薪ストーブ建築

コードウッド建築（コードウッド石積み、コードウッド建築、スタックウォール、ストーブウッドとも呼ばれる）は、短い丸太を横に積み重ねて壁を作り、モルタルやコブで永久的に固定する自然建築方法を指す用語です。この技術では、最小限のコストで地元の材料を使用できます。

壁は通常、丸太の端がモルタルから少しだけ（1 インチ以下）突き出るよう造られます。壁の厚さは通常 8 ～ 24 インチですが、カナダ北部では 36 インチにもなる壁もあります。

コードウッド住宅は、見た目の美しさ、室内空間の最大化（丸みを帯びたプランによる）、資源の節約、建設のしやすさなどの点で魅力的です。木材は通常、壁システムの約 40～60% を占め、残りの部分はモルタル混合物と断熱充填材で構成されています。^{[1]コードウッド構造は、設計とプロセスによっては}持続可能です。コードウッド構造には、スルーウォールと MIM（モルタル-断熱材-モルタル）の 2 つの主要なタイプがあります。スルーウォールでは、モルタル混合物自体に断熱材（通常はおがくず、細かく刻んだ新聞紙、または製紙スラッジ）が含まれ、質量の割合が非常に高い場合もあります（製紙スラッジ 80%、モルタル 20%）。より一般的な MIM では、レンガやスルーウォールの石積みとは異なり、モルタルは壁全体に渡っていません。代わりに、壁の両側にある 3 インチまたは 4 インチ（場合によってはそれ以上）のモルタルのビーズが安定性とサポートを提供し、その間に別の断熱材が入っています。コードウッド壁は、耐荷重性（組み立てコーナーまたは湾曲壁設計を使用）にすることも、構造補強を提供する柱と梁のフレームワーク内に配置することもでき、地震の多い地域に適しています。耐荷重壁として、木材とモルタルの圧縮強度により、屋根を壁に直接結び付けることができます。さまざまなモルタル混合物と断熱充填材は、壁の全体的なR 値、つまり熱の流れに対する抵抗に影響し、逆に、壁の固有の熱質量、つまり熱/冷気の貯蔵容量にも影響します。

東ドイツでは、1000年前まで遡る薪を使った建造物の遺跡が今も残っています。^{[2]しかし、より現代的なものは}ヨーロッパ、アジア、アメリカ大陸で発見されています。^[3]薪を使った建造物の起源については詳細な情報がありません。しかし、森林の住民が最終的に火と積み上げた薪の間に基本的なシェルターを建てた可能性はあります。^[4]ウィスコンシン大学のウィリアム・ティシュラーの論文では、「現在の」薪はおそらく1800年代後半にケベック、ウィスコンシン、スウェーデンで始まったと述べています。^[5]彼は、この技術がこれらの地域でほぼ同時期に始まったと考えています。^[6]

コードウッド建築は、森林が密集した地域で丸太の端材や倒木を経済的に利用する方法です。その他の一般的な木材の供給源としては、製材所、薪割り、電柱（クレオソートなし）、柵の割柱、伐採時の廃材などがあります。壁にはリサイクル材を使用する方が持続可能で、経済的であることが多いです。供給源に関係なく、建設を始める前にすべての木材の樹皮を剥がす必要があります。さまざまな種類の木材を使用できますが、最も望ましい腐食耐性のある木材は、太平洋イチイ、ハゲヒノキ（新芽）、スギ、ジュニパーです。許容される木材には、ダグラスファー、ウエスタンカラマツ、イースタンホワイトパイン、スプルースパインも含まれます。

密度が低く風通しの良い木材は、密度の高い広葉樹よりも収縮や膨張が少ないため優れています。^[2]ほとんどの木材は、適切に乾燥され、外部の気候の相対湿度に対して安定していれば、壁に使用できます。^[2]さらに、異なる樹種の丸太端を壁に混ぜることはできますが、同じ樹種と供給元の丸太端であれば、膨張/収縮の変数が制限されます。

様々な専門家がモルタルの配合について様々なレシピをアドバイスしています。1981年以来、成功が証明されているレシピの1つは、体積比で砂9、おがくず3、建築用石灰（非農業用）3、ポートランドセメント2です。^[2]建築用石灰は、セメントよりも完全に固まるまでに時間がかかるため、壁をより柔軟で通気性があり、自己修復性のあるものにします。^{[3] [2]}ポートランドセメントはモルタルを化学的に結合するもので、タイプIまたはIIのいずれかである必要があります。^[7]別のレシピでは、砂3、浸したおがくず2、ポートランドセメント1、水和石灰1を使用します。これは、硬化が遅く、ひび割れが少ないという利点があります。^{[8] [9] [10]}

さまざまな要因（壁の厚さ、木材の種類、特定のモルタルの配合）に応じて、R 値で表されるコードウッド壁の断熱値は、一般的に高効率スタッド壁よりも低くなります。コードウッド壁の熱容量はスタッドフレームよりも大きいですが、一般的なレンガとモルタルよりも小さくなります。これは、粘土レンガの比熱容量が高く（0.84、木材の 0.42）、杉、ヒノキ、松などの通気性のある木材よりも密度が高いためです。ただし、ほとんどのコードウッド壁に使用されている断熱モルタルマトリックスは、断熱された内部空洞の両側に有用な熱容量を配置し、冬には熱を、夏には「涼しさ」を蓄えるのに役立ちます。^[3]熱容量により、建物は毎日の暑さや寒さの段階を経ても、内部の中央温度を維持しやすくなります。砂漠のように毎日の気温の変動が大きい気候では、熱容量が昼間の暑さと夜間の涼しさを順番に吸収してゆっくりと放出し、温度変動を和らげます。熱質量は断熱材の機能を置き換えるものではなく、断熱材と併用して使用されます。

丸太が長いほど（そして壁が厚いほど）、断熱性は高くなります。温暖な気候の一般的な 16 インチの薪壁は、モルタルの目地の間に 6 インチ (150 mm) のパーライトまたはバーミキュライト断熱材が敷かれています。Rob Roy や他の薪建築業者が 40 年以上使用してきた別の断熱材は、乾燥したおがくずを 0.5 インチのふるいにかけ、おがくず 12 に対して石灰 1 の割合で建築用 (タイプ S) 石灰で処理したものです。軽くて風通しの良いおがくずを使用したこの断熱材は、製造されたルースフィル断熱材と同等の R 値を持ち、コストはほんのわずかです。^[2]

しかし、木材は熱の流れに関して異方性材料です。つまり、その熱抵抗は木目に対する熱の流れの方向に依存します。木材の一般的な R 値は 1 インチあたり約 1.25 とされていますが (樹種と水分含有量によって異なります)、これは一般的な木造建築のように熱の流れが木目に対して垂直である場合にのみ当てはまります。^[11]薪/スタックウォール建築では、熱の流れの方向は木目と平行です。この構成では、R 値は木目に対して垂直な場合の約 40% にすぎません。したがって、薪/スタックウォール建築で使用される木材の実際の R 値は、1 インチあたり約 0.50 に近くなります。

しかし、コードウッドの石積み壁の R 値は、木材部分と断熱モルタル部分の両方を複合システムとして考慮する必要があります。コードウッドの石積みの R 値に関する唯一の権威あるテストは、2004 年から 2005 年の冬に、マニトバ大学の 24 インチ厚の壁内に設置された熱センサーに基づいて、クリス J. ディック博士 (PE) とルーク チャプットによって実施されました。彼らの調査結果を報告した論文は、Cordwood and the Code: a building permit guideに掲載されています。著者の要約には、次のように書かれています。「真冬の約 3 か月間の気温データに基づいて、壁の RSI 値は 6.23 (m²K/W)、24 インチの壁システムの場合の R-35 であると判定されました。」^[2]

1998 年に「HOT 2000」というコンピュータ ソフトウェアを使用して行われた熱性能分析では、住宅の壁の種類と断熱値の関係が示されました。シミュレーションでは、サンプルのコードウッド壁の R 値が 20.5 であることが明らかになりました。これを、基本的な 2 x 4 木製スタッド壁、および R 値がそれぞれ 15.8 と 25.7 である 2 x 6 フォーム断熱シース壁と比較してください。^[12]コードウッド壁は最高の天然断熱材ではありませんが、熱効率基準に従って構築できます。コードウッド壁の R 値は、木材とモルタルおよび断熱材の比率に直接関係しています。ただし、コードウッド構造の R 値は、熱質量が大きいため「有効 R 値」が大幅に高くなるため、スティック フレーム構造ほど重要ではありません。^[13]ビルダーは、デザインと比率を既存の気候に合わせて調整します。

R値のテストは2005年の冬にマニトバ大学で完了しました。工学部がまとめた結果によると、木材壁（モルタル、丸太端、おがくず/石灰断熱材）1インチあたりR値は1.47でした。^[14]

コードウッドの家は、所有者やボランティアが主に労働することもあるため、同等の大きさの標準的な木枠の家よりも初期自己負担額が大幅に少なくて済みます。適切に建てられたコードウッドの壁は、製造部品 (グラスファイバー断熱材、釘、サイディング、雨押さえなど) が少ないため、標準的な木枠の家よりもメンテナンスの必要性が少なくなる傾向があります。壁の外側には木材やコンクリートが風雨にさらされているため、ある程度のメンテナンスは必要です。断熱材が不十分で粗末に建てられたコードウッドの家は、従来の木枠の家よりも暖房費が高くなる可能性があります。

1998 年に行われたスタッド フレーム、コードウッド、ストロー ベイル、コブの比較経済分析では、コードウッドが経済的に実行可能な代替品と思われました。^[要出典]ノースカロライナ州チェロキーにある2 階建て、2,512 平方フィート (233.4 m ² ) のコードウッド ハウスは、 「高品質のタイル、さねはぎの松材、ロシア製薪ストーブ、生土の屋根、手作業で形作られた杉材の装飾、浮き彫りのパネル キャビネット、手作りの松材のドア」を備えており、所有者は推定 52,000 ドルを費やしました。^[要出典]所有者が労働の 99% を負担したため、この家の費用は 1 平方フィートあたり20.70 ドルでした。 ^{[要出典] [要出典]} 1997年の住宅コストデータによると、「平均的な」トリムレベルの1,000〜2,000平方フィート（190平方メートル^）の住宅のコストは、1平方フィートあたり64.48〜81.76ドルです。^[15]材料の調達と労働力の調達は、薪ストーブの家を建てる際の初期コストに大きな役割を果たします。

特定の管轄区域では、建築計画は建築検査官の承認を必要とします。建築前に、敷地の土壌条件が重いコードウッドの石積み壁を支えることができるかどうか確認する必要があります。

伐採した木材は、春にシャベル、ノミ、または樹皮削り棒で樹皮を剥ぐ必要があります。春はまだ樹液が流れており、樹皮と木材の間に潤滑層となる形成層を形成しているため、2つの層がしっかりと結合する秋まで放置するよりも分離が容易になります。樹皮を剥いだ丸太は、割れやひび割れを防ぐために、少なくとも3年間は乾燥させておく必要があります。樹皮を剥いだ丸太は、選択した建築用の長さに切ることが重要です。リチャード・フラタウ著「Cordwood Construction: Best Practices」（2012年）では、乾燥と乾燥を良くするために、木材の70%を割ることを推奨しています。^[18]

乾燥後、丸太を希望の長さ (通常 8、12、16、18、または 24 インチ) に切断する必要があります。この場合、チェーンソーよりも金属製の手鋸の方が適しています。これは、手鋸のほうが細かく切れるため、湿気や害虫の侵入を防ぐのに役立つからです。^[要出典]実際には、「カットオフ」ソーまたは「バズソー」を使用すると、薪を希望の長さに素早く切断できます。杉のように毛羽立った端の場合は、やすりを使用して滑らかにすることができます。

次に、木材を建築現場に運ぶ必要があります。薪の供給元と建築現場が近くにあると便利です。地面から 12 ～ 24 インチの高さに水しぶきガード付きの適切な基礎が築かれたら、壁の建設を開始できます。作業現場と薪を雨から守るために、一時的なシェルターを使用できます。柱と梁のフレームは、その後の薪のモルタル塗りのためにこのシェルターを提供します。

経験の浅い住宅建築業者は、練習用の壁をいくつか作って実験してみるとよいでしょう。こうすることで、最終的には建築のプロセスが迅速化され、より満足のいく結果が得られます。MIM (より一般的な形式) で実験する場合、基礎に沿って 3 ～ 4 インチのモルタルのビーズを 2 つ平行に敷き、次に中間に断熱材を充填します。次に、モルタルの隙間を一定に保ちながら丸太を上に置きます。この丸太は、壁の内側と外側に 1 インチ以上はみ出さないようにする必要があります。実際の配置は、丸太のサイズと形状によって異なります。もう 1 層のモルタルを敷き、その間に断熱材を注ぎ、さらに丸太を敷くというように続けます。スルーウォールで実験する場合、断熱モルタルの薄く均一な層を基礎に沿って敷き、次に丸太をモルタルのベッドに均一にしっかりと固定します。丸太と丸太の間には、モルタルを「突き出す」のに十分なスペースだけを残します。モルタルの隙間を埋めて比較的平らな上面を作り、次にもう 1 層のモルタルを追加して、このプロセスを繰り返します。丸太の形状と外向きは、見た目にのみ重要です。あらかじめ割られた「薪スタイル」の丸太は、壁の中に入れたときにひび割れが少なく、丸太よりもモルタルの隙間が小さいため、尖らせたり、滑らかにしたり、均等に押したりするのが簡単です。^{[引用が必要]}

ニューヨーク州ウエストチャジーのアースウッド建築学校で36年間共同ディレクターを務めているロブとジャキ・ロイは、異なる視点を持っています。彼らは以前は主に割木を使用していましたが、現在は主にホワイトシダー（または同等の）丸太を使用しています。収縮は割木と丸太でまったく同じであり、ロイ夫妻は、木材は壁の片側から反対側まで形状を維持しやすいため、積み上げが簡単であることに気付きました。さらに、割った丸太の下側はギザギザになっているため、丸太の方が目立てが簡単です。最後に、丸太を使用するとモルタルの量が多くなることは、実際にはプラスです。なぜなら、壁のモルタル部分は木材部分よりも熱的に優れているからです。^[2]

角のある家を建てる場合、強度を高めるために、各段の薪にクロスハッチングを施す必要があります。終わりに近づくと、接合部や壁の上部を仕上げるために、小さな木の板が必要になる場合があります。窓とドアは、標準的な窓枠と木製のまぐさ石で囲まれます。ガラス瓶を挿入して、独創的なステンドグラス効果を出すこともできます。(配管と電気配線は考慮すべき問題ですが、この記事では詳しく説明しません)。

薪小屋は、丸太の端を乾燥させて菌の繁殖を防ぐために、少なくとも12～16インチの深い軒先が必要です。端が乾燥し、通気性がよい状態に保たれていれば、問題なく古くなります。所有者の中には、端に亜麻仁油を塗ったり、外側の丸太の端をモルタルで平らにしたりして、耐候性を高めている人もいます。時間が経つと、多少のひび割れが生じるのは正常で、定期的なモルタルやコーキングのメンテナンスで修復できます。^[19]

コードウッドの家はアルバータ州のような華氏マイナス40度の場所でテストされていますが、どのような気候でもその熱効率は同等の大きさの純粋なコブハウスよりも低いです。^[1]極寒の地域では、より厚い24〜36インチの壁、または2つの独立した超断熱壁を建てることが適切です。主に湿気の多い地域では、外壁に漆喰を塗ってコードウッドの端を空気と湿気から窒息させることができますが、これによりコードウッドの魅力的な丸太の端が隠れ、丸太は腐ってしまいます。コードウッドで特定のR値を得るために必要な労働量は、ストローベイルやスティックフレームの建設と比較すると多くなります。建設で節約した資金は、暖房費や長期的な外装のメンテナンスに割り当てる必要があるかもしれません。^[1]有機的でモルタルのようなコブは、簡単に入手できる泥とわらを使用するため環境への影響が少なくなりますが、ポートランドセメントの製造中に放出される毒素は、最終製品ではそれほど目立たないとはいえ、非常に有害です。他の多くの建築様式と同様に、薪ストーブ建築の持続可能性は、材料と建築の変数に依存します。

2005年にウィスコンシン州メリルで開催されたコードウッド会議の後、コードウッド建築と建築基準法の遵守に関するベストプラクティスを扱った文書が出版されました。「コードウッドと建築基準法: 建築許可ガイド」と題されたこの文書は、コードウッド建築業者が必要な建築基準法許可を取得するのに役立ちます。^[20]

• 建築工事
• コブ（素材）
• ウィンターグリーンスタジオ

• ロイ、ロブ（2018）、エッセンシャルコードウッドビルディング：完全なステップバイステップガイド、ニューソサエティ出版社：ガブリオラ島、ブリティッシュコロンビア州、カナダ
• ロイ、ロブ (2016)コードウッド建築: 最先端の総合ガイド、ニューソサエティ出版社: ガブリオラ島、ブリティッシュコロンビア州、カナダ
• フラタウ、リチャード（2012）コードウッド建築：ベストプラクティス
• グレゴワール、R.（1983）、コードウッド壁の熱効率、マザーアースニュース、79。
• ハート、ケリー、ロザナ (2007)、コードウッド (グリーン ホーム ビルディングの Web サイト)。
• マイナー、RG（1983）、住宅建設とシェルター、マザーアースニュース。
• Pierquet, P., Bowyer, J., Huelman, P. (1998)。寒冷気候壁システムの熱性能と内蔵エネルギー。Forest Products Journal、第48巻、第6号、pp.53-60。
• ロイ、ロブ（2003 年 6 月～7 月）「薪ストーブ建築の魅力」、マザー アース ニュース。
• ウィットン、W. (1998)、建築工法の比較経済分析：スタッドフレーム、ストローベール、コブ＆コードウッド石積み。

• アースウッドビルディングスクール
• デイクリーク リソース サイト
• コードウッド建設ウェブサイト