法隆寺はなぜ1300年倒れない?合掌造りはなぜ豪雪に耐える?【第3回・木と土】

こんにちは、さいろじくんだよ。この連載では世界遺産を「技術の博物館」として読んでいるんだ。総論で全体像を、第1回でピラミッドやローマン・コンクリートの石とコンクリート、第2回でインカやストーンヘンジの精密な石組みを見てきたね。ここまではずっと「石」の話だった。でも今回は主役が変わるよ。テーマは木と土なんだ。

結論:地震と豪雪に千年耐える、木と土の建築
本論①:法隆寺——「現存する木造として世界最古級」の意味
本論②:釘に頼らない木組み——継手と仕口
本論③:合掌造り——豪雪と暮らしが生んだ屋根
本論④:万里の長城——版築ともち米モルタル
1. 版築——土を突き固める工法
2. 明のレンガをつないだ「もち米モルタル」
まとめ:「動いて受け流す」木と土の技術
参考文献

結論:地震と豪雪に千年耐える、木と土の建築

石で組む建物は重くて頑丈だけど、東アジア——とくに地震や豪雪の多い日本や、広大な土の大地を持つ中国では、木と土を主役にした建築が発達したんだ。そしてそれは「石が手に入らなかったから仕方なく」木を使った、という話じゃないよ。木と土だからこそできる、揺れや雪や水に負けない工夫が、ちゃんと積み重なっているんだ。

法隆寺(奈良)は、現存する木造建築としては世界最古級とされる建物群なんだ。ヒノキの耐久性、屋根の重さを受け流す「組物(斗栱=ますぐみ)」、そして五重塔の「心柱(しんばしら)」と各層がばらばらに揺れる柔らかい構造が、地震で倒れにくい理由と考えられているよ。
日本の伝統木造は、釘を極力使わずに木同士を噛み合わせる「継手(つぎて)・仕口(しぐち)」で組む。接合部がわずかに動いて、揺れの力を逃がすんだ。
白川郷・五箇山の合掌造りは、急勾配の茅葺き屋根で重い雪を滑り落とし、釘なしの木組みと「結(ゆい)」という村の共同作業で守られてきた集落だよ。
万里の長城には、土を突き固める「版築(はんちく)」と、明の時代のレンガをつなぐもち米入りのモルタルが使われた。もち米の粘り成分が、石灰を緻密に固めて強く水に強くしたことが化学の研究で分かっているんだ。

ここからひとつずつ掘っていこう。「世界最古」とか「スカイツリーの元になった」みたいな言い方には、気をつけたい限定や、決着していない議論があるんだ。

五重塔の断面で、中心を貫く心柱と層ごとの屋根・組物を示し、さいろじくんが心柱を指し示している水彩の断面イラスト — 「積み木を重ねた」ような構造の五重塔。中心の心柱は各層と固く結ばれていない。

本論①:法隆寺——「現存する木造として世界最古級」の意味

まずは法隆寺からだよ。奈良県にあるこのお寺を含む「法隆寺地域の仏教建造物」は、1993年に日本で初めての世界文化遺産として登録されたんだ(UNESCO World Heritage Centre, 1993)。金堂や五重塔などの建物が、いまも木造のまま残っている。

よく「法隆寺は世界最古の建物」と紹介されるけど、それはちょっと言い過ぎになる。ユネスコの説明でも使われているのは「世界で最も古く現存する木造建築のいくつか」という表現なんだ(UNESCO, 1993)。ポイントは「現存する(いまも建っている)」「木造の」という二つの限定だよ。石の建物ならもっと古いものが世界中に残っているし、「最古級」という控えめな言い方が正確なんだ。木という腐りやすい素材で、これだけ古い建物が建ち続けていること自体が、じゅうぶんすごいことなんだよ。

年輪年代法が示す建立の時代

「そんなに古いって、どうして分かるの?」と思うよね。決め手のひとつが年輪年代法なんだ。木は一年に一本ずつ年輪を作る。その幅は気候によって毎年ちがうから、たくさんの木の年輪の「模様」を照らし合わせていくと、その木が何年に切られたかを高い精度で当てられるんだ。カレンダーの目盛りが木の中に刻まれている、というイメージだね。

奈良文化財研究所が法隆寺の主要な木材を調べた研究によると、五重塔や金堂などの主な部材(ヒノキやスギ)は、だいたい7世紀の終わりから8世紀の初めごろに伐採されたと測定されたんだ(光谷・大河内, 2001)。飛鳥時代から奈良時代に建てられた、という歴史の話と、木そのものの年代がちゃんと合ったわけだね。

約100年古い五重塔の「心柱」の謎

ところが、面白い謎があるんだ。五重塔の真ん中を下から上まで貫く一本の柱を心柱(しんばしら)と呼ぶんだけど、この心柱の木を測ると、他の部材より約100年も古い、594年ごろの伐採という結果が出たんだ(光谷・大河内, 2001)。周りの木が7世紀末なのに、心柱だけ6世紀末。なんでこんなにズレているんだろう?

これはまだ決着していない、諸説ある問題なんだ。法隆寺には670年に火災で焼けたという記録があって、いまの建物はそのあと再建されたという「再建説」がある。すると「心柱が古すぎる」問題と、どう折り合うのかが議論になる。有力な見方のひとつは、創建時(焼ける前)の古い柱を、再建のときに転用したのではないか、というものなんだ(光谷・大河内, 2001)。ただ、測定に使えた部分の状態などから、594年をそのまま建立年と断定はできない。研究者のあいだで検討が続いているんだよ。

ヒノキという素材の粘り強さ

木造なのに1300年以上もつのは、素材選びも大きいんだ。主材のヒノキ(檜)は、幹の中心に近い「心材(しんざい)」の部分が腐りにくく、虫にも強いと言われている。だから湿気の多い日本の気候でも、長くもちこたえられたと考えられているよ。

ヒノキについては「伐採したあと、しばらくは強度がむしろ上がって、その後ゆっくり下がりながら千年ほど高い強度を保つ」という有名な話もあるんだ。これは木材の力学を研究した小原二郎らが、法隆寺の古い木材を試験して示したものとされている(小原二郎の研究に基づくとされる, 各種資料)。ただ、この具体的な数字は林業関係のサイトなどの二次情報どまりで、大もとの論文までは確認できていない。確かなのは「ヒノキは切ったあとも長く強さを保つ粘り強い素材だと報告されている」というところまでなんだ。

屋根の重さを受け流す「組物」と、揺れをいなす柔らかい塔

木造建築のもうひとつの見どころが、柱の上に載っている組物(くみもの)なんだ。専門的には斗栱(ときょう)、日本語では「ますぐみ」とも呼ばれる。四角い「斗(ます)」と、腕木のような「栱(ひじき)」を積み木のように組み合わせて、深く張り出した重い屋根の荷重を、柱へ少しずつ受け渡していく部品なんだ。ただ重さを支えるだけじゃなくて、部材どうしがわずかにこすれ合うことで、地震の揺れを受け流す働きもあると考えられているよ。

そして次は、五重塔の耐震性の話だよ。五重塔は、実は一本の高い柱で塔全体を支えているんじゃない。各層(各階)がそれぞれ組み上がって、その上にまた次の層が載る、積み木を重ねたような構造なんだ。層と層は固くは結ばれていなくて、地震のときは各層がタイミングをずらしながら、それぞれ横に少しずつ動く。全体としては、揺れを一点に集中させずに逃がしていく「柔らかい構造(柔構造)」になっているんだ(東洋経済オンライン, 2022)。中心の心柱も、多くの塔では各層と直接固定されず、塔身とは基本的に分離している。

ただし、五重塔がなぜ地震で倒れにくいのか、その仕組みはひとつに決着していないんだ。心柱が振り子やヤジロベエのように働いて揺れを打ち消すという説、層と層のあいだが滑って摩擦で力を吸うという説、柔構造そのものが効いているという説など、いくつもの見方が研究者のあいだで議論されている。だから「五重塔はこの仕組みで倒れない」と一本の答えで言い切るのは正確じゃない。複数の工夫が重なって倒れにくい、というのが今わかっている範囲なんだ。

スカイツリーとの関係——設計図ではなく着想の源

この心柱の話でよく出るのが、東京スカイツリーだね。「スカイツリーは五重塔をまねて作られた」という言い方を聞いたことがあるかもしれない。でもこれは少し整理が必要なんだ。

スカイツリーの公式な説明では、五重塔の心柱に「着想を得た」「参考にした」制振の仕組み——中心に鉄筋コンクリートの柱を立て、塔の本体とはオイルダンパー(揺れを吸収する装置)でゆるく連結して、揺れを打ち消し合わせる方式——を採用した、とされている(東京スカイツリー公式, 構造設計)。施工した会社も、心柱を重り(付加質量)として使う制振は世界で初めての試みだと記している(大林組, 心柱をつくる)。「昔の五重塔の設計図をそのまま使った」わけではないんだよ。古い知恵から発想のヒントをもらい、現代の材料と計算で作り直した——というのが正確な関係だね。地震で揺れを最大で約5割、強風で最大約3割ほど抑える効果があるとされる(東洋経済オンライン, 2022)。

本論②:釘に頼らない木組み——継手と仕口

ここで、第2回で見たインカの石組みを思い出してほしいんだ。あちらは石を精密に削って、隙間なく噛み合わせていたよね。日本の伝統木造がやっていることも、発想はよく似ているんだ。素材が石から木に変わっただけで、「部材どうしを噛み合わせて組む」という考え方は共通しているんだよ。

木を長さ方向につないで一本に伸ばす接合を継手(つぎて)、木を直角などの角度で組み合わせる接合を仕口(しぐち)と呼ぶ。宮大工(みやだいく=寺社を専門に建てる大工)は、木の端を複雑な凹凸に刻んで、パズルのようにぴたりと噛み合わせるんだ。これで、金物(釘)を極力使わずに建物を組み上げていく(宮大工の継手・仕口の技法, 解説資料)。

「極力使わず」と書いたのは理由があるよ。釘を一切使わない、というのは言い過ぎなんだ。木の栓(せん)や楔(くさび)、場合によっては少数の和釘を補助的に使うこともある。だから「金物にできるだけ頼らず、木の噛み合わせを主役にする」という言い方が正しいね。

なぜ噛み合わせにこだわるのか。ひとつは、木の接合部が地震のときにわずかに動けるからなんだ。がっちり固めてしまうと、揺れの力がそのまま部材にかかって、弱いところが一気に壊れてしまう。でも接合部が少しずつめり込んだり動いたりすると、そのぶん揺れのエネルギーを逃がせる。組物の話ともつながるね。「固めて耐える」のではなく「動いて受け流す」——この考え方が、地震国の木造建築を貫いているんだ。ただ、これは現代の「免震」「制震」と同じものではなくて、実態は接合部のめり込みや組物の摩擦、柔らかい構造による揺れの受け流しなんだよ。

本論③:合掌造り——豪雪と暮らしが生んだ屋根

次は、ぐっと山の中へ。岐阜県の白川郷(荻町)と、富山県の五箇山(相倉・菅沼)にある合掌造りの集落だよ。急勾配の大きな茅葺き屋根を持つ民家が並ぶこの集落は、1995年に世界文化遺産に登録されたんだ(UNESCO World Heritage Centre, 1995)。「合掌」というのは、両手を合わせて拝む形に、屋根の骨組みが似ていることからついた名前だよ。

雪深い山あいに建つ合掌造りの家。急勾配の茅葺き屋根から雪が滑り落ちる様子を、さいろじくんが見上げている水彩イラスト — 屋根の急な傾きは、重い雪を自然に滑り落とすための工夫。

豪雪に備える急勾配の屋根

この地方は日本でも指折りの豪雪地帯なんだ。屋根に雪が積もりすぎると、その重さで家がつぶれてしまう。そこで屋根を急な勾配にして、重い雪が自然に滑り落ちるようにしたんだ。傾きは集落や棟によって幅があるけれど、おおむね45〜60度ほどの急な角度になっている(白川村, 合掌造りとは)。屋根に載る雪の量が減れば、それだけ骨組みへの負担も軽くなるよね。

屋根の向きにも意味があるんだ。多くの家は、屋根の面が東と西を向くように建てられている。こうすると、両側の屋根に日光と風がまんべんなく当たって、茅(かや)が乾きやすくなる。湿ったままだと茅が腐ってしまうから、乾かして長持ちさせる工夫なんだよ。

金属を使わない、しなやかな小屋組

屋根を支える骨組み(小屋組)も見事なんだ。岐阜県博物館の解説によると、合掌造りの屋根の骨組みは、太い木を三角形に組んだ叉首(さす)という構造で、これは西洋建築でいうトラス(三角形で力を支える組み方)にあたるんだ(岐阜県博物館, 合掌造りの屋根のつくり)。三角形は、四角形とちがって形が崩れにくい、力学的に安定した形なんだよ。

そして注目したいのが、この骨組みに金属(釘)を一切使っていないことなんだ(岐阜県博物館)。木と木は「ネソ」と呼ばれるマンサクなどの若い枝や、縄で縛って固定する。植物のひもは、濡れて乾くとぎゅっと締まる性質があって、時間がたつほど結び目がしっかりする。しかも固い金物とちがって、ある程度しなうから、雪の重みや揺れで一部に無理な力がかかっても、少し動いて力を逃がせる。硬く固めずに、しなやかに結ぶ——ここでもまた「動いて受け流す」考え方が生きているんだね。おまけに、家の中の囲炉裏(いろり)でいぶされることで、茅や結び目が防虫・防腐されて長持ちする、という暮らしの知恵も重なっているんだ。

「結」——集落総出の屋根の葺き替え

合掌造りが世界遺産になった理由は、建物の形だけじゃないんだ。茅葺き屋根は数十年に一度、大がかりに葺き替えないといけない。この大仕事を、一軒ではとても抱えきれない。そこで白川郷や五箇山では、「結(ゆい)」という村の相互扶助のしくみで、集落総出で助け合って屋根を葺き替えてきたんだ(白川村, 合掌造りとは)。今日はあの家、次はこの家、と順に手を貸し合う。建物という「もの」と、それを守る人々の暮らしという「こと」が一緒になって受け継がれてきた——この生活文化まで含めて、世界遺産としての価値になっているんだよ。技術は、それを使い続ける人の仕組みとセットなんだね。

本論④:万里の長城——版築ともち米モルタル

最後は海を渡って中国の万里の長城なんだ。全長が数千キロにおよぶこの巨大な壁は、実はひとつの時代に一気に作られたものじゃなくて、いろんな王朝が長い時間をかけて築き、直し、継ぎ足してきたものなんだ。だから場所によって作り方も材料もちがう。ここでは代表的な二つの技術を見ていくよ。

木枠に土を入れて突き固める版築の様子と、レンガの目地にもち米モルタルを塗る様子を並べ、さいろじくんが見比べている水彩イラスト — 土を層ごとに突き固める「版築」と、明代のレンガをつなぐ「もち米モルタル」。

版築——土を突き固める工法

ひとつめは版築(はんちく)だよ。これは、両側に木の枠を立てて、その中に土(や砂利、石灰などを混ぜたもの)を少しずつ入れては、棒や杵で上から突き固める工法なんだ。薄い層を一段ずつ、何度も何度も突き固めていくと、土が締まって、まるで岩のように硬い壁になる。特別な材料がいらず、その土地の土をそのまま使える。乾いた地域では、この版築の壁がとても頑丈で長もちするんだよ。土って、ただ積むだけじゃなくて、叩いて締めると立派な建材になるんだね。

明のレンガをつないだ「もち米モルタル」

そして、この回いちばんの化学の見どころが、もち米(糯米)を混ぜたモルタルなんだ。モルタルというのは、レンガや石を積むときに目地(すきま)を埋めて接着する、のり(接合材)のことだよ。

中国では明の時代ごろから、石灰で作るモルタルにもち米を煮た汁を混ぜる技術が広まったんだ。これを化学の目で分析した研究があるよ。浙江大学のヤンたちが2010年に発表した論文「歴史的なレンガ・石造建築の修復のためのもち米-石灰モルタル技術の研究」によると、もち米に含まれるアミロペクチン——もち米のあの「ねばり」を生む成分だね——が、石灰が固まる化学反応に効いていることが分かったんだ(Yang, Zhang & Ma, 2010)。

もう少しかみくだくね。石灰モルタルは、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウム(チョークや貝殻と同じ成分)の結晶になりながら固まっていく。このとき、もち米のねばり成分がそばにいると、炭酸カルシウムの結晶が大きく育ちすぎるのを抑えて、こまかく詰まった状態にするんだ。すきまの少ない緻密な組織になると、純粋な石灰だけのモルタルより強く、水にも強く、長もちするようになった、と分析されている(American Chemical Society, 2010)。有機物(もち米)と無機物(石灰)を組み合わせた、とても早い時期の「複合材料」なんだね。天然の素材でも、組み合わせ方しだいで性能がぐんと上がるという良い例だよ。

「万里の長城はもち米で接着されている」とか「もち米モルタルは地震にもブルドーザーにも耐えた」みたいな、劇的な言い方を見かけることがある。でも、論文がしっかり支持しているのは、明代に広まった石灰+もち米の複合モルタルが、長城や城壁・墓・水利施設などに使われ、純石灰より高強度・高耐水・高耐久だった、というところまでなんだ(Yang et al., 2010)。長城のすべての区間・すべての時代がもち米で固められていたわけじゃないんだ。

まとめ:「動いて受け流す」木と土の技術

今回は、石ではなく木と土で作られた東アジアの世界遺産を見てきたね。要点をもう一度まとめておくよ。

法隆寺は「現存する木造建築として世界最古級」——という限定つきで語るのが正確なんだ。ヒノキの粘り強さ、屋根を受け流す組物(斗栱)、各層がばらばらに揺れる柔らかい構造が、地震に強い理由と考えられている。五重塔の心柱が約100年古い謎や、耐震の仕組みにはまだ決着していない議論があるんだ。
日本の伝統木造は、釘に極力頼らず継手・仕口で木を噛み合わせる。接合部が動いて揺れを逃がす——「固めて耐える」より「動いて受け流す」だ。
合掌造りは、急な茅葺き屋根で豪雪を落とし、金属なしのしなやかな木組みで組み、「結」という村の助け合いで守られてきた。建物と暮らしがセットで世界遺産になっているんだ。
万里の長城には、土を突き固める版築と、もち米のねばり成分で石灰を緻密に固めた複合モルタルが使われた。天然素材の組み合わせで、強く水に強い接合材が生まれたんだね。

石の建築が「重さと精密さで耐える」道を進んだのに対して、木と土の建築は「しなやかに動いて受け流す」道を選んだ——そう並べてみると、素材のちがいが工夫のちがいを生んでいるのが見えてくるね。第2回の石のほぞ継ぎと、今回の木の継手を並べて眺めると、「噛み合わせて組む」という発想は素材を超えて共通していることにも気づくよ。次の第4回では、「水を治める」土木——都市を支えた水利の技術へ進んでいこう。それじゃあ、また次のページで会おうね。