木材の性質

木材の性質にはどのような機能があるのか?

『木は鉄よりも強い』

木は鉄やコンクリートより強度は小さく、弱いと言われておりますが、この常識は果たして、本当なのでしょうか? 正しいのでしょうか?

『木は天然が作った素晴らしい素材で、重量あたりの強さでいうと、鉄よりも強いのです』 と この『常識』を不定するのは農林水産省森林総合研究所構造性能研究室の神谷室長です。

同室長によりますと、重さを断面積で割った強度比では、木は鉄やコンクリートより強いという。
強度には『引っ張り』 『曲げ』 『圧縮』 とあるが、いずれも木の方が強いのだ。ただし、あくまで同じ重量で比較した場合の話だ。 と言う。

では、何故、木が強いかというと、木の断面を電子顕微鏡で見るとよく分かるが、内部がパイプを束ねた中空構造になっているからです。鉄の場合でも、同じ重量の無垢の丸棒とパイプ状のものとを比べると、パイプ状の方が強い事はよく知られています。木が強いのはまさにこの原理が働いているからです。

地震と建物の関係の重さの関係を調べてみますと、重たい建物ほど地震の揺れから受ける力が大きいので、軽くて丈夫な木材は実は地震に強いはずである。阪神大震災で古い木造住宅が次々と倒壊したが、構造上の問題【設計の問題】や欠陥や手抜工事の問題また、メンテナンスをしてなかった問題であり、木材そのものの強度とは関係がなかったのです。
『木は確かに燃えるが、実は火に強い』

鉄やセメントは燃えないが、木は燃える。これは、誰でも知っていることです。しかし、『燃える』ということと『燃えやすい』ということは違います。
木材でも断面積の大きなものは『燃えにくい』のです。

日本では木がすぐ燃えるものというイメージが定着しているが、欧米では違う。断面積の大きな木材が燃えにくいということは早くから知られており、木製サッシを使えない地域もある日本と違って木製の窓サッシは早くから普及していました。

木造住宅も、駅前の商店街などの防火地域では、長い間これを建てることがほとんどできなかったのですが、建築基準法の改正により、ようやく最近になって、準耐火木造建築物が建てられるようになったばかりです。

準耐火建築物というのは厚さ15ミリ以上の石膏ボードを壁に貼るなどをして、火災が起きても燃えにくくした造りの木造住宅を指すのです。

さて、断面積の大きな木材がどうして燃えにくいかというと、木は火に包まれると表面は燃えて炭化するのですが、実はこの炭化層が断熱材の役割をして、木の内部を火から守ってくれるのであります。
炭素には熱を伝えにくく、かつ、酸素を通しにくくする性質があるのです。

また、前述したように木はパイプ状の中空構造になっているため、当然空気を大量に含んでいる。この空気がまた、熱を遮断する役割を果たしているのです。

こうした、木の持つ耐火性能について、日本でも最近になってようやく注目をされるようになり、平成六年の建築基準法の改正により、木材も住宅建築用の準耐火素材としてもと認められるようになりました。
外側が燃えても、残った部分で建物全体を支えることのできる太さの木材であれば、木造の家でも安全というわけです。
素材自体を比較するのであれば、鉄のほうが熱を伝えやすいため、溶けてぐにゃぐにゃに曲がる可能性が高く、火に弱いと言えなくもない。その点、木材は確かに燃える素材でありますが、前述したように断熱性能に優れているため除々にしか燃えず、強度が落ちることはない。

『断熱性には木は抜群の威力を発揮』

木材は内部が中空になっているため、鉄やコンクリートに比べ、断熱性に優れていることはすでに触れました。 したがって、気密性の高い構造にすれば、夏は涼しく、冬は暖かい住宅を作るには非常に適した素材と言える。高気密、高断熱住宅のサッシで木製が一番と言われるのはこのためである。

『管理さえよければ、木の生命は半永久』

『木は腐りやすい』とよく言われますが、本当でしょうか?』
『腐朽菌や白アリが生息しやすい環境を提供をすれば、確かに木は腐ったり、白アリに蝕まれたりしますが、それは木のせいではありません。腐朽菌や白アリが生息しにくい環境づくりに努力をすればよいのです』 と 東京大学農学部の有馬助教授が言います。

同助教授によれば、腐朽菌や白アリは、酸素・温度・食物・水の四つの条件が揃ったときに初めて繁殖するのだと言います。
酸素が不足すれば、腐朽菌も白アリも生きていけない。水中貯木が効果的なのはこのためで、数千年前の遺跡で発見された木材が腐っていないのも、木材が土中にあることにより、酸素が欠乏していたからです。
しかし、住宅では、酸素を取り除くわけにはいきません。

温度については、摂氏4度から35度ないし40度ぐらいが腐朽菌や白アリにとっては適温となります。
しかし、人間が生活する温度範囲と一致しますのでこれも打つ手はございません。

食物も木材そのものが対象となりますので、これも取り除くわけにはいきません。

となりますと、対策の決め手となるのは水分の水であります。湿度が90%以上、ちょうど、結露が発生した状態になりますと、腐朽菌や白アリが生息しやすくなります。もっと水分が多くなるとカビが生えてきます。

つまり、木材の耐久力については水の管理がポイントになってきます。

台所、浴室、トイレといった水廻りから、腐り始めるのはこのためで、要は住居からジメジメとしたところを失くせばよいのです。 
注:『最近では、外断熱工法の結露がでない住宅というふうに、普及し始めており、壁の中の見えないところがどうなっているのか? うちは結露もカビもでてないから大丈夫と言っていた家屋にも調査をしますと、壁内充填内断熱工法が原因で結露が発生して腐朽菌が繁殖し、木材を腐食させていたという事実がはっきりしてきました。』
木材イコール住宅の耐久力は、住宅のこの部分の水の管理【壁内結露の問題また、外壁や屋根からの雨水の浸入】のメンテンスが大切になってくる所以です。

最古の木造建築として知られる法隆寺は、今もって、メインの構造材は建築時のものです。
管理が良ければ、1200年経ってもびくともしないことが、実証されているわけです。

エジプトのピラミッドに安置されていた木製棺が新品同様にの状態で発見されているのも、木の耐久性の高さを実証しています。 水に対する管理がよければ、4000年前の木製品でも腐らなかったわけであります。

『木材は自然が生んだ加湿・乾燥機』

湿った手で無垢の木に触れてもベタッとしないのは何故でありましょうか?
『木は空気が乾いている時は水分を吐き出し、湿っている時は吸収するのです。調湿機能というのですが、木はそういう便利な性質を持っています。【有馬助教授】また、木材は天然のエアコンとも言います。』

木材は内部が中空構造で空気を大量に含んでいますから、湿気を吸ったり、吐いたりをできるのです。
木造住宅の室内が戸外に比べ、湿度の上下差が少ないのもそのためです。

鉄筋コンクリート造りの場合、家を留守にして何日間も窓を閉め切ったままにしておくと、天井にカビが生えたり、押入れの布団が湿ったりすることがよくあります。

しかし、木造住宅は木の持つ吸湿性のためにこんなことは起きにくいです。
校倉造りで有名な正倉院の宝庫。中の宝物の保存状態がよいのも、木の調湿機能により、庫内の湿度が調整されているからに他ならない。木は言わば、自然の加湿・乾燥機で、人間が快適な生活を送るうえで、極めて便利な性質を持っています。

『木材及び木造住宅を大切にすると言うことは環境保全に役立つ』

今、社会的に森林伐採における、環境破壊の問題をあげられています。
森林には天然林と人工林があるのですが、日本の天然林は成長が止まっていますが、日本では森林資源を増えるように人工林が成長し続けるように努力してきており、森林資源は増えています。

それは何故か? 日本の木材の消費量は年間一億立方メートルで国産材はその25%で2500万立法メートルで後の75%の7500万立方メートルは海外の熱帯雨林からの天然林を輸入をしています。

日本の国は環境破壊を防ぐために、国産の天然林を伐採しないで、人工林を植林して、森林資源を増やすようにしており、実際には日本の森林資源は増えているということはあまり知られていないのですが、かわりに海外からの木材資源を輸入して、東南アジアなど、海外の森林資源の伐採による、環境破壊を増長させています。これでは、世界各国から森林伐採の問題でバッシングを受けるはずです。

世界の森林伐採による、環境破壊は二酸化炭素などの炭素を吸ってくれる森林が少なくなり、炭素によるオゾン層の破壊を加速させ、地球温暖化の問題につながっていきます。

住宅リフォームにおいては、家の中の間取りやキッチン、お風呂などの設備のソフト面のリフォームに目を向けがちですが、住宅の構造体などの耐久性、耐震性などのハード面において、今の住宅を20年や30年どころか、50年、100年と持たせることが十分に可能であり、今の技術をもってすれば、ハード面ではまったく問題はございません。

したがって、今のお住まいを大切にしていくということは、世界の森林伐採による環境破壊を減少させ、地球温暖化防止へとつながり、環境保全に大いに役立つことになり、大自然と人類は一体となり、快適な営みを守っていく事ができるのです。

環境が良くなれば、地震も起きにくくなるような、良い環境の大自然になってくるような気がします。
この記事へのコメント
この記事へのコメントをご記入ください。
お名前: [必須入力]

メールアドレス:

ホームページアドレス:

コメント: [必須入力]

認証コード: [必須入力]


※画像の中の文字を半角で入力してください。
この記事へのトラックバックURL
http://www.blogdehp.net/tb/13170619
(当記事へのリンクを含まないトラックバックは受信されません。)