（三）工业化住宅性能标准的变迁
3.1 工业化住宅性能认定制度
昭和38年（1963年）成立了工业化住宅协会，参加的企业也增加了，如第一章中图1.24所示，昭和40年代，该协会的户数和份额稳步增长，工业化住宅产业作为日本住宅的支柱，发展成为一个非常值得期待的存在。昭和47年（1972）产业结构审议会向通产大臣的答复中提出了“住宅产业的产业体制的合理化、近代化是基本必要的”和“为了夯实住宅生产工业化的基础，必须查明住宅性能的主要原因，进行必要性能的标准化”的意见，甚至提到了应该讨论设置大型性能判定装置的问题。
建设省汲取了“住宅性能要因的查明”这一时代潮流，又以提高鱼龙混杂的该行业的水平为目标，于昭和48年（1973）10月启动了“工业化住宅性能认定制度”。企业在此机遇下，在谋求生产现代化的同时，为了确认性能，加紧了实验装置的导入。图3.1是改变温度、湿度等环境，对住宅的热性能进行整个试验的全天候环境试验装置的例子。
图 3.1 全气候环境试验装置
以往的建筑物在性能上的构思比较淡薄，一般认为如果是好的规格，性能也应该得到保证。这个制度不仅对住宅，对日本的建筑也产生了非常大的影响。特别是在普通用户对预制房屋设计整齐划一的呼声下，人们开始将其特点诉求到高性能设计上。
关于各企业激烈竞争的性能项目进行说明并让大家知道，对于让大家理解预制装配式住宅是极其重要的，在此介绍概要。
昭和48年（1973）成立时，建设省已经认定，但从昭和62年（1987）开始，认定事业被移交给财团法人日本建筑中心。表3.1是关于该技术标准的想法表。认定委员会的组织如图3.2所示。对于几个重要的项目，下面就预制装配式住宅中比较特有的问题进行论述。
图3.2工业化住宅认定委员会组织图
来源：（财）日本建筑中心资料
表 3．1 住宅认定技术基准
3.1.1结构承载力性能
3.1.1.1技术规定的准备和建筑基准法第38条
日本的建筑基准法施行令中，第3章作为“结构强度”，对木结构、钢骨结构、钢筋混凝土结构等不同结构的基本规格有规定。并且在其第8节中作为“结构计算”，详细规定了荷载和外力（地震、风、积雪）、材料的容许应力度、计算方法等。日本的结构计算在此基础上，根据日本建筑学会的各种设计方针和日本建筑中心的规程进行设计是原则。
但是，这些各种结构规程设想的是比较大的单品生产的建筑物，工业化住宅中有很多不属于该范畴的结构和结构细节。例如木质面板结构、采用中螺栓将轻型钢连接成柱的集合材料、轻方钢管柱与轻槽形钢梁形成的刚架连接，等等都脱离了上述规程类别。以前，这种情况根据建筑基准法38条，每一件都需要得到建设省的特别认可。但是，在工业化住宅性能认定制度中，制定了“关于低层建筑物的结构承载力性能评定的内部规程（昭和52年（1977）制定，57年（1982）修订）”、“关于低层建筑物的结构承载力性能评定的技术规程（平成7年（1995）修订，平成9年（1997）修订）”，明确了性能值可以在实验中求得，由此，不需要根据建筑基准法38条的每一件手续，作为系统承认的同等效力。这是工业化住宅技术发展进步的契机，期初工业化住宅是不符合各种结构规程的轻型结构。
另外，该建筑基准法38条在平成12年（2000）的修正中被删除，作为新材料的特别认可制度保留在该37条中。
3.1.1.2现在的技术规程（钢结构系）
昭和52年（1977），整理统合了以前作为评定资料的规程，作为“关于低层建筑物的构造承重性能评定的内部规程”，由日本建筑中心公布。昭和56年（1981），根据建筑基准法的大修正，一般被称为“新耐震基准”，确定了划时代的新耐震基准，之后以此为基础进行了几次修订。表3.2摘录了平成9年（1997）修订的“低层建筑物结构承重性能评定技术规程（钢铁类）”的目录，并列出了其评定项目。
表3.2“低层建筑结构承重性能评定技术规程（钢结构类）”（平成9年（1997）修订）目录节选
在此，关于钢结构系统的技术规程，重点介绍昭和56年（1981）建筑基准法大改前的旧耐震基准和大改后的新耐震基准为基础的耐震设计思路。一般认为民众最关心的建筑物的抗震性能的想法的解说，对工业化住宅的理解有一定的帮助。
另外，木质系、墙式钢筋混凝土系不需要像钢骨系那样复杂的计算，比较简单，因此在此省略解说。
3.1.1.3 旧耐震设计的思路（昭和56年以前）
首先，介绍基于旧耐震基准的设计思路。
为了简单起见，以图3.3的（a）所示的以支撑为抗震要素的3层钢结构建筑为代表例。当前，与框架系统相比，支撑系统较多，3层建筑虽然是少数，但各种系数比2层建筑更容易理解。
图 3.3 旧标准
在新耐震基准之前，日本的耐震设计采用的是遵循弹性设计（容许应力设计）的烈度法，如图3.3的（a）所示，在各层的楼面位置上，作为该部分重量Wi乘以地震影响系数0.2的水平力的作用，求出各部分的应力，并进行各部分的截面设计，使其在容许应力以下。将支撑作为抗震要素，通过实验求出应力-应变曲线，将位移角为1/200的承载力，作为抗震要素的容许水平承载力，计算其所需张数。该各层的地震影响系数0.2在高度16m以下时是统一的。在现实的大地震中，观测到了很多比0.2的地震影响系数（相当于重力加速度9.8的20%）还大的情况，如图3.3的（b）所示，即使超过Pa，到Pmax也有相当大的冗余量，塑性变形相当值得期待，隔墙等计算外的支撑作用也同样有效果的情况下，因此认为这种程度的设计方法是可行的。
3.1.1.4 新耐震设计的思路（昭和56年~现在）
（1）构造计算路线
接下来，介绍基于现在仍在执行的新耐震基准的设计思路。昭和56年进行了大修正的新抗震基准的主要内容如下，以下列举了①、②、③三种结构计算的路线，可以根据规模等进行选择。
①木结构等小规模建筑旧抗震设计中相当于设计烈度的系数（现在使用基切变系数或标准层切变系数C0作为作用于最下层的总剪力除以建筑总重量的值）为0.3。就规模而言，目前的工业化住宅几乎都在这个范围内中，但大部分企业不采取这个渠道。虽然很简单，但这是因为通过将C0按0.3计算，作用于建筑物的水平力变大，其结果是需要更多的墙壁。
②高度31m以下的建筑
C0按0.2设计允许应力度。但是，给出了以下的限制。
（i）各层的变形角为1/200以下
（ii）各层的刚度为全层刚度的平均值0.6以上，避免刚度的骤变。
（iii）减小各层重量中心（重心）与水平承重要素刚性中心（刚心）的距离（偏心率不高于15%）。
该路线也在工业化住宅范围，但未被采用。这是因为，当斜撑是抗震要素时，规定作用的水平力要增加1.5倍，与设计路线①没有实质区别，即C0为0.2的1.5倍，即0.3。
③对高度60m以下的建筑物进行水平抗震设计时，技术路线①、②在中震时在材料弹性范围，可进行复原，但不能作为防止大地震时建筑物倒塌的保证，虽然比旧的耐震基准更严格，但思想上没有改变。该方法是新抗震标准的基础，它是从这样一种思想出发的：在中等规模地震时支撑材料在弹性阶段，使建筑物的安全和复原成为可能；在大震时（即使C0=1.0），即使建筑物受到部分损伤，也能避免倒塌，从而保证生命的安全。
工业化住宅公司现在也大部分选择了这一路线的设计，并制作了计算机检查系统。
（2）接下来，结构计算路径③的要点，在解释术语的同时，只对路径③中使用的保持水平承重设计的要点，进行概要说明。
1）关于设计用地震力
i）设计用1次地震周期T
每栋建筑都有自己的抗水平力自振周期，给出了它的近似值，
在钢结构的情况下，T=0.03 H（秒）H是建筑物的高度（m）。
因此，在我们的工业化住宅中，
2层建筑0.18秒（H=6m）
3层建筑0.27秒（H=9m）左右。
该T值，与用于计算设计用地震力的地基软硬关系所决定的振动特性系数Rt，以及地震水平力的分层分布系数Ai有关。关于这一点将在后面叙述。
ii）地震层剪切力系数Ci
在新标准中，如旧标准图3.3中的（a）所示，Ci不是简单且固定的，用
Ci=ZRtAiC0…（A）表示。
这里的Z被称为地震地区系数，是对地震危险性较小地区的降低系数。一般地区为1.0（北北海道、日本海侧东北、中国地区、九州、冲绳的降低系数为0.7~0.9），工业化住宅几乎全国统一使用1.0。.Rt由中高层建筑自然周期长于地面自然周期时的折减系数（根据地面硬度确定取0.4～0.8），故工业化住宅取1.0。
因此，公式（A）为，
Ci ＝ AiC0，
iii）层剪切力分布系数Ai
这是由上述的1次地震周期T决定的系数，
（i为层数，n为顶层数，W为建筑重量）
的规格化距离的幂函数。
使用上式，在图3.3的（a）中，假设
W1=W2=2×W3，
根据（C）式，α1=1.0，α2=0.6，α3=0.2，
根据（B）式，A1=1.0，A2=1.2，A3=1.59。
因此，代替图3.3的（a），成为图3.4所示的分布系数，各层的水平层剪切力为C0=1.0，如图中的Q1~Q3所示。
图 3.4 新标准的剪力系数
作用于各层的水平力Q1~Q3是各层所需的保有水平承载力，与此相对，各层所具有的保有水平承载力Qu向上即可。
2）关于保持水平承重设计
由于在大震时 C0 = 1.0 时通过弹性设计确保所需的水平承载力是不现实的，因此评估并减少了地震元件的塑性变形（超出弹性极限的伸长率）对地震能量的吸收。(称为结构特征系数) Ds,
Qun ＝ Ds・Fes・Qud ・・・（D）
作为。其中，
Qun：各层所需保有水平承载力
Ds：各层抗震要素的结构特性系数
Fes：各层的形状系数（对应刚度率和偏心率的溢价系数）
Qud：各层发生大地震时（C0=1.0）的水平力
因此，通过试验确认的容许水平承载力Qu≥设计必要的容许水平承载力Qun，确认抗震安全性。
i）保持水平承载力Qu对建筑物施加水平力时，构件超过容许应力度，进入塑性区域，变形逐渐增大，但负荷也增加，最后导致坍塌。根据实验，到该坍塌为止的负荷变形曲线为Q-δ曲线求出，如图3.5所示，可以求出保持水平承载力的评价值。延长连接图中变形为h/200时的曲线坐标E的直线，寻找斜线的EAB和BDC的面积相等的点A并求出。将该点的纵坐标值EQY‘乘以考虑到实验材料的偏差的系数（0.7~0.8），得到最终评估的保持水平承载力Qu=EQY。
图 3.5 Q −δ曲线
ii）结构特性系数Ds
表示抗震要素的韧性越小越强，但大于等于0.25。
图3.6 结构特性系数Ds
如图3.6所示，假设弹塑性体在QY下进入塑性，变形至δm，则该抗震元件的能量吸收为梯形OCDE的面积。另一方面，在相同的刚度下一直保持弹性的抗震要素吸收相同的能量需要到优质的选择，这时的负荷作为QE。如果我们把这个梯形和三角形的面积相等，
通常Ds取0.3~0.5的值。
因为这是简单化的，所以忽略了建筑物衰减性的影响，Ds的概念大致如此。如果通过实验求出该值，则如（D）式所示，通过乘以大地震时的水平力Qud，可以求出抗震要素所需的保有水平承载力Qun。
实际上，由于刚架和斜撑结构的不同（斜撑中有时取Ds），因此更为复杂，但详细内容将省略。
综上所述，这就是大地震时为了确保人员安全而防止建筑物坍塌这一设计方法的基础，低层工业化住宅也采用这一设计方法。
3）其他技术规程目录中还有钢结构特有的斜撑端部细节、防止屈曲等重要项目，在此省略说明。
3.1.2节能性能（隔热性能）
3.1.2.1隔热性能的评价指标
表示隔热性能的指标有相对于墙壁、天花板等部位的指标、表示住宅整体隔热性能的指标等。节能法及工业化住宅认定制度规定了以隔热指标为基础的评价方法和隔热性能标准。
（1）传热系数（热贯流率）[W/㎡K]
传热系数是表示作为墙壁和地板等建筑物部位的热传递难易的指标。数值越小越不容易传热，说明隔热性能越高。计算公式如下所示。
（公式）
（2）热阻[㎡K/W]
传热系数的倒数，数值越大说明隔热性能越高。（计算公式）R=1/UR：热阻[m2 K/W]
（3）热损失系数[W/㎡K]表示热量不容易从建筑物中逸出，数值越小表示来自建筑物的热损失越少。建筑物内部与室外空气的温差为1℃时，从建筑物内部向外界移动的每小时热量除以建筑面积得到的数值。
3.1.2.2评价方法和标准值的变迁
（1）工业化住宅认定制度的开始
昭和49年（1974）2月，工业化住宅性能认定的技术标准发布，预制住宅的性能认定开始启动。作为“宜居性”的评价项目，规定了隔热性能及防露性能相关的技术标准。“绝热性能”是计算各部位的热贯流阻力，“节能性能”是计算热损失系数，通过“级数”进行评价。表3.3为工业化住宅性能认定规定所示的热性能值与级数关系。
表3.3昭和49年当时的隔热性能分类
关于当时住宅的隔热，北海道制定了北海道寒地住宅建设等促进法（寒住法）等，很早就开始建设隔热住宅。但在普通地区，仍有不少私自热力房在建设。
（2）评价基准的强化
由于面临两次石油危机，受到了严重的经济影响，昭和55年（1980）制定了节能法。工业化住宅认定制度中也以节能法规定的节能标准（原节能标准）作为评价标准。近年来，平成9年（1997）在京都召开的“气候变化框架条约第3次缔约国会议（COP3）”上，通过了包含温室效应气体减排目标的议定书等，成为了强烈要求应对全球规模变暖问题的时代。根据这样的社会要求，在强化·修正节能法的同时，工业化住宅认定制度的评价标准也得到了强化。
＜节能法的变迁和节能基准＞
昭和55年（1980）：节能法制定（旧节能基准）
平成4年（1992）：修正（新节能基准）
平成11年（1999）：修正（下一代节能基准）
表3.4是各节能标准中热损失系数的标准值（地区划分见表3.11）。数值越小表示隔热性能越高，但表中圆圈的旧节能标准中的Ⅰ地区标准值与下一代节能标准中的Ⅳ·Ⅴ地区标准值基本相同。也就是说，昭和55年（1980）当时北海道的基准值在下一代节能基准中适用于东京、大阪甚至鹿儿岛。
表 3.4 热损失系数基准值的变迁
（3）评价方法的变迁
随着节能标准的修改，有关节能性的评价方法也进行了变更和追加。表3.5显示了主要的变迁。虽然省略了详细内容，但不仅是评价指标的追加变更，还考虑了热桥（后述p59）的影响等，要求更高精度的性能评价。
表 3.5 评价方法的变迁
（4）与品确法的关系
平成12年（2000）制定了“促进确保住宅质量等相关法律”。性能表示制度中的节能对策等级，以节能法规定的节能标准作为判断标准适用。
表3.6品确凿法与节能标准的关系
（5）我国节能标准水平
图3.7是节能标准的国际比较。在新节能标准（1992年基准）中，只有Ⅰ地区达到了世界水平，而在下一代节能标准（1999年基准）中，日本整体已经赶上了世界水平。
图3.7节能标准国别比较
来源：（财）建筑环境与节能组织（IBEC）官网
3.1.2.3隔热规范的变迁
各工业化房企在应对节能标准的修订和加强的同时，也提供了隔热性能较高的住宅。表3.7-3.10显示了大和房屋工业中一般区域（Ⅳ区域）隔热规格和热损失系数[W/㎡K]的变化。
表 3.7 昭和 49 年当時の断熱仕様
表 3.8 昭和 55 年当時の断熱仕様
表 3.9 平成 10 年当時の断熱仕様
表3.10现在（平成21年）的隔热方法
注：旧节能标准之前的热损失系数，在计算各部位的热损失量时，是将居室等分区的划分以及与之相接的室外空气等的划分乘以相应系数。在后节能标准中沿用了室外空气划分的概念（仅限于地板后面），但在后节能标准中没有使用居室等分区的划分，即考虑供暖空间和非供暖空间的加权。因此，旧节能标准之前和之后的节能标准中的热损失系数不能简单地进行比较。
3.1.2.4与节能性相关的技术标准等
（1）隔热地区划分旧节能标准当时将都道府县划分为5个地区，并规定了标准值。新的节能标准重新确定了各都道府县的分类，下一代节能标准还包括842个阿米达斯观测地的供暖日（D18-18）变更为按市町村划分地域。表3.11显示了各都道府县的地域划分。此外，还按市町村进行地域划分，同一都道府县存在多个地域划分。1）例如，在奈良县，奈良市被划分为Ⅳ地区，而生驹市为Ⅲ地区，需要在同一销售区域内改变隔热规格等应对措施。
表 3.11 都道府県別の地域区分
（2）考虑热桥的性能评价
热桥是指墙体中部分或全部导热系数较大的材料穿透构成墙体的部分导热系数较小的材料。新节能基准以后的传热系数的计算，考虑到这种热桥，要求更高精度的计算。
对于有木材热桥的墙体，按平均热流率[W/㎡K]进行评价。平均热贯流率是求出图3.8所示的不同种类断面各自的热贯流率，并对其进行面积加权平均的值。如果有金属热桥，则按实际热贯流率[W/m2 K]进行评估，并考虑平均热贯流率的溢价。
图3.8具有不均匀截面结构的墙体示例
（3）气密性能
气密性能是指该建筑物气密程度或有多少缝隙的指标。在新的节能标准中，第一个地区确定了标准值（第二个地区的努力义务），下一代节能标准将适用于所有地区。
表 3.12 相当隙間面積の基準値
气密性能用相当间隙面积[cm2/m2]（C值）这一指标来表示。该数值越小表示气密性能越高。图3.9显示的是实际建筑面积为140m2的建筑物的总等效间隙面积。C值为5.0[cm2/m2]时，将住宅整体中无数个散布的缝隙收集起来，大约为26.5 cm角左右的大小。
图3.10显示的是气密性试验的状况。
图 3.9 总等效净空面积
图 3.10 气密性试验状态
此外，在平成21年（2009）节能法的修订中，由于施工技术和施工精度的提高，使用的建材和施工方法的变化（面材的大量使用等），确保了一定程度的气密性，因此废除了有关气密性住宅的定量标准（表3.12）。
（4）夏季日照获取系数夏季日照获取系数（μ值）是指，值越小，日照越难通过，制冷负荷越小。在新节能标准中设置了标准值，在新一代节能标准中大幅强化。以下是夏季日照取得系数的计算值和概念（图4.11）。
图 3.11 夏季太阳增益系数的概念
表3.13表示μ值的标准值。Ⅲ~Ⅴ地区的标准值0.07，是需要在开口部位进行屋檐、百叶窗等遮蔽太阳辐射才能达到的值。
表3.13 夏季太阳增益系数参考值
3.1.2.5工业化住宅的对应
（1）开口隔热标准的强化
各工业化住宅公司通过各种方法进行了隔热强化，但各公司的共同之处在于开口隔热性能的强化。图3.12是大和房屋工业的新节能标准对应规格和下一代节能标准对应规格中各部位的热损失比例。新节能规范中洞口的热损失最大，约占整个住宅的1/2以上，说明加强洞口隔热的节能效果最大。另外，由于开口部的隔热性强化对于减少结露和缓和窗面的冷通风（冷气流）等提高居住性也是有效的，因此各公司都在第一时间致力于开口部的隔热强化。
在图3.12的新一代节能标准对应规格中，开口规格改为“高隔热窗框+双层玻璃（low-e）”，大大降低了热损失。
图3.12各部位的热损失百分比
（2）加强外墙保温、防露性能
新一代节能标准要求采取措施，防止可能损害住宅保温性能及耐久性的墙体内结露。
图3.13是目前大和房屋工业的外墙结构。通过设置防止湿气·水蒸气侵入墙内的“防潮层”和“通气层（隔热层外侧向外部空气开放的空气层）”，实施墙内结露措施。此外，还在柱子等结构主体的外侧设置了隔热层（外贴隔热），保护热桥部分容易受到外界空气温度的影响而降低温度，在强化隔热性能的同时，提高了防露性能。
图 3.13 外墙保温防凝露结构示例
（3）新一代节能住宅的热制冷费
图3.14为因隔热规格不同而产生的年度热制冷费。新一代节能标准的暖气空调费与旧节能相比约为1/2左右。
图3.14节能标准导致的热制冷费差异
图3.15是暖气冷气的CO2排放量的比较。与暖气空调费相同，新一代节能标准中的CO2排放量约为旧节能标准的1/2左右。
＜计算条件＞CO2排放系数：电0.41[kg-CO2/kWh]，1次能源换算值：电9760[kJ/kWh]，其他与图17相同。
图3.15节能标准下CO2排放量的差异
（4）新一代节能住宅供应情况
图3.16为工业化住宅（户建）新一代节能标准对应住宅供应比例。提供工业化住宅的各公司，最早致力于应对下一代节能标准，实现标准化的企业也逐年增加。
图3.16 工业化住宅新一代节能供应占比
3.1.3防火性能
3.1.3.1防火性能制度的变迁从
昭和37年（1962）开始，住宅金融公库将“不燃组合结构住宅”扩大为比普通木制住宅更有利的贷款范围，并开始批准为具有一定程度以上的工厂批量生产住宅的防耐火性能的住宅。8家公司的9种类型使用不燃材料作为外包装材料获得批准。
作为获得住宅金融公库认可的条件，工业化住宅制造商需要接受第三方机构的评定，并向公库提出认可申请，这是首次接受专家（轻钢协会）的性能评定。设计是否系统，是否有工厂的生产率和量产性等进行评定，称为量产评定，这是第一次系统评定。另外，在昭和48年（1973）开始的工业化住宅性能认定制度中，防耐火性能也得到了评定，变得更加重要。
昭和55年（1980），为了减少城市灾害，住宅金融公库根据大藏·建设部令，以“省令简耐”的规格，批准了推进不燃化的住宅（27家公司61种类型）。从这个时候开始，工业化住宅的外墙及檐天为防火结构，内部装修材料为耐火15分钟，石膏板厚度为12mm，进行了规格变更。自此以后，工业化住宅，很多公司都采用它作为标准。
昭和50年代后半期至60年代前半期，由于日美林产品贸易摩擦，国家为了促进木材进口，允许在准防火地区建设三层户型木制住宅，耐火结构以外的三层工业化住宅也可以建设。各预制构件公司也推出了三层户型产品，并将其引入工业化住宅的体系中。
从昭和60年代后半期开始，由城市火灾引起的城市灾害成为问题，钢铁系工业化住宅的防耐火性能受到讨论，首次在筑波市进行了2层钢铁系工业化住宅的实际大火灾实验，确认了钢铁系工业化住宅的防耐火性能。
平成3年（1991），同样在筑波的建筑研究所，进行了“木制3层共同住宅实际大火灾实验”，根据实验的研究结果，在准防火地区也可以建设木制3层共同住宅。在工业化住宅中，具有耐火结构以外性能的3层工业化住宅，也可以在日本建筑中心得到防耐火性能的评定，根据该法第38条的认定，建设成为可能。该制度持续了3年，平成5年（1993）通过建筑基准法的修改创设了“准耐火建筑物”，通过申请一般确认就可以建设，可以进一步建设3层楼的共同住宅。
平成12年（2000）的建筑基准法修正中，从规格规定变为性能规定，屋顶规格也被性能规定化，可以使用更多的屋顶盖材料。特别是促进了太阳能发电屋顶一体化的普及。
此后，没有进行大的防耐火方面的修改，住宅的防耐火性能也将重点放在了提高各种材料防火性能的质量等方面。
3.1.3.2我国防耐火的体系
我国防火区分为法第22条区域、准防火区和防火区，根据建筑物的用途和规模要求防火性能如表3.14所示。
表3.14建筑用途、规模、区域和要求的防火性能（截至2009年）
在预制住宅中，准防火区和防火区的建筑要求逐渐增多，开始了防火结构的研究。
3.1.3.3防火结构的试验方法和判定标准
土涂墙同等、防火结构、耐火结构等为了取得建设大臣认定的试验方法，长期以来一直采用符合JIS的试验方法。
在JIS的认定试验中，壁背面温度合格与否的判定标准如表3.15所示。当时，由于日本独特的住宅状况，认为木材的着火危险温度260℃是合格与否的标准。
表 3.15 墙体背面温度合格/不合格判断标准
另外，关于加热温度，土涂墙同等、防火结构、耐火结构分别采用了不同的加热曲线。
平成5年（1993），作为具有与耐火结构相同性能的结构，新设了准耐火结构。其试验方法是将试验方法的国际协调和试验结果的相互认证纳入视野，采用了不是JIS而是依据ISO的试验方法。但是，由于防火结构等其他结构仍采用符合JIS的试验方法，试验的加热温度曲线又增加了一种。
平成12年（2000），从试验方法的国际协调的观点出发，准防火结构（相当于旧的涂土墙）、防火结构、耐火结构也采用了符合ISO的试验方法。因此，包括平成5年（1993）新设的准耐火结构在内，防耐火结构试验的加热温度已统一。现行加热温度曲线如图3.17所示，用于试验的壁用耐火试验炉（例）如图3.18所示。
图3.17 现行加热曲线
表3.16现行试验方法中墙背面温度合格与否判定标准
现行试验方法的加热时间、试验时间及壁背温度合格与否判定标准如表3.16所示。
由于采用了符合ISO标准的试验方法，不仅是加热温度，作为合格与否判定标准之一的墙壁背面温度的规定值也发生了大幅度的变更。以前背面温度的上限值为260℃，而在新的试验方法中，温度如表3.16所示。
图3.18墙用耐火试验炉（大和房屋工业）
该判定温度是根据建筑物内部可燃物不燃烧的温度确定的。
另外，可燃物的燃烧温度在平成12年（2000）建设省告示第1432号（可燃物温度规定件）中规定，一个加热面以外的表面中，温度最高的部分的温度为摄氏200度，两个加热面以外的表面整体的平均温度为摄氏160度。另外，在支撑垂直荷载的承重壁、柱、梁等的试验中，不仅要加热，还可以选择一边对荷载支撑部件进行加载一边进行加热，根据垂直方向的收缩量和收缩速度、挠曲量和挠曲速度进行评价的加载加热试验。
以前是通过钢材等的温度来判断合格与否，为了合理判断建筑物在火灾时是否倒塌，采用了这种加载加热试验方法。这些考试是获得国土交通大臣认证的场所作为合的试验方法运用，但一般规范在公告中有所说明。因此，如果要单独获得与示例规范不同的结构的部长认证，则必须通过测试。
因此，从国际协调的角度来看，目前采用的是符合ISO标准的测试方法。
3.1.3.4工业化住宅防火规范
下图为外墙不燃装配结构、30分钟防火结构、45分钟准耐火结构和1小时耐火结构的例子，随着要求耐火时间的延长，外立面材料、装修材料和保温材料均使用耐火性较高的材料。此外，近年来，除了耐火性能，为了节约能源，该规格还考虑了隔热性能。
3.1.4隔音性能
3.1.4.1隔音性能的概念和表示
住宅中处理的隔音性能大致分为3种。
（1）隔绝上层地板的振动（冲击）声音的性能
（2）隔绝外部噪音和隔壁房间的说话声等的性能
（3）隔绝机械设备和管道等的声音的性能
住宅的这些性能对居住性能有很大的影响。对这些进行数值表现和评价的方法，是基于以日本建筑学会为首的众多学术性调查研究而设计的，最终试验方法及其评价方法被JIS制定。在此介绍其中的一部分。
声音这东西，根据频率的不同，即使是同样的大小（dB：分贝），对于人的耳朵来说，听起来也是不一样的。也就是说，即使是同样大小的声压级，频率高的声音听起来也很吵，频率低的声音听起来也没那么吵。图3.19连接了听起来相同大小的各频率的声压级，称为等灵敏度曲线。例如，1,000 Hz的40dB和125Hz的60dB的大小几乎相同。
图3.19对纯音的等灵敏度曲线（ISO226）
像这样噪音和隔音性能的评价，需要考虑人的听觉感受来进行。开头列举的3个具有代表性的性能项目也是考虑到这样的特性进行评价的。例如，在集体住宅中被认为是问题的地板冲击声也被认为是典型的。
地板冲击声包括以儿童蹦跳等为代表的由重而软冲击引起的重量地板冲击声和由硬而轻冲击引起的轻地板冲击声。地板冲击音的测量中，作为JIS标准化的冲击源，具体使用了弹跳机（图3.20）和攻丝机（图3.21）。用冲击源对上层地板进行振动时，在下层测量的是地板冲击音水平。
图3.20上层声源室的拨号机
图3.21上层声源室攻丝机
图3.22是用于评价地板冲击音的图表，图中的曲线称为等级曲线，是用于评价对地板冲击音的隔断性能的曲线。另外，现在与ISO一致的JIS有3种评价方法。这里介绍的方法是至今仍在继承的主要评价方法之一（其他两种评价方法略过）。
图3.22地板撞击声等级曲线及数据示例
图3.22的等级曲线是将图3.19修改为实用形式后确定的（B曲线的称谓是500HZ下的水平值）。数据例子是将某地板的受音水平测量值按频率绘制在图上。评价方法是，各频带的水平全部为某一基准曲低于线时，用其最大的基准曲线上的数值来表示等级。但是，最大2dB为止，通过有利方的误差处理可以超过等级曲线，成为5dB刻度的等级分级。等级数值越小说明性能越好。此外，对于重型地板冲击声，评估频率范围为63~500Hz频带，而轻型地板冲击声为125~2000Hz。图中的●在125Hz时低于L-55的曲线，在63Hz时比L-60的曲线高2dB左右。将2dB看作误差，将该地板的冲击音性能评价为L-60。同样，■在250 Hz时比L-55高出3dB左右，因此将该地板的冲击声音性能评价为不利侧的L-60。
所评估的等级取Level的首字母，称为L值，在标记时，对于重型地板撞击音，加上Heavy的首字母H，标记为LH–○○，对于轻型（Light）量地板撞击音，标记为LL–○○（※目前的JIS中有多种评估方法，例如重型地板撞击音，严格意义上，标记为Li.Fmax.r.H–○○等。以下全部省略，以LH–○○，LL–○○来表示）。
其次，墙壁的隔音性能的评价使用图3.23的图表所示的评价曲线。前面提到的地板冲击音是通过将加振源标准化后的底层水平来评价的，与此相对，对于日常生活中声源无法特定的墙壁隔音性能，则通过声源室和受音室的声压级差，即室间声压级差来评价。实际生活中的宁静程度依赖于声源的大小，但作为评价实际墙壁单体性能的方法已经普及。
测量方法非常简单，将一墙之隔的两个房间中的一个作为声源室，通过扬声器输出噪声。从此时的声源侧和受音侧各自的平均水平差求出“室间音压水平差”。“室间声压级差”用D值这一等级表示。取水平差的Difference的首字母。D值就像L值的评价方法上下颠倒，当所有频率的数据都超过某一基准曲线时，由该最低曲线的数字决定。等级越大，说明隔音性越好。求等级时放宽2dB也是如此。在图上的数据例子中，250Hz时为D-45，但2KHz时接近D-40（1dB左右视为误差），因此被评价为D-40的隔音性能。
这种测量和评价方法也与地板冲击声一样，由JIS规定，现在的正确标记也是在D值上添加一个细微的字母，并以Dr-xx和5dB刻度显示。
图3.23 D曲线和数据示例
文章开头提到的第三个代表性性能是设备噪音等的隔绝性能。设备噪音也涉及多方面，其评价对象有时是设备本身，有时是周边。因此评价方法是听到的声音的大小，评价方法与地板冲击音相同，但等级的称谓不是L值而是N值（Noise）。
3.1.4.2工业化住宅中声音环境评价的变迁
工业化住宅性能认定制度技术标准开始的昭和49年（1974）当时规定的住宅性能17个项目中，居住性有10个项目。在其居住性中，关于声音的占了5项，可见当时对声音问题的意识之高。在这一背景下，公共住宅的隔音性能和噪音已经成为社会问题。
工业化住宅的兴起，在提高住宅质量方面，使量产住宅带动性能的格局是有效的。表3.17是其性能规定的内容。一方面规定了大杂院界墙的隔音性能和地板冲击声（最初只有轻质冲击声，后来增加了重量冲击声），另一方面还有外墙包括洞口的隔音性能。进而涉及到户建住宅卧室隔墙的隔音性能。而且，每个性能项目不仅仅是规定最低标准，从那时起就已经采用了附加评价。
昭和54年（1979）日本建筑学会发行了“建筑物的隔音性能标准和设计方针”。关于隔音性能的理解和认识将在社会上普及开来。
昭和62年（1987），工业化住宅性能认定制度向日本建筑中心的民间认定制度过渡，作为所谓的BCJ认定固定下来，隔音性能只以2、3层建筑的集合住宅为对象。
表3.18是平成5年（1993）日本建筑中心发行的“评定相关资料集”中关于隔音性能的认定标准。顺便说一下，当时关于地板冲击声的规定是“在重叠住宅及共同住宅中，界内地板冲击声对正下楼层邻户的隔断性能；在大杂院中，地板冲击声对邻户下楼层的隔断性能。*2”。也就是说，对于长屋，有必要用从斜上方传来的地板冲击声来进行评价。
表 3.18 工业化住宅性能认证标准
重量地板冲击声（表3.18中的L加上H，显示为LH）大致以LH-65左右居多，重量地板冲击声（上面的L加上L，显示为LL）由于受到饰面材料软硬的影响较大，因此种类繁多，有LL-45~65左右。
平成11年（1999）公布了“住宅品质确保促进法”第二年开始实施（详细内容后述）。这是以包括工业化住宅在内的所有住宅为对象的，其中的“日本住宅性能表示基准”将包含“工业化住宅性能表示制度”。
品确法的性能表示制度中与声音性能相关的项目如表3.19所示。其中，相当板厚是指修正饰面材料的隔音效果，换算成混凝土板的厚度，相当于重量地板冲击声隔绝性能指标的规格等级。另外，作为新的“透过损失”，导入了Rr、Rm。
表3.19音响相关的性能表示项目（品确法）
界壁的隔音性能由声透过损失Rr规定，但与上述JIS对图3.23所示D值的评价方法相同，因此省略详细叙述。另外，R取Reduction的首字母。
评价外墙开口部的Rm值不是Rr值和L值这样的等级曲线的评价方法，而是简单地将声透过损失在评价对象频率范围内进行算术平均得到的数值。顺便说一下，Rm的m取的是表示平均的mean的首字母。这也是修改后的JIS中有的评价方法之一，车窗的隔音性能和根据感觉上最近似的物理指标是算术平均值的见解。
3.1.4.3工业化住宅中的声环境性能的变迁
工业化住宅是以户型为中心出发的，所以地板的隔音性能与传统施工方法一样没有受到重视。但是，随着时代的要求，在与户型相同的系统下，也有必要适应集体住宅，提高隔音性能迫在眉睫。
图3.24是昭和60年左右的地板规格，在刨花板的地板上铺上石膏板，再贴上刨花板作为地板的底层，这是一个相当进步的地板，但在LH-70左右，这是一个最低的规格。在各处进行了用干式轻量地板来提高性能的研究，虽然是户建住宅，但其中也有如图3.25所示的式样。
工业化住宅与湿式混凝土等相比，隔音对策相当困难。噪音对策姑且不论，特别是对从结构主体到饰面材料等所有构件受到影响的地板冲击音，需要在技术上进行相应的改进。从地板采用ALC（轻气泡混凝土）的平成2年（1990）左右开始，
集体住宅的地板得以提高。当初在砂浆基础上涂上氯乙烯薄板等是主流，但带有缓冲材料的隔音地板成为主流。图3.26是平成10年（1998）左右从用砂浆夯实的ALC床进一步实现轻量化的干式ALC床的例子。到了这个时候，实现了LH-65，LL-55左右的性能。
目前，各预制房屋制造商的主流性能为LH-65和LL-50，但也出现了将LH-60商业化的情况，正在进一步提高其性能。
图3.24昭和60年左右的规格（LH-70左右）
图3.25（a）现在的家庭建筑规范的例子（LH-65左右，大和房屋工业）
图3.25(b)目前的详细户型建筑规格（LH-65左右，大和房屋工业）
图3.26多层住宅地板规格示例（LH-65，LL-55，大和House工业）
对于重型地板冲击声，这种轻型地板难以应对，对高性能要求更高时，采用在甲板上现场浇筑混凝土代替ALC的湿法施工方法，以保证LH-60，LL-55左右的性能。
3.1.5空气环境性能
在新建住宅中，由于建筑材料发散的化学物质造成的室内空气污染等，使居住者的各种健康危害成为问题（被称为病态住宅症候群），引起了社会的极大关注。根据这种情况，平成15年（2003）7月，通过修改建筑标准法，采取了新的限制措施。
＜限制概要＞
■作为限制对象的化学物质毒死蜱和甲醛
■关于毒死蜱的限制禁止使用添加毒死蜱的建材
■关于甲醛的限制·室内装饰装修的限制根据居室的种类和换气次数，对室内装饰装修中使用的散发甲醛的建材的面积进行限制。
•通风设施的强制性原则要求所有建筑必须安装机械通风设施。
•限制底层材料如天花板后盖应采用甲醛散发较少的建筑材料，或机械通风设备的结构如天花板后盖也能通风。
图3.27甲醛治理概要
来源：日本国土交通省官网
图3.27是将甲醛室内浓度控制在厚生劳动省的指导值0.08 ppm（100μg/m3）以下的必要对策。
3.1.5.1关于甲醛对策
成为甲醛相关规定对象的建筑材料，根据甲醛的散发速度分为表3.20所示的4个分类，根据使用的建材进行了使用面积的限制。
表3.20甲醛治理概述
受建筑基准法的修正影响，在日本工业规格（JIS）·日本农林规格（JAS）中，根据各种建材等的甲醛散发量的等级区分及其表示记号统一如下。
F☆☆☆☆：放散量小，不需要限制使用的建材（平均值0.3 mg/L以下，最大值0.4 mg/L以下）
F☆☆☆：放散量比较少，作为室内装饰材料使用的情况下，使用面积一定比例就可以使用，天花板上等可以不受限制使用的材料（平均值0.5 mg/L以下，最大值0.7 mg/L以下）
F☆☆：放散量有一定程度，作为室内装饰材料使用的情况下，使用面积一定比例就可以使用，天花板上等通过设置换气设备和通气止可使用的（平均值不超过1.5 mg/L，最大值不超过2.1 mg/L）
F☆：不能作为内饰装修使用的（平均值不超过5.0 mg/L，最大值不超过7.0 mg/L）
使用面积的限制按满足下式计算可用面积。
3.1.5.2换气设备
自平成11年（1999）新一代节能标准以来，作为工业化住宅性能认定中新一代节能标准符合的必要条件，要求设置具有规定换气量的24小时换气。另外，在平成12年（2000）实施的品确法（住宅性能表示制度：空气环境）中，也将24小时换气的设置作为表示项目，因此工业化住宅制造商各公司很早就开始推进24小时换气的导入。
在工业化住宅性能认定中，通过详细的换气量计算来评价对必要换气量的符合性。所需换气量的标准为换气次数0.5[次/小时]以上。这意味着1小时内换气对象空间气体积的1/2与室外空气交换。下式是使用管道进行24小时换气时的压力损失（静压）的计算式。
在换气量的设计中，根据下式计算出的压力损失和使用的鼓风机的“静压-风量特性图（图3.28）”求出换气量，求出必要的换气量。
图 3.28 静压-气流特性图示例
24小时换气方面，换气扇制造商推出了多种类型，但大多数工业化住宅制造商根据各公司的设计方针和结构方法设计开发了独立系统（表3.21）。作为一个例子，图3.29显示了积水大棚的“混合换气系统Ⅲ”。其特点是采用自然通风和强制通风相结合的节能设计，利用“暖气上升”的自然力量。
表3.21各公司通风系统
图3.29通风系统示例
3.1.6耐久性（钢材的防锈性能）工业化住宅耐久性的评定，根据“工业化住宅性能认定耐久性性能技术规程”，分为以下5个项目进行审查，这里介绍最重要的钢结构防锈的评价方法。①钢材防锈②木材防腐防蚁③木材粘结耐久性④混凝土耐久性⑤防水性能（防水、排水、雨后）
3.1.6.1耐久性相关的调查研究
（1）日本建筑中心在昭和48年（1973）的“工业化住宅性能认定制度”之前，得到了预制装配式建筑协会（住宅部会钢骨系技术分科会）以及日本涂料工业会的协助，在千叶工业大学宇野教授（当时）主查下，实施了“钢骨系预制装配式住宅耐久性（防锈处理）相关的实态调查”。
（2）昭和62年（1987）在建筑中心开始了“工业化住宅性能认定事业”，平成8年（1996年）公布了“与工业化住宅性能认定相关的耐久性能相关的技术规程（草案）”。这期间的评价由于问题的难度，是反复试验的，耐久性能专业委员会制定了内部规定并实施。
（3）第二年（平成9年（1997）），根据各位相关人士的意见，对该规程（草案）的一部分进行了修改，制定了“与工业化住宅性能认定相关的耐久性能相关的技术规程”，并根据该规程进行了运用。
3.1.6.2评价方法
这里介绍平成9年（1997）制定的“工业化住宅性能认定耐久性能技术规程”中钢材的耐防锈评价。
评价是对对象部件、部件实施的表面处理、光洁度设置分数，根据分数，根据“适合”“否”进行评价。
（1）审查的钢材防锈评价应涵盖结构承载力上主要部分和面向地板下部分作为结构材料使用的钢材的防锈措施、焊缝的处理、涂膜损伤部位的处理、与异种结构件/异种材料接触部位的处理等。
（2）审查方法1）根据表3.22从所涉及部件的相应防锈规格中计算分数（加表面处理和表面光洁度的分数）；2）根据各部件的部位，按照表3.23进行分类；3）根据表3.24中每个分类的必要得分来判断是否合适。对于表3.23中未列出的，应单独进行审查，作为参考的耐腐蚀性试验要求添加数据进行判断。
3.1.6.3.大和房屋防锈规格
大和房屋工业防锈规格（表3.23中的③柱和梁）的变迁见表3.25。另外，对于该防锈规格，根据表3.23和表3.24所示的评价标准进行判定的结果也如表3.25所示。
表3.22钢材表面处理与光洁度评定标准
表 3.23 细分
表 3.24 详细评价表
表 3.25 防锈规格的变化
3.1.6.4.防锈试验方法防锈试验有很多种，包括暴露试验，但常用JIS Z2371-2000“盐水喷雾试验方法”作为促进试验。试验条件如表3.26所示。测试设备外观如图3.30所示。
表 3.26 测试条件列表
图 3.30 盐雾测试仪外观
译者总结：
1、日本工业化住宅有完善的性能化认证制度，从结构性能、节能性能、耐火性能、隔音性能、空气环境性能、耐久性能方面均有非常细致的要求和操作规范，通过不断提高行业自身要求，来规范产品品质，其主要目的是提高市场认可度。
2、日本的钢结构抗震设计有“一次设计”和“二次设计”之分，但又不具有我们通常所说的小震阶段和大震阶段的关系。一次设计的剪力系数是0.20，二次设计的剪力系数是1.0，是不同震度的设计，设计方法也大不相同。各国抗震规范有不同特点，我国的小震弹性设计与日本的一次设计有相似之处，但日本的一次设计仅限于31m以下，大体相当于10层以下，是属于多层范围，且用于烈度中等的地区。二次设计按能量吸收能力大于地震输入能量的要求设计，达到了抗震要求的高标准，可确保大震无忧，令人钦佩。
3、在2009年外墙的传热系数要求达到了0.5（W/㎡K），已接近我们的《近零能耗建筑技术标准》在夏热冬冷地区的要求。新一代节能标准的暖气空调费与旧节能相比节约大概为1/2左右。
4、在耐火性能、隔音性能方面均有高要求，隔音方面重视楼板撞击声隔声性能。
5、在空气质量方面，有严格的建材含甲醛标准认证。耐久性方面本文仅阐述了钢结构的耐久性，且主要从防锈角度，实际在整个建筑体系中围护结构的耐久性同样至关重要。
6、工业化住宅性能的提升离不开创新研究，近年来日本业界在研究和技术开发方面悄悄在做那些努力？现今的课题有哪些？且待下期介绍。
资料来源：
①日本の工業化住宅 ( プレハブ住宅 ) の産業と技術の変遷
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