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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2012 年 9 月

マルコフ連鎖モデルに基づく外装材の劣化シミュレーション―その１．調査概要と結果―

マルコフ連鎖外装仕上げ材料
リファレンスサービスライフ

正会員
同
同

耐用年数予測1.研究目的
建築物の適切な点検・改修や長寿命化に関する保全技
術は，ライフサイクルコスト低減のための有効な方法として位置づけられる。将来の維持・管理の策定に資するツールを開発するため，外装仕上げ材料の耐用年数を予測する手法を構築する。しかしながら，外装仕上げ材の劣化には施工，環境，材料特性，その他複合的な因子が含まれており，要因ごとの劣化メカニズムを積み上げ，全体を予測することは容易でない。
そこで本研究では，実構造物調査を通して外装仕上げ材の劣化状況を把握し劣化要因の定量化を行い，確率論モデルを用いた劣化シミュレーションによる建築材料の耐用年数予測手法の確立を試みる。
2.実構造物調査
東京都内の築 7 年から 18 年の RC 集合住宅 9 棟の，劣化実態調査を実施した。調査対象を表 1 に示す。
表 1 調査対象

調査対象団地

築年数11号棟
A久米川 10号棟
8号棟
7号棟
B府中 11号棟
5号棟
10号棟
C小金井 6号棟
4号棟

11年
14年
18年
13年
16年
18年
7年
9年
11年

○井上 照郷*1
本橋 健司*3
楡木 堯*5

今本 啓一*2
兼松 学*4
林 瑞紀*6

同同同イニシャル値は，竣工当時のデータがないため，その築年数の最も劣化していない測定点をイニシャルと定義した。
3.2 変退色
測定は，JIS Z 8722 に従った。塗膜材の色相，明度，彩度の変化を，色彩色差計 CR-410 を用いて L*a*b*表色系で測定し，⊿E*ab で色差を表示し評価した。
⊿E*ab  (⊿L)2  (⊿a)2  (⊿b)2⊿L, a, b  測定点の値  イニシャルの値
3.3 ひび割れ
目視で簡便に評価できる劣化現象であるため，写真を撮影し，50×50 ㎜に 16 分割した画像を表 2 の基準に基づいて，劣化度 0～Ⅲに分類評価した。
表 2 ひび割れ劣化度規準
0：ひび割れが目視できない

Ⅰ：1，2 本のひび割れが存在

Ⅱ：単線のひび割れが分布

Ⅲ：網目状のひび割れが分布

外装仕上げ材料
吹付タイル

複層仕上塗材(E厚型凸部処理)

3.4 白亜化(chalking)
測定は，JIS K 5600-8-6 に従った。透明のビニールテー

吹付タイルE厚型

プ(50×100 ㎜)で塗膜表面の粉末採取し黒い紙に貼りつけサンプルを作成し，白亜化等級標準画像に基づき白い部

また，調査概要を表 2 に示す。

分を目視により評価した。

表 2 調査概要

調査項目

光沢度

透気性能

さらに，サンプルの紙をスキャンして画像処理ソフト

各30点 各30点 各30点
各6点
各6点
各方位の1階と上層階(北面のみ)の『雨掛かり有』、必要に応じて『雨掛かり無』を測定によって得た明度 L*値と，目視でのグレード分類との関調査点数
調査時期

2011年9月～12月の晴天日が続いた後の晴天日

変退色

白亜化

ひび割れ

係性から白亜化現象の機械的評価を試みた。
3.5 透気性能
ダブルチャンバー法トレント透気試験機を用いて圧力3.調査方法3.1 光沢度の時間変化から透気係数を測測定は，JIS K 5600-47，JIS Z 8741 に従った。凹凸を有する塗膜材の凸の部分を，ハンディ光沢計グロスチェッ
カ IG-320 を用いて測定し，光沢度を表示した。また，イニシャル値と比較して光沢保持率を算出した。

定し，評価した。図１に示す
ように，内部チャンバーと外部チャンバーの二つの構造を有する装置から構成され,透気性は内部チャンバーの圧力変測定点の光沢度  100
光沢保持率 
最も劣化していない測定点の光沢度化によって評価される。

25mm 50mm 25mm

Vacuum pump
InnerchamberOuterchamberSoftrubberUnidirectional air flow

図 1 チャンバー断面

Degradation simulation of external finishing based on Markov
Chain Model - Part1. Outline of investigation -INOUE Terusato, IMAMOTO Kei-ichi, MOTOHASHI Kenji,KANEMATSU Manabu, NIREKI Takashi, HAYASHI Mizuki― 1217 ―図 2，3 より，雨掛かり有の部位における光

25

100

1002020頻度

60104052001560

1040

520000020 40 60 80 100 120 140 160 180 2008015頻度

405468
色差10124020014002468
色差101214

図 5 A 団地北面_雨掛かり無_変退色

35403530252015105080206015401052000012
白亜化等級

頻度

25累積頻度（%）

100の傾向は得られなかった。
図 6，7 より，雨掛かり有の部位における白亜化は，雨掛かり無より進行している結果が得られ，また経年別の傾向も得られた。
する可能性があると思われる。今回の調査対象
で白亜化は築年数 12 年程度で最も L*値が大きくなったのではないかと考えられる。

20

図 8，9 より雨掛かり有の部位におけるひび割れも同様に，雨掛かり無より進行している結果が得られ，さらに経年別の傾向も得られた

012
白亜化等級て最も劣化しているという結果になり，経年別

80400果が得られたが，最も築年数の短い 11 年におい100603

築年数による経年の傾向は得られない。

白亜化は比較的早い時期に発生し劣化が収束

図 4 A 団地北面_雨掛かり有_変退色30

図 10 に，築年数と透気係数・ひび割れとの3

図 7 A 団地北_雨掛かり無_白亜化

関係を示した。データは団地ごと全ての測定箇100100所の平均とした。図より，築年数が長くなると，

8080

透気係数・ひび割れ劣化度ともに大きくなるこ60とが分かる。

劣化度分布(%)

劣化度分布(%)

図 6 A 団地北_雨掛かり有_白亜化

6040405.まとめ
実構造物を対象とした外装仕上げ材料の劣化

20

2000Ⅰ
Ⅱ
ひび割れ劣化度

0Ⅲ0

図 8 A 団地北_雨掛かり有_ひび割れⅠⅡ
ひび割れ劣化度調査を行った。その結果以下の知見が得られた。

Ⅲ

図 9 A 団地北_雨掛かり無_ひび割れ

100001）光沢度・変退色(色差)は，雨掛かりによる2.5差が見られ雨掛かり部において劣化が進行して2いることが確認された。

透気係数 y = 0.03e0.5x R² = 0.44

1000

ひび割れ y = 0.28e0.1x R² = 0.87

1001.510110.10.01
57911131517

ひび割れグレード
ひび割れ劣化度

頻度

60

50280

10200100
累積頻度（％）

2060

10透気係数 [×10-16 m2 ]

頻度

15100

18 年において最も劣化していない結果となり，退色も同様に，雨掛かり無より進行している結図 3 A 団地北面_雨掛かり無_光沢保持率

累積頻度（％）

20している結果がみられたが，最も築年数の長い

図 4，5 より，雨掛かり有の部位における変光沢度保持率(%)

光沢度保持率(%)

図 2 A 団地北面_雨掛かり有_光沢保持率0

沢保持率は，雨掛かりの無の箇所と比べ，低下

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

累積頻度（%）

080

頻度

15累積頻度（%）

80

累積頻度（%）

252）白亜化についても雨掛かり部において進行していることが確認された。経年による光沢雨掛かり有0.5度。変退色の劣化傾向がみられない原因として，0白亜化が早期に進行した結果として，色差が向19上することに寄与し両者の傾向を相築年数 [年]

図 10 全団地

殺したことが考えられる。

透気性能

3）ひび割れについては，経年による劣化傾雨掛かり無向が明確にみられた。

凡例

4.調査結果
光沢度，変退色，白亜化，ひび割れについて，A 団地

参考文献：山田人司他：「外装用塗料・仕上塗材の標準耐の北面雨掛かり有・無の調査結果を示す。透気性能につ用年数に関する調査研究-その 7 白亜化と光沢保持率の関いて，全団地の調査結果を示す。

係-」，2007.8*1 日本建築仕上材工業会 *2 東京理科大学工学部建築学科*1 Japan Building Coating Materials Association *2 Assoc. Prof., Dept. of Arch., Fac. Of Tech., Tokyo University准教授 *3 芝浦工業大学工学部建築工学科 教授 *4 東京理of Science, Dr. Eng. *3 Dept. of Arch. and Building Engineering, the College of Eng., Shibaura Inst. of Tech, Dr.

科大学理工学部建築学科 准教授 *5(財)ベターリビング

Eng. and Dr. Agr. *4 Assoc. Prof., Dept. of Arch., Fac. of Sci. and Tech., Tokyo University of Science, Dr. Eng. *5*6 東京理科大学大学院理工学研究科建築学専攻

The Center for Better Living *6Dept. of Arch., Graduate School of Sci. and Tech., Tokyo University of Science― 1218 ―