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<木材は天然の空調機>
無垢の木材には、湿度が高くなると水分を吸収し、乾燥して湿度が低くなると水分を放出するという機能があります。木材が持つ調湿作用は大変優れており、一般に105角で3mの杉の柱ではビール瓶にして約0.5〜1本分もの水分を出し入れすると言われています。 2000年以上もの歴史を持つ東大寺正倉院の校倉造は、この木材の性質をうまく利用して作られました。正倉院の桧は湿度が高くなると水分を吸収して室内の湿度を低下させ、逆に空気が乾燥すると水分を放出して湿度の低下を防ぎ、建物内の湿度の変動を抑えてきたのです。 調湿は私達の健康だけではなく、物の寿命にも影響を与えます。湿度の変動幅が大きくなると物の損傷が激しくなるため、美術館や博物館などの収納庫では湿度を一定に保つ事が基本とされています。東大寺の校倉造もこうした木の働きによる天然の空調ができたからこそ中の美術品の保存状態がよかったのでしょう。 湿気と健康 室内の湿度と結露について 湿度と健康・住宅 私達が呼吸する空気中には若干の水蒸気が含まれています。この空気中の水分(湿度)は私達の健康、そして建物や物の保存状態と深い関係があります。 一般に空気中の湿度は40〜70%前後がよいとされています。湿度が70%以上になると建物に結露が生じやすく、カビやダニが繁殖してレルギーの原因となるほか、木質建材を腐らせ、耐久性を損なうことがあります。また、逆に湿度が40%以下の極端に低い場合にはインフルエンザウィルスなどの活動が活発になり、喉を傷めたり風邪を引きやすくなったりします。 住宅における結露 住宅環境で特に問題となるのが、多湿環境が長く続いて結露が発 生することです。結露は、空気が冷やされ、水蒸気が飽和状態となって液体化する現 象で、氷を入れたグラスや窓ガラスに水滴が付着するなどの身近に見られる物理現象です。 住宅では炊事や入浴、洗濯、暖房などによる湿気の他、濡れた雑巾や観葉植物、鉢植えの土など、様々なところから湿気が発生します。これらの湿気は換気によって外へ排出されたり、窓ガラスなどで冷やされ、水となって排出されますが、一部は水蒸気圧の少ない壁や床下、天井へ侵入し、そこで露点温度に下がると結露が発生します。 住宅での結露は、大きく分けて「表面結露と「内部結露」とがあります。表面結露は窓や、床、浴室などの目に見える所で結露が生じることを言い、内部結露は壁の内側や床下などの目に見えない所で結露が発生する事を言います。内部結露は目に見えないため、結露による被害が発生してから気がつくことがほとんどです。 結露を防ぐには 結露を防ぐには、室内の湿度を上昇させないことと、結露が発生しにくい住宅環境を整えることが重要です。 水蒸気は私達自身の身体から発生するほか、炊事や洗濯など、日常生活において相当な量が発生します。室内で発生するこれらの湿気は生活習慣を少し変えたり、こまめに換気をすれば外に排出することができます。 高温多湿の日本の気候環境では、調湿作用のある呼吸する素材が適しています。昔から日本では床や壁、天井などに調湿作用のある素材として紙や布、木材、土などが利用されてきました。いずれもすばらしい吸湿作用がありますが、紙や布は厚さが薄いため、単位あたりの吸収量は少なくなってしまいます。紙や布を使用する場合は、その下地材とあわせて吸湿・防湿を考える必要があります。また、木材には優れた吸湿作用がありますが、あまり塗装しすぎると吸湿作用を損なうことがありますのでご注意ください。 内部結露は住宅内と戸外との温度差が激しい冬から春先にかけて生じやすくなります。特に冬は暖房をかけたり、換気量が少なくなったりするため、室内に湿気がこもりがちです。内部結露を防止するには室内の湿気が壁やその内部、天井、床下に侵入しないようにする事が必要です。 結露をふせぐポイント 毎日こまめに換気をする 炊事などで湯気が出るときには換気扇を回して湯気を外に出す 洗濯物はなるべく外に干す 浴室を使用した後は換気を十分にする 押入の中は温度が低くなりがちなので時々戸をあけて換気する 室内の内装(壁・床・天井)に吸湿作用のある素材を用いる。 建築素材としての木材の可能性 … 木材の耐火性 … 木の強さと軽さの秘密 木の強さと軽さの秘密 --- 木はコンクリートよりも強い!? 「木材の科学」トップページへもどる 木材はよく、軽い割には強度があると言われます。たとえば、桧材の引っ張りの強さは、鋼鉄の約4〜5分の1、圧縮の強さはコンクリートの1.3〜2.5倍となっており、木材の比重が軟鉄の1/20、コンクリートの1/5であることを考えると、軽いながらも優れた強さを示す事が分かります。(注1) 生物素材である木材がこれほど軽く、強度に優れているのは一体どうしてなのでしょうか? 木材が軽くて強いのは、細胞壁を形作る物質とその構造に秘密があります。 木の細胞の大部分は中が空洞のパイプの様になっており、木はこのパイプ状の細胞を軸方向に平行に束ねたような構造をしています。この構造はミツバチの巣に似ていることから、ハニカム(蜂の巣)構造とも呼ばれています。ハニカム構造は空気を多く含み、軽くて強いという性質があるため、宇宙ロケットやゴルフのシャフトなど、様々なところに利用されています。木材が他の素材と比較して軽いのはこの構造のためなのです。 木材はまた、この細胞壁自体に強さがあります。木材の細胞壁はセルロースなどの繊維質と、ヘミセルロースやリグニンという物質が相互に絡みあって作られています。これら3物質の構造は、よく鉄筋コンクリートの建物に例えられ、セルロースは鉄筋、ヘミセルロースは鉄筋を結びつける針金、そしてリグニンはそれらを固定するコンクリートの役割を果たしているといわれます。 しかし、木材の強靭さはこの構造だけでは説明しきれません。木材が丈夫である根本的な理由はミクロフィブリルというセルロースの束にあります。ミクロフィブリルはセルロースが束になったもので、木材では30〜40本のセルロース鎖から構成され、これらが互いに水素結合によってしっかりと結びあってらせん構造を形作っています。また、木材の細胞壁は三層から成り立っており、これらミクロフィブリルは外層と内層で横巻きに、内層で縦方向に並び、互い違いになりながら強度を確実なものにしています。この層は縦方向の中層が一番厚くなっていますが、これが木材の縦方向の引っ張りに強い秘密でもあります。 このように、木材は木材の細胞の持つその構造自体と、細胞壁を形作る物質がミクロな面で強靭な構造を保っていることから、軽くて強いという性質を備えているのです。 木の強さと軽さの秘密 --- 木はコンクリートよりも強い!? 「木材の科学」トップページへもどる 木材はよく、軽い割には強度があると言われます。たとえば、桧材の引っ張りの強さは、鋼鉄の約4〜5分の1、圧縮の強さはコンクリートの1.3〜2.5倍となっており、木材の比重が軟鉄の1/20、コンクリートの1/5であることを考えると、軽いながらも優れた強さを示す事が分かります。(注1) 生物素材である木材がこれほど軽く、強度に優れているのは一体どうしてなのでしょうか? 木材が軽くて強いのは、細胞壁を形作る物質とその構造に秘密があります。 木の細胞の大部分は中が空洞のパイプの様になっており、木はこのパイプ状の細胞を軸方向に平行に束ねたような構造をしています。この構造はミツバチの巣に似ていることから、ハニカム(蜂の巣)構造とも呼ばれています。ハニカム構造は空気を多く含み、軽くて強いという性質があるため、宇宙ロケットやゴルフのシャフトなど、様々なところに利用されています。木材が他の素材と比較して軽いのはこの構造のためなのです。 木材はまた、この細胞壁自体に強さがあります。木材の細胞壁はセルロースなどの繊維質と、ヘミセルロースやリグニンという物質が相互に絡みあって作られています。これら3物質の構造は、よく鉄筋コンクリートの建物に例えられ、セルロースは鉄筋、ヘミセルロースは鉄筋を結びつける針金、そしてリグニンはそれらを固定するコンクリートの役割を果たしているといわれます。 しかし、木材の強靭さはこの構造だけでは説明しきれません。木材が丈夫である根本的な理由はミクロフィブリルというセルロースの束にあります。ミクロフィブリルはセルロースが束になったもので、木材では30〜40本のセルロース鎖から構成され、これらが互いに水素結合によってしっかりと結びあってらせん構造を形作っています。また、木材の細胞壁は三層から成り立っており、これらミクロフィブリルは外層と内層で横巻きに、内層で縦方向に並び、互い違いになりながら強度を確実なものにしています。この層は縦方向の中層が一番厚くなっていますが、これが木材の縦方向の引っ張りに強い秘密でもあります。 このように、木材は木材の細胞の持つその構造自体と、細胞壁を形作る物質がミクロな面で強靭な構造を保っていることから、軽くて強いという性質を備えているのです。 木材と防虫 --- ヒラタキクイムシとは 「木材の科学」トップページへもどる ヒラタキクイムシは乾いた木材を食べる虫で、木造住宅や家具などに被害を与えます。 ヒラタキクイムシはラワン類を食害する虫として有名になりましたが、日本でもナラ類やタケなどを食害する虫として昔から生息していた虫です。未防虫材は木材の保管中や施工後に食害にあう可能性が高くなるため、注意が必要です。 ヒラタキクイムシは10ヶ月以上にわたる幼虫時代に木材の白太部分を食い荒らし、関東では5月の始めから夏にかけて木屑を出しながら成虫となって飛び出します。 ヒラタキクイムシの分布は室内暖房設備の改善により現在は北海道にまで広がっており、ほぼ日本全国で見られます。 ヒラタキクイムシが食害する木材 ラワン類、ナラ類、キリ、タケ、ホワイトアッシュなど、卵を産み付けるのに適した大きさの導管がある広葉樹材で、でん粉を多量に含む辺材だけを食害します。その様な導管が見られない針葉樹の桧や杉、松などは被害を受けません。 また、心材はでん粉をほとんど含んでいないためヒラタキクイムシの食害を受けにくくなります。 未防虫のアッシュなどで幼虫がいたり、卵が木材に卵が産みつけられていたとしても、人工乾燥の段階では死滅してしまうため問題はありません。ただ、その後の流通、保管、施工前後の過程で卵を産みつけられる可能性あり、注意が必要です。 ヒラタキクイムシの対策 ヒラタキクイムシの対策としては、ホウ酸(実際はホウ酸とホウ砂の混合物)の加圧注入処理が有効です。ホウ酸は幼虫が少し木材を食い荒らした時点で、消化中毒を起こし、死にいたらせることにより食害を防ぎます。ゴキブリの駆除に使われるホウ酸団子もこの仲間です。 ※ 木材の防虫についてはこちらの「ボラックス」をご覧ください 在庫品は先入れ先出しとし長く置かないことが重要です。長く置けばそれだけ虫害の危険性が高まります。周囲の木屑など(特に広葉樹)をきれいに片づけ、清潔に保ことが大切です。また、木材を地面に直接置かず、乾燥した場所に保管してください。 針葉樹は食害しないため、敷木や桟木にはなるべく針葉樹を使うことをお勧めします。 ⇒ 針葉樹 ボラックスについて 当社の防虫材に使われている薬剤はボラックス(TIM-BOR)といい、有効成分はホウ酸塩(Na2B8O13・4H2O)です。 ホウ酸塩は洗濯洗剤やホーロー(琺瑯)などに使用されている物質で、少量ならば体内に入っても害が無い事がマウスの実験で証明されています。木材業界では40年以上使われているという実績があります。 ボラックスの長所 キクイムシ、シロアリ、赤腐れ病(褐色菌核病)菌をはじめとするほとんどの虫や菌に対して効果があります。従来の防腐剤ではよくあった塗装や加工による変色がありません。そのため、家具用の広葉樹などにも使用できます。 鉄の釘やネジなどを腐食しません。 無臭です。 ホウ酸塩は皮膚から吸収されることがないため、人体に対する害が少なくなります。(ホウ酸塩は水溶性なので防虫処理をする際に人体に有害な溶剤を使用しません。) その他の性質 水に溶けやすいため、屋外や地面と接する場所などに使用される木材には向きません。そのため、屋内でも濡れる可能性のある場所に使用する場合は、防水加工をお勧めします。 写真:製材した木を防虫処理しているところ 虫や菌への効果 菌は、ホウ酸塩に触れただけで死んでしまいます。昆虫の場合、ホウ酸塩は体内に入り、ゆっくりと効き目を発揮します。シロアリの場合は、ホウ酸塩を含 んだ木材を食べたシロアリがそれを巣に持ちかえります。そして、巣に住むその他のシロアリや幼虫などがそれを食べ、毒が広がって行きます。 ヒラタキクイムシなどの甲虫類の場合は、防虫加工された場所で幼虫が卵から孵るときに死んでしまいます。死なずに材の外に出ることがたまにありますが、食べた木材を消化するとその時点で死にます。防虫加工時にさなぎの状態だったものは、羽化しますが成虫になってから木材を食べると死んでしまいます。 ボラックスで防虫処理済みの製材 ボラックスで防虫済みの木材については、こちらをご覧下さい ⇒ 防虫材の商品情報
by h.maruya
| 2007-05-04 03:21
| 資料・自然素材
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