化等. 又は仕口の仕様を規定等. 建築基準法（以下、基準法）が制定された。そこで、 2000. 一定規模以下の木造住宅の簡易構造設計法である壁量. 1999 品確法の制定 ◯新壁量設計法の登場・床の剛性確保に関する規定. 設計が登場した。この壁量設計は、以後の木造住宅の. ・準耐力壁の評価に関する規定. 2010 2013. 仕様規定を担う定量的な設計法であり、現在でも多く. ・荷重条件の厳密化等図 3：壁量設計の進化の過程註 5). の木造住宅の設計で用いられる手法である。壁量設計の進化の過程を図 3 に示す。. チェック項目. ３−３．性能規定化とその後. 1 壁量計算. 1998 年には、基準法の性能規定化が図られた。性能. 2 壁の配置. 規定化とは、建築物が満たすべき性能項目・性能水準. 3 床倍率 4 接合部. を明確化することであり、その目的は、設計自由度の. 5 基礎. 拡大と高コスト構造の是正である。しかし、この性能. 耐震等級 1 建築基準法のチェック. 耐震等級 2 耐震等級 3 品確法のチェック. 建築基準法の壁量. 品確法の壁量建築基準法の壁配置床倍率. 建築基準法の接合部. 品確法の接合部. 建築基準法の基礎. 品確法の基礎横架材. 6 横架材. 規定化は、いくつかの問題を抱えている。神田は、「性. 終了. 能規定化という一方で、性能の記述が詳細にこだわり、. 図 4：壁量設計のチェック項目の相違註 6). （省略）果ては計算方法も規定することで覊束性を徹. ルールの下で消費者が住宅の性能・価格に関する客観. 底させ、改正以前よりも、さらに詳細で複雑な計算規. 的な情報を確実に入手できる条件整備等を図り、自由. 4). 定になった。」「性能規定を目ざしたものが詳細な仕. で競争性の高い市場へと構造改革を進める必要」 6) が. 様規定となり」 5) と、批評している。また、国土交通. あった。このような背景から品確法が制定され、住宅. 省は 2011 年に「建築法体系勉強会」を設置し、現在、. 性能表示制度によって「耐震等級」等の性能表示事項. 基準法等の建築法体系全体の目指すべき基本的方向に. が定められた。壁量設計で耐震等級 2 級以上の性能を. ついて検討を行なっている。これにより今後、壁量設. 確保する為には、基準法で規定される計算方法より荷. 計を含む構造設計等の在り方について議論がなされる. 重条件が厳しく、さらに、建築物の実情に即した厳密. と考えられる。. な壁量設計とともに、床の剛性確保に関する計算方法. ３−４．品確法と耐震等級. 等も規定されていることから、現実的には一般の工務. 基準法の性能規定化によって、壁量設計にも大きな. 店が供給する住宅の設計の自由度の低下が懸念され. 変化があった。性能規定化の本来の目的である住宅の. る。基準法と品確法の壁量設計のチェック項目の相違. 高コスト構造の是正等を達成するためには、「共通の. を図 4 に示す。この制度を活用し、中小住宅生産者ら. 30-2.

(3) の市場競争力の強化を図ることが市場全体の競争性の. ５．在来軸組構法住宅設計の当面の課題と対処法. 6). 向上を図る上で重要であると考えられている。. ５−１．設計目標. ３−５．建築確認と 4 号特例. 設計目標は様々設定できるが、本研究では特に耐震. 在来軸組構法の建築確認に着目すると、その大半は、. 性に着目し、耐震等級 2 級を満足することを目標とす. 基準法で分類される 4 号建築物に該当するため、確認、. る。. 検査の特例（以下、4 号特例）の対象となる。この 4. ５−２．課題の抽出. 号特例は、1983 年の基準法改正によって建築確認、検. 本研究では、①大きい吹抜けと開放的な屋根裏空間. 査体制の合理化を図る目的で規定された。この特例に. をもつ住宅、②コの字型プランの住宅、③煙突効果を. より建築確認の際、構造耐力をはじめとするいくつか. 期待した住宅、の 3 つのプランを耐震等級 2 級化した。. の単体規定が審査省略の対象となる。例えば、典型的. その際に抽出された課題を図 5 に示す。. な省略対象は、壁量計算書等である。しかし、2005 年. ５−３．課題の対処法. の構造計算書偽装事件以来、この 4 号特例廃止に向け. 前節で示す 3 つのプランで耐震等級 2 級を満たそう. た動きが活発化しており、仮に 4 号特例が廃止された. とすると、壁倍率を向上するかもしくは、準耐力壁を. 場合は、性能を満たす根拠を示していたとしても、法. 評価し、これによって必要壁量を満足することが考え. 律上の認定を受けた技術しか採用できないために、今. られるが、大幅な耐震壁長註 7) の増加とはならなかった。. 後の住宅設計は、より限られた範囲での設計となる。. しかしながら、図 5 からも分かるように設計の自由度. ４．住宅政策と長寿命化. の低下をもたらす大きな原因は、床剛性を確認する計. ４−１．住宅政策の枠組みと計画の変遷. 算方法によるものが多いことが示されている。特に床. 戦後の住宅政策は、量の充足に主眼が置かれた住宅. 剛性の確保を一貫して難しくしているのは、床面のボ. 建設計画法による計画「住宅建設五箇年計画」により. イド（大きな吹抜け等）註 8) である。イメージ. 進められた。1973 年には、全ての都道府県で住宅総数. 課題と抽出理由. １．吹抜け. が総世帯数を上回り、「一世帯一住宅」が実現された。. 床面の剛性が低下し、下階の耐力壁に円滑に力を伝達できない可能性がある。またプランニングによっては、吹抜けのある床区. その後は、質の向上に重点を置いた政策転換が図られ. 画の下階に耐力壁線の条件を満たす耐力壁を設置することが困難. ていった。しかし、社会情勢は住宅建設計画法の制定. な場合がある。２．開放的な屋根裏空間. された当時から一変し、新たな住宅政策に対応した制. 登り梁を採用した開放的な屋根裏空間を実現するためには、小. 度的枠組みが求められた。そこで、2006 年に住生活. は望ましくない。そのため、屋根構面の剛性を中心に、硬さを確. 基本法が制定され、基本法の理念を実行するための成. 保しなければならない。３．急勾配の屋根. 屋床構面に合板を貼れない他、見えからも火打ちを多用すること. 屋根構面の床倍率は、3 寸勾配以下、5 寸勾配以下そして矩勾配. 果指標等を盛込んだ住生活基本計画（全国計画）が策. 以下の 3 つに分類されており、矩勾配より角度が厳しい勾配屋根. 定された。その住生活基本計画（全国計画）は、2011. は、床倍率 0 倍となり、剛性が認められていない。. 年に見直しが行なわれ、新たな成果指標が提示され. ４．コの字型プラン床面のボイドという意味では吹抜けと同様である。凹部は中庭. た。具体的には、新築住宅における住宅性能表示の実. が計画されることが多く、リビングおよびダイニングから中庭に出れるよう開口が設けられている場合が多い。そのため、開口部. 施率を 19%( 平 21) から 50%( 平 32) にすることや、新. には耐力壁が設置できず、耐力壁線となりづらい。５．階段室. 築住宅における認定長期優良住宅の割合を 8.8% から. 階段室は吹抜け等と同様で、床面の剛性が低下し、下階の耐力. 20%( 平 32) にすること等が挙げられている。. 壁に円滑に力を伝達できない可能性がある。居間の吹抜けに階段があるなど、吹抜けと階段室の機能が一致した場合は、課題とな. ４−２．住宅の長寿命化. らない。６．トップライト. 2007 年に長期優良住宅普及の促進に関する法律が制. トップライトは屋根構面のボイドとみなされるため、認められる屋根剛性が低下する。. 定され、①環境負荷の低減、②国民の住宅に対する負担の軽減、③国民資産の向上等、を目的として、住宅. ※．コの字型プラン + 階段室（並列配置）. の長寿命化が図られている。長期優良住宅の耐震性に. 中庭と階段室が並列して計画されている場合、階段室は吹抜けと同様であるため、ボイドが並ぶことになる。その時、中庭と階. おける認定基準として、広く耐震等級 2 級が求められ. 段室に挟まれた床にかかる負担が非常に大きくなり、床の剛性が. ている。住宅の長寿命化で耐震等級 2 級を求めている. 確保しづらくなる。 ※．開放的な屋根裏空間 + トップライト. のは、層間変形角を抑制し、大地震に遭遇した後も容. 開放的な屋根裏空間を実現するためには、屋根構面の剛性が非常に重要となる。しかし、その屋根構面でボイドを空けることで. 易な補修・補強で建築物として継続的に利用できるように設計目標が主張されるためである。. 更に剛性の確保が厳しくなる。 ※は課題の重複例. 7). 図 5：課題と抽出理由. 30-3.

(4) ５−３−１．床とボイドの関係. ◎. ◎ ＜仮定条件＞. ボイドは、耐力壁線間隔との相関が強い。床とボイ. ・一般地域の軽い屋根とする. ドの関係を図 6 に示す。この図は、床剛性の確認が. ・一階と二階の床面積が等しい. 床倍率 X 倍. ・地震地域係数は 1.0. 床区画単位で完結することを利用し、最も重要なパラ. ・吹抜け幅は 0 ＜吹抜け幅≦耐力壁線距離・耐力壁線間に上階の耐力壁線がのらない. メータである耐力壁線距離ℓと、壁線方向距離 L と床. ・両端とも◎の条件を満たした耐力壁線である註 10). 長さ B の比（B/L）および床倍率の関係を示したもの. ＜関係式＞. A. ボイド. B. である。また、これを拡張させると図 7 のような耐力. 0.5. =. ×. 45. ×. 耐力壁線距離ℓ (m). 200 × 床倍率 X 倍 L

(5) . 壁線グリッドができ、構造計画先導のプランニング. ※小屋水平構面に適用する場合の B/L は約 1.1 倍. も可能になる。例えば、ROOM5 に 3.64m 幅の吹抜けを. 耐力壁線距離ℓ (m) 1.20 . 持つ居間を計画する場合、まず 3.64m 以上の耐力壁線. 1.02 . 1.00 . 1.02 . 距離を確保する。図 6 より床倍率 1.0 倍の場合、B/ 0.73 . b/L . 0.68 . 要ということを示す。つまり、図 7 において ROOM2 と. B/L. 0.60 . 0.51 . ROOM8 で壁線方向距離 L の 41% 以上の床長さを確保し. 0.40 . なければならない。註 9) ただし、仮定条件にのらない. 0.20 . 住宅で特に、重い屋根および多雪地域の住宅は、これ. 0.00 . 0.44 0.34 . 0.15 0.10 0.07 0.05 0.03 0.91 . 0.41 . 0.29 . 0.31 . 0.29 . 0.20 0.15 0.10 0.07 . 0.22 0.15 0.10 . 0.20 0.14 . 1.82 . 2.73 . 3.64 . 0.26 0.17 . 4.55 . 以上に床剛性を必要とするので注意が必要である。. 0.66 0.59 . 0.51 0.44 . 0.37 . 0.31 0.20 . 5.46 . 0.80 0.73 . 0.72 0.61 . 0.59 . 0.95 0.88 . 0.82 . 0.80 . L=0.41。これは、床倍率 1.0 倍の床が L の 41％以上必. 1.02 0.92 . 0.88 . 0.36 0.24 . 6.37 . 0.41 0.27 . 7.28 . 0.46 0.31 . 8.19 . 0.56 . 0.51 . 0.38 . 0.34 . 0.61 . 0.41 . 0.67 . 0.44 . 9.10 10.01 10.92 11.83 . l(m) 耐力壁線距離ℓ (m). ５−３−２．開放的な屋根裏空間と耐力壁線間隔. 0.3 . 0.7 . 1.0 . 1.4 . 2.0 . 3.0 . 図 8 に開放的な屋根裏空間註 11) を採用した際の必要. 図６：床とボイドの関係. 床倍率と耐力壁線間隔の関係を示す。屋根構面の最大. ＜耐力壁線の条件＞ 8) ◎の耐力壁線となるもの. 床倍率は 0.7 倍であるため、開放的な屋根裏空間を実 ROOM1. 現したいのであれば、屋根勾配を矩勾配以下とし、耐. ROOM2. その通りの存在壁量≧その通りの. ROOM3. 長さ× 0.6 かつ. 力壁線間隔を最大 5460mm とする。. その通りの存在壁量≧ 400cm 以上 ROOM4. ５−４．小結. ROOM5. ROOM6. ◯の耐力壁線となるもの各階・各方向の最外周壁線で◎の. 5 章では、耐震等級 2 級化する際の課題とその対処. 条件を満たさないもの. 法を示した。しかし、これらの対処法は建築物内部に. ROOM7. ROOM9. ROOM8. ※ 2 階建ての 1 階の場合、片方の耐力壁線が◯の場合、4 倍の必要. 耐力壁線の条件を満たす耐力壁を設置することを前提. 床倍率となる。. 耐力壁線距離ℓ (m). としており、住宅の可変性を損なう可能性がある。住. 図７：耐力壁線による構造グリッド. 宅の可変性を考慮した住宅を計画する際には、可変性. 1.60 1.46 . 1.40 . を必要とする部分とそうでない部分を明確に分けたプ. 床倍率 ○倍. . ランニングを行なう必要があると考えられる。６．まとめ. 1.35 1.23 . 1.20 . 1.12 1.01 . 1.00 . 0.90 . 0.80 . 0.79 0.67 . 0.60 . 0.56 0.45 . 0.40 0.20 . 耐力. 壁線. 住宅の長寿命化を目的とした法律の規定によって、. 距離. 耐力壁. 0.34 0.22 0.11 . 0.00 0.91 1.82 2.73 3.64 4.55 5.46 6.37 7.28 8.19 9.10 10.01 10.92 11.83 l(m) . 最高床倍率：0.7 倍. 大きな吹抜け等をもつ住宅の計画はより制限されるこ. 耐力壁線距離ℓ (m). 図８：開放的な屋根裏空間と耐力壁線間隔. とになる。また、仮に 4 号特例が廃止された場合、全. 註註 1)「耐震等級」とは、1999 年に制定された「住宅の品質確保の促進等に関する法律」により定められた耐震性の基準のこと。2 級は、基準法の 1.25 倍の地震力に対し、品確法の壁量設計で安全であることを確認する必要がある。註 2)3 つのプランとは、大きな吹抜けと開放的な屋根裏空間をもつ住宅、コの字型プランの住宅、煙突効果を期待した住宅の 3 つである。註 3) 制定当初は、3 階建ての木造住宅が対象であったが、1924 年の大改正によって 2 階建て以下の木造住宅にも義務づけられた。註 4) 図は、主に参考文献 (3) の内容を参考に作成註 5) 図は、主に参考文献 (9)(10) の内容を参考に作成註 6) 図は、参考文献 (8) より引用、加筆修正し、作成註 7) 耐震壁長とは、実質的な壁の長さのことである。耐震等級 2 級化するにあたり、基準法に比べ必要壁量は増加したが、主に壁倍率の向上および準耐力壁の評価で満たすことができる範囲である。註 8) ボイドとは、水平投影上矩形の水平構面が一部が欠けた状態（不整形平面）のことをいう註 9)ROOM は 1 階であるとすると、ROOM2 と ROOM8 の天井、つまり 2 階床面に床倍率 1.0 倍の仕様を採用する。註 10) ◎の条件は、図 7 参照註 11) 本研究における開放的な屋根裏空間とは、小屋床構面の合板や、火打ち梁を入れず、屋根構面で 2 階の水平構面の剛性を確保する構造のことである。参考文献 1) 国土交通省：木造住宅の現状 2) 国土交通省：木造住宅の担い手 3) 源愛日児：木造軸組構法の近代化中央公論美術出版 2008 4) 神田順：なぜ建築基本法は必要なのか建築ジャーナル 2009.04 5) 建築基本法設立準備会：趣旨書 2003 08 6) 建築審議会：二十一世紀を展望し、経済社会の変化に対応した新たな建築行政の在り方に関する答申 1997 7) 河合直人：耐震等級建築技術 2009.10 p104-105 8) 飯島敏夫ほか：木造住宅ラクラク構造計算マニュアルエクスナレッジ 2010 9) 大橋雄二：日本構造基準変遷史日本建築センター 1993 10) 坂本功：日本の木造住宅の 100 年 2001. て法律によって定められた範囲内での設計となることで、これまで 4 号特例によって可能であった設計者による創意工夫の機会がなくなり、住宅規模に適用する技術の進歩が期待できなくなると考えられる。以上をふまえると、今後の在来軸組構法の設計に関する規定は、計算方法や仕様の紹介にとどめ、「設計者は構造の安全を証明できれば良く、それを証明する手法は自ら選択する」とし、中小住宅生産者の向上心を促すと共に、住宅の長寿命化を図ることが望まれる。. 30-4.

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