無垢材の利用への関心が高まる中、その可能性と限界については疑問が残る

今月初め、米国商務省は、州内での手頃な価格の住宅プロジェクトに使用するための大量木材の開発を促進するために、オレゴン大量木材連合に4,100万ドルの補助金を与えた。連邦予算はまた、ポートランド港やいくつかの州機関とともに連合の一部であるオレゴン大学とオレゴン州立大学でのマス木材の吸音特性と耐火特性に関する研究にも資金を提供する予定だ。

マス木材とは、大規模な工業用および商業用の建物で使用するために、互いに積み重ねられ、一緒にプレスされてパネルまたは梁を形成する木材製品を指します。ポートランド国際空港の改装されたメインターミナルは、直交積層された大量の木材の梁とパネルで作られた長さ 9 エーカーの屋根を特徴としています。マスティンバーは、鋼鉄やコンクリートよりも持続可能な材料とみなされ、同じ強度になるように設計できるため、建設業界で人気が高まっています。しかし、大量の木材のコスト、その長期的な持続可能性、さまざまな環境での用途については疑問が残っています。今回参加するのは、ミシガン州立大学の建設管理助教授であり、マスティンバー@MSU の研究ディレクターであるジョージバーグホーン氏です。

注: 以下のトランスクリプトはコンピューターによって作成され、ボランティアによって編集されました。

Dave Miller: OPB の Think Out Loud です。私は Dave Miller です。オレゴン・マス・ティンバー連合は最近、4,100万ドルの連邦補助金を獲得した。これは、多くの建物で鉄鋼やコンクリートの代わりに人工木材製品を使用できると主張している業界にとって、まさに最新の後押しにすぎません。この連合には、ポートランド港、オレゴン大学、オレゴン州立大学、およびいくつかの州機関が含まれています。彼らは大量木材の将来については強気ですが、そのコスト、長期的な持続可能性、さまざまな環境での用途については依然として多くの疑問があります。 George Berghorn は、ミシガン州立大学の建設管理の助教授であり、マスティンバーのリソースディレクターです。

彼は今、少し現実を確認するために私たちに加わりました。 Think Out Loud へようこそ。

ジョージ・バーグホーン: ありがとう、デイブ。

ミラー: マス・ティンバーという言葉は、非常に多くの異なるものを包含する言葉の 1 つであるように私には思えますが、それがどれほど役に立つのかはまったくわかりません。マス・ティンバーの傘には何が含まれているか教えていただけますか?

バーグホーン: ええ、それは素晴らしい質問です。その範疇に入るさまざまな製品が数多くありますが、それらについて考える最も簡単な方法は、これらの製品は木材の積層体で構成され、接着剤によって樹脂で固定されているということだと思います。これらの製品は断面が非常に大きくなる傾向があります。つまり、建物の柱と梁、すなわち各方向に 6 ～ 8 インチを超える非常に大きな断面を考えている場合があります。あなたはフロアデッキを見ているかもしれません。繰り返しになりますが、フロアデッキの厚さはかなり厚くなり、4 インチ以上になります。それから、同じアイデアのグループに属する他の関連製品、つまり、梁、柱、デッキ、壁パネル、そのような性質のものです。

ミラー: では、合板は、材木として使用するには十分な厚さではないのですか?

バーグホーン: それは素晴らしい指摘ですね。合板自体はマス材ではありませんが、太平洋岸北西部で開発された「マス合板パネル」(MPP)と呼ばれる比較的新しい製品がありますが、これは基本的にははるかに厚い合板製品です。繰り返しますが、これは非常に薄い木のベニヤを樹脂で接着したものですが、今では厚さが数インチあり、店に行って厚さ 3/4 インチの合板パネルを購入する必要があります。

ミラー: それは何に使われるのでしょうか?

バーグホーン: それは壁用途に使用できます。実際、オレゴン州立大学のマスティンバー研究室では、壁構造のかなりの部分に MPP が使用されています。

ミラー: それでは、壁全体の上にスタッドや合板を置くのとは対照的に、この加工された木材製品はどうでしょうか?

ベルグホーン: そうですね。私の理解では、壁面用途として MPP を検討している人のほとんどは、工場、倉庫など、大規模なオープンベイ、ワイドスパンタイプの用途を検討していると考えています。

ミラー: それで、あなたが今指摘したように、それは比較的新しい発明のように思えますが、人間はどれくらい前から、あなたが説明しているもののバージョン、つまり木片を組み合わせて大きな構造要素を作るようになりましたか?

バーグホーン: これはすべて、私たちがかつて無垢材を使って行っていたことから来ています。つまり、大きな断面の無垢材を使用した、1,000 年前の建造物がまだ残っているのを見つけに行くことができるということです。しかし、これらの製品の一部では、材料を作るために樹脂や小さな木片を使用するようになったのは、1920 年代、1930 年代の比較的最近の発明です。少し古い製品では、接着剤を使用して層を固定する代わりに、釘積層材 [NLT] と呼ばれる釘を使用する製品があります。そして、米国南東部やニューイングランド地方では、フロアデッキとして NLT を使用した古い工場建設が数多く見られます。そして、彼らはただ木材を取り出し、顔に釘を打って木材をつなぎ合わせて、比較的大きなパネルを作りました。

ミラー: つまり、これについては少しはわかっていただけたと思いますが、大量の木材に取って代わることができるものは何でしょうか?

バーグホーン: 「置き換える」という言葉について話したいと思います。ご存知のように、マスティンバーは、建築用のツールボックスにある他の従来の建築材料を補完するものになると私は考えています。したがって、通常、鋼鉄またはコンクリートで作られた大きな構造要素が見られます。したがって、マスティンバーは、これらのシステムをハイブリッド形式で操作する能力を持っています – 私たちのミシガン州立大学のキャンパスには、鋼鉄と木材のハイブリッドである建物があります – または、場合によっては、あなたが提案したように、いくつかの鋼鉄またはコンクリート要素はマス材要素に置き換えることができます。

ミラー: 両方のバージョンがある理由は何でしょうか?

フルリプレイスかハイブリッドか？

ベルグホーン: はい。まずはハイブリッドから始めましょう。ハイブリッドアプローチは基本的に両方の材料の長所に依存しており、MSU の建物の場合、建物内にいくつかの重要な柱ラインがあり、それらの柱の断面積がどのくらいでなければならないかを検討したときに、それらは木製でレンダリングされていたため、建物でやりたいことを収容するには大きすぎたでしょう…

ミラー: 何かを支えるには鋼よりも多くの木材が必要になるため、鋼はまさに……

ベルグホーン: そうですね。

ミラー: …サイズの割に強い…?

ベルグホーン: そうだね。通常、木材は種類によって多少異なりますが、通常、強度対重量ベースでは鋼鉄よりも強いでしょう。しかし、その重量を得るには、木材は鋼鉄ほど密度が高くないため、はるかに大きな部材を検討することになります。多くの場合。そう、建物内に大きすぎる柱ができてしまっていたでしょう。これは鉄鋼にとって完璧な用途でした。より小さな断面を取得してみましょう。床の面積をあまり占有しないので、より合理的な場所、建物のプログラムに適した場所に木材を置くことができます。そして、従来の材料をマスティン材に置き換える場合、建物の所有者や開発者がそうするのには多くの理由があります。その一部は、企業または事業体のための環境、社会、政府の目標である ESG 目標をサポートすることです。木の見た目や感触が好きな人もいます。私たちの建物でもそれが見られます。学生たちがその建物に入ってくると、露出した木の柱があり、学生たちはそれを呼びます。実際、彼らはそこに行って露出した木材に触れ、一種の対話をするのが好きです。人々のストレスが軽減され、学生のパフォーマンスが向上することを示唆する研究があります。自然素材がより多く露出した環境にある方が効果的です。理由はたくさんありますが、最も重要な考え方は、設計者や建設者として、適切な用途に適切な材料を使用したいと考えており、マスティンバーはツールキットのもう 1 つのツールを提供してくれるだけであるということだと思います。

ミラー: それはさらにそのようになりますか？最後の部分は、人々は木と木の周りで見たり感じたり、同じ空間にいたいと思っているということですが、コンクリートや鉄骨梁についてそのように言う人はめったに聞きません。満足のいく方法で作ることができないというわけではありません。。

ベルグホーン: 確かに…

ミラー: …でも、「あの鉄骨梁にぜひ触れに行きたい」という声はめったに聞きませんが、鉄骨梁をデザインに組み込む方法は変わりますか? 意図的に見やすくなっているのでしょうか？

バーグホーン: 私はそう思います、ええ、つまり、米国で建てられたよく知られたマスティンバーの建物のことを考えると、同じものをレンダリングする場合よりも多くの構造を露出していることになります。他の材料を使って建物を建てる。

ミラー: もしあなたがただ注目しているだけなら、私たちは今、その約束について話していますが、同時に大量の木材の限界についても話しています。ミシガン州立大学マスティンバー研究部長のジョージ・バーグホーン氏に話を聞いています。過去に人々がマス・ティンバーについて話しているのを聞いたことがありますが、それは時々、人々が麻について話すのと同じような、あるいはここ数年で「これは炭素を隔離するでしょう」と話していたのと同じようなものです。、木材の仕事と製造業の仕事を取り戻し、ホームレスを解決してください。なぜなら、これが手頃な価格の住宅、または少なくともその一部の治療法になるからです。」これらすべての問題を 1 つずつ掘り下げることはできますが、誇大広告と現実をどのように区別するのでしょうか?

バーグホーン: 素晴らしい質問ですね。私は大学に入る前は建設業界で働いていて、監督やプロジェクトマネージャーをしていました。ですから、私はそのような「特効薬」のアイデアを少し割り引いて考える傾向があります。私自身の職業上の経歴から、もう少し懐疑的だと思います。では、どうやって誇大広告と現実を区別するのでしょうか? 私は今、ウィスコンシン州マディソンにいて、森林局が開催する「本物のマスティンバー研究ワークショップを試している」という2.5日間のカンファレンスに参加しています。このワークショップで私たちがやっているのは、私たちは実際、この材料がどのように機能するのか、その材料を使用して建てられた建物がどのように機能するのかについて、最も重要な疑問は何なのかを掘り下げようとしており、学術と業界中心の両方の観点からそれらの質問に答えようとしています。ということで、これまでのところ、素晴らしい対話、素晴らしい質問、素晴らしいアイデアが湧き出てくる 1 日半でした。そして、私たちがやろうとしていることの一部は、これらの重要な質問のいくつかに答えることができる研究コミュニティ内の信頼できる人々と協力することです。そして、このグループのすごいところは、私たちはお互いに話し合う単なる学者の集団ではないということです。したがって、私たちの仕事は公の場に向けて行われることになります。したがって、目標は、これらのイベントに参加する俳優たちのこの種の緩やかな連合を通じて私たちが行うあらゆる仕事で、その情報を公開して一般に共有し、より多くの聴衆がアクセスして利用できるようにすることです。

ミラー: その会議で今問われている最も重要な質問は何だと思いますか?

バーグホーン: ええ、素晴らしいです。そこで、いくつかの質問があります。実際、現在進行中のセッションの 1 つで、同僚の 1 人からチームチャットを受け取っています。彼らは次のようなことについて話しています。

ミラー: このラジオインタビューの前にはそれらをオフにすることになっています…

ミラー / バーグホーン: 笑いながら

ミラー: それが重要でない限り。

バーグホーン: 興味深いのは、出てくる質問のいくつかは、「この材料の製造に、解体や解体プロジェクトで発生した回収木材や再生木材を使用できるか?」と関係があるからです。そして、私がチームに関してこのような評価を得ている理由は、約 1 年前にそのテーマに関してパイロット規模の作業を行った学生が数人いるからです。

ミラー: それに対する答えはありますか? それは素晴らしい質問のようですね。だって、まだ必要な農園にすら到達していないのですから…。

ベルグホーン: そうですね。

ミラー: …これを大きなレベルで維持するためです。これまでに学んだことから、古い棒造りの家から木材を取り出し、ダンプトラックに投げ込み、工場に運んで再利用することは可能でしょうか?

バーグホーン : 私たちが行った研究と、ほぼ同時期にオレゴン州立大学で行われたいくつかの研究により、私たちの両グループはこれが可能であると思われることに気づきました。非常に前向きな結果が得られました。また、持ち込んだ木材の評価方法にも細心の注意を払っており、見つけた木材を無作為に製品に使用したわけではありません。はい、それは大きな可能性を示しましたが、もちろん、私たちは試験規模で運用しています。さて、ここで問題となるのは、どうやって規模を拡大するかということです。この材料を導入するには、製造プロセスはどのようなものになるでしょうか? この材料を持ち込むための調達プロセスはどのようなものになるでしょうか? しかし、最も根本的な疑問は「エンジニアリングは機能するのか?」だったと思います。エンジニアリングが機能すれば、サプライチェーンと経済性、そしてそれらの部分を理解できるようになります。

Miller: しかし、スケーリングに関しては他にも大きな疑問があります。それでは、新しく切った木材に目を向けてみましょう。

ベルグホーン: そうですね。

ミラー: これが、あなたが言ったように、もっと一般的で、経済的に実行可能なツールとなり、あらゆる種類のアプリケーションで使用されるとしたら、維持するためにはどれくらいの規模のログを実行する必要があるでしょう。それ？

バーグホーン: それは良い質問ですね。米国の建設活動を 5% 増加させたら、これが現在の状況であり、どこになるかについて、現時点で直接の答えを持っている人はいないでしょう。空間的スケールと時間的スケールの両方で、より大規模な研究がいくつか行われており、それらの研究のいくつかは、建物のかなり多くの割合が木材で建てられるようになるまでは、と示唆しています。もっと大きく言えば、私たちが建てる建物の大部分が木材に移行しているようなものです。私がこれまでに見た研究のほとんどは、現在米国にある森林資源でそれをサポートする能力があることを示唆しています。アセントタワーは、少なくとも私の周囲ではかなり有名で、ミルウォーキーにあるかなり有名な建物です。オープンしたばかりで、現在世界で最も高い大量の木材の建物で、ここ米国中西部にあります。

ミラー: 身長はどれくらいですか?

バーグホーン: 6 階建てのコンクリートの上に 19 階建ての木造なので、高さは 254 フィートで、最終的な数字が出たのはここだと思います。その建物に使われた木材の量を調べるために、彼らは推定し、いくつかの科学的研究を行いました。北米の森林がその建物に必要な量の木材を再生するのにどれくらいの時間がかかるかというと、およそ…数分かかるという答えが返ってきた。とにかく、私たちが見ていることから、私たちが見ているデータは、建設のかなりの部分が木材に変更されるまでは、大丈夫かもしれないことを示唆しています。そして、私は次のように言います。あくまで個人的なことですが、私たちの建設の 80% や 70% がマスティンバーに移行する日は来ないと思います。マスティンバーは常に実行可能な代替手段になると思いますが、私はそうではありません。国内のすべての建設プロジェクトを 1 対 1 で置き換えることになると考えてください。

ミラー: 特定の用途に鉄鋼やコンクリートではなくマス木材を使用することに対する気候変動の議論は何ですか?

バーグホーン氏: 現在、塊状の木材を製造するために固化炭素が使用されています。つまり、製造プロセスで考えられるすべての排出量は、塊状の木材の固化炭素の負荷は、コンクリートや鋼鉄に含まれる固化炭素よりも若干低いのです。そして、従来のコンクリートと鉄骨と言うべきでしょう。さらに、伐採されて大量の木材製品に加工される木材はすべて、その内部に大気から隔離された炭素を蓄えています。大気中の二酸化炭素は、小学生の頃の光合成のようなもので、大気中の炭素はすべて木の体に炭素を取り込むために使われ、その炭素は木の中に閉じ込められて蓄えられているということを覚えています。そして、MSU の建物の耐用年数が 100 年と予想されているように、私たちがかなりの耐用年数を持つことが予想される重要な建物を建設している場合、その炭素は建物内に貯蔵されることになります。しかし問題は、「では、その建物は寿命の終わりにはどうなるのか？」という疑問と懸念、そしておそらくは少しの論争が生じているところです。これらの大きな木造部材はどうなるでしょうか。もしそれらが取り出されて埋め立てられたとしたら、私たちはその炭素を放出しているだけです、つまり、50年から100年後に放出しているだけです。

ミラー: コストについてはどうですか? あなたは建設監督とプロジェクトマネージャーとして働いていたと言いました。現時点で、他の従来の製品と同様の大量の木材製品のコストは平均してどのくらいですか? それらはどのように比較されますか?

バーグホーン: ご想像のとおり、建物はすべて異なるため、比較は少し全面的になりますね。全く同じ建物を２つ見つけるのは本当に難しいです。したがって、場合によっては、リンゴとオレンジの比較のようなものになることがあります。しかし、私たちが知っているのは、材料自体がコンクリートやスチールよりも高価になる傾向があるということです。したがって、純粋に材料費だけで見ると、もっと高くなるでしょう。建設プロセス中にある程度の節約の可能性があります。これらの建物はもう少し早く建設できる可能性があります。そしてもちろん、建物をより早く建設できれば、お金を節約できることになります。トレーラーを長期間レンタルして現場に置くことも、監督を現場に長く置くこともありません。したがって、より迅速に行うことで、コストを少し節約できます。しかし、もう 1 つの興味深い点は、前に述べたように、鉄鋼と比較して木材の方が重量に対する強度の比率が高いため、木材が軽いため、これらの建物の基礎を実際に小型化できる場合があります。ミルウォーキーのアセントタワーに話を戻すと、彼らは基礎のサイズを縮小することができ、それを実行するだけで約 1 か月の建設時間を節約できました。

ミラー: 最初に地面に注入する必要があるコンクリートが少ないからですか?

バーグホーン: そうです、それで彼らの場合、彼らは杭基礎の上にいたと思います、彼らは、打ち込み杭を使用していたと思います、それでおそらくあなたはおそらく以前に杭打ち機がぶつかる音を聞いたことがあるでしょう。それで彼らは使用することができ、私の記憶では杭が 100 本減り、それによって 1 か月が節約されただけでなく、現場の周囲に住んで働いている人々も、杭打ち機が一日中打ち込まれていた 1 か月を節約することができました。

ミラー: 現在、マスティンバーの標準化はどれくらい進んでいますか? つまり、あなたか、どこかで中規模の建物を建てている人に、この床材とこのマス材の柱の通常サイズの部分が 17 個欲しいので、来月には欲しいのですが、通常のサイズはありますか、と言うことはできますか?

バーグホーン: そうでもないよ。大部分のプロジェクト、大多数のメーカーはカスタムレイアップ、カスタム製造を行っています。これは実際、昨日のカンファレンスで私が参加していたセッションの 1 つで、「標準化は必要か、そしてそれは製造コミュニティだけでなくエンドユーザーにも利益をもたらすものだろうか?」について話していました。米国にあるメーカーが現在、もう少しコモディティ製品への移行を検討しているところです。つまり、彼らは基本的に標準サイズの製品を提供したいと考えており、そうすることで市場を混乱させることができると考えています…そして、材料に到達するまでのリードタイムを短縮し、入手可能なもののよりよく理解されたカタログを用意することで、市場を混乱させることができると考えています。しかし、業界としてはまだそこまで到達していません。

ミラー: そして最後に、さまざまな種類のリスクについてはどうですか? 火災や洪水などの気候変動に起因するリスクや、地震などの地震リスクについて何か考えていますか?

バーグホーン: つまり、これらの構造物は、…地震力に対して、かなりうまく機能する傾向があるということですね。実は非常に大規模な耐震実験が来年初めにサンディエゴで行われる予定だ。高層ビルの性能を研究するために、10 階建てのビルを約 2 か月間振動させることになると思います。しかし、これまでに 7 階建ての建物やその他の高さのバリエーションについて行われた研究は、かなり肯定的なものでした。なぜなら、木材には、特にコンクリートにはできないある程度の延性と弾性があるからです。その延性。火災、火災の問題はまだ解決されていません。理解すべき火災に関する質問があります。私は火災の専門家ではありません。しかし、これらの構造物については火災試験が行われています。米国の法規では、さまざまな種類の建物の要件である 2 時間の防火要件を満たすことができます。マス材を使用すれば2時間の防火時間を満たせます。あなたはキャンプファイヤーのように考えます、キャンプファイヤーの周りに座っていると、誰かが大きな丸太を投げ込むと、その大きな丸太は実際には燃えません、ただ… ただ焦げて、そこに座ってくすぶっているような感じです。長い間。それが私たちが見ていることです。断面が大きいため、焼き付きが防止されることがわかります。浸水はあなたの最後の質問で、長期間水にさらされるとカビが発生します。昨日もそのような質問が出ました。これらは、私たちがまだもう少し学ぶ必要がある領域です。私たちは、より多様な状況下で理解したいと考えています。

ミラー: ジョージ・バーグホーン、この会議に戻らせてください。ご参加いただきまして誠にありがとうございます。

バーグホーン: 本当にありがとう、デイブ、感謝します。

ミラー: ジョージ・バーグホーンはマス・ティンバーの研究ディレクターであり、ミシガン州立大学の建設管理の助教授です。

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