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-
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...
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
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...
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        ...
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805...
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                ...
壁への取り付け方
試験体製作約幅400mm×長さ250mm①木枠製作1.指定長さに切る2.ほぞをつくる         材料
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...
土壁と同じ素材で可能か調べる ①中塗り土+砂+スサ+水=27:50:0.7:15酸化マグネシウムの有無の違い②中塗り土+砂+スサ+酸化マグネシウム+水=27:50:0.7:20:16
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
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+...
試験体の完成時
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。                 誤差を少なく...
8         実験結果                                                         7                                                  ...
実験風景左①土下⑥MgO
最大曲げ応力σ(N/m𝑚2 )曲げ応力とパネルの強度                               ①土             0.322875                                          ...
実験から…・二段階(土→布)の破壊の可能性がある・酸化マグネシウムを加えた試験体は変位が小さく、脆性破壊土だけは比較的靱性破壊・酸化マグネシウムを加えたものは約2倍から3倍の強度をもち、無筋コンクリートとほぼ同等の強度・地産地消が可能・砂利を混...
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...
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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―/瀧澤裕史

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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―/瀧澤裕史

  1. 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. 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. 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. 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. 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 0.036②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 0.2215mm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 1582R=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. 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. 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. 8. 壁への取り付け方
  9. 9. 試験体製作約幅400mm×長さ250mm①木枠製作1.指定長さに切る2.ほぞをつくる 材料
  10. 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。
  11. 11. 土壁と同じ素材で可能か調べる ①中塗り土+砂+スサ+水=27:50:0.7:15酸化マグネシウムの有無の違い②中塗り土+砂+スサ+酸化マグネシウム+水=27:50:0.7:20:16
  12. 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. 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. 14. 試験体の完成時
  15. 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。 誤差を少なくする為、手前と奥の二か所を測った。
  16. 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. 17. 実験風景左①土下⑥MgO
  18. 18. 最大曲げ応力σ(N/m𝑚2 )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/m𝑚2酸化マグネシウムありを0.839N/m𝑚2 とすると FL 𝜎𝑏ℎ2 土だけ F=536.2N σ= より F= 𝑏ℎ2 𝐿 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
  19. 19. 実験から…・二段階(土→布)の破壊の可能性がある・酸化マグネシウムを加えた試験体は変位が小さく、脆性破壊土だけは比較的靱性破壊・酸化マグネシウムを加えたものは約2倍から3倍の強度をもち、無筋コンクリートとほぼ同等の強度・地産地消が可能・砂利を混入すると曲げ強度は大きく低下・適度なすさは曲げ強度を若干改善
  20. 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。

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