第4回 木造の環境性能：建設段階

前回は、建物の材料製造段階における木造の環境性能について定量的な評価結果を示し、森の持続可能性が健全な木造を考える上で必須であることを述べた。引き続き今回は、建物の建設段階に着目して木造の環境的な特徴について見てみたい。

建設段階における建物の環境負荷

建物の建設段階とは、工場で生産された製品や資材を加工場や建設現場に輸送し、例えば接合部の切り欠きなどの2次加工を行い、それらの部材を組み合わせて建物を立ち上げるプロセスを指す（第3回、【図1】）。輸送は製品工場〜加工工場〜建設現場の間の全行程を含み、建設作業は重機等の使用によるエネルギー消費等だけではなく、現場事務所の運用に関する負荷や加工場や現場で発生する廃棄物の処理など、建設に関係する全てのプロセスを対象とする。これらのプロセスで生じる資源やエネルギーの投入と、二酸化炭素などのガスや廃棄物の排出を積算し、建物の建設にまつわる環境への負荷が評価される。ただ、特に現場での建設作業は、工場での製品生産プロセスのようにライン化されていないため、評価に用いる各種データの収集に手間を要する。例えば同規模・同工法で住宅を建設する場合でも、敷地の地盤や周辺の状況により投入される資源や発生する排出物は変化する。また、エネルギー消費量や温暖化ガスの排出量について、一般的に建設段階が建物のライフサイクル全体の環境負荷に占める割合は小さいため（多くの場合10%未満）、建物の環境評価から建設段階が省かれることも多く、詳細に分析を行った研究は少ない。

そのような中、ここではヨーロッパに建設された木造アパートメントを対象に、詳細なデータ収集と評価を行った結果に基づいて木造の建設段階の特徴について紹介したい¹⁾。

事例建物のカーボンフットプリント

マスティンバー構法で建設された3棟のアパートメント【図1】の材料製造段階と建設段階における温暖化ガス排出量（カーボンフットプリント）を評価する。建物Aは、地下1階地上4階建て、延床面積が726m²で、マッシブホルツ（140mmの角材を平並べし、LVLの枠組に釘留めしたパネル）による耐力壁と、200mm厚の集成材パネルによるスラブで構成される。建物Bは、地上3階建て、延床面積が730m²で、80〜100mm厚のCLTによる耐力壁と、120〜220mm厚のCLTによるスラブで構成される。建物Cは、地下1階地上3階建てであるが、地下階は免震機構を有する駐車場のため、地上3階部分（1階床の耐圧盤から上部）を評価の対象とする。地上部分は延床面積1,840m²で、110mm厚のCLTによる耐力壁と、180mm厚のCLTによるスラブで構成される。建設地は順にドイツ、フィンランド、イタリアである。建物AとBの施工は、壁や床など建物の部位を全て工場で製作し、現場では主に組み立て作業が行われ（オフサイト工法）、建物Cは現場作業が中心（オンサイト工法）であった。立地や規模などに違いはあるが、共にマスティンバーを用いたパネル工法であり、階数や外皮性能など基本的な建物の構成が比較的類似しているこれらの建物を比較し、共通点と相違点を見てみたい。なお、材料製造段階のデータは設計図書と施工者が作成した発注リストをもとに積算し、建設段階のデータは電力量計などの計測機器を用いた実測と施工者へのヒアリング調査により収集した【写真1-5】。ヨーロッパでは、建設資材の多くが域内で取引されているが、建設作業は現場（国）のエネルギー構成と強く関連する。よって、カーボンフットプリントの評価に用いる原単位は、材料製造段階ではヨーロッパの平均値データを用い、建設段階では各国の平均値データを用いた²⁾。

【図1】事例建物の概要

【写真1】プレファブ工場での実測調査の様子1（建物B）

【写真2】プレファブ工場での実測調査の様子2（建物B）

【写真3】現場作業の実測調査の様子1（建物B）

【写真4】現場作業の実測調査の様子2（建物B）

【写真5】現場作業の実測調査の様子3（建物B）

事例建物の材料製造と建設段階を評価した結果を【図2】に示す。材料製造と建設段階の関係をみると、前者が後者の約3倍の排出量を示している。これは、建物を建てる際の環境負荷の削減を考える場合、材料の選択や使用量の削減がまず重要であることを示唆している。材料製造段階に注目すると、建物Aが他の2棟に比べて排出量が小さいことがわかる（約60%）。これは主に、マスティンバーの種類の違いに起因する（マッシブホルツ / CLT）。どちらも平板の製造までは同じであるが、パネル化に釘を用いるマッシブホルツ【写真6】³⁾と接着剤を用いるCLT【写真7】では、その後のプロセスでのエネルギーの投入量が大きく異なり、CLTのカーボンフットプリント（ここでは、それぞれのパネルを1m³製造する際に排出される温暖化ガスの量）が大きくなる。結果として、これらの建物に使用された木質材料の量に大きな差はないが、建物全体でみると躯体にCLTを用いている建物BやCの排出量が大きくなる。一口にマスティンバーと言っても、どのように木材をつなぎ合わせて造られた製品なのかによって、負荷が大きく変わることには注意が必要である。

【図2】事例建物のカーボンフットプリント：材料製造・建設段階

【写真6】マッシブホルツ：角材を並べて釘留したパネル

【写真7】CLT：ラミナへのボンド塗布の様子

建設段階のカーボンフットプリント

次に、評価結果を材料製造・材料等の輸送（建設: 輸送）・建設作業（建設: 建設）に分けてみる【図3】。建設段階（材料輸送以降）に注目すると、工場や現場での加工や建設作業よりも、資材・材料の輸送による排出量が大きいことがわかる。特に建物BとCでは、輸送による排出が建設段階全体の約8割を占めている。実はこの結果に木造、特にCLTやLVLなどを用いるマスティンバー構法、の建設段階における環境負荷の特徴が表れている。

【図3】事例建物のカーボンフットプリント：材料製造・建設段階（輸送工程と建設作業を区分）

木材は地域依存性の高い資源である。加えて、CLT等のマスティンバーを製造・加工する工場は、通常の製材所に比べて特殊な機器や技術を要するため偏在している。結果として、製品や部材の輸送距離は長くなる傾向にあり、温暖化ガスの排出量が増加する。流通製材によるパネルを用いた建物Aの場合【図4】、ほとんどの木質部材は自国あるいは隣国から運ばれ、輸送距離は概ね400km以下であった。他方、建物Bの場合、多くの建材は国内で調達されたため輸送距離は概ね100km以下であったが、CLTはオーストリアからフェリーと大型トラックを使って約2,300kmの距離を輸送された。建物Cの場合も、CLTはオーストリアから大型トラックで輸送され、距離は約1,000kmであった。木材の輸送によって生じる温暖化ガスの排出については日本でも以前から議論されているが⁴⁾、資源や技術の偏在による環境負荷は特にマスティンバーを用いる場合に顕著となる。さらに、マスティンバー構法は大量にそれらの材料を使用するため、負荷は掛け算で増大する。世界中でマスティンバー構法が促進される現状を考えると、この点は大きな懸念と言える。先に述べた材料選択の重要性はここでも指摘することができる。同じマスティンバーでも、地域の木材と製材所で製造が可能なマッシブホルツと、大型機械による高い製造効率と、大判パネルによる現場施工の合理化を図れるCLT等を、建物の計画地や規模などに応じて適切に使い分けることが重要ではないか。計画する地域で入手可能な資源・材料・技術を前提に建物を考えることが、環境に配慮した木造の建設につながる。

【図4】事例建物への材料・部材の供給ルート

前回と今回は、材料製造と建設段階における木造の環境性能について、具体的な事例の評価を通して概説した。次回は、建物のライフサイクルを通して木造建築が持つ環境的な可能性について紹介したい。