耐火性、耐震性、気候に優しい：マスティンバーは建設の代替手段として増加している

シアトルの8階建てハートウッド・アパートメントが今秋に居住者向けにオープンすると、ワシントン州で最も高い木造建築物となり、また、最高18階建ての木造高層ビルの建設を認める一連の新しい建築基準の下で許可される米国初の建築物となる。

これは、コンクリートや鉄鋼に代わる低炭素の代替として、アメリカがマスティンバーへと移行する上で重要な節目であり、太平洋岸北西部がその先頭に立っています。シアトルの建築家スーザン・ジョーンズは、このアメリカの動きの先駆者であり、新しい基準の策定を主導し、この技術の可能性を実証しています。

「この新興素材には、革新とデザインの可能性が大いにあります」と、ハートウッドやその他のマス・ティンバー建築を設計した建築事務所アテルリエジョーンズのオーナー、ジョーンズ氏は語る。「未来が本当に楽しみです。」

木材は、人類が住居を建設するようになって以来、建築材料として使用されてきました。しかし、20世紀に入り、建物が巨大化し、空高くそびえるようになると、コンクリートや鉄鋼が主流となりました。現在、木材は高層建築物の骨格となるのに十分な強度と耐火性を備えた製品へと加工されています。

ブルームバーグによると、全国で2013年に69件のマス・ティンバー・プロジェクトが建設され、昨年までにその数は755件に急増した。

木骨組みは、ワシントン大学ファウンダーズ・ホール、ポートランド国際空港、マックルシュート族の燻製小屋、ラコナー・スウィノミッシュ図書館など、太平洋岸北西部の数十の公共施設や商業ビルに展示されています。住宅への応用も進められており、シアトルのグリーン・キャノピー・ノード社によるマス・ティンバー住宅もその一例です。

「ワシントン州は林業と木材、先進的な製造業、そして数多くの革新的な建築・建設会社における歴史的な強みを活かし、マスティンバーの生産と利用におけるリーダーシップを拡大する準備ができていると確信しています」とワシントン州商務省クリーンテクノロジー担当リーダーのブライアン・ヤング氏は電子メールで述べた。

この拡張は、州の野心的な気候変動目標に沿ったものです。建設業界は世界の二酸化炭素排出量の13%を占めており、その大部分はコンクリートと鉄鋼によるものです。これらの業界は脱炭素化に取り組んでいますが、時間がかかるでしょう。

研究者たちはマスティンバーの使用による気候への効果を計算していますが、批評家たちはその計算が誇張されていると主張しています。木を育てることは二酸化炭素を消費することで気候に貢献し、木材は建物の寿命の間、あるいは木材が再利用されればさらに長く、地球温暖化ガスを封じ込めます。マスティンバーに加工される木材は、通常、伐採のために管理された森林から調達され、原生林から調達されるものではありません。

ワシントン大学、パシフィック・ノースウエスト国立研究所などによるハートウッド・プロジェクトに関する研究では、炭素排出量は鉄とコンクリートを使用した同等の建物に比べて40％少なく、貯蔵された炭素から長期的にさらなる利益が得られるという結論が出ている。

耐火性と耐震性

ヨーロッパでは過去20年にわたってマスティンバーを使った建築が行われてきたが、米国で支持を得るのは困難を極めている。

建設業者や請負業者が、この材料を使って建築を行うために必要なスキルを習得するには一定の学習期間が必要であり、プロジェクトの時間とコストが増加する可能性があります。国内メーカーがマスティンバー製品の販売を開始したのはごく最近のことです。依然として規制がいくつかあり、許可取得に時間がかかる可能性があります。また、材料費も高くなる傾向があります。

少なくとも歴史的には、建設業者や建築許可業者はマスティンバーの性能、特に火災安全性を最優先事項として懸念していました。新しい建築基準の承認を得るために、ジョーンズ氏は耐火性の問題に取り組む委員会に所属していました。国立の火災研究研究所において、同グループは実物大の2階建てマスティンバー建築を5回も焼き尽くそうと試みました。

「効果はなかった」とジョーンズ氏は言った。「4時間も火災が続いた。スプリンクラーも出動せず、消防隊も全く出動しなかった。本当に信じられない」

集成材製品は火にさらされると炭化保護層を形成し、燃焼を遅らせ、木材の構造的完全性を維持します。

最近では、科学者たちがマスティンバーの耐震性を研究しました。彼らは10階建てのマスティンバータワーを建設し、サンディエゴの試験場で150回の地震に相当する振動を与えました。試験は8月に完了し、ワシントンD.C.の研究者も参加しました。プロジェクトのウェブサイトによると、建物は「構造的な損傷や残留変形なく」耐え抜きました。

マス・ティンバー・プロジェクトは木材のみを使用するのではなく、多くの場合、限定的に鉄骨やコンクリートを含むハイブリッド構造です。橋梁の拡張や超高層ビルなどの構造物では、依然として金属やコンクリートが主流となるでしょう。

「私たち全体の持続可能な未来のために、鉄鋼やコンクリートを基礎材料として頼るのをやめ、再生可能な資源を使う必要があります」と、グリーンキャノピー・ノードの共同CEO、ベック・ワイルダー氏は述べた。「木材で代替できるものがあれば、ぜひ代替しましょう。」

展示されている木製の骨格

ハートウッド アパートメントは外から見ると、シアトルのキャピトル ヒル地区にある典型的な近代的な高層ビルのように見えます。

しかし、この建物は大量の木材で作られた骨組みを持ち、内部にはその骨組みが誇らしげに展示されています。

ハートウッドの126室のスタジオと1ベッドルームのアパートメントのほとんどでは、天井に沿ってむき出しの頑丈な木の梁が水平に走り、床から天井まで木製の柱が伸びています。梁は集成材（グルーラム）で、木材を接着して作られています。

クロス・ラミネーテッド・ティンバー（Clat Laminated Timber）の天井も露出しています。Clat Laminated Timber は、各層ごとに木目の方向が交互になるように板を積み重ね、接着して作られた木製パネルです。

Heartwood には、大量の木材に加えて、コンクリートを充填した鉄骨梁の内部格子が採用されており、さらなる耐震性を提供します。

アトリエジョーンズが設計したこのプロジェクトは、2022年4月に着工し、スウィナートンが施工を担当しています。非営利団体コミュニティ・ルーツ・ハウジングが建物を所有し、第三者機関を通じて管理しています。中所得世帯に賃貸されます。スタジオユニットの月額賃料は1,326ドルから2,075ドルで、共用ランドリーと自転車置き場の利用が含まれます。

先週、入居希望者が完成した物件の内覧を始めました。

「マスティンバーの台頭」

他の場所でも、他のマス・ティンバー・プロジェクトが形になりつつあります。

グリーン・キャノピー・ノードは今春、スポケーンにプレハブパネルを用いた初のマス・ティンバー住宅を建設しました。このプロジェクトは、ブリティッシュコロンビア州バンクーバーに拠点を置くマーサー・マス・ティンバー社と提携して行われました。同社は、カテラ社の倒産後にスポケーン事業を買収しました。

Green Canopy NODEのニッチな分野は、4階建て以下のマス・ティンバー住宅で、カーボン・ネガティブで建設期間の短い住宅に重点を置いています。同社は現在、集合住宅を建設するデベロッパーにプレハブのマス・ティンバー住宅を販売しています。来年には、シアトルのレイニア・ビーチ地区に32戸のマス・ティンバー・アパートメントを建設する予定です。

共同CEOのワイルダー氏は、この分野に大きな可能性を感じており、その理由として次のような点を挙げている。

• 新しいマスティンバー製造業者がオンライン化しており、プロジェクトを地元で調達することが可能になっています。
• この素材の魅力は、事前にカットされた正確な寸法で注文できるため、無駄が減り、適切な人が使用すれば組み立て時間が短縮され、コストも削減できることです。
• マス ティンバーは鋼鉄やコンクリートよりも軽量なので、コストのかかる掘削や基礎工事を縮小することができます。

マス ティンバーはこれまで高価だったが、これらの要因により、マス ティンバーの価格が伝統的な材料と同等に近づきつつあるとワイルダー氏は述べた。

「マスティンバーの台頭はまだ初期段階です」と彼らは言います。「しかし、大きな動きです。マスティンバーに関する会議が開かれ、数年前には1,000人が参加しました。そして昨年は3,000人が参加しました。この素材とその活用方法に対する認識が高まっているのです。」

家からハートウッドへ

ジョーンズ氏の大量木材の擁護は文字通り自宅から始まった。

2013年、彼女はシアトルのマディソンパークにある自宅をマスティンバーで建てました。これは、マスティンバーという素材について学ぶ実験と機会としてでした。リスクはありましたが、彼女は、マスティンバーが実現可能な技術であることを自分自身と周囲の人々に証明するために、リスクを冒したかったのです。

「あのプロセスを通して、それを使ってどのように構築するかを学んだことは、非常に貴重な経験でした」とジョーンズ氏は語った。「この10年間の私たちのすべての仕事の原型となったのです。」

ジョーンズさんは太平洋岸北西部で育ち、木造建築の温かみのある美的感覚を愛している。その愛着はオーカス島にある家族の別荘にまで遡る。

自宅を建てて以来、アトリエジョーンズは学校、教会、住宅などのマス ティンバー プロジェクトを設計してきました。その中には、2021 年にカリフォルニア州で発生したディキシー山火事で破壊された住宅のモジュール式代替住宅も含まれています。

ジョーンズ氏は、8階建てのハートウッドビルの実現という難題を乗り越え、他のビルにも同様の取り組みを期待しています。彼女は現在、このアパートのデザインを10階建て、12階建て、そして18階建てのビルに、より大規模に再現するべく取り組んでいます。40階建てのマス・ティンバー・ビルも実現可能だとジョーンズ氏は考えています。

「20世紀は私たちを軌道から外しました」とジョーンズ氏は語った。「そして、私たちの暮らしは、より自然に基づいた、バイオベースの物質的な生活様式へと振り子が戻りつつあるように感じます。」

編集者注:記事は、ベック・ワイルダーの姓がチャピンから変更されたことを反映して更新されました。