CLTを用いた建物の現状と展望 - 一般財団法人日本建築総合試験所

技術報告
CLTを用いた建物の現状と展望
Present and Future of the CLT buildings
中島 洋*1
1. はじめに
CLT(クロス・ラミネイティド・ティンバー)は木材の
ひき板を繊維方向が層ごとに直交するように重ねて接着し
たパネルおよび、それを用いた建築工法を示す用語である
(写真-1)。CLTは1990年代の中頃から、木材産業先進国
であるオーストリアを中心としてヨーロッパで開発・実用
化が進められてきた。床や屋根や壁としてCLTを利用する
ことで、木造の中・高層建築が可能になる(写真-2)。こ
のため、ヨーロッパではレンガや石材、鉄筋コンクリート
(RC)などに代わる建築材料として利用が増加してきて
いる。
オーストラリアのメルボルンでは、CLTを使った10階建
てのマンションが2012年に完成、カナダではケベックに13
写真-1 CLTパネル
階建てマンションの建築が決まるなど、ヨーロッパだけで
なくCLTの利用は世界中に広がりつつある。CLTの年間
3
生産数量は今年には全世界で70万m に達するという見方
もある。
2.CLTの特長
木材は繊維方向によって収縮率が異なるが、CLTの場
合、その構成がひき板を直交させて積層しているため、互
いの層が変形を抑え合い、従来の木材製品と比較して寸
法安定性に優れている。この寸法安定性に優れるパネル
は、図面に基づきコンピューター制御の自動化機械による
高い精度での加工を工場であらかじめ行うことで建築現
場での施工性が高まる。
また、CLTは大判のパネルであり(欧州でのパネルサイ
ズは最大で3.5×20m程度。日本でも2016年には最大3×
写真-2 CLTの9階建て公営住宅(イタリア ミラノ)
12mの製造が可能になる見込み)、これまでの柱や梁など
*1 NAKASHIMA Yoh:一般社団法人 日本 CLT 協会 事業部
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の木質構造材料とは異なり、大きな面として利用できる
森林では、樹木はCO2を多く吸収して大きくなるが、成熟
(写真-3)。
した森林では、その吸収能力は低下していく。スギの場
接合部は主にセルフタッピングスクリューと呼ばれる大
合、ある程度の体積を持つところまで育った樹齢20年頃が
型のビスやL型金物、ホールダウン金物などを利用したシ
最も CO2を吸収し、そこをピークにだんだんと吸収量は下
ンプルなものであり、このことも施工性の良さの理由とな
がっていく。森全体でそれ以上成長をしないとなると、
っている。
CO2吸収源としてはほとんど期待できない。これまでに推
RC造の建物に比べて大幅に軽量化できることもメリッ
進されてきた間伐だけでなく、皆伐も視野に入れて、育っ
トである。建物の軽さは設計時にプラスに働くものであ
た樹木は伐採して利用し、再び植林をして山を若返らせ、
り、また、地盤改良の簡素化など基礎費用の軽減にもつな
循環させることが求められてくる。
がる。
3
現在の日本における年間の森林成長量はおよそ1億m だ
3
さらに、環境面でも高い優位性がある。建築材料として
が、利用量は約2,000万m にとどまっている。中高層や大
木材を使えば、その建物が壊されるまで、その木材が成長
規模な建物に利用できる可能性を持つCLTへの期待は、
時に吸収した大気中のCO2を固定したまま貯蔵することに
木材関係者からも高いといえる。
なる。CLTを製造する際に使われるエネルギーは、他の木
3.2 スギを中心とした研究開発
質材料と同様に鉄骨やコンクリート製造時に比べて小さ
CLTの研究は戦後植林された中でも最も蓄積量が多い
く、環境負荷が少ない。再生可能な資源である木材を利用
スギを中心にして始まっている。CLTの原材料となる木材
しようという環境意識の高まりも、CLTを建築材料として
の強度性能などに関するデータ収集のための各種実験は、
選択する大きな動機になっている。
国立研究開発法人森林総合研究所や国立研究開発法人建
築研究所などの機関において、取り組まれている。もちろ
ん樹種はスギ以外でも可能で、ヒノキやカラマツなどを利
用した研究も並行して進められている。
構造計算に関する検討は、2012年に茨城県つくば市に
ある独立行政法人防災科学技術研究所(現 国立研究開発
法人防災科学技術研究所)において、3階建て振動台実験
が実施され、これ以降継続して検討が行われている。
今年2月には兵庫県三木市にある防災科学技術研究所兵
庫耐震工学研究センター(E-ディフェンス)で5階建てと3
階建ての実大震動台実験が行われた(写真-4)。阪神大震
災を再現した地震波でもこのCLT建物は倒れることがな
く、良好な実験結果を得ることができた。このデータは
写真-3 海外でのCLT施工現場(オーストリア)
CLTの設計法にいかされる予定である。
3.日本での取り組みの背景
3.1 育てる時期から利用する時期へ
日本では、2011年頃よりCLTを利用するための検討が本
格的にスタートした。他国と異なり、日本では建築基準法
で定められた材料以外で建物を建設することができない
ため、CLTについての情報はあったものの、検討に至るに
は時間がかかったともいえよう。
検討がスタートした背景には、戦後に植えられた人工林
の樹齢が50年以上となって、伐期にさしかかり、その有効
活用が急務となっていることが挙げられる。成長期の若い
2
写真-4 2015年に行われた震動台実験(兵庫県 三木市)
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4.海外の実例紹介
4.2 オーストリアのCLT建物紹介
4.1 高層建築も数多く建設
当協会では6月に「C L T視察ツアー i n ヨーロッパ
CLTはおよそ20年前から開発・実用化が進められ、ドイ
2015」と題して、CLTの先進地であるオーストリアとドイ
ツ語圏を中心に、その後、イタリアやフランス、イギリス
ツのCLT工場や研究機関、建物などを巡る視察ツアーを
などのヨーロッパ各国でCLTを利用した建物が広まってき
行った。このツアーは協会会員を対象として計40名の参加
た。ヨーロッパでは1990年代に耐火に関する建築基準の見
があった。ここからは少し、このツアーで訪問した建物を
直しが行われ、それまでは木造建築物が2階建てまでしか
紹介したい。
認められていなかったものが、多くの国で5階建て以上が
4.2.1 ショッピングリゾートG3
可能になってきた。そこに、構造的に木造でも高層階を現
2012年にオープンしたショッピングモールで、ゆるやか
に起伏する屋根のデザインが特徴的である(写真-5)。こ
実のものにするCLTが出てきた。
3
ここ数年で、CLTの利用はヨーロッパのみにとどまら
の屋根部分は梁に集成材が3,500m 、パネル材としてCLT
ず、オーストラリアやカナダでもCLT建物が建てられるよ
が8,000m 使われている。CLTを屋根材として採用したの
うになってきており、世界中にCLT建築の波が広がってき
は、構造的に強固になることや、大判のパネル(最大のも
ているといえるだろう(表-1)。
のは24m)による切れ目のない構成により高い断熱性が確
3
CLT建物は壁式の構造であるため、高層建物の場合の
保でき、冷暖房費のランニングコストが軽減されることな
用途は集合住宅がほとんどであるが、公営の集合住宅だ
どの理由による。およそ6万m に及ぶ屋根の建設はわずか
けでなく、分譲のマンションもこの中に含まれている。
3か月で完了したとのことで、綿密な施工計画により達成
2
されたとのことであった。
表-1 CLTを利用した主な海外高層・大規模建物
1) 2)
写真-5 ショッピングリゾート G3(オーストリア ウィーン)
3
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4.2.2 ハラインの高齢者施設
4.2.3 リフ教会
ザルツブルク近郊の町、ハラインにある高齢者福祉施設
ザルツブルク近郊のリフという町にある木造の教会建築
で2013年に完成した(写真-6, 7)。5階建てで1階とエレベ
にCLTが利用されている(写真-8)。斜めに合わさった壁
ーターシャフトと階段室部分はRC、その他の高齢者用の
が特徴的で、平面が強調された内装と十字架の形にくり抜
部屋部分はCLTが使用されている。
いた採光が教会にふさわしい荘厳さを与えている。内装は
3
合計144室に使われたCLTは1,900m で、各部屋は工場
CLTを見せず、化粧張りとしている。施主から写真を見せ
でプレファブ化されたユニットとして製造と加工がなさ
てもらい建て方時の様子を確認できたが、一部に集成材を
れ、トレーラーで輸送して積み上げていく形で建設が行わ
使いながら大判のCLTパネルを利用したからこそできた
れた。工場では1日当たり4部屋の作成、現場では1日当た
空間であることが判る(写真-9)。
り12部屋の施工がなされた。プレファブ化による現場工期
の短縮がCLTを採用した理由のひとつで、RCで建設する
のに比べて半年工期が短縮できたと、設計者からの説明
があった。
部屋の天井部分はCLTを現しに、バルコニー部分には
210mm厚のCLTを使って3mはね出しするなど大きな面と
して利用できるCLTの利点をいかし効果的な活用が行わ
れていた。
写真-8 リフ教会(オーストリア リフ)
写真-6 5階建て高齢者施設(オーストリア ハライン)
写真-9 リフ教会、建て方時の状況(施主より写真提供)
4.2.4 BMWホテル アマーバルト
ドイツとの国境近く町、ロイテにあるBMWが所有する
ホテル「アマーバルト」は、BMWの社員のための福利厚
生施設であると同時に、一般の人も宿泊ができるホテルで
写真-7 5階建て高齢者施設 内観
4
ある(写真-10)。
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する材料強度が告示で設定されることと、設計法の告示
が必要である。2014年の11月に国土交通省と林野庁が連
名で出した『CLTの普及に向けたロードマップ』による
と、これらの告示は2016年度の早期の施行となっている。
5.1 これまでに建てられたCLT建物
このような中、現状でCLTを利用するには2通りの方法
がある。ひとつは、個別に大臣認定を取得する方法で、超
高層ビルなどの設計時に使われる時刻歴応答解析を行
い、認定を取得するものである。この方法を使って日本で
初めてCLT構造で建てられたのが高知おおとよ製材社員
写真-10 BMWホテル アマーバルト
寮で、2014年3月に竣工した(写真-12)。
2
CLT構造による3階建てで、延床面積267m 、使用した
3
CLTはスギを原料として120m 、先述の防災科学技術研究
周囲5km圏内には他の建物が1軒もない自然に囲まれた
所における3階建て振動台実験で得られたデータにより解
このホテルは、5階建てで1~2階がRC、客室のある3~5階
析がなされ、設計されたものである。CLT部分の工事は実
がCLTによるユニット工法となっている。客室は110室あ
質わずか2日間で完了している。
り、各部屋のデザインは同じである。同じ形状の部屋の特
同様の大臣認定ルートで、2015年には4ヶ所で計6棟の
長からCLTによる工場でのユニット化が採用された。将来
建物が竣工している(表-2)が、設計に関して膨大な費用
的にさらに1階分のCLTユニットを載せて客室数を増やす
と時間を要するため、CLT建物の実績を重ねる意味では
ことも可能となっている。
有効であるが一般的な方法とはいえないだろう。
各部屋の内装は、CLTが全面に見えるように使われ、宿
泊客は木に囲まれて過ごすことができる(写真-11)。
写真-12 高知おおとよ製材社員寮(高知県長岡郡大豊町)
表-2 2015年に竣工したCLT構造の大臣認定取得建物
写真-11 BMWホテル アマーバルト 客室
5.日本での実例とこれから
先述の通り、日本でのCLT利用のための取組みはここ
数年で活発化しており、2013年12月にCLTのJASである
「直交集成板の日本農林規格」(「直交集成板」はJAS上
でのCLTの名称)が制定されている。しかしながら、構造
用の建築材料としてCLTを利用するためには、CLTに対
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もうひとつの方法は、軸組構法の枠組みの中で利用す
CLTは再生可能な資源を使った環境負荷の少ない21世
る、もしくは、構造的な要素以外で利用するものである
紀型の材料である。2020年には東京オリンピック・パラリ
(写真-13)。例えば、写真のくりばやし整骨院では、軸組
ンピックが開催される。関連施設には仮設の建物も多い
構法をベースとしながらCLTで床構面を構成したもので、
が、CLTを利用した建物であればオリンピックでの利用後
CLTを利用することで2階部分の特徴的なはね出しを実現
に、解体して別の場所に移設することや、ほかの建物の材
している。
料として転用することも可能である。2014年に開催された
告示の整備がなされるまでの間は、このような形での
ソチオリンピックでは仮設のメディアセンターにCLTが利
CLTの利用が主流となる見通しで、今年度CLTを部分的
用された実績もある。これから、日本国内での利用のため
に使った建物が多数建設されることになっている。
の環境整備を進めていき、ぜひオリンピック施設でCLTが
利用できるようになればとも考えている。
【参考文献】
1)F orestry Innovation Investment and the Binational
Softwood Lumber Council: Summary Report: Survey of
International Tall Wood Buildings, pp.2, 2014
2)P ablo Crespell & Sylvian Gagnon: Cross Laminated
Timber: A Primer, FPInnovations, pp.14-15, 2010
【執筆者】
写真-13 くりばやし整骨院(神奈川県藤沢市)
5.2 これからの展望
このように、現在は告示化前のスタート準備期間のよう
な状況であるが、基準強度が出ると、まず限界耐力計算が
可能になる。そして、設計法告示により保有水平耐力計
算、許容応力度等計算による設計も可能になる見込みであ
る。設計法の具体内容については主に国土交通省の住宅
整備推進事業「CLTを用いた木造建築基準の高度化推進
事業」委員会で検討が進められている。
日本でのCLT利用のための取り組みはまだスタートした
ばかりであり、実際に構造用の建築材料として利用できる
ようになるまでには、まだ課題も多い。しかし、ヨーロッ
パでの実例や、国内での実験などを見るにつけ、CLTは大
きな将来性を秘めたものであると確信している。日本は地
震多発国であるが、将来的には中層(少なくとも5~6階程
度)の建物の建築材料にCLTがどんどん活用されていく
ことを期待したい。
日本は資源に乏しい国ともいわれるが、木材に関しては
資源国である。2010年には「公共建築物等における木材の
利用の促進に関する法律」が施行され、低層の公共建築
物について、原則として全て木造化を図ることになってい
る。
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*1 中島 洋
(NAKASHIMA Yoh)