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

9. 試験体製作
約幅400mm×長さ250mm
①木枠製作
1.指定長さに切る
2.ほぞをつくる
材料

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. 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. 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. 試験体の完成時

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. 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/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. 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. 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。