「あがの杉」と「あがの職人」による伝統構法の「あがの家」

阿賀野市安田地区は、先人の技を継承した大工・左官・屋根・板金等の職人が多く居ます。安田瓦の産地でもあります。

隣の阿賀町の殆どは森林で杉材が豊富です。
これらの建築材料を有効に活用するのが、伝統構法です。
先ずは構造ですが、太くて長い木材を大工の手刻みで組み立てます。

今風の細くて短い木材をプレカット工場で加工し、クギや金物に頼る工法とは根底から違います。
基礎は事前に地盤調査を行ってそれに対応出来る形状にします。
屋根は耐久性と断熱性能に優れた安田瓦を葺きます。
これらの施工によって地震や台風・雪に強い構造体が出来上がります。

家は住む人の健康と生命を守る構造物であり、生涯で最大の出費を伴う資産です。
最低でも70年以上、価値が下らない事が求められます。
これらの様々な条件を満足する為に立ち上げたのが「あがの家・創生プロジェクト」です。

今こそ、失われた一家団らんを取り戻すチャンス

人は親から生まれて育てられ人間になります。

夫婦・親子・兄弟姉妹の集団が家族です。
家族が集まって、仲良く談笑したり、楽しい時間を過ごすことを「一家団らん」と言います。
近年は社会構造が複雑化してその機会が失われています。

ところが新型コロナウィルスや自然災害など、色々な事象が私たちを襲います。
人生の幸せとは何なのか？
家族が集う家の存在性とは何なのか？
単なる、帰る・食べる・寝る箱物から、脱皮しなければなりません。

家に必要とされる昨日は多岐にわたります。尚且つ、生涯で最大の出費を要します。
今まさに時代の転換期、求める人も提供する人も、その見識により将来が決まります。
全て一律とは行きませんが、共通する価値基準はあるはずです。

今の家を仕立て直し、より永く、より快適に

家は人が生活するために、多種多様な機能が複雑に絡みあった複合物です。

常に風雨にさらされ、時間が経てば様々な不具合が生じます。その場合、往診が必要です。

その現状や原因を的確に判断できる技術プロがいなくては、生きる命も絶たれる恐れがあります。ヤブ医者では困ります。

最近は新工法、新建材による簡略化により、高度な専門技術職人が少なくなりました。いくら高度なコンピューターや機械があっても、使いこなす人がいなくては無用の長物です。

まさに、住宅診断士は家のホームドクターなのです。

木組みの構造の耐震性能を数値で証明する

「あがの家」の構造は日本の先人・匠（たくみ）が進化・向上させてきた、木組みの伝統構法が基本です。

ですから、今風のクギ・金物・合板に頼る耐震構造とは根本から違います。

伝統構法というと、古いイメージを持つかもしれませんが、それは全く逆で超ハイテクな技術なのです。

設計担当者はこれまでも、それを証明する「限界耐力計算法」を勉強してきました。

2019年6月10日、改訂版「伝統的構法のための木造耐震設計法」が新たに刊行されました。

編集委員長は、日本の構造学の権威・鈴木祥之大学教授です。

「限界耐力計算法」は、地震力を加速度をもとにした詳細な数値で表し、構造体の耐力の限界を数値で証明する方法です。

今回、より詳細な計算法が示され、耐震性証明の精度が更に上がりました。

難解な計算式が列記されていますので、マスターするまで相当な時間が掛りますが、再チャレンジしています。

難易度が高いからこそ、価値・魅力がある

古い家の再生というと、ややもすると、住む人も建築担当者も意匠・デザイン等、表面的な見た目のモノだけに拘ろうとします。

が、肝心なのは、家は住む人の心身の健康と生命の安全と財産を守る、構築物であるということです。当然のことながら、現行の耐震基準を満たすものでなければなりません。

ところが、厄介なことに、今風の金物や筋交い、合板に頼る構造体とは根本から違います。となると、伝統木構造の力学的な根拠に基づいた構造計算で証明するコトが必要となります。

尚且つ、部材の入れ替え、部材補強となると、ノコギリ・ノミ・カンナを自在に操り、経験と美感性を備えた本物の大工職人の技が絶対条件となります。

地域の伝統文化・技能を後世にバトンタッチ

日本の木造建築物と鉄やコンクリート造りとの最大の違いは、腐れと虫害の管理さえ適正であれば、半永久的に機能する特長があります。

古い家の再活用をお勧めしていますが、何もかもという訳ではありません。

費用の面も含め、価値・メリットの客観的な判断が重要です。

それには、調査・診断・改修設計・施工法・維持管理等の知識・技術の専門力が必要になります。

その様な人材を育成しながら、地域で活躍すれば、歴史ある街並みも、各地に多く存在する空き家や情緒ある古家もむやみに壊されずに地域の活性策にもなります。

家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part6

 建物の変形（層間変形）について」

これまでは、「耐震性能における地震力とは水平力のことであり、建物の重量と固有周期が影響する」というのが、概略の説明でした。

今度は建物の地震に対する耐力（抵抗力）についてのお話しです。

建物に水平力を加えて徐々に強くしていきます。すると、建物は少しずつ変形を始め、窓ガラスが割れたり、外壁にヒビ割れが入ったりします。

この現象の現れる変形の度合い（変形量）は、各階の高さ（H）と、変形の幅（δ）の比（層間変形角　θ＝δ/Ｈ）で表します。

外壁のサイディングでヒビ割れの起きる限界の θ は 120分の1（損傷限界）とされ、階の高さが3ｍだとすると2.5ｃｍになります。

これに対して建物が倒壊する限度を「安全限界」と言います。

今風の合板や筋かい等、釘や金物に頼る構造の安全限界は30分の1とされています。

当社がお勧めする木組みによる伝統的構造の場合は、15分の1までの粘り強さが実験で証明されています。

家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part5

 「地震の揺れを左右する、地盤と建物の周期」

地震とは地盤の揺れによって発生しますが、この揺れには周期があります。

揺れの周期とは、振り子のように揺れ、一往復にかかる時間を指します。場所によって違いますが、0.8～1.0秒に集中します。

地盤の特性を簡易計算では、1・2・3種に分けて計算します。

一方、建物も同じ様に揺れの周期を持ちます。その周期は、建物によって固有の周期を持つことから「固有周期」と呼ばれています。

この固有周期は一般的に建物が高く、重く、柔軟なものほど長くなり、低く、軽く、強固なものほど短くなります。

そして、建物の固有周期と地盤の揺れの周期が一致（共振）すると、建物の揺れが増幅され、倒壊などの大きな被害を引き起こす原因となります。

つまり、地盤の周期に近い固有周期を持つ建物を造らないことが、耐震化の重要なポイントとなります。

軟弱地盤の周期曲線はすそ野が広いために、その範囲から外に抜け出せず、不利な条件が重なります。

家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part4

前回も書きましたが、地震は日本に住んでいる限り、決して他人事ではありません。そこで、今回は「家の耐震等級」です。

耐震等級とは、1～3の数値が大きくなるほど耐震性能が高くなります。

耐震等級1の建物とは、震度5の地震時、外壁のヒビ割れが発生しない状態で、かつ、震度6強の地震に対して倒壊しない耐震性能を有する建物のことです。

耐震等級2は、等級1の1.25倍、等級3は等級1の1.5倍の耐震性能を有する意味になります。

耐震等級1は、建築基準法の基準で、地震力を建物の重さの20％として構造躯体を検討します。耐震等級3はその1.5倍だから、地震力を建物荷重の30％として構造躯体の損傷を検討することとなります。

但し、この検証法は、建物が地震の揺れに対して弾性状態（耐力が一定で反発力が変化しない状態）を前提とします。

ですので、どれ位の地震力によって倒壊するかを検証できるものではありません。

その検証法となると、今、当社でチャレンジしている、更なる精密・高度な「限界耐力計算法」が必要となります。

家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part3

 「１階２階、各々の重さに働く地震力」

地震による地面の揺れ具合は、震源地から同じ方向に同じ距離であれば、自宅の隣家も一緒です。揺れ具合は一緒ですが、建物にかかる地震力は、各々の家の重さで変わってきます。

建築基準法では、建物の重さ（荷重）の20％を地震力と仮定した時、構造体が損傷しないことを耐震性の基準としています。

同じ家でも、各階の働く地震力は異なります。１・２階にかかる地震力は各階とも、その階の高さの2分の1の位置に働くと考えます。

この時、１階の上部の重さということは、２階の重さも背負うということです。

つまり、１階には２階の約2倍の地震力が働きます。「高い階の方が揺れ大きくて危ない」と思っていませんでしたか？　しかも１階は大きな部屋が多く、壁が２階に比べて少ないのが一般的です。

従って、耐震性の計算では、１・２階のバランスを考慮すれば、２階は問題になることは、ほとんどありません。

以下は次回です。

家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part2

 「地震力と耐震性」

最近、テレビや新聞で首都直下型、又は東南海地震の被害予測が頻繁に報じられています。

一見、私たち新潟県に住む者としては、よそ事と思うかも知れませんが、そうではありません。日本列島に住む限り、必ず地震に襲われると覚悟しなければなりません。

2016年には「熊本地震」が発生、甚大な被害を受けました。そこで今回から家と地震の関連を、数回に分けて掲載します。

☆地震とは？

建築学的には、地震の際に建物に働く力を「加速度」と捉えます。地震は、地下に震源を持つので、下から突き上げる力と、建物を横に揺らす力とが同時に存在します。

下からの力も凄まじいのですが、横に揺らす力の約50％と言われています。従って、まずは第一に耐震性能として話題にするのは、横に揺らす力の影響です。

要約すると、
①地震力＝水平力と考える。
②地震力は、１・２階各々に働くので、別々に抵抗すると考える。
③地震力は、建物の重さに比例する。

次回に続く・・・。

家の価値・性能・機能の関連特性を知る Part1

「梁のたわみに対する設計数値」

数年前に、当社のお客さまから相談を受けました。
息子さんが仙台市に家を新築することになり、大手ハウスメーカーに頼むことになった。ところで、2階の書斎の書棚に大量の本を置くのだが、大丈夫か診て欲しいとのことでした。

そこで今回は、木の梁についての性能です。
お客さまが心配しているのは、梁が折れるかどうかより、2階の床がたわむのではないか？です。

梁のたわみの計算には、
①荷重の分布による係数
②荷重の大きさ（Ｗ）
③スパン（支持点間の距離：Ｌ）
④部材のヤング係数（たわみに対する強度：Ｅ）
⑤部材の断面形状（縦横寸法による係数：Ｉ）
の５項目が影響します。

等分布荷重の場合、数式で表すと　δ（たわみの量）=5W L ⁴/384E I となります。

たわみの量は梁の長さ（スパン）との比率で表します。
たわみ量が1cmとすると、スパンが2mの場合は 1/200、4mであれば 1/400となります。

学会の告示に示される制限値は、2階の床の場合 1/300、屋根の梁の場合は 1/200となっています。

この数値はあくまでも参考値ですので、その状況により的確な判断が重要です。

ある建築家から教わった「目に見えないものをデザインする」

目を引くもの、カッコイイものが良いデザインと思われがちです。

ある方の論文に、「悪いデザインというものは、ごまかすこと」で、良い建築とは「見えないものまでデザインされたもの」だと教わりました。

ではそれは何かといえば、うわべの綺麗さ、かっこ良さ、ごまかしではなくて、熱や空気、匂い、音といった「外から入ってくる豊かなもの」、心身の感触、周辺との関係（佇まい、コミュニケーション）、目には見えないけれど大事なことから逃げないで考える。

「見える化」するという言葉がありますが、表現者（設計者、つくり手）は「目に見えないものを見える化」する能力のある人です。

自分たちの価値観をきちんと社会に伝えることができる人が表現者です。建築は様々な要求が混然一体となってハーモニーを奏でるもの。

写真に写らないものも、実物では分かってしまう。見えないものを侮ってはいけない。それには、毎日コンピュータと睨めっこしているだけでは、何時まで経っても見えてきません。

まずは、生活態度を改め、心身を鍛え直し、感受性・気づき力を磨くことです。

具体的には、靴を揃える、
ゴミを拾う、
キビキビ行動、
元気溌剌、
笑顔で挨拶・・・。

習慣を変えて自己変革に尽きるのでは？と思います。

構造解説書より学ぶ「構造設計という機能」

建築における構造技術とは何か？

このような問いに対して容易に答えることはできませんが、少なくとも「建築物が成立し、実体として存在するために最低限必要なものは『構造』である」ことは確かです。

構造設計とは「何を建てるか」というより、「如何に建てるか」を設計するものであって、現代の工匠（職人）の能力を如何に如実に反映するべきもの、ということです。

しかし、実際の建築物は個々に異なり、機械製品のように在庫がきかないし、注文者の要求も異なります。

これに応える構造技術は、決まりきった手続きや手順で処理し得るものではなく、その物性ごとに千差万別です。

そこには、構造技術者は工事現場での絶え間ない自己研鑽が要求され、力学の理論と経験のバランスよい構造感覚が不可欠です。

当社社員は、デザイン設計は勿論ですが構造のプロを目指しています。

丈夫な家の根幹に関わる問題を明らかにする

皆さまは、丈夫な家とは柱や梁が太いことであると思っているハズです。

勿論、正解です。
が、時によっては柱が浮き上がるということをご存知でしょうか？

地震等によって、横の力（水平力）が耐力壁に加わると、その壁に接する柱に上向きの力が生じます。そうなると、柱が土台から引き抜かれてしまいます。

いくら梁が大きくて、筋かいや耐力壁が強くても、柱が土台から外れてしまえば家は潰れます。それを防ぐために、柱の接合部にボルトや板金物を取り付けます。

当社ではなるべく金物を使わず木の栓で抑えています（釘や金物で木材を傷めないために）。が、その為には、一定の地震力を想定して、柱に加わる引き抜き力を算定する必要があります（勿論、木の栓の強さも計算する）。

計算法としては、簡易法と詳細法がありますが、より正確な数値を求めるために、当社では詳細法（コンピュータ解析）で計算しています。

この計算は、柱の問題だけではなく、基礎のアンカーボルトやコンクリートの強度、鉄筋の太さや配置方法まで影響します。

これまで、あまり問題にしてこなかったようですが、実は丈夫な家の根幹に関わるコトなのです。

新耐震基準の実状と、より安全・安心の耐震性能を目指して

人の住む家は、安全性が最も基本的かつ重要な要求性能です。

暴風、豪雪、火事、地震などの災害から人の命と財産を守る役目を果たさなければなりません。家の安全については法律・基準の規定を守れば良いと考えている人が少なくありません。

しかし、これらはあくまで最低基準で、これを満たせば十分な安全を保証されるわけではありません。日本は地震国です。家の安全は耐震性能抜きでは語れません。

今、国は「耐震診断・耐震補強」は推奨しています。この耐震基準は、中地震に対して建物の損傷が軽くて済むことが目標です。

大地震に対しては基本的に「人名の安全を守ることのみ」が基準です。家や家財を守ることは対象外となるので、大地震後の復旧や続けて居住することは出来なくなる可能性が大きいのです。


●木の構造システムと設計方法

木の構造システムにとって、地震に対する性能をどの様に確保するのか？

現在、一般的には、構造自体の固さ（剛性）を高めることで、この課題に応えようとするのが主流です。

伝統的構法は、木の特性に従うことを基本姿勢にしているので、粘り強さ（靱性）を大きくする方法を選択しています。

靱性の大きい構造体は、変形することで地震のエネルギーを吸収し、元に戻る特性があります。

木造軸組工法の設計者に求められる基本事項

設計者・施工者の多くは、これまで在来軸組工法による住宅設計において、構造（性能）を真剣に考慮することを怠ってきました。

例えば、基礎については地盤調査会社のデータ考察を基に判断・設計しています。また、上部構造の伏図、軸組図の作成は本来、設計者が行うべき設計行為ですが、大半はプレカット工場にお任せが実状でしょう。

しかし、これからは設計図書の充実が最も優先される時代となります。その時求められるのは、設計者一人ひとりが多くの知見を持ち、的確な判断をしながら一貫性のある設計を進めていくことです。

構造設計は建築基準法の規定だけで出来るものではありません。どんなに法の規定を細かくしても、最終的には設計者の資質、判断、倫理観に委ねられる部分が残ります。結果として一つのまとまりのある設計図書を個人の力で作成できるか否か、それが設計者に求められる資質なのです。

○設計者に求められる基本事項
①木材の特性を知る事。
②建物に対する力の種類と、力の流れを理解する事。
③軸組、耐力壁、床組、小屋組、接合部の役割と、それらの組み合わせについて理解する事。
④地盤のデータを読み、基礎の適切な形状を考える事。
⑤木造の架構計画を含む構造計画が出来る事。