初めての家づくりガイド 4 構造・工法

構造とは建物の骨組み（躯体）のこと。使われる主な材質によって分類され、一般的には、木造、鉄骨造、鉄筋コンクリート造などに大別されます。また工法は建てる方法のことを指します。大きくは軸組工法と壁式工法に分かれ、これに材質別の構造が加わって細分化されます。たとえば材質が同じ木（質）造であっても、木造軸組工法もあれば、壁式工法のツーバイフォー工法や木質パネル工法もあります。工法には各々特徴があり、工期やコストにも違いがあります。また最近ではオリジナルの工法を取り入れたり、各社独自の呼び方をする場合もあり、その内容は多様化しています。それぞれの特徴を知り、適切な選択をすることが必要です。また依頼先が設計事務所や工務店となる場合、会社によってすべての工法に対応するところと、一定の工法のみで対応するところがありますので、あらかじめ確認しておきましょう。住宅メーカーの場合は、扱う構造や工法の種類が決まっています。メーカー選択の際には、デザインや機能性ばかりではなく、構造や工法にも目を向けることが大切です。

木の「軸」からなる木造軸組工法

木造軸組工法は、日本で昔から採用されてきた一般的な工法です。基礎に土台をのせ、その上に柱を立てて、梁や桁といった横に架ける部材を組んで骨組みをつくり、斜めに入れた筋交いなどの木材で補強します。部材同士の接合部分を仕口、部材の長さを増すための接合部分を継手といい、これらの複雑な加工には職人の熟練した技術が必要です。しかし最近では、コンピュータ制御によって完全機械加工されたプレカット材や、仕口部分の強度を補う金物を使用するなど、精度のばらつきを解消するためにさまざまな工夫が凝らされています。

最大のメリットは柔軟な対応力

木材は鉄やコンクリートに比べて軽いため、建物自体の自重が軽くなり、地盤への負担も小さくなります。また加工が容易でフレキシブルな間取りやデザインにも対応できます。木造軸組工法の大きな特徴は、構造的制約が少ないため、条件に応じて間取りが柔軟に対応できること。柱や梁を組んだ骨組みが基本となるので、筋交いの入った壁を除いて、自由に開口部を設けることができ、増改築しやすいのが魅力です。また、性能面における弱点や、複雑で手間のかかる工法を見直す動きも盛ん。高い気密性と断熱性を確保するために外断熱を採用したり、壁面強化や工期短縮を目指して工場生産した筋交い入りのパネルを用いる「木造軸組パネル工法」を開発するなどの動きが見られます。

木造軸組工法の現場の流れ

まずはじめに基礎コンクリートの上に土台を敷いていきます。次に柱を立て、梁をわたし、小屋を組んで、最後に棟木があがったら骨組みのできあがりです。この工程を建て方といい、この日のために、現場とは別の場所で、刻みといわれる木材の加工が進められています。骨組みが完成したら屋根工事が始まり、次いで窓や外壁の下地工事へと進みます。続いて床や壁、天井などの下地部分の工事となりますが、最終的に仕上げで隠れてしまう電気の配線工事や水道の配管工事などが途中に入ってきます。その後、内部造作工事へと続き、この工程が終わると大工仕事はほぼ終了で、仕上げの各職人によって家が完成されます。

「面」で家を支えるツーバイフォー工法

角材の断面寸法が2インチ×4インチであることから名付けられたツーバイフォー工法は、同じ木造でも前述の軸組工法とはまったく異なる仕組みを持っています。2×4インチの角材を主に使用して枠をつくり、合板などの面材を張ってパネル化します。このパネルを組み合わせた6面体の箱形を1単位として躯体を組み立てるため、日本の法律上の名称では「枠組壁工法」と呼びます。このパネルが耐力壁となり、建物全体にバランスよく配置することで、地震や風圧、屋根の荷重などに耐えられるようになっています。このほか2×6インチ、2×10インチの角材が用いられる場合もあります。

工期が短く設計の自由度が高い2×4

柱の出ないすっきりした大空間が容易につくれ、設計の自由度が高い工法。台風や地震などの外力も、6面体のパネルに力が分散されて負担が集中しない仕組みになっています。施工にあたっては、構造特性を損なわないよう、耐力壁や開口部の位置から、釘の種類や数、打ち方に至るまで細かく規定されています。また現場での加工作業が徹底して省力化され、構造体も仕上げですべて隠れるため、施工がしやすく、工期を短縮できるのが大きな特徴。軸組工法のように熟練した経験を必要としないので、品質も比較的安定しています。ただし増改築については、耐力壁の量やバランスを考慮する必要があります。

ツーバイフォーの現場の流れ

軸組工法と同様、基礎工事のあと土台の据えつけから始めます。次に1階床の枠組みをつくり、面材を張りつけてパネル状にします。この床面が、次の壁枠組み（壁体パネル）をつくるための作業台になると同時に、原寸の製図台としても使われます。この合理性が、工期を比較的短くする理由です。また壁枠組を建て起こす順序も同じように合理的に考えられています。1階を組み立てたら、2階も同じように組み、最後に小屋組を完成させたら構造体ができあがります。その後、屋根工事や外部建具の取り付けに入り、次に天井下地、配線・配管工事、内壁の石膏ボードの貼り付けと続いて、造作工事や内・外装の仕上げで建物が完成します。床、壁、天井などの「面」をあらかじめ工場で生産、パネル化して、現場で取り付けるメーカーも増えています。

互いの弱点を補い強度を増した構造

鉄筋とコンクリートが一体となって建物を支える構造を、鉄筋コンクリート（RC）造といいます。圧縮力に弱く引っ張る力に強い鉄筋と、引っ張る力に弱く圧縮力に強いコンクリートの特性を一体化することで、互いの欠点を補い、より高い強度を生みだしています。工法としては、柱と梁で組み立てるラーメン工法と、壁と床で組み立てる壁式工法があります。

●ラーメン工法

ラーメンとはドイツ語で、部材の各接点が剛に接続されている骨組みをいいます。柱と梁からなる構造で、間仕切りや大きな開口部を比較的自由に設けることができるというメリットがあります。一方、柱や梁が大きいため、室内に露出し、インテリアに影響を与える場合があります。

●壁式工法

文字通り、地震や風圧、屋根の荷重などを壁が支える構造です。柱がないのでインテリアがきれいに納まりますが、壁の量によって建物を支えているため、開口部の取り方が制約されます。増改築時の間仕切りの変更も限られています。

施工管理と養生期間がポイント

コンクリートは型枠の形状によってどんな形も可能な柔軟性のある材料。この構造も専門の構造設計が必要ですが、耐震性や耐火性、遮音性などに優れています。施工は、現場で鉄筋を組んで型枠を設置し、コンクリートを打設します。施工がよくないと、ひび割れによる雨水の浸入を助長し、コンクリートの強度を弱くしたり、内部の鉄筋を錆びさせ、鉄筋の腐食を招いてしまうなど、施工の良否が建物の強度や寿命に影響を与えることがあるので、施工管理が重要になります。またコンクリートは、打設から硬化して強度がでるまでに日数がかかるので、工期は他の工法に比べて長め。天候の影響やコンクリートが固まるまでの時間（養生期間）を考慮して、工期には十分余裕をみておきましょう。また鉄筋コンクリート造による住写真提供／（株）丹羽建築設計事務所宅は一般に、自重が大きいため、木造建築よりもしっかりした基礎が必要です。地盤の弱いところでは補強にかなりの費用がかかる場合もあるので、注意が必要です。

プレハブ住宅とは、現場での作業を前もって工場内で行うプレファブリケーションの手法を取り入れた住宅のこと。あらかじめ工場生産された部材（床、壁、天井など）を現場に運んで組み立てるため、工業化住宅や工場生産住宅とも呼ばれます。構造上の安定性、耐火性や耐久性まで幅広く審査されるうえ、現場での手間が他工法に比べて少なく、工期が短いのが特徴。主要な構造体の材質によって、木質系、鉄骨系、コンクリート系に大別されます。また工法別に分けると、柱と梁を使う軸組工法、建物を壁パネルで支える壁式（パネル）工法、その併用工法のほか、工場内であらかじめ仕上げに近い段階までつくりあげられたルームユニットや設備ユニットを現場で組み上げて完成させるユニット工法があります。工場生産率80％以上といわれ、プレハブ住宅のなかでも工期が短いうえ、仕上がりにばらつきがなく品質が安定しています。最近では、プランの自由度も高められ、高級仕様のものも登場しています。