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住宅建築工法

鉄骨軸組工法の性能・特徴と欠点を徹底解説

2019年3月29日

鉄骨軸組工法

こんにちは、ユウキ@yuki_housebuild)です!

今回は鉄骨造のうち「鉄骨軸組工法」をご紹介します。

鉄骨造には軸組工法、ラーメン構造、パネル工法などがありますが、住宅建築においてもっともポピュラーなのが鉄骨軸組工法。2,3階建ての小さなアパートも建てられます。

ユウキ
木造建築との違いなど、鉄骨造ならではの特徴はぜひチェックしておきましょう!


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鉄骨軸組工法の解説

鉄骨軸組工法の解説

鉄骨軸組工法は木造軸組工法(在来工法)の木材を鉄骨に置き換えたものです。

柱と梁を縦横に組み、耐力壁と言われる筋交いを斜めにを渡した壁で建物を支えます。

鉄骨の筋交いはX状が基本で、ブレースと呼ばれるため「ブレース構造」とも呼ばれます。ブレースの形状やはたらき方はハウスメーカー各社で違い、それぞれが開発した独自の耐震技術を商品化しています。同じ鉄骨造でもハウスメーカーによって仕様は異なるということですね。

鉄骨軸組工法で使われる鉄骨はほぼ軽量鉄骨。厚みが6mm未満の鋼材を軽量鉄骨といいます(6mm以上は重量鉄骨)。鉄骨は「鋼材」という微量な炭素を含んだ素材。純粋な鉄よりも鋼のほうが強度が高いため鋼材が使われます。

軽量鉄骨は薄いため、溶接ではなくボルト・ナットで締結します。軽さもあるので基礎は木造建築と同じ程度でOK。基礎工事費用もかさまず、1,2階建ての住宅に向いた建築方法です。

ユウキ
構造の組み方は木造在来工法と同じですが、鉄骨素材ならではのメリットやデメリットが存在します。

鉄骨軸組工法のメリット・性能

鉄骨軸組工法のメリット

鉄骨軸組工法のメリットは安定した品質比較的自由な間取り設計シロアリ被害の受けづらさなど。

品質のバラツキが少ない

鋼材と木材の違い 鋼材は安定している

第一に、安定して高品質。鉄骨造の一番の特徴と言ってもいいかもしれません。
木材はどうしても水分量や木の上下、部位による品質差があります。もとが木なので当然ですが、適切に乾燥・施工しないと割れや腐食の原因になってしまいます。

その点、鉄骨(鋼材)は金属なので品質差がありません。同じサイズ、同じ強度のものを生産できます。大工さんの手作業で接合部分を作ることもありません。ボルトでパーツをしっかり組み付ければ宣伝通りの家が建つ。人間が建てるものですから100%はない…とはいえ、木造に比べて非常にムラが少ないと言えるでしょう。

ユウキ
鉄骨軸組工法はいわゆるプレハブ工法。最近は木造住宅もプレハブ化が進んで施工ムラが減りつつありますが、鉄骨の均質さは大きなメリットです。

広い空間をつくりやすい

木造軸組工法でも開口部を作りやすいですが、鉄骨造でも同じです。
筋交い(ブレース)のある耐力壁の配置によって、比較的広く窓やドアなどをあけることができます。逆に言えば耐力壁は必須。重量鉄骨ラーメン構造までの自由度はありません。
天井を高くしやすいのも鉄骨造の特徴。木造でも天井を高くできますが、ハウスメーカーの標準で上げられるのは鉄骨造が多いです。

普通の天井高は2400mm。石膏ボードなど他の建材サイズとちょうどいいため基本の高さとなっています。鉄骨造のほとんどは基本の2400mmから2700mm近くまで上げられます。会社によってはさらに高くできたりも。「せめて2階は天井を低くしたかったなんて言えない」というCMもあるように、2階の天井高を上げられるハウスメーカーもありますね。

ユウキ
狭い敷地で縦の空間を活かしたり、壁面収納が捗ります。

シロアリ被害の心配が少ない

鉄骨軸組工法はシロアリに強い

シロアリ被害の心配は非常に少ないです。

もっとも、シロアリは主食?が木材などの植物ですがとにかく何でも食べます。食べないものも通り道のために壊します。どんな家でも完全にサヨナラできる虫ではないのですが…。
鉄(鋼材)ほどの硬い金属は破壊される心配はほぼないと言って良いでしょう。

ユウキ
一番重要な構造部分を食害されないので安心ですね。

 

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鉄骨軸組工法のデメリット・注意点

鉄骨軸組工法のデメリット

鉄骨軸組工法の欠点・注意点は木造に比べて建築費用が高いこと、断熱や耐火・防錆対策が重要なことです。

建築費用が高め

建築工法別工事予定額グラフ

鉄骨軸組工法は、木造に比べれば建築費用は高くなります。木材より鋼材のほうが高価なので仕方ありません。外壁や断熱などにもお金をかける必要があります。

2018年の住宅着工統計によれば、持ち家一戸建ての木造住宅(在来工法、ツーバイフォー工法など)の平均工事予定額が2,151万円。対して鉄骨造(軸組工法、ラーメン工法など)は3,329万円。1,000万円以上の差があります。坪単価では木造が約59.4万円、鉄骨が約85.8万円です。

木造と比べてしまうと高いですが、鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造に比べれば安価。鉄骨・コンクリートグループでは一番安い建て方ではあります。

ユウキ
鋼材の価格だけでなく、家全体のクオリティが高いプランがほとんどなので費用がかかるのはやむを得ません。

リフォーム費用が高い

リフォーム費用も高くなりがちです。地方の中小リフォーム会社では鉄骨は扱えないことも多いですし、材料費も高い。

費用がかかる理由は材料費だけではなく、そもそも鉄骨軸組工法がハウスメーカーの独自技術で建てられていることも関係します。特にブレース部分は各社違ったものを扱っているので、下手に手を入れて構造体のバランスを崩すことになっては大変です。そうなるとリフォームするにも建築したハウスメーカーに依頼するのが間違いない、となるわけです。ハウスメーカーへリフォームを頼むと安心な代わりに費用は高くなりがちに。

ユウキ
リフォームの自由度自体はそこそこです。耐力壁のバランスが取れれば壁の移動もOK。

断熱性が低い

鉄骨軸組工法 断熱性が低い

木材に比べて鋼材の熱伝導率は非常に高いです。熱伝導率は高いほど外の熱が伝わりやすく、中の熱は逃げやすくなります。

天然木材の熱伝導率は0.12、鉄骨材料の鋼は55。ちなみに断熱材に使われるグラスウールは0.03〜0.05(住宅省エネルギー技術講習設計テキストより)。鋼材は木材の450倍ほどの数値で、お世辞にも断熱に向いた素材とは言えません。

さらにツーバイフォーのような枠組壁工法では構造用合板を外側全面に張りますが、軸組工法にはそれがありません。より外の熱を受けやすいのです。柱や梁を通して内側と外側の熱が伝わる現象を「ヒートブリッジ(熱橋)」といいます。断熱効果が下がるだけでなく、結露の原因にも。内部構造で結露するとサビにもつながりかねないので要注意です。

ユウキ
鉄骨造の弱点とも言える部分なので、ハウスメーカーの断熱対策は要チェックです。外断熱、かつ鉄骨も断熱材で覆って熱を伝わりづらくしている会社もあるようです。

鉄骨部分の耐火・防錆が重要

木材・鉄の加熱による強度低下比較

出典:Thompson, H.E.:F.P.J., Vol.8 No.4, 1958

またも鋼材という素材の特徴ゆえの注意点。一つは鉄骨部分の耐火被覆。鋼材(鉄)は400℃を超えるあたりから強度が急激に下がり、800℃近くなると通常の1割以下ほどになってしまいます。

木材が表面の炭化層のおかげでゆっくり崩れるのに対し、鉄骨は一定以上の熱が加わるとガタッと崩れるのです。そのため鉄骨部分に火が当たらないよう防火素材で覆う対策が必須。対策は天井・壁を石膏ボードで覆うのが基本です。石膏ボードは不燃材料なので室内からの燃え広がりを遅らせることができます。外からの延焼防止には耐火性能の高い外壁を取付けて対処します。

ユウキ
鉄骨造の住宅は火災保険が安くなる省令準耐火構造になります。火災に弱いわけではなく、高温にならないこと・なる前に逃げることが大事なんです。

もう一つは防錆処理。鉄骨は濡れた状態のままでおくと簡単に錆びてしまいます。
錆びた鉄骨は強度が下がり、住宅の構造に影響を及ぼします。特に内部のことは目に見えないので、知らないうちに腐食が進んでいる…なんてこともありえてしまう。考えたくはないですが、地震で傾いたりしてから発覚するケースもあるのです。防錆は非常に重要なため、各メーカーが高耐久メッキ処理などを施しています。鉄骨は熱伝導率が高く結露しやすいので、断熱と防錆はセットで徹底したいところ。

ユウキ
鉄骨の弱点はハウスメーカーも承知の上。各社がどんな対策をとっているのか比較しておきましょう。

鉄骨軸組工法を扱っているハウスメーカー

大手ハウスメーカー

鉄骨軸組工法で建てるなら大手ハウスメーカー。中小工務店や建売住宅では鋼材の扱いや建築費用の高さなどから難しいです。資本がしっかりしている大手だからこそ建てられるのが鉄骨造なのです。

例をあげれば積水ハウス、ダイワハウス、トヨタホームなど。鉄骨軸組工法だけでなく、鉄骨ラーメン構造や木造など複数の工法を建てられる会社も多いです。

鉄骨軸組工法での住宅建築に適しているのはこんな人

鉄骨軸組工法が向いている人

鉄骨軸組工法のメリットは品質差がなく一定以上の住宅性能が得られること。注意点は建築費用の高さや断熱性の低さなど。耐火、防錆処理が適切に行われていることも重要です。

これらの特徴から、鉄骨軸組工法で住宅を建てるのに向く人は

  1. 建築費用はそれなりに準備できる
  2. 安定して高品質を求めたい
  3. 大手ハウスメーカーの技術が安心だと思う
  4. 長く住みたいので保証期間も大事

建築費用がかかり、断熱・錆びの心配があるのになぜ大手ハウスメーカーが取り入れ、多くの人が選ぶのか?

それは費用のぶん鉄骨のデメリット解消に技術を割き、保証を充実させているから。鉄骨造の住宅の多くは外断熱・基礎や天井の断熱・メンテナンスフリーで耐火性能の高い外壁など高性能な技術・材料を使っています。鉄骨の不得意な点さえ補えば、安定して高性能な家が建てられる。失敗なく品質の良さを求めるには向いています。

鉄骨軸組工法=長期保証ではありませんが、鉄骨造を扱うハウスメーカーは保証がしっかりしている、という意味ではポイントになります。30年、60年と長期の点検・メンテナンスがあれば経年劣化にも対応できます。定期点検がないとつい何年、何十年と時間が過ぎてしまい家の傷みに気づけないものです。ひどい状況になる前に点検・修理できるので安心感がありますね。

ユウキ
木造住宅の品質がピンからキリまであるとすれば、鉄骨住宅は一定グレード以上、といったところ。特徴を理解して選びたいですね!

 

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