平成２１年度 緑の雇用基本研修（Ｈ２１．１２．２） 木材の基礎知識 総合グリーンセンター 企画主査 中山 憲之 福井県の 福井県の林業・ 林業・ 木材産業の 木材産業の現状 福井県内の 福井県内の木材需給推移 福井県内での 福井県内での木材自給率 での木材自給率 福井県林業統計書 平成１８年３月３１日現在 福井県の 福井県の森林蓄積と 森林蓄積と素材生産量 福井県の 福井県の木材産業 人工林資源 （１１万７千ha） の充実 木材需要量の減少 （H元 ６１６千m３ → H20 １５２千m３ ） 丸太価格の低迷 （スギ24～28㎝ ４ｍ材） S54 ３７，１００円／m３ → H20 １２，６００円／m３ 素材生産量H5 １６５，０００m３ → H20 １０９，０００ m３ プレカット加工棟数 H8 １，２３８棟 → H20 ６，７６８棟 集成材生産量 H11 ４４０ m３ → H20 ２４，０７０ m３ 福井県の 福井県の製材工場 製品市場取扱量 H元 ４７．３千m３ → H20 １８．６千m３ 製材業の推移 製材工場数 H元 ３５７工場 → H20 １９４工場 従業員数 H元 １，９７１人 → H20 ５７５人 製材業者原木消費量トップ５社 （数量は外材・国産材の合計） N製材㈱ （越前市） １０，０００ m３ ㈱K （越前市） ３，３００ m３ K木材㈱ （福井市） ３，２００ m３ ㈱T木材 （福井市） ２，５００ m３ ㈱T （若狭町） １，６００ m３ 平成１７年県木連木材登録資料より 福井県における 福井県における住宅着工戸数 における住宅着工戸数の 住宅着工戸数の推移 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 H19 H18 H17 H16 H15 H14 H13 H12 H11 非木造 木造 福井県林業の概要 荒廃した 荒廃した森林 した森林 太陽の 太陽の光が入らないので、 らないので、枝が枯れてる 山の土が流れ出ている 健全な森林 森林の 森林の働き（森林の 森林の良い点） 森の働き（光合成） 光合成） CO2「二酸化炭素（にさんかたんそ）」 を吸って「酸素（さんそ）」をはきだす 水 木材は 木材は「炭素の 炭素の缶詰」 缶詰」 炭素固定量 スギ柱 本 （10.5cm.角 角、長さ3m.） ） 約７㎏ スギ柱 1本 木造住宅 1棟 棟 （120m2、 、木材23m3） ） 約５ｔ（炭素 木材 ｔ（炭素トン 炭素トン） トン） （1人当 人当たり 年分相当） 人当たり排出量 たり排出量の 排出量の2年分相当 年分相当） 全国の 億炭素トン 全国の住宅における 住宅における使用木材 における使用木材から 使用木材から 1.4億炭素 億炭素トン（ｃ） トン（ｃ） 林野庁資料 丸太が 丸太が製材品に 製材品に なるまで 伐 採 葉枯し乾燥 造 材 搬 出 運 搬 高性能林業機械 スキッダ プロセッサ ハーベスタ フォワーダ タワーヤーダ スイングヤーダ フェラバンチャ 原木市場 製 材 人工乾燥 天然乾燥 住宅部材として利用 住宅建築 木材乾燥の 木材乾燥の基礎 知識 含水率 木材中の水分の重さ ×100(％) 含水率＝ 木材実質の重さ(全乾重量) 自由水と結合水 • 自由水：細胞の空隙に液状で存在する水分 • 結合水：細胞壁のセルロースなどの分子と化学的に結合 している水分 写真 仮道管の横断面(早材) 繊維飽和点、気乾状態 • 繊維飽和点：木材中に自由水がなくなり、細胞壁中に結 合水が飽和している時の含水率（３０％） • 気乾状態：空気中ではこれ以上乾燥しない含水率に達し た状態 (気乾含水率１５％） 生材状態の含水率 ・ 樹種、伐倒の時期、生育環境によって異なる ・ 辺材部は心材部よりも高い（針葉樹） 材 部 ス ギ ヒノキ ヒ バ アカマツ 辺 材 243 153 150 145 心 材 107 34 33 37 表 辺材・心材の生材状態の含水率 木材の収縮 • 含水率の低下にしたがい細胞壁の厚さが減少し、木材全体 が縮む現象 ① 含水率が繊維飽和点（３０％）に達した時点から開始される ② 樹種、比重によって大きさが違う ③ 木材の方向によって大幅に異なる スギの場合 接線方向：放射方向：軸方向＝20：10：１ 木取りと乾燥にともなう変形 樹種別収縮率 天然乾燥の 天然乾燥の特徴 九頭竜森林組合 勝山工場 木材を堆積し、自然に乾燥させる方法 乾燥の進行が気象条件によって著しく左右される 到達する含水率は20％程度が限界 人工乾燥に比べ、時間が著しくかかり、表面割れ の発生が多い 人工乾燥の 人工乾燥の特徴 福井県特殊木材協同組合 短期間に乾燥することができる。 天然乾燥では到達できない所定の含水率まで乾 燥することができる。 乾燥室内の温度、湿度を調整して、割れなどが発 生しないように乾燥することができる。 木材の 木材の種類 国産材 輸入材 木材の 木材の種類をご存知 をご存知ですか 存知ですか？ ですか？ ムク（無垢）材 丸太から製材された、角材や板などをいいます。 集成材に対して、ムク材ということが多いようです。 木材の 木材の種類 集成材 板の切り口にギザギザの切れ目を入れて、長さ方向に接着剤でつなぎ合わせ た板を、更に何枚か厚み方向に 接着剤で張り合わせて作るものをいいます。 フィンガージョイント 造作用集成材 構造用集成材 木材の 木材の種類 合板（下地材への利用） ﾊﾟｰﾃｨｸﾙﾎﾞｰﾄﾞ ﾌｧｲﾊﾞｰﾎﾞｰﾄﾞ OSB ＷＰＣ木材 単板積層材 木材の加工 板の製材 木表・ 木表・木裏 丸太を板目に製材して、外側 に近い方が『木表』。丸太の芯 に近い方が『木裏』です。 板のソリ 伐採した 伐採した木材 した木材の 木材の測定 JAS規格に基づいた測定方法 丸太の種類と寸法の測り方 検尺・材積算定方法 伐採した木材を玉切りした丸太の材積を測定する方法は、わが 国においては、「素材の日本農林規格」（昭和42年12月８日農林 省告示第1841号）によって定められています。 日本農林規格とは、JASとよばれているもので(英訳の 「JAPANESE AGRICULURAL STANDARD)」の頭文字をとった 略称）、昭和25年の法律「農林物資の規格化及び品質表示の適 正化に関する法律」（JAS法）に基づいて、農林物資の品質の改善、 生産の合理化、取引の単純公正化および使用または消費の合理 化を図るために農林水産大臣が制定する品質規準および表示基 準のことです。 丸太の種類と寸法の測り方 丸太の種類と寸法の図り方 丸太の径により、つぎのように区分されています。直径につ いては、次項を参照してください。 小丸太（直径14cm未満） 中丸太（直径14cm以上30cm未満） 大丸太（直径30cm以上） 丸太の種類 丸太の寸法測定は、樹皮を 除いた部分について、その径 および長さを測定します。 丸太の種類と寸法の測り方 丸太の単位寸法 丸太の径は、最小径とされます。通常は、末口側の最小径をいい ます。測定個所がさまざまな原因で隆起、膨大したもの、磨耗した もの、不整形になったものなどの場合は、下の図のように測ります。 最小径の測定箇所 丸太の種類と寸法の測り方 丸太の単位寸法 また、最小径が14cm以上の丸 太で、最小径に直角な径と最小 径との差が６cm（最小径が40cm 以上の丸太にあっては、８cm） 以上ある偏平材の径は、その差 ６cmごとに最小径に２cm加えた ものとします。例えば、最小径 が30cm、最小径に直角な径が 38cmの丸太の径は、30cm＋２ cm＝32cmとなります。 丸太の種類と寸法の測り方 丸太の単位寸法 長さは、両木口を結ぶ最短直線とします。ただし、最短直 線の一部が梢端部（短径３cm未満の部分をいう）または、と きん（丸太の両端で削ってある部分）、目度あな（筏に組むと き結び合わすためにあけた穴）の部分にかかるときは、その 部分を除きます。 丸太の長さを測る 丸太の種類と寸法の測り方 丸太の単位寸法 径の単位寸法は、小丸太（直径14cm未満）については１cm、そ の他については２cmとし、単位寸法に満たない端数は、切り捨 てます。 長さの単位寸法は20cmとし、単位寸法に満たない端数は切 り捨てます。 ただし、 1.9m以上2.0m未満、2.1m以上2.2m未満、2.7m以上2.8m未満、 3.3m以上3.4m未満、3.65m以上3.8m未満、4.3m以上4.4m未満 の長さについては、この限りではなく、それぞれの上限に満た ない端数を、それぞれ切り捨てます。 なお、この６種類については、主に建築用材の標準寸法との 関連で特例寸法として認められたものです。 丸太材積測定方法 丸太の材積 丸太の材積は、次の計算式によって計算します。 長さが６ｍ未満のもの 丸太材積＝D^2×L×１/10,000 D:丸太の径（cm単位による数値） L：丸太の長さ（cm単位による数値） 長さが６ｍ以上のもの 丸太の材積＝[D＋（L'－４）/2]＾2×L×1/10,000 L：長さ（ｍ単位による数値）で、１に満たない端数を切り捨てたもの 丸太材積測定方法 材積の計算 材積は、ｍ３を単位とし、その数値に小数点以下第三位に満たな い端数があるときは、小数点以下第四位を四捨五入します。また、 材積が小数点以下第三位に満たず、四位が四捨五入できないとき は、五位を四捨五入して四位に止めます。 丸太材積測定方法 材積の計算 材積は、ｍ３を単位とし、その数値に小数点以下第三位に満たな い端数があるときは、小数点以下第四位を四捨五入します。また、 材積が小数点以下第三位に満たず、四位が四捨五入できないとき は、五位を四捨五入して四位に止めます。 丸太材積測定方法 空洞の体積 空洞（空洞に準ずる腐れを含む）の体積は、素材の材積から控除 します。ただし、空洞の径の木口の径に対する割合が20％に満たな いもの、および小丸太の空洞については、除外されません。 なお、日本古来の慣用の式で末口直径の２乗に長さをかけて丸 太の材積とする「末口二乗法」があり、現在も長さ６ｍ未満の丸太に 適用されています。 木取り 造材の工夫と検討 根曲がりの技術的工夫 中程度の根曲がり 単価は平成８年８月現在 造材の技術的工夫 製 材 １２㎝正角柱材 素材材積 0.20２×3m＝0.12m３ １．４㎝ 正角材積 0.12×0.12×3m＝ 0.043m３ ㎝ ４ ． ８ １ ２ √ ９㎝ 歩留まり ３５．８％ １３㎝ ぬき 末口直径２０㎝ 貫材積 0.09×0.012×3m ×4本＝0.013m３ ぬきを含 ぬきを含めると歩留 めると歩留まり 歩留まり ４６． ４６．７％ 木材の 木材の強度について 強度について 強度と劣化 一般的には、芯材の赤み部分に較べて、辺材の白太部分の方が密 になっているので、芯持ちの角材においては、断面積に辺材の占める 割合が高いほど強度は増します。しかし辺材の白太部分は油精分が 少ないので、芯材の赤み部分より比較的に劣化しやすいのです。 「それでは、白太部分の多い角材と、赤み部分の角材とでは、どちら が良いのか？」と、いう問題になります。比較した数値的な実験データ のような物はありません。 劣化速度の比較も、実験データはありま せんが、社寺等の古い建物を見れば歴然 として赤み材の方が、はるかに強い事が 解ります。初めに赤み材の強度的な数値 が少し低くても、時間が経って、劣化速度 の遅さで、白太部分の多い材より長持ち するのですから、やはり赤みの多い材ほ ど品質は優れているといえるでしょう。 部材に求められる強さ 建物の各構造部材には様々な力が作用し、それに応じて強 度もいろいろな種類があります。構造部材として一般的に重要 なものは、引張り強度・圧縮強度・曲げ強度・せん断強度の４ 種類です。 柱材は上階の荷重 により材軸方向に強 い圧縮力をうけるた め、圧縮強度の高い 部材を、また 梁材 は、材軸の垂直方向 から荷重を受けるた めに、曲げ強度の高 い材料を選定するこ とが望ましいです。 木材の強さ 木材（ 木材（無垢材） 無垢材）は、その樹種 その樹種によって 樹種によって強 によって強さが異 さが異なり、 なり、また 同じ樹種で 樹種で も育った環境 った環境や 環境や成熟度、 成熟度、製材の 製材の部位、 部位、乾燥度合いによっても 乾燥度合いによっても強度 いによっても強度の 強度の違 いがあります。 いがあります。 平成１２ 平成１２年国土交通省告示第 １２年国土交通省告示第１４５２ 年国土交通省告示第１４５２号 １４５２号で材種や 材種や等級によって 等級によって基準強 によって基準強 度が指定されています 指定されています。 されています。 強度は、目視等級材・機械等級材・無等級材に分類され、ＪＡＳ認定材は、目視等級材 若しくは機械等級材で、同じ樹種でも強度ごとに区分されています。 また ＪＡＳ認定外 の木材は無等級扱いとなります。 目視等級材では１級・２級・３級の３段階の強度区分があり、等級の小さい方が強度が 強く、機械等級材では曲げヤング係数により区分され、等級の数値が大きい程強度が強 い材料となります。 １，目視等級材とは 構造製材のうち、節・丸身など材の欠点を目視により測定し、等級区分された木材。 （ＪＡＳ規格製材） ２，機械等級材とは 構造製材のうち、機械によりヤング係数を測定し、等級区分された木材。 （ＪＡＳ規格製材） ３，無等級材とは ＪＡＳ規格製材以外の木材で樹種によって基準強度が定められています。 一番多く流通している製材です。 木材の等級 二等・一等・特一等や小節・上小節・無節といった等級があります。 これは見た目の良さを表した等級で、強度を表したものではありま せん。 二等・一等・特一等は節が目立ったり丸みがあったりするため、普通は隠れ る部分に用いる並材です。並材には、おおまかに言えば小節（親指の先で隠 れる程度の節）より大きな節があり、その節の大きさや数、材の丸みの有無 に応じて二等・一等・特一等に区分されています。ただし、並材の等級区分は、 公的なものではありません。特一等とは最上位の等級であるかのような印象 を受けますが、並材のなかで最上位という 意味です。特一等材には丸身はありません が、一つ下の一等材には構造的に支障が 無い程度の丸みがあります。一等材でも構 造的な支障はありませんが、隠れる部分で も普通は特一等材が用いられます。 小節・上小節・無節はＪＡＳの造作用製材 の材面の品質基準として定められた等級 です。 木材の等級 １，小節とは 広い材面を含む１材面以上の材面において、節の長径 が20mm（生き節以外の節にあっては10mm）以下で、 材長2m未満にあっては5個（木口の長辺が210mm以 上のものは8個）以内であること。 ２，上小節とは 広い材面を含む１材面以上の材面において、節の長径 が10mm（生き節以外の節にあっては5mm）以下で、材 長2m未満にあっては4個（木口の長辺が210mm以上 のものは6個）以内であること。 ３，無節とは 広い材面を含む１材面以上の材面に節がないこと。 機械等級製材の強度 針葉樹構造用製材（機械等級）の基本強度 樹種 ア カマ ツ、 ツ、 米マ ツ ダブリ カマ ツ 米 ツガ エ ゾマ ツ トドマ ツ カラマ ツ ヒノキ ヒバ スギ 等級 Ｅ ７０ Ｅ ９０ Ｅ１１０ Ｅ１３０ Ｅ１５０ Ｅ ５０ Ｅ ７０ Ｅ ９０ Ｅ１１０ Ｅ１３０ Ｅ１５０ Ｅ ５０ Ｅ ７０ Ｅ ９０ Ｅ１１０ Ｅ１３０ Ｅ１５０ ２ 基準強度（単位Ｎ/ｍｍ ） 基準強度 Ｆｃ（圧縮） Ｆｔ（引張り） Ｆｂ（曲げ） ９．６ ７．２ １２．０ １６．８ １２．６ ２１．０ ２４．６ １８．６ ３０．６ ３１．８ ２４．０ ３９．６ ３９．０ ２９．４ ４８．６ １１．４ ８．４ １３．８ １８．０ １３．２ ２２．２ ２４．６ １８．６ ３０．６ ３１．２ ２３．４ ３８．４ ３７．８ ２８．２ ４６．８ ４４．４ ３３．０ ５５．２ １９．２ １４．４ ２４．０ ２３．４ １７．４ ２９．４ ２８．２ ２１．０ ３４．８ ３２．４ ２４．６ ４０．８ ３７．２ ２７．６ ４６．２ ４１．４ ３１．２ ５１．６ Ｆｓ（せん断） 樹種に応じ 目視等級区 分の基準強 度による １，機械等級とは ＪＡＳ規格製材で、機械によりヤング係数を測定し、等級区分されたものをいいます。 ２，基準強度の数値が大きいほど強い木材です。 無等級製材の強度 針葉樹構造用製材(無等級）の基本強度 ２ ） 基準強度（単位Ｎ/ｍｍ 基準強度 Ｆｃ（圧縮） Ｆｔ（引張り） Ｆｂ（曲げ） 樹種 針葉樹 広葉樹 アカマ ツ・ ツ・ クロマ ツ ・ 米マツ カラマ ツ・ ツ ・ ヒバ・ ヒバ ・ ヒ ノキ・ ノキ ・ 米 ヒ ツガ・ ツガ ・ ベイツガ モミ ・ エ ゾマツ・ ゾマツ・ ト ドマ ツ・ ツ ・ 紅マツ・ マツ ・ ス ギ ・ 米 スギ・ スギ ・ ス プールス かし くり ・ なら・ なら・ ぶな ・ けやき Ｆｓ（せん断） ２２．２ １７．７ ２８．２ ２．４ ２０．７ １９．２ １６．２ １４．７ ２６．７ ２５．２ ２．１ ２．１ １７．７ ２７．０ １３．５ ２４．０ ２２．２ ３８．４ １．８ ４．２ ２１．０ １８．０ ２９．４ ３．０ １，無等級とは ＪＡＳ規格製材以外の製材で樹種によって基準強度が定められています。 ２，基準強度の数値が大きいほど強い木材です。 機械等級区分するための測定器 （グレーディングマシン） 曲げ強度 （Ｎ／㎜２） 備 ス ギ ２２．２ 曲げ強度： 建築基準法（無等級材） 米マツ ２８．２ 樹 種 県産スギ 県産スギ ２７． ２７．８ (ｎ=120) 考 総合ＧＣ実大材試験機による 試験結果 （ｎは供試体数） 住宅部材の 住宅部材の規格について 規格について 製材品の 製材品の種類 羽柄材（はがらざい） 根太（ねだ）や筋違（すじかい） 、タルキなど、構造材より断面寸 法の小さいものをいいます。 製材品の 製材品の種類 造作材（ぞうさくざい） 内装に使う敷居（しきい）や 鴨居（かもい）、長押（なげし） などをいいます。 製材品の 製材品の種類 下地材（したじざい） 屋根や壁、畳、フロアなどに 隠れる板などをいいます。 製材品の 製材品の種類 構造材（こうぞうざい） 特に柱や梁（はり）、桁（けた）などを、羽柄材や造作材、下地材などと区別 していいます。 海外市場の積極的拡大 ・我が国の木材輸出額は、２００７年で約１１５億円。 ・丸太輸出は、製品として我が国へ再輸出されるケースも見られることから、現在、 スギ・ヒ ノキ等の国産材を利用した付加価値の高い製品の輸出と、現地のニー ズに対応した新たな製品の開発に取り組んでいるところ。 ■ 木材輸出額の推移 120 115 (億円) 96 100 97 105 96 その他 73 82 インドネシア 80 ベトナム 60 台 湾 フィリピン 40 韓 国 20 米 国 中 国 0 01年 02年 03年 04年 05年 06年 07年
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