ツーバイフォー工法の構造・性能のこと

2×4工法の特徴は、耐力壁と剛床を強固に一体化した箱型構造であること。日本の在来工法である木造軸組工法が、柱や梁といった軸組(線材)で支えるのに対し、2×4工法はフレーム状に組まれた木材に構造用合板を打ち付けた、壁や床(面材)で支える木造枠組壁工法です。下枠・縦枠・上枠などの主要な部分が、2インチ×4インチサイズをはじめとする規格品の構造用製材で構成されることから、2×4(ツーバイフォー)工法と呼ばれています。

2×4住宅は、19世紀初めの開拓時代に北米で生まれました。 限られた資材で合理的に建てられ、しかも自分と家族を守れる堅牢で快適な住まいが、早急に必要とされた時代です。 そのなかで誕生したのが、合理的な建築方法と優れた性能をもつ2×4住宅でした。

2×4工法は北米生まれ

日本でも年間10万戸建築

2×4工法は、6面体で支えるモノコック構造。地震の揺れを建物全体で受け止めて、揺れを分散させます。地震力が一部分に集中することがないため、倒壊・損傷の危険が少なく、地震に対して抜群の強さを発揮します。

Ideal Homeの家は規格を守った2階建ての場合耐震等級3を対応しています。最高ランクの等級3は、建築基準法の耐震性能の1.5倍の性能を有するように定められています。また全棟構造計算書付です。

2×4の優れた特性は 「柱」で支えるのではなく、床・壁・屋根が一体化 した「6面体」で支える強固な面構造

構造自体に耐火性の特徴

一般木造や軽量鉄骨などの軸組構造では、壁の内側や屋根裏を伝わって火は燃え広がるといわれています。

2×4構造では、室内は石膏ボードに覆われており、火災が発生した際でも準不燃材である石膏ボードが延焼を抑えます。また火がこの石膏ボードを通過した場合でも石膏ボードと外壁材の間に充填された断熱材が炎の壁体内への侵入を抑制します。

さらに壁内での「火の通り道」をファイヤーストップ材(火炎拡大防止材)がシャットアウトする為、炎が壁の中を伝わって燃え広がることをストップさせます。万一の火災の際でも被害を最小限に抑えることができるのです。

▲ファイヤーストップ構造

確かに木材は燃えやすい性質をもっています。しかし、ある程度の太さや厚さがある(つまり断面が大きい)木材は、いったん燃えても表面に炭化層をつくるだけ。火は内部まで進行しないため、強度が低下しにくいという性質をもっています。

これに対し、火に強いと考えられている鉄は、550℃を超えると急速に柔らかくなって変形し、その強度が大幅に低下します。住宅の場合、骨組みが崩れ落ちてしまうことにもなりかねません。

じつは「木は火に強い」のです。700?950℃にまで達するといわれる現実の火災においても、実大火災実験の結果などから、これは事実として確認されています。

このように2×4工法の建物は、耐火性に優れた「省令準耐火構造」に該当するため、火災保険の保険料が割安になるというメリットをもっています。

断面が大きい木材は、燃えても表面に炭化層をつくるだけ。そのため強度が低下しにくい

経済性はもちろん、地球温暖化防止のために最近の住宅でますます重視されているのが省エネルギー性です。断熱性や気密性に優れ、より少ないエネルギーで快適な居住性を実現する“冷暖房効率の高い住まい”が求められています。

面構造の2×4住宅は、構造自体が優れた断熱性・気密性をもち、さらにそれを高める技術が投入されている”省エネルギー住宅”です。

断熱・気密性が高い家は光熱費を削減

木の2×4住宅は、鉄骨住宅のように鉄骨を通じて外気の冷たさが室内に伝わるヒートブリッジ現象もありません。また外気温の影響を受けやすい外壁は、2×4独自の面構造と壁内に充填された断熱材との相乗効果で、より高い断熱性を発揮します。

そのうえ、屋根には遮熱シートを採用して室内に熱が伝わるのを防ぎ、最上階の天井、外壁、1階床内部には断熱材を効果的に使用。建物全体を断熱材ですっぽりと覆うことで断熱効果をいっそう高めています。

また、熱が最も出入りしやすい窓に関しては、断熱性能の高い樹脂サッシを標準とし、エアコンの頻度を減らします。

ノンフロン吹き付け充填断熱で隙間なく断熱

クルマや道路工事の騒音、近隣の家からの生活音など、日常の中にはさまざまな音があふれています。快適な住まいを実現するには、こうした音への配慮も重要なポイントです。

気密性の高い2×4住宅は、音の出入りも抑える優れた遮音性を備えています。壁や天井に使用される石膏ボードも遮音性の高い素材で、音が壁を通り抜けることを防ぎます。また壁の内部に充填される断熱材は吸音材としても効果的に機能し、音を吸収します。

つまり2×4住宅は、クルマなど外部の騒音を遮断するとともに、室内の音が外部に洩れることも防止。住む人のプライバシーをしっかり守りながら、静かで快適な暮らしを実現します。

高い防振性

天井の床根太と天井材を直張りしないことで、高い防振性を確保。上階の床組みから吊木より伝わる物音や振動を防ぐために、強化樹脂性の防振吊木を採用しています。また上下階の間にも断熱材を入れることで、より高い防音性を確保していいます。

▲上下階の吊天井

2×4住宅では、ほとんどの構造用製材に含水率19%以下の日本農林規格に基づく乾燥材を使用。さらに、さまざまな方法によって万全の湿気対策を行います。湿気や結露への徹底した対策によって、2×4住宅は耐久性を確保。永く暮らせる丈夫な住まいを実現します。

耐久性を高める対策〈その2〉

床下には防湿シートと換気口(基礎パッキン)

床下の地盤面にポリスチレンフィルムなどの防湿シートを敷き込み、床下の地盤面から発生する水蒸気をシャットアウト。さらに基礎には床下全体の空気が流れるように基礎パッキン工法を取り入れ、床下に湿気がこもらないようにします。

Ideal Homeでは一体のコンクリート造とした「ベタ基礎」を採用。壁には「ノンフロン吹き付け充填断熱」で隙間なく断熱していますので、躯体内結露も寄せ付けません。

日本農林規格(JAS)に基づく乾燥材を使用

耐久性を高める対策〈その3〉

防腐・防蟻処理もしっかり

防湿シートを敷き込む床下の土壌には、あらかじめ防蟻剤を散布します。土台には薬剤の加圧注入によって防腐・防蟻処理を施した木材を使用します。

さらに1階床組みおよび1階床立ち上がり部分の構造用合板や、外部の地面から高さ1m以内の主要な木材に防腐・防蟻剤を塗布します。保証も5年間。こうした2重3重の対策によって、2×4住宅は耐久性を高めています。

一体の鉄筋コンクリートが土台をしっかり支えるベタ基礎

北米生まれの2×4住宅ですから、台風竜巻に強いのも当然です。

2×4住宅の屋根(軒下)は強風に対して、構造的に優れた強度を備えています。台風以上に強烈なハリケーンが襲う北米で生まれただけに、強風に備える独自のアイデアが採用されているのです。

その1つが「ハリケーンタイ」と呼ばれるあおり止め金具です。この金物の1個当たりの許容耐力は、じつに2,303N(風速70mの時に金物1個当たりにかかる力は1,666N)もあります。

ハリケーンタイは屋根のたる木と構造壁をがっちりと連結し、強風にあおられても屋根が吹き飛ばされないようにします。最近では、2×4住宅だけでなく、在来軸組住宅にもこのハリケーンタイが使われるようになっています。また、多雪地の軒先の雪庇対策としても有効な金物です。