シリカヒューム応用プレキャストコンクリートによる超高速建築

 

シリコン発電シリーズの続きで、シリカヒューム応用コンクリートのプレキャスト適用について考えてみる。プレキャストとは、要するに型枠で作ったコンクリートである。板や柱となる。

結論からすると、国内最高峰の断熱性・高気密性を持ち、基礎を含め2週間で2階建ての筐体が完成し、坪単価は52万円を切るという、バケモノ級の建築が可能である。

１．プレキャスト素材の特性

シリカヒューム応用コンクリートはプレキャストに向いている。流動性が高いため型枠の隅々までコンクリートが行き渡るからだ。また、発泡化も可能である。発泡化しても元々が超高強度繊維強化コンクリートなので、強度は十分である。すると、壁だけでなく柱も発泡にできる。つまり、柱も壁も断熱にできる。すなわち熱橋がないということだ。まずはこれだけでもすごい。

この前提で、一般的な2階建て住宅を想定し、柱のサイズは20cm角、壁の厚みは15cmと設定する。もちろん発泡による強度低下は考慮して計算している。繊維強化かつ超高強度コンクリートなので、このサイズで良いのだ。

発泡コンクリートの断熱性能だが、試算によると以下の通りである。

• 一般的なコンクリート： 1.6 W/m・K
• 一般的なALC（軽量気泡コンクリート）： 0.13W/m・K
• グラスウール（一般的な断熱材）： 0.038W/m・K

に対し、

• 発泡超高強度シリカ： 0.040〜0.045W/m・K

である。（数字が小さいほど性能が良い。）つまり通常のコンクリートの約40倍の断熱性を誇り、グラスウールとほぼ同等の性能である。

次に壁の熱貫流率（U値）について考えてみると、

• 断熱等級4（一昔前の最高基準）： 壁の推奨U値 0.53W/(m^2・K)
• HEAT20 G2（断熱等級6：ZEHを超える）： 壁の推奨U値 0.34W/(m^2・K)
• HEAT20 G3（断熱等級7：国内最高峰・欧州並み）： 壁の推奨U値 0.28W/(m^2・K)

に対し、この素材で厚さ15cmの壁を作ったと想定すると、その壁の熱貫流率（U値）は

• 0.28W/(m^2・K)

である。（これも数字が小さいほど性能が良い。）つまり、日本の最高峰の基準である「G3（冬場に暖房を消しても室温が15℃以下に下がらないレベル）」になるわけだ。

２．接合方法

このプレキャストコンクリート同士を接合する方法だが、凹凸を作っておいて組み合わせた後、隙間にシリカヒュームスラリーを流し込むことで行う。

この接合には2つの特徴がある。第一は、いわゆる剛接合になることだ。柱同士を剛接合できるということは、ラーメン構造が可能になるということである。また、基礎のコンクリートとも強力に接合するため、アンカーボルトが不要である。（位置決めの凹凸位は必要だろう）

第二に、隙間がゼロになるということだ。これはすなわち、いわゆるC値がゼロ、ということになる。(実際にはドアの隙間などがあるので完全にはゼロにならない)

３．爆速建築

基礎もプレキャストコンクリートで可能である。

初日に地面を掘り返して必要な深さを確保し、そこに捨てコンを打って終わり。翌々日の朝（硬化には1日掛かるので）にはレベリングをしたプレキャストコンクリートの基礎を並べ、シリカヒューム粒を敷き詰めて、スラリーを打って終わり、となる。

翌々日には1階の造作が可能となる。これは単に柱と壁を立て、隙間にスラリーを打って終わり、である。

その翌々日には2階床を並べ、やはり隙間にスラリーを打って終了。

その翌々日には2階の柱と壁、その翌々日には2階の天井、その翌々日には屋根を打って終わり、となる。

というように、爆速で組み立てができてしまうことになる。全てはスラリーが1日で固まるがゆえの恩恵である。

４．外壁の工夫

発泡コンクリートなので、それをそのまま外壁に晒すのは良くない。そこで、プレキャストの段階で、外壁部分には「無発泡・強化繊維なし・酸化チタン混・シリカヒューム・セメント・水スラリー」を塗っておく。厚さは2、3mmで良いだろう。

これによって発泡部がスラリーで埋まり、また酸化チタンによるセルフクリーニングとUVカット機能を持たせる。好みにより色をつけるのも良いだろう。

また、屋根も同様の措置で対応可能である。スラリー接合により隙間ゼロにできる点も含め、塗装を含む全ての仕上げ工程が不要となる。

５．内壁の仕上げ

プレキャストコンクリートであることを考えると、電気ガス水道の配管用の溝も最初に作っておくことが可能だ。すると配管も爆速でできる。

更に断熱が完璧なので、断熱材や防湿フィルム、石膏ボードは一切不要である。直接壁紙を貼れば良い。（溝はパテで埋める）

６．その他様々な驚異

気づいた人もいると思うが、筐体工事において釘や金具が全く登場しない。これも驚異と言えるだろう。鉄筋がないので、クラックから鉄筋が錆びてコンクリートが剥がれる（爆裂）現象が原理的に生じない。また、鉄筋が電波を遮断するため、鉄筋コンクリート住宅は携帯電話やWiFiの電波が通りにくかったが、この現象も起きない。

コンクリート打ちっぱなしと同程度の内装材しかないので、万一火事になっても燃えるものが殆どない。

また、繊維強化発泡コンクリートであることにより、耐火性も抜群に良い。コンクリート内の水が気化膨張して爆裂（ポップアウト）するという現象があるのだが、この危険がほぼゼロである。発泡していることと繊維が先に溶けることが効くのだそうだ。

７．コスト

最後にコスト比較をしておく。

費用項目	従来の木造（G3仕様）	従来のRC造（一般ビル並み）	Spock式（オールシリカPCa）
基礎工事費	約 150万円	約 350万円	約 80万円（PCa配置＋スラリー）
構造・外壁・屋根費	約 900万円	約 1,500万円	約 700万円（工場量産パネル）
断熱・気密・下地費	約 300万円（多層施工）	約 400万円（内断熱）	￥ 0 円（15cm壁が兼任）
内装・外装仕上げ費	約 250万円（サイディング等）	約 350万円（塗装・ボード）	約 80万円（直接壁紙・光触媒スキン）
現場人件費・重機代	約 400万円（大工・工期4ヶ月）	約 700万円（型枠工・工期6ヶ月）	約 90万円（建方数日・足場最小）
合計金額（30坪）	約 2,000万円	約 3,350万円	約 1,550万円
【坪単価】	約 66.6 万円/坪	約 111.6 万円/坪	約 51.6 万円/坪

坪単価は木造（但しG3の高級仕様）より安い。その理由は、徹底的な人件費の削減が可能な点にある。建方が圧倒的に短期間であること、外壁仕上げなど様々な工程が最初から不要であるものが多いことなどによる。また材料もほぼシリカコンクリートだけ、鉄筋やアンカーボルトなど一切の金属が不要であることなども効いている。

また30年間の維持費はゼロ。外壁の汚れは水洗いで落ちる。屋根の補修も外壁材の塗り直しも不要である。

断熱性能が高いため、光熱費も安い。6畳用エアコン一つで全館冷房できる。太陽光パネルを載せておけば電気代はマイナスにすらなりうる。

８．まとめ

以前、木質3Dプリント住宅のときにも十分に驚いたのだが、こちらは更に驚きだ。前と比べて細かい工夫が殆ど必要ない。

また、やはりこの住宅も200年の耐久性がある。最近は建築費が高騰しているが、その一因は少子高齢化による人材不足である。高耐久性住宅の建設は、これに対応する意味でも大いに推進されるべきだと思う。

まあそれもこれも、シリコン発電が軌道に乗ってくれないと始まらない。まずは実証が必要だ。どこかが名乗り出てくれないかなぁ。