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パナホームの構造や工法の早わかり!

 

パナホームの構造は主に2種類あり、それは鉄骨軸組工法の「HS構法」モノコック構造の「大型パネル工法」というものです。

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パナホームの鉄骨軸組工法「HS構法」

 

パナホーム HS構法

 

 

鉄骨軸組工法といえば、鉄骨柱と梁を組み合わせ、「ブレース」と呼ばれる鉄骨をクロスさせて耐震強度を高めている構造。

 

イメージとしては、木造軸組工法の鉄骨バージョンで、「筋交い」を「ブレース」、木造の骨組みを鉄骨に変えた構造です。

 

鉄骨軸組工法の特徴は、「間取りの作りやすさ」と「耐震性」のバランスのとれた構造だといえます。

 

パナホームの鉄骨軸組工法は、さらに進化させたもので、15cm単位で間取りを伸縮できるという強みを持っています。

 

15mm調整

 

 

15cm単位で柱を調整できるということは、複雑な敷地であっても、敷地に合わせた建物の形を作り、最大限に土地活用ができますし、整形された土地なら、なおさら敷地にピッタリと建物を配置して庭の有効活用も自由自在です。

 

間取り調整

 

また、横の柱調整だけでなく、天井高の高さも15cmピッチで調整できるので、斜線制限などのある区域でも対応できますし、天井高をあげてゆとりある空間を作ることも可能なのです。

 

この仕組みは「マルチモジュールシステム」と名付けられ15cmから6mまで幅広く空間調整できるので、かなり自由度の高い設計プランが実現できそうです。

 

 

 

ジョイントブロック

鉄骨軸組の構造については、約5寸角の檜柱に相当するといわれる厚み3.2mm、80mm角の鉄骨柱を基本に、高さ250mmの縦長の梁を独自開発の「ジョイントブロック」で接合しています。
※5寸角・・・150o×150o

 

 

 

 

 

特筆すべきは、制振装置の「アタックフレーム」。

 

アタックフレーム

 

構造内のポイントごとに「K型」のフレームを配置し、「引張力」「圧縮力」の両方で耐力を発揮し、建物の変形を防いでいます。

 

地震エネルギーを熱エネルギーに変換して建物や内装を守る「アタックフレーム」は、阪神淡路大震災の2倍の地震エネルギーでも2階の床面の変形量はわずか1.8cm
さらに、大地震57回、中地震83回と、周期の異なる11種類もの地震波を繰り返し、合計140回の揺れにも耐える力を実大住宅振動実験でも、証明しています。

 

まさに、間取りの作りやすさと耐震性を両立させた理想的な構造体といえそうですね。

 

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パナホームの大型パネル工法(F構法)

 

パナホーム 大型パネル工法

 

大型パネル工法は、柱、梁の骨組みに外壁、床、屋根などのパネルを一体化させて、構造全体で受け止める「モノコック構造」といわれるものです。

 

柱、梁だけでは揺れやすく変形しやすいので、強固な耐力パネルを6面体構造とする「ひとかたまりのボックス」を構成しているイメージです。

 

モノコック構造は、その強さから新幹線、ジャンボジェット機、スペースシャトルなどにも応用されています。

 

大型パネル工法を支える「パワテックパネル」は、外壁には構造用面材を鋼製フレームにビス止めしているパネルを使用し、内装壁には、「K型」の鉄骨を組み込んだ耐力パネルをポイントごとに配置しています。

 

パワテックパネル

 

その安定的な耐力は震度5でも変形量はわずか1/400

 

建築基準法の基準では変形量1/200というから、半分の変形量に抑えることができるというわけです。

 

また、鉄骨軸組工法とはいかないまでも、間取りプランが作りやすいのも、「パワテックパネル」をバランスよく配置する技術があるお陰なんです。

 

高耐久の壁パネルを配置することで、内装壁の数を減らしても高い耐震性を維持できることが、間取りの自由性を高めています。

 

大型パネル工法の他の強みとして、あらかじめ、工場内で寸法計算された部材が現場に送られてきて組み立てるだけなので、職人の腕にかかっているという心配もなく、品質のバラツキも抑えることができること。

 

施工速度も優れたもので、鉄骨軸組工法とは違い、1日で上棟を終える速さには驚かされます。

 

雨天の心配や、仮住まいの家賃負担も軽減できるメリットもありますよ。

 

施工の速さとは裏腹に、実大住宅振動実験では、72回も繰り返した耐震実験や阪神・淡路大震災の4.3倍の地震エネルギーにも耐えぬく強さは魅力

 

施工速度よし、住宅性能よしの優れた構造と言えます。

 

 

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鉄骨構造のサビ対策は?

 

鉄骨を使った構造の弱点は、サビ対策が十分でないと腐食が発生し、鉄骨をもろくしてしまうこと。

 

そこでパナホームはサビ対策として、それぞれの鉄骨に合わせた「塗装処理」を行っているんです。

 

その防サビ塗装処理は、柱、梁といった確実に水や酸素を遮断すべき部分には「粉体塗装」外装部分や床部分の腐食しやすい鉄骨には「溶融亜鉛アルミマグネシウム合金メッキ」を使用しています。

 

パナホーム塗装

 

粉体塗装の優れたところは、厚くて均一な硬い塗装皮膜をつくれるところ

 

だから、一般的によく使われる溶剤塗装のようなピンホールからの水や酸素の侵入の心配はなし。

 

健康被害を及ぼすと言われているVOC(揮発性有機化合物)の発生が、ほとんどないという強みも安心ですね。

 

この粉体塗装技術は、絶えず水にさらされている自動車部品や水道管の内部のサビ防止にも使われている確かなものなんです。

 

また、溶融亜鉛アルミマグネシウム合金メッキは、極めて耐食性の高い合金メッキ

 

万一、傷がついても、メッキ層のマグネシウムが溶け出して保護皮膜を形成させ、サビを防ぐという強力なものなのです。

 

外気にさらされやすく、劣化しやすい鉄骨部分に、溶融亜鉛アルミマグネシウム合金メッキを施すことで、まさに「適材適所」といった防サビ対策をしているんですね。

 

その高い防サビ品質は、耐腐食性、耐湿性の複合サイクル試験でも証明されています。

 

構造をもっと詳しく見てみよう

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パナホームの鉄骨軸組工法「HS構法」で使っている鉄骨柱は、「四角柱」80mm×80mm厚み3.2mm、鉄骨梁は「H型鋼」高さ250mmでしたね。

 

パナホーム柱

 

四角柱を使用するボックスラーメン構造などの他メーカーに比べて少し細い柱ですが、強度は100kN(10.2tf)もの加重に耐え続ける力を持っていて、柱1本で約5寸角の檜に相当するものです。
※100kNは体重61kgの人が約165人分の加重

 

 

 

また、高さ250mmの梁を使用することで、積雪の厳しい地域でも、504kNもの加重にも十分耐える設計です。
※120uの屋根に雪が2m積もってもしっかり耐えるように設計

 

柱をスマートにしても、これだけの構造耐久力があるので、耐震力はもちろん、宅内に不格好な柱を見せることなく間取りを造ることが出来るんですね。

 

これらの柱梁など構造同士の接合は、おもにボルトを使用しています。

 

パナホーム 結合部

使用しているボルトは主にM12という種類ですが、特別、強い力がかかるアタックフレームの接合にはM16ボルトと部位によって使い分けています。

 

※有効断面積10.9mm2の場合、M12の強度は114(N/mm2)、M16の強度は284(N/mm2)。一般的にMの数値が高いほど強度が強い。

 

※1Nは100gの物体にかかる重力。つまりM12ボルトは1mm2あたり11,4kg程度の加重がかかっても大丈夫ということ。

 

ちなみに大型パネル工法も部位によってM12ボルトとM16ボルトを使い分けて強度を高めていますよ。

 

現場で構造を組み立てるので溶接は使えず、ほとんどをボルト締めで接合していますが、ボルトの強度は他メーカにも負けない確かなもので、この点は安心できるでしょう。
(鉄骨軸組で有名な積水ハウスでも、M12とM14のボルトを使用しているんですよ)

 

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F構法の「パワテックパネル」とHS構法の「アタックフレーム」について

 

大型パネル工法(F構法)で使用している「パワテックパネル」と鉄骨軸組工法(HS構法)の「アタックフレーム」ってよく似てませんか?

 

パワテックパネル比較

 

私は、当初、この2つの構造を見たときに、「同じものなのか?」と感じてしまいました。

 

営業マンに聞いたとき、「少し違うもの」という回答が返ってきました。
(少しどころか全然違う。。。)

 

パッと見たときに、同じ「K型」の制振装置のような構造なので、ここで触れておきます。

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大型パネル構法「パワテックパネル」

 

パワテックパネル

 

「パワテック」というのは、パナホームの耐震構造そのものの名称なんです。

 

他に、「キラテック」というのは、光触媒タイルやガラス窓などのセルフクリーニング効果を指して名付けられていますし、「ピュアテック」はエコナビ搭載換気システムなどの空調コントロールや調湿建材「稚内珪藻土」などの機能全般を指しての総称です。

 

「キラテック」、「ピュアテック」と並んで「パワテック」というのもパナホームの登録商標なんですね。
(だから鉄骨軸組工法であるHS構法にもパワテックという概念が存在します)

 

パワテックというのは、パナホームの大きく分けた3つの特徴の一つで、耐震性構造技術を指していると覚えておきましょう。

 

なので、「パワテックパネル」というのは、大型パネル構法の耐震性をささえる耐力壁の名称を言うんです。

 

「K型のブレース(木造でいう筋交い)が内蔵された耐力壁」もパワテックパネルだし、「K型の鉄骨が内蔵されていない外壁パネル」もまた、パワテックパネル。

 

パナホームの耐震構造を支える耐力壁すべてを「パワテックパネル」と呼んでいるというイメージを持ってください。

 

ところで、「K」型の鉄骨内蔵の耐力壁は、制振装置ではなく、鉄骨を交差させたブレースを強化したものです。

 

間仕切り壁のポイント毎に複数箇所設置し、地震エネルギーによる揺れを抑えることが主な役割ですが、一般的な鉄骨住宅で採用している「ブレースが内蔵されている耐力壁」よりも横寸法が省力化が出来る。

 

その結果、間取りの自由性がアップできるメリットもあります。

 

一般的なブレースは、耐震力を十分なものにするために、構造計算上、何箇所も設置する必要があるんです。

 

一般的なブレースは、柱同士の90cmピッチ〜2mピッチまでの間隔にあわせて設置できるというメリットがあり、様々なブレースフレームを織り交ぜて使用されるという特徴がありますが、それが返って間取りプランによっては、どうしても取り外せない壁が多くでてくるもの。

 

90cmピッチの部分では比較的問題ありませんが、2mというブレースフレームを使用する壁は、加工しにくい大きな壁が、間取りや内装設計を阻害してしまいますよね。
(ブレース部分は窓を設けられないなど。。。)

 

かといって、90cmピッチばかりのブレースフレームを使うと、施工の手間も増えますし、施工単価も上がることを思えば避けたいところなんです。

 

そこで、パナホームのK型パワテックパネルを使用すると、一般的な鉄骨ブレースの耐力壁よりも少ない壁量でも十分な耐震性を発揮しますし、壁の横寸法も90cmモジュールに抑えることが出来るので、設計プランが有利に働きます

 

ちなみに、このパワテックパネルに内蔵されているK型フレームは、日本建築総合試験所や大阪工業大学八幡試験所の実験で、鉄筋直径25mmのクロス型筋交いの耐力壁より耐久力や最大変形力、強度が1.4倍以上であることが確認されているんですよ。

 

私も、様々なメーカーを回りながら構造や間取りプランの比較をしていましたが、パナホームの大型パネル工法(F構法)は、構造が非常に強固ながら、意外にも間取りの自由性は高いと感じられました。

 

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鉄骨軸組工法(HS構法)「アタックフレーム」

 

アタックフレーム

 

パナホームの鉄骨軸組工法の「K」型「アタックフレーム」は、耐力壁ではなく制振装置です。

 

鉄骨軸組工法は、主に、外力を柱と梁で支える構造のため、地震のときは必要以上に揺れることが多いんですね。

 

ですから、鉄骨軸組工法を採用しているメーカーのほとんどは、何らかの「制振装置」を設置しています。

 

パナホームのHS構法も例に漏れず、アタックフレームという「K」型の制振装置を設置しているわけですが、この装置のお陰で、高い耐震性に加えて2階建は最大値15%、より揺れやすい3階建住宅でも30%、揺れを抑えることが出来ます。

 

さて、アタックフレームが揺れを抑える仕組みは、地震力を熱エネルギーに変換するものです。
(この仕組みは大型パネル工法の「パワテックパネルにはありません)

 

「地震力を熱エネルギーに変換」というのは、例えば自動車で走行中、ブレーキをかけた時を想像してもらいたいのですが、走っている運動エネルギーをタイヤの摩擦熱でストップさせる原理と同じです。

 

摩擦で発生した熱は空気中に、散っていくので熱エネルギーは消えることになります。

 

つまり、これは走行中の運動エネルギー(地震エネルギー)を自動車のブレーキによるタイヤの摩擦熱(アタックフレームの制振材料の変形によって起こる熱)に変えていることで揺れを防いでいるということなのです。
(もっと分かりやすく言えば、例えば練り消しゴム練っていると熱を持ってきませんか?あれは、練るという運動エネルギーを熱エネルギーに変換させているわけです。)

 

 

アタックフレーム仕組み

 

 

アタックフレームを専門的な言葉で説明すると、超高層ビルにも使用されている制振材料「低降伏点鋼」を応用し、座屈拘束技術とあわせた原理で、地震の大きな力が繰り返し起こっても、「引張」「圧縮」の両方で揺れを抑え、建物の損傷を最小限に抑えるものということになります。

 

 

 

 

 

低降伏点鋼・・・従来の軟鋼に比べ強度が低く、延性が極めて高い鋼材(つまり、柔らかい鉄でダメージを受けても元に戻る性質を持つ鉄)⇒例で言う「練り消しゴム」にあたる部分

 

座屈拘束技術・・・地震時の揺れで建物を支える構造が変形しないようにする技術

 

上記を見ていただけると、大型パネル工法(F構法)のパワテックパネルと鉄骨軸組構法(HS構法)のアタックフレームは、見かけはよく似ているけれど、性能は大きく違うということがご理解いただけると思います^^

 

パナホームの住宅商品の選ぶ基準

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パナホームの2階建の工法には、大型パネル構法「F構法」と鉄骨軸組工法「HS構法」がありましたね。

 

どちらも、同レベルの耐震性能を持っているので、今後起こるであろう巨大地震にも安心できる構造です。

 

工法が選択できるので、「どの構法にしようか」「どの商品にしようか」と悩む人もおられますが、基準は下記のように考えれば良いかと思います。

 

鉄骨軸組工法(HS構法)「カサートS」

 

カサートS

 

イビツな土地、狭い敷地などに建築する場合で、間取りの有効利用や庭の有効活用を考えたい方。敷地制限が有り、遮音性、気密断熱性、空気環境に、こだわりを持っている方。

 

 

鉄骨軸組工法(HS構法)「エコ・コルディス」

 

エココルディス

 

太陽光発電で完全光熱費ゼロを目指している方。カサートSと同様に15cmピッチで間取りの融通を効かせたい方。遮音性、気密断熱性に、それほど、こだわりを持っていない方。空気環境は良好。

 

 

鉄骨軸組工法(HS構法)「カサートE」

 

カサートE

 

「カサートS」と構造は、ほとんど同じだけれど15cmピッチの構造調整は出来ず45cmピッチとなる。敷地に多少の制限があり、遮音性、気密断熱性、空気環境に、こだわりを持っている方。

 

 

大型パネル工法(F構法)「カサートC」

 

カサートC

 

パナホームの強みをそのままに、お安く建てたい方。(コストパフォーマンス最良)
15cmピッチで構造の調整ができず、90cmピッチでしか調整ができないので、イビツな敷地、狭い敷地には向いていない。希望の設計プランが出来ないこともあるので、間取りにこだわりを持っている方は、若干残念な気持ちになるかも。ただ、第2種換気や第1種換気が選択できるのは魅力。遮音性、気密断熱性はHS構法に劣る。

 

 

 

 

パナホームは、他メーカーと比べて、住宅仕様や商品名を短い期間で変更する傾向があるので、新築した数年後には、あなたの建てた住宅商品名が無くなっていることも少なくありません。

 

住宅商品によって、構造に細かい違いがある上、微妙な仕様の変更点も定期的に見られるので、契約前にはそれぞれの商品のメリット、デメリットをしっかり確認しておきましょう。

 

 

セキスイハイムの構造や工法の早わかり!

 

 

パナホームVSセキスイハイム(構造比較編)

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