木質環境の科学

　　山田　正　著 　海青社　7200円＋税 木材の各専門家が、それぞれの立場から 手引書としての解説をこころみたものが 本書である。m木質環境の科学　山田　正　海青社　７４１６円　1987年４月10日 第Ⅰ篇　木竹材、木質材料 第１章　木材の構造 第２章　木質材料の種類 第３章　竹 第Ⅱ篇　木質環境の感覚特性 第１部　特殊感覚特性（１）視感覚特性 第１章　木目模様と生体リズムのゆらぎ 第２章　ゆらぎと自然感 第３章　木質材料の反射指向特性 第４章　木材の視覚特性 第２部　特殊感覚特性（２）聴感覚特性 第５章　楽器につかわれる木質について 第６章　楽器用材の性質 第７章　音の官能評価の性差 第８章　木質材料の遮音性 第９章　木造住宅の床衝撃音 第３部　体性感覚特性 第10章　木材の接触感特性 第11章　床の歩行・運動感 第12章　木造住宅の振動・歩行性能 第４部　木材の感覚的評価 第13章　感覚的評価 第14章　視触聴感の多変量解析 第Ⅲ篇　室内気候 第１部　室内温度の調節 第１章　木質パネル壁住宅の温度調節機能 第２章　木質住宅の温度調節機能 第３章　畳の熱的特性 第２部　室内湿度の調節 第４章　調湿 第５章　木質内装材による調湿 第６章　木質壁体の結露 第３部　空気環境 第７章　木のニオイの嗜好調査 第８章　木質建材と空気汚染 第Ⅳ篇　生体調節 第１章　マウスの哺育と木質環境 第２章　労働衛生 〔補注〕 第３章　抽出成分と生体調節 第４章　慢性関節リュウマチと木造住宅に関する調査 第Ⅴ篇　木質環境の諸問題 第１章　教育と木質環境 第２章　木質環境の諸問題 ［序章］ 図１　木質製品の特性 図２　工業製品の特化係数 図３　木材の電顕写真 図４　木材のヤング率と比重の関係 図５　木材の微細構造模型 表１　木材の力学的性質の解析法 図６　木目濃淡のパワースペクトル（板目） 第Ⅰ篇　木竹材、木質材料 ［第１章　木材の構造］ 図１　樹幹の構造（縦断面と横断面） 図２　形成層始原細胞およびこれから派生した木部細胞 表１　針葉樹材を構成する細胞 図３　アカマツ材の３断面（走査電子顕微鏡写真） 表２　広葉樹材を構成する細胞 図４　ケヤキ材の３断面（走査電子顕微鏡写真） 表３　木材の化学成分の割合 図５　セルロースミクロフィブリルの電顕写真（負染色法） 図６　ミクロフィブリル（横断面）とヘミセルロースおよびリグニンとの関係を示す模式図 図７　ブナの木繊維の横断面の電顕写真 図８　仮道管壁の構成とミクロフィブリル配列の模式図 図９　仮道管壁中の３主成分の分布 ［第２章　木質材料の種類］ 表１　木質材料一覧 ［第３章　竹］ 写１　モウソウチク横断面の光学顕微鏡写真 写２　モウソウチク維管束の形態（走査型電顕写真） 図１　竹繊維の細胞壁構造モデル 表１　竹材の機械的性質 第Ⅱ篇　木質環境の感覚特性 ［第１章　木目模様と生体リズムのゆらぎ］ 図１　心拍ゆらぎのパワースペクトル密度 図２　心拍間隔を平行線図の間隔として表したもの 図３　（イ）　活動電位波形の拡大図 （ロ）　活動電位波形の列 図４　アフリカマイマイ巨大ニューロンの自励発振周期ゆらぎのパワースペクトル密度 図５　メトロノームを聴きながら打った手拍子間隔ゆらぎのパワースペクトル密度 図６　メトロノームを聴かなかったときの手拍子間隔ゆらぎのパワースペクトル密度 図７　α波の周波数ゆらぎのパワースペクトル密度 図８　１／ｆゆらぎで作った年輪模様 図９　木部の顕微鏡写真（クスノキ） 図10　木口面の顕微鏡写真を水平に走査したときの濃淡のパワースペクトル密度 図11　狭帯域フィルターの列によって、電気信号をスペクトルに分ける ［第２章　ゆらぎと自然感］ 図１　１／ｆ型の縦縞のスペクトル 図２　柾目（レッドウッド）のスペクトル 表１　１／ｆ型のスペクトルを持つ縦縞 表２　ランダムな縦縞 表３　等間隔な縦縞・日本の伝統的な縦縞 図３　縦縞のイメージ評定 図４　尺度間の相関（１／ｆ型の縦縞・ランダムな縦縞のグループ） 図５　尺度間の相関（等間隔な縦縞・伝統的な縦縞のグループ） ［第３章　木質材料の反射指向特性］ 図１　非金属面の表皮反射と層内反射 図２　偏光を用いた反射指向特性の測定装置 図３　表皮反射光（Ｍ）と層内反射光（Ｄ）の分離 表１　木質材料の拡散入射反射率（Ｙ）および色度（ｘ、ｙ） 図４　反射指向特性を測定した入射・反射面の包囲 図５　反射特性関数（№104 ヒノキまさ目） 図６　反射特性関数（№105 キリまさ目） 図７　反射特性関数（№301 合板下地プリント、ケヤキ板目） 図８　木材表面の断面での表皮反射と層内反射のモデル化 表２　木質材料の反射率 表３　木質材料の反射光拡散率 ［第４章　木材の視覚特性］ 図１　「暖かい」と色相との関係 図２　縞パターンの例 図３　「豪華な」とパターン値の関係－縞パターンの場合 表１　色彩とイメージの相関 図４　ヒノキの光沢 図５　ケヤキの光沢 図６　プリント合板の光沢 図７　プリント合板の光沢 図８　朱合春慶塗の光沢 図９　木地呂色塗の光沢 図10　摺り漆塗の光沢 図11　黒花塗の光沢 図12　ＷＰＣ合板の光沢 図13　ビニルクロスの光沢（チーク木目調エンボス加工あり） 図14　ふすまの光沢 図15　たたみの光沢 図16　石膏ボードの光沢 図17　花こう岩の光沢 図18　大理石の光沢 図19　ステンレス板の光沢 図20　フロートガラスの光沢 図21　型板ガラスの光沢（霞模様凹凸あり） 表２　光沢とイメージの相関 図22　「つるつるした」－「ざらざらした」と光沢度の関係 図23　「つるつるした」－「ざらざらした」と光沢度の関係 図24　「つるつるした」－「ざらざらした」と表面粗さの関係 図25　ヒノキの光沢－ミクロトーム仕上げ 図26　ヒノキの光沢－通常の切削面 ［第５章　楽器に使われる木質について］ 図１　尺八に使われる竹茎の部分 図２　尺八の管内形状例 図３　能管のレントゲン写真 図４　琴用キリ材、バイオリン材などの木理方向のＱとｃ／ρ 図５　琴用キリ材、クワ、クスなどの木理と直角方向のＱとｃ／ρ 図６　バイオリン表板と裏板の共振におけるクラドニパタン 図７　琴胴甲板の組上げ後における共振モードパタンと共振周波数 図８　バイオリンのインパクトレスポンス・スペクトル例 図９　琴胴のインパクトレスポンス・スペクトル例 ［第６章　楽器用材の性質］ 図１　Ｑ-1／ＥとＥ／γ値との関係 図２　各種材料の音響スペクトル 図３　Ｅ／Κｇ値とスペクトル包絡線 図４　ホルマール化処理による比動的ヤング率の変化 図５　ホルマール化処理による内部損失の変化 図６　相対湿度の変化にともなう比動的ヤング率の変化 図７　相対湿度の変化にともなう内部損失の変化 図８　アセチル化処理による比動的ヤング率の変化 図９　アセチル化処理による内部損失の変化 ［第７章　音の官能評価の性差（アンケート調査）］ 図１　各種木材の総点比較（男女別） 図２　各種物性値の棒グラフ 図３　木工機械の出す音に対してうるさく感じる度合 図４　カンナ盤と丸ノコ盤の空転時における騒音の周波数分布 ［第８章　木質材料の遮音性］ 図１　和室と洋室における音の減衰 表１　和室と洋室の内装の吸音率 図２　各種材料の面密度に対する曲げ剛性、振幅、音響透過損失 表２　振幅測定用試料 図３　スピーチの周波数別音圧レベル 図４　明瞭度曲線 図５　木質材料の音響透過損失とスピーチの不明瞭度との関係 表３　聴きとり試験のスコア 図６　面密度×周波数に対する音響透過損失 表４　振動による損失エネルギー ［第９章　木造住宅の床衝撃音］ 図１　音環境に対する住宅の満足度 図２　騒音の不満原因の構造別頻度 図３　住宅の音の伝搬経路 図４　音に関する居住環境性能の空間体系図 図５　材料の音響インピーダンスと音響放射との関係 図６　床衝撃音レベルに関する遮音等級曲線 表１　床衝撃音レベルに関する適用等級 表２　適用等級の意味 表３　戸建住宅の下室機能別の音響性能設計基準 図７　木造とＲＣ造の木質仕上げの周波数特性 図８　合板床を子供の飛び撥ね、走り回り、および飛び降りやタイヤ自由落下によって衝撃したときの床衝撃レベルの周波数特性 図９　木造住宅における床衝撃音の発生機構 表４　衝撃源を落下したときの性質 図10　タッピングマシン・ハンマーと床面の振動加速度波形（ＡとＢ）および床衝撃音の波形（Ｃ） 図11　タイヤ自身と床面の振動加速度波形（ＡとＢ）および床衝撃音の波形（Ｃ） 図12　衝撃源と床面の振動加速度レベルと床衝撃音レベルの関係 図13　単純支持あるいは固定支持された有限平板の放射効率 図14　木造住宅の放射係数の周波数依存性 図15　下室空間の音圧レベルの分布 図16　パーティクルボード床厚さと床衝撃音レベルとの関係 図17　仕上げ材料による床衝撃音レベルへの影響（ＲＣ造） 図18　仕上げ材料による床衝撃音レベルへの影響（木造） 図19　天井材料による床衝撃音レベルとその改善量 図20　工法と床衝撃音の関係 図21　床－天井系システムにおけるエレメントの床衝撃音レベル低減効果 図22　木造住宅在来工法（ストレスト・スキンパネル床）の２階床－１階天井系を構成する各エレメントの床衝撃音遮音効果 図23　木造住宅の２階床－１階天井系の各エレメントによる床衝撃音遮音効果 ［第10章　木材の接触感特性］ 図１　心理尺度で示した木材の温冷感 図２　温冷感について一対比較法で構成した心理尺度で、心理量差がΔＳの一対の試験体の一方が「暖かい」Ｗ、「同じ位」Ｅ、または「冷たい」Ｃと判断した者の割合 図３　木材の熱伝導率と接触温冷感の関係 表１　異なる下地材を単板で被覆したときと素材との温冷感の心理量の差が0.5 および1.0 になるときの単板厚さ 表２　数種の広葉樹材の平均二乗粗さ 図４　Ｒρの頻度分布 図５　木材表面の粗さの物理尺度と心理尺度の比較 図６　同一走査線上での表面プロフィル、濃淡、摩擦抵抗の変動の比較 ［第11章　床の歩行・運動感］ 図１　床のかたさ測定装置 図２　図１の測定装置による床の荷重・変形－時間曲線、荷重・変形曲線 図３　歩行時の床のかたさと良否の関係 図４　体育館の床の弾力性測定装置の概要 図５　図４の測定装置による床の荷重・変形－時間曲線、荷重・変形曲線 図６　弾力性の評価値と物理量の関係 表１　弾力性の最適値 図７　床の緩衝作用と傷害発生率の関係 図８　床のすべり試験機（O-Y ・PULL SLIP METER ）の概要 図９　床のすべり試験機から得られる引張荷重－時間曲線の例 図10　すべり抵抗係数（Ｃ．Ｓ．Ｒ．）と評価の関係（歩行時） 図11　すべり抵抗係数（Ｃ．Ｓ．Ｒ．）と評価の関係（運動時） ［第12章　木造住宅の振動・歩行性能］ 図１　加速度で表した等振動感覚曲線 表１　ISO 2631／DAD １振動評価基準提案 表２　環境振動の特徴と問題点 図２　Meister の感覚曲線 図３　家屋内振動スペクトル 図４　標準防振工法概念図 図５　性別履物の違いによる歩行性能の差異 表３　床材料の触感覚 ［第13章　感覚的評価］ 表１　材質を表わす形容語句 図１　ＷＨＲ空間における各試料の位置 図２　クラスター分析による樹状図 表２　材質感による材料の分類 図３　（ａ）　各クラスターの位置関係ＨＲ平面と快・不快感 （ｂ）　各クラスターの位置関係ＷＨ平面 （ｃ）　各クラスターの位置関係ＷＲ平面と乾湿感 ［第14章　視触聴感の多変量解析］ 表１　無垢vsつき板合板の判別に対する各評定尺度の関与度 図１　73刺激の素材のみ因子得点Ｒテクニック 視覚＆触覚での評定、Ⅰ－Ⅱ次元 図２　73刺激の因子得点Ｒテクニック 素材のみの触覚による評定、Ⅰ－Ⅱ次元 第Ⅲ篇　室内気候 ［第１章　木質パネル壁住宅の温度調節機能］ 表１　各種材料の熱定数 図１　各種材料についての室温変動比 図２　外壁構造の模式図 図３　供試住宅の平面図 図４　室温の観測例 図５　供試家屋の屋根構造 図６　供試家屋の壁構造 図７　夏季の室温の観測例 図８　室温および各部表面温度の日変化の観測例 図９　天井を通しての貫流熱の観測例 図10　冬季の室温の観測例 ［第２章　木質住宅の温度調節機能］ 図１　住宅の室温変動の重み関数 図２　１次項のボーデ線図 図３　１年間の外気温度と室内温度の変化 図４　振幅減衰比と周波数の関係 図５　冬季・夏季における外気温度と室内温度の変化 図６　夏季における室内温度の変化 図７　冬季・夏季における振幅減衰比と周波数の関係 図８　夏季６日間におけるＲＣ造と木造住宅の温度変化 ［第３章　畳の熱的特性］ 図１　温度拡散率の実験装置 図２　畳内部の温度の経時変化 図３　畳内部の温度の経時変化（近似） 表１　温度拡散率と時間遅れ 図４　熱伝達率の測定装置 表２　畳の熱伝達率 表３　畳と石、土、板（木材）の熱伝達率の比較 図５　畳の湿度拡散の実験装置 図６　畳の湿度の経時変化 表４　畳の湿度拡散率 図７　各種材料の温度拡散率と熱伝導率との関係 図８　畳の保温性 ［第４章　調湿］ 図１　（ａ）　Ａ棟居間の相対湿度 （ｂ）　Ｂ棟居間の相対湿度 表１　100 ℃までの飽和水蒸気の性質 図２　厚さ別試験材含水率の変動 図３　ヒノキの繊維軸方向の拡散係数 図４　木材の平衡含水率図表 図５　壁内のΔ 図６　試験体の形状・寸法 図７　温湿度曲線 図８　試験体表層および中心層の含水率と計算上の平衡含水率曲線 図９　含水率変動の振幅比と表層からの距離 図10　含水率変動の位相差と表層からの距離との関係 表２　調湿に有効な木材の厚さ 図11　各種クロス、石膏ボードの吸湿等温線 図12　各種クロス、合板、石膏ボードの吸湿曲線 表３　内装壁材の透湿抵抗 ［第５章　木質内装材による調湿］ 図１　修正ＡＳＨＲＡＥ快感図 図２　等水蒸気張力線を有する気候図 図３　空中浮遊菌の生き残る割合と大気の湿度 図４　望ましい湿度範囲 図５　水蒸気流入時の調湿性能測定装置 表１　供試材料の種類とその厚さおよびｘ、ｙ値 図６　内装材料の湿度調節過程 図７　温度変動時の調湿性能測定装置 図８　供試体内の温度、相対湿度、絶対湿度の対数の経時変化 図９　供試体内の絶対湿度の対数と温度の関係 表２　供試材料の種類、厚さおよびＢ値 表３　内装材料の調湿性能の評価 図10　住宅内気候の経時変化（1973年12月18日～23日） 図11　住宅内気候の経時変化（1974年２月18日～23日） 図12　住宅内気候の経時変化（1974年１月27日～２月１日） 図13　２時間毎換気を行った場合の住宅内の温度、湿度の経時変化 表４　合板内装住宅Ａおよびメラミン化粧合板、ビニルタイル、ロックウール内装住宅ＢのＢ値 図14　１時間毎換気を行った住宅内の絶対湿度、温度の経時変化 図15　実験スケジュール 図16　相対湿度と温度の経時変化 図17　絶対湿度の経時変化 図18　実験箱Ａ内のＴ、Ｈ（Ｔ）およびlog10h（Ｔ）の経時変化 図19　実験箱Ｂ内のＴ、Ｈ（Ｔ）およびlog10h（Ｔ）の経時変化 図20　実験箱Ｃ内のＴ、Ｈ（Ｔ）およびlog10h（Ｔ）の経時変化 図21　実寸小型住宅内のＴ、Ｈ（Ｔ）およびlog10h（Ｔ）の経時変化 図22　実験箱Ａ内のlog10h（Ｔ）とＴの関係 図23　実験箱Ｂ内のlog10h（Ｔ）とＴの関係 図24　実験箱Ｃ内のlog10h（Ｔ）とＴの関係 図25　実寸小型住宅内のlog10h（Ｔ）とＴの関係 図26　Ｂ値とδ1 の関係 図27　（ａ）　Ｂ値とＶの関係 （ｂ）　Ｂ値、ΔＴ、Ｈ（Ｔ0 ）からΔＨを予測するノモグラフ ［第６章　木質壁体の結露］ 図１　定常計算法による壁体の温度分布と水蒸気圧分布 表１　木質ボードに現われた表面結露 図２　低温側表面を断湿した壁体の水分蓄積状況 ［第７章　木のニオイと嗜好調査］ 図１　「木の木らしさとは」に関するアンケート調査結果 図２　ニオイのみで測った材料のニオイの嗜好の評定値および強さと順位の関係 図３　視覚的な手掛かりを与えて測った材料のニオイの嗜好の評定値および強さと順位の関係 図４　視覚的な手掛かりの有無が材料のニオイの嗜好の評定値に及ぼす影響 図５　視覚的な手掛かりの有無が材料のニオイの強さに及ぼす影響 図６　ニオイのみで測った材料のニオイの嗜好の評定値の男女差 図７　ニオイのみで測った材料のニオイの強さの男女差 ［第８章　木質建材と空気汚染］ 表１　合板のＨＣＨＯ放散実験で用いた接着剤の組成、配合比および硬化時間 図１　ホルムアルデヒド放散量と暴路期間の関係（20℃、65％Ｒ．Ｈ．） 図２　ホルムアルデヒド放散量と暴路期間の関係 表２　防虫処理材および合板からの防虫剤の大気中への揮散 第Ⅳ篇　生体調節 ［第１章　マウスの哺育と木質環境］ 図１　飼育棚における飼育箱の配置図 写１　飼育棚中段の飼育箱と飼育室の温湿度測定器、打点式記録計および７日巻自記記録計 写２　マウスの出産状況 図２　種々の飼養条件下における出産と哺育状況（実験Ⅰ） 図３　種々の飼養条件下における出産と哺育状況（実験Ⅱ） 図４　種々の飼養条件下における出産と哺育状況（実験Ⅲ） 図５　種々の飼養条件下におけるマウスの成長 写３　飼育箱内外の温湿度測定 表１　空箱時の飼育箱内温湿度 表２　飼育時の箱内温湿度 図６　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）（厳冬） 図７　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）（初夏） 図８　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）（梅雨） 図９　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）（梅雨） 図10　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）（仲秋） 図11　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）（晩秋） 図12　マウス飼養時における箱間温湿度差の変動 表３　マウス飼養時の箱内温湿度（日平均）と子マウスの日齢 ［第２章　労働衛生］ 表１　眼精疲労の環境的原因 表２　色光と人間の生理的変動 図１　室温18℃～22℃における下脚各部位の皮膚温の経過 表３　いつも仕事をする場所 図２　床材料が微動調節周波数分布に及ぼす影響 ［第３章　抽出成分と生体調節］ 表１　傷害を起こしうる樹木 表２　傷害を起こしやすい化合物群 表３　化合物一覧 ［第４章　慢性関節リウマチと木造住宅（アンケート調査）］ 表１　ＲＡに罹患後、鉄筋コンクリート住宅および木造住宅いずれにも住んだことのある患者におけるアンケート 表２　ＲＡの病状に対し、鉄筋コンクリート住宅および木造住宅いずれがよいかについてのアンケート 表３　ＲＡ患者の住宅として木造住宅が適当であると思われる理由 第Ⅴ篇　木質環境の諸問題 ［第１章　教育と木質環境］ 表１　学校建築着工延面積推移表 表２　クラスルームの設備と家具 表３　ＲＡ造校舎についての教師側の感想項目 写１　Ａ小学校体育館における親子作業 表４　学習用机、椅子を製作した児童に対するアンケート調査結果 表５　床材料の結露状態 表６　学習用机、椅子を製作した親に対するアンケート調査結果

木質環境の科学