集成材
リプロ武道館(埼玉県立武道館)
日本集成材工業協同組合提供
集成材とは
集成材は、ひき板(ラミナ)や小角材を材料としています。大きな節や割れなどの欠点を取り除き、その繊維方向をほぼ平行にそろえて、厚さ、幅及び長さの方向に集成接着した木質材料です。
含水率を15%以下に乾燥するとともに、木材特有の欠点を取り除いていますので、狂い、反り、割れなどが起こりにくく強度の安定性もあります。人工素材にはない木の良さを活かした材料であり、自由な形状や長さにできることから、住宅から、オリンピックや万国博覧会施設などの大型建築物まで品質の安定した木質材料として幅広く利用されています。
集成材の特徴
自由な形状・寸法の部材が可能
集成材は、幅、厚さ、長さ方向を自由に接着調整することができるため、長大材や湾曲材を製造することが可能です。
自由なデザイン、構造計算に基づいて必要とされる強度の部材を供給することができます。
狂いや乾燥時の割れ、反りが少ない
木材はもともと水分を多く含んでいるため、乾燥が不充分だと狂い、割れ、反りが生じてしまいます。
そのため集成材はひき板(ラミナ)の段階で天然乾燥に加え、乾燥装置を用いて、含水率を15%以下まで乾燥して、狂い、割れ、反りの防止を図っています。
強度性能のばらつきが少ない
木材の持つ、大節、割れなどの欠点を製造工程において除去し、小さな節等の許容できる欠点は製品内に分散されることで、強度のばらつきが少なくなり、品質が均一化されます。
また、構造用集成材の製造時には材料であるひき板(ラミナ)を目視及び機械的方法により等級区分(グレーディング)し、必要に応じて適当なひき板を組み合わせて接着集成しますので、強度性能の安定した長尺大断面の材料が得られます。
特に性能規定化された建築基準法のもとでは、強度性能が表示でき、かつ保証される集成材は信頼性の高い部材です。
人にここちよい、あたたかみのある素材
木材はもともと水分を多く含んでいるため、乾燥が不充分だと狂い、割れ、反りが生じてしまいます。
そのため集成材はひき板(ラミナ)の段階で天然乾燥に加え、乾燥装置を用いて、含水率を15%以下まで乾燥して、狂い、割れ、反りの防止を図っています。
優れた断熱性と、調湿能力
木材は建築材料として、四季のある日本の気候風土に適しています。湿気を吸収・放出する能力を持っており、急激な湿度変動の抑制や結露を防止します。
また、断熱性に優れるなど、良好な居住環境を提供してくれます。
集成材の耐火性能
木材は燃えますが、断面が大きくなると表面は焦げて炭化層ができ、内側への酸素の供給が絶たれるので燃えにくくなります。
炭化実験によると1分間に0.6mm-0.8mmの速度で炭化すると言われています。
この炭化層が保護層になるので、内部温度は発火点以下に抑えられ、構造上の必要な強度を保ちます。建築基準法令でも集成材の防火性能が認められています。
燃えしろ設計
集成材により準耐火構造が可能
建築基準法では、柱及び梁については、表面部分が燃えても構造耐力上支障のないように断面積を大きくすることによって、木材の表面を見せたまま木造の準耐火構造とすることが可能です。
設計に当たっては、表面の「燃えしろ」部分を除いた残存断面を使って構造計算を行い、火災時に表面部分が焼損しても、建築物が倒壊しないことを確認します。
集成材では「燃えしろ」部分の厚さは、火災の想定時間によって、25mmから45mmとされています。
LVL 単板積層材(LVL:Lamimated Veneer Lumber)
「全国LVL 協会HP より引用」
LVLとは
単板の繊維方向を揃えて接着した木質材料です。
LVLの特徴
寸法安定性、精度が極めて高い製品です
ロータリーレースで切削することで、流れ節や低質材部を除去することができ、単板乾燥によって含水率の分布を均等化させ、さらに積層接着によって節など欠点部分の分散が行われるため、寸法安定性、精度が極めて高い製品です
長尺通直材が得られます
小径木や曲がり材、間伐材など短い丸太からでも、単板を縦つぎにして連続することにより、長尺の製品が得られます。
また、縦つぎ部の位置を層間毎に分散させることによって、製品強度を十分保証することができます。
軽量で品質の安定した製品が得られます
積層接着のため節などの欠点の分散度合いが高いので、材質のバラツキが少なく、また単板乾燥による含水率分布の均等化が容易であり、機械的性質にバラツキが少なく安定した品質の製品が得られる真の工業製品です。
製品が十分に乾燥されています
製品は平衡含水率以下に乾燥されていますので、収縮による割れ裂けなどが生じません。
用途に応じてどのような寸法でも製造可能です
単板積層数を増減することによって用途に応じたどのような厚さの製品でも製造可能です。また、幅、長さについては再割りすることができます。
防腐、防蟻、防虫などの薬剤処理が容易です
防腐、防蟻、防虫処理などの薬剤処理を、単板または接着層に施すことにより、容易に行えます。
提供:一般社団法人 全国LVL協会
CLT クロス・ラミネイティド・ティンバー(Cross Laminated Timber)
提供:一般社団法人日本CLT協会
CLTとは
Cross Laminated Timber(JASでは直交集成板)の略称で、ひき板(ラミナ)を並べた後、繊維方向が直交するように積層接着した木質系材料です。
厚みのある大きな板であり、建築の構造材の他、土木用材、家具などにも使用されています。
CLTの特徴
CLTは構造躯体として建物を支えると共に、断熱性や遮炎性、遮熱性、遮音性などの複合的な効果も期待できます。
また、工場内で一部の材料を組み立ててから現場に搬入するプレファブ化による施工工期短縮が期待でき、接合具がシンプルなので熟練工でなくとも施工が可能です。
災害時の仮設用住宅にパーツとして保管し、必要な時に組み立てて利用することも考えられます。
RC造などと比べた場合の軽量性も大きな魅力です。
施工がはやい
パネルを工場であらかじめ加工して現場に搬入。乾式工法なので養生期間が不要。
軽い
鉄筋コンクリートに比べて重量は5分の1以下(CLT:0.5 t/m3 鉄筋コンクリート:2.4 t/m3)。
基礎コスト・材料輸送費が軽減。
地震に強い
実大振動台実験では、試験建物に対して阪神淡路大震災の観測波よりも大きな力を加えても倒壊しないことを確認。
火にも耐える
木材は毎分約1㎜の速度でゆっくり燃え進む。厚さ90㎜のCLTが1時間燃えても、壁が燃え抜けない。
提供:一般社団法人日本CLT協会