優れた耐震性と耐火性で世界が認める
ツーバイフォー
2×4工法
ABOUT
ツーバイフォー工法とは
ツーバイフォー工法は「面構造」
ツーバイフォー工法は「面構造」
ツーバイフォー工法は「床」や「壁」などの
「面」で支える「面構造」
ツーバイフォー工法の大きな特徴は、「床」や「壁」などの「面」で建物を支える「面構造」であることです。ツーバイフォー工法の建築基準法上の名称は「枠組壁工法」というように、ツーバイフォー工法は、床や壁などの各面が構造用製材でつくった「枠組み」に「構造用面材」を接合した強度の高い「版」(ダイアフラム)になっています。
六面体構造（箱構造）1-2
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
六面体構造（箱構造）矢印付き
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
●軸組工法は「柱」や「梁」などの「線」で建物を支えるのに対して、ツーバイフォー工法は「床」や「壁」などの「面」で建物を支える「面構造」です。
●「六面体構造」 (箱構造)であるツーバイフォー工法の建物は、地震や台風などの外力を床や壁などの各面で支え、バランスよく家全体に力を分散させます。
頑強な「六面体構造」(箱構造)で
耐震・耐火・省エネ性を発揮
ツーバイフォー工法の建物は、強度の高い「床版」·「壁版」など「版」を組んでできる頑強な「六面体構造」(箱構造)。地震や台風などの外力を家全体に分散させます。また、「六面体構造」は気密性も高く、優れた耐火性・省エネルギー性・遮音性などを発揮します。
ツーバイフォー住宅の床・壁は強度の高い「床版」・「壁版」
ツーバイフォー工法の建物の床や壁は、2×4(ツーバイフォー)材や2×10 (ツーバイテン)材などの構造用製材を組んで「枠組み」をつくり、そこに「構造用面材」(構造用合板など)を接合し、強度の高い「床版」(水平ダイアフラム)、「壁版」(垂直ダイアフラム)になっています。
壁版
垂直ダイアフラム
壁版 垂直ダイヤフラム1
床版
水平ダイヤフラム
床版 水平ダイヤフラム1
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
構造用製材の名称
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
ツーバイフォー工法の正式名称は「枠組壁工法」
「ツーバイフォー工法」という名称は、構造材として約2インチ×約4インチの木材(ツーバイフォー材)を多く使用することからきています。
日本でのツーバイフォー工法の建築基準法上の名称は「枠組壁工法」です。
構造用製材の名称
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
POINT
ツーバイフォー工法のポイント
耐震性
地震大国日本で求められる住まいとは
日本は世界でも有数の地震大国
日本は世界でも有数の地震大国です。
世界で発生しているマグニチュード6以上の地震の約20%が日本周辺で発生しています。
日本においては、「地震に強い家」を建てることは大切な家族を災害から守るうえでもっとも重要なことのひとつです。
震災で卓越した耐震性能を発揮したツーバイフォー工法
わが国ではオープン化以降約40年間で280万戸を超えるツーバイフォー住宅が建設されました。この間に阪神・淡路大震災や東日本大震災、熊本地震などの大きな地震を経験しましたが、いずれにおいてもツーバイフォー住宅の被害は少なく、卓越した耐震性能を発揮してきました。
ツーバイフォー工法には 厳しく精緻な設計基準がある
ツーバイフォー工法は、工法のオープン化当時から厳しく精緻な設計基準が設けられました。特に耐震性に関わる部分では、技術的基準(仕様規定)の中で、建築物全体として耐力壁を有効に機能させるために耐力壁をバランス良く配置するための規定や水平剛性を確保するための床の構造規定、各種の接合部に関する規定などが設定されているため、安定した品質で地震に強い家を建築することが可能になっています。
剛性の高い床版・壁版による六面体構造で
地震力を分散
剛性の高い床版・壁版などを組んでできる強固な「六面体構造」(箱構造)によるツーバイフォー工法の建物は、地震や台風などの力を建物全体で受け止め、荷重を一点に集中させることなく全体に分散させるため、外力に対して抜群の強さを発揮します。また「六面体構造」は、地震で発生する縦揺れ・横揺れのどちらにも強く、ネジレや変形を抑えることで、建物の全半壊を防ぎます。
六面体構造
六面体構造（箱構造）矢印コメント付き2
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
ツーバイフォー住宅の床版(水平ダイアフラム)は地震力(水平力)を各壁に分散させるとともに、建物のネジレを防ぎます。また、壁版(垂直ダイアフラム)は、力を床や屋根などに伝えるとともに建物の変形や倒壊を防ぐ働きをします。
建築基準法の求める耐震性能に対して
+α(プラスアルファ)の力(余力)がある
ツーバイフォー工法の仕様規定では、耐力壁以外の壁(間仕切り壁や窓の上下の壁など) についても耐力壁と同じように、外壁には構造用面材や石こうボード、内壁には両面石こうボードなどを張るように決められています。そのため構造上必要とされる壁に加え、+α(プラスアルファ)の力(余力)が備わっていることになります。
+αの力(余力)
＋αの力(余力)
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
ツーバイフォー住宅では、耐力壁として計算されない耐力壁以外の部位についても、外部に構造用面材、内部に石こうボードが張られる等、耐力壁と同様の構造仕様になっている。
2x4 Experiment Report
3階建て実大建物の3次元振動台実験
－連続する強い揺れに耐えることを証明－
日本ツーバイフォー建築協会は、2006 (平成18)年4月、独立行政法人 土木研究所にてツーバイフォー3階建て実大建物の3次元振動台実験を行いました。本震として、阪神・淡路大震災の時に神戸海洋気象台で記録された震度7の地震波を再現しました。続いて、その後に強い余震が来ることを想定して、新潟県中越地震で記録された震度6強の地震波も再現しました。この2度にわたる加振でも、実験建物に大きな損傷は見られず、ツーバイフォー住宅の高い耐震性を改めて実証することができました。
3階建3次元振動台試験（加振中）
（財）建材試験センター（(独)土木研究所施設）
2006年 実験
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
実験建物概要
●階数:3階建て ●最高高さ: 9.86m ●面積:各階53㎡
●外部仕上げ:屋根/平形屋根用スレート 外壁/サイディング張り
●内部仕上げ:石こうボード張り一部ビニールクロス仕上
1度目の加振
●阪神・淡路大震災で記録された最大地動加速度818gal※で加振して横(X・Y)方向と縦(Z)方向による3次元の揺れを忠実に再現しました。
※地動加速度:地震による地表面での加速度、地震の大きさの指標となる数値です。加速度の単位はgal (1gal=1p/sec²)で表されます。
2度目の加振
●新潟中越地震の時、川口町で観測された地震波2,036galで加振しました。
7階建て実大木造建築物の震動台実験
2009(平成21)年7月、独立行政法人 防災科学技術研究所は、E-ディフェンス震動台を用いて7階建て(1階:鉄骨造、2～7階:ツーバイフォー工法) 木造建築物の加振実験を実施。日本ツーバイフォー建築協会は加振後の損傷観察に協力しました。
1994(平成6)年のNorthridge地震で計測された地震波を米国の耐震基準に合わせて1.8倍にした地震動などを用いて加振が行われ、結果は学会や国際会議などで発表されるとともに、日本における木造建築の中高層化を構造的に検討するための研究にも活かされています。
会員アンケート調査によるレポート
震災後の調査で明らかになった地震に強いツーバイフォー工法の実態
日本ツーバイフォー建築協会では、ツーバイフォー工法の被害状況を把握するため、震度6弱以上のエリアにおける会員会社が供給したツーバイフォー住宅の被害状況について、アンケート調査等を行ってきました。その結果、熊本地震、東日本大震災、阪神・淡路大震災など、震度6、7の大きな地震においても、「被害なし」や「多少の被害」が約97%以上を占めることがわかりました。
※本調査は、内閣府の「災害による住家の被害認定基準」を参考に作成した被害判定基準によりアンケートを行ったものです。
熊本地震は震度7が2度も発生した大地震でした。その前震・本震以降も、震度5以上の余震が多発し、建物は強い揺れを何度も受けましたが、ツーバイフォー住宅は「被害なし」 「多少の被害」の住宅が97%以上を占めました
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
※「一部損壊」とは、多少の補修は必要な被害が発生したもので、補修をすれば元通り使用できる程度のもの。「多少の被害」とは、壁紙にしわがよったり、少し裂け目が入ったり、家具の落下等により床材が一部分傷つくなどした程度の被害が生じたもので、当面そのまま居住してもほとんど支障はないもの。
熊本地震
●2016(平成28)年4月16日(本震)発生
●M7.3、最大震度7、震源の深さ12km
●横ずれ断層型で、M6.5・震度7の前震 (4月14日)の28時間後にM7.3・震度7の本震が発生し、その後も大小の余震が多発した
●家屋全壊8,697棟、家屋半壊34,037棟(平成29年4月消防庁)
被害の大きかった地区で、地震に耐えたツーバイフォー住宅(熊本県益城町)
震災後に寄せられたお客様の声
「ツーバイフォーの家の強さを実感」
前震、本震と2度の大地震によりブロック塀は倒れ、電柱は傾き、周辺の建物は壊滅的な被害状況であった。そのような状況下で、無傷といっても過言ではない状態のわが家を見ながら「この程度の被害で済んだことが信じられない。ツーバイフォーの家にして本当によかった。」とつくづく感じた。数年前まで暮らしていた建て替える前の建物であったならば、ひとたまりもなかったことは、周囲の状況が物語っていた。周りの皆さんへの申し訳ない気持ちとツーバイフォーで建築したことに安堵する気持ちが錯綜した。
——熊本県益城町在住の方談(会報vol.211より)
耐火性
火災に強い住まいの構造や建築材料
「燃え広がりにくい構造」「燃えにくい建築材料」で家づくり
家は、燃え広がりにくい構造や燃えにくい建築材料でつくり、万が一火事が起こった時も長い時間にわたり火に耐え、
人々が避難する時間を確保できるようにすることが大切です。
ツーバイフォー工法は
耐火性に優れた石こうボード等で 「各室防火」
ツーバイフォー工法では、通常、各部屋の壁や天井の内側全面に厚さ12.5mm以上の石こうボードが張られます。石こうボードの中には約21%の結晶水が含まれていて、炎があたると熱分解を起こして約20分間、水蒸気を発散し続けます。このため火災が発生しても、天井裏や壁の内部の温度が上昇しにくく、構造材が着火点(約260℃) に達するまでの時間を大きく遅らせることができます。また、壁や床の内部に施される断熱材も火災時の熱を構造材に伝わりにくくし、石こうボードとともに木材の発火を遅らせます。このようにツーバイフォー工法では建物内部での延焼拡大を遅らせる「各室防火」の考え方を取り入れています。
石こうボード耐火性実験
石こうボード耐火性実験
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
石こうボードは、約21%の結晶水を含み、炎があたると熱分解を起こし約20分間水蒸気を発散し続けます。
火の通り道をふさぐ
独特の「ファイヤーストップ構造」
ツーバイフォー工法は、火の通り道となる壁や床で枠組材などがファイヤーストップ材と なって空気の流れを遮断。上階へ火が燃え広がるのをくい止めます。また床根太、枠組材などが一定間隔で組まれている床や壁の内部構造は、防火区域がいくつもつくられているのと同じ状態です。
この一つひとつの区画によって火の進行はさらに遅くなります。火災時に防火被覆(石こうボード) が万一突破されても、二重三重の防火機能をもつ「ファイヤーストップ構造」によって延焼をくい止めます。
このようにツーバイフォー住宅は火災時の被害を最小限に抑えます。
ファイヤーストップ構造
ファイヤーストップ構造
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
ツーバイフォー工法は、枠組材等の構造材が火の通り道をふさぐ独特の「ファイヤーストップ構造」。
表面が炭化しても
内部まで火が進行しにくい大断面の木材
ある程度の厚さと長さがある (断面が大きい) 木材は、燃えると表層部は炭化しますが、火は内部まで進行しにくく、強度が低下しにくいという性質をもっています。これに対し鉄は約550℃を超えると急速に柔らかくなり強度が大幅に低下します。
表面に炭化層をつくり、中まで火が進行していない。
鉄・アルミニウム・木材の加熱による強度の低下
「出典元：一般財団法人日本木材総合情報センター」
ツーバイフォーは火災・地震保険料が割安
火災保険は建物の構造区分により、耐火構造のT構造、非耐火構造のH構造、共同住宅のM構造 (マンション構造)の3区分。地震保険は2区分になり、耐火構造などのイ構造と非耐火構造などのロ構造に分かれます。イ構造にはT構造とM構造が含まれます。ツーバイフォー住宅の一般的な仕様である「省令準耐火構造」(住宅金融支援機構基準)の住宅はT構造(耐火構造)となり、H構造(非耐火構造)に比べ保険料が割安になります。
新築一戸建住宅の火災保険料金・地震保険料金の例
所在地:愛知県 延床面積:100㎡
火災保険金額:2000万円(建物)、500万円(家財)
地震保険金額:1000万円(建物)、250万円(家財)
火災保険金額:2000万円(建物)、500万円(家財)
地震保険金額:1000万円(建物)、250万円(家財)
（2024年2月現在）
省エネルギー性
環境にやさしく、人にやさしい
省エネルギー住宅
環境にやさしく人にやさしい省エネ住宅
経済性はもちろん、地球温暖化防止のために、住まいにおいてますます重視されているのが省エネルギー性です。
断熱性や気密性に優れ、より少ないエネルギーで快適な居住性を実現する“冷暖房効率の高い住まい”が求められています。
地球環境にやさしく、人の身体にやさしい省エネルギー住宅であることは、家づくりで欠かせない要素です。
ツーバイフォー住宅は 高気密・高断熱
ツーバイフォー住宅の独特の「六面体構造」は気密性が高く、優れた断熱性を発揮します。またツーバイフォー住宅では、外気温の影響を受けやすい外壁は、熱を伝えにくい「木材」で作られた「枠組み」に構造用面材(屋外側)と石こうボード (室内側)が張られ、その内部に断熱材が施されます。さらに最上層の天井、1階床内部にも断熱材を効果的に施し、建物全体を断熱材ですっぽりと覆うことで、断熱効果を一層高めています。
断熱構造図
断熱材設置位置図
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
木の断熱性能は
鉄の350倍・コンクリートの10倍
ツーバイフォー住宅の構造躯体に使われる「木材」は「鉄」や「コンクリート」に比べ熱を伝えにくい建築材料です。
熱伝導率比較
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
遮音性
心地よい空間をつくる、静かさの質
遮音性能は、住まいの快適さを決める
大切な要素
家が安らぎの場であるためには、遮音性も重要なポイントになります。
車や飛行機、道路の工事などにともなう騒音、住戸内から聞こえてくる生活音など、
耳障りな音があってはとても快適に暮らすことはできません。
ツーバイフォー住宅は
気密性の高い「六面体構造」で遮音性を高める
ツーバイフォー住宅は、独特の「六面体構造」で気密性が高いことや、壁自体が構造用面材や断熱材、石こうボード、外壁材などさまざまな素材によって形成される多重構造であることなどにより、家の内外の音の出入りを抑える優れた遮音性を備えています。また、ツーバイフォー住宅は、家の内部においても必要に応じ上階の振動伝達を防ぐための吊り天井構造を採用するなど、適材適所に対策を施し遮音性能を高めています。
2階床（吊天井）断面図
２階床（吊天井）断面図
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
吊天井根太を設けて天井下地を張ることで、上階の振動伝達を防ぎ、さらに断熱材を挿入し吸音効果を高めています。
断熱材や石こうボードの遮音効果
ツーバイフォー住宅の壁や天井には、繊維系のグラスウールなどが断熱材として使われています。例えばグラスウールなどの断熱材は吸音性にも優れており、音のエネルギーを効率的に吸収することができます。グラスウールを壁の中空部に充填することにより、中高音域の遮音性能が約10～15dB改善されます。また、壁の室内側に施される石こうボードも遮音性能を高める建築材料です。
遮音性能の比較
「出典元：硝子繊維協会」
耐水性
協和の2×4は耐水性にも優れています
novopan STP Ⅱは、国土交通大臣認定を取得した9mm厚パーティクルボードの構造用耐力面材です。
パーティクルボードは耐力面材に求められる、せん断性能が優れています。そのため、 novopan STP Ⅱは木造軸組工法(大壁)で2.9倍、枠組壁工法で4.7倍という高い壁倍率を取得。パーティクルボードの特性を活かすことで、地震や台風に強い家をつくることができます。
せん断剛性は合板の2倍以上
「出典元：日本ノボパン工業株式会社」
novopan STP Ⅱは、耐水性の高い接着剤を
使用しており、水に強い構造になっています。
水の浸入を抑制することで吸水による厚さ膨張を極めて小さくしました。
耐水性の高い接着剤を使用し、水の浸入を抑制
「出典元：日本ノボパン工業株式会社」
COLMUN
ツーバイフォー工法のコラム
ツーバイフォーは「木の建築」
「木」は環境にも、人にもやさしい
木材は再生可能な循環資源
地球温暖化防止のためには化石燃料の消費による二酸化炭素(CO₂) の放出を減らし、さらに大気中からCO₂を取り除くことに取り組む必要があります。
水や空気など自然の資源と太陽エネルギーをもとに森林で育まれた木材は、再生可能な循環資源です。また、一度利用された木材を新たな製品の材料として利用するなどリサイクルも可能です。使用後の廃材をエネルギーとして活用すれば、化石燃料の消費を抑制することにもつながります。さらに、木はCO₂を吸収して樹体内に炭素 (C) として貯蔵し、製材後も炭素をストックし続けるので、木材を使ったツーバイフォー住宅を建てて暮らすことは、CO₂の削減に寄与することになります。一方、森林は自然のままに放置すると植生の変化や自然災害などの影響を受けるため、木を計画的に伐採し、適正な環境を維持することが大切です。
大きな炭素循環のイメージ2
「出典：一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会」
木は湿気を調節
天然の素材である木は、建材として住宅に使われても本来の性質である調湿作用は残っています。そのため室内の湿度が高い時には湿気を吸収し、乾燥している時には水分を放出します。
木は安らぎを与えてくれる
木は、手触りや足触りが柔らかく、人にやさしい素材です。また、紫外線を吸収したり光の反射を防止する効果があるともいわれており、床や天井、内部建具などに木を活かすことで、心と体の安らぐ健康的な空間をつくることができます。
木造住宅は主要材料製造時のCO₂発生量が少ない
木材は他の材料に比べ、製造過程で生じるCO₂の量がはるかに少ない材料です。1戸あたりの主要材料製造時の炭素放出量で比較すると木造は、鉄骨造の約1/3、RC造の約1/4という少なさです。
1戸あたりの主要材料製造時の炭素排出量
資料:「炭素ストック、CO₂放出の観点から見た木造住宅建設の評価」
木材工業 Vol.53, No.4,1998
木造住宅は炭素を多く貯蔵し続けます
木に吸収されたCO₂は、炭素(C) として蓄えられ、木材として製材された後もずっと貯蔵され続けます。それは住宅となっても変わることなく、鉄骨造やRC造に比べて大量の炭素を蓄えています。
1戸あたりの炭素貯蔵量
資料:「炭素ストック、CO₂放出の観点から見た木造住宅建設の評価」
木材工業 Vol.53, No.4,1998
引用文献：（一社）日本ツーバイフォー建築協会（2022）
『ツーバイフォーガイドブック（第６版）』
