第6回 ケーススタディ

前回はエネルギーの観点から木造の持つ可能性（エネルギーネガティブな建築）について述べた。ただ、木材を建物にたくさん使い、最後は全て燃やしてエネルギーを回収すれば良いという単純な話ではない。木は再生可能な資源ではあるが、当然、有限である。建物のライフサイクルと森林の成長状況をリンクし、製材の生産量、建設需要、建物内の木材貯蔵量、解体廃材のリサイクルなど、資源の連関を経時的かつ複合的に捉えることが必要である。その意味で、現状ほとんどが埋め立てまたは焼却される廃材のカスケード利用が求められる¹⁾。カスケードとは階段上に連続する滝を意味する言葉で、例えば木材の場合、最初は製材として建物に使用し、解体後はチップ化してパーティクルボードなどの木質製品としてリサイクルし、最終的に燃料として使用する、という段階的な活用をカスケード利用と呼ぶ。廃材を材料として建物に再利用することでバージン資源の消費や加工エネルギー、建設廃棄物を削減でき、木材が固定しているCO₂の放出を遅らせることができるなど、直接・間接両面でのメリットが生まれる。つまり、伐採してから燃やすまでの時間をできるだけ長くすることが、木材を利用する上での基本的なスタンスとして重要である。本連載の最終回では、これらの視点を踏まえた木造建築のデザインの展開可能性について、事例を通して考えてみたい。

太い・厚い・重いデザイン

最初に結論を言うと、木を大きな“塊”として建物に用いると良いと考えている。部材断面が大きい塊としての木はカスケード利用もしやすく、建物への炭素貯蔵の観点からもメリットが生み出しやすい。

【図1】ログ小屋の断面図²⁾

【写真1】伝統的なフィンランドのログ小屋

そもそも、伝統的な建物の多くは外皮が重厚な木や石の単層で構成されていた【図1】【写真1】。また、鎌倉時代までの日本の木造建築は、巨大な断面の架構によって十分な構造性と耐久性を備えたと言われている³⁾。これらの例は、資源の入手可能性と加工技術、気候風土とのバランスにより導き出された最適な建物の造り方（構法）の解と見ることができる。しかし近代化以降、生産技術の進歩や新素材の開発により、建物外皮は薄く軽くなる。軽薄な外皮は、透明性と開放感を建築にもたらした反面、熱や光など環境的な面で大きな課題を生んだ⁴⁾。その課題に対し、断熱や気密、防風などの機能を担う材料を重ねることで、建物外皮に求められる性能を満足する方法がとられた。高気密・高断熱という現代の標準的な建築の造り方は、この延長線上にある【図2】。

【図2】高気密・高断熱の外壁の構成例　構造層や気密層、断熱層などの8層構成

外皮の複層化は性能を柔軟に調整することが可能な便利な方法ではあるが、外皮構成は複雑化し、用いる材料の種類や量は増え、建設、維持管理、解体作業は煩雑になる。さらに、設計と施工に高い精度を求め、小さなミスが部材や建物の寿命に致命的な影響を及ぼすリスクを増加させる。構法的に見ると、現代の建物の構成はやや神経質に感じる。伝統的な建物の外皮は、その厚みが複数の機能をおおらかに満たしていた。厚さのおかげで耐久性や耐候性は高く、内外の環境応答も緩和される、おおらかで冗長性の高い造りである。建材のカスケード利用を考える上でも、細く・薄く・軽くという近代以降の価値観から、太く・厚く・重くという方向性を再考することに大きな可能性を感じている。昨今、利用促進が進むCLT（直交集成板）やGLT（集成材）に代表されるマスティンバーは、この可能性を広げる材料だと個人的には捉えている。

ケーススタディ

このような考えにもとづき、筆者が設計に携わった建築事例を3つ紹介したい。1つ目の事例（事例①）は、2階建の個人住宅で【図3】【写真2】、集成材厚板パネル（マスティンバー）の外壁と、軸組による床・屋根を組み合わせた構成である。

【図3】事例① 建物の構成

【写真2】事例① 外観・内観・建て方写真

105mm厚のマスティンバーが全ての水平力を負担することで、可変的な内部空間をつくり出すとともに、外壁に求められる断熱、調湿、気密、仕上げの機能を一石五鳥で担っている。このおおらかな構成で、木材使用量の増加、化石燃料由来材料（プラスターボード、断熱材等）の使用削減、現場での工期短縮（コストと施工品質の最適化）、メンテナンスの容易化、建物の長寿命化、解体時の分別および解体材のカスケード利用の容易化を図ることを設計の主眼とした。

2つ目の事例（事例②）は、事例①と同じく複数の役割を果たすマスティンバーで外皮を構成した平屋の整骨院併用住宅である【図4】【写真3】。ここでは、90mm厚のCLTによる三角形のシンプルな架構とし、部材の数をさらに省略した。形態的に安定した合掌状のCLTユニットをずらしながら配置する単純な平面構成とし、内部の機能に応えている。

【図4】事例② 建物の構成

【写真3】事例② 外観・内観・建て方写真

事例①、②の材料製造段階における環境負荷（1次エネルギー消費量）と直接的な環境利益（エネルギー貯蔵量=解体後のエネルギー回収量）を評価した結果が【図5】である。

【図5】事例①、②の材料製造段階における一次エネルギー消費量とエネルギー貯蔵量（参考文献5のFigure 9を加筆修正）

特徴を相対的に理解するため、事例①を在来軸組工法で建設した場合（事例①-在来）も評価し、比較を行った。事例①では集成材を多く使用しているため、事例①-在来に比べて木質材料の製造に要するエネルギーが増加する。反面、断熱や仕上げなど外壁に求められる複数の機能を厚い木が充たすことで、断熱材等の化石燃料由来の材料が削減されるため、建物全体での負荷はほぼ同等となっている。加えて、多くの木材を使用することでエネルギー貯蔵量が増加するため、収支（消費量−貯蔵量）で見ると事例①は事例①-在来よりも有利になる。

事例②は事例①と同規模（延床面積約30坪）であるが、平家であるため基礎が大きくなり、建物の材料製造段階におけるエネルギー消費量においては不利な構成である。しかし、外皮構成を事例①よりもさらに合理化したことにより、エネルギー消費量は小さく、貯蔵量は大きくなり、収支は大幅に改善された。一般的に、在来軸組は他に比べて環境負荷が小さな工法であるが⁵⁾、ここで示した事例の通り、マスティンバーが複数の機能を担い、建物の構成をシンプルにすることで、環境的により良い造り方となる可能性が生まれる。また、ここでは直接的なエネルギーの収支のみを定量化したが、先に述べた通り、木を塊で用いることで建物解体後のカスケード利用の可能性も高まり、炭素貯蔵や資源の有効活用などの観点も含めると、さらに大きな恩恵が生まれる。

3つ目の事例（事例③）は、地域で入手可能な木材と在来の技術（プレカット+大工の手加工）を前提とした展開である。大学の研究室と地元の製材所との共同で、120mmを標準とした軸組に、105mm角の製材を平積みしたマスティンバー（ログパネル）を耐力面材として嵌め込む構法を開発している。【図6】【写真4】。伝統的な板倉工法を参照した構法で、設計と建設の実証を繰り返しながら構造・環境・意匠の面から汎用化に向けた改善を行っている。

【図6】事例③ 角材を平積みしたログパネルによるマスティンバー

【写真4】事例③ 店舗外観・店舗内観・仮設住宅モデル建て方写真

例えばここでは、本構法の材料製造段階における温室効果ガス（GHG）排出量と炭素貯蔵量を、他の一般的な工法（同じ建物の躯体を在来軸組、CLTパネル、鉄骨（S）、鉄筋コンクリート（RC）で造ると想定）との比較で見てみたい【図7】。

【図7】事例③の材料製造段階におけるGHG排出量と炭素貯蔵量（参考文献6のFigure 1を加筆修正）

本構法の床と屋根を在来軸組と同仕様としたため、排出量と貯蔵量共に若干の過小評価となっているが、CLTパネル工法と比べて負荷は小さく、利益は同等の造り方になる可能性があることがわかる。1次エネルギーのバランスについても、基本的には同様の傾向となる。大型の製造設備を必要とせず、地域の資源を地域の技術で無理なく加工し、シンプルでおおらかな建物をつくることで、適切な資源循環の生成に貢献する建築の在り方を試行している。

Less is More と More is More

本連載では、環境的な視点から見た木造建築の持つ特徴や可能性について、森（資源）や木（材料）とのつながりを踏まえて述べてきた。大言すれば、木造建築を適切な森林資源の循環の中に位置付けることで、 “建てれば建てるほど”環境にも人にも、さらには地球上の全ての動植物にとっても好ましい、新しい建築の在り方を夢見ることができるということになる。経済的にも、丸太の歩留りを上げて価値を高め、木材を大量に建物に使うことで、川上（資源局面）・川中（製造局面）・川下（建設局面）の全方向に利潤をもたらす持続的な地域循環をイメージすることができる。

より少ない資源でより多くのものを生み出そうとする前世紀的なシステム: “Less is More”に対し、木材・木造が持つ可能性は“More is More”のアプローチである。森・木・木造は、新しい価値観を想起し、社会や産業構造をアップデートする鍵である。