木質ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ

Ｑ＆Ａ

2005/09/29

日本集成材工業協同組合

木質ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ建築物のＱ＆Ａ
はじめに
木質ハイブリッド建築物は、木材と他の材料とを組み合わせることにより、単一の材料では得られない性能を確保した建築物です。
木材と他の材料を組み合わせることにより獲得される性能には構造性能と耐火性能とがあります。
総プロで検討された木質ハイブリッドの耐火構造は2種類あります。一つは構造材としての木材に不燃材による耐火被覆をすることによって耐火性能を確保するものであり(以下「被覆形」という)、もう一つは鋼材を構造材としてその上に木材の耐火被覆をするものです。(以下「燃え止まり型(鋼材'内蔵型)」といいます)
日本集成材工業協同組合では鋼材を木材で耐火被覆する部材について、この程 1 時間耐火大臣認定を取得しています。今まで木造は可燃物であることから準耐火建築物や 1 時間耐火建築物などの法体系に馴染みがないことから、基本的なことについて質疑回答を作成しました。今後も木材の耐火構造についてご質問をお寄せ頂ければ、その Q&Aを追加して充実したいと思います。

１． 木造建築物が火災となると燃えますが、鉄骨はどうなるのですか？
Ａ 5cm×10cm 断面の木の梁を同程度の鉄の梁、アルミニウムの梁と一緒に載荷加熱試験をした結果が右の図です。時間の経過に対する温度上昇カーブは一般の火災での時間と共に温度を上げていったことを示しています。鉄は温度が上がるにつれて強度はどんどん下がり、五分たったところは始めの半分になって、10 分後には２割以下の強度しか残っていないのです。鉄は熱を伝えやすいし、熱によって軟化するので火災にあうとその性質がマイナスに働いてしまうのです。
下の写真は火災現場で消化作業が終了した時のもの、可燃物であるはずの木材が熱によって曲がってしまった鋼材をしっかりと支えているのです。

２． 木材の燃える速さは、どの程度なのですか?
Ａ 構造用集成材で製造された柱と梁を燃焼する実験行われ、その結果柱・梁とも燃える速度は0.6mm から 0.7mm である事が判りました。このような実験からある一定の断面積を持つ木材には、燃え代設計ができるようになったのです。

３． 木材が火災にあうと木材内部の温度は、どの程度になるのですか?
Ａ フライパンの握り部分が木材であるように、木材の断熱性能については定評があります。
火災の中にあっても下のグラフのように、内部温度の測定ポイントである①②⑤⑥は 100 度以下の常温のままとなっています。また表面に炭化層ができることも、内部温度が上昇しない一つであると言われています。

４． 木材の燃え代設計とは、どのような設計方法なのですか?
Ａ 木材の耐火性能実験を行うと、表面は炭化しますが内部は健全なままであることが確認されています。この残存する健全な部分の防火設計を「燃え代設計」と言います。
軽量鉄骨の建物と木造の建物の火災後の状況を比較すると、木造の方が整然と躯体が残っていることをご存知でしょうか。消防車が到着するまでの 45 分間倒壊しない事を、防火設計で確認することを「燃え代設計」と言います。
燃え代設計ができるのは構造用集成材とムク製材の両方共できます。
長期の設計
荷重

燃え代設計
長期荷重

断面積

全断面積

許容応力

長期許容応力

短期の設計
短期荷重

燃え代を除いた残存断面積

全断面積

短期許容応力説明：火災が発生して 45 分の間に消火活動が行われる前提で、その消化活動までの 45 分間倒壊せずに構造躯体が建ち続けることを目的とした設計で、たわみ変形は考慮する必要はありません。

５． 燃え代設計には、どのような歴史があるのですか？
Ａ 1987 年(昭和 62 年)の改正で大断面木造建築物の基準が創設され、大断面木材（幅 15cm以上で繊維と直交する断面積が 300c ㎡以上）の場合に 2.5cm の燃え代設計をすることで 1000㎡以上の体育館などが建築できるようになりました。その後 1992 年（平成 4 年）の改正で準耐火建築物の創設とともに燃え代設計が 3.5cm と 4.5cm の二つが追加されて、準耐火建築物や木造 3 階建て共同住宅が建築できるようになったのです。(詳しくは後から説明します)2000 年の性能規定化の改正では「大断面集成材」の制限が無くなり、構造用集成材であれば燃え代設計ができるように改正され、更に 2004 年に製材の燃え代設計が追加されました。
集成材 告示 1898 号

製材 告示 1898 号

告示 1901 号 1902 号

２．５ｃｍ

３．０ｃｍ

準耐火構造 告示 1358 号

３．５ｃｍ４．５ｃｍ

一時間準耐火構造 告示 1380 号

４．５ｃｍ

６．０ｃｍ

木材も性能規定化によってその耐火性能評価を受ければ、耐火構造とすることもできる道が拓けたと言えましょう。
６． 木材だけで 1 時間耐火性能のある物は、あるのですか?
Ａ 難燃薬剤を含侵させた「難燃木材」や、発泡性防火塗料を外周部に塗布する耐火木材はありますが、木材（集成材単体）で 1 時間耐火性能があるものは、まだ開発されていません。
日集協は大断面集成材であれば、一時間耐火性能が有ると信じて実験に立ち会ったのですが、50cm 角のﾍﾞｲﾏﾂ集成材の柱を１時間加熱したところ燃え止まらず、最後には燃え尽きてしまいました。加熱炉の中で放置するのは通常の火災と比較すると厳しすぎるとする意見や、自然に鎮火する事が１時間耐火性能の条件となっている事が、そもそも厳し過ぎると反論しました。
総プロでは「阪神淡路大震災の時に消防車が中々到着しなかったことから、自然に鎮火する事を条件とした」という判断基準が示されました。このため 2005 年 9 月現在では「鋼材内蔵型集成材」以外に 1 時間耐火性能が確認された木質部材はありません。

７． 燃え止まりとは、どのようなものですか？
Ａ一般に木材は可燃材であるため、一度着火すれば燃え尽きるまで燃焼が継続します。
一方「燃え止まり現象」は、着火して燃焼している材が燃え尽きることなく自然に鎮火して火種がなくなる現象を言います。
その燃え止まりの概念図は、次の通りでその写真は次のようになります。

図 5-3 載荷加熱試験の温度と木質部材の挙動

実大火災実験の柱 写真 5-２
実大火災実験 写真 5-1

実大火災実験の柱と梁 写真 5-3

実大火災実験の柱と梁 写真 5-4

８． 準防火地域などの地域指定による防火制限は、どうなっているのですか？
Ａ 以下のように防火・準防火地域などの地域指定が市役所でなされています。
このように地域を指定している防火規定を、団体規定と言います。

防火関係の地域

法令

地域の指定

防火地域

⇒

建築基準法第 61 条

都市計画法新防火地域※⇒

東京都建築安全条例 7 条の３

都知事指定

準防火地域

⇒

建築基準法第 62 条

都市計画法法第 22 条区域⇒

建築基準法第 22 条

知事指定・市長指定

指定なし⇒※ 新防火地域は、東京都が独自に 2003 年 10 月から地域した新しい防火地域です。
説明：都市計画法によって地域の防火規準を制限することができるようになっていますので、市役所の最新の都市計画図を入手してチェックしてください。
９．
建物の規模による防火規定は、どのようになっているのですか？
Ａ 以下のように建物の階数規模によって規定されています。
このような建物単体に対する防火規定を、単体規定と言います。(第 27 条)

階数

５階建て

４階建て

３階建て

２階建

５Ｆ

１時間耐火

４Ｆ

１時間耐火

１時間耐火

３Ｆ

１時間耐火

１時間耐火

準耐火（燃え代）

２Ｆ

１時間耐火

１時間耐火

準耐火（燃え代）

一般木造

１Ｆ

２時間耐火

１時間耐火

準耐火（燃え代

一般木造

説明：当たり前ですが、建物の規模が大きくなると耐火性能を要求されると言う考え方です。
また、1 時間耐火性能があれば、四階建てまで建築することが可能です。更に 5 階建ての場合は上から四層は 1 時間耐火で建築することができるのです。

１０． 建物の用途による防火規定は、どのようになっているのですか？
Ａ 以下のように建物用途と団体規定が複雑に関係しています。(第 27 条)
地域別

防火地域

準防火地域

左記以外の区域

準耐火建 耐火建 準耐火建築
準耐火建
耐火建築物
築物
築物物
築物

用途耐火建築物

２ 階 以 下 で 3 階以上 ２ 階 以 下 で 3 階以上で 500 ２ 階 以 下 で 3 階 以 上 で劇場，映画館，演芸 100 ㎡以下 100 ㎡以 1,500 ㎡以下 ㎡ 以 上 （ 客 席 3,000 ㎡以下 3,000 ㎡以上（ 客 席 200 ㎡ 未 200 ㎡以上，屋外 （客席 200 ㎡未 （客席 200 ㎡以上可
場(主階が１階にあ満，屋外観覧席は 観覧席は 1,000 ㎡ 満，屋外観覧席 上，屋外観覧席るもの)，観覧場，公1,000 ㎡未満）
は 1,000 ㎡ 未 は 1,000 ㎡ 以
以上）
会堂、集会場満）

上）病院，診療所、ホテ ２ 階 以 下 で 3 階以上 ２ 階 以 下 で 3 階以上で 500 ２ 階 以 下 で ３ 階 以 上 でル、旅館、老人ホー 100 ㎡以下 100 ㎡以 1,500 ㎡以下 ㎡以上（２階が 3,000 ㎡以下 3,000 ㎡以上
上可
300 ㎡以上，２（ ２ 階 が 300
ム、児童福祉施設
階に病室の有㎡以上，２階等

下宿、共同住宅、寄宿舎

３ 階 以 下 で るもの）

３ 階 以 下 で に病室の有3,000 ㎡以下3,000 ㎡以下 るもの）

（ただし３階建ては（ただし３階建て「木３共仕様」のは「木３共仕様」み）のみ）

学校、体育館、博物 ２ 階 以 下 で 3 階以上 ２ 階 以 下 で 3 階以上で 500 ２ 階 以 下 で 3 階 以 上 で3,000 ㎡以下 2,000 ㎡以上
館 、 美 術 館 、 図 書 100 ㎡以下 100 ㎡以 1,500 ㎡以下 ㎡以上
上可館、スポーツ練習場
２階が 500 ㎡

料理店・飲食店舗

以上
２ 階 以 下 で 3 階以上 ３ 階 以 下 で 4 階以上で 500 3,000 ㎡以下 3,000 ㎡以上

事務所・戸建住宅な100 ㎡以下 100 ㎡以 1,500 ㎡以下 ㎡以上）
どのその他用途
上

注①

注意事項
注①

注②
注③

注③：法第 22 条区域の場合

注②：その他の区域の場合

延焼の恐れのある部分に・屋根を不燃材料でつくる

1,000 ㎡超えるものは、延焼の恐れのあるある外壁、軒裏を防火構造

・延焼の恐れのある部分にある外壁を土塗り壁同等以上とする部分にある外壁及び軒裏を防火構造ととし、同部分にある開口部・建基法 24 条の各号の１に該当するものの延焼の恐れのある部分 し、屋根を不燃材料でつくり、1,000 ㎡以を防火戸とし、屋根を不燃にある外壁及び軒裏を防火構造とする・1,000 ㎡超えるものは、 内ごとに防火壁で区画する

材料でつくる

延焼の恐れのある部分にある外壁及び軒裏を防火構造とし、1,000 ㎡以内ごとに防火壁で区画する。

１１． 準耐火構造や耐火構造とする場合の耐火性能は、どの様な性能ですか？
Ａ 準耐火構造とは、次の表のように部位ごとに防火性能が定められています。
同時に耐火建築物についても、概要を併記しております。（令第 107 条の２ 令第 115 条の 2の 2）
準 耐 火 構 造 令 第 耐火構造（令第 107 条）
107-2

部位

45 分

60 分※

１時間

２時間

耐力壁

45 分

60 分

１時間

２時間

非耐力壁

45 分

60 分

―

―耐力壁

45 分

60 分

１時間

２時間

非耐力 延焼恐れ
壁
延焼以外

45 分

60 分

――

30 分

30 分

―

―

柱

45 分

60 分

１時間

２時間

床45 分

60 分

１時間

２時間

梁

45 分

60 分

１時間

２時間

屋根（軒裏を除く）

30 分

30 分

0.5 時間0.5 時間

階段30 分30 分

0.5 時間0.5 時間

間仕切り壁
壁
外壁※60 分準耐火の仕様は、準防火地域内の共同住宅三階建てについて、適用されます。告示1380 号※軒高さ 9m 以上の高さ制限を越えた場合にも適用されます。告示 1380 号
１２ 木質ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ１時間耐火の市場は、どこなのですか？
Ａ １時間耐火性能のある木質ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞの市場は次のように予測されます。
1) 幼稚園や学校などの文教施設
2) 防火地域で 100 ㎡を超える事務所･住宅など
3) ４階建て共同住宅以上が予測されます。