ブレットスタペル
ブレットスタペル

ブレットスタペル（ダウエルムとも呼ばれる）[ 1 ]は、針葉樹の柱と広葉樹のダボのみで構成された大規模な木造建築システムです。通常は建築用途に適さない低品質の木材を利用し、耐荷重性のある無垢材の壁、床、屋根パネルを形成する比較的シンプルな工法です。

ブレットスタペルは、針葉樹の柱よりも水分含有量の低い広葉樹のダボを使用しています。ダボは時間の経過とともに膨張し、水分バランスを保つことで柱を「固定」し、構造的な耐荷重システムを形成します。

これは、木材のみで製作できる数少ない建築方法の一つです。一部の工法では接着剤や釘が使用されていますが、これらは必須ではなく、使用しないことでより健康的な室内空気質を実現できます。木材自体が大量の二酸化炭素を閉じ込め、他の素材に見られる有害な毒素を排出しないため、使用者と環境の両方にメリットをもたらします。

歴史

ブレットスタペル工法の種類

ブレットスタペルは1970年代にドイツ人技師のユリウス・ナッテラーによって発明されました。[ 2 ]現在ではオーストリア、スイス、ドイツで広く使用されており、英国でも徐々に普及しつつあります。元々は鉱山や鉄道を支えるのに十分な強度を持つパネルを形成するために低品質の木材の柱を連続的に釘で固定していました。1999年にドイツの企業が、水分含有量の変化を利用して強固な構造パネルを形成するダボシステムを開発しましたが、多くの企業がこのシステムを強化するために接着剤を導入しました。2001年に、ブレットスタペルの新しい変種が開発され、垂直ダボを斜めダボに置き換えたため、分離の問題が解決され、より長いスパンが可能になりました。現在、斜めダボシステムを使用している企業は1社だけで、2社（まだ釘を使用している）を除くすべての企業が、ほとんど接着剤を使用せずに垂直ダボを使用しています。現在、ブレットスタペルをベースにした木材ダボを使用してCLTクロスラミネーテッドティンバー（板の回転層）を生産している企業が数多くあります。[ 3 ]

製造

アカラクル小学校の露出ブレットスタペル

ブレットスタペルの開発過程において、柱の原材料としては常に低品質の木材（主にトウヒまたはモミ）が選ばれてきましたが、ダボにはブナが使用されることが多くなりました。木製の柱の節などの自然欠陥が互いに隣接しないようにすることで、低品質の木材を有効活用することができ、特に英国、スコットランドに豊富に存在する、成長が早く、十分に活用されていない資源を非常に経済的に活用することができます。

ブレットスタペルは、最終製品の視認性に応じて、工業用、標準、露出型の3つの品質グレードで製造されています。[ 4 ]これを念頭に置いた最も基本的な解決策は、パネルを覆う部分に未仕上げの木材を使用することです。あるいは、柱を削り、面取りし、輪郭を整えることで、非常に美しい仕上がりにすることもできます。さらに、柱の縁に空洞を設けて音響性能を向上させることもできます。ブレットスタペルは、コンクリートや鋼鉄と組み合わせて複合構造を形成することも可能で、大スパン、橋梁、トラスなどのより要求の厳しいプロジェクトに適しています。

応用

ブレットスタペルは、プレファブリケーションされた壁、天井、または屋根パネルの一部として一般的に製造されます。プレファブリケーションは専用工場で専門機械と経験豊富なチームを用いて行われ、厳格な品質管理と迅速な施工を保証します。

構造パネルは通常600mm幅の断面で製造され、木工ジョイントで固定され、さらにシースボード、断熱材、防湿シートと組み合わされて完成パネルとなります。構造上の開口部はパネルに組み込まれており、場合によっては配管や電気設備も組み込まれます。外装仕上げは、レンダー仕上げと現場で施工される木材クラッディング仕上げが一般的です。

ブレットスタペル壁パネル

この高度なプレファブリケーション技術により、建物の製造と建設は極めて迅速かつ効率的に行えます。乾燥木材の伐採から住宅の設備完了までは約5週間かかりますが、現場での住宅建設と防水工事はわずか数日で完了します。

構造的には、メーカーは最大12～15メートルの長さのパネルを製造できますが、奥行き210～250mmのパネルであれば7メートルのスパンを容易に実現できます。ブレットスタペルトラスは、大規模な産業施設や橋梁などで求められるような、より厳しいスパン距離にも対応可能です。

ブレットスタペルパネルを使用した最も高い建物は、現在ドイツの7階建て「E3」ビルです。[ 5 ]この建物には他の木材要素も組み込まれていますが、ブレットスタペルパネルのみを使用した4階建ての建物も建設されています。現在、防火規制により木造建築物の高さは制限されていますが、大規模な木造建築システムの出現により、この制限は緩和されつつあり、より高い例も現れています。典型的な120mm厚パネルの耐火性能は60分ですが、完全な構造パネルは90分耐火性能を達成しており、これはコンクリートや鉄骨造の工法に匹敵する性能です。

ドイツのハンブルクにあるIBAソフトハウスにも、現代的なブレットスタペル構造が採用されています。E3ビルの木造骨組みは漆喰で覆われていますが、ソフトハウスではブレットスタペルパネルが内部の床、壁、天井に露出しています。さらに、建物はミネラルウール断熱材、防水シート、そしてカラマツ材のレインスクリーンで覆われ、風雨に対する安定性を確保しています。[ 6 ]

利点

  • 二酸化炭素は地球温暖化の最大の原因の一つです。木材は1立方メートルあたり930キログラムの二酸化炭素を吸収します（これは車を2ヶ月間使用停止させるのに相当します）。ブレットスタペルの建物は、木造軸組構造の建物よりもはるかに多くの二酸化炭素を吸収します。
  • ブレットスタペルは優れた断熱特性を有し、効率的に使用すれば、低いU値、気密構造、そして木造軸組の約5倍の高熱容量により、エネルギー需要を最大90%削減できます[ 7 ]。単体での熱伝導率は0.13 W/(m⋅K)で、完成した構造パネルでは0.12～0.24 W/(m 2 ⋅K)のU値を達成します。
  • 建物を現場外でプレハブ化し、迅速に建設できる能力は、特に気候の悪さを考慮すると、英国の建設業界にとって実用的かつ経済的な利点となります。
  • エネルギー需要の削減と、建設期間の短縮および労働集約度の低減は、建物のライフサイクルコストの削減に大きく貢献します。これにより、材料費の高騰が相殺されます。ブレットスタペル工法は、同等の面積の木造軸組工法に比べて約20%高価です。
  • 接着剤や釘を使わず、未処理で露出したブレットスタペルを指定すると、他の材料に含まれる潜在的に有害な化合物のない健康的な屋内環境を作り出すのに役立ちます。これは、プレハブパネルの吸湿性によってさらに強化されます。

英国の産業

工業グレードのブレットスタペル

ブレットスタペル・プロジェクトは英国でも実現し始めており、スコットランドのアカラクル小学校がその最初のプロジェクトとなり、他の学校にとって適切な先例となりました。スコットランド国境地帯とロンドンでも、民間および公共の住宅プロジェクトがいくつか建設されています。スコティッシュ・ボーダーズにあるプラマーズウッド・アクティブ・ハウスは、2012年度スコットランド・ホーム・アワードの建築優秀賞を受賞しました。

現在、ブレットスタペルは主にオーストリア、スイス、ドイツ、ノルウェーで製造されていますが、輸送コストの増加とそれに伴うエネルギー消費量の増加により、英国のユーザーにはマイナスの影響を与えています。しかしながら、英国の建築家や顧客は徐々にマッシブ・ティンバー・システムの使用頻度を高め始めています。しかし、その恩恵にもかかわらず、英国の木材産業はそれを逃し続けています。

しかし、2013年春現在、イーストサセックスのIn-Wood Developments社が英国で初めてBrettstapelパネルを製造する企業となり、より競争力のある条件でこの建設機会を英国市場にもたらすと考えられています。英国製パネルは、2013年のEcobuildで初めて展示されました。

スコットランドは英国の木材の大部分を生産しており、その65%はウッドチップ、フェンス、梱包材、おがくずとして利用されています。 [ 8 ]これらはブレットスタペルの建設に使用できる木材です。英国産のシトカスプルースは、成長が早く、英国の木材全体の約3分の1を占める低毛材であるため、ブレットスタペルの理想的な原材料です。[ 9 ]十分な関心が喚起されれば、英国産のシトカスプルースを使ったブレットスタペルの生産を増やすインセンティブがすぐに業界に生まれると考えられます。これは、現在は主に安価な製品に使用されている資源を非常に収益性の高い方法で活用することになるでしょう。

英国産木材の使用を増やすことは、地球環境と英国産業にとって、生態学的にも経済的にも大きなメリットをもたらします。しかし最終的には、ブレットスタペルを英国内で指定することで、建設品質の向上、生活水準の向上、環境の改善、そして将来の居住者の健康と福祉の向上に貢献することになります。

参考文献

  1. ^ Ramage, Michael H.; Burridge, Henry; Busse-Wicher, Marta; Fereday, George; Reynolds, Thomas; Shah, Darshil U.; Wu, Guanglu; Yu, Li; Fleming, Patrick; Densley-Tingley, Danielle; Allwood, Julian ; Dupree, Paul; Linden, PF; Scherman, Oren (2017年2月). 「木から木材：建設における木材の利用」 .再生可能エネルギー・持続可能エネルギーレビュー. 68 : 333– 359. Bibcode : 2017RSERv..68..333R . doi : 10.1016/j.rser.2016.09.107 . hdl : 10044/1/42921 .
  2. ^ Haller, Peer (2008年2月). 「著名な構造エンジニア：Julius Natterer」（PDF） . elearning-iabse.org . ドイツ：Structural Engineering International. pp.  207– 209. 2010年7月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  3. ^ヘンダーソン、ジェームズ、フォスター、サム、ブリッジストック、マット (2012). 「ブレットスタペルとは何か？」brettstapel.org .
  4. ^ “Das System Weniger ist mehr!”。brettstapel.at (ドイツ語)。2019-01-27 のオリジナルからアーカイブ。2018年12月14日に取得。
  5. ^ “E3ビル” . e3berlin.de (ドイツ語). 2007年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  6. ^ Gerfen, Katie (2014年8月11日). 「Kennedy & Violich Architectureが設計したSoft House」 . Architect Magazine . 2016年4月29日閲覧。
  7. ^ 「パッシブハウス建設」 . passivhaus.org.uk .
  8. ^ 「林業統計」forestry.gov.uk . 2009年。
  9. ^ 「スコットランド林業戦略」 forestry.gov.uk 、 2006年。 2009年6月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年8月18日閲覧。
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