新連載
  杉という木材の建築構造への技術利用/第1回 「杉の可能性（上）」
文/写真　田原　賢
 

「杉の可能性を引き出す」木造建築の構造を、実例をもとに紹介していきます
 

１．はじめに
 

杉は古来より、建築空間を構成する素材として、また人々の住宅建築としての素材として多岐にわたって利用されて来た。それほど杉は日本人の身近で役に立つ素材として、入手しやすい材であったといえる。
この杉を、筆者独自の視点で構造的に説明していこうと思うが、なにぶん材料学としての知識は持ち合わせていないので、色々な人の書物を参考にし、話していくと次のようになる。
   
 
[ 杉の利点 ]
●
 乾燥した杉は軽い
●
 加工がしやすい
●
 他の針葉樹に比べて成長が早いので５０年程度で製材可能である
   
[ 杉の不利点 ]
●
 構造材料として他の針葉樹より強度が低いため、大空間を構築する構造材には適さないと思われている（めり込みやすい、たわみやすい等）
●
 芯まで乾燥しにくく、乾燥による割れやねじれ・反りが起きやすい（写真−１）
 

写真−１ 乾燥による割れやねじれ・反りが起きやすい
   
 
   
  ２．２０世紀における杉を取り巻く問題点
 

ここで一つ杉に関して特筆すべきは、今まで（第二次大戦以前）は天然の杉と人工の杉では、天然の杉が多く、戦後になって人工杉が面積的に多くなり、生産・出荷の９割以上が人工杉となってしまったといえる。
そのうえ、外材との競争にも負けて、出荷したいけど出せない状態となってしまったのが現状であると思われる。
   
 
   
  ２−１ 国産杉の現状と課題
   
  写真−２　植え杉   写真−３　放ったらかし杉
 
（１）
 杉をたくさん植え過ぎた（植え杉）　写真−２
（２）
 山を管理する人間が少なくなっている（放ったらかし杉） 写真−３
（３）
 値段が安ければいいという時代（値段がやす杉）
（４）
 法改正での木造規制（防火規定等）
（５）
 品質の安定が難しい（ヤング係数のばらつき、含水率等）
   
 

（１）〜（３）に示すような「３大杉」が大きな問題となり、杉の価値が低い状態となっているのが現状であると思われる。

（４）については、建築基準法・消防法等により、都市部での木材を露出した建築の規制があり、大量消費地における木材（杉）の利用につながらない。

（５）については、絶対的な乾燥技術及び、それを可能とする十分な施設がどこにでもあるわけではなく、安定した品質を得るのは難しいのが現状である。
また、下記のような特性により、製材した材（自然素材）よりも工業製品的な集成材のほうが構造的に高く評価されている。
●含水率・・・・・２０％以下で安定した製品がほとんどである。
●割れや反り・・・含水率が低いため、ほとんど生じない。
●抜節や死節・・・材を張り合わせているため構造的に大きな欠陥にはつながらない。
   
 

特にＫＤ材では米松の供給量は多いが、国産材のＫＤ材はまだこれからといった状況にあり、いつでも入手可能な米松ＫＤ材に対し、コスト面でもまだ少し割高であることが、杉を使いにくくしているものと思われる。

これらの問題すべてを解決するには、かなりの時間と多くの人の労力及び技術力が必要になることが予測でき、とても一林業家や一製材所等では、解決できなくて日本全国の意欲ある人々が結集して問題解決に当たらない限り不可能であると思われる。

特に杉は現在のように、伐採期になっている杉が多く、その杉をみんなで料理して使わなければ、杉というものが、日本の山林でのお荷物になってしまう恐れがある。

それは断固として阻止するべきであり、有効利用をみんなで考え、取り組むことが大事なことであるのだが、ほとんどが独占技術として技術開発が行われており、みんなのためのオープン技術として世の中の役に立っていないのが現状であると思われる。

また、杉を製材して使っている建築設計・施工者も、杉の材料工学的物性を理解しないで、材料学では当たり前のことをほとんど知らないで、大工に言われるまま使ったり、人の言い伝えによる使い方で住宅に使用していることにより、力学的に検討しないまま使用し、後々問題となることがある。

２００１年より「品確法」が施行され、性能を表示することが求められている中で、未だに梁一本の構造計算が出来ないで、断面ばかり大きくし接合部を考慮しないで施工している人や、断面欠損があるのに欠損を考慮しないで設計施工する人たちがいること自体、鉄骨造や鉄筋コンクリート造に比べて、非常に信頼性が低いと言われてもしかたがないのである。

また、木材の使い方にしてみても、木が切り倒されて製材された木が「生きていて呼吸している」などと平気で言う人が一部にはいるのである。
これは、木の調湿効果であって、詳しいことは今村祐嗣・川井秀一他共著の「建築に役立つ木材・木質材料学」が東洋書店より発行され、また、（財）秋田県木材加工推進機構が発行している「コンサイス　木材百科」に詳しく書かれているので参考にしていただきたい。
   
 
   
  ２−２　心持ち材は強いのか
 

また、心持ち材が強いと言う風によく聞くが、心持ちという部分がどのあたりを差しているか私にはよくわからないが、大工さん達に聞くと、杉の場合、赤みの部分を差していることらしいが、実際に立っている木の中心部が引張や圧縮及びせん断等に強ければ、ほとんどの木は風及び雪によって倒れたり、または周辺部が破壊されるのは明らかである。
なぜならば、円柱の中心部が強くても表面が弱ければ、風を受けたときの応力は、表面の圧縮や引張で処理しなければ、中心部がいくら強くても表面の破壊は免れないであろう。（図−１）
これは、構造力学の基本中の基本であると思われるが、木造建築の世界では、なかなかわかってもらえない事である。
   
   
  図−１   図−２
 

ただし、辺材（成熟材）は心材（未成熟材）よりも腐りやすいのは確かなようであり、赤みでない白い成熟材は腐朽菌や蟻害を受けやすい部分であると一般的に言われている。（図−２）
だからそういった物は使わないようにしているのであろうが、構造的には優れた性能を持っていると思われるので、そのような環境を作らねば、せめて１００〜２００年という長期間にわたって使うようでなく、５０〜１００年といった期間であれば、成熟材を利用し、辺材を構造材として利用することが可能であると思われる。
その成熟材（辺材）を利用した杉の利用方法を、これから色々と述べていきたいと思う。

杉のことで色々と多くの問題があると書いたが、部分的に解決する方法は有ると思われる。
つまり、少しずつでも糸口さえ掴めれば、問題解決につながるのではないかと思われ、これらの糸口はそれほど見つけにくいものではないのではなかろうか？
そこで杉の特性を利用した、構造材としての可能性について次回より説明したい。
   
   
   
   
  ●＜たはら・まさる＞ 「木構造建築研究所　田原」主宰 http://www4.kcn.ne.jp/~taharakn
   
 
Copyright(C) 2005 GEKKAN SUGI all rights reserved