版築（Rammed Earth）：圧縮土壁建築の包括的ガイド

版築工法は、現代において再評価されている古代の建築技術です。土、砂利、粘土などの入手しやすい天然素材を活用し、従来の建築方法に代わる持続可能で耐久性があり、美しい選択肢を提供します。このガイドでは、版築の歴史、利点、建設プロセス、および版築で建築する際の考慮事項について探求します。

版築（Rammed Earth）とは？

版築（ピゼ・ド・テールとも呼ばれる）は、圧縮された天然の原材料を使用して壁、基礎、床を構築する技術です。土、砂利、砂、粘土の混合物を一時的な型枠（通常は木製または金属製）に流し込み、空気圧式または手動の突き固め機を使用して層状に圧縮します。このプロセスにより、優れた蓄熱性、強度、耐久性を持つ密度の高い頑丈な壁が作成されます。

版築の歴史

版築の使用は数千年前にも遡り、その応用は世界中の古代建築物で確認されています。

• 万里の長城：秦王朝（紀元前221～206年）にまで遡る万里の長城の一部は、版築を用いて建設されました。
• 古代アフリカ：現在のモロッコやエジプトの地域を含むアフリカの考古学的遺跡では、何世紀にもわたって建築に版築が使用されてきたことが明らかになっています。
• ヨーロッパ：フランス、スペイン、イギリスに顕著な例があり、ヨーロッパ全土で版築構造物を見つけることができます。
• アメリカ大陸：アメリカ大陸の先住民も、特に乾燥・半乾燥地域で版築技術を利用していました。

20世紀には、持続可能で環境に優しい建築への関心の高まりにより、この技術は復活を遂げました。

版築工法の利点

版築は多くの利点を提供し、環境意識の高い建築業者や住宅所有者にとって魅力的な選択肢となっています。

環境への持続可能性

• 低いエンボディード・エネルギー：版築は容易に入手できる天然素材を利用するため、コンクリートや鉄鋼のような素材と比較して、製造や輸送に必要なエネルギーが少なくなります。
• 炭素排出量の削減：エネルギー集約的な素材の使用を最小限に抑えることで、炭素排出量が削減されます。
• 天然資源の保全：版築工法は地元の資源に依存するため、遠隔地からの素材の採掘と輸送の必要性が最小限に抑えられます。
• リサイクル可能性：耐用年数が過ぎた版築は土に還すことができ、廃棄物を最小限に抑えられます。

熱性能

• 高い蓄熱性：版築壁は優れた蓄熱性を持ち、日中に熱を吸収・蓄積し、夜間にゆっくりと放出します。これにより、室温を調整し、暖房および冷房システムの必要性を減らすことができます。
• パッシブな暖房と冷房：適切な気候では、版築工法により機械的な暖房と冷房への依存を大幅に減らすことができ、エネルギー節約と室内快適性の向上につながります。

耐久性と長寿命

• 並外れた強度：適切に建設された版築壁は非常に強く耐久性があり、大きな荷重や環境ストレスに耐えることができます。
• 火災、害虫、腐食への耐性：版築は本来、耐火性があり、シロアリなどの害虫が侵入しにくい性質があります。また、湿気から適切に保護されていれば、腐食にも強いです。
• 長寿命：適切なメンテナンスを行えば、版築構造は何世紀にもわたって持続します。

審美的な魅力

• ユニークな質感と外観：版築壁は独特の質感と外観を持ち、視覚的に魅力的で自然な美しさを生み出します。
• デザインの柔軟性：版築は様々な形やデザインに成形でき、建築表現において柔軟性を提供します。
• 色のバリエーション：土の自然な色のバリエーションをデザインに取り入れることで、ユニークで美しい壁を作成できます。

費用対効果

• 材料費の削減：主要な材料である土は、現場で容易に入手できることが多く、材料費を削減できます。
• 光熱費の削減：版築の熱性能は、建物の寿命にわたって大幅なエネルギー節約につながります。

版築工法の課題

版築には多くの利点がある一方で、対処すべき特定の課題も存在します。

労働集約的なプロセス

• 手作業：土の突き固めにはかなりの手作業が必要ですが、空気圧式の突き固め機を使用することでプロセスを高速化できます。
• 熟練した労働力：適切な建設には、熟練した労働力と版築技術に関する専門知識が必要です。

土壌の要件

• 適切な土壌組成：版築に使用される土壌は、適切な圧縮と強度を確保するために、砂、砂利、粘土、シルトの特定の組成を持っている必要があります。適合性を判断するためには、土壌試験と分析が不可欠です。
• 土壌の安定化：場合によっては、土壌の特性を改善するために土壌安定化技術が必要になることがあります。

湿気への感受性

• 湿気からの保護：版築は過剰な湿気による損傷を受けやすいです。雨、雪、湿気の上昇から壁を保護するためには、適切な設計と建設技術が不可欠です。
• 防水：幅の広い屋根の張り出し、排水システム、通気性のあるシーラントなどの適切な防水対策は、湿気による損傷を防ぐために必要です。

気候の制約

• 適切な気候：版築は、降雨量の少ないまたは中程度の気候に最も適しています。非常に湿潤な気候では、追加の保護対策が必要になることがあります。
• 凍結と融解：頻繁な凍結と融解のサイクルがある地域では、ひび割れを防ぐために壁を凍上から保護する必要があります。

建築基準法と規制

• 建築基準法の遵守：建築基準法や規制が版築工法に特化して対応していない場合があり、追加の承認や構造評価が必要になることがあります。

版築工法：段階的ガイド

版築工法はいくつかの主要なステップを含み、それぞれに慎重な計画と実行が必要です。

1. 敷地の選定と土壌試験

• 敷地の評価：土壌の種類、排水、資源へのアクセスなどの要因を考慮し、敷地の適合性を評価します。
• 土壌試験：土壌の組成と版築工法への適合性を判断するために、徹底的な土壌試験を実施します。試験には、粒度分析、アッターバーグ限界、締固め試験を含めるべきです。
• 土壌の改良：必要に応じて、最適な組成を達成するために砂、砂利、粘土などの添加物で土壌を改良します。

2. 設計と計画

• 建築設計：パッシブソーラー設計の原則を組み込み、版築の特定の特性を考慮に入れた建築計画を策定します。
• 構造エンジニアリング：建物の構造的完全性を確保し、基礎と壁システムを設計するために、構造エンジニアと相談します。
• 建築許可：地方自治体から必要なすべての建築許可と承認を取得します。

3. 型枠の建設

• 型枠の設計：突き固めプロセス中に土壌混合物を保持するための一時的な型枠を設計および構築します。型枠は通常、木製または金属製であり、圧縮の圧力に耐えるのに十分な強度と剛性が必要です。
• 型枠の組み立て：型枠をしっかりした基礎の上に組み立て、水平で垂直であることを確認します。
• 型枠の補強：突き固めプロセス中に型枠がずれたり崩れたりするのを防ぐために、適切に補強します。

4. 土壌の混合と準備

• 土壌の混合：土、砂利、砂、粘土を徹底的に混合し、均質な混合物を作成します。
• 含水量：突き固めに最適な含水量を達成するために混合物に水を加えます。含水量は、手で握ったときに混合物が結合するのにちょうど十分な量であるべきです。
• バッチ処理：建設プロセス全体で一貫性を確保するために、土壌混合物をバッチで準備します。

5. 突き固めと圧縮

• 層状に：土壌混合物を型枠に薄い層（通常4～8インチ厚）で流し込みます。
• 圧縮：各層を空気圧式または手動の突き固め機を使用して圧縮します。最大の密度を達成するためには、突き固めプロセスは一貫性があり、徹底的であるべきです。
• 層の結合：次の層を追加する前に、前の層の表面を粗くすることで、層間の適切な結合を確保します。

6. 型枠の除去

• 養生期間：型枠を取り外す前に、版築壁を一定期間養生させます。養生期間は、気候と土壌混合物の組成によって異なります。
• 型枠の除去：壁を損傷しないように注意深く型枠を取り外します。

7. 仕上げとシーリング

• 表面処理：湿気や浸食から壁を保護するために表面処理を施します。通気性のあるシーラント、石灰プラスター、土のレンダリングなどが選択肢としてあります。
• 防水：幅の広い屋根の張り出し、排水システム、防湿層などの適切な防水対策を施し、湿気による壁の損傷を防ぎます。
• 建築細部：建物全体を完成させるために、窓、ドア、装飾などの建築細部を追加します。

版築建築のための設計上の考慮事項

版築の建設を成功させるには、その利点を最大限に引き出し、課題を軽減するための設計原則を慎重に考慮する必要があります。

パッシブソーラー設計

冬には日射熱取得を最大化し、夏には日射熱取得を最小化するように建物を配置します。これは、適切な向き、日よけ装置、窓やドアの戦略的な配置によって達成できます。一年中室内温度を調整するために熱質量を利用します。建物の長辺を赤道方向（北半球では南、南半球では北）に向けることで、冬の数ヶ月間に最大の日射熱取得が可能になります。

気候に適した設計

建物を現地の気候に合わせて設計します。暑く乾燥した気候では、版築は優れた熱質量と自然な冷却を提供できます。より寒い気候では、壁の熱性能を補うために断熱材が必要になる場合があります。

水分管理

雨水を効果的に管理し、湿気による損傷を防ぐように建物を設計します。これは、幅の広い屋根の張り出し、排水システム、建物の周囲の適切な整地によって達成できます。

基礎設計

強固で安定した基礎は、版築工法にとって不可欠です。基礎は壁の重量を支え、沈下を防ぐように設計されるべきです。瓦礫壕基礎は、土壁からの排水を促進する適切で持続可能な選択肢です。

壁の厚さと高さ

版築壁の厚さは、建物の構造要件と気候によって異なります。壁は通常12～24インチの厚さです。壁の高さは座屈や崩壊を防ぐために制限されるべきです。壁の高さの安定性を高めるために補強材を追加できます。

開口部とまぐさ

窓やドアの開口部を適切に設計および構築します。開口部上部の壁の重量を支えるためには、まぐさやアーチが必要です。

表面保護

耐久性があり通気性のある表面処理で、湿気や浸食から版築壁を保護します。石灰プラスター、土のレンダリング、通気性のあるシーラントなどが選択肢としてあります。

世界の版築：持続可能な建築の例

版築工法は、持続可能で審美的に魅力的な建築技術として、世界中で人気が高まっています。世界中の注目すべき版築プロジェクトの例をいくつか紹介します。

• マリ、ジェンネのモスク：この象徴的な構造は、伝統的な版築建築の最も有名な例の1つです。
• カナダ、ンクミップ砂漠文化センター：この受賞歴のある建物は、砂漠環境における版築工法の美しさと持続可能性を示しています。
• スイス、ガンテンバイン・ワイナリー：このモダンなワイナリーは、版築壁を利用して、ワイン醸造のための熱的に安定した、審美的に魅力的な環境を作り出しています。
• ブラジル、サンタマリア・ダ・セーラにある住宅：現代版築設計の素晴らしい例です。

版築工法の未来

版築工法は、持続可能な建築の未来においてますます重要な役割を果たすと期待されています。従来の建築材料が環境に与える影響への意識が高まるにつれて、版築のような自然で環境に優しい代替品に注目する人々が増えています。

継続的な研究開発は、土壌安定化技術の改善、自動突き固め装置、プレハブ版築パネルなど、版築工法における新しい革新につながっています。これらの進歩により、版築工法はより効率的で費用対効果が高く、より広範囲の建築業者や住宅所有者が利用できるようになっています。

結論

版築工法は、従来の建築方法に代わる魅力的な選択肢であり、住宅、オフィス、その他の構造物を構築するための持続可能で耐久性があり、審美的に魅力的なソリューションを提供します。いくつかの課題がある一方で、低いエンボディード・エネルギー、熱性能、長寿命など、版築の利点は、より持続可能な未来を築こうとする人々にとって価値ある選択肢となっています。

版築工法の原則を理解し、経験豊富な専門家と協力することで、何世代にもわたって続く美しく環境に配慮した建物を創造することができます。

免責事項：このガイドは、版築工法に関する一般的な情報を提供します。プロジェクトが適用されるすべての建築基準法および規制を満たし、安全かつ効果的に建設されることを確実にするために、建築家、エンジニア、請負業者などの資格のある専門家と相談することが不可欠です。