愛する家族をずっと守り続けるトヨタウッドユーホームの家

次世代住宅基準:進化した2x4の家

4.5M大空間

多様なライフスタイルや嗜好の変化に対応する、自在でゆとりのある4.5メートルの大空間。

大空間を構成する床構造に、エンジニアリングウッド(EW)構造材Ⅰ型ジョイストを採用。このI型ジョイストは必要設計強度を維持したうえで設備配管等の貫通孔を自在に設けたり、4.5メートルを超える大空間(大スパン)設計を可能とする自由度の高い空間を実現します。

▲2階床EW床パネル 大スパン設計
▲2階床EW床パネル 自由度の高い貫通孔

高耐力壁

高耐力壁(高倍率耐力壁)による構造耐力強化により設計自由度が向上

インフィル分離構造を採用し構造耐久性、設計自由度が格段に向上。構造耐力の強化により構造耐久性と設計自由度を従来比で大幅に向上させています。
外周耐力壁は、建築基準法の壁倍率で最高倍率となる「5.0倍」の高耐力壁を採用することで、構造強度を十分に確保。そのため、耐力壁配置制限を緩和することが可能となり設計自由度が向上しました。

▲水平加力試験
▲高耐力壁面材
▲水平加力試験による強度と変形量比較

EW剛床構造

エンジニアリングウッド(EW)複合構造、

安定した高品質・高性能・高強度を実現

■主要構造部に木材の欠点を排除し木材の利点を最大に引き出した構造用集成材などのいわゆるエンジニアリングウッド(EW)を大幅に採用。エンジニアリングウッドと製材の複合構造をより強化しました。

木材の利点を最大に引き出したエンジニアリングウッド(EW)による剛床構造が高耐震性を発揮

■耐力壁と共に床構面(床構造)を大幅に強化しました。 次世代2×4工法(H2A工法)の床はダイヤフラム理論による構造を構成。地震力などの水平力に安定して抵抗し構造上主要な役割りを担います。高耐力壁と共にさらに耐震性を高めます。

■1階床はエンジニアリングウッドに加え、24ミリを越える厚物の構造用合板による根太レス構造と鉄筋コンクリート基礎構造を一体化。2階床はエンジニアリングウッド(LVLやⅠ型ジョイスト)による高品質・高強度の床構造としています。

▲I型ジョイスト及びLVL
▲1階床根太レス
▲床ダイヤグラムの主な応力伝達※出典:(社)日本ツーバイフォー建築協会

モノコック+制震システム

面で構成されたモノコック構造の高耐震構造と制震システムによる次世代への安全性。

モノコック構造の高耐震性能

■次世代2×4工法(H2A工法)は、床・壁・屋根が一体となった6面体のモノコック構造。地震の揺れを建物全体で受け止め、効率よく力を分散させます。この構造は地震力が一部分に集中しないため建物の倒壊や重大な損傷を受けることなく、地震に対して抜群の強さを発揮します。

三次元振動実験での耐震性能証明

■平成7年(1995年)阪神・淡路大震災時に神戸海洋気象台で記録された地震波を、データに基づいて三次元的(横<X・Y>方向と縦<Z>方向の揺れ)に再現。
神戸海洋気象台で記録された地動加速度※1である818gal※2(阪神・淡路大震災における最大地動加速度)で加振した実験で、3階建て2×4住宅はほとんど損傷もなく、優れた耐震性能を証明しました

■阪神・淡路大震災の被害は、全壊約10万1,000棟、半壊・一部損壊が約28万9,000棟もありましたが、2×4住宅に大きな被害はありませんでした。
このことからも、2×4住宅の耐震性能の高さが証明できます。

※1 地動加速度は、地震の大きさの指標となるもので、地震による地表面の加速度を指す。単位はgal(ガル)で表示。
※2 gal(ガル)は、加速度の単位。1gal=1cm/sec2

▲モノコック構造
▲3階建3次元振動台実験
(財)建材試験センター 2006年
※(独)土木研究所施設
地震エネルギーを吸収し、揺れを抑える制震装置「MGEO(エムジオ)」

■高耐震のモノコック構造に、地震による建物の揺れを軽減する制震装置「MGEO(エムジオ)」を加え、次世代への安全性を備えます。
「制震」とは、日本全国の斜張橋や高層ビルなどに採用されている最新の揺れ防止技術です。
この「制震装置」は、センターフレームと制震ダンパーで構成。建物に地震の力がかかると、テコの原理を応用してセンターフレームが地震エネルギーを効率的に制震ダンパーへ伝達します。制震ダンパーの「高減衰ゴム」が伸縮しながら地震のエネルギーを熱エネルギーに変換・吸収し、揺れを抑えます。

制震パネルMGEO-Nと制震システム作動概念図
制震装置「MGEO(エムジオ)」により建物の振れ幅を約2分の1に軽減。震災後の補修費を最小限に抑えます

■総2階建て、1階床面積52㎡の2×4住宅をモデルとして性能を試算しました。
建築基準法ギリギリの耐力壁の建物(耐震等級1)に比べ、制震装置「MGEO(エムジオ)」を設置すると、1階上部の振れ幅を約1/2に軽減できる強さを発揮します。

シミュレーション

※本グラフは壁パネル実験に基づいたシミュレーションであり性能保証値ではありません。

大地震や大余震、台風・暴風まで、繰り返し制震効果を発揮

■地震の猛威は一度だけとは限りません。大地震が発生した後も、ほぼ同規模の大きな余震がたて続けに襲ってくるケースも多く見られます。このような地震の揺れに対し、制震システムは繰り返し効果を発揮します。
さらに、中小地震はもちろん、大型台風や暴風に対しても高い減衰効果を発揮します。

制震パネルMGEO-Nと制震システム作動概念図
最先端技術「高減衰ゴム」を採用

■「制震装置」の制震ダンパーには、SRIハイブリッド社の技術を応用し、住宅用として開発された「高減衰ゴム」が採用されています。
これは、天然ゴムに特殊充填材などを混合してつくられたもの。「高減衰ゴム」はゴムに加わった変形を熱エネルギーに変換することで、振動を吸収、衝撃を最大50%も軽減します。
また、温度依存性が非常に小さく、-29℃から60℃の使用環境でも性能差はわずか±20%程度です。繰り返し安定した高減衰性能を発揮することができ、メンテナンスの必要もほとんどありません。

▲高減衰ゴムが地震エネルギーを熱に変換している様子。
▲高減衰ゴム実物

高耐力接合

高耐力ホールダウン(HD)接合と、高強度ハンガー金物接合

高耐震・高耐力構造の接合部にHD金物

■高耐震・高耐力の構造躯体を支え、しっかりと鉄筋コンクリート造の基礎に接合するため、躯体強度に見合った高耐力ホールダウン(HD)金物を採用。 従来の1.4倍に耐力を高め最大35kNもの引抜き力に抵抗する強度のあるHD接合。躯体の接合ボルト貫通部は、構造躯体である木材の断面欠損を最小限にするため工場でのパネル生産の段階で完全加工。現場での加工を少なくし、施工品質の確保とともに高耐力HD接合を実現しました。

構造用金物を最大限に使用し強度アップ

■従来の構造同様、屋根と壁を接合するあおり止め金物、構造梁を接合する梁受け金物、1・2階壁の頭部、脚部を接合する帯金物などの構造用金物を随所に採用。
床構造を構成する床根太は、4.5mを超える大スパン(大空間)を支えることが容易にできるよう、高強度ハンガー金物により床根太と壁構造をしっかりと接合し、鉛直・水平力へ確実に抵抗します。

実例
▲HD接合
▲HD金物
▲金物イメージ

高性能基礎構造

高耐震・高耐力の構造躯体を支える高性能な鉄筋コンクリート製べた基礎構造

24N/m㎡以上の高強度コンクリートを使用し、コンクリートスラブと基礎梁によるべた基礎を標準採用。建物荷重を基礎全面の鉄筋コンクリートスラブによって地盤へ確実に伝えます。また、基礎下全面に防湿フィルムを敷き込み、さらに基礎全面の鉄筋コンクリートスラブにより、床下地盤面からの湿気を遮断する効果が極めて高い構造としています。

▲べた基礎断面
▲基礎スラブ、基礎梁の配筋と防湿フィルム

高耐久性能

住宅性能表示の劣化対策等級で最高ランクの劣化対策。

主要構造材は全て人工乾燥材(KD材)

■木材に含まれる水分量によって、重さだけでなく材料寸法や強度、虫害やカビなどの発生のしやすさに影響してきます。木材は水分が少なくより乾燥させた状態の方が強度や寸法なども安定します。また耐久性も向上します。採用している全ての製材はJAS(日本農林規格)に規定される含水率19%以下の人工乾燥材を使用しています。次世代2×4工法(H2A工法)の主要材料であるエンジニアリングウッドはもちろん品質が安定した乾燥材です。

壁体内の結露対策、外壁通気工法

■外壁通気工法を標準採用。万が一壁体内に入った湿気(水分)は透湿防水防風シートを通し外壁材裏側の通気層に排出し屋外に運びます。これにより壁体内の結露を防止し構造躯体に使用している木材や断熱材等の耐久性が飛躍的に向上します。

床下環境を最適化、住宅を劣化から守る

■床下に溜まる湿気や地面からの湿気の影響を改善し住宅の最適な床下環境をつくるため、建物全周部及び内部の基礎部分には長尺の基礎換気部材(基礎パッキン)を設置しています。
また、外壁下部の土台水切りにも換気のための通気グリルを設け(通気土台水切り)床下換気効率を高めた床下全周換気構造としています。

▲外壁通気、床下換気の様子
▲基礎換気部材(基礎パッキン)
▲通気グリル(通気土台水切り)

次世代の環境性能

環境配慮の推進

構造材料から地球環境を配慮

■次世代2×4工法(H2A工法)の主要構造部を構成する壁、床、屋根の合板類、床構造材などに国産材及び国産リサイクル材を採用。その使用量は構造躯体全体の約50%に上ります。森林が再生可能なサイクルで積極的に国産材を活用し端材・廃材のマテリアルリサイクル材を積極的に使用します。構造材料からの地球環境への配慮を推進します。

ゼロエミッションへの取り組み

■2007年より完全ゼロエミッションを達成。トヨタウッドユーホームは循環型社会へ順応し狭義のゼロエミッションとなる建築中の発生廃棄物を全てリサイクルすることにより、最終的に埋立となる廃棄物をゼロとしました。施工現場及びパネル工場での廃材を100%再資源化。廃棄物などの埋立をゼロとし施工現場及び工場にてゼロエミッションを達成しています。再資源化の種類と比率は「サーマルリサイクル 約30%」「マテリアルリサイクル約70%」となっています。

【主な排出品目】