SE構法による木造４階建共同住宅の計画・設計まとめ

発注者のCSR（企業の社会的責任）として環境配慮の側面から、都市部の建築にも木造化の流れが進んでいます。企業の環境経営に対する注目も高まっており、国内の森林保全や林業の育成、地方創生などの視点も重要になっています。

そうした面からも木材の需要を伸ばすことが課題であり、都市部の中高層建築においても木造化が求められています。そこで特に注目されるのが「木造４階建」です。

木造４階建を確実に設計・施工するために有効な工法が「システム化された木造」であるSE構法です。このコラムでは木造の構造躯体にSE構法を採用した木造４階建の事例紹介をしながら、意匠計画やSE構法の構造設計等のポイントについてお伝えします。

＜このコラムでわかること＞

・木造4階建が注目されている理由

・SE構法による木造４階建の共同住宅「ラピス」の概要

・SE構法による木造４階建の共同住宅「ラピス」の意匠設計

・SE構法による木造４階建の共同住宅「ラピス」の構造設計

・木造4階建てのポイント：耐火建築物への対応

・SE構法のシステム化されたワンストップサービス

・SE構法へのお問合せ、ご相談について

・まとめ

木造4階建が注目されている理由

非住宅建築物における木造化・木質化が進んでいます。公共、民間建築物とも特に低層から中高層の非住宅建築物に関しては積極的な木造化が求められています。

非住宅建築物の木造比率が高まれば、その分だけ社会における炭素貯蔵機能が増えることになります。木材の最も大きな需要は建築構造材であり、社会全体の「ウッドチェンジ」が成功するための一つの方策が中高層建築物の木造化です。

2018年の建築基準法改正で、耐火建築物が必須となる要件が「高さ16m超」に緩和されたことを踏まえ、基準が合理化されています。（階数4以上は耐火建築物とする必要がある）

高さ制限などの集団規定は優先されますが、こうした基準が緩和されることで木造の中高層は計画しやすくなります。

中高層建築の計画において、立地条件や地盤状態等により、鉄骨造や鉄筋コンクリート造では実現が難しい場合は、木造による「４階建て」は有効な選択肢となります。

SE構法で実現した木造耐火建築物の４階建て事務所ビルの事例は下記です。

SE構法による木造４階建の共同住宅「ラピス」の概要

「LAPEACE（ラピス）」は株式会社土屋ホーム様（北海道）で商品開発された木造４階建の共同住宅です。構造躯体としてSE構法が採用されました。

「LAPEACE（ラピス）」のコンセプトは、

「いつまでも優しく見守ってくれる空間であり、宝石のように煌めく未来の暮らしが共生する場所。環境に配慮した資産価値を約束する木造中層アパートメントハウス。」

です。

土屋ホーム様は、持続可能な未来のために「TSUCHIYA みらいチャレンジ2022」を宣言しています。

関連記事：木造化が必須な時代に！発注者向け大規模木造のメリット解説

＜「LAPEACE（ラピス）」の概要＞

・脱炭素社会の実現へ向けて、環境共生住宅として中高層建物を構成する主要構造部材は全て道内産を使用し、道内でプレカットを完結した建物です。

・同規模の鉄骨造やコンクリート造のマンションに比べ、CO₂排出量を削減し、つくる過程においても環境負荷を低減します。地球温暖化防止にもつながります。

・木の快適性、居住性を享受しながらオーナー様、入居者様が共にSDGs達成に貢献できる新たな木造建築物です。

・北海道の家庭における一次エネルギー消費量は全国平均の約1.6倍で、冬期間の暖房消費が多く占めています。中でも住宅ストックの約4割を占める賃貸住宅の省エネ化の推進は極めて重要です。

関連記事：大規模木造とSDGs・脱炭素・ESG投資の相性が良い理由

SE構法による木造４階建の共同住宅「ラピス」の意匠設計

これまで都市部の中高層賃貸住宅は、鉄骨造か鉄筋コンクリ―ト造が大半でした。

鉄骨やコンクリートなどを作る過程でCO2が排出され、工期も長く、工事車両の出入りが多いことや冷暖房の使うエネルギー消費を低減できない問題もあります。

そうした課題をふまえて、土屋ホーム様が木造４階建の共同住宅を商品開発して、実践した事例「ラピス菊水」の設計のポイントは主に下記です。

＜「LAPEACE（ラピス）」の設計のポイント＞

・木造化することによって、C02を固定化でき、軽量化で地盤補強を軽減でき、コスト削減にも繋がります。

・RC造より工期が40%短く、木材特有の断熱性、調湿性により健康で快適な環境も実現できます。

・札幌のような積雪地域では雪の重みに耐えられる構造が必要ですが、「ラピス」は柱を太くすることなどで対応しています。木材は、道産カラマツ集成材を使用し、石こうボード2重貼りで耐火性能を確保しています。

・樹脂製サッシの採用などで断熱性を高めるほか、屋上に太陽光発電パネルを設置して共有部に使用、年間1次エネルギー消費量を基準に対し建物全体で54%削減、「ZEH-M（ゼッチ・マンション）Ready」の認証を取得しています。

・延べ床面積は約800平方メートル。間取りは1LDKと2LDKの2種類で、全11部屋。

・北海道初の高性能木造中高層アパートメントで、光熱費が約半分に抑えられる省エネ性のほか、木材のデザイン性、断熱性、調湿性、快適性などの付加価値をつけて相場の2割高い賃料を想定しています。

SE構法による木造４階建の共同住宅「ラピス」の構造設計

SE構法であれば、木造４階建かつ木造耐火の共同住宅で求められる空間にも対応できますし、架構をシンプルにすることが可能です。

SE構法は、独自のSE金物を使用した断面欠損の少ない構造によって柱と梁とを接合し、優れた耐震性能を実現しています。

SE構法は表面にネジ切り加工を施した通常のボルトの約2倍の強さを持つSボルトを木材にねじ込み、高強度のSE金物との組み合わせにより、耐震性の高いラーメン構造を実現しています。そうした構造スペックにより、荷重が重くなる木造の耐火建築物にも対応できます。

関連記事：大規模木造から生まれたSE構法を徹底解説（システム編）

大規模木造の構造を検討する際に、SE構法をうまく使うコツは下記です。

・計画段階からNCNの特建事業部に相談することで、木造建築に関する知見をうまく利用する。ファーストプランの段階から構造計画を相談することで、合理的に構造設計を進められる。

・SE構法は構造用集成材の中段面部材（柱は120mm角、梁は120mm幅）が標準なため、住宅と同等の部材寸法でスパン8m程度までの空間を構成できるコストパフォーマンスをうまく活用する。スパンが10mを超える空間は、特注材やトラス、張弦梁などを活用する。

関連記事：【解説】SE構法の構造設計が大規模木造で評価される理由

木造４階建て　共同住宅　SE構法

今回の木造４階建ての共同住宅におけるSE構法の構造設計の主なポイントは下記です。

1.SE構法の強固な構造躯体

この共同住宅は、基本的には住宅スケールで使用する構造用集成材の規格材を基本に構造躯体を成立させています。

独自の接合金物を使うSE構法は、剛性の高い木造の架構を組むことができるため、木造4階建に求められる構造躯体を実現することができます。

木造4階建かつ耐火建築物であることから建物重量がとても大きくなるため、通常の構造ディテールに加えて、標準材として準備されている「平角柱」を使うことで、コストを抑えた構造計画となっています。

構造的に応力や荷重が集中する部分には、平角柱を用いることで、特注材を最小限に抑えています。

共同住宅の外周部や住戸間の壁などに耐力壁（構造用合板を片面もしくは両面貼り）を確保することで、構造を成立させています。

SE構法の構造設計のポイント解説

2.SE構法は多雪エリアの積雪荷重にも対応可能

北海道などの寒冷地では冬場に屋根に積もる雪の重さを考慮しておく必要があります。

積雪荷重は、積もった雪の重さを意味します。よって積雪荷重は「屋根」に作用する荷重です。積雪荷重は地域によって異なりますので、必ず確認する必要があります。

そのエリアで想定される積雪量から積雪荷重を設定して構造計算を行いながら全体の構造計画を決めていきます。

SE構法は、許容応力度計算に基づく構造計算を全棟実施しておりますので、建設地の条件に応じた構造設計が可能です。

関連記事：中大規模木造に適した技術と自由があるSE構法の構造設計

木造4階建てのポイント：耐火建築物への対応

木造4階建てを検討する際に、まず検討することは「防火・耐火」への対応です。

鉄骨やコンクリートに比べて燃えやすい木材（木は火に弱いということではない）という材料を使って、法規の基準を満たした火災に強い建築をつくることが求められます。

大規模木造は、規模や建築基準法、各種基準により、耐火建築物や準耐火建築物の仕様が求められることが多くなります。このため、防火・耐火のコストをできるだけ上げないように、建築計画を慎重に検討する必要があります。

木造の耐火建築物では、木造の構造体に耐火被覆が必要となります。木造の耐火建築物を現実的に計画し、デザインとコストを両立させるには、「構造躯体の木（柱や梁）を見せること」にこだわらない設計が重要となります。

木造4階建てまでは1時間耐火構造が要求されます。木造耐火構造を計画する場合、内部を石膏ボードで覆う必要があるため、空間の確保や、耐火被覆分のコストアップについて事前によく検討をしておく必要があります。

関連記事：木造でも耐火建築物は可能！大規模木造における耐火建築物まとめ

SE構法のシステム化されたワンストップサービス

SE構法は構造設計、供給、施工がシステム化されている

美しい木構造による建築物は、企業イメージの向上にも貢献できます。木構造として最適な工法が「耐震構法SE構法」です。

SE構法の構造スペックをうまく活用すると、木造では実現が難しい大空間、大開口などを実現することができます。SE構法であれば、施設建築で求められるスパンの大きい空間にも対応できますし、架構をシンプルにすることが可能です。

SE構法は、全棟構造計算を実施する構造システムですので、意匠のデザインに合わせて構造計画を決定することができます。

SE構法は、独自のSE金物を使用した断面欠損の少ない構造によって柱と梁とを接合し、優れた耐震性能を実現しています。SE構法は表面にネジ切り加工を施した通常のボルトの約2倍の強さを持つSボルトを木材にねじ込み、高強度のSE金物との組み合わせにより、耐震性の高いラーメン構造を実現しています。

非住宅のプロジェクトを木造で計画する際には、選択した木造の工法に関わらず、「木造の構造設計」と「構造躯体材料のプレカット」というプロセスが必要になります。

SE構法は「木造の構造設計」と「構造躯体材料のプレカット」そして施工というプロセスを合理化することでワンストップサービスとして実現した木造の工法です。

SE構法が持つ構造スペックをNCNの構造設計スタッフは熟知しておりますので、構造計画の相談においてはレスポンスよく回答、提案しています。空間やデザインの可能性を広げるためにも早めの相談がおすすめです。

大規模木造では工法に関わらず、「木造の構造躯体の施工の担い手」を確保する必要があります。SE構法であれば、構造躯体の施工だけをSE構法登録施工店に依頼する「建て方施工」という方法で、施工会社選定の選択肢が大きく広がります。

SE構法へのお問合せ、ご相談について

大規模木造をSE構法で実現するための流れは下記となります。

1.構造設計

SE構法を活用した構造提案を行います。企画段階の無料の構造提案・見積りから、実施設計での伏図・計算書作成、確認申請の指摘対応等を行っております。また、BIMにも対応可能です。

2.概算見積り

SE構法は構造設計と同時に積算・見積りが可能です。そのため躯体費用をリアルタイムで確認可能で、大規模木造の設計において気になる躯体予算を押さえつつ設計を進めることが可能です。

3.調達

物件規模、用途、使用材料を適切に判断して、条件に応じた最短納期で現場にお届けします。また、地域産材の手配にも対応しております。

4.加工

構造設計と直結したCAD/CAMシステムにより、高精度なプレカットが可能です。また、多角形状、曲面形状などの複雑な加工形状にも対応可能です。

5.施工

SE構法の登録施工店ネットワークを活用し、計画に最適な施工店を紹介します。（元請け・建方施工等）

6.非住宅版SE構法構造性能保証

業界初の非住宅木造建築に対応した構造性能保証により安心安全を担保し、中大規模木造建築の計画の実現を後押しします。

↓SE構法へのお問合せ、ご相談は下記よりお願いします。

https://www.ncn-se.co.jp/large/contact/

まとめ

SDGs、脱炭素社会、ESG投資への対応が求められる時代になり、建物を木造で建設することは、自社の企業姿勢を訴求できることにつながります。

木造4階建の建築物においては、SE構法の構造躯体の強みを活かした構造設計により、コスト減、納期短縮、施工性向上を実現することができます。

SE構法は構造用集成材の中断面部材（柱は120mm角、梁は120mm幅）が標準なため、住宅と同等の部材寸法でスパン8m程度までの空間を構成できるコストパフォーマンスをうまく活用していただければと考えております。スパンが10mを超える空間は、特注材やトラス、張弦梁などを活用することも可能です。

計画段階からNCNの特建事業部に相談することで、木造建築に関する知見をうまく利用していただき、ファーストプランの段階から構造計画を相談することで、合理的に設計実務を進めることが可能です。

集成材構法として実力・実績のある工法の一つが「耐震構法SE構法」です。SE構法は「木造の構造設計」から「構造躯体材料のプレカット」に至るプロセスを合理化することでワンストップサービスとして実現した木造の工法です。

「耐震構法SE構法」へのご相談はこちらです。

また構法を問わず、木造の構造設計から構造躯体材料のプレカットに至るスキームづくりに取り組む目的で「株式会社木構造デザイン」が設立されました。構造設計事務所として、「⾮住宅⽊造専⾨の構造設計」、「構造設計と連動したプレカットCADデータの提供」をメイン事業とし、構造設計と⽣産設計を同時に提供することで、設計から加工までのワンストップサービスで木造建築物の普及に貢献する会社です。

「木構造デザイン」へのご相談はこちらです。

株式会社エヌ・シー・エヌ、株式会社木構造デザインへのご相談は無料となっておりますので、お気軽にお問い合わせください。

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