JP2001342693A - 建物の外壁の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外断熱構法に適用して最適な構造の外壁を実
現する。 【解決手段】 躯体１の外表面に断熱材２を取り付け、
断熱材２と外装パネル３との間に通気層４を設け、通気
層４に通じる通気口５を外装パネル３に設けた構造の建
物の外壁において、区画板６により通気層４を多数の小
区画４ａに仕切り、各小区画４ａのそれぞれに通気口５
を設ける。同等の風圧領域を小区画４ａとして設定す
る。外装パネル３を躯体１に対して取り付けるための取
り付け金物と区画板６とを兼用する。上下に連なる外装
パネル３どうしの連結部に横長スリット状の通気口５を
形成する。通気口５に外装パネル３の表面側と裏面側に
それぞれ設けた突片５ａとそれらの間のキャビティ５ｂ
と傾斜面５ｃとによる蛇行路を形成する。断熱材２とし
て吸音機能を有する繊維質断熱材を用い、かつ通気口５
およびその背後の通気層４に共鳴による消音機能をもた
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建物の外壁の構造、
特に躯体の外面側に断熱材を取り付けるいわゆる外断熱
構法による外壁の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＲＣ造建物の断熱性能を向上させるため
に外壁に断熱材を取り付ける場合、従来一般には躯体の
内面側に断熱材を取り付けるいわゆる内断熱構法による
ことが通常であったが、内断熱構法では断熱材と躯体と
の間において内部結露が生じることがあるので、断熱材
の剥離、ダニやカビの発生等の問題を生じることが多
い。そして、今後の省エネルギー基準の強化に伴い断熱
層の厚みが増大すれば、これらの問題はますます深刻化
することが必至である。

【０００３】そのため、近い将来、断熱材を外壁の外面
側に取り付ける外断熱構法が一般化していくと考えられ
る。しかし、断熱材の取り付け位置を単に外壁の内側か
ら外側に変更しただけの外断熱構法では、水蒸気の移動
による内部結露の発生を十分に解決できないだけでな
く、むしろ雨水の外壁内部への浸入を内断熱の場合より
も確実に防止する必要が生じ、そのためのシーリングに
よるコストアップや、防湿層を設けることによるコスト
アップ、さらには防水性に優れる外装材を使用しなけれ
ばならないといった制約も受けることになる。

【０００４】一方、最近の外断熱構法においては、外装
材に完全防水性能を持たせることなく逆に適度の通気性
を持たせ、その外装材と断熱材との間に敢えて通気層を
確保するという構法も提案されている。これは、室内側
からの水蒸気を通気層を通して外部に排出するととも
に、断熱材が多少の湿気を含んでしまった場合において
も通気層において生じる自然通風により湿気を積極的に
蒸発させてしまって乾燥状態を維持しようというもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような通気層を
設けた外断熱構法はかなり有効であると考えられている
が、そのような構法においては次のような問題を残して
おり、これらの問題を解決するための対策が必要であ
る。

【０００６】（１）外装材は通気層を挟んで躯体から支
持されるが、その外装材に大きな風圧がかかって飛散や
剥離が懸念される。 （２）通気層には外部に通じる通気口を設けるが、その
通気口を通して雨水が通気層内に浸入することが懸念さ
れる。 （３）通気口において外風により渦が発生して騒音源と
なる懸念がある。 （４）通常の外断熱工法に比較してかなりコスト高であ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記事情に鑑み、請求項
１の発明は、躯体の外面側に断熱材を取り付け、該断熱
材と外装パネルとの間に通気層を設け、該通気層に通じ
る通気口を前記外装パネルに設けた構造の建物の外壁に
おいて、前記通気層を区画板により多数の小区画に仕切
り、各小区画のそれぞれに前記通気口を設けたことを特
徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、同等の風圧領域を前記小区画として設定したことを
特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、前記区画板は、前記外装パネルを前記躯体
に対して取り付けるための取り付け金物を兼用すること
を特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１，２または３
の発明において、前記通気口を、上下に連なる外装パネ
ルどうしの連結部に横長スリット状に形成したことを特
徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１，２，３また
は４の発明において、前記通気口に、前記外装パネルの
表面側と裏面側にそれぞれ設けた突片とそれら突片の間
のキャビティと傾斜面とによる蛇行路を形成したことを
特徴とする。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１，２，３，４
または５の発明において、前記断熱材として吸音機能を
有する繊維質断熱材を用い、かつ前記通気口およびその
背後の通気層に共鳴による消音機能をもたせたことを特
徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図７
を参照して説明する。これらの図において符号１は外壁
の主体をなすコンクリート造の躯体、２はその外面側に
取り付けられた断熱材、３は外壁の仕上材としての外装
パネル、４は断熱材２と外装パネル３との間に確保され
た通気層、５は通気層４に通じている通気口、６は通気
層４を多数の小区画４ａに区画している区画板である。

【００１４】区画板６は外装パネル３を躯体１に対して
取り付けるための取り付け金物を兼ねる帯板状のもの
で、これらの区画板６により断熱材２と外装パネル３と
の間の通気層４がたとえば図５（ｂ）に示すように縦横
に区画されることで多数の小区画４ａが形成され、図１
に示しているようにそれら各小区画４ａのそれぞれに通
じるように上記の通気口５が設けられている。このよう
に、各小区画４ａに通じる通気口５が設けられているこ
とにより、通気層４内において生じる煙突効果により下
側の通気口５から外気が取り込まれて通気層４内を上昇
し、上側の通気口５から流出するような自然上昇気流が
自ずと生じるようになっている。

【００１５】上記の通気口５は、図３および図４に示す
ように外装パネル３どうしの連結部において横長スリッ
ト状に形成されたものであって、この通気口５には、外
装パネル３の表面側と裏面側にそれぞれ設けられた突片
５ａと、それら突片５ａの間に確保されたキャビティ５
ｂと傾斜面５ｃとにより蛇行路が形成されている。通気
口５にそのような蛇行路を形成したことにより、上記の
ように通気口５を通して外気の流通が可能であるにも拘
わらず雨水が通気口５から通気層４内に浸入するような
ことが有効に防止されている。すなわち、風雨により雨
滴が通気口５内に飛び込んだとしても、雨滴の運動エネ
ルギはキャビティ５ｂにより減衰せしめられて内側の突
片５ａに衝突して通気層４内に飛び込むことが防止さ
れ、その雨滴は傾斜面５ｃに沿って外側に流下せしめら
れてしまうようになっている。

【００１６】なお、上記の通気口５の開口面積は、後述
するように等圧効果が有効に生じるように各小区画４ａ
の面積に対して０．１〜８％の範囲とされるものであ
り、そのような開口面積を確保することにより通気層４
には十分な自然換気が生じることになるし、またそのよ
うな比較的大きな通気口５を確保するとともに通気口５
には上記のような蛇行路を設けたことにより、雨滴が表
面張力や毛細管現象により通気口５から浸入するような
ことも確実に防止することができる。

【００１７】ところで、上記のように通気層４における
自然通風により断熱材２を乾燥状態に維持することか
ら、断熱材２としては水蒸気の透過性（すなわち透湿
性）に優れるもの、たとえばロックウールやグラスウー
ル等の無機質繊維系のものを採用すべきである。透湿性
の低い断熱材を用いた場合にはそれが万一湿気を帯びた
場合には通気層４における自然換気によっても湿気が蒸
発し難く内部結露が生じる懸念がある。同様の理由によ
り断熱材２を防湿フィルム等の防湿層により被覆しては
ならず、必要であれば断熱材２の表面に雨滴をはじくが
水蒸気は透過させ得る撥水性の防水層を設ければ良い。

【００１８】以上に加え、本実施形態では、区画板６に
よって通気層４を多数の小区画４ａに区画していること
により、通気層４内の内圧が外部に対して過度に高くな
ったり、逆に過度に負圧になることが有効に防止される
ようになっている。

【００１９】すなわち、建物の外壁には外風による風圧
が作用してたとえば図５（ａ）に示すような風圧分布
（図中の数値は平均風圧係数である）を呈するが、通気
層４内を単に通気口５を通して外部と連通状態としてお
く場合には通気層４内における内圧も同様の風圧分布を
呈し、したがって外装パネル３に対して局部的に過大な
内圧（正圧の場合も負圧の場合もあり得る）が生じ、外
装パネル３を躯体１から引き剥がしあるいは躯体１側に
引き寄せるような大きな風圧力が作用することが想定さ
れる。そこで、上記のように区画板６によって通気層４
全体を小区画４ａに区画しておくと、それぞれの小区画
４ａにおいては大きな風圧分布が生じ難くなって自ずと
均圧化され、外装パネル３に過大な風圧力がかかること
を防止することができる。すなわち、外装パネル３の内
外の圧力が均等になるいわゆる等圧効果が得られ、その
ような等圧効果により外装パネル３にかかる風圧力を大
幅に軽減することができるし、通気層４内が負圧になる
ことで雨滴が通気口５から吸い込まれるようなことも防
止することができる。また、外装パネル３に作用する風
圧力が低減されることから、躯体１に対する外装パネル
３の取り付け強度も軽減することができ、そのための取
り付け金物（本実施形態では区画板６がそれを兼用して
いる）の強度やピッチを削減することができる。

【００２０】なお、小区画４ａは最適な等圧効果と十分
な自然換気が得られるように適宜設定すれば良いのであ
って、必ずしも縦横に区画する必要はなく、場合によっ
ては上下方向のみ、あるいは水平方向のみの区画とする
ことでも良いが、同等の風圧領域を小区画４ａとして設
定することが最も効果的である。たとえば、図５（ａ）
に示されるように建物の外周縁部においては風圧分布の
変化が急峻になる（等圧線の間隔が狭くなる）ので、そ
れに対応して図５（ｂ）に示すように建物の外周縁部つ
まり壁面の上部や下部、角部では区画板６の間隔を密に
し、外周縁部での小区画４ａを中央部の小区画４ａより
も小さくすることで、それぞれの小区画４ａ内における
圧力分布が小さくなるように設定すれば良い。

【００２１】また、上記のような等圧効果は、それぞれ
の小区画４ａが外部と連通状態にあって外気がある程度
流通可能であることを条件として、その開口面積を小区
画４ａの面積に対して０．１〜８％程度にすることで得
られるものであり、この最適の開口面積率は、区画され
た通気層と室内の間の気密性および隣接する別の通気層
との間の気密性などによって変化するが、概ねこれらの
気密性が高まれば小さくなり、これらの気密性が低まれ
ば大きくなる傾向を有する。定量的にはそれらのゾーン
（各通気層および室内）の圧力とそれらゾーン間の風量
に関する非線形連立方程式を解くことによって定められ
る。

【００２２】通気口５および区画板６のより具体的な構
成例を図６および図７に示す。図６（ａ）は建物頂部の
立断面図であって、最上部の小区画４ａを（ｃ）に示す
ような区画板６により区画するようにしたものである。
その区画板６は単なる帯状鋼板であって、一方の側縁部
がアングル材７により躯体１に対して固定され、他方の
側縁部にアングル材８を介して上下の外装パネル３を一
括して支持することで、双方の外装パネル３の取り付け
金物として機能すると同時に小区画４ａを形成する機能
を有するものである。

【００２３】アングル材８に対する外装パネル３の固定
は、上側の外装パネル３に形成されている突片９と下側
の外装パネル３に形成されている係止片１０とを重ね合
わせてそれらをアングル材８に対してボルト１１により
締結することで行うようになっている。そして、上側の
外装パネル３の突片９の基部にはアングル材８を避けた
位置に孔１２が設けられることで通気口５が塞がれるこ
となく確保されるようになっている。また、（ａ），
（ｂ）に示すように下側の外装パネル３の上端面には傾
斜面５ｃが形成されているが、上記ボルト１１の取り付
け位置においては傾斜面５ｃが切り欠かれて外部からの
ボルト締めを可能としている。

【００２４】なお、図６（ａ）の下段に示すように、外
装パネル３の連結部において小区画４ａを形成する必要
がなく逆にそこでは上昇気流を確保する必要がある場
合、（ｄ）に示すように上記の区画板６に開口部１２を
設けた形態の取付板１３を用いると良い。そして、この
ような取付板１３を一定ピッチで配置して外装パネル３
を躯体１に対して安定に支持することを基本として、小
区画４ａを形成するべき位置にのみ上記の取付板１３に
代えて区画板６を用いることとすれば、外装パネル３の
取り付けと小区画４ａの形成を同一手法で行うことがで
きるし部材節約を図ることもできて合理的である。

【００２５】図７は左右の小区画４ａを区画するために
上下方向に設けられる上下方向の区画板６を示す。これ
は上記の水平方向の区画板６と同一のもので、アングル
材７を介して躯体１に固定され、左右の外装パネル３に
設けた係止片１５を重ね合わせてアングル材８に対して
ボルト１１により締結するようにしたものである。な
お、左右の小区画４ａを形成する必要のない位置には図
６（ｄ）に示したような開口部１２を設けた取付板１３
を図７（ｃ）に示すように区画板６に代えて用いれば良
く、上記と同様に取付板１３を所定ピッチで取り付ける
ことを基本として小区画４ａを形成するべき位置のみそ
の取付板１３に代えて区画板６を用いれば良い。

【００２６】以上で説明したように、本構造の外壁によ
れば、断熱材２による優れた断熱性能が得られることは
もとより、通気層４の確保により水蒸気の排出が促進さ
れて内部結露の発生が確実に防止され、通気層４を小区
画４ａに区画することによる等圧効果によって通気層４
への雨水の浸入が抑制されるとともに外装パネル３に過
大な風圧力がかかることもなく、通気口５に蛇行路を設
けたことで通気層４への雨水浸入を確実に防止でき、以
上のことから従来の外断熱構法における問題を悉く解決
し得るものである。

【００２７】特に、従来一般の外壁用の外装パネルはそ
れ自体に気密性を持たせることが必要であるため、外装
パネルどうしの連結部には必然的に止水性を確保するた
めのシーリングを施す必要があったが、本構造では外装
パネル３に通気口５を設けて積極的に通気性を持たせる
ものであるので、シーリングが不要であるどころかシー
リングにより通気性を損なってはならないものであり、
したがって本構造の外壁によれば外装パネルに対して高
度のシーリングを必要とする従来一般の外壁に比べてコ
スト削減を図ることができるし、シーリングの点検や補
修に係わる保守コストも削減することができ、さらには
外装パネルの解体や再利用を行う場合にも好都合であ
る。また、従来の外断熱構法では防湿層を設ける必要も
あったが、本構造では逆に防湿層をどこにも設けてはな
らず、したがって防湿層を必要とする従来一般の外断熱
構法に比較すると防湿層を省略できることによるコスト
削減効果も得られる。

【００２８】しかも、本構造においては、外装パネル３
には通気口５が開口しており、その背面側には小区画４
ａに区画された通気層４が確保され、各小区画４ａには
断熱材２が取り付けられているので、断熱材２として吸
音材としても機能し得る繊維系のものを用いることによ
り、各小区画４ａによるレゾナンス（ヘルムホルツ共
鳴）効果により吸音効果が期待できる。

【００２９】なお、本発明の外壁の設計に当たっては、
通気層４内における法線方向および上下方向の水蒸気と
熱の動きをモデル化し、かつ非定常で伝熱と空気流動と
水蒸気流動の三者を連成したモデル化ができる熱・換気
・水蒸気回路モデルとその計算プログラムを適用して、
正確な予測を行い、最適な仕様決定を行うことが好まし
い。

【００３０】また、上記実施形態はタイル系の外装パネ
ル３を対象としたが、金属系の外装パネルの場合にも図
８および図９に示すように外装パネル３に突片５ａおよ
びキャビティ５ｂ、傾斜面５ｃを形成して蛇行路を形成
すれば良い。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明は、躯体の外表面に断熱
材を取り付け、断熱材と外装パネルとの間に通気層を設
け、通気層に通じる通気口を外装パネルに設けた構造の
建物の外壁において、通気層を区画板により多数の小区
画に仕切り、各小区画のそれぞれに通気口を設けた構造
であるから、外断熱構法による優れた断熱効果が得ら
れ、通気層において自ずと生じる自然換気作用により断
熱材の乾燥状態が常に維持されて内部結露を確実に防止
することができ、しかも、外装パネルの内外が等圧にな
る等圧効果によって外装パネルに対して過大な風圧力が
かかったり雨滴が通気層に吸い込まれるようなことがな
く、外装パネルの取付強度を軽減できる。勿論、従来一
般の外壁におけるシーリングや防湿層が一切不要である
のでコスト削減を図ることができる。

【００３２】請求項２の発明は、同等の風圧領域を小区
画として設定したので、より確実な等圧効果が得られて
より効果的である。

【００３３】請求項３の発明は、外装パネルを躯体に対
して取り付けるための取り付け金物と区画板とを兼用す
るようにしたので、外装パネルの取り付けと小区画を形
成するための部材の共通化と節約を図ることができて合
理的である。

【００３４】請求項４の発明は、上下に連なる外装パネ
ルどうしの連結部に横長スリット状の通気口を形成した
ので、通気口が目立ってしまうことを回避できて建物の
外観を損なうこともない。

【００３５】請求項５の発明は、通気口に突片とキャビ
ティと傾斜面とによる蛇行路を形成したから、通気口を
通しての外気の流出入を支障なく行い得るとともに、雨
水の浸入を確実に防止することができる。

【００３６】請求項６の発明は、断熱材として吸音機能
を有する繊維質断熱材を用い、かつ通気口およびその背
後の通気層に共鳴による消音機能をもたせたので、建物
周辺の騒音に対する消音効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である外壁の構造を示す
立断面図である。

【図２】 同、平断面図である。

【図３】 同、通気口を示す拡大立断面図である。

【図４】 同、斜視図である。

【図５】 同、小区画の設定例を示す図である。

【図６】 同、水平方向の区画板の一例を示す図であ
る。

【図７】 同、上下方向の区画板の一例を示す図であ
る。

【図８】 本発明の他の実施形態である外壁の構造を示
す立断面図である。

【図９】 同、平断面図である。

【符号の説明】

１ 躯体 ２ 断熱材 ３ 外装パネル ４ 通気層 ４ａ 小区画 ５ 通気口 ５ａ 突片 ５ｂ キャビティ ５ｃ 傾斜面 ６ 区画板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 正 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 大西 由哲 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 霜田 英麿 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2E001 DB02 FA04 FA09 HA14 HA32 HA33 HB01 LA01 NA07 NB01 NC01 ND12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 躯体の外面側に断熱材を取り付け、該断
   熱材と外装パネルとの間に通気層を設け、該通気層に通
   じる通気口を前記外装パネルに設けた構造の建物の外壁
   において、前記通気層を区画板により多数の小区画に仕
   切り、各小区画のそれぞれに前記通気口を設けたことを
   特徴とする建物の外壁の構造。
2. 【請求項２】 同等の風圧領域を前記小区画として設定
   したことを特徴とする請求項１記載の建物の外壁の構
   造。
3. 【請求項３】 前記区画板は、前記外装パネルを前記躯
   体に対して取り付けるための取り付け金物を兼用するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の建物の外壁の構
   造。
4. 【請求項４】 前記通気口を、上下に連なる外装パネル
   どうしの連結部に横長スリット状に形成したことを特徴
   とする請求項１，２または３記載の建物の外壁の構造。
5. 【請求項５】 前記通気口に、前記外装パネルの表面側
   と裏面側にそれぞれ設けた突片とそれら突片の間のキャ
   ビティと傾斜面とによる蛇行路を形成したことを特徴と
   する請求項１，２，３または４記載の建物の外壁の構
   造。
6. 【請求項６】 前記断熱材として吸音機能を有する繊維
   質断熱材を用い、かつ前記通気口およびその背後の通気
   層に共鳴による消音機能をもたせたことを特徴とする請
   求項１，２，３，４または５記載の建物の外壁の構造。