電話をかける

問合せ

ブログを読む

トップへ戻る

髙橋建築

BLOG  カテゴリー:耐震・構造

断熱・気密,耐震・構造

中大規模の壁の断面構成 強度の面から

近年 中大規模の建築物も木造化が行われています。
 大規模な建物ですから構造設計も大変です。多用されるのが、外に24mm構造用合板を張る方法。
 壁倍率で15倍という強度となります。当社でよく使う高強度のMDFの耐力壁ですら4.3倍ですからその3倍以上の強さとなります。

断熱を組み合わせて

今回の事例の建物は、断熱もがんばっています。

左の層から
外壁
通気層 30mm
透湿防水シート
構造用合板 24mm
断熱材(柱、間柱)グラスウール 32k 240mm
防湿シート
合板 12mm
石膏ボード 12.5+9.5mm

このような構成です。

内部結露するのか?

もちろん定常計算では結露するという結果にはなりません。
設計事務所や設備設計事務所、ゼネコンもこれくらいは考えているでしょう。
高断熱で室内条件として20度60%での検討がheat20のガイドブックで示されていますがそれでも安全という評価です。

長期性能を考える 

建物は完璧に工事ができるとは限りません。
壁体には電線が通ったり設備の配管が貫通したりしますね。その部分の防湿処理は難しい施工となります。熟練した施工者でも思わぬミスが起こりやすいところです。

また、それらの設備部材は振動などで動くこともあります。長い間には気密テープがはがれることもあるでしょう。

さらに、木材が貫通するところも曲者です。もちろん念入りな気密処理などしますが、木材は長い年月で反ったり捻じれたり、痩せたりします。そのような状況でも完璧な気密を保つのはなかなか難しいですね。

貫通しないところでも木材のやせによりシートが浮くことも考えられます。

そのほか、居住者が額を吊るのに釘で穴をあける。家電量販店がエアコンをつけたらそのような施工はできないですから一発で機密性能が落ちますね。

このように、長期間の性能を考えると機密性能が落ち防湿シートから壁体内に室内の空気が入りやすくなることは明らかなのです。

湿気を持った空気の移流を考慮する

将来の経年変化や初期の施工ミスを考慮して最初からそれらを考慮して安全な設計をしておくことが大切です。

「当社は完璧な施工だから安心してください。経年変化に追従できるように考慮しているので安全です。」
「そこまで考慮する必要はありません。」
そんな説明をする建築会社、建築士がいたとしたら要注意。
防湿施工ばかりでなく、耐震や耐久性そのほかいろいろなところまで自分の基準で適当だと思って間違いないでしょう。

計算はできなくても湿気の逃がし方などは考慮しているべきです。

非定常計算をしてみる

湿気の移動などを考慮するためには、時間の変化に応じて温度や湿気の移動を計算することになります。

壁を構成する部材の熱的性能などを使います。

そして室内の温度、湿度 そして外気温、湿度などです。
ほかにも様々なファクターがありますが省略します。

重要なのが、建物が建つ気象条件ですね。北海道と沖縄に立つのでは全く異なります。
秩父は朝の気温がとても低いです。それは重要な要素ですね。秩父が関東だと思ったら大間違いです。朝の最低気温平均は青森市より低いです。
本当に寒いですね。夏もめちゃくちゃ暑いです。

その温度、湿度データーを1年分入れます。

北側の壁で計算

冬に寒くなり日が当たらない北面の壁で検証しましょう。

4月1日から計算を始めます。まだ朝は寒いので熱は室内から漏れ出して、湿気は室内に入ってきていますね。

夏は熱も湿気もたくさん入ってきています。

冬になると合板のところで湿気の移動量に限界が。

合板が湿気を通しにくい素材なので湿気が止められ始めているのが分かります。

内部結露の始まりです。

合板の含水率がみるみる上昇

1年経つと合板はびしょぬれ。怖いですね。

3年後

結露は解消されずこのような状態

毎年繰り返し変化しなそうです。この構成では乾くことはなさそうですね。

構造の安全性

構造の安全性を考えると強度のことばかりに目が行きます。

しかし、その構造部材が腐ったら?
とても15倍の壁倍率は保てないですね。

断熱のことまで考えないと、このようなことになってしまします。
怖いですね

今回のこの事例は現在計画されている とある物件です。
一応アドバイスはしましたが担当者はコストのことばかり。

お金がかけられなければ、腐って壊れても やむ負えないの?
それは 施主さんのせいなの?

建築業界なんてこんなもの。

まじめで知識ある担当者に巡り合わないと大変なことになります。

でも世の中はこんなもの。

担当者の愛層がよくて、建物の見た目をどうにかすればそれでOK
数年後はどうにかなるでしょ。
こんなものですよ。
それですまされてしまう。

本当にひどい話です。

担当者は知識がないだけで悪気はないのでしょう。
みんな同じにやっているから。
全く悪気もないからいい人に見える。

素人設計でも職人さんの力を借りて形になってしまうのが建築。
まじめにやって比べられるのが馬鹿みたいに思えてくることがあります。

でも頑張ります。「やりすぎ」とか悪口を言われても、お客様のためにできるだけのことはまじめに頑張ります。

耐久性・災害対策,耐震・構造

基礎のコンクリート 強さの違いご存じですか?

Fc=18N/m㎡ 21、24、27、30、33、36・・と強さの違いがあります。
ご存じでしたか?

使っているコンクリートは住宅会社によって様々です。
お客さんには気づくことができませんからブラックボックスですね。
値段ばかり考えている工務店、知識のない工務店などは、安い、弱いコンクリートのことが多いようです。
弱いコンクリートの方が工事も楽です。

どのくらいの強度を目指すのが良いのでしょうか?

基礎の構造計算ではコンクリート強度21N/m㎡でも 鉄筋などできちんと補強されれば頑丈な基礎と言うことになります。

木造住宅の基礎の強さはほとんどの場合、曲げモーメントで決まるの鉄筋の量で決まってきます。

ですから、ほとんどの場合には構造計算上コンクリートの強度の影響はないのです。
しかし・・・・・

長持ちさせるには強度が重要

その強度を負担する鉄筋はコンクリートで保護されています。
保護されているのでさびたりしにくく強度が保たれるのです。

ですから、鉄筋をコンクリートにより適切な厚さを確保して保護する必要があります。
地中で60mm 地上で40mmです。

強度が弱いコンクリートは、耐久性も低いことが知られています。
セメントの含有量が少ないため 中性化が早まります。
そのため、ボロボロになったり鉄筋がさびやすくなったりするのです。

強いコンクリートほど耐久性が高く長持ちします。

ご近所などのコンクリートを見ていただいても、古いのにしっかりしているコンクリートと、それほど経っていないのに痛んでるコンクリートがあると思います。

最初はわかりませんが、本当に大きな差が出てしまうのです。

水セメント比などの専門的な話は割愛して、基本的に「強いコンクリートほど長持ち」です。

どのくらいの強度が必要?

JASではこのように決まっています。
100年持たせようという長期優良住宅では30N/m㎡が必要そうですね。
これは設計基準強度ですので実際に打設する強度は打設時の気温などを考えたりして割ります必要もあります。

実際には

一部の真面目な大手ハウスメーカーや工務店はしっかり考えていますが、まだまだ適当なところが多いです。
コストも重要なので仕方ないのかもしれませんが、きちんと納得の上で選びたいですね。
コンクリートの強度を質問して即答できないようなら??ですね。重要なことですから。

耐震・構造

構造のずっと以前から勉強していますが、わかりやすいのが佐藤先生の構造塾
最近はYOUTUBEでも一般向けに配信されてますね。
初歩的な内容ですが知っておくととても良いと思います。

https://www.youtube.com/channel/UCBomiIuwHonz8E5hIEOtIHQ

構造塾は一般の設計者が勉強するレベルの勉強会と中上級者向けとさらに上級者向けの勉強会があります。

私は一番上の勉強会に参加していて月に一度の勉強会です。
ちょっと勘違いしやすいところの復習だったり、新しい考え方の解説をしてもらったりしています。
解らない高度なところも個人的に教えてもらうこともできて本当に助かります。

まさに、優秀な先生が個人コンサルに付いてくれているような感じです。本当にありがたいですね。

基本から外れる時の解説。単純だけどどこまでOKか知っておくのも大切ですね。

基本形をしっかり考えることが重要ですが、イレギュラーな場合の対応の仕方を知っているか知ってないかは大きな差が出ます。

様々な場所で建てられている住宅の工事現場を見ると怖いのがたくさんあります。イレギュラーな場合に対応する力は全くなさそうなのに、本当にそれが成りたっているのか心配になるような現場が多いですね。

現在はお客さんが間取りにこだわりを持ち、いろいろな要望を出してくるのでそれに対応するために、間取りが複雑になってしまって構造がおろそかになって言ってしまうのでしょうね。
構造を考えなければ形や、間取りは自由にできますから。
デザインこだわっていると言われているような工務店に多いです。
ネットやチラシに載っている間取りなど見ると、素人感丸出しのものもたくさんあります。

解っている設計者と解っていない設計者を見極めるのは難しそうですね。
解っていない設計者は構造を考えている気になって「安全だ!安全だ!」と簡単に言いますね。

今日の勉強は、基本的な構造の区画、許容応力度計算時の耐力壁線の位置との話。
基礎の構造区画、躯体の構造区画、耐力壁線のずれ。
耐力壁線のずれがどのように地震力の流れに影響するか。

きれいに地震力を伝達させながら流していくことが重要。
偏心を考えた全体的にバランスの良い耐力壁と水平構面で伝達をしていくための耐力壁線になる耐力壁の配置。

基本中の基本ですがそれもできてないおうちもあります。皆さん構造を無視した設計をされないように注意してくださいね。
何でもかんでも間取りができるようだったら「構造区画大丈夫ですか?耐力壁線のバランスOKですか?」見たいな質問してみましょう。

太陽光発電,建築費・光熱費,耐震・構造

太陽光発電は省エネに貢献します。
環境にもとても良いですね。
家計にもプラスです。

新築ならできるだけ付けたい設備です。

ですが太陽光パネルを付けるにも注意が必要です。

雨漏り、屋根の耐久性、そして構造の安全です。

今回は太陽光パネルと構造の安全性について解説します。

ほとんどの工務店が計算していない

みなさん信じられますか?
これは事実なのです。
ほとんどの工務店が太陽光パネルの重さを考えずに家づくりをしています。
怖いですね。
「太陽光パネルの重さを何キログラムで計算してますか?」と質問してみましょう。
すぐに答えられなかったらアウトですね。(笑)
していればすぐに答えられます。忘れたとか思い出せないとか言うレベルの問題では無いからです。知らないから答えられないと考えて良いですね。

地震力は重さで決まる。

建物を揺らす力は重さで決まります。重い建物ほど大きな力がかかるのです。
その力に耐える壁をつくり大きく揺れないようにしなくてはなりません。

重い建物ほど強い壁をたくさんつくる必要があるのです

重ければ強い壁をたくさんつくれば、強い建物となります。瓦の建物が弱いという人がいますが、重い建物なりに強くすれば良いだけです。

ですが太陽光発電を設置したのにその重さの分、家を強くしない住宅会社がほとんどです。

太陽光パネルの重量を加えて計算する

それではどうすれば良いのでしょうか?
構造の計算をする時にきちんと太陽光パネルの重量を含めて計算すれば良いのです。
太陽光パネルは意外に重たいです。1平方メートル当たり20kgぐらいあります。屋根が50平方メートルあると 50*20=1000 約1トンですね。

この重さが屋根に乗り地震の時に揺すられるわけですからとても怖いですね。

片側に重さが集中する

普通の形の屋根だと太陽光パネルは南の屋根に乗りますね。北側の屋根には乗りません。

南側だけ重くなり北側は軽いままです。

地震が来た時には南側にかかる揺れる力が大きくなります。
この揺れる力を止める強い壁が必要ですね。

普通のおうちは明るい光を入れるために南側に大きな窓を付けますから、南側の強い壁は少なくなります。
南側の方が北側に比べて弱いことが普通です。

重い力がかかりやすい方が弱いと言うことになります。
そのままでは壊れやすいですね。

ですから、重さのバランスと力のバランスをきちんと計算して安全にしなくてはいけません。

一般の住宅会社ではそのような計算もしないで太陽光発電を付けてしまっているのです。怖いですね。
「今まで壊れたことが無いから。」などと根拠の無いことを言います。
計算しないとその怖さが解らないのです。

みなさん太陽光発電を設置する時にはきちんと計算してもらいましょうね。

わかりやすい動画が公開されていますのでご覧ください。
私が勉強させていただいた構造塾の佐藤先生です。


https://www.youtube.com/watch?v=U7uzgPJIZ_Y

耐久性・災害対策,耐震・構造

2016年に起きた熊本地震からすでに3年が過ぎました。

震度7が2度続けて起こるという大変な地震でした。

当社でも、2度視察に行き その被害の大きさを感じ、壊れた家々を見ながら どのような家が壊れるのか。章句人さんたちと一緒に見てきました。

衝撃的な経験で 我々の考えを一変させました。

当社でも 以前は お客様がの要望で間取りと構造の整合性がうまくいかず耐震等級2という物件がありましたが お客様にご理解いただき 全棟耐震等級3となりました。

耐震等級3なら震度7が続けて起こっても倒壊には至りません。

しかし、3年たってわかってきた事実もあります。

2000年の耐震基準改正以降建てられた家は熊本地震で2,3%しか倒壊しませんでした。基準が上がりとても強くなった結果です。

しかし 倒壊を免れた家で会っても 損傷を受けた家もあり、なんと18%の建物が取り壊されてしまったのです。

住み続けることができないレベルの損傷でないとしても、損傷を受けた建物に住み続けるのは、その後の安心感が違います。

ですから、倒壊しないというレベルの家を作るのではなく大きな損傷をしない建物を作ると言うことが大切なのです。

そのためには、実際の地震動できちんとシミュレーションして、変形角などが安全に保たれる必要があります。

それをシミュレーションするソフトがWALLSTATです。当社でもこのソフトで解析しながらより安全な建物を作り続けたいと思います。

耐震・構造

木造と鉄骨造の違いについてお話しします。

住宅ですから鉄骨造は軽量鉄骨ですね。セキスイハウスやダイワハウスなどの構造がこれに当たります。

以前はハウスメーカーが鉄骨造の方が良いと一生懸命宣伝していましたが最近はほとんどしていませんね。

それは、住宅レベルでは木造の方が圧倒的に有利だと言うことが、一般的に認識されてきたので、それでも鉄骨の方が有利だというといいわけを言っているように聞こえると解ったからでしょう。

地震の強さもどちらも構造計算によって安全性を確認しているのですからどちらが強いという必要は無いですね。

火災時の安全性もそうです。鉄は熱でとても弱くなり ぐしゃっとつぶれますし,木造は燃えます。どちらも壁や天井に貼る石膏ボードで火災に強くしているのが現状です。ですから大差ありません。

もっとも違うのは温熱性能です。

熱の伝わりやすさが鉄はすごいのです。木の500倍以上熱を伝えてしまいます。

絵で見るとわかりやすいと思いますので計算して見ました。上が木で下が鉄の柱です。

一目瞭然ですね。全く違いますね。

室内環境を快適にするためにはどうしても鉄では難しいのです。近年は断熱性の競争が始まっています。

自動車のように燃費の良さなども比較されます。ですからそれに気がついたハウスメーカーは徐々に鉄骨を少なくして木造にシフトしてきてきます。

昔は木造の悪口ばかり言っていたのにびっくりです。

鉄骨のフォローをするなら、大きなお部屋が取りやすいと言うことはありますね。大きな空間を作りたいなら鉄骨が良いかもしれません。

耐久性・災害対策,耐震・構造

新しい建物を長持ちさせるように作ることはとても重要なことですが、現在ある建物をさらに長持ちさせることもとても大切です。

特に 伝統的な技術で作られた 価値ある建物をきちんと残していくと言うことは とても重要です。

ただ見た目を直すのは,誰でもできることですが その建物が意匠を崩さず安全に さらに長持ちして行くように直すのはとても大変です。

多くの伝統的な建物は耐震的にはとても弱い建物です。

地震時に壊れないために必要な耐力の半分も満たしていないものも多いのが実態です。

伝統的な建物は大きな梁や太い柱を使っていてがっしりしていてとても強いように見えますが、実際には地震に抵抗する力のある壁が少ないので大きな地震にはとても弱い作りとなっています。

また、長い年月で 痛んでいるところは出てきます。それが解らずにすんでいると言うことも多いようです。

今回訪れたのは 栃木市の伝統建築物保存地区です。

まずは横内先生に様々な事例を教えて頂きました。

その後改修された建物を実際に見て回りました。

案内してくださったのは 私の母校の1年先輩の加藤先生 このような改修にたくさん携わっていらっしゃるようです。

それと東京都市大学の大橋先生。木構造の第一人者の一人ですね。大橋先生も母校の先輩
偶然です。(笑) 学生寮の話題で盛り上がりました。軍隊のように上下関係がありとても厳しいところでしたから。
「1年建築学科の高橋慎吾です。出身は埼玉県秩父郡・・・・」と寮で決まりの定文挨拶をしたら笑われました。

改修中の見世倉です。ジャッキアップして鉄筋コンクリートで基礎を作り土台を敷いて 下ろします。

この状態はとても不安定ですね。

大橋先生が構造のアドバイスをして安全な建物としてよみがえるそうです。

地震などの水平力に耐えるよう 壁などを補強していきます。
力がうまくバランス良く伝達するためには水平構面の剛性も必要ですから床や屋根なども強くします。
さらに足下がずれてしまったり浮いてしまったりしてはいけません。きちんと地面から離れないように基礎土台に接合します。

これを見えないように直すわけですからとても大変なわけです。

きちんと直すには大規模な改修が必要となってしまいます。きちんとした知識を持って直さなくてはまたすぐに修理が必要になってしまうかもしれませんし,きちんとした安全性能が確保できません。大規模な改修はお金もかかってしまいます。

でも、先祖から引き継いだ、価値ある建物を きちんと後生に残していくのも我々のつとめです。

今いる我々がやらなければ、今まで受け継がれてきた大事な建物が無くなってしまうのです。

本当に我々の様な技術集団にしかできない大切なことなのです。

今後もきちんと勉強をしながら良い仕事をしていきたいと思います。

大橋先生と記念撮影(笑)

相変わらず 太っている私。 やばいです。 ダイエットが必要ですね。

耐震・構造

木造の構造計算の手法が若干変更になりました。
耐震性をきちんと確保するために日々勉強をしています。

高橋建築の設計を手伝って頂いている ラクガキ工房の 堀合さんと一緒に 東京大学で勉強です。
先生は 東大の青木先生です。

この講座は 普通の勉強会とは違い 実際に基準作りをしている先生方が どのような考え方や経緯で基準ができていったか説明頂けます。
ですからとても深く理解できますし、基準の矛盾点なども把握できますのでそのことを設計に生かすことができ より強い建物を設計することができます。(裏話が楽しいです。)

さらに少人数なので 質問もたくさんできます。
例によって いつでも最前列中央に私が座っております。
食い入るように画面を見ているのが私です。(笑)
学生時代には教授に「にらみ付けている。私の授業では物足りないか?」と怒られたこともありました。(笑)
それからは ニコニコ黒板や画面を見るように気をつけていましたけど。(笑)
最前列はお得です。寝ないですみますし。先生も私の反応に合わせて進めくれますから。解ってなさそうだったらさらにかみ砕いてくれたりして。

今回の一番の収穫は 壁倍率の決まっていった経緯。
告示でたくさんの耐力壁が増えました。釘の打ち方でも耐力は違います。壁倍率の決め方も 基本は実験によって耐力を確かめ材料のばらつきや強度などで低減率を決めて設計で使う壁倍率を決めていきます。その過程が解りました。実験方法などでその辺のばらつきの出方や母材の種類や釘の種類打ち方 同じ倍率でも金物の種類などでも大きく耐力が変わります。

同じ倍率で計算しても それらの組み合わせで本当の力の強さは大きく変わるのです。

また、既存の認定されている耐力壁でも 昔の基準で計測されていたり昔風の施工方法だったりして 現在にはそぐわないものも有ります。

しかし一度、法律として決められてしまうとなかなか変更は難しく 実際は弱いのに強いことになってしまっている壁などもあることが解りました。その様な壁を使う場合は自分で強さを低減して構造計算するべきですね。強いと勘違いして計算するとひどいことになります。

以前の基準では甘かったところの計算方法が多数追加されたり変更されたりしました。
そのへんのことも機会があったらブログにあげたいと思います。

新しい許容応力度計算の解説書は挿絵も多くとてもわかりやすいです。
実務者は絶対に購入して勉強しておくべきです。
秩父でこの手の話が一緒にできる設計事務所、工務店がいないのはとても残念です。
最先端の勉強会でお会いすることは全くありません。どうしてるのだろう。

私は自分でもとても良いポジションにいると思っています。
なぜか、その分野で最高の先生を見つけ勉強する機会に恵まれるのです。
そのサイクルができて次の機会にも誘われたりします。

この講座は数回続きます。次回は稲山先生の講座です。とても楽しみです。

長持ちする建物を作るには 地震時などに壊れることが無かったり 長い間に変形しないことが大切です。
構造の安全性を計算することが大前提ですね。
どんなにすてきに見える建物でも 長持ちしない住宅はだめです。

今週末は 伝統的建物の保存改修の勉強会です。
古い建物を見たり修理の仕方を勉強することで長持ちする建物としない建物の差がどんなところにあるのかわかり、長持ちする建物の作り方が解ります。

当社は 作れる棟数は少ないですが、 良い建物を作る 「スーパー工務店」を 目指します。
安売りの「スーパーマーケット工務店」ではなく「極上の,すばらしい工務店」という意味ですからね。(笑)
秩父で良い注文住宅を作りたいとお考えの方 一緒に勉強しましょう。

耐久性・災害対策,耐震・構造

カナダでの木の建物の話です。

6階建て以下の建物はほとんどが木造となっているそうです。

最近では18階建てというものまであります。

6階建て以下の建物で木造が多いのはやはりコストが安いから。

日本との違いは耐震と防火でしょう。

耐震に関しては地震が起こらないわけではないのである程度の強度は保たれています。

日本ではもう少し耐震要素が必要になりそうです。

 

大きく違うのは防火です。

カナダで基準が甘いのではありません。

日本の基準は燃えないようにするというのが強いです。

しかしカナダではスプリンクラーなどで消すということを重視しています。

今の日本の基準では木に石膏ボードでたくさん耐火被服をしなくては行けません。

木は見えなくなりますし、重くなります。工事量おも増えますね。

木のよさが失われてしまいます。

 

18階建ての大学の学生寮を見ました。

ユーチューブで見ることができます。https://youtu.be/GHtdnY_gnmE

木の骨組みは3ヶ月かからずに作ってしまいます。

これは日本でも利用始めているCLTという部材を使って作る方法です。

中央の大きな2本のコアで地震に耐えます。

そのコアは設備の配管やエレベーターシャフトとして利用されます。

 

さすがに18階となると今のところ少しコストがかかるようです。

現在これを安くできるように研究中とのことです。

断熱・気密,耐震・構造

皆さん。耐震性が第一とお考えになっているかたがおおいですね。

住宅メーカーもそう言っているところがたくさんあります。

 

本当にそうでしょうか?

耐震性は命を守るものだから第一

断熱性は経済的なものだから第二

命が優先でしょ。

そんな風に説明されるらしいです。

 

地震が起きて電源、燃料の供給が止まったら、普通の家では寒くて過ごせません。

体調を悪くして染んでしまう人もいるかもしれません。耐震性が良いだけではダメですね。

それでは地震時ではなく普通の時はどうでしょう。

寒い家ではヒートショックなどで命を落とす人が交通事故死者の何倍もいますし、

脳梗塞などで普通の生活が遅れない。

結露によるカビの大量発生などで健康を害する人もいます。

寒いおうちは普段でも死ぬこともありますし健康を害するリスクもとてもあります。

 

ですから、耐震第一、断熱第二なんて言っていること事態間違っています。

そこに順番はありません。

どちらもとても大切です。

 

家は人を守るものです。

安全性が重要なのです。

耐震性はもとより断熱性も欠かせない安全の大きな要素です。

耐震、断熱はほぼ建築時に性能が決まります。そこでてを抜いたらいけません。

設備やデザインより優先すべきだと思っています。

もちろん、それらの性能を長期に渡って担保するには、

使用する部材や工法など耐久性が必要であることは言うまでもありません。