木の性能
木の性能
自然が造り出す木には、優れた性能があります。
自然が造り出す木は、工業製品には真似のできない優れた性能を備えています。その繊維組織は強く、材質や特性などから高い耐久性や耐火性を誇るとともに、人に優しく健康的であるという自然素材ならではの心地よさも兼ね備えています。
木は、伐られた後も強くなります。
日本では、古来より建築物の素材として使われてきた檜。さまざまな時代に使われた檜を調べてみると、檜は伐られた後、年々その強さを増していき、伐られて二百年後には約30％近くも強くなることが明らかになりました。
木の強さには、ねばりがあります。
木の中でも特に檜は、圧縮強度、引っ張り強度ともに群を抜く強さを誇っています。しかも、曲げに対するねばりがあるので斜めにかかる力にも強く、地震などのあらゆる方向からの力に対して有効に働きます。
木は軽くて強いから地震にも安心です。
同じ条件で強さを比較すると、木は鉄の約4倍の引っ張り強度、コンクリートの約6倍の圧縮強度を備えており、軽くて強い素材であることがわかります。通常、地震の力は建物の重さに比例して大きくなるため、重い建物にはより大きな破壊力が加わることになります。同じ大きさの家なら、鉄やコンクリートの家よりも、軽い木でつくった住まいのほうが地震の影響を受けにくいと言えます。
檜は腐りにくく、長寿命の素材です。
檜の伐採後の寿命は、およそ2000年ぐらいと言われています。マツやケヤキは約400年、杉は約500〜600年です。いずれも長寿命ですが、檜の耐久性は飛び抜けています。また、檜は腐れにくいという特長を備えています。腐朽菌は酸素、適当な水分、適当な湿度、食物という４つの生育条件が必要で、どの１つが欠けても木は腐りません。檜は水分が少ない材質のため、腐朽に対して強さを発揮します。
檜は乾燥性が良く、高い耐久性があります。
乾燥性とは人工乾燥に必要な乾燥日数のこと。
A：6日以下 B：7〜14日
大：野外で7〜8.5年 小：野外で5〜6年
檜は、シロアリを寄せ付けにくい素材です。
樹種による食害の程度を調査した実験があります。イエシロアリの飼育槽に、木材を置き、一ヵ月後に質量の減少率を観察したところ、檜やベイヒバはほとんど害がなく、高い耐蟻性が認められています。
木は鉄に比べて長持ちします。
木材の風化速度は1年間に0.03ｍｍで、100年間風雨にさらされたとしても、表面からほんの3ｍｍ程劣化するだけです。一方、鉄の劣化は1年間で0.05ｍｍ。一般的に使用される2.3ｍｍ厚の鉄骨が両面から錆びると、計算上、わずか20年で錆びの塊となります。
※木材の場合、腐朽菌やシロアリ等の虫害は除く。
出典：今村祐嗣ら編「建築に役立つ木材・木質化学」より
木は熱を伝えにくい性質を持っています。
木の繊維組織はミクロのパイプのようになっており、その中には身近な物質の中では最も熱を伝えにくい空気が含まれています。そのため木は断熱性に優れ、断熱材にも匹敵するほどの性能をそなえています。構造材に木を使った住まいは、熱を伝えにくく、冬あたたかで、夏は涼しい住まいになります。
木の断熱性は、コンクリートの約10倍、鉄の約500倍。
木は、天然の空調装置のような働きがあります。
木は、周囲の湿度が高い時には湿気を吸収し、乾いていると水分を放出して、湿度を自然に調整します。木をふんだんに使った木造住宅では、耐久性を損なう要因となる壁体内の結露の発生を抑えることができます。
マルチバランス構法の構造躯体
炭化層が燃焼をストップさせます。
木はある程度の太さがあれば、燃えても炭化することにより、1分間にわずか0.6mmしか燃えません。しかも、表面に炭化層が形成されて内部への酸素の供給が断たれるため、中心部まではなかなか燃えない性質を備えています。
30分間燃焼させた場合の梁の断面。表面に炭化層ができ、中心部が燃えていないことがわかります。
木は燃えても強度が急に落ちません。
鉄はある一定の温度を超えると、急激に強度が低下する性質を持っています。火災から10分経った時に鉄の強度が20％以下まで落ちるのに対し、木の強度は炭化層の働きで約80％に保たれます。火災時において「木造より鉄骨住宅のほうが怖い」と言われるのはそのためです。現場の消防士は、強度の低下が危険であることを実体験から学んでいます。
火災から10分後、鉄の強度は20％以下まで落ち込み、木は約80％を維持。
有害な紫外線を吸収。目に優しく、ぬくもりを感じさせます。
木は目に有害な紫外線を吸収し、ほとんど反射しません。また、人に快適な光の反射率は、肌色と同じ50〜60％と言われていますが、木の反射率はほぼ同じです。また、赤外線の反射は逆に大きく、それがあたたかさを感じさせる大きな理由だと考えられています。木は目に優しく、反射する光は眩しすぎず、心地よい素材だと言えます。
人をリラックスさせるアルファ波を増加させます。
人の耳には直接聞こえない「超高周波音」。自然の豊かな場所では30kHz以上の超高周波成分を含んでいます。この音は、脳波のアルファ波を増加させ、リラックスさせる効果があると言われています。超高周波音は密閉度の高いコンクリート系の住宅などでは遮断されてしまいます。しかし、木材はこの音を通しやすいため、木造住宅では超高周波音の恩恵を受けることができます。
いま、木造校舎が見直されています。
最近では、木造校舎の良さが改めて見直されています。木造校舎に比べ、鉄筋コンクリート造の校舎では学級閉鎖の割合が約2倍にも達したという調査結果があり、木造校舎の学校ではインフルエンザによる学級閉鎖が少ないこともわかっています。木の持つ調湿機能や断熱性などの特性が、健康にも良い影響を与えていると言えそうです。
木箱のマウスの生存率が高いという実験結果があります。
木製、金属製、コンクリート製の飼育箱で、生まれたばかりのマウスの生存率と成長率を比較した実験があります。木製では生存率が85％でしたが、金属製では41％、コンクリート製ではわずか7％という低さでした。さらに、発育面でも木製では順調で、金属製、コンクリート製ではかなり劣っていたという結果が認められています。
