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SAFETY

木質パネルとは

ミサワホーム独自の木質パネルは、
強度にすぐれた住まいを実現します。

木質パネル - ミサワホーム独自の木質パネルは、強度にすぐれた住まいを実現します。
木質パネル壁パネルの構造(外壁パネル) 床パネルの構造(1階床パネル)

「木の工業製品」として、1枚1枚正確に生産された木質パネル。

住宅の構造は、基礎や土台、柱、梁などで構成され、とくに壁や床などを面で構成する場合を「壁式構造」といいます。
ミサワホームは主に、壁パネル、小屋パネル、1階床パネル、2階床パネル、屋根パネルの5種類の木質パネルから構成される「壁式構造」の住まいです。 お客さまのご要望に対し、きめ細かく対応して設計できるよう、それぞれに異なるサイズや形状のバリエーションをご用意し、その総数は約7万種類にも及びます。また、ミサワホームのすべての木質パネルは、天候や作業者の技量に左右される可能性が高い現場施工ではなく、高品質で安定した性能を実現できる工場で邸ごとに生産。パネル芯材には、人工乾燥で含水率を15%以下とし、反り・ひび割れなどの発生を極力抑えた高品質な木材を使用しています。
また、パネルの生産は、枠組み、接着剤塗布、合板接着などの工程を経て、断熱材をすき間なく充填※2。内部は芯材によって格子状に仕切られており、この内部構造が強度だけでなく、耐久性や防耐火性、さらにはすぐれた断熱性を実現するポイントといえます。

木質パネルの強度は、接着接合による高い「ストレススキン効果」から生まれます。

ストレススキン効果とは、骨組みと面材を一体化させることにより、全体の強度を高めようとする効果のことです。両者をより強固に結合するほど、高いストレススキン効果が働きます。下のように、角材と合板が接着によりしっかりと接合された試験体の剛性は釘接合による剛性の約2倍。ミサワホームの木質パネルは、この高いストレススキン効果を活用した強固な壁体です。

  • ストレススキン効果確認実験(協力:西日本工業大学)ストレススキン効果確認実験(協力:西日本工業大学)
  • ストレススキン効果の比較グラフ
    試験体/木材:ホワイトウッド(30mm×80mm×1820mm)合板:針葉樹合板 5mm×455mm×1820mm)接合材:釘(丸釘・CN50)、接着剤:ミサワホームD 試験体/木材:ホワイトウッド(30mm×80mm×1820mm)合板:針葉樹合板
    (5mm×455mm×1820mm)接合材:釘(丸釘・CN50)、接着剤:ミサワホームD
釘接合
釘接合
接着接合
接着接合

それぞれの試験体を上から加力すると、「釘接合」では角材と合板の間に「すべり」が生じ、「角材のみ」の強度と大差はありませんでしたが、「接着接合」は角材と合板が一体化して「すべり」は生じず、ストレススキン効果により強度が高まることが確認できました。

ミサワホームの木質接着パネル耐力壁は、最大耐力においてもせん断変形量においても、他の耐力壁よりも高い性能を実証しました。

下の4種類の耐力壁の強度を比較するため、それぞれの試験体に高速の横揺れ振動を加え、加振ごとにその力を徐々に大きくしながら繰り返すという、非常に過酷な条件による「動的水平加振実験」を行いました。結果は、「木造筋かい耐力壁」が33.4kNの荷重で接合部が破損し、続いて「面材釘打ち耐力壁」も、合板を留める釘が徐々に抜け、38.6kNの荷重で強度が低下しはじめました。「鉄骨ブレース耐力壁」は、100kNの荷重でブレースが大きく座屈し、115.9kNで断裂してしまいました。しかし、ミサワホームの「木質接着パネル耐力壁」は、150kNの荷重でようやく一部の合板が浮き始め、165.8kNの荷重まで壊れませんでした。この実験結果から、「木造筋かい耐力壁」や「面材釘打ち耐力壁」は、釘留め部分に疲労が蓄積しやすく、繰り返しの揺れに対し強度が徐々に低下することが分かりました。比較すると、ミサワホームの木質接着パネルは同じ木質系の2種の耐力壁より4~5倍強く、また「鉄骨ブレース耐力壁」と比べても、強いだけでなく変形量も約1/4程度。木質パネルの高い強度と変形しにくさによる、すぐれた性能が実証されました。

耐力壁の動的水平加振実験(4M)比較グラフ※3
耐力壁の動的水平加振実験(4M)比較グラフ

実験場所:明治大学構造物試験棟
加振方法:2.5Hz×10回 寸法:幅3640mm×高さ2578mm (「木質釘打ち耐力壁」は高さ2464mm)

鉄骨ブレース耐力壁

最大耐力115.9kN(11.8tf)

75kNの加振時にブレースのたわみを確認。100kNでブレースは大きく座屈し、125kNの加振で全箇所断裂しました。
C型鋼柱(肉厚3.2mm)
鋼製ブレース(直径16mm)
面材釘打ち耐力壁

最大耐力38.6kN(3.9tf)

37.5kNの加振で合板が部分的に浮き始め、50kNの加振時に合板を留めている釘の多くが緩みました。
2×4インチ角材合板(9mm)
丸釘留め(CN50)
木造筋かい耐力壁

最大耐力33.4kN(3.4tf)

25kNの加振で接合部から壊れ始め、37.5kN加振時には完全に壊れました。
杉柱(105mm角)
片筋交い(45×105mm)
接合金物ビス留め
耐力壁の動的水平加振実験(4M※4(協力:明治大学)(当社比)
耐力壁の動的水平加振実験(4M)(協力:明治大学)(当社比) 耐力壁の動的水平加振実験(4M)(協力:明治大学)(当社比)

ワード

壁式構造

住まいへの荷重を壁などの面で支える構造のこと。柱などのフレームで支える「鉄骨ラーメン構造」などは架構式構造ともいう。

荷重

構造物が内・外部から受ける力のこと。

耐力壁

鉛直荷重および水平荷重に抵抗させる目的で作られる壁体。間仕切り壁と区別される。

※1 パネル用の高分子接着剤は青色ではなく、実際は乳白色です。

※2 使用部位や種類により、断熱材を充填していない木質パネルもあります。

※一部エリアでは、建物外部の合板の種類(模様)が実際とは異なります。

剛 性

構造物・構造部材が変形に対して示す抵抗の度合い。荷重と変形の関係を示す曲線の傾きで表される。

せん断力

個体または部材内の任意の面に作用して、その面側を逆方向にズレさせるように働く内力。

最大耐力

構造体が耐え得る力の最大値。その値を超えると構造体は破壊する。

SI単位

1993年に施行された新計量法により統一された単位。一般に使われていたtf(トンフォース)はkN(キロニュートン)、kgfはNなどと表記する。

N(ニュートン)

SI単位における力の単位。1N≒0.102kgf、また1kN≒0.102tf。

※3 グラフの終点は、各試験体の耐力壁の最大耐力時です。

※4 各試験体の加振は事前加振の状態(剛性)により次回加振目標変位を想定し実験しています。

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