技術報告

NLT の実用化研究
床版・屋根版の準耐火性能試験
野口 裕矢
三井ホーム株式会社

1. はじめに(一社)日本ツーバイフォー建築協会(以下、2×4 協会)
では、カナダ林産業審議会による情報提供に基づきNLT(Nail-Laminated Timber)に着目し、国内での実用化に向けた技術開発を行っている。
NLT は、枠組壁工法構造用製材（ランバー）を隙間なく並べてくぎで緊結し一体化することにより床版や屋根版を構成する木質材料であり、100 年以上前から非住宅建築を中心に北米で利用されてきた。(写真 1)
北米における NLT の特長としてデザインの多様性があげられる。例えば、サイズの異なるランバーを並べる

写真 1 建築事例(Courtesy of Gerald Epp)と溝付きとなり、材の下端を少しずつずらしていくと曲面ができる。更にねじることにより 3D シェル状にもできるなど、幅広い意匠性の実現が可能である。(図 1)
NLT は枠組壁工法用の CN 釘で留めつけるので、専用の機械設備を必要とせず、製材工場や工務店の作業場での製造が可能である。大規模な現場でもあらかじめパネル状にして現場に搬入することができ、狭小な敷地や搬入道路が狭い敷地の場合でも現場で製作することが可能である。また、ランバーのサイズは 206(38 ㎜×140㎜)～212(38 ㎜×286 ㎜)が主に使用される。さらに、流通している構造材の最大定尺長さ(国産材 4,000 ㎜、北米産材 6,100 ㎜)を超える長スパンも、NLT では長さ方向にバットジョイント(突き付け)により製材を継いでいくことで実現でき、「大空間」の設計が可能となる。

図 1 NLT のデザイン-1-

協会では、NLT を我が国で利用するため 2017 年からない事を考慮し、加熱面(天井側)からさらに 60 ㎜の位置に 1 列増し打ちする 3 列構成とした。

東京大学の稲山教授を座長とする「NLT 研究開発委員

図 3 に試験体図を示す。試験体は、あらかじめ工場で会（現：NLT 製品・技術開発委員会）」を設置し、カナダ林産業審議会の協力のもと技術開発を進めてきた。

製造した 15 層構成の NLT 床パネル(写真 2)を中央に 22019 年 6 月の建築基準法改正では、従来、耐火建築体、11 層構成の NLT 床パネルを両端に 1 体ずつ並べて物でなければ建築できなかったもののうち、一定の条件構成した。また、製造および施工時に起こり得る欠点をを満たすものについては準耐火基準に基づく建築物が許再現して、バットジョイントの一部に 3 ㎜の隙間を設け、容されることになり、構造木材を「あらわし」にできる15 層の NLT パネル間には 4 ㎜の隙間を設けた。床上側対象建築物の範囲が拡がった。準耐火構造において、大被覆材は、下張り材に厚さ 12 ㎜の構造用合板、上張り断面の JAS 製材やエンジニアードウッド、CLT には「燃被覆材として厚さ 12.5 ㎜のせっこうボードを取り付けえしろ設計」の基準が告示に示されているが、NLT などた。(写真 3)の単材を複合した製品は、準耐火構造の大臣認定を取得する必要がある。NLT は建築物の用途として床・屋根の需要が見込まれるため、床 1 時間、屋根 30 分の準耐火性能評価試験を実施した。

図 2 NLT 床パネルの留め付け方法

2. 床版の 1 時間準耐火性能
針葉樹構造用合板 厚12mm

NLT 床版による床構造は、床の裏側(天井側)を「あらNLT床パネル４㎜の隙間わし」とできる意匠的なメリットが期待される。所定のせっこうボード 厚12.5mm

11層423㎜

15層577㎜

15層577㎜

11層423㎜

準耐火性能(非損傷性、遮熱性、遮炎性)の確認および大臣認定の取得を目的とし、 (一財)ベターリビングにて 1時間準耐火性能評価試験を実施した。
4,400㎜(試験体長さ)
4,250㎜(スパン)

床の準耐火性能評価試験では天井側加熱試験(載荷)と床上側加熱試験(無載荷)それぞれ 2 体ずつの試験が必要

図 3 天井側加熱試験体図となる。なお、天井側加熱試験は 2018 年 11 月に、床上側加熱試験は 2019 年 4 月に実施した。

2.1.天井側加熱試験
2.1.1 試験体概要
準耐火性能評価試験では、認定仕様のバリエーションのうち、試験において最も不利な条件となる仕様とする必要があるため、製材は最も密度の低い樹種群 JSⅡのスギを使用し、床版厚さが最小となる寸法型式 206 を使用
写真 2 NLT 床パネル(15 層)した。
図 2 に留め付け方法を示す。NLT 床パネルは、製材同士を釘 CN75 を用いて接合し積層させて構成する。製材の幅方向の両端から 30 ㎜ずつの 2 列とし、200 ㎜間隔で留め付ける事で構造性能を評価している※1)が、準耐火構造の床では、1 時間の加熱により加熱面(天井側)から30 ㎜の位置の釘列までは製材が炭化し強度が維持でき

写真 3 天井側加熱試験体-2-

2.1.3 試験結果

2.1.2 試験概要

試験結果を表 1 に示す。

性能評価試験は、ISO834 に規定する標準加熱曲線に従った 1 時間の載荷加熱試験を実施した。

表 1 天井側加熱試験結果

試験荷重は、令第 85 条の規定に基づく積載荷重を載1 体目2 体目荷することとし、自動車車庫及び自動車通路を除く室の93.9mm

120.6 ㎜

[制限値[制限値

用途を満足する積載荷重 3500N/㎡に、防火被覆材の固非定荷重を加算し、さらに、製品仕様の最大支点間隔 6370

損322.5 ㎜]

322.5 ㎜]㎜を考慮した割り増し荷重とし、相当する荷重(57.8kN)

傷

3.5 ㎜

4.5 ㎜を 3 等分点 2 線荷重で載荷することとした。(写真 4)

性

[制限値

[制限値14.3 ㎜/分]

14.3 ㎜/分]

17℃

18℃

26℃

42℃

[制限値

[制限値197℃]

198℃]

19℃

25℃[制限値[制限値157℃]

158℃]

なし

なし

なし

なし

なし

なし

最大たわみ量

最大たわみ速度

測定項目は、試験体裏面(床上面)温度、試験体内部温度及び試験体のたわみ量である。

初期温度

また、1 時間の加熱が終了した時点で試験終了とし、脱炉後、注水消火した。(写真 5)

遮最高

熱性

裏面温度
平均

非加熱側へ 10 秒を超えて継続する火炎の噴出の有無

遮炎

非加熱面で 10 秒を超えて継続する発炎の有無

性
火炎が通る亀裂等の損傷の発生の有無

写真 4 天井側加熱試験体設置の様子

表 1 の結果から、1 体目、2 体目いずれも 1 時間準耐火構造の要求性能を満たすことが確認できた。

試験は下記①～③を評価基準としている。
①非損傷性
最大たわみ量と最大たわみ速度が制限値以下であること。
②遮熱性
裏面温度上昇が、試験終了時まで、平均で 140K 以下、最高で 180K 以下であること。
③遮炎性・非加熱側へ 10 秒を超えて継続する火炎の噴出がないこと。
・非加熱面で 10 秒を超えて継続する発炎がないこと。
・火炎が通る亀裂等の損傷を生じないこと。
写真 5 試験体脱炉時の様子-3-

2.2.床上側加熱試験

2.2.3 試験結果

2.2.1 試験体概要

試験結果を表 2 に示す。

図 4 に試験体図を示す。天井側加熱試験体と同じ仕様

表 2 床上側加熱試験結果

であるが、床上側加熱試験では水平炉に落とし込み設置するため、図 4 に示す試験体寸法とした。なお、天井側

初期温度

加熱試験体と同様に、製造および施工時に起こり得る欠点を再現して、バットジョイントの一部に 3 ㎜の隙間を遮設け、中央の NLT パネル間には 4 ㎜の隙間を設けた。

熱性

最高
裏面温度

1 体目

2 体目

21℃

19℃

91℃

187℃

[制限値

[制限値201℃]

199℃]

44℃

53℃

[制限値

[制限値161℃]

159℃]

なし

なし

なし

なし

なし

なし

針葉樹構造用合板 厚12mm
15層

平均577㎜

せっこうボード 厚12.5mm
４㎜の隙間

15層

非加熱側へ 10 秒を超えて577㎜

継続する火炎の噴出の有無

遮NLT床パネル

15層577㎜

炎

非加熱面で 10 秒を超えて継続する発炎の有無

性
火炎が通る亀裂等の損傷の15層577㎜

発生の有無

表 2 の結果から、1 体目、2 体目いずれも 1 時間準耐2,730㎜(試験体長さ)

火構造の要求性能を満たすことが確認できた。

図 4 床上側加熱試験体図

ただし、2 体目の一部測定点において制限値に近い温2.2.2 試験概要度に到達したため、(一財)ベターリビングより防耐火性性能評価試験は、ISO834 に規定する標準加熱曲線に能補強案を検討する要請をうけ、2×4 協会では、下張り従った 1 時間の無載荷加熱試験を実施した。(写真 6)

合板の留め付け位置の見直し、NLT パネル間にシリコン系シール処理を行う補強案を講じることとした。

2.3. 床版の 1 時間準耐火構造大臣認定の取得
天井側加熱試験、床上側加熱試験の結果、性能評価委
員会にて NLT 床版の 1 時間準耐火性能の評価が得られ、2020 年 4 月に 1 時間準耐火構造大臣認定を取得した。

3. 屋根版の 30 分準耐火性能
NLT 床版同様、NLT 屋根版による屋根構造は、室内
写真 6 床上側加熱試験体設置の様子

天井側を「あらわし」とできる意匠的なメリットが期待

測定項目は、試験体裏面(天井側)温度、試験体内部温される。所定の準耐火性能(非損傷性、遮炎性)の確認お度である。また、1 時間の加熱が終了した時点で試験終よび大臣認定の取得を目的とし、 2019 年 11 月に(一財)了とし、脱炉後、注水消火した。

建材試験センターにて 30 分準耐火性能評価試験を実施

試験の評価基準は、無載荷試験のため、遮熱性と遮炎した。なお、床と異なり屋根の準耐火性能評価試験では性のみとなる。

天井側載荷加熱試験 2 体での評価である。

-4-

3.1. 試験体概要
認定仕様のバリエーションのうち、試験において最も不利な条件となる仕様とする必要があるため、製材は最も密度の低い樹種群 JSⅡのスギを使用し、屋根版厚さが最小となる寸法型式 206 を使用した。
図 5 に留め付け方法を示す。NLT 屋根パネルの構成は基本的に NLT 床パネルと同じであるが、留め付け方法
は、加熱時間が 30 分であるため 1 列増し打ちはせず、

写真 7 NLT 屋根版試験体

3.2 試験概要

構造性能が評価された仕様※1)に基づき釘の 2 列打ちとした。

性能評価試験は、ISO834 に規定する標準加熱曲線に

図 6 に試験体図を示す。15 層の NLT 屋根パネルを中従った 30 分の載荷加熱試験を実施した。

央に 2 体、11 層の NLT 屋根パネルを両端に 1 体ずつ並試験荷重は、屋根構造試験体で規定されている積載荷べて構成した。また、製造および施工時に起こり得る欠重 65 ㎏/㎡に、屋根葺き材としての固定荷重(葺土なし瓦点を再現して、バットジョイントの一部に 3 ㎜の隙間を葺き：60kg/㎡)を加えたものとし、さらに製品仕様とす設け、15 層の NLT パネル間には 4 ㎜の隙間を設けた。

る最大支点間隔 7280 ㎜を考慮した割り増し荷重とし、上張り材として厚さ 9 ㎜の構造用合板を取り付け、断相当する錘(2169.4N×10 個)を載荷した。(写真 8、9)

熱材は天井側を「あらわし」とするため外張り断熱とし、測定項目は、試験体裏面(屋外側)温度、試験体内部温製品仕様のバリエーションとする厚さ 100 ㎜以下の発泡度及び試験体のたわみ量である。また、30 分の加熱が終プラスチック系断熱材(フェノールフォーム、ポリスチレ了した時点で試験終了とし、脱炉後、注水消火した。

ンフォーム)のうち、裏面(屋外)側に熱が逃げず NLT の燃焼が最も進みやすいことで加熱試験上不利と判断される、熱伝導率の最も低いフェノールフォーム断熱材(厚さ100 ㎜)とした。屋根下地材は厚さ 9 ㎜の構造用合板を取り付け、葺材は製品仕様のうち有機質量の最も高いアスファルト防水とした。(写真 7)

図 5 NLT 屋根パネルの留め付け方法

写真 8 屋根試験体設置の様子

11層

NLT床パネル

423㎜

針葉樹構造用合板 厚9mm
屋根下地材(合板) 厚9mm４㎜の隙間

15層577㎜

４㎜の隙間

アスファルト防水

フェノールフォーム保温板 厚100mm
15層577㎜

NLT屋根パネル
11層423㎜

4,400㎜(試験体長さ)
4,250㎜(スパン)

図 6 NLT 屋根試験体図

写真 9 試験前炉内の様子-5-

3.4. 屋根版の 30 分準耐火構造大臣認定の取得

試験は下記①～②を評価基準としている。

性能評価試験の結果、性能評価委員会にて NLT 屋根①非損傷性2020 年 6 月に 30最大たわみ量と最大たわみ速度が制限値以下であること。 版の 30 分準耐火性能が評価が得られ、②遮炎性分準耐火構造大臣認定を取得した。

・非加熱側へ 10 秒を超えて継続する火炎の噴出がない

4. おわりにこと。
・非加熱面で 10 秒を超えて継続する発炎がないこと。

NLT 床版および屋根版の準耐火構造大臣認定を取得

・火炎が通る亀裂等の損傷を生じないこと。

したことで、国内での実用化に向けた大きな第一歩を踏

3.3 試験結果み出せたといえる。

試験結果を表 3 に示す。

今後の実用化のために、壁との接合部の防耐火性能の検証を行い、さらに、製造および施工時に生じ得る隙間

表 3 屋根加熱試験結果

非最大たわみ量損
傷性

最大たわみ速度

1 体目

2 体目

等の認定条件に適合する NLT の品質基準や製造および93.9mm

120.6 ㎜

施工方法の整備を進めていく予定である。

[制限値

[制限値

また、海外では NLT をエレベーターシャフトなど建322.5 ㎜]322.5 ㎜]

築物の竪穴部分に使用している事例があり、NLT の防耐3.5 ㎜

4.5 ㎜

[制限値

[制限値14.3 ㎜/分]

14.3 ㎜/分]

火性能と幅広い意匠性を活用した様々な用途に応じた性能の検証も今後の重要な課題である。
2×4 協会では、NLT の実用化と普及を実現し、木造建築物としてのツーバイフォー建築のさらなる発展に寄非加熱側へ 10 秒を超えてなし

なし

なしなし与できる事を期待している。

継続する火炎の噴出の有無

遮炎

非加熱面で 10 秒を超えて【参考文献】
1)鈴木涼太：NLT の実用化研究 実大曲げ試験とクリー継続する発炎の有無

性プ試験, Journal of Timber Engineering Vol.33 No.4

火炎が通る亀裂等の損傷のなし

なし

2020.12(本誌)発生の有無

2)野口裕矢：NLT による準耐火構造部材の開発 その 2

表 3 の結果から、1 体目、2 体目いずれも 30 分準耐火床試験体の載荷加熱試験, 日本建築学会学術講演梗概集

構造の要求性能を満たすことが確認できた。
また、試験体中央部を切断し残存断面の確認を行った。

(関東)2019.9

炭化深さのバラつきはほとんどみられず、いずれも 303)野口裕矢：NLT による準耐火構造部材の開発 その 3㎜以下であった。(写真 10)

屋根試験体の載荷加熱試験, 日本建築学会学術講演梗概
集(関東)2020.94)Binational Softwood Lumber Council and Forestry
Innovation: Nail-LaminatedTimber Canadian Design & Construction Guidev1.0(2017)5)Binational Softwood Lumber Council and Forestry
Innovation: Nail-LaminatedTimber U.S. Design & Construction Guide v1.0(2017)

写真 10 試験体残存断面-6-