住宅用流通小径集成材で木造木質中規模建築を実現する
新木架構システム「ダブルティンバー®」

竹中工務店北海道支店の北海道地区FMセンターは、2021年11月に竣工した木造2階建てのオフィスです。「FMセンターといってもラジオ局ではないんですよ」と竹中工務店の藤田さんがFMセンターの業務内容を説明してくれました。

FMとはFacility  Management（ファシリテイマネジメント）の略で、建物の改修や更新、メンテナンスを行う部署です。北海道庁旧本庁舎（赤レンガ庁舎）の耐震改修や旧北海道立文書館別館（現、北菓楼札幌本店）の外壁だけを残して内部を店舗に改修する工事など、都市再生事業にも携わっています。また近年の改修、再生事業においては単に建物ハード面だけに留まらずに、そこで働く人々の健康や働きやすさ、働き方まで考慮したウェルネスな空間づくりを目指しています。「私たちはそのようなウェルネスな建築を人偏のケンチク、”健築Ⓡ”と呼んでいます。今までの空間づくりの枠を超えて、誰もが健やかに、心豊かに過ごしていける場所の提供を目指しています。」

さて、北海道地区FMセンターの建設にあたっては、非住宅分野で木材を活用し脱炭素化に貢献。亜寒帯気候の北海道に適合した環境性能を備え、それだけではなくそこで働く人々の健康増進や生産性向上にも貢献する木造木質中規模ウェルネスオフィスを実現することが目標に定められました。
 

北海道の森林面積は554万haで北海道の約7割を占めています。令和1年の木材統計によると人工林はその約27％で、内訳はトドマツ52％、カラマツ30％で、スギやヒノキが中心の本州の森林と大きく異なります。現在はカラマツの人工林が利用期に入っていて、トドマツもこれから利用期に入ります。

しかし、豊かな森林資源があるにもかかわらず道内の建築用材自給率は20％にとどまり、32％が本州から、45％が海外からの輸入製品になっています。また、本州では原木の約80％が建築用材として使われるのに対し、北海道では梱包材やパレットに使われる比率がカラマツで82％、エゾ・トドマツで32％と高く、建築用材として使われる比率が低くなっています。その原因が、道内の大規模な製材所の数が少ないことに加えて、住宅用小断面の集成材製造工場が大半で、大断面集成材工場が少ないこと等が挙げられます。CLTについても現状は1社のみの製造拠点で、加工できる大きさも限られています。

「潜在需要はあるのに、製材・集成材の供給力が小さいことが課題となっています。北海道では、道産の木材製品等をPRするブランドHOKKAIDO WOODを立ち上げていますが、竹中工務店北海道支店ではこのブランドに“道産木のある未来がみたいから”というキャッチフレーズを自主的に付けて、道産材利活用を強く推し進めています。FMセンターの建設も道内の住宅用集成材の生産体制を活かすことができないかと考えました」。

FMセンター建設には、３つの大きなテーマが設けられました。「一つ目が道産カラマツを使った120角の一般的に流通している住宅用集成材を用いること。二つ目が亜寒帯気候の北海道に合った環境性能を得るために昼光や風などを取り入れながらウェルネスオフィスを実現すること。そして三つ目がBIMを取り入れ、構造計算が必要となる非住宅の建築において構造データをプレカットのデータと互換性を持たせ共通化することで生産性を上げることでした」。

今回の建設では高強度のカラマツが採れる「ようてい森林組合」が育てている仁木町産等ののカラマツ材を使い、CLTは北見市の「協同組合オホーツクウッドピア」、集成材やプレカットは森町の「株式会社ハルキ」とすべて道内の木材関連企業を起用。接合部に使用する金物等も特殊なものではなく、道内で一般的に調達できるものだけを採用しています。「サプライチェーンを道内で完結した形にして、道産材の高次化利用により、経済、資源、炭素を循環させる一つのモデルとしています」。

さらに昼光や風などの自然を取り入れ、地下水を活用した空調とするなど様々な工夫やBIMを導入しプレカット工場とのデータ連携により生産効率を向上させるなどの取り組みが活かされています。

一般の戸建住宅に比べ、オフィス等の非住宅建築には広い空間が必要となり、120角の住宅用流通材で大空間を実現するには、新たなイノベーションが必要でした。それが、120角の木材を対にして使い、二重の柱、二列、二段の梁とすることで荷重を分散する「ダブルティンバー」（商標出願済）と名付けられた新木架構システムです。二重の柱と二列、二段の梁が組み合わさった構造は、見た目もインパクトがあり、安心感を与えてくれます。さらに梁は、たわみの少ないゲルバー梁と呼ばれる構造を採用しています。

「柱や梁を二重で使うことで柱と柱の間を広くとることができ、さらに筋交いも二重で入れることができるので執務空間を広くとることができます。柱間隔は3.64m×4.55m、階高も3.9mとオフィス仕様として戸建て住宅寸法の2倍（容積では8倍）程度の広い空間が確保できています。また2階の床をCLTを組んでつくった構面とすることで建物の水平剛性を高めています。ダブルティンバーを使えば、一般流通材を使ってオフィス、店舗などの非住宅を建築することができます」。

新開発のダブルティンバーの採用により、道産の一般流通木材だけで木造非住宅建設が可能となりました。また、一般的な鉄骨造と比べ建設時のCO2の発生を躯体だけでも約70％も削減できると試算され、低炭素化の面でも大きなメリットが見いだせました。

FMセンターには、北海道の厳しい自然環境の中でも快適な環境性能を実現するための様々なアイデアが盛り込まれています。南面と西面は半透明で断熱性能の高い中空ポリカーボネート製の波板を採用し、できるだけ光を採り入れられるようにしています。太陽の当たらない北面と東面はガルバリウム鋼板の仕様です。そして、執務スペースの周囲に共創スペースや廊下など中間領域を配した入れ子構成にすることで、執務スペースの室温を冬暖かく夏涼しく保てるようにしています。

また、効率的な自然換気を行うために1年間にわたって建物周辺の気象状況を計測し、どの時期にどの方向から風が吹いているかをシミュレーションして窓の大きさと位置を決めました。さらに、札幌は地下水が豊富なので、地下水を利用した熱源・空調計画を行い、冷暖房ラジエーターに地下水を通すことで少ない電力で効率よく冷房できるようにしています。そしてとてもユニークなのが2階の床下に置かれているたくさんのペットボトルです。これはペットボトルの水を蓄熱材として利用し、非常時には飲料水として使える工夫です。

「施工の部分ではDXによって標準化していこうと考え、基本設計の段階からプレカットを行うハルキさんと調整して、プレカットで使用するアプリ“MP-CAD8”とデータ互換が可能なBIM連携構造一貫計算ソフト“ASTIM”を採用しました。これによって構造計算のデータがそのままプレカットの工程に流れる形にすることができ、さらにそのデータを建築用CADアプリ“ArchiCAD”のデータに変換することで設計からプレカット、施工シミュレーション、見積りまで行えるようになり、生産性を飛躍的に向上させることができました」。ダブルティンバーは柱や梁を二重にしてつかうので部材数が増え、構造も複雑になりますがBIMの活用により通常の在来木軸工法と同等の期間で施工が可能となっています。

「構造設計からプレカットへデータ互換性を持たせ上手く連動できたのが成功の鍵でした。今回はウッドショックの最中の施工となり、追加の木材調達が難しかったので、仕口の納まりの確認は特に慎重に行いました。この整合性チェックをもっと簡略化できれば、コストをさらに下げられると思います」。

その他にもFMセンターでは北海道の木材を様々な形で活用しています。エントランスにあるユニークな形状の丸太ベンチは、札幌市内の森林のトドマツの風倒木をデジタルスキャンしてデザインし、札幌市内の河野銘木店が加工したものです。テーブルも広葉樹の端材をデジタルスキャンして組み合わせ1枚の板にして使用するなど様々な試みがなされています。また、庭には北海道に自生している樹種を植木として植えるなど北海道の木材に対する愛情にあふれています。さらに社員の皆さんがFMセンターに使用しているカラマツ材を伐り出した仁木町で植樹活動を行っています。

「北海道は森林と都市が比較的近くに位置するので、木を産出する森林と、伐った木を加工する製材所やプレカット工場、木をつかう市街地をつなげやすく、他の地方ではできないモノづくりができると思います。木を伐る人たちも自分が伐った木がどう使われているか見ることができますし、木造の建物を使っている人たちも身の回りの木材がどこの森のものかわかると愛着が湧いてきます。北海道地区FMセンターはショールームとしてもいろいろな方に見ていただいています。技術的なこともオープンにしているので、ぜひいろいろな地域で参考にしていただけたらと思います」。

近隣で小断面集成材しか調達できない地域でも、環境性能の高い木造中規模非住宅建築を実現するダブルティンバーは、地域材利用の可能性を大きく拡げます。
 

竹中工務店
https://www.takenaka.co.jp/

生きる場所をつくる健築（Healthy Community Development)特設サイト
https://kenkou-kenchiku.jp/

HOKKAIDO WOOD
https://hokkaidowood.com/

キノマチウェブ（FMセンター見学会・イベント動画）
https://kinomachi.jp/4998/

キノマチウェブ（FMセンター関連記事）
https://kinomachi.jp/category/fmc/

北海道地区FMセンターの概要
建築地　北海道札幌市中央区
構造/規模　木造/地上2階
延床面積　856.46㎥
設計・施工　竹中工務店
工期　2021年4月～2021年11月

環境認証として「CASBEEスマートウェルネスオフィス」の最高位となる「Sランク」と「建築物省エネルギー性能表示制度（BELS）」の「★★★★★(ZEB Ready)」を取得。

※人物写真は、撮影時のみマスクを外して撮影しています。