せつらな日々…

　職場の耐震補強工事が進行しています。
　鉄骨のブレスがごっついですね。
　ラフタークレーンで工事を進めています。
　危ないのと、建物がすき間だらけで寒くて寒くて・・・・。
　１日も早く工事が終わらないかしら、と思う毎日です。
  

　ひさしぶりの建築概論です。今回は

　結露の話の二回目です。
　前回は湿度の話と、結露のメカニズムについて話しましたが、今回は建物との話しになります。
　
　学生時代、建築化学（材料学）の先生の言葉
「建築は水との戦い」　と、言われてたのを今でも実感として覚えています。そう、四季という気候の
変化が厳しい日本にあって、建築物は外気（雨・風）にさらされて建っているんですね。だから当然、
経年劣化していきます。建物は一度建てたらメンテナンスフリーではありません。特に水回りの劣化
は早いものです。

　屋根の劣化も早いですよね。そして外壁。ですから、劣化してどうしようもなくなるまえに計画的に
メンテナンスしてあげれば、建築物の物理的寿命はずっ～と続くんですけどね。

　さて、自然界の摂理として、エネルギーは高い方から低い方に流れます。
冬場、家の中の温度が暖房して２５℃、外が０℃とすると、家の中の温度が壁を伝わって、外に逃げ
ていこうとします。室内の空気から壁に熱が移る現象を「熱伝達」　壁体を熱が伝わる「熱伝導」　そ
して壁体から再び外気に熱が伝わる「熱伝達」この一連の熱の移動を　「熱貫流」といいます。

　上気は熱の話し。実は湿度にも同じような現象が起きます。
　冬場に、室内を開放式ファンヒーターで暖房しすると、室内の絶対湿度は上昇します。冬場の外気
は乾燥していますから、水蒸気で考えると、室内側はエネルギーが高く、室外は低いことになります。
すると水蒸気が室内から外部に、壁体内を移動します。壁の材料によって湿気伝導率なるものがあり、
水蒸気を透過させやすい建材とそうでないものがあります。
　
　このとき、壁の内部の温度は、断熱材が入っている場合、中から外に行くに従い外気に近い温度に
なります。水蒸気は温度が下がり露点温度以下になると結露します。実は、昔の建物で、壁の中にグ
ラスウールの断熱材を入れた建物の場合、このグラスウール付近で結露が発生します。グラスウー
ルはガラス繊維の綿ですから、そのままであると水をよく吸います。

　このまま、乾燥しないと、グラスウールが濡れた雑巾のようになります。木造住宅の場合、濡れた雑
巾が常に構造体の木にくっついていたらどうでしょう。木は、腐り始めますね。おまけに湿った木が大好
きなのがシロアリです。シロアリが入り込むと、構造体の木材はスカスカのスポンジのようになってしま
います。
　
　実は阪神の震災で倒壊した木造住宅。こうした壁内結露が理由で倒壊した建物が多いんです。
　今は、内断熱工法の木造住宅はこの壁内結露を乾燥させるために、通気胴縁をもちいた、壁内通気
工法が主流ですね。ただ、この工法は結露が発生しない工法ではありません。

　鉄筋コンクリート造や鉄骨造は、構造体自体がヒートブリッジを起こしますから、内断熱工法よりも外
断熱工法（外張り断熱工法）が良いでしょうね。

　ヒートブリッジとは、建物の構造体の一部が冷やされたり、加熱されたりすると、構造体自体が熱を伝
える現象です。特に冬場では、鉄筋コンクリートや、鉄骨造は顕著です。　

　外断熱工法は施工手間がかかりますから、金額的には高くなりますが、正しい施工をきちんとすれば
非常に有効な工法です。
　私個人の持論ですが、木造の場合、正しい建築物理に基づいた設計・施工がなされていれば、外断熱
でも内断熱でもかまわないと思います。
　鉄筋コンクリート造や鉄骨造は、構造体がヒートブリッジを起こしますから、断熱や結露という観点から
だけ考えれば外断熱が当然であると考えています。ヨーロッパでは外断熱が普通です。

　未だに、鉄骨系で内断熱工法を採用しているハウスメーカーで、建築物理に基づいて断熱に関して納得
のいく解答をいただいたメーカーはありません。大抵ご質問すると、まず話が理解できる方が少ないですね。
　　
　建築物理に関しては、日本はまだまだ後進国です。　
　幸い、身近な建築士さんにも日本で五本の指に入る、断熱設計を専門にする建築家の方が郡山市にもい
らっしゃいます。「建築知識」の高断熱高気密部分の執筆を担当していた建築士さんです。
　僕もその方から、建築物理の基本を十年前に教わりました。目から鱗でした。

　建築士たるもの日々勉強です。  

　奥様方が気になる話はたくさんありますよね
　
ところで毎年必ずと言っていいほどに話題になるのが、

「アパートのお隣のお宅が黒カビだらけなの」
　というもの。
　よくよく聞くと、冬場の結露がひどくて、北側の玄関のドアまで、ビタビタなのです。
「今日、お隣の奥さんから聞かれたのよ。何で同じ建物で隣同士なのに、うちは結
露がひどくて、玄関までもうビタビタなのに、牧村さんのところは全然濡れていない
のって」
「ふ～ん、言ってあげればいいじゃん。FF式のファンヒーター（開放式石油ストーブ）
が悪の元凶だって」
「そんなの、去年話したわよ。でも全然聞く耳持たないもの」
「あれ、だってお隣お子さんアトピーと喘息でしょ。それって、自分で傷口に塩塗り
つけているようなものじゃない。お子さんかわいそうだな～。知らないって怖いよね～」
　
　こんな会話が行われるのです。 写真は我が家の除湿器です。活躍しています。

　冬場や梅雨時に窓ガラスやサッシをビタビタにする水滴。あれが結露ですね。結露は、健康や建物の寿命にも実は大きな
影響を与えます。　　　　　あの水滴、イヤですよね
　
　少し我慢していただいて（我慢してくださいね。でも原理が分からないとこの先の話が続かないので…）
簡単な結露発生のメカニズムを話しますと、

　空気中には水分（水が気体の状態でですね）を含むことが出来ます。通常、空気はいくらかの水分を含んでいるんで
すね。ですから、「湿り空気」と言うのが正しいのです。これに対して、全く湿り気を持たない空気を「乾き空気」とよびま
す。空気が水分を含まない状態など一般的にはあり得ない話で、人工的に乾燥させて作り出した状態ですね。

　さて、どれくらい空気中に水分を含めるかというと、同じ量の空気なら温度が高くなるにつれて、含むことの出来る水
分の量が多くなります。
　たとえば、１キログラムの空気（空気にも重さがあるんですよ）があった場合、20℃で、３㌘の水分を含めるとすると、
この空気の温度だけを30℃まで上げてあげると５㌘の水分を含めると言った感じですね。
　機械を使って、空気中の水分量は計測することが出来るのですが、このとき実際に１キログラムの空気にどれだけ
の水分を含んでいるかを「絶対湿度」といいます

今、仮に計測して２㌘だったとすると、絶対湿度は２（g/㎏）といえます。
　
　　　　　　　この辺で、もう難しくなってしまいましたか…もう少しです

　　さて、仮に計測時の空気の温度が20℃だったとします。20℃のときは最大３㌘の水分を含めるとすれば
　２÷３×１００　はだいたい６１％ですね。このとき「相対湿度」は６１％といいます。一般に湿度と言っているの
はこの「相対湿度」の事なのですね。

（学生のみなさんへ。ここに書いた数値は簡単なたとえです。実際は湿り空気線図というグラフから読みとります。）

　相対湿度が６０％と言うことは、空気中にあと４０％分水分を含むことが出来ると言うことになります。
だから相対湿度が低ければ、洗濯物の水分が空気中に放出されやすくなり、洗濯物がよく乾くのですね

　ところで、冬場は相対湿度が一般的に低くなります。そうすると、洗濯物も乾きやすくなりますが、今度は人間
の体の水分が空気中に蒸発しやすくなります。人間の体から水分が蒸発しやすいのは粘膜です。目やのどなん
ですね。
　のどの粘膜が乾燥すると細菌感染しやすくなります。そう、冬場に風邪を引きやすくなるのはこのためです。
　だから、風邪を引くとお医者さんから、部屋の空気を乾燥させないでくださいと言われたことはありませんか。
　
　さらに、室内の相対湿度が７０～８０％を超えてくると、非常にダニが繁殖しやすくなります。特に、畳の上
にカーペットを敷くと、畳の水分が放出されなくなります。畳には水分を含んだり、放出してくたりの若干の湿度
の調湿効果があるんですね。これが仇になってしまいます。ここにダニが非常に発生しやすくなります。

　実は我が息子。生まれた当初ひどいアトピーでした。ある小児科の先生からここに書いたご指摘を受け、カーペッ
トを撤去したら、アトピーはだいぶ良くなりました。その後水泳等行い、今では本当にこいつアトピーだったっけと言う
感じです。喘息も持っていまして、救急車で運ばれる発作も起こしましたがでも今では全く平気になりました（これに
は本当に驚かされます。風邪も引かなくなりましたし。スポーツって偉大です）

　話を戻します。つまり、相対湿度は高すぎても低すぎてもいけないのですね。最適な湿度は４０～６０％
ぐらいですかね。若干の個人差もありますし。夏場、熱くても湿度が低いと過ごしやすいのは、発汗作用
によって、体温を下げる調整がなされるからなのです。もちろん風（気流）の影響も大なんですけど。冒頭
の会話文の中に書いた、開放型石油式ファンヒーター（要は、煙突を持たない石油ストーブです）は１時間
燃焼させると、ペットボトル一本分の水分を室内に放出します。相対湿度が上昇するのは当然なんですね。

　空気中に３㌘の水分を含めるとして、もし４グラムの水分があったとしたらどうでしょう。差し引き１㌘の水分
が、水滴の状態となって出現してくるのですね。これが「結露」です。冬の室内は暖房によって２０℃の温度
になっていたとしても、窓のガラスやサッシは外気に触れていますから、大変冷たく外気に近い温度になっ
ています。この部分に室内の空気が接すると、急激に冷やされて、空気中に含むことの出来る水分の量が
減ってしまい、ガラス面等に水滴が生じるのです。

　我が家は、十年近く、冬場の暖房はエアコンやハロゲンヒーター、ホットカーペットによる電気暖房機器です。
電気代より結露の害の方が怖いためそうしてきました。浴室と台所等の水回りを除くと、部屋の窓ガラスは結露
しますがそれほどひどい状況ではありません。
　最近は灯油が高いですから、電気の方がやすくなったのかなと笑っています。

　すみません、今回の話しだいぶ難しいですね。でも結露をさせないポイントをまとめると
　①とにかく必要以上に室内の水分を発生させない　　　
　　これは使用暖房機器やコンロ等の改善ですぐに直せます　
　②効率的な換気を行う　　　
　　水分が発生しても、換気で外に排出すればいいんです　
　③建物の断熱性能改善　　　
　　つまり露点温度（結露が発生する温度のことです。詳しくは次回ご説明します）以下の箇所を建物内に　　
　　造らないよう断熱設計・施工する　　
　　顕著なのは、サッシ周りですね。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ただしこの部分は、落とし穴があります。それは次回話します。

　アトピーや喘息のお子さんがいる家庭で、開放型ファンヒーターを使用しているのは、例えるなら
　「火災にガソリンをかけて消化させようとしているようなものです」　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　実は、こうした設計のご相談多かったものですから。
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　結露の話は次回も続きます…

  

今夜は、少々堅い、鉄筋コンクリート構造の話です。
　(昼の地震のDVDから、壊れる建物を観ていてつい…
書いちゃいました。)　　

　マンションや学校の構造でよく耳にする、鉄筋コンク
リート造(RC造)。木造や鉄骨造なら、一般の方でもイ
メージがつきやすいのですが、RC造はなかなかどの
ような構造だか分からないものですよね。
　　　　まず、説明できる一般の方いないですよね
　写真は、現在新築工事中の、実験棟工事の様子です。
　鉄筋と呼ばれる、鉄の棒を網のように組んで、その周
りに型枠を組んで、ここにコンクリートを流し込むんです
ね。
　イメージとしては、おっきなプリンを作るようなものです
ね。

　　　　　　　　　プリンにしては、ごっついですね


　コンクリートとは、セメントに水、砂、砂利を混ぜたものです。ちなみにモルタルとはセメントに水、砂を混ぜたも
のになります。さて、コンクリートは、圧縮に対して強いのですが、引っ張りに対して弱いのですね。鉄筋は引っ張
りに強く、圧縮には弱い。双方を組み合わせることで、お互いを補えるのですね。

　　　　　　　　抜群の組み合わせだったんですね


　　更に、コンクリートと鉄筋を組み合わせることの出来る理由として、鉄は酸に弱いですよね。コンクリートはアルカリ性
のため、鉄の酸化を防止できるのですね。
　　もう１つ、コンクリートと鉄の温度変化による膨張率がほぼ等しいのですね。ですから内部破壊が起きないので
す。要するに、コンクリートと、鉄の相性が大変よろしいということになります。
　
　　　　　　　何でも相性は大事ですよね…男女だって…

　さて、鉄筋コンクリート造は丈夫な構造なのかと問われれば、確かに丈夫な構造であるといえます。しかし、阪神
の震災でも倒壊した建物がたくさん有りました。これは、正しい設計がなされたかと問題と、正しい施行がなされた
のかという二点が挙げられます。

　　　　　　壊れたとき誰が悪いんだーって話です

　設計の問題では、「姉歯元建築士」のように、内部の鉄筋の量を減らしたり、柱等の断面寸法を小さくしたりという
点や、バランスの取れた構造計画がなされているかという事が考えられます。また、施工上では、設計とおりに正し
く鉄筋を入れたか、正しい寸法で造られたかという事等が考えられます。特に高度経済成長期に横行したのが、コ
ンクリートに不当に水を加えて(シャブコン)、流動性をよくして施行する不法加水でした。

　　　　　モラルの問題ですよね。経済性・金儲け最優先の社会でしたから…

　コンクリートは水セメント比といってセメント中の水の量が規定値以下になるように定められています。一般に最大
値は65%です。ところで、コンクリートを型枠の中に流すときに、ドロドロのほうが施工性がいいんですね。だから規
定値を超えて水を入れてしまうのですね。(アメリカでは、こうしたことを現場で行なわない
ように見張っているインスペクターという仕事があるくらいです)。

　　　　　誰かが見てなきゃ、悪いことをするのは当たり前という考え方ですね…性悪説　情けないです

　水セメント比が上昇すると、所定の強度以下になってしまうのですね。また、コンクリートに使用する砂を海から採
取して、十分に除塩しないと、内部の鉄筋がさびてしまいます。こうした複合要素でコンクリート構造体が想定より弱
い地震で壊れてしまう現象が社会問題になっているのです。

　　　　　これも、しっかり除塩すればよかったのに、そうしない、儲け主義ですね

　丈夫なはずのコンクリート建築物が、もろくも壊れてしまうのは自然の力の前に人はまだまだ無力である
のです。

　　　　  

　皆さん、三匹の子ぶたのお話覚えていますか
　長男豚は、わらのお家。次男豚は木のお家。三男豚は煉瓦のお家。
結果、わらのお家は、オオカミに吹き飛ばされ、木のお家はオオカミにバラバラ
にされ、煉瓦のお家は安心・安心というストーリー。「急がば回れ」が、このお話
の教訓ですね。ただし、建築を専門にする僕は、合点がいかずに子供達に「三
匹の子ぶたパート２」なる話を、よくしました。



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　三匹の子ぶたパート２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　昔、昔といっても、時は大正時代末期。日本国のあるところに三匹の子ぶたがいました。三匹の兄弟たちは年頃に
なったので、建築屋さんになるためにそれぞれ修業の旅に出かけました。長男ぶたは熱いとある国の藁材料を編ん
で作る建築工法、次男ぶたは日本の宮大工のもとに、三男ぶたはヨーロッパに組積造を学ぶため修行の旅に出ま
した。

　三人は、毎日毎日一生懸命にそれぞれの国で建築を勉強しました。さて、月日は流れ各自は母国日本で再会し、
東京で各自お家を建てました。
　長男ぶたの造った、藁を編んだお家は、日本の梅雨時期に合いません。おまけに冬はとっても寒いのです。
「僕の造り方では、梅雨や四季の変化のある日本では、駄目だブー」
　長男ぶたは、そのまま修行した国に戻ると、そこで建築屋として仕事をすることにしました。

　三男ぶたは、日本に戻るとちょうど時代は舶来上等り時代。多くの煉瓦建築が建てられました。時代の波に乗っ
て、一躍三男ぶたは仕事の忙しい毎日です。東京駅建設にもたずさわり、自邸も豪華煉瓦建築で造りました。
　時は大正１２年、その日未曾有の大地震が、首都圏を襲いました。東京駅崩壊。残念ながら、この日、煉瓦建築
の多くは崩壊してしまいました。三男ぶたのお家も全壊してしまいました。
「なんてことだブー。地震のある日本では煉瓦ではダメだブー」
三男ぶたはその後、ヨーロッパに戻り、煉瓦建築のマイスターとして活躍しました。

　さて、次男ぶたはというと、宮大工の技で造った太い柱と梁の軸組建築は、地震にも耐え抜き、幸い火災の難を
のがれて無事に現在も建っています。次男ぶたはそれからも、多くの寺社仏閣建築を手がけ、おぶた国宝の第
一号となりました。
　三匹の子ぶた達はそれぞれの国で、建築建設に携わり、幸せな生涯を送りました。めでたしめでたし。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　おわり

　

　実はこの話、僕が必ず建築の最初の授業でする話なんですね。
　建築に一番はないのです。三匹の話は、創られたのがヨーロッパです。だから丈夫な煉瓦建築がよしとされます。
　でも、この話の舞台が日本なら、上の話になるんですね。実はパート３もありまして、おわかりですね。舞台は熱い
とある国です。ここでは、煉瓦も木造でもダメなんです。
　建築は、それぞれの地域で、地域ごとの気候風土に合わせて、その地域で使える建築材料で造られます。　
　だから、その国独自の工法があるわけですね。
　住宅も、そのお施主さんの№１はあっても、その建物が他人の№１にはなりません。スマップの「世界に一つだけの
花」じゃありませんが、オンリー１はあっても、万人のナンバー１はないのです。
　特定の条件下なら、優越をつけられますけどね。

　　　　　　　建築に一番はありません  続きを読む

　
　我が家の光景。「クリスマスは何を買ってくれるの」と娘。　
それでイブには、プレゼント買って、ケーキを作って、鳥の手羽肉を焼いて、
後は何を作ろうかと迷いながらも、普段は食べないカナッペなんかを
作ってしまい。　　　写真は以前息子の誕生日に作ったケーキです。
　大人もそれに便乗して、「シャンパン飲むぞー」と、飲んだくれ…。　
　さて時が数日過ぎて、大晦日。紅白見た後に(僕は飲んだくれて寝ちゃってます
けど…)


　「父ちゃん初詣いこう!」と初詣に息子と会津若松妙国寺へ。翌日、娘に催促され、今度は開成山大神宮
へ初詣。とかく我が家は、仏教と神道とキリスト教が混在している。でもこれってうちだけなのかしら…
　
　まぁ、クリスマスもハロウィンもバレンタインも日本の商業活動とマスメディアの戦略だから、それが、しっ
かり生活の一部になってしまっている(外国の方から見ると恥ずかしい限り)。だいたい、本当にクリスマス
を祝うなら、洗礼受けて、毎週日曜にミサに行って、イブの夜もミサに行くのが本当。それが、シャンパン飲
みながらテレビで「ドリフ」なんか見て大笑いしているんだから…　　(我が家の話しです)

　とかく日本は生活の一部に様々な宗教行事が根ざしています。お盆の後、すぐハロウィンですもの。
ところで、新築住宅の設計をしていた頃、必ず遭遇するのが、お仏壇の位置と神棚の位置でした。豪邸なら
いざ知らず、狭い限られたスペースで考えるから、又困る。神棚は向きも有りますけど、二階建ての場合、
二階に部屋があれば、神様の上を歩くことになる。だから「雲」と呼ばれる装飾を取り付けて、二階との縁を
切るんですね。お仏壇も向きがあるし、床の間との対面はタブー。だから床の間の脇がお仏壇だったり…。
　お仏壇の上が神棚だったり…。ところでお仏壇は、「一番人のいる、今や茶の間に置きなさい」といわれる
和尚様もいました。

　でもたいてい、LDK形式にしてしまうフローリング張りの洋室には普通のデザインのお仏壇では合わない
んですね。だから、和室にとなります。神棚も一緒です。
　そこに、家相の話しが出てくると、もう収拾がつかなくなってしまい…。家相も流派によって違います
からね。見ていただく神主様で言うことが異なることが多いんです。

　清家清教授の「家相の科学」をよむと、もともと家相は陰陽五行説と土着の風習、迷信から成立つもの
が多いんですね。だから設計者として随分勉強しましたっけ。大変理にかなうものから、眉唾ものの内容ま
で様々ですね。

　古来、日本人は「八百万の神」ですからね。何にでも神様がいるんですね。そういう国民性だから
何でもいいのでしょうね。設計者泣かせなんです。

  

　街並み、景観、ファサード。　
　街には、その街独自のファサードやランドマークが有りますね。
　ところで、身近な住宅地の景観を眺めてみるとどうでしょう。
　住宅綜合展示場に行くと、まさにディズニーランド状態
　何でも有りですね、ここはどこの国だろう
　たしかに不動産は個人の財産ですから…。
　でも、何でも有りだと、どこぞの方のように、どぎつい外壁色や
奇抜外観で、周囲と調和しない建物を建てちゃうんですよね。
　だから、訴訟騒ぎになってしまう。
　下郷の大内宿の景観の美しさ。
　街並みも、公共財産であるという考え方・・・・・・うーん。
　  

　　またまた、大好きなビッグアイの景色から(本日朝撮影)
　郡山では高層建築のビッグアイ。その構造は、CFT造です。
　鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)は一般的ですが、CFTは
　大成建設の特許工法。ランドマークタワーもCFTです。
　(ビッグアイは施工が大成建設とのJVですから)
　これは鉄骨造の鉄骨部分に鋼管を使用し、その内部に、
　コンクリートを充填した工法。圧縮荷重を、鉄骨とコンクリート
　の両方で負担させるんですね。
　　鉄骨の周囲に、鉄筋と型枠を組んで施行するSRC造よりも
　施工が楽なんです。　
　郡山のシンボルはランドマークタワーの弟分です
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　  

　　
　「枝葉末節」、言葉で言うと、木の幹でない枝葉の部分ですね。転じて、主要なものでないことや、大事でないことを指してよく使われる言葉ですね。ところで２０年以上前、このタイトルで本を出版されたのが、当時、日本大学工学部建築学科教授の谷川正巳先生でした。
　実は、私、この先生の影響で、文章を(当時はエッセイから)書き始めました。谷川先生からは西洋建築史と近代建築史を習っていたのですが、講義の中で、先生独自の建築思想論を楽しく教わりました。谷川先生、日本におけるフランク・ロイド・ライト研究の第一人者でしたから、授業はライトのエピソードが多かったですね。三井ホームが企画したライトのドキュメンタリー「輝ける額」の撮影時に女優吉永小百合さんとご一緒した話しなど、そりゃ、もう楽しそうでしたっけ。
　ところで、谷川先生いわく、建築の設計においては、この枝葉末節な枝葉の部分が、完成後の使いがってに与える影響の大きさ・大切さを熱くおっしゃってました。

　住宅の設計において、確かに幹の部分、つまり構造や基本プランの部分は重要です。何といっても、構造やプランは生命の安全や価格といった最も重要な部分ですからね。ところでこれに比べると、コンセントの高さを何センチに取り付けるとか、キッチンの壁の仕上げ材料は何にするかとか、ちょっとした棚をつけるつけないとか…(言い出すときりが無いのですが…)こんな細かなことが、完成した住宅にお住まいになってからの満足度につながるんですね。だから生活していくうえでの、まぁ、どうでもいいような細かいことが、気になることを意識してしまう性格なのかも知れませんが、設計やってたころ役に立ちました。　今も小説を書くのには役に立ってます

  例えば、洗濯物で靴下たたむ時に、僕はたたまず、クルくるっとまとめて、引き出しの奥からしまうんですね。こうすると常に同じものばかりはかないですよね。でも、うちの女房はなんにも考えず手前からしまいます。たまに同じものがそろってなかったり…
　こんな例はたくさんありますよ。まあ、見てみないようにしてますけど

　打ち合わせに訪問したときも、だまって、いろいろ眺めてましたよ。たとえば、食器棚の中の置き方。整然としていたり、バラバラだったり、しっちゃかめっちゃかだったり。　　素直に家事が嫌いだと言ってくれれば、いいのに、（ストレートな奥様もいましたけどね）、こちらもそういうところから推測するしかない。まあ、９割り方当たりましたね。何事も経験ですね。でも、そういう細かな観察って、設計に役に立つものなんです。　自動車の設計でも、トヨタ・ホンダはうまいですよね。だって、徹底して人間の行動を観察して商品開発してますもの。

　だから、建築を学ぶ学生さん、特に設計やりたいといっている学生さんにも、日常生活の細部にこだわって欲しいなぁなどと、思いながら…。

  

　写真は、左から、木造、鉄筋コンクリート造、鉄骨造の構造模型です。左二つの模型は本校で製作した物です。


　さて、左の写真は、職場の建物の柱。耐震強度で引っかかり、で現在耐震改修工事中です。
校内のいたるところの、壁を撤去し、柱を削り、これから補強工事をしていくというもの。
　だから校内あちらこちらが閉鎖中。でも、いま、地震がきたらと思うと、寒気が…。「一ころだぞこれは…」という感じです。

　ところで、建物の強度が弱い理由はいくつか挙げられますが
　①設計の段階で満たしていない
　②施行不良　
　以上の二点が考えられます。特に設計段階の場合、建築基準法が改正される以前と後では水平剛性に対する安全率の考え方が違いますから、古い建物だと、現行の基準に抵触してしまうのですね。
　姉歯建築士の場合は、分かってながら、強度の偽装をしていましたから、あれは犯罪です。人の命より、お金が大事という見本みたいな話しですね。けしてあってはなりません。

　さて、施行不良も、かなり問題です。特に鉄筋コンクリート造の場合、構造体の中にある鉄筋の太さ、量は昔はいくらでもインチキしていましたし、コンクリートにも不法加水をしていましたから、所定の強度が出ないんですね。もちろん古い建築物の全てがそうではないのですが、うちの職場の建物、以前調査したとき、明らかにコンクリートの被りがない。(足りないのでなく無い箇所発見)　手抜き工事の最たるものです。困ったものです。それで今になって、構造強度が足りないなんて…当たり前。設計が旧基準で、おまけに施行も手抜き。ダブルパンチなのです。　

　さてさて、学生にこのような構造の話しをすると嫌いな学生多いんです。　

　特に構造は、構造設計・建築材料学・建築施工方法の三つが分かってないと、会話が成立たないんですが、特に学生は構造設計は嫌いな学生多いですね。
　まず基本は　荷重・反力・応力・断面算定(計算)・基準強度(材料強度)・許容応力度算定　といったものさえ覚えれば何とか会話が成立つんですけどね…。


　写真は、僕の書いた簡単なスケッチです。今、柱日本のうえに、角材を横に寝かせておいてあるとします。そこに人が乗っているんですね。このとき人の体重を80キロとすると、横に寝ている角材の人が乗っている部分には80キロの外力が下向きにかかりますね。これが荷重です。建築物にかかる荷重は、建物そのものの重さである自重(これを固定荷重といいます)、中で暮らす人や家具の荷重(これを積載荷重といいます)　それから雪が降ったときに屋根の上からかかる重さ(これを積雪荷重といいます)、台風等の風がたてものにぶつかる(これを風圧力)、地震で建物が揺らされる(地震力)これらの五種類が代表的な荷重の種類です。(実は厳密にはもう少し有りますが)


　さてこのときに、この角材は二本の柱材で支えられていますから、一本の柱には　80÷2　で40キロの力がうえからかかっています。さて、小学生の時、力の釣り合いを勉強しましたよね、(支点・力点・作用点のやじろべいの話しです)
　この柱のケースの場合、柱の上から40キロの力で押されている場合、柱の下から同じ40キロの力で押し返しているんでね。この力を反力といいます。
　荷重がかかって、反力が生じると、実は角材や柱の中には、力が伝達されているのです。こ部材の内部に生じる伝達する力(流れ方)を応力といいます。(経験上、この応力が学生最も嫌いですね　)

　応力には、軸方向力(圧縮と引張りの二つがあります)、せん断力、曲げモーメントの三種類があります。軸方向力はこの場合
圧縮力として柱をつぶそうと働く力の流れですね。せん断とは、横向きの角材を上下に引きちぎろうと働く力の流れ、曲げモーメントとは、角材を曲げようとする力の流れです。下のスケッチで左がせん断力による壊れ方、右は曲げによる変形のイメージです。


　ところでこの応力の分布は一様ではありません。右のスケッチは、例題の曲げモーメントの分布状態を示した応力図です。つまり、加重がかかっている真下、梁材の真ん中が一番壊れやすく、言い換えると曲がりやすくなっています。
その最も壊れやすいところがどこなのか、どれくらいの力がかかるのかを知るのが応力計算です。




　次に考えるのが、断面算定です。な～んてことはありません。経験上、太い柱は細い柱より丈夫なことを知っていますよね。
要は、どれだけ太くすれば壊れないかを考えるわけです。もう一つ大切なことは、断面の向きなのです。
　たとえば、横１０センチ縦２０センチの角材があったとして、これをどちらを縦向きに使えば丈夫かと言うことを考えます。
　上のスケッチの場合、２０センチの方を縦方向に使用した方が丈夫ですよね。

　その次が、材料の持つ強さです。たとえば、生物材料である木材は、１センチ角にどれだけの力をかけたら壊れるかが、これまでの実験結果から、おおよその数値が分かっています。おおよそと言ったのは、木材は生物ですから、同じ種類の木材でも若干のばらつきがあるのですね。この壊れるときの強度を材料強度と言います。これに対して、コンクリートはセメント・水・砂・砂利の配分で壊れる強度を変えられます。そこで、理論上想定する壊れる強度を設計基準強度と言います。

　さて、今８トンの荷重が１０センチ角の柱にかかっていたとして、この柱１センチ角の圧縮の設計基準強度が、１００キロとすれば、柱の断面積は　１０×１０で１００平方センチメートル。１センチ角で１００キロだから　１００×１００で　１００００㎏の力で壊れることになりますね。つまり逆に言うとこの柱は１０トンの力まで耐えられます。だから８トンの荷重にならこの柱は耐えられますね。これが構造設計の基本的な考え方です。

　最後に、上の例題で、仮に設計基準強度１００だとしても、たとえばこの柱はその三分の一の約３３キロで壊れてしまうとして計算するのです。そうすると、８０００(㎏)÷３３(㎏／平方センチメートル)＝２４２．４２４２…　この平方根は約１５．６㎝となり
１５．６センチ角の柱が必要になります。実際は８．９６センチ角の柱で持ちますから、比較していただくと安全率３で設計基準強度を割って得た３３㎏の値で設計をかけると、壊れるまでにやく３倍の余裕があることになりますね。この３３キロの値、つまり基準強度を安全率で割って求めた値を許容応力度といいます。この許容応力度を用いて、建物の構造計算を行っていく方法を許容応力設計法と言い、最も基本的な構造計算の方法になります。
(後書きで追記しますと、厳密には許容応力度の値は基準法で定められています。あえて、σbやτのような具体的な話は控えています。ここでの記述は学生用の概念であるとお考え下さい)　

ここまでをまとめて言うと、
　部材に荷重がかかると、その部材を支える場所に反力が発生し、同時に部材の中に力が伝達される応力が発生する。応力は一様にかからず場所毎に異なる。その異なる応力の中で最大の応力値に耐えられるうに、安全率を考慮した許容応力度以下になるように材料の特性を考慮しながら断面積を算定する。　
　　これが構造設計なんです。

　これをいかにして学生に教えるかが難しいんだよなー
　デモね、学生諸君。みんなは計画計画ってプラン造る方が好きだけど、安全に建たないプランは意味がないんだよ。最低でもここで書いたことが分かって計画設計しないと現場では笑われちゃうよ…　
　
  

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今夜は少しまじめに…　

　建物の寿命には、①物理的な寿命　②機能的な寿命がある　と学生時代教えられてきました。
　前者は構造強度上、材料の経年劣化による寿命です。鉄骨造なら錆による鉄骨の肉厚減少による構造耐力上の許容年数。鉄筋コンクリート造の場合は被り厚さ部分の中性化による脱アルカリ化の年数。木造建築は腐朽による構造上の耐用年数で考えるとわかりやすいですね。機能的な寿命とは、その名の通り、使用目的の目的を果たせなくなったときに、その寿命が尽きたとする考え方ですね。

　写真は昨年暮れに、喜多方の校舎の配管ピット内に潜った時の内部の配管写真です。上部の横引き配管は錆びていないのに対し、下部配管は完全に錆びています。背後のコンクリートをよく見ると、上部配管と、下部配管の間ので色が異なっています。ここまで水が浸水していたためと考えられます。大なり小なり、建築物はできあがってから、使用している間にだんだんと劣化していきます。その最も大きな原因の一つが水であり、建築物の寿命は水との戦いとも言えます。

　ところで、寿命の話に戻った場合に、日本と欧米では建築物の寿命に対しての考え方の基本が異なります。日本は、古来、木造建築で多くの建物を築いてきたため、建物を簡単に取り壊せる意識が国民的に強く、「建替文化」の国であると言えます。
　良く、「この家も手狭になったから建て替えようか」　なんて日常的に聞く言葉ですね。(それでも最近は経済事情からなかなかそうもいかないのでしょうが…)。その良い例が、神社建築に見られる式年造替制という作り替えの建築文化でしょう。
　　
　これに対して、欧米は、昔から建築材料を石材に求めてきました。そのため組積造という建築工法が主流となり、堅牢な壁を持つ建築物が築かれてきました。このため、建築物は一度建てたら壊せないとする考え方が主流となり、建築内部を模様替え等して使用する「リフォームの文化」が定着することになります。たしかに産業革命以降、鋼材の大量生産による鉄骨造の出現はヨーロッパ建築においては革命でしたが、今でも古い組積造の町並みが数多く残り、そこで生活していますよね。

　こうした建築物に対する考え方は、同時に自然に対する考え方の違いをも教えてくれます。紙と木で出来たふすまや障子等で
家の内外の区別を付けていた日本建築は自然と共存していく考え方に対し、厚い壁で内と外を遮られた国では自然を厳しい物としてと対峙する考え方が生じます。しかし、この考え方も今ではだいぶ薄れていますね。

　さて、話を建築物の寿命に戻します。つまり建築物を簡単に壊せてしまう日本では、機能的な寿命に必然的に重きが置かれたのに対し、丈夫な壁で構成されたヨーロッパでは構造的な寿命を建築物の寿命ととら得たのですね。

　蛇足ですが、日本の建築基準法の建築物の定義では、①柱と梁で屋根を構成しているもの　②壁と屋根で構成しているもの
の二つが建築物なのですね。つまり「柱と横架材で骨組みを作りその上に屋根が構成されている(この場合目隠しのための壁はいらない)もの」と、「石積みとうで壁造って、その上に屋根をかけたもの」の二つが建築物に該当します。言うまでもなく前者は日本建築、後者はヨーロッパ建築的な造りですね。もちろん日本にも校倉造りという木造による組積造的な工法もありましたし、ヨーロッパにもパルテノンのような柱の工法もありましたが…。

　この使用できる建築材料の違いが、主たる建築工法や、それに伴う建築寿命に対する考え方の相違を国民性として長い歴史の中で作り上げてきたのですね。そう考えると、奥が深いですね。