学科Ⅰ（計画）
一級建築士 令和4年度 学科Ⅰ（計画） 問5
問題・正答・学習用解説
問題
木材等に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（3）
正答の考え方
正解は（3）です。木材の乾燥収縮率は、一般に「年輪の接線方向＞年輪の半径方向＞繊維方向」です。設問は、接線方向と半径方向の順序を逆にしています。半径方向は木の中心から外側へ向かう方向、接線方向は年輪に沿う向き、繊維方向は幹の長手方向です。木材はどの向きにも同じ性質を持つ材料ではありません。
木が乾くと、細胞壁に含まれる水分が減る段階で細胞壁自体が縮みます。細胞の並び方や組織の働きが方向によって違うため、寸法の変化にも差が出ます。一般に、年輪に沿う方向の縮みが大きく、幹に沿う方向は小さくなります。この違いは、板が反る、隙間が生じるといった現象に関係します。ただし樹種、木取り、含水率などで具体的な値は変わるので、全ての木材に一つの収縮率を当てはめることはできません。雨水への配慮、炭素の貯蔵、樹種による密度の違いという他の三肢も、木材の性質と使い方を結び付けた説明です。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）適当です。木材が長時間湿った状態になると、腐朽菌が活動しやすくなり、強さが失われるおそれがあります。屋外の階段やバルコニーでは、雨がかりを減らし、特に部材が重なる接合部に水をためないことが重要です。例えば水平な継目に水が入り、乾きにくい隙間に残ると、見える表面が乾いても内部は湿る場合があります。防腐処理だけに頼らず、水を切る形、排水、通風、点検しやすさを組み合わせて耐久性を確保します。
選択肢2
（2）適当です。木は成長するときに二酸化炭素を取り込み、その炭素を木材中に蓄えます。建築材として長く使えば、その間は炭素が材料の中に保たれます。また、製材は一般に、鋼材のような高温での製造に比べて加工に必要なエネルギーが少ない材料です。ただし乾燥、輸送、接着、更新などでも排出は生じます。木材を使うだけで排出がゼロになるのではなく、森林の持続的な管理や、建物を長く使うことまで含めて効果を考えます。
選択肢3
（3）不適当です。一般的な乾燥収縮は接線方向が最大で、半径方向がそれに続き、繊維方向が最も小さくなります。年輪を同心円として描けば、中心から外へ向かう矢印が半径方向、円に沿う矢印が接線方向です。幹の長さに沿う方向は、この断面に直角になります。板の幅方向と厚さ方向にどの向きが現れるかは木取りによって異なるため、同じ乾燥でも反り方が変わります。方向の名称を実際の木の断面に対応させることが大切です。
選択肢4
（4）適当です。気乾密度は、空気中で乾燥して周囲とおおむね釣り合った状態の木材について、単位体積当たりの質量を表したものです。一般にチークはヒノキより重く、キリは軽いため、設問の順序になります。同じ体積の箱を各樹種で作ったときの重さを比べるイメージです。ただし産地や個体、含水率で幅があります。また、密度が大きければ耐久性や全方向の強さも必ず優れるという単純な関係ではなく、用途に応じた性質の確認が必要です。
周辺知識
木材を理解するには、水分が「細胞の空間にある水」と「細胞壁に含まれる水」に分かれることが役立ちます。十分に濡れた木材では、空間の水が減っても寸法変化は比較的小さく、細胞壁の水分が減る範囲になると収縮が目立ちます。したがって、含水率が下がった割合と、寸法が縮む割合がいつも同じ関係になるわけではありません。
板の反りは、材料全体が一様に縮まないことで生じます。年輪の向きが板の場所によって異なり、接線方向と半径方向の収縮の差が形の変化につながります。家具や床板で、乾燥後に隙間や反りが生じるのは、この性質と関係します。使用環境に近い含水状態へ乾燥させ、木取りや接合方法にも配慮します。
一方、屋外で重要なのは、乾燥収縮だけでなく、濡れた状態が長く続くことによる腐朽です。「よく乾燥させた材を使うこと」と「完成後も濡れにくく乾きやすい形にすること」は両方必要です。木材の環境面の利点を生かすうえでも、早く腐らせず、点検や交換ができる設計が長期使用を支えます。