JP3204340U - 生産管理プロセスのｊグレード化されたエースシステムによるハイブリッド木造建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで大開口・大スパン・大空間をニーズとする住宅及び店舗・事務所などに適用可能な木造ハイテク建築物を提供する。【解決手段】建築物の基礎は柱部分に大きな支持力を負担できる、構造耐力的に安全なコラムベース基礎、耐圧版式グリッドポスト基礎及びプラキソ型枠、リミテッドフォーム型枠と耐圧版式グリッドポスト基礎、およびセンタージャストフーチング（独立基礎）基礎とする。その上の中断面の集成材やＬＶＬを用いた木造の軸組建築物はツーバイフォー部材、木質Ｉ型梁を床組、小屋組に用いて、大スパン化を図り、工場にて加工、組立てられた外壁、内壁、床パネルを現場にて組込む大スパンパネル建築物に開口部を耐震化する耐震開口フレームの技術を用い、さらに、耐震開口フレームと軽量形鋼とのハイブリッド合わせ梁及び床のＣＬＴ板との合成梁のシステムとする。【選択図】図６

Description

本考案は、中断面のエンジニアード・ウッドを用いた木造軸組に、ツーバイフォー部材、木質Ｉ型梁を床組、小屋組に用い、大スパン化を図る建築物において、工場・現場の生産管理プロセスの標準化されたシステムの工場・現場で、ツーバイフォー材による加工、組立てられた外壁、内壁、床パネル、又は直交集成板（ＣＬＴ板）等による床パネルや外壁パネルを、合理化された基礎の上に建てられたＥＷの軸組に組込む、合理化パネル工法によるハイテクとされる総合的合理化建築物に関する木造システムである。

今、木造建築は地球規模で環境保全の一翼として注目されている。そのため、専門家らの技術による改良開発が試みられ、木質部材のエンジニアリングからシステム構築に至るアイテムは多様で、市場性は高まっている。そのような中で、木造の建築空間は大スパン、大空間ニーズとしてのあり方が叫ばれ、力学性能が明確で安定したエンジニアード・ウッドの集成材やＬＶＬといった構造材が用いられている。しかし、一定の断面を超えたときの極端な高価格設定が余儀なくされ、コスト高となっている。そして、その大断面は施工性や材料供給などにおいて問題も多い。

また、従来の在来工法では、太い木材資源の不足や新築棟数の激減、熟練大工の不足（高齢化）等により、ほとんどが仕口・継手も接合金物により簡略化され、金物に合わせた形状をプレカット工場にて加工され、現場で組立てるようになった。

特開Ｈ０３−２０２５２１

そこで木造在来軸組工法の枠を超えた基礎の合理化、中断面のエンジニアード・ウッドを用いた木造軸組にツーバイフォー部材や、木質Ｉ型梁などを床組・小屋組に用い、大スパン化を図り、工場にてツーバイフォー部材などで加工・組立てられた外壁、内壁、床パネル及びＣＬＴ板による床パネルや外壁パネルを現場にて組込む大スパンのパネル工法による木造ハイブリッド建築物を解決の糸口とする。ここで、本考案の「木造ハイブリッド建築物」とは後述する工程を具備する建築物である。

従来の木造在来軸組工法の基礎は、一般的に布基礎、べた基礎と呼ばれ、建築基準法に明記されている。しかし、基礎の外周部及び内部基礎は布状の立ち上がりを有するため、特に中途半端な高断熱・高気密住宅の床下空間で、空気流通を阻害し、コーナー部に湿気が停滞するため表面結露が発生している。また、基礎のコンクリート打設はすべて現場施工のため型枠の組立やコンクリート打設後の解体、埋戻し整地に時間と労力を要し合理化や工期短縮・コストダウンが図られていない。

従来の在来木造軸組工法では、太い木材資源不足や新築棟数激減、在来軸組工法における熟練大工の不足等や主要構造材の断面寸法が小さくなっている。また、仕口・継手も簡略化され、プレカット工場で仕口・継手加工している。また、熟練大工不足により、大工の技術の差により、建築物の構造的強度、仕上げに大きな差ができ、均一した建物とならない。そのため、接合金物を用いた金物プレカット工法が普及し、プレカットした部材を現場で金物により組み建てている。しかし、仕口、継手の金物を用いても、木材の乾燥によるやせによりボルトナットの緩み釘、ボルト穴部よりの木材の割れが発生し、強度面で不安となり、二次部材での木材の乾燥が不十分なため、床の軋み、不陸、仕上げ材の隙間等のクレームの原因となる。

また、枠組壁工法の工場でのパネル商品による合理化パネル工法も多く建築されているが、床・壁・屋根のパネルを現場でジョイントすると全長が伸びたり、クリアランスが多すぎると隙間を生じて断熱欠損や建物の気密性能を損ねている。

さらに、近年ＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）と呼ばれる国策商材が出現し、「直交集成板」としてＪＡＳ規格（２０１３年）が設定され、鉄筋コンクリート（ＲＣ）のプレキャストコンクリート板（ＰＣＡ）のように壁板と床板を組み合わせた全体構法として試行が行われているが、基準強度が定まっていなく、許容応力度計算では解決しないため、物件ごとに個別の大臣認定を受けなければ建築できないのが現状である。

さらに、中断面の集成材や単板積層材（ＬＶＬ）を用いた木造の軸組建築物にツーバイフォー部材、木質Ｉ型梁を床組、小屋組に用い、大スパン化を図り、生産管理プロセスのＪグレード化された工場にてツーバイフォー部材で加工、組立てられた外壁、内壁、床パネルを現場にて組込む大スパンパネル・エースシステム木造建築物が建築されてきた。しかし、大スパン化による大開口部や内部大空間のニーズが多くなり、水平耐力不足や水平構面の床剛性不足などによる建物のねじれと耐震性が課題となっている。

そこで、開口部を耐震化する耐震開口フレームの技術を用い中断面集成材やＬＶＬを用いた構造躯体に組み込み耐震性能を向上させることを可能にする。
ここで、耐震開口フレームとは、Ｌ字状のコーナー部を剛接合とした一体部材のＬ型部材を組み合わせた窓用箱型タイプと、車庫・店舗等用の門型タイプの構成となっており、開口部の耐力壁化により、耐力壁が計画的に分散・配置でき、耐力バランスや偏芯モーメントを防ぐので大地震発生時の居住者の建物の倒壊による圧死が抑制できる。

さらに、耐震開口フレームと軽量形鋼とのハイブリッド合わせ梁及び床のＣＬＴ板との合成梁のシステムは、ハイブリッド合わせ梁の梁成を小さくでき、鋼材は一般流通品なので安価、軽量であるため施工性が良い。また、耐震開口フレームなど信頼性の高い部材との組み合わせにより、組み合わせ方法による合成梁の理論による安全・安定的な部材及びその架構システムを大開口・大スパン・大空間をニーズとする住宅及び店舗・事務所などに提供が可能となる。

これらの技術を用いて大開口（大スパン化）を図り、同時に地震力にも抵抗させるためには、新規のＣＬＴ板との組み合わせの発想により適合する技術の開発が必要となる。
つまり、単に大スパン化に対応する断面性能を上げるだけの大断面集成梁や大断面コ字薄板軽量形鋼（軽みぞ形鋼やＣ型軽量形鋼など）を用いた場合、コストアップや施工の手間の増加、そして大断面の潜在的悩みである自重増による曲げモーメント・たわみが増大するなどのため、特注品での対応となるが、材料供給の不安定や数倍の単価アップなどの矛盾が障壁となっている。さらに、従来の床組では水平構面の床剛性がなく、丸鋼などによる水平ブレスを取り付ける必要があり、作業性が悪い。

本考案の中断面の集成材やＬＶＬを用いた木造の軸組建築物にツーバイフォー部材や、木質Ｉ型梁などを床組、小屋組に用いて、大スパン化を図り、生産管理プロセスのＪグレード化された工場にてツーバイフォー部材などで加工、組立てられた外壁、内壁、床パネルを現場にて組込む大スパンパネル・エースシステム木造建築物に開口部を耐震化する耐震開口フレームの技術を用い、さらに、耐震開口フレームと軽量形鋼（軽みぞ形鋼やＣ型軽量形鋼など）とのハイブリッド合わせ梁及び床のＣＬＴ板との合成梁のシステムにより、安全・安定的な部材及びその架構システムと高度な生産管理プロセスの標準化されたシステムにより、大開口・大スパン・大空間をニーズとする住宅及び店舖・事務所などに提供が可能となる。

本考案は以上説明したようになるため、次のような効果を得ることができる。
１．集成材やＬＶＬの柱、梁等を構造体に用いることにより、加工しやすく、強度も従来木材の約１．５倍強くなる。
２．ＪＡＳの認定工場で品質管理された集成材やＬＶＬ及びＣＬＴを使用するため、乾燥による捻れ、そり、やせの心配がない。
３．熟練大工による墨付、切込、建方が不要で、鉄骨造建築物のようにクレーン車により建方を行うため、熟練技術の大工を必要としないので労賃が安くすみ、さらに、建方・造作に要する日数も少なくなるので、全体で５５日工期となる。
また、従来の墨付、切込、加工用の作業場が不要となり、経費削減できる。
４．継手、仕口に適切な金物、ボルト、釘を用いることにより、接合部での一体性が確保され、従来の墨付、切込、加工の接合部より強固となる。また、加工のミスが少ない。
５．床組材、小屋組材にツーバイフォー材または木質Ｉ型梁材又はＣＬＴ板を用いることにより、軽量で大スパン化が可能となり、また、木材の含水率が少ない乾燥されたものを使用でき、床の不陸、軋み音等のクレーム防止となる。
６．床をフラット工法で平に構造用合板を接着剤と釘で貼るため、水平耐力が増し、火打ち梁、火打ち土台を必要としない。
７．乾燥されたツーバイフォー部材などを床パネル、外壁パネル、内壁パネル材として使用しパネル工場にて加工、組立を行ない、現場にて組込み取付けるため、工期短縮が図られ、品質が一定となるため、断熱施工、木材の乾燥によるクレームの発生が少なくなる。
８．外壁パネルには地震力や風圧力等の水平力を負担する構造用合板を用い、表面に凹凸を有するビーズ発泡スチレンボード（エアサイクルボードなど）をさらに用いることによって、通気層を形成できる。
９．大工の技術の差による建物の構造的耐力、仕上げに大きな差ができず、安定した品質の建物となる。
１０．仕上げ、継手部での木材の乾燥不足によるやせ、ボルト、ナットの緩み、釘、ボルト穴部よりの木材の割れ発生がなく、強度面での不安がない。
１１．このほか、下記の効果を期待できる。
イ．自然環境保全により木造住宅の柱、梁などの太い材が不足となり、高価なものになると予想され、今後ますます集成材やＬＶＬが見直され、柱・梁などの構造材として使われ、価格も安価なものとなっている。
ロ．工場生産でＪＡＳの規格に適合した加工により、品質、性能が均一のものとなり、建築後の強度の不安がない。
ハ．熟練大工、技術者不足がますます大きな社会問題となると予想されるが、本発明では、熟練大工による墨付、建方が不要となり、大幅な工期短縮が図られ、完成まで５５日工期が実現できる。
ニ．床、壁部分を工場にてパネル化することにより、品質の管理ができ、均一した商品よ化を図ることができる。
ホ．住宅以外の店舗、公共建物にも利用することができ、木造化されることでＣＯ２排出に寄与することができる。
ヘ．地震力（水平荷重）を負担する耐震開口フレームと鉛直荷重を負担する軽みぞ形鋼梁を組み合わせることで、大開口・大スパン・大空間を設けた場合不利となる耐力壁不足を補い、剛性の高いＣＬＴ板を１フロア全面に用いることで水平構面の床剛性が得られ、従来の丸鋼などによる水平ブレスを取り付ける必要がなく、建物全体の偏心を防止して耐震性を高められる。
ト．耐震開口フレームを下弦材とし、軽量形鋼梁上部の上弦材及びＣＬＴ板も含めた上弦材とする合成梁としての構成要素により、軽量で梁材としての曲げ・たわみに対する抵抗性能が向上する。
チ．従来から木造の大スパン化に用いられてきた信頼性の高い軽量形鋼と、コーナー部を剛接合として耐震性が評価されている耐震開口フレームと上弦材と一体のＣＬＴ板により、新たな機能である鉛直荷重と水平荷重の両荷重を受け持つ架構及び床剛性の高い新システムとして構築できる。
リ．それぞれの部材・パーツとしての役割を理論付けることができ、特殊でラーメン的な構造計算を必要とせず、安価で使いやすい架構システムの構築が可能である。
ヌ．本考案は、柱に取り付けるコーナー部や柱脚部の剛性度をさらに高めることにより鉛直力と水平力を同時に受け持つラーメン化も可能としている。

本考案の一実施例の基礎・土台概要斜視図である。 本考案の一実施例の床組概要斜視図である。 本考案の一実施例の軸組・１階床組概要斜視図である。 本考案の一実施例の妻壁・パラペット・２階床組概要斜視図である。 本考案の一実施例の小屋組概要斜視図である。 本考案の一実施例の外壁パネル概要斜視図である。 本考案の一実施例の外部造作概要斜視図である。 本考案の一実施例内部パネル取り付け図である。 本考案の一実施例の建物完成概要斜視図である。 本考案の一実施例の耐圧版式グリッドポスト基礎概要斜視図である。 本考案の一実施例の耐圧版式グリッドポスト基礎概要断面図である。 本考案の一実施例のグリッドポスト組み合わせ斜視図である。 本考案の一実施例のプラキソ断熱型枠施工の写真である。 本考案の一実施例のプラキソ断熱型枠施工の写真である。 本考案の一実施例のプラキソ断熱型枠とコラム施工の写真である。 本考案の一実施例のコラム施工用カバーの斜視図である。 本考案の一実施例のコラムベース基礎の図である。 本考案の一実施例のプラキソ断熱型枠を用いた耐圧版式グリッドポスト基礎概要斜視図である。 本考案の一実施例のプラキソ断熱型枠を用いたコーナー部概要斜視図である。 本考案の一実施例のプラキソ断熱型枠を用いる概要図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠を用いた耐圧版式グリッドポスト基礎概要斜視図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠を用いたコーナー部概要斜視図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠を用いる断面図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠の断面図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠の連結金物図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠基礎内側のサポート金具図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠のコーナー部図である。 本考案の一実施例のリミテッドフォーム断熱型枠の施工手順斜視図である。 本考案の一実施例のセンタージャストフーチングと耐圧版基礎概要斜視図である。 本考案の一実施例のセンタージャストフーチングの断面図及び型枠の断面図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の概要斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の２階建て建築物に用いた斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の概要拡大斜視図である。 本考案の一実施例の梁接合金物の概要斜視図である。 本考案の一実施例の梁接合金物の施工概要斜視図である。 本考案の一実施例の梁接合金物を用いた躯体斜視図である。 本考案の一実施例の耐震開口フレームの躯体取り付け概要斜視図である。 本考案の一実施例の耐震開口フレームの門型とボックス型の正面概要図である。 本考案の一実施例の水平構面耐震開口フレームの躯体取り付け上面図である。 本考案の一実施例のボックス型震開口フレームコーナー部の詳細斜視図である。 本考案の一実施例のボックス型震開口フレームコーナー部の他の実施例斜視図である。 本考案の一実施例の耐震開口フレームの躯体吹き抜けや階段室に取り付けた概要斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の上面床組にＣＬＴ板を用いた概要斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の上面床組にＣＬＴ板を用いた概要断面図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁のタイプ別概要断面図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の上面床組にＣＬＴ板を取り付ける概要断面図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の上面床組に厚手構造用合板を取り付ける概要断面図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の上面床組にＣＬＴ板を取り付ける概要斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁の上面床組にＣＬＴ板及び壁面にＣＬＴ板を取り付ける概要斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁を２階建軸組に組み込み、床組にＣＬＴ板を取り付ける概要斜視図である。 本考案の一実施例のハイブリッド合わせ梁を１階建軸組に組み込み、床組にＣＬＴ板を取り付ける概要斜視図である。 ダイナミックストレージシステム（ＤＳＳ）を示す概要断面斜視図である。 ダイナミックストレージシステム（ＤＳＳ）の作用を示す概要断面図である。

１は本考案で得た木造ハイブリッド建築物である。（図１から図９参照）
そこで、本考案の木造ハイブリッド建築物１に関する木造ハイブリッド工法は下記の各工程から構成されている。（実施の形態について図面を参照して説明する。）
第１工程（図１）
基礎２は柱部分に大きな支持力を負担させることになるので、構造耐力的に安全なように低層建築物基礎の布状の立ち上がりを外周部２Ａだけとし、内部土間部に鉄筋コンクリート（ＲＣ）製耐圧版２Ｃと、所定の個所に鉄筋コンクリート（ＲＣ）製地中梁２Ｂと、内部束状基礎の立ち上り部を束状とするために筒体を用いて鉄筋コンクリート（ＲＣ）製コラム（円柱）２Ｄのコラムベース基礎工法（図１、図１５、図１６、図１７）、又はプレキャストコンクリート（ＰＣＡ）製平板の互いに嵌合可能でＩ型及び十字型に組合わせたグリッドポスト２Ｅの耐圧版式グリッドポスト基礎工法（図１０、図１１、図１２）、又は筒体を用いて鉄筋コンクリート（ＲＣ）製独立基礎（独立柱）のジャストフーチング（角柱）２Ｈを所定の箇所に植設することを特徴とした合理化基礎を施工する。さらに、既存の断熱基礎型枠のプラキソ型枠２Ｆ（図１３、図１４、図１８〜図２０）、リミテッドフォーム型枠２Ｇ（図２１〜図２７）などを用いた耐圧版式グリッドポスト基礎工法、およびジャストフーチング（独立基礎）工法（図２９、図３０）による先端とされる合理化基礎とする。
第２工程
防腐土台３を用い、アンカーボルトにて外周立ち上がり布状基礎及び上記内部束状基礎の立ち上がり部に緊結する。基礎内における耐圧版及び地中梁の上には所定の箇所にコラム（円柱）２Ｄ、グリッドポスト（十字、Ｉ字）２Ｅ、ジャストフーチング（角又は円柱）２Ｈが柱下に設けられ、その上に防腐土台３を用い、内部束状基礎に植設されたアンカーボルトにて接合する。
イ．防腐土台の上の外側にツーバイフォー部材または木質Ｉ型梁などでなる側根太を釘打ちにて取り付ける
ロ．側根太、端根太と同寸法の根太を所定の箇所に釘打ちにて取り付ける。この場合、隣接する根太間には転び止めを介在させるとよい。
また、上記イ、ロはあらかじめ工場にて組立加工した床パネルとして現場で取付けることも可能である。（図２参照）
ハ．根太に公知の方法で断熱材受を取付け、グラスウール等により断熱施工する。
しかし、基礎断熱を施した場合は省略できる。
ニ．構造用合板を外壁面（土台外面）まで貼り、プラットホーム床とする。このように、床をプラットホーム工法とする場合、構造用合板を用いることにより火打梁、火打土台を必要としない。さらにＣＬＴ板（又は２４ｍ／ｍ以上の厚板合板、又は単板直交積層板のＬＶＢ）を用いることで大スパンの根太レス工法も可能となる。
第３工程
２階がない下屋部分に配設される柱４Ａは集成材又はＬＶＬで構成され、かつ、この柱４Ａの所定個所には、先ず、小屋の梁受金物５をボルト、ＳＷ、ナットにて取付け後、これを土台上に起立させ、当該土台との接合は柱脚金物（ホゾパイプなど）にドリフトピン締めする。（特に図示しない）
２階のある部分に配設される柱４Ｂは、全て集成材又はＬＶＬによる通柱とし、この通柱の所定箇所には、先ず、２階床及び小屋梁の受金物をボルト、ＳＷ、ナットにて取付け後、これを土台上に起立させ、当該土台との接合は、柱脚金物でドリフトピン締めする。
この工程（建方）の作業時には、クレーン車を使用する。
ここで、柱脚金物はホゾパイプなどを用い、ドリフトピンを打ち込むことにより締め付ける。
また、梁受け金物７は一般的流通品（例えば（株）タツミのテックワンなど）を用いてもよく、その金物に適合するプレカット加工が施されている。さらに、図３３〜図３５に示すＬ型フランジとウエブ先端に斜めに取り付けたパイプにより柱と梁を引き寄せる効果を有するオリジナルＪ金物を用いると大スパンの中断面梁を柱と接合するのに最適である。
第４工程
２階の根太受け金物（ＢＨ２‐２１０など）を取付けた２階床梁・胴差梁５Ａをクレーン車にて吊上げ、通柱４Ｂの梁受金物７に連結してボルト、ドリフトピン、ＳＷ、ナットにて接合する。内部柱を無くするためにハイブリッドフレーム６を用いることも可能とする。
ここで、ハイブリッドフレーム６とは、図３１〜図３３に示すように、一対の縦部材とその上端間に横架された横部材とを有する耐震開口フレーム６Ａにおける横部材と、横部材の上方に同じ全長をもって配置された上弦材６Ｂと横部材及び上弦材の双方の少なくとも全長に亘って延在し、かつ双方の両側面に留め具により緊結された一対の軽量形鋼６Ｃとを具備する大スパン用ハイブリッドフレーム６である。
第５工程
根太受金物にツーバイフォー部材または木質Ｉ型梁でなる根太７を組込み釘打ちにて取付けたのち、構造用合板（ＪＡＳ規格）８を敷き、仮足場として安全を図り、建方完了後、釘と接着剤にて根太７に止付けて２階床組を構成する。（第４図参照）また床材としては厚板合板を用いる。また、床材としてＣＬＴ板９を用いることで根太レスとするこどができる。（第４３図〜図５１参照）
第６工程
小屋梁・桁梁９をクレーン車にて吊り上げ、柱に取り付けた梁受金物７にドリフトピン止めにて接合したのち、ツーバイフォー部材または木質Ｉ型梁などにて野地タル木組み１０をし、屋根組を行ったのち、野地タル木組１０の上に野地合板１１を釘打ちにて止付け小屋組を構成する。（図５〜図７参照）ここで、野地タル木組１０を工場でパネル化して現場取り付も可能としている。さらに、妻壁１２のパネルやパラペット１３も工場でパネル化も可能である。但し、屋根断熱を行うため、野地合板１１に硬質ウレタンボードやビーズ発砲スチレンホードなどと野地合板の複合板を用いる。しかし、天井部分で断熱を行う場合は野地合板のみとする。
このようにして、建物の構造体である柱、梁、小屋組材、床組材、外壁材、内壁材等を工場生産し、組立加工と一環して製品管理された部材、パネル加工品を流通、運搬、現場ストックして現場で組立てることにより大幅な工期短縮、品質の安定した構造が図れる。
第７工程
工場でツーバイフォー部材などによって製作された外壁パネル１４を床と梁の間に取付ける。（図６参照）
この外壁パネル１３には、あらかじめ工場にてグラスウール等の断熱材と運搬時の破損を防止するネット、水平耐力を受持つ構造用合板、ビーズ発泡スチレンボートによって通気性を確保する凹凸が形成された通気ボード（エアサイクルボードなど）が組込まれている。さらに壁体内にはＰＣＭ（蓄熱剤）を用い、省エネルギーの促進を目的としたダイナミックストレージシステム（図５２参照）も可能としている。この場合、構造用合板に代えて壁耐力と評価できるインシュレーションボード（軟質繊維板）に通気を確保する凹凸を形成した形状素材を使用することも可能とし、透湿性を確保でき内部結露を防止できる。
ここで、ダイナミックストレージシステム（ＤＳＳ）とは、図５２、図５３の図に示すような空気の流れによって実現される技術で、太陽熱等を最大限有効利用することを目的に建物の熱損失を低減するダイナミックインシュレーション（ＤＩ）と取得した熱エネルギーを効率よく蓄放熱するダイナミックストレージ（ＤＳ）を組み合わせた技術である。ＤＩは外壁部分の熱損失を低減し、ＤＳは回収した太陽熱を各階の壁、床等に配置したＰＣＭ（潜熱蓄熱材）に蓄熱する。これにより、暖房負荷をシフトすることが可能となり暖房エネルギーの削減を実現する。一方、温暖地向け夏期用ＤＳＳは夜間の冷熱を利用することを目的に、日射の当たらない北面等のＤＩ壁を利用し、ＤＳは各階の壁、天井に配置することで冷房負荷をシフトさせ冷房エネルギーを低減させようとするものである。空気の流れを確保するための動力には電気駆動式のファンを利用するが、将来的に煙突効果や自然風等のパッシブ利用とする
第８工程
外部開口部に、公知の工程で塩ビ製、木製またはアルミ製等のサッシ１５や断熱玄関ドアーを取付ける。（図７参照）図９中、１６は屋根用カラートタンである。
第９工程
土台、梁等の外壁パネル以外の部分の通気層を連通させるため、透湿性を有する構造用合板とビーズ発泡スチレンボードによって通気性を確保する凹凸が形成された通気ボード（エアサイクルボードなど）を貼る。
第１０工程
外壁パネル１３の内側に、公知の工法で、防湿層を貼り、プラスターボードを施工する。（１階、２階共）
第１１工程
公知の工法で天井にプラスターボードを天井面全てに先に貼る。（１階、２階共）
第１２工程
間仕切壁部にあらかじめ工場でツーバーフォー部材によって製作された内壁パネル（図８参照）を床と天井の間に取付け、プラスターボードを貼る。
第１３工程
仕上げとして内外部床材、外装材、内装材、内外住宅設備機器、電気設備、給排水衛生設備機器などを完備する。
上記工程を具備することで、本考案の木造ハイテク建築物１が完成する。

ここで合理化基礎の詳細を説明する。基礎２は、断面⊥状に構成した外回り基礎体２Ａ内の所定個所に地中梁２Ｂと耐圧版２Ｃを一体に形成し、上記地中梁２Ｂの上面には所定間隔をもって筒体コラム２Ｄを植設し、上記筒体コラム２Ｄ内には鉄筋が施されコンクリートを打設して成るコラムベース基礎である（図１、図１５、図１６、図１７）。また現場コンクリート打設コラムを用いず、耐圧版式グリッドポスト基礎工法（図１０、図１１、図１２）のＰＣ製のグリッドポスト２Ｅとしてもよい。このグリッドポストはコンクリート製品工場で作られ、平板状で互いに嵌合可能なＨ‐１・Ｈ‐２の二種類を現場にて図１２のように組み合わせて用いる。
加えて、この場合、図を参照して、外回り基礎体２Ａの内外側にスチレンボードなどを型枠材とした基礎断熱型枠材を用い、一例としてプラキソ型枠２Ｆ（図１３、図１４、図１８〜図２０）、リミテッドフォーム型枠２Ｇ（図２１〜図２２）を選択可能とし、コンクリートを外回り基礎体２Ａ、地中梁２Ｂ、耐圧版２Ｃとを同時に打ち込みすることにより断熱基礎となる。又内部コラムやグリッドポストの代わりにジャストフーチング２Ｈ基礎（独立基礎）図２９、図３０としてもよい。

このような基礎２を採用すると、下記のような作用効果を期待できる。
Ａ．機能的効果として
イ．中基礎の立ち上がりが束石状体（円柱・Ｉ型・十字型・角柱）のため、空気流通が十分図られることにより表面結露を防止して、ナミダダケ、カビなどの腐朽菌が発生しにくい。
ロ．外力、特に水平力（風圧力、地震力）に対して、構造上建物全体のプロポーションを考慮して剛性の高い地中梁を配置でき、地盤設置面が耐圧版であることにより、垂直力（固定荷重、積載荷重）に対し、基礎全体での地耐力基礎の役割を果たし、水平構面の十分剛性を保った基礎ができる。
ハ．束状コラムやセンタージャストフーチングのコンクリートは現場打ちなので、地中梁と一体構造となり、水平力を外力とし片持梁で設計しているため耐力上高度なものができる。またグリッドポストにおいても耐圧版と専用金物で強固に固定可能となっている。
ニ．床下の空間が広くなるため、長期的な床下メンテナンスがしやすくなる。
ホ．基礎断熱をすることで、床下空調が可能となり、暖冷気の流通が良い。
Ｂ．施工上の効果として
イ．布基礎の立ち上がり部分はほとんど外周部だけなので型枠付けが簡単にすむと共に、型枠組の時、内部基礎がないため入り隅、出隅の型枠作成が殆どいらなくなるため、容易に外周部の型枠が取付けられる。また断熱型枠を用いることで容易に基礎断熱が可能となり、型枠の解体も不要となる。
ロ．地中梁がＧＬ以下におさまり、コンクリートを打設前、塩ビ管などにより、束石状体コラムの型枠が簡単に設置できるので、工期の短縮ができる。さらにグリッドポストと断熱型枠を用いると１回のコンクリート打設で完了する。
ハ．束石状体のコンクリート打設が少量ですみ。地中梁がＧＬ以下なので、埋め戻しを無くすることができるため、施工性が良いと共に、内部の基礎が点的存在の基礎であるため、天端均一が容易にできる。
加えて、従来現場で作成されてきた型枠を加工場にて製作して搬入し、所定の場所に取付けることができ、工期短縮ができる。さらに断熱型枠を用いると型枠取付後、直ちに埋め戻し、整地が可能で、大幅な工期短縮が可能である。
Ｃ．コスト上の効果として
イ．地中梁がＧＬ以下なので、特に型枠がいらない。
ロ．束石状体は市販の塩ビ管などを利用できるので、安く利用できる。又、グリッドポストはＰＣ製で品質が安定しているので安心して使用できる。
ハ．特別な型枠が内部にないため施工性がよく工期が短縮され、コストダウンにつながる。
ニ．型枠の入り隅、出隅が少なく、また、型枠が長辺にわたって途中で切れることが少ないので、コンパネや断熱型枠のロスが少なく、取付け部品も少なくなる。
Ｄ．その他の効果として
イ．型枠が少量で済むことにより、運搬による荷上げ、下げの手間が少なくなる。
ロ．釘や金具等の雑費が少なくなる。
ハ．型枠の切り屑が少なくなるので、現場がきれいである。
また、耐圧版は上述の如く構成されているから下記のような作用効果を期待できる。
イ．基礎内部の地表面下にポリエチレンフィルムを敷き詰め耐圧版コンクリートで密閉しているため、土中の腐食土によるカビ、ナミダタケ、腐朽菌の発生を防止することができると共に、本建築物は冬期間床下温度が外気温度より高くなり、土中の湿度が床下空間に向かって集中するため、これらの進入を完全に防止する。
ロ．床下が間仕切の無いワンフロアーとなるため、配管工事、床下のメンテナンスなどが容易となる。
ハ．耐圧版式土間により、床下空間の空気中に含まれている湿気や熱をコンクリートが吸収し、乾燥時や夜間時には湿気や熱を排出する調湿作用と蓄熱作用を行ない、さらに地中熱利用も兼ねている。

ここで、耐震開口フレームとは、Ｌ字状のコーナー部を剛接合とした一体部材のＬ型部材を組み合わせた窓用ＢＯＸ型タイプと、車庫・店舗等用の門型タイプの構成（図３７〜図４２参照）となっており、図３９、図４０、図４２に示す水平構面用耐震開口フレームにより、吹き抜け等の開口部の床倍率が確保できるため、床の剛性度のバランスよくなる。また、壁の開口部の耐力壁化により、耐力壁が計画的に分散・配置でき、耐力バランスや偏芯モーメントを防ぐことができる。
図３９は一般の吹き抜け部に火打ち梁を設けたものと、水平構面フレームを取り付けた場合の上面図で、火打ち梁が不要となる。図４０は、水平構面踏むコーナー部を剛接合とするプレート金物と繊維シートを用いた例である。図４１に示すものは、折り曲げ加工による剛接合金物である。

さらに、図３１〜図３３に示す上弦材６Ｂと耐震開口フレーム６Ａを下弦材とした軽量形鋼６Ｃとのハイブリッド合わせ梁６のシステムは、鉛直荷重を上弦材及び耐震開口フレームの一部の下弦材と軽量形鋼６Ｃにより負担し、水平荷重は耐震開口フレーム６Ａで負担する力のすみ分けを可能としたハイブリッド合わせ梁６である。また、従来から木造の大スパン化に用いられてきた信頼性の高い軽量形鋼６Ｃと、コーナー部を剛接合として耐震性が評価されている耐震開口フレーム６Ａと上弦材６Ｂと一体のＣＬＴ板９により、新たな機能である鉛直荷重と水平荷重の両荷重を受け持つ架構及び床剛性の高い新システムが構築できる。図４３〜図５１参照

ここで、図４４に示すものは、ハイブリッド合わせ梁６と一体のＣＬＴ板９の断面図で、図４５は、ハイブリッド合わせ梁６の上弦材６Ｂと耐震開口フレーム６Ａに隙間が無いタイプと、上弦材６Ｂと耐震開口フレーム６Ａに隙間を設けるタイプと上弦材６Ｂが軽量形鋼６Ｃより上側に突出し、耐震開口フレーム６Ａに隙間を大きく設けるタイプの概要断面図である。図４６は、ハイブリッド合わせ梁の上面床組にＣＬＴ板９を取り付ける概要断面図である。図４７は、ハイブリッド合わせ梁６の上面床組に厚手構造用合板又はＬＶＢ８を取り付ける概要断面図である。取付けは、軽量形鋼６Ｃのツバ部分より高強度ビスを用いて構造用合板又はＬＶＢ８と一体化する。

図４８は、ハイブリッド合わせ梁６の上面床組にＣＬＴ板９を取り付ける概要斜視図である。そして、図４９は、ハイブリッド合わせ梁６の上面床組にＣＬＴ板９及び壁面にＣＬＴ板９Ａを向上でプレカットしたパネル材として製作し、現場にて取り付ける概要斜視図である。ここで、図示しないが、図４９のＣＬＴ板９Ａは柱間に設ける真壁納めであるが、柱外側にＣＬＴ板９Ａを取り付ける大壁納めも可能としている。
また、図５０は、住宅などにハイブリッド合わせ梁６を２階建軸組に組み込み、床組にＣＬＴ板９を取り付けた概要斜視図である。ここで、図示しないが、ハイブリッド合わせ梁６は所定の間隔で用い、内部柱を少なくすることも可能とする。また、図５１は、店舗、事務所などにハイブリッド合わせ梁６を１階建軸組に組み込み、床組にＣＬＴ板９を取り付けた概要斜視図である。

さらに、ダイナミックストレージシステム（ＤＳＳ）とは、図５２の図に示すような空気の流れによって実現される技術で、太陽熱等を最大限有効利用することを目的に建物の熱損失を低減するダイナミックインシュレーション（ＤＩ）と取得した熱エネルギーを効率よく蓄放熱するダイナミックストレージ（ＤＳ）を組み合わせた技術である。ＤＩは外壁部分の熱損失を低減し、ＤＳは回収した太陽熱を各階の壁、床等に配置したＰＣＭ（潜熱蓄熱材）に蓄熱する。これにより、暖房負荷をシフトすることが可能となり暖房エネルギーの削減を実現する。一方、図５３の寒冷地・温暖地における季節モードによりシステム概要図により、温暖地向け夏期用ＤＳＳは夜間の冷熱を利用することを目的に、日射の当たらない北面等のＤＩ壁を利用し、ＤＳは各階の壁、天井に配置することで冷房負荷をシフトさせ冷房エネルギーを低減させようとするものである。空気の流れを確保するための動力には電気駆動式のファンを利用するが、将来的に煙突効果や自然風等のパッシブ利用とする

これらにより、耐震開口フレーム６Ａと軽量形鋼６Ｃとのハイブリッド合わせ梁６及び床のＣＬＴ板９との合成梁のシステムは、ハイブリッド合わせ梁６の梁成を小さくでき、鋼材は一般流通品なので安価、軽量であるため施工性が良い。また、耐震開口フレームなど信頼性の高い部材との組み合わせにより、組み合わせ方法による合成梁の理論による安全・安定的な部材及びその架構システムを大開口・大スパン・大空間をニーズとする住宅及び店舗・事務所・公共施設などに提供が可能となる。

本考案の建築物は、基礎は柱部分に大きな支持力を負担させることになるので、構造耐力的に安全なコラムベース基礎、耐圧版式グリッドポスト基礎及びプラキソ型枠、リミテッドフォーム型枠と耐圧版式グリッドポスト基礎、およびセンタージャストフーチング（独立基礎）基礎による超合理化された基礎とする。その上に中断面の集成材やＬＶＬを用いた木造の軸組建築物にツーバイフォー部材、木質Ｉ型梁を床組、小屋組に用いて、大スパン化を図り、工場にてツーバイフォー部材で加工、組立てられた外壁、内壁、床パネルを現場にて組込む大スパンパネル建築物に開口部を耐震化する耐震開口フレームの技術を用い、さらに、耐震開口フレームと軽量形鋼とのハイブリッド合わせ梁及び床のＣＬＴ板との合成梁のシステムなどにより、安全・安定的な部材及びその架構システムと高度な生産管理プロセスの標準化されたシステムにより、大開口・大スパン・大空間をニーズとする住宅及び店舗・事務所などに提供が可能となるなど広く提供できる。

１は、本考案の木造ハイブリッド建築物
２は、本考案の基礎、２Ａは外周基礎、２Ｂは地中梁、２Ｃは耐圧版、２Ｄは筒体コラム、２Ｅはグリッドポスト、２Ｆはプラキソ型枠、２Ｇはリミテッドフォーム型枠、２Ｈは基礎（独立基礎）
３は、土台
４は、柱、４Ａは１階柱，４Ｂは通し柱
５は、梁、５Ａは２階床梁、５Ｂは小屋梁
６は、ハイブリッドフレーム、６Ａは耐震開口フレーム、６Ｂは上弦材、６Ｃは一対の軽量形鋼（軽みぞ形鋼やＣ型軽量形鋼など）
７は、根太パネル
８は、構造用合板
９は、ＣＬＴ板
１０は、野地タル木パネル
１１は、野地合板
１２は、妻壁のパネル
１３は、パラペットパネル
１４は、外壁パネル
１５は、サッシ
１６は、屋根用カラートタン

Claims (5)

1. 以下の特殊工程を具備することを特徴とする木造ハイテク建築物。
   第１工程
   低層建築物の布状基礎の立ち上がりを外周部だけとし、内部土間部に鉄筋コンクリート（ＲＣ）製耐圧版と、所定の個所に鉄筋コンクリート（ＲＣ）製地中梁と、内部の基礎の立ち上り部を束状とするために筒体を用いて鉄筋コンクリート（ＲＣ）製コラム（円柱）を、又はプレキャストコンクリート（ＰＣＡ）製平板の互いに嵌合可能でＩ型及び十字型に組み合わせたグリッドポストを、又は筒体を用いて鉄筋コンクリート（ＲＣ）製独立基礎のジャストフーチング（独立柱）を、所定の箇所に植設することを特徴とした合理化基礎を施工する。
   第２工程
   防腐土台を用い、アンカーボルトにて外周立ち上がり布状基礎及び上記内部束状基礎の立ち上がり部に緊結し、前記土台上にツーバイフォー部材などによるパネル状床組やプレカットされた床組材を設置する。
   第３工程
   構造躯体はエンジニアード・ウッドを用いた柱・梁とし、柱・梁に取付けられた接合金物に嵌合する加工をプレカット工場で行い、柱・梁に接合金物を取り付け、柱を上記土台上に設置して建て方する。
   第４工程
   ２階の根太受け金物を取り付けた床梁や胴差梁を柱の接合金物に取付ける。
   第５工程
   上記根太受け金物にツーバイフォー部材などによるプレカットされた床組材を設置する。
   第６工程
   小屋梁や桁梁を柱の接合金物に取付ける。そして、パラペットパネル及び妻壁パネルを小屋梁の上に取り付ける。さらに、ツーバイフォー部材などによるパネル状屋根組やプレカットされた屋根組材を設置する。
   第７工程
   ツーバイフォー部材などによる壁パネルを設置する。前記壁パネルにはあらかじめ断熱材及び構造用合板、外壁の通気部材などが組み込まれている。
   第８工程
   外部開口部に窓や玄関ドアを取り付ける。
   第９工程
   外壁の通気部材・構造用合板を土台部、胴差部、桁部に設け、通気の連通を図る。
   第１０工程
   外壁パネルの内側に防湿層とプラスターボードを貼る。
   第１１工程
   公知の方法で先に天井組してプラスターボードを天井面全てに貼る。
   第１２工程
   間仕切り部に内壁パネルを床と天井の間に取付け、プラスターボードを貼る。
   第１３工程
   仕上げとして、内外部床材、外装材、内装材、内外住宅設備機器、電気設備、給排水衛生設備機器などを完備する。
2. 請求項１記載の第１工程において、外周基礎の型枠を既存の断熱型枠（プラキソ型枠又はリミテッドフォーム型枠など）を用いることを特徴とする請求項１記載の木造ハイテク建築物。
3. 請求項１記載の第４工程において、内部柱を無くしたオープンな大空間とする場合、一対の縦部材とその上端間に横架された横部材とを有し、もっぱら水平力を負担する耐震開口フレームにおける横部材と、横部材の上方に同じ全長をもって配置された上弦材と横部材及び上弦材の双方の少なくとも全長に亘って延在し、かつ双方の両側面に留め具により緊結された一対のもっぱら鉛直力を負担する軽量形鋼とを具備する大スパン用ハイブリッドフレームを用いることを特徴とする請求項１、請求項２記載の木造ハイテク建築物。
4. 請求項１記載の第２工程及び第５工程において、根太材を省略して次世代の構造材料としての直交集成板（ＣＬＴ板）等を用いることや第７工程において外壁パネルを直交集成板（ＣＬＴ板）で製作することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３記載の木造ハイテク建築物。
5. 請求項１記載の第７工程において、図５２に示すような空気の流れによって実現される技術で、太陽熱等を最大限有効利用することを目的に建物の熱損失を低減するダイナミックインシュレーション（ＤＩ）と取得した熱エネルギーを効率よく蓄放熱するダイナミックストレージ（ＤＳ）を組み合わせたダイナミックストレージシステム（ＤＳＳ）を用いることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４記載の木造ハイテク建築物。