ＢＲＩ－Ｈ２７講演会テキスト

CLT による木造建築物の設計法の開発～防耐火性能の評価～
防火研究グループ 上席研究員
Ⅰ はじめに

成瀬 友宏⑤CLT パネルを用いた壁や床等の接合部の遮熱性・遮炎性確1990 年代にオーストリアで開発され、欧米においてはすで認に多くの建設実績のある木質構造材料である CLT（直交集成

その結果、今後主に利用が想定される構成の CLT パネル板）を、我が国においても普及させるための研究活動が行わ（樹種：スギ、API 接着剤、Mx60、壁：5 層 5 プライ 150mm、れている。これは、CLT の寸法安定性が高いこと、厚みのあ

床：5 層 7 プライ 210mm・7 層 7 プライ 210mm、屋根：3る製品であることから、断熱性や耐火性を持つことが期待さ

層 3 プライ 90mm）の防耐火性能については、設計上安全側れ、木材の有効利用にもつながるからである。

に想定した荷重設定条件のもとで、以下の知見が得られた。

国立研究開発法人建築研究所では、CLT を含む木質材料を・壁・床・屋根の遮熱性と遮炎性は十分に期待できること

用いた建物の防耐火設計に関する基準の整備に必要な技術的・床の非損傷性は十分に期待できる。ただし、壁の非損傷性知見を収集するため、平成 23～25 年度「木材の利用促進に資は片側加熱時の偏心の影響があり、屋根と合わせて基準する中層・大規模木造建築物の設計・評価法の開発」、平成

強度に基づき非損傷性を確認する必要があること

26～27 年度「CLT 等を構造材とする木造建築物の普及促進

そこで、基準強度（案）に基づいて、燃えしろによる壁・に資する設計法の開発」の研究課題において検討してきた。

床・屋根の非損傷性について実験的に確認し、耐力に十分な

国土交通省と林野庁は、CLT の普及に関する具体的な施策

余裕が見込まれるもので知見が得られていないものについての内容とスケジュールを幅広く周知することにより、関係者は、燃えしろによらない構造（いわゆる、準耐火構造等で被の取組を促進するため、「CLT の普及に向けたロードマップ」

覆による構造）として、原断面の長期許容応力に相当する荷を取りまとめ、平成 26 年 11 月 11 日に公表した 1)。防火基重に対する非損傷性を実験的に検討した。

準に関しては、燃えしろ設計に関する告示を平成 27 年度中

実験は写真１および２に示すように、建築研究所の壁炉とに公布し、準耐火建築物が求められる規模等の建築物に、水平炉を用いて載荷加熱（ISO834 に規定する加熱曲線）をCLT を「現し」で使用可能にすることを目指す成果としてい行った。試験体の構成、試験の条件、温度・変位の測定は参る。基準強度の検討も同時に行われており（ロードマップ上考文献 2,3)と同様に実施し、荷重は JAS に適合する CLT につでは平成 28 年度公布予定）、今般その結果に基づき、CLT のいて、ラミナの強度、CLT の層構成等をパラメータとして算

燃えしろ設計による非損傷性等の防耐火性能について検討を出する基準強度（案）に基づき設定した。CLT の構成、実験行ったので、その概要について紹介するとともに、関連してにおける荷重条件を表１に、実験結果の一例を図１に示す。
実験の結果から、CLT に燃えしろ設計を導入する上で、実施している研究内容について紹介する。

壁・床・屋根の余裕度を見込んだデータが収集できた。また、

Ⅱ CLT の防耐火性能の評価
平成 26 年度に CLT の防耐火性能について、今後主に利用燃えしろによらない構造として、原断面の長期許容応力に相が想定されるパネル構成の CLT について、以下の項目を主当する荷重に対する非損傷性については、壁(5-5)、床(5-7、な課題として検討を行った 2,3)。

7-7) 2,3)について検討が可能なデータが収集できた。

①ラミナの樹種・厚さ・接着剤の種類・層構成による CLT

Ⅲ 防火被覆の効果を考慮した燃えしろ設計法の合理化の炭化速度の測定

CLT、製材、集成材、LVL（単板積層材）等の木質パネル②CLT パネル部材の燃えしろの適用可能性の表面に被覆材を設け、燃えしろを低減するための小規模な③CLT パネルを用いた壁や床等の接合部の非損傷性確認実験を実施し 2,3)、これらの知見を基に、平成 27 年度は被覆④CLT パネル部材（目地含む）の遮熱性・遮炎性確認の効果を壁・床・柱・梁等の部材による確認のための実験を、－ 117 －

あり、実験結果については、別の機会に詳しく紹介したい。
Ⅳ おわりにCLT を用いた壁・床・屋根に燃えしろ設計を導入する上での安全性を確認できる知見、CLT の原断面の長期許容応力に120相当する荷重に対する非損傷性についての知見、防火被覆の9030500020406080
時間(min)100仕様

部材

国土交通省平成 27 年度建築基準整備促進事業 F5「防火被覆CLT(スギ)150厚
被覆材：せっこうボード12.5厚の効果を考慮した燃えしろ設計法の合理化に資する検討」に

CLT(スギ)150厚
被覆材：せっこうボード15厚
集成材(スギ)150厚
被覆材：せっこうボード12.5厚
集成材(スギ)150厚

結し、林野庁の事業とも情報共有を行い、国土交通省国土技

被覆材：せっこうボード15厚術政策総合研究所との共同研究のもとで実施している。

CLT(スギ)90厚被覆材：せっこうボード12.5厚
CLT(スギ)90厚
被覆材：せっこうボード15厚

壁

集成材(スギ)90厚
被覆材：せっこうボード12.5厚
集成材(スギ)90厚
被覆材：せっこうボード15厚
スギ集成材（同一等級構成）105×240
被覆材：木材（スギ）45厚
スギ集成材（同一等級構成）105×240

表１ 実験に用いた CLT の構成・実験条件・実験結果

壁

床
屋根

5-5-150mm

スギ集成材（同一等級構成）105×105
被覆材：木材（スギ）45厚

荷重

耐火性能

燃えしろ 60mm(60 分)想定

266kN

79.8 分柱

原断面の長期許容応力相当

647kN

63.5 分

燃えしろ 60mm(60 分)想定

63.5kN122.0 分5-7-210mm

燃えしろ 60mm(60 分)想定

47.9kN117.8 分3-3-90mm

燃えしろ 30mm(30 分)想定

3.68kN40.0 分

スギ集成材（同一等級構成）105×105105角

被覆材：木材（スギ）30厚
スギ集成材（同一等級構成）150×150

7-7-210mm

許容応力に相当
原断面に長期許容応力に相当
60分時残存断面に短期許容応力に相当
原断面に長期許容応力に相当
60分時残存断面に短期許容応力に相当
原断面に長期許容応力に相当
60分時残存断面に短期許容応力に相当
原断面に長期許容応力に相当梁の短期許容許容応力に相当

梁
被覆材：木材（スギ）30厚

荷重想定

載荷荷重
60分時残存断面に短期床

東京理科大学、桜設計集団一級建築士事務所と共同研究を締

構成

0表２ 防火被覆の効果を考慮した燃えしろ設計法に関する検討」については、（一社）日本 CLT 協会、早稲田

部位

120

図１ 変位・荷重の測定結果の例（床(5-7)）

準整備促進事業 F2「CLT（直交集成板）の燃えしろ設計法

参考文献
1) http://www.mlit.go.jp/report/press/ house04_hh_000551.
html
2) 平成 26 年度独立行政法人建築研究所講演会 http://www.
kenken.go.jp/japanese/research/lecture/h26/pdf/T4.pdf
3) 長谷見ほか、CLT パネルを用いた建築物の防耐火技術の開発 その 1～12、日本建築学会大会学術講演概要集 2015

150
100

本研究を実施するにあたり、国土交通省平成 26 年度建築基（一社）全国 LVL 協会、木構造振興株式会社、早稲田大学、

20060することができた。

ついては、日本集成材工業協同組合、（一社）日本 CLT 協会、

250

D-2
D-4
D-6 (中央部)
D-8
D-10 (端部)
荷重 kN

W:2m、L:4.23m、Floor

効果を考慮した燃えしろ設計法の合理化のための知見を収集

大学、
桜設計集団一級建築士事務所、木構造振興株式会社と、D-1 (端部)
D-3 (中央部)
D-5 (端部)
D-7 (中央部)
D-9 (端部)
目標荷重 kN

載荷荷重(kN)実施している。実験の対象及び考え方は、表２に示す通りで150

変位量(mm)

共同研究（平成 27 年度建築基準整備促進事業 F5）に基づき被覆材：せっこうボード12.5厚
合わせ梁の短期許容許容応力に相当柱の短期許容許容応力に相当柱の短期許容許容応力に相当柱の燃えしろ(27mm)設計

スギ集成材（同一等級構成）105×105 4本柱の燃えしろ(45mm)設計

スギ製材105×105 4本柱の燃えしろ(60mm)設計

柱構成の「5-5-150mm」は Mx60、5 層 5 プライ、厚さ 150mm を示す。

スギ集成材（対称異等級構成）105×300
2本(隙間3)／ボルト留め [3面加熱]
合わせ梁

スギ集成材（対称異等級構成）105×300
2本(隙間3)／ボルト留め [4面加熱]
スギ集成材（対称異等級構成）105×300
2本(隙間3)／ビ ス留め [3面加熱]梁の燃えしろ(45mm)設計梁の燃えしろ(45mm)設計梁の燃えしろ(45mm)設計

スギ集成材（同一等級構成）120×180
せっこうボード12.5厚×2枚張り
柱-壁柱の燃えしろ(45mm)設計

受材：スギ30×60

取合部
（柱)

スギ集成材（同一等級構成）150×150
せっこうボード12.5厚×2枚張り

写真１ 水平炉

受材：スギ30×60

写真２ 壁炉－ 118 －柱の燃えしろ(45mm)設計