建築物の長寿命化技術

 「いいものをつくって、長く使う」建築物の長寿命化
 循環型・低炭素社会の実現に向けて、「スクラップ&ビルド」というフロー型社会から、省資源なストック型社会への移行が求められており、建築物の長寿命化に対して高い関心が寄せられています。2008年12月には「長期優良住宅の普及の促進に関する法律」が公布されるなど、国をはじめとする関係各機関でも、建築物の長寿命化の実現・普及に向けた施策や基準づくりを進めています。
 建築物の長寿命化は、計画から施工、維持管理までの全体をとおして行われる必要があり、多様な住まい方に対応して改修しやすい「スケルトン・インフィル住宅(SI住宅)」や、耐久性の高い建材、劣化診断や余寿命評価、建築履歴の保存・閲覧など、幅広い領域で研究・開発が行われています。
 今回は、建築物の長寿命化をめぐるさまざまな取組や事業、新しい技術開発の動向などを整理しました。

SI住宅のイメージ

SI住宅のイメージ
出典:日本住宅パネル工業協同組合ホームページ「SI住宅」
http://www.panekyo.or.jp/si_jutaku.htm

※外部リンクは別ウィンドウで表示します

1.循環型・低炭素社会に向けて

1)フロー型社会からストック型社会へ

 わが国の建築物の寿命が短いことについては、かねてから指摘されるところでした。例えば、平成8(1996)年度の建設白書では、日本の住宅の平均寿命が26年であり、米国の44年、英国の75年と比較して非常に短いとしています。また、最近の国土交通省資料1)2)では、住宅・土地統計調査(1998, 2003)のデータをもとに、自然災害や取り壊しなどによって消滅した住宅(滅失住宅)について、新築から消滅までの平均年数(平均築後年数)が約30 年という推計値が示され、これも欧米と比べて著しく短いとしています。

図1 滅失住宅の新築後の経過年数についての国際比較

図1 滅失住宅の新築後の経過年数についての国際比較
出典:国土交通省 社会資本整備審議会 住宅宅地分科会(第14回、平成20年1月)参考資料4
出典URL:http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/singi/syakaishihon/bunkakai/14bunkakai/14bunka_sankou04.pdf

 日本の住宅の平均寿命が短い原因としては、戦後の住宅ストック充実期につくられた住宅の質の問題などに加えて、高度経済成長期に建てられた多くの建築物がソフト・ハードの両面で陳腐化しつつあることが挙げられます。具体的には、居住空間の狭さやエネルギー消費効率の低さ、老朽化や耐震性などの課題に対し、設備更新や修繕などを効率的かつ低コストに実施できる状況になっていないことが、住宅の建替えを早めていると考えられます。
 また、既存住宅の不動産評価が一般的に築年数(建築後の経過年数)によるものであるため、中古住宅が土地よりも相対的に低く評価され、「土地取引」としての性格が強まって、住宅を解体した上で土地が売買されるというケースも少なくありません。

写真1  住宅解体工事の例

写真1 住宅解体工事の例
出典:環境省「分別解体等に係る施工方法に関する基準」
出典URL:http://www.env.go.jp/council/03haiki/y0317-03/ref01-03.pdf

 しかし、建築物の建替えは大量の建設廃棄物の発生を意味し、廃棄物削減にとって大きな障害となっています。さらに、建築施工時・解体時のエネルギー消費や温室効果ガスの発生、建築資材に用いられている貴重な資源の消費など、地球環境問題に直結するテーマも抱えています。
  このため、「スクラップ&ビルド」というフロー型社会から、省資源なストック型社会への脱却が求められており、建築物の長寿命化に対して高い関心が寄せられています。建築物の長寿命化は、建築物を資産価値の高い社会資本として将来世代に継がせると同時に、廃棄物の発生や資源・エネルギーの消費の削減にも寄与するものといえます。

2)建築物の長寿命化

  「つくっては壊す」社会から「いいものをつくって、きちんと手入れして、長く大切に使う」社会への移行4)は、建築物の長寿命化の目指す目標のひとつです。いわば、「いいものをつくる」ことと「きちんと手入れする」ことこそが建築物の長寿命化を可能にすると考えられます。
  建築物において「いいものをつくる」とは、強度や耐久性、耐震性などの構造性能とともに、家族構成や利用目的の変化などに対応できる改修可能性や設備更新、維持管理の容易性に優れたものを建築することを指します。また「きちんと手入れする」とは、各構造部位や各種設備等の劣化診断を適宜行いながら、必要に応じて修繕等を行い、建築物の性能をできるだけ長持ちさせることといえます(図2)。そして、これらの点を踏まえて長期的な視点に立った建築計画が求められます。
  つまり建築物の長寿命化は、計画から施工、維持管理までの全体をとおして行われる必要があります。

図2 建築の性能とメンテナンスの効果

図2 建築の性能とメンテナンスの効果
出典:大阪大学建築工学科目 建築コラム「建築の寿命とライフサイクルコスト」柏原士郎
出典URL:http://www.arch.eng.osaka-u.ac.jp/reserch/column/kashihara.html

 わが国では、人口が2005年をピークに減少傾向に転じたことや、住宅の量的充足の達成などを背景に、住宅政策がストック重視へと転換され、2006年に「住生活基本法」及び「住生活基本計画(全国計画)」がつくられました。政府ではこれらを踏まえて、2025年までを視野に入れた長期戦略指針「イノベーション25」や、「経済財政改革の基本方針2007」において、住宅の長寿命化を推進する方針を明らかにしています。また、その他にも関連施策や基準・指針の策定が積極的に行われています(表1)。

表1 建築物の長寿命化に向けた施策・基準例
施策の名称 内容
超長期住宅先導的モデル事業 住宅の長寿命化に向けて先導的な材料、技術、システムの導入がなされる事業を公募し、優れた提案に対して補助金を交付(平成20年度)
住宅の長寿命化(「200年住宅」)の推進(超長期住宅推進環境整備事業) 超長期住宅実現の環境整備のための担い手の育成、ビジネスモデルの構築を図るため、住替え・二地域居住の推進及び良好な居住環境の整備の推進に取り組む住民組織・NPO等へ助成(平成20年度)
官庁施設の環境保全性に関する基準 官庁施設の環境保全対策推進のために、長寿命などのグリーン化を達成するために必要な技術的事項に関する基準(平成17年4月1日から適用)
多世代利用型超長期住宅及び宅地の形成・管理技術の開発(多世代利用総プロ) 多世代にわたって利用可能な社会的資産となりうる「多世代利用型超長期住宅」の実現に向けて、新築住宅及び既存住宅の双方を対象に、ハード技術及びソフト技術の両面から研究(平成20~22年度)
長寿命木造住宅整備指針 一般的な人工林の再生サイクル以上に使い続けられるような木造住宅の整備を推進するための、木造住宅の物理的、社会的な耐久性の向上に向けての配慮事項(平成14年9月)

 こうしたなかで、2008年12月には「長期優良住宅の普及の促進に関する法律」が公布されました。この法律は、住宅の長寿命化を図るための措置を講じた「長期優良住宅」を認定し、長期にわたって使用が可能な良質な住宅ストックを形成することにより、環境負荷の低減や住宅取得負担の軽減を目指すものです。具体的には、「長期優良住宅建築等計画」の認定制度(図3)を設け、この認定を受ければ税制上の特例措置を受けられるほか、建築や維持保全の実施と記録(住宅履歴書(図4))の作成などを行うこととしています。
 なお「長期優良住宅」は、現状の住宅の使用期間を大きく超えたロングライフ化を象徴的に表わすため、「200年住宅」とも呼ばれています。

図3 長期優良住宅の認定制度

図3 長期優良住宅の認定制度
出典:国土交通省「長期優良住宅の普及の促進に関する法律案」
出典URL:http://www.mlit.go.jp/houritsuan/169-8/01.pdf

図4 住宅履歴書の概要

図4 住宅履歴書の概要
出典:国土交通省「住宅履歴情報の蓄積・活用」
出典URL:http://www.mlit.go.jp/common/000027691.pdf

2. 現状の取組みと技術動向

 以上のような背景を受けて、建築物の長寿命化に関する様々な研究・技術開発や制度づくりが進められています。ここでは、その動向について、建築の基本的な流れ(計画・設計→施工→維持管理)に沿って紹介します。

1)計画・設計

 計画・設計段階では、多様な住まい方に柔軟に対応できるようなデザインや、建築物のライフサイクル全体を通じた環境負荷軽減などへの配慮が重要となります。

(1)スケルトン・インフィル住宅(SI住宅)
 世代を超えて長く住むことができる住宅形態の一つとして、「スケルトン・インフィル住宅(SI住宅)」が挙げられます。SI住宅とは、長期間にわたる耐久性を持つ建物の骨格(スケルトン)部分と、住まい方の変化に応じて自由に変更ができる間取りや内装(インフィル)部分とに分離した住宅のことです。

図5 SI住宅のイメージ

図5 SI住宅のイメージ
出典:日本住宅パネル工業協同組合ホームページ「SI住宅」
出典URL:http://www.panekyo.or.jp/si_jutaku.htm

 これまでの多くの集合住宅では、各住戸内に共用設備(配管・配線)が入り込むなど、専用と共用の部分が物理的・空間的に絡み合っていたため、建物全体のメンテナンスが効率的でなく、各住戸のレイアウト変更なども困難な状態でした。SI住宅では、配管などの修理・交換が容易にできるように、二重床や二重天井などの空間を確保するとともに、老朽化や住まい方の変化にあわせて、スケルトンを変えずにインフィルのみを改修・修繕できるため、結果として建物全体の長寿命化を可能にしています。
  SI住宅のスケルトン、インフィルのそれぞれについて計画技術を整理したものが図6です。

図6  SI住宅の計画技術

図6  SI住宅の計画技術
出典:(独)建築研究所「建築物の長期耐用化を考える[1]」
出典URL:http://www.kenken.go.jp/japanese/research/lecture/h14/txt/txt_02.html

 写真2は、実験集合住宅においてインフィルの施工性・可変性についての居住者実験を行い、その結果を公開するという取組みで、前述の表1「超長期住宅先導的モデル事業」に採択された事例の1つです。

インフィル施工前
インフィル施工後
左:インフィル施工前 右:インフィル施工後(可動間仕切り家具などの可変インフィルによって間取りが形成される)

写真2 インフィルの施工性・可変性についての実験例
出典:住宅生産団体連合会「200年住宅Web」超長期住宅先導的モデル事業紹介
出典URL:http://200nen.judanren.or.jp/modelplan/page039.html、写真提供:大阪ガス(株))

 また写真3は、築34年の鉄筋コンクリート造賃貸集合住宅を全面改修した例です。スケルトンを残し、住戸割りや設備、内外装を改修して、不要な壁の撤去などにより2割ほど建物の重量を軽量化しています。改修費用は解体・新築する場合に比べて6割ほどに留まったとされています。

改修前
改修後
改修前 改修後

写真3 集合住宅の改修例
出典:(独)建築研究所「建築物の長期耐用化を考える[4]」
出典URL:http://www.kenken.go.jp/japanese/research/lecture/h14/txt/txt_05.html

(2) ライフサイクルへの配慮
 建築の計画・設計にあたっては、施工・運用・解体時における建設廃棄物の排出量やエネルギー消費、温室効果ガスの発生をどう低減するかという観点が欠かせません。このため、建築物のライフサイクルにおけるCO2(LCCO2)と廃棄物排出量(LCW)を算出する方法などの研究が行われており、ここでも建築物の長寿命化が廃棄物発生量の抑制に有効であることが示されています。

図7 建物使用年数の違いによる1年あたりの廃棄物発生量の比較

図7 建物使用年数の違いによる1年あたりの廃棄物発生量の比較
出典:国土技術政策総合研究所「開発設計段階における排出量算出と低減技術選択のための支援ツールの開発」
出典URL:http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/kpr/prn0021pdf/kp002106.pdf

 なお、ライフサイクルをとおした環境影響評価手法として「ライフサイクルアセスメント(LCA)」がありますが、これに経済的観点を加えた「ライフサイクルコスティング(LCC)」に関する研究が1990年代から盛んに行われており、近年、LCAとLCCを同時に評価する手法の開発がさまざまな組織で行われていることが報告されています。
 このほか、建築物の環境性能で評価し格付けする手法である「CASBEE」(建築物総合環境性能評価システム)においても、長寿命化が評価の対象に含まれています。

2)施工

 建築物を長寿命化する要素の一つに、使用する建築材料(コンクリートや木質建材等)の耐久性向上が挙げられます。

(1)コンクリート建材
 鉄筋コンクリート造の建築物では、コンクリートが空気中の二酸化炭素などと反応してアルカリ性から中性に変化(中性化)すると、内部の鉄筋の錆び(酸化)が進行し、劣化の原因になるといわれています。こうした課題に対応するため、耐久性向上に関するさまざまな研究が行われています。
 例えば写真4は、コンクリート内部の気泡や空隙を減らして中性化を抑制するとともに、乾燥収縮を減少させてひび割れを低減させることにより、100年から500年以上の耐用年数を可能にするコンクリートの開発事例です。

通常のコンクリート 超高耐久性コンクリート(500年)
通常のコンクリート
超高耐久性コンクリート
中性化領域が大きい 中性化領域が小さい

写真4 コンクリートの中性化促進試験の例
出典:(株)竹中工務店「超高耐久性コンクリート」
出典URL:http://www.takenaka.co.jp/techno/n34_superdcon/n34_superdcon.htm

 また、2004年には、(社)日本建築学会から『鉄筋コンクリート造建築物の耐久設計施工指針(案)・同解説』が発刊されています。

(2)木質建材
 木質建材の耐用性確保については、国土交通省による「長寿命木造住宅整備指針」(平成14年9月)のなかで、「水分、湿気などの影響による腐朽やシロアリの被害などに起因する材料の物理的な劣化を軽減」するための対策を講じることが重要であるとされています。そのため、結露等による腐朽が生じにくい、あるいはシロアリに強いなどの特性を持つ木質建材の開発が進んでいます。
 なお、木質建材の品質・性能を保証する制度としては、日本農林規格(JAS)や「AQ制度」(AQ: Approved Quality)があります。AQ制度は、JASだけでは対応できない新しい木質建材等について、認証機関である(財)日本住宅木材・技術センターが品質・性能試験などを行い、耐久性などの判定基準に適合した優良な製品を認定するもので、認定製品には「AQ」マークの表示が認められています。定基準に適合した優良な製品を認定するもので、認定製品には「AQ」マークの表示が認められています。

(3)その他の建材
 コンクリートや木質建材のほかにも、さまざまな建材の耐久性向上を図った新しい製品の研究・開発が進められています。
 例えば、住宅用断熱材としても利用できる「耐熱・高耐久性真空断熱パネル」や、アスベストに代えてパルプ繊維を用いると同時に耐久性を向上させた「ノンアスベスト高耐久性瓦」、表層と下層にそれぞれシリコーン樹脂、エポキシ樹脂を主体とした「環境対応・省工程型高耐久性塗料」などが開発されています。

3)維持管理

 建築後の運用段階において、できるだけ長く建築物の性能を維持するためには、的確な劣化診断や履歴情報の管理・共有などが重要となります。

(1)劣化診断
 建築物の劣化診断に活用できる技術として、経済産業省の「構造物長寿命化高度メンテナンス技術開発」プロジェクトでは、鋼構造物およびコンクリート構造物に対するセンシング技術(対象物に対する破壊・接触をせずに内部の状態を検出する技術)が開発されています。また、(独)科学技術振興機構でも、各種の社会インフラに対して、経年劣化の計測、診断によって余寿命を評価し、保守・補強・改修計画に反映させるとともに、損傷・破壊の兆候を早期に検知する「社会インフラの劣化診断・寿命管理技術」への取組が行われています。さらに、前出(表1)の「多世代利用型超長期住宅及び宅地の形成・管理技術の開発(多世代利用総プロ)」においても、既存建物の劣化診断技術の評価および耐久性能の評価手法の開発などが取組まれています。

(2)履歴情報の管理・共有
 建築物の材料や施工方法、検査結果、改修状況などに関する履歴を記録し、必要な時に取り出して閲覧できるようにすることは、建築物の維持管理に役立つとともに、中古住宅の流通促進にもつながり、ひいては建築物の長寿命化を図るための有効な方法といえます。
 履歴情報の管理については、近年目覚ましい発展を遂げている無線ICタグ(写真5)などの電子情報管理技術を活用する研究が現在進められています。ICタグとは、0.4 ~2.0mm角程度の小さなICチップなどから構成される記憶媒体のことです。このタグに履歴情報を記憶させて建物に埋め込み、携帯端末などで閲覧できるようにすることで、建物の隠れた部分(骨格部分など)の構造や、使用されている建材や設備機器の種類などがわかり、メンテナンスや改修工事が計画しやすくなるなど、さまざまな面で維持管理の効率化が進むと期待されています。

写真5 無線ICタグの構造
出典:(独)建築研究所「Epistula」Vol.43
出典URL:http://www.kenken.go.jp/japanese/contents/publications/epistura/pdf/43.pdf

図8 ICタグを活用した建物の建築情報の利用イメージ

図8 ICタグを活用した建物の建築情報の利用イメージ
出典:(独)建築研究所「Epistula」Vol.43
出典URL:http://www.kenken.go.jp/japanese/contents/publications/epistura/pdf/43.pdf

3.将来に向けて

 環境省は「超長期ビジョンの検討について(報告)」のなかで、目指すべき社会像として「快適性と省エネルギー性能を兼ね備えた高機能住宅・建築物が、地域の文化的・歴史的な背景と融合するようにデザインされており、地域の気候に合わせた生活の知恵を継承しながら、長く大切に利用する『200 年住宅』や『長寿命オフィス』が一般的となっている。このような、住宅・建築物の長寿命化に伴って良質な中古物件も数多く流通しており、消費者はライフステージに応じてフレキシブルに住宅を選択したり、オフィスを移転したりすることが可能」な社会を描いています。
 建築物の長寿命化に関する研究・開発テーマについては、「多世代利用型超長期住宅及び宅地の形成・管理技術の開発(多世代利用総プロ)」では「良い住宅を造る」、「良い住宅に造り替える」、「きちんと手入れして、長く使っていく」という目標ごとに、体系的にさまざまな課題を整理しており、今後も目指すべき社会像に向けて、具体的で継続的な研究・開発が進められることが期待されます。

引用・参考資料など

1)国土交通省「多世代利用型超長期住宅及び宅地の形成・管理技術の開発(多世代利用総プロ)
2)国土交通省 社会資本整備審議会 住宅宅地分科会(第14回、平成20年1月)参考資料4「長期にわたり使用可能な質の高い住宅を整備・普及させていくための方策について」諮問趣旨参考資料(PDF)
3)環境省「分別解体等に係る施工方法に関する基準」(PDF)
4)国土交通省 社会資本整備審議会「新たな住宅政策に対応した制度的枠組みについて」(PDF)
5)大阪大学建築工学科目 建築コラム「建築の寿命とライフサイクルコスト」柏原士郎
6)「住生活基本法」(平成18年6月公布)
7)「住生活基本計画(全国計画)」(平成18年9月閣議決定)(PDF)
8)内閣府「イノベーション25
9)「経済財政改革の基本方針2007」(平成19年6月閣議決定)(PDF)
10)(独)建築研究所「超長期住宅先導的モデル事業」内閣府「住宅の長寿命化(「200年住宅」)の推進(超長期住宅推進環境整備事業)
11)環境省「官庁施設の環境保全性に関する基準」(PDF)
12)国土交通省「長寿命木造住宅整備指針」(平成14年9月)
13)「長期優良住宅の普及の促進に関する法律」(PDF)
14)住宅生産団体連合会「200年住宅Web
15)国土交通省「長期優良住宅の普及の促進に関する法律案」(PDF)
16)国土交通省「住宅履歴情報の蓄積・活用」(PDF)
17)日本住宅パネル工業協同組合ホームページ「SI住宅
18)(独)建築研究所「集合住宅の長期耐用化のための設計・改修技術」(PDF)
19)(独)建築研究所「建築物の長期耐用化を考える[1]
20)住宅生産団体連合会「200年住宅Web」超長期住宅先導的モデル事業紹介(大阪ガス(株))
21)(独)建築研究所「建築物の長期耐用化を考える[4]
22)経済産業省「環境管理会計手法ワークブック」第5章(PDF)
23)国土技術政策総合研究所「開発設計段階における排出量算出と低減技術選択のための支援ツールの開発」(PDF)
24)(株)竹中工務店ホームページ「超高耐久性コンクリート
25)経済産業省「構造物長寿命化高度メンテナンス技術開発」(PDF)
26)(独)科学技術振興機構「社会インフラの劣化診断・寿命管理技術」(PDF)
27)(独)建築研究所「Epistula」Vol.43(PDF)
28)(独)建築研究所「建築のイノベーション-履歴情報の管理はどこまで可能か」(PDF)
29)環境省「超長期ビジョンの検討について(報告)」(PDF)
(2009年2月現在)