建築・土木分野における木材利用シミュレーション

　循環可能で低環境負荷性材料である木材は，近年の様々な環境・資源問題を背景に，その有効活用の意義が広く認識されつつあり，国内外で利用促進の動きが盛んである．しかし，供給源の森林資源をみると，国内では森林蓄積量が増加しているにも関わらず，林業の衰退に伴う森林の管理放棄が生じており，森林の持つ多面的機能への悪影響が危惧されている．一方で，世界規模では人口の増加と文明の発展に伴う需要拡大と森林資源の減少から，資源の供給不足すら危惧されている．すなわち，持続可能な木材利用システムを構築することは，健全な地球環境の維持と持続的な人間社会の構築の両面に対して急務である．そこで本研究では，持続性の高い森林資源の利用のため，需要と供給のバランスの取れた地域産材（ここでは特に対象地域を伊勢湾流域圏とした）の有効利用シナリオを策定することを目的とした．すなわち，木材の材質に応じたマテリアル利用による炭素貯蔵量が最大となり，かつ森林の林齢分布が一様となる利用量と利用用途の検討を行った．本研究では以降，森林資源を供給側，建材を利用側と表記し，両者の比較の指標には，簡易的かつ非破壊的に測定可能なヤング率を採用した．
　供給側：　愛知県，岐阜県，三重県の東海３県の森林より，森林組合のヒアリング調査を基に仮定した伐採シナリオに従って収穫される丸太の物性値を解析した．丸太のヤング率は，愛知県産45年生スギ丸太507本を応力波法により測定した分布形とした．解析結果より得られたヤング率と，ヒアリングおよび文献値より得られた末口直径をパラメータとして持つ仮想丸太を作成した．
　利用側：　愛知県で実際に建設された集成材多用型戸建住宅を対象とし，対象住宅の部材表および図面から，部材の寸法と要求性能を把握した．集成材多用型戸建住宅の図面から，部材の寸法とスパンを考慮し，無垢製材で同対象住宅を建設した場合についても検討した．さらに，建築分野のみでなく，土木分野における木材利用についても考慮し，その一例として全国の高速道路および新幹線の遮音壁を，すべて木製遮音壁に置き換えた場合を検討した．
　供給側と利用側の比較（シミュレーション）：　結果の一例として，仮想的に作成した丸太より，寸法およびヤング率を考慮して，仮想的に住宅および遮音壁を建設した．建設した戸数および総延長距離を，現在の着工戸数および総延長距離と比較し，地域産材の利用可能ポテンシャルを算出した．（都築知佳）

応力波を用いた丸太材のヤング率測定（豊田森林組合）

地域産スギ・ヒノキ異樹種混合構造用集成材の開発

　日本の森林・林業の再生・復興については，１）気候変動に対する国際義務であるCO2削減目標への貢献（間伐によるCO2吸収効果の活性化，木材利用による炭素貯蔵期間の長期化），２）資源利用による中山間地域の人的・経済的活性化，の観点から非常に重要な課題となっている．これに関して，愛知県および伊勢湾流域圏では人工林比率，主伐期にある10齢級（46年生）以上の森林がいずれも全国平均より高い比率であるにも関わらず，その利用促進が他地域に比べて大きく遅れている．管理不足による森林の荒廃は年々深刻化が進んでおり，早急に手立てを講じる必要がある．この研究開発プロジェクトでは，地域産材の有効活用による構造用新材料の開発と地域へのオープン化を図ることで，地域の森林・林業の再生に貢献しようとするもので，研究開発において協力関係にある地元連携先（ウッドフレンズ・セブン工業・飛州木工）と共に，地域材を活用した異樹種混合集成材を開発し，JAS（日本農林規格）認証を取得した．

異樹種混合集成材の実大曲げ試験（愛知県森林・林業技術センター）

古材の実大強度性能

　『伝統的構法の設計法作成及び性能検証実験検討委員会』の材料部会古材WGの取組として，伝統的構法建物の設計法作成においては古材の再利用を視野に入れることをひとつの重要課題であると捉え，塩尻市の長野県林業総合センターで公開実験を行った．
　古材を再利用する際，その強度がわからないため何らかの方法によって強度を推定するのが一般的であった．今回は実際に古民家や古寺院に使われていた古材を破壊に至るまで載荷試験し，破壊状況や強度を把握するという直接的な試験を行った．このような実験を通して古材の強度データを多く蓄積し，建物の解体前に部材の弾性係数と破壊強度を非破壊的に推定する方法の提案に繋げるのが目的である．古材の強度性能や接合性能を把握することで古建築の構造計算にも役立つことを期待している．

古材の実大曲げ試験（長野県林業総合センター）