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2012年度卒业论文 土パネルと土建筑の有用性―人?环境に优しい土―/瀧泽裕史
- 1. 2012年度 卒業論文 土パネルと土建築の有用性 －人?環境に優しい土－
- 2. 研究の背景 昨年3月11日の大震災を受け、耐震性、耐火、建築材料に注目 ＆ 都心に現存する木造住宅は密集していて一般的に火災に弱い 地元川越の蔵造りに注目 耐火としての土、調湿性のある土、蓄熱性の高い土 ?土は地球上のほぼすべてで無尽蔵に手に入る ?海外では土建築の歴史は古く、世界の人口の1/3は土の住居に 住んでいる ?技術や資金、資源不足等を補う唯一の方法が土の建築である
- 3. But 日本には土壁があるが問題点が多々ある ll ?施工性の悪さ ?職人の減少 ?壁倍率の基準 ?素材、製作方法の地域性 そこで施工性のよい新しい土パネルを提案
- 4. 本研究の目的 新しい土パネルを提案することで、 ?無限大の資源である土の重要性、可能性を再確認 ?断熱性だけでなく蓄熱性、調湿性について論じることでそれらを 含めた人間の快適性の基準とは何かを考えるきっかけになること ?地震の多い日本での土を用いた建築の広がり を目的とする。 この実験を通し将来、未来へ向けての準備実験、足がかりになることを望んでいる。 パネルの目標 ①人の寄りかかりや、自重による構造の最低限の安全性の確保 ②リサイクル可能か ③施工性の向上とともになるべく価格を抑える ④職人をなるべく必要としない ⑤調湿性能を失わないようにする
- 5. 土パネルの性能 断熱性 熱伝導率 ①漆喰5mm+土パネル45mm+空気層10mm+グラスウール30mm+焼 主な建築材料 (W/m?K) 杉板15mm 土 0.75 R=1.29<2.2(次世代省エネ基準) K=0.773 グラスウール 0.036 ②石膏ボード12.5mm+空気層40mm+グラスウール40mm+焼杉板 石膏ボード 0.22 15mm あ R=1.562 K=0.64 容積比熱 主な建築材料 ①で充填30mm＋外張り30mmの場合 ②に充填60mmの場合 (KJ/??k) 土 1582 R=2.126 K=0.470 R=2.117 K=0.472 グラスウール 26.9 石膏ボード 854 ?蓄熱性 コンクリート 1909 パネル3枚で壁 一面分 910×2200＝2㎡ 厚さ0.045m 熱容量 外張り土パネル ?調湿性 ①=182.93KJ/K →653.34 KJ/??K 土の調湿性能は高く、コンクリートの約4倍 一般壁 ?リサイクル性 ②=48.17 KJ/K →172.04 KJ/??K 地産地消可能。土や布、木枠も自然材料。 つまり断熱は同じでも、熱容量は約4倍もある。
- 6. 土パネルの提案 ?形状 木枠＋土＋布 布:木枠と一体化させ、パネルの 引張りを担当。 杉の木枠が805mm×750mm、厚さは45mm 木枠:プレカットで施工性の向上。 パネル一つの土の重量は約42キロある。 また、一般的な軸組部材と 接合可能。設置が楽。 木枠 四隅のとりあい ビス打ち 長さ4mm 60度 2280 パネルの概形 ビス打ち 長さ40mm 805
- 7. パネル詳細図 ハンマータッカー＋エポキシ接着 布 ?問題点 布が邪魔で土のヒビの 土 補修が出来ない。 45mm角 一方、土壁の場合は竹 小舞があるため、土だ 15mm角の木材を 上下に打ち付ける け落として再度土を塗 パネル上部 ると8割程度強度は戻 る。 ステープル また、間柱が太く、多 くなる。 布 パネル同士 土 の接合
- 8. 壁への取り付け方
- 10. ②布の切り出し後、布と木枠との接着 ?湿式と乾式 土建築には水分を多く含んだ なお今回の実験で使用する「舗装名人」 流動性のある湿式(日干しレンガ式)と水分が少なく は、人?自然にやさしい弱アルカリ性の 突き固める乾式(版築式)の二種類がある。 海水マグネシア系土壌硬化剤で、透水 今回は3つずつ製作。 性が高く、土に戻すことも可能である。
- 12. 中塗り土と田土の違い ③荒木田土＋砂＋スサ＋水＝27：50：0.7：13 砂利の有無の違い ④荒木田土＋砂＋砂利＋スサ＋水＝0.33：１：0.33：0.0037：0.2
- 13. スサの有無の違い ⑤中塗り土＋砂＋酸化マグネシウム＋水＝0.5：1：0.4：0.315 土を突き固める様子↑ 砂利と酸化マグネシウムの有無(アースブリックスと同じ材料) ⑥中塗り土＋砂＋砂利＋酸化マグネシウム＋水＝0.5：1：0.5：0.5：0.18
- 14. 试験体の完成时
- 15. 実験方法 ?曲げ試験 今回のせん断試験は見送った。また、実験器具が無いため圧縮試験も見送った。 試験方法は以下の図の通りである。ただし、4点曲げ試験とする。 実験器具が無いので比較的原始的なやり方で求めた。 误差を少なくする為、手前と奥の二か所を测った。
- 16. 8 実験結果 7 6 湿式代表 5 変位(mm) 4 試験体 ①中塗り土＋砂＋スサ＋水 3 支点間距離315mm(右図) 2 (土壁と同様の素材) 変位A(mm) 1 変位B(mm) 平均変位(mm) 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 4.5 荷重(g) 4 3.5 3 乾式代表 変位(mm) 2.5 2 ⑥中塗り土＋砂＋砂利＋酸化マグネシウム 1.5 変位A(mm) ＋水(左図) 1 変位B(mm) 平均変位(mm) 0.5 0 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 荷重(g)
- 17. 実験風景 左①土 下⑥MgO
- 18. 最大曲げ応力σ(N/m?2 ) 曲げ応力とパネルの強度 ①土 0.322875 ②MgO 0.551537 ③土 0.311063 ?無筋コンクリートの許容応力度(N/mm2) ④土 0.255668 基準強度ck18N/mm2 ⑤MgO 0.466249 ⑥MgO 0.839506 圧縮応力度 Σck/4≦ 5.5 曲げ引張応力度 Σck/80≦ 0.3 土だけの場合の最大曲げ応力(最大の①を用いる)を0.322N/m?2 酸化マグネシウムありを0.839N/m?2 とすると FL ???2 土だけ F=536.2N σ= より F= ??2 ? MgOあり F=1397.1N 人が一人、壁に寄りかかったときの荷重は、日本建築学会が 壁長さ１ｍ当りの実際の荷重として250N さまざまなケースを想定した設計荷重として最大500Nを想定している。 ↓ OK!! ＊ちなみに石膏ボードの破壊荷重360～650N
- 20. 結論 ?酸化マグネシウム＋適度なすさがこのパネルに適す。 ?粒度が大きい砂利は適さず、粘土は地産地消が可能である。 ?また、強度を大きく左右する工程として、布を強く張ることが大切ではないか と推測される。 ?また、石膏ボードに近い強度をもつので、このパネルは石膏ボードの代わりに 使用することが可能である。 よって改善を加えていけば実用も十分可能である 今後の課題 ?布が土パネルに及ぼす効果を精査する。 ?他の硬化剤、土の種類を検討する。 ?今回は実験機械が無かったので、より厳密な実験で圧縮応力や、せん断応力 等他の要素も求める。