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木の燃焼と防耐火第7回

木造耐火建築物の可能性
安井 昇 ■ 桜設計集団一級建築士事務所 代表

2000 年の改正建築基準法施行により、防耐火の法令は性能規定構造かわかりにくい。そこで順番に解説してみたい。

化され、木造であっても所定の耐火性能を達成できれば、「耐火建建築基準法では、耐火建築物とする手法として、以下の3つの築物」とすることが可能となった。それから約 15 年が経過したが、ルートが位置づけられている。仕様規定のルートA、性能設計のその間、木質耐火構造部材の技術開発や実用化が活発に行われ、ルートBおよび Cである。それぞれ、①および②の要件を満足する防火地域の3〜4 階建ての住宅や、下層階を鉄筋コンクリート造や必要がある。

鉄骨造とし上層階を木造とした6 階建ての事務所ビルや、5 階建ての福祉施設などが建設されている［写真 1・2］。
本稿では、これまで建設されてきた木造耐火建築物の防耐火設

ルート A（仕様規定によるもの）①各主要構造部（壁・床・屋根・柱・はり・階段の6 部位）を「耐火構造」

計手法を整理した上で、現在の技術開発状況とその成果により、今）。とする（法 2 条九号の二イ（1）

後どのような可能性がありそうかまとめてみたい。

②延焼のおそれのある部分の外壁開口部を「防火設備（令 109 条）」とする。

耐火建築物・耐火構造とは何か

ルートB（国土交通省告示の耐火性能検証法によるもの…性能設計）①主要構造部について、国土交通省告示の耐火性能検証法により）。
安全性を確かめる（法 2 条九号の二イ（2）そもそも「耐火建築物」「耐火構造」とは何かを、うまく説明するこ②延焼のおそれのある部分の外壁開口部を「防火設備（令 109 条）」とは意外と難しい。
「耐火建築物」は建築基準法第 2 条第九号の二とする。に、「耐火構造」は建築基準法第 2 条第七号に用語の定義がされてルートC（高度な設計法として国土交通大臣が認めるもの…性能設計）いるが、文章を読んだだけではどのような性能を持った建築物や①主要構造部が、基準に適合するものとして、国土交通大臣の認写真 1 鉄筋コンクリート造・鉄骨造・木造の混構造の6 階建て事務所（高知県自治会館）

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写真 2 鉄筋コン
クリート造・木造（CLT 壁と軸組）の5 階建て福祉施設（ぷろぼの福祉ビル）

表 1 耐火建築物の設計手法

表 2 主要構造部に必要な耐火性能

ルートA（主要構造部耐火構造）
ルートＡ（主要構造部耐火構造）

部位
ルートＢ・Ｃ（木材に着火しない性能設計）

屋根：30分間仕 耐力壁
切壁

間仕切壁
：1時間

外壁：1時間防火戸（防火設備）

床：1時間

排煙

階数 5〜14の階

はり：木材壁

耐力壁
外壁

階段：30分
はり：1時間外壁（耐力）：1時間※図は4階建ての場合

ルートＢ・Ｃ（木材に着火しない性能設計）

すべての主要構造部を耐火構造としてすべての主要構造部を耐火構造として建物が崩壊しないようにする
建物が崩壊しないようにする

ルートB・C（木材に着火しない性能設計）

──

火源と木材を離す 最上階、階数 2〜4の階

はり：木材

火源と木材を離して、火災時に木材に着火しないようにする

遮炎性

1 時間

─1 時間

─

1 時間

1 時間

1 時間
1 時間

1 時間

─

─

30 分

30 分

階数 15 以上の階

3 時間

階数 5〜14の階

2 時間

──

最上階、階数 2〜4の階

1 時間
1 時間

──

─

階数 5〜14の階

2 時間

最上階、階数 2〜4の階

1 時間

階数 15 以上の階

3 時間

階数 5〜14の階

2 時間

最上階、階数 2〜4の階

1 時間

屋根

─

30 分

─30 分

階段

─30 分

──

はり

火源と木材を離す

遮熱性─

階数 15 以上の階
床

2 時間

屋内側からの火災

─

火源と木材を離して、火災時に木材に着火し柱 ないようにする

2 時間
1 時間

階数 15 以上の階

延焼のおそれ非耐 のある部分
力壁
上記以外

非損傷性

最上階、階数 2〜4の階

階数 5〜14の階

外壁：耐火構造

排煙

外壁：耐火構造

階数 15 以上の階

非耐力壁
外壁（非耐力）
：30分

柱：1時間

力）

力）

最上階から数えた階段

延焼のおそれのある部分

通常の火災

非損傷性…構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊等の損傷を生じない
遮熱性…加熱面以外の面（屋内に面するもの）の温度が可燃物燃焼温度以上に上昇しない
遮熱性…屋外に火災を出す原因となる亀裂等の損傷を生じないの場合
火源と木材を離して、火災時に木材に着火し）定を受けた構造とする
ないようにする（法 2 条九号の二イ（2）火構造は想定する火災後も崩壊せず自立している必要がある。さ②延焼のおそれのある部分の外壁開口部を「防火設備（令 109 条）」らに、地震災害時の火災では、倒壊した建物の瓦礫などにより、消とする。

防が来られなかったり、十分な消防活動を消防が行えない可能性も考えられるため、消火活動が行われない場合も想定しておく必要

ルートAは、どのような用途・形態の建物でも適用できる設計法でがある。すなわち何が起こっても崩壊せず、ずっと建っている建物あり、鉄筋コンクリート造や鉄骨造を含む耐火建築物のほとんどがと言える。

これで設計されている。一方、ルートB やルートCは、ドーム建築

木造は構造躯体が可燃物であるが、太さや厚みがあるとなかなや体育館など、室内の可燃物量が比較的少なく、天井が高い建物か燃え進まないことは以前も述べた。その木材が表面に炭化層（断の屋根（小屋組）部分を木造とする場合に適用できる設計法である。

熱層）をつくってゆっくり燃える性質を工学的に評価して、準耐火アリーナや客席など火災が発生する部分から木造部分を十分（約構造に燃えしろ設計が位置づけられている。ただ、ゆっくり燃える

5.6m 以上）に離して着火しないように設計するものである［表 1］。このは得意だが、いったん燃え出すと自消するのは難しく、消火が想れまでの木造耐火建築物の建築実績はルートAが5,000 棟以上、定されないと部材や建物の崩壊につながる。そのため、耐火構造でルートB・ルートCは合わせて20〜30 棟程度と推測される。

は何かしらの燃焼し続けない工夫を木材に施す必要がある。

ルートAで設計する場合、主要構造部（壁・柱・床・はり・屋根・階段）に必要な耐火性能は、表のように、最上階から数えて4 層目までは1時間耐火構造、14階までは2時間耐火構造、それ以上は3時間耐火構造（柱・はりのみ）が求められ、屋根と階段は階数によらず30 分木造で耐火構造とする手法耐火構造が求められる［表 1・2］。これまで木造では、1時間耐火構造、現在、木造で耐火構造とする手法としては、3 種類が実用化されて30 分耐火構造の部材が実用化され建物に適用されてきたが、2015いる［表 3］。

年頃から2時間耐火構造部材の実用化が活発に行われてきている。

方策 1の被覆型は、構造躯体の木材にいったん着火すると自消耐火構造とは、表 2の耐火性能（非損傷性、遮熱性、遮炎性）を所するのが難しいのであれば、火災時にそもそも着火しないように、定の時間有する構造と言えるが、準耐火構造とのもっとも大きな違

強化せっこうボード総厚 36〜42mmで木造の構造躯体を耐火被いは、準耐火構造が想定する火災中（45 分や1 時間）は崩壊せず自覆しようというものである［写真 3］。構造躯体に着火しないため、樹立をしていれば、その後の崩壊の有無は問われないのに対して、耐種による燃え方の影響を受けないので、スギやヒノキなどの国産材

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次に、方策 2の燃え止まり型は、方策 1では構造躯体の木材が見

表 3 木造で耐火構造とする手法の一例（被覆型）
2（燃え止まり型） 方策3（鉄骨内蔵型）
方策方策1(被覆型）
1
方策1(被覆型）
方策1(被覆型） 方策
方策2(燃え止まり型）
方策2(燃え止まり型）
方策2(燃え止まり型）
方策3(鉄骨内蔵型）
方策3(鉄骨内蔵型）
方策3(鉄骨内蔵型）
木構造支持部材
木構造支持部材
木構造支持部材

木構造支持部材［鉛直力］
木構造支持部材［鉛直力］
木構造支持部材［鉛直力］

鉄骨
鉄骨鉄骨

えないという課題に対して開発されたもので、火災時に表面の木材にいったん着火するが、火災終了後は部材の内部に設けた燃焼を停止させる部材により自ら消火し、残った断面で建物の自立を保つ

概概
概要概ものである。木材の断面をどれだけ大きくしても、いったん火がつ要
要要

くと容易に自消しないため、燃焼を停止させる部材や措置を必ず設
耐火被覆材
耐火被覆材
耐火被覆材

燃えしろ(木材)
燃えしろ(木材)
燃えしろ(木材)

燃えしろ(木材)
燃えしろ(木材)
燃えしろ(木材)

燃え止まり層(モルタル・燃え止まり層(モルタル・燃え止まり層(モルタル・薬剤処理木材等)
薬剤処理木材等)
薬剤処理木材等)

構 木造
構
構造構
造
造造

鉄骨造＋木造
鉄骨造+木造
鉄骨造+木造鉄骨造+木造
加熱中は燃えしろが燃 加熱中は燃えしろが燃
加熱中は燃えしろが燃焼
加熱中は燃えしろが燃焼
木構造部を耐火被覆し 加熱中は燃えしろが燃焼
加熱中は燃えしろが燃焼
加熱中は燃えしろが燃焼 加熱中は燃えしろが燃焼
木構造部を耐火被覆し燃焼木構造部を耐火被覆し燃焼木構造部を耐火被覆し燃焼
特特特
焼し、加熱終了後、燃 焼し、加熱終了後、燃し、加熱終了後、燃えしし、加熱終了後、燃えしし、加熱終了後、燃えしし、加熱終了後、燃え止まし、加熱終了後、燃え止ま
特徴徴・炭化しないようにする
・炭化しないようにするし、加熱終了後、燃え止まろ木材が鉄骨の影響でろ木材が鉄骨の影響でろ木材が鉄骨の影響で
徴 燃焼・炭化しないよう徴・炭化しないようにするり層で燃焼を停止させる
り層で燃焼を停止させる
り層で燃焼を停止させる えしろ木材が鉄骨の影
え止まり層で燃焼を停燃焼停止する
燃焼停止する
燃焼停止するにする
止させる
響で燃焼停止する
樹
樹樹
制限なし
制限なし
制限なし
スギ、カラマツ等
スギ、カラマツ等
スギ、カラマツ等
ベイマツ・カラマツ
ベイマツ・カラマツ
ベイマツ・カラマツ
種 制限なし種
樹種種
スギ・カラマツ等
ベイマツ・カラマツ
木造
木造
木造

木造

木造
木造
木造

外壁・間仕切壁・柱
外壁・間仕切壁・柱部部 外壁・間仕切壁・柱部 外壁・間仕切壁・柱柱・はり
柱・はり
柱・はり
部位位
位 位床・はり・階段・屋根
床・はり・階段・屋根
床・はり・階段・屋根柱・はり
床・はり・階段・屋根
実
実実
5000棟以上
5000棟以上
5000棟以上
約8棟
約8棟
実績績
棟以上
約 10 棟 約8棟
績 5,000績

ける必要がある。柱とはりについて、モルタル（竹中工務店、カラマツ［写真 3］など、）や難燃薬剤処理木材（鹿島建設・住友林業など、スギ）を木材の燃焼を停止させる部材として用いて国土交通大臣認定が取得されている。いずれも現場施工ではなく、部材のほとんどを工場で生産し運搬してくるのが前提となっており、耐火構造の部材がそのまま仕上げとなるため、運搬・建て方時やその後の工事中の養柱・はり柱・はり柱・はり生が重要と言えるだろう。なお、現状、現場でせっこうボードのよ	 	  	 うに施工できる木製の耐火被覆は見当たらないが、現場での雨が柱・はり約6棟
約6棟
約 6 棟 約6棟

かりなどに配慮して、雨仕舞い後に現場で容易に施工ができる部材を全国 LVL 協会が技術開発している。

から、オウシュウアカマツ、SPFなどの木材が樹種によらず使用で最後に、方策 3の鉄骨内蔵型は、鉄骨を木材で耐火被覆したもきる。また、準防火地域の3 階建て住宅に求められるイ準耐火建築

ので、火災時に木材は燃焼するが、熱容量の大きい鉄骨に裏面から物（主要構造部を準耐火構造とし延焼のおそれのある外壁開口部に防火吸熱されて、途中で木材の燃焼が停止する。鉄骨の温度も強度が設備を設ける）のせっこうボード厚さと枚数を増すだけで、設計や施低下するほど上昇しないため、建物の自立は鉄骨で保つ。柱・はり工がその延長上でできるため、3つの方策のうちでもっとも使いやについて、カラマツ・ベイマツを用いて日本集成材工業協同組合がすく、建設実績ももっとも多い。2014 年 8 月には外壁と間仕切壁大臣認定を取得している。なお、スギでは所定の耐火性能を確保に限ってだが、耐火構造の構造方法を定めた告示（H12 建設省告示することが現状は難しく、大臣認定は取得されていない。

第 1399 号）が例示された。外壁と間仕切壁以外の主要構造部につ筆者の独自調査によると、建築実績は、被覆型が 5,000 棟以上、いては、軸組工法であれば日本木造住宅産業協会、枠組壁工法で燃え止まり型が 10 棟程度、鉄骨内蔵型は 6 棟程度である。やはり、あれば日本ツーバイフォー建築協会らの国土交通大臣認定を使用

強化せっこうボードを耐火被覆に使う被覆型の耐火構造が設計・することになる。詳細は両協会に問い合わせをしてほしい。

施工しやすいため棟数を伸ばしている。なお、強化せっこうボード

この被覆型は、各部の耐火被覆が連続するメンブレン木質耐火の表面の仕上げ材の規制は特になく、クロス、ペンキ、木材などを構造で設計することになる。メンブレンという言葉はあまり聞き慣自由に選択すればよい。ただし、内装制限がかかる場合は、必要なれないかもしれないが、原則は、室内から見て、柱やはりが見えな不燃性能を有する仕上げとする。

いように耐火被覆で隙間なく被覆し、火災時に構造躯体に着火し耐火建築物で大規模木造を設計する際には、耐火構造の柱・はないようにしたものをいう。すなわち、各室で耐火被覆のラインがりや、耐火被覆材の貫通・穴明けが制限されたり、建物重量が重く一筆書きで閉じることが重要であり、耐火被覆を切り欠くコンセンなり耐震性能の確保が難しくなったりするため、早い段階から、設ト、ダウンライト、換気線などの設備機器を設ける場合は、耐火性備設計、構造設計とのすりあわせが必要である。特に被覆型の大規能を損なわないような追加の措置をする必要がある。具体的には鋼製の裏ボックスを使い、不燃系断熱材で裏当てをするなどの措置であり、前述の2 協会が作成している設計マニュアルに詳しく記載されているので参考にされたい。
また、耐火構造が要求されるのは鉛直力を負担する主要構造部に限られるため、写真 1の建物内に配置された水平力のみを負担する筋かいは耐火被覆をせずに、あらわしになっている。これは、水平力のみを負担する筋かいは仮に燃えてなくなっても建物の崩壊に直接つながるわけではないので、鉄骨造のブレースと同様に耐火被覆を省略することができるのである。

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写真 3 被覆型（左）と燃え止まり型（右）の耐火構造柱の断面模型

置との両立の検討が必要であろう。
一方、カナダ・バンクーバーでは、CLT（直交集成板）を使った18階建ての木造建築物の建設が進んでいるが、純木造ではなく、水平力は鉄筋コンクリート造の複数のコアが受け持ち、木造は主に鉛直力のみを負担する混構造になっている［写真 4］。地震力の想定が日本とは異なるようだが、下層階でも自由な開口部配置が可能となっている。さらに、前述したように、日本においても下層階を鉄筋コンクリート造や鉄骨造とし上層階を木造とした6 階建ての混構造の事務所ビルが建設されている［写真 1］。木造があまり得意でない、大きなスパンを飛ばしたり、高い耐震性能が必要とされる部分は鉄筋コンクリート造や鉄骨造に任せて、木造で無理のない部分を木造化して建物がつくられている。
今後、適材適所に木、鉄、コンクリートを使うことにより、これまでになかった中層の木造建築物が実現可能になってくるのではなかろうか。そのためには、それぞれの材料の特徴をしっかりと理解
写真 4 18 階建て木造・鉄筋コンクリート造の大学学生寮（ブリティッシュコロンビア大学）（写真提供…李元羽）

模木造建築では、設備配管などについて二重壁、二重天井とするなどして、できるだけ耐火被覆材を貫通しない納まりとすることで自由な設備計画が可能となるが、階高の確保など建物全体の計画した設計が必要であろう。

おわりに木造耐火建築物は、鉄骨造や鉄筋コンクリート造のビルを設計しに関わるので、基本設計段階から配慮しておきたい。ている設計者と木造住宅を設計している設計者が一緒に参入できる数少ない分野と言える。それぞれの専門分野を融合して設計す中層建築物をどのようにつくるかることにより、新しいタイプの木造建築物が生まれるのではないだ
ろうか。2017 年がそのようなコラボレーションがはじまる年になる2015 年頃から被覆型［表 3］を中心に2 時間耐火構造の部材の開発ことを期待したい。

、日が活発となっており、前述の日本木造住宅産業協会（軸組工法）
本ツーバイフォー建築協会（枠組壁工法）において、国土交通大臣認定の取得が進んでいる。この部材を使えば、耐火性能上は、14階建て［表 2］の木造建築物の実現が可能となり、すでに、つくばの建築研究所内に枠組壁工法による6 階建ての試作棟が建設されている。その際、地震国の日本では耐震性能をどのように確保するかが課題になり、特に下層階に耐震壁が増えるため、自由な開口部配やすい・のぼる
1968 年京都市生まれ。東京理科大学大、積水ハウスを経て、1999 年
学院（修士）
桜設計集団一級建築士事務所設立。木造建築の設計をしつつ、木造防耐火に関する研究、技術開発、コンサルティングを始める。2004 年早稲田大学にて博士（工学）取得。2007 年日本建築学会奨励賞（論文）受賞

自習型認定研修の設問
設問 1

設問 2

1 時間耐火構造の部材で建築可能な規模は次のどれか。
a. 4 階建て

木造の耐火構造で告示（H12 建設省告示第 1399 号）に例示されている部位は次のどれか。

b. 5 階建て

a. 外壁と間仕切壁

c. 6 階建て

b. 外壁と床
c. 柱とはり認定教材の設問への回答は、CPD 情報システムのページ

https://jaeic‑cpd.jp/にアクセスのうえ、お願い致します。
※不正解の場合は、単位に登録できない場合があります。
※自習型教材の選択欄における、会誌『建築士』選択項目は、平成 28 年 1 月より建築士会会員のみの表示項目になります。

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