JP2005185017A

JP2005185017A - 建築物における側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構

Info

Publication number: JP2005185017A
Application number: JP2003423727A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kanda; 憲治神田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP4083110B2

Abstract

【課題】建築物の美感を損うことなく、また、危険な接地のための作業を行う必要のない側壁雷保護機構を提供する。
【解決手段】外壁ユニット１の取付金具３を鉄骨躯体部材６に固定することにより外壁を構成する建築物において、外壁ユニット１の外面側Ｏに、受雷部導電体２を突設すると共に、取付金具３との間を、内部を通した接続用導電体４で接続し、外壁ユニット１の外面側の受雷部導電体２を、接続用導電体４、取付金具３及び鉄骨躯体部材６を介して接地する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築物における側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構に関するものである。

建築物等の避雷設備に関する従来からの規格としてはＪＩＳＡ4201-1992（建築物等の避雷設備）があり、この規格には側壁雷に対する保護が規定されていないが、この規格は2003年7月8日にＩＥＣ61024-1（建築物の雷保護）に準拠する形で改訂され、改訂されたＪＩＳＡ4201-2003には側壁雷に対する保護が規定されている。一方、建築基準法による避雷設備はＪＩＳにより設置されなければならないとされているが、現時点では旧建設省の告示により、上記改訂前のＪＩＳによる設置が認められている。

改定前のＪＩＳでは側壁雷に対する保護が規定されていないため、現状では、６０ｍ（最高の保護レベルでは２０ｍ）を越えるような超高層建築物においても側壁雷に対する保護がないものが多く、側壁部がタイル打込ＰＣ板等のように表面に導電体が露出しない建築物では、側壁雷の雷撃により、側壁部の一部が破壊して落下する等の被害が発生している。

このような側壁雷による被害の発生を防ぐために、将来的に、改訂されたＪＩＳが適用されると、６０ｍを越える建築物には、側壁面を雷撃から保護するために、側壁部に雷撃を受けた場合に雷電流を速やかに大地に流すための保護機構を設ける必要が生じる。

一方、建築物における避雷設備の従来例としては例えば特許文献１〜４に記載されているものがある。特許文献１〜３は、建築物の屋根に、所定の長さに渡って避雷用の導電体を設置する構成の保護機構を開示しており、側壁雷からの保護については言及していない。一方、特許文献４は、側壁部を側壁雷から保護するための機構を開示しており、この保護機構は、建築物の側壁に取り付けられる表層板の側面に、上面を表層板の表面と同一面となるように垂直避雷導体を固定し、この垂直避雷導体と、表層板を外壁に固定するためのアンカーボルトとを接地用導線により電気的に接続して高層建築物の高層部用表層板を製作し、この表層板を高層建築物の高層部の外壁にアンカーボルトにて取り付けると共に、予め建築物の鉄筋あるいは鉄骨に電気的に接続されている接地用導線の端部をアンカーボルトに接続して構成するものである。
特開平５−１６１２３９号公報特開平７−２６４７５９号公報特開平１０−２１９９３８号公報特開２００１−８６６３１号公報

改訂されたＪＩＳに従って側壁雷の保護機構を構成する場合、例えば最高の保護レベルでは、金属体によるメッシュを５ｍピッチ又はグリッドで側壁部に構成しなければならず、単に、側壁部に金属帯等の受雷部導電体を設置するのでは、建築物のファサードの美観に影響を与えることは必至であるので、その美観を損なわない側壁雷保護機構が強く求められている。

また、建築物の側壁部に受雷部導電体を設置する場合には、当然のこととして、それを如何に大地に接地するかが重要な点であり、例えば、側壁雷に対する保護を目的としている上記特許文献４では、上述したとおり、垂直避雷導体を固定している表層板を高層建築物の外壁にアンカーボルトにて取り付けた後に、建築物の鉄筋あるいは鉄骨に電気的に接続されている接地用導線の端部をアンカーボルトに接続する作業が必要となる。このような避雷導体と接地用導線との接続作業は、他の特許文献１〜３も同様である。

従来は、このように側壁部を躯体に固定した作業を行った後に、受雷部導電体を接地する作業が必要であるので、工程が増えると共に高所作業のため危険でもある。
本発明は以上の課題を解決することを目的とするものである。

上述した課題を解決するために、本発明では、まず非金属製外壁ユニットの外面側に、受雷部導電体を設置すると共に、内面側に設けた取付金具との間を、内部を通した接続用導電体で接続した側壁雷保護外壁ユニットを提案する。

上記の側壁雷保護外壁ユニットにおいて、受雷部導電体は線状に構成したり、又は点状に構成することができる。そして後者の構成においては、受雷部導電体は、外壁ユニットの外面側に埋め込んだ雌ねじ部材と、この雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を備えた突出部材とから構成することができる。

また本発明では、上記の側壁雷保護外壁ユニットにおいて、目地部を構成する端縁に沿って受雷部導電体を設置することを提案する。

また本発明では、上記の側壁雷保護外壁ユニットにおいて、連窓又は単窓を構成する外壁ユニットのサッシュを受雷部導電体として、内面側の取付金具と接続用導電体で接続することを提案する。

また本発明では、上記の側壁雷保護外壁ユニットにおいて、線状の受雷部導電体は、連結用導電体片を介してリンク状に連結して一連に長く構成することができることを提案する。

また本発明では、外壁ユニットの取付金具を鉄骨躯体部材に固定することにより外壁を構成する建築物において、外壁ユニットの外面側に、受雷部導電体を設置すると共に、取付金具との間を、内部を通した接続用導電体で接続し、外壁ユニットの外面側の受雷部導電体を、接続用導電体、取付金具及び鉄骨躯体部材を介して接地する構成とした建築物における側壁雷保護機構を提案する。

また本発明では、外壁がコンクリート現場打設方式の鉄筋コンクリート造建築物において、外壁の現場躯体型枠に、受雷部導電体と、この受雷部導電体に接続され、外壁の内面側に至る接続用導電体を固定した状態でコンクリートを打設し、接続用導電体の内面側と、最寄りの柱又は梁を構成する主鉄筋との間に接地用導線を接続して接地する構成とした建築物における側壁雷保護機構を提案する。

また本発明では、上記の側壁雷保護機構において、接続用導電体の内面側にはボルト差し込み部材を設け、このボルト差し込み部材にボルトを差込み、ナットにより接地用導線を接続することを提案する。

本発明では、外壁ユニットの外面側に設置した受雷部導電体は、予め外壁ユニットの取付金具と接続用導電体により接続しているので、外壁ユニットの取付金具を鉄骨躯体部材に固定すると、その時点で鉄骨躯体部材を介しての受雷部導電体の接地が行われるので、外壁ユニットの取付工事とは別に、危険な接地のための作業を行う必要がない。

こうして本発明の外壁ユニットにより側壁部を構成した建築物では、側壁雷の雷撃は、外壁ユニットの外面側に設置している受雷部導電体に生じるので、雷電流を受雷部導電体から接続用導電体、取付金具及び鉄骨躯体部材を経て速やかに大地に流すことができ、従って雷撃による側壁部の破壊を防止することができる。

外壁ユニットの外面側に設置する受雷部導電体は、隣接する外壁ユニットの目地部に沿って配置すれば、版割によるライン以外にラインを生じず、シンプルな壁面とすることができる。このように受雷部導電体は、
予め適切に配置することにより、建築デザイン的にファサードのイメージを損ねることを必要最小限とすることができる。

本発明は、外壁がコンクリート現場打設方式の鉄筋コンクリート造建築物においても、適用できるものであり、この場合にも、必要最小限の作業で接地を行うことができる。

次に本発明の側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構の実施例を添付図面を参照して説明する。
まず図１〜図３は本発明の側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構の実施例を概念的に示したもので、図１は外壁ユニットの斜視図、図２は外壁ユニットを建築物の鉄骨躯体部材に固定して側壁部を構成した状態を示す断面図、図３は外壁ユニットを固定して側壁部を構成した建築物の外観を示す斜視図である。

これらの図に示すように、本発明では、外壁ユニット１は、その外面側ｏに受雷部導電体２を設置すると共に内面側ｉに取付金具３を設け、受雷部導電体２と取付金具３との間を、内部を通した接続用導電体４で接続した構成である。これらの図においては、受雷部導電体２は外壁ユニット１の外面側ｏに突出した状態で設置しているが、外面と同一平面として設置することもできる。

外壁ユニット１は、ＰＣ板等の非金属製のものとし、その表面仕上げはタイル、石貼り等適宜である。また受雷部導電体２は、外壁ユニット１の適所において、縦方向、横方向、両方向のいずれに配置して設置してもよい。そして受雷部導電体２は、例えば上記改訂されたＪＩＳに準じて、銅：３５ｍｍ²以上（６×６）、アルミニウム：７０ｍｍ²（９×９）、鉄：５０ｍｍ²（８×８）とすることができる。但し、（）内は一列であり、扁平型も可能である。そして、外壁ユニット１の外面からの受雷部導電体２の突出長も適宜に設定することができる。更に、取付金具３の形状等も適宜である。

以上の構成において、図２に示すように、外壁ユニット１の取付金具３を建築物５の鉄骨躯体部材６に取り付ける作業を行うことにより、受雷部導電体２と鉄骨躯体部材６との電気的な接続作業が完了し、受雷部導電体２は、接続用導電体４、取付金具３及び鉄骨躯体部材６を介して大地に接地される。尚、隣接する外壁ユニット１間の目地部７は従来からの適宜の方法により目地処理を行うことは勿論である。

こうして図３に示すように建築物５の外壁の外面側ｏに受雷部導電体２をメッシュ状又は平行配列に設置して側壁雷保護機構を構成することができる。

上述したとおり、外壁ユニット１において受雷部導電体２を設置する位置及びその方向は適宜であるが、次に図４〜図７につきそれらの実施例を説明する。
まず図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、鉄骨躯体部材に縦横に取り付けられた多数の外壁ユニット１から成る側壁部を外方から見た説明図であり、（ａ）では建築物の上下に隣接する外壁ユニット１の目地部７側に１条の受雷部導電体２を横方向に設置した例を示している。一方、（ｂ）では、建築物の左右に隣接する外壁ユニット１の目地部７側に２条の受雷部導電体２を縦方向に配置した例を示している。更に（ｃ）では、建築物の上下、左右に隣接する外壁ユニット１の目地部７側の一つ置きに横方向及び縦方向に、夫々１条及び２条の受雷部導電体２を配置した例を示している。

次に図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、建築物の上下又は左右に隣接する外壁ユニット１の目地部７側に１条の受雷部導電体２を横方向に設置した例の要部縦断面図であり、図中下側の外壁ユニット１の上端縁の外面側に受雷部導電体２を設置すると共に、内面側に設けた取付金具３とを接続用導電体４で接続している。夫々は壁面の仕上げが異なっており、（ａ）は塗装仕上げ、（ｂ）はタイル打込み仕上げであり、符号８がタイルを示している。また（ｃ）は石打込み仕上げであり、符号９が石材を示している。また（ａ）〜（ｃ）において、符号１０はシーリング材、１１はバックアップ材、１２はガスケット、１３は耐火材である。

一方、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、建築物の左右又は上下に隣接する外壁ユニット１の目地部７側に２条の受雷部導電体２を縦方向に設置した例の要部横断面図であり、夫々図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応している。これらは、両側の外壁ユニット１の左右端縁の外面側に受雷部導電体２を設置すると共に、内面側に設けた取付金具３とを接続用導電体４で接続している。上述と同様に、夫々は壁面の仕上げが異なっており、図５と同様に、（ａ）は塗装仕上げ、（ｂ）はタイル打込み仕上げであり、符号８がタイルを示している。また（ｃ）は石打込み仕上げであり、符号９が石材を示している。また（ａ）〜（ｃ）において、符号１０はシーリング材、１１はバックアップ材、１２はガスケット、１３は耐火材である。

次に図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は側壁部のコーナー部における受雷部導電体２の設置例を示す横断面図で、（ａ）では、外壁ユニット１はコーナー部を構成する等辺部材として構成しており、この角縁に沿って外面側に１条の受雷部導電体２を縦方向に設置すると共に、内面側の取付金具３とを接続用導電体４で接続している。また（ｂ）は外壁ユニット１を、コーナー部を構成する不等辺部材として構成しており、その他の構成は（ａ）と同様である。更に（ｃ）は、外壁ユニット１を、直交する方向に対向させた隅切り型部材として構成しており、夫々の外壁ユニット１の対向させた端縁に受雷部導電体２を設置して、２条の受雷部導電体２を縦方向に設置している。その他の構成は（ａ）、（ｃ）と同様である。尚、図中符号１４は柱である。

以上の図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においては、受雷部導電体２は外壁ユニット１の外面側ｏに突出した状態で設置しているが、上述と同様に外面と同一平面として設置することもできる。

次に図８は本発明の側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構の他の実施例を示すもので、（ａ）は外方から見た正面図、（ｂ）は縦断面図である。
この実施例では、外壁ユニット１は横連窓１５を構成するもので、この横連窓１５のサッシュ１６を受雷部導電体２として内面側の取付金具３とを接続用導電体４で接続して保護機構を構成している。

この実施例では、受雷部導電体２として横連窓１５のサッシュ１６を利用しているので、建築デザイン的に不要な受雷部導電体２を設置する必要がなく、ファサードのイメージを損ねることが全くない。

尚、この保護機構を適用する外壁ユニット１は図８に示すような横連窓１５を構成するものの他、単窓（図示省略）を構成するものであっても良い。

次に図９、図１０は本発明の側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構の他の実施例を示すもので、図９は外方から見た正面図、図１０は図９のＡ−Ａ断面図である。この実施例では、以上の実施例のように線状の受雷部導電体２を用いたメッシュ法による保護ではなく、点状の受雷部導電体２を用いた回転球体法による保護を図るものである。

即ち、この実施例における外壁ユニット１は、受雷部導電体２は、外壁ユニット１の外面側ｏに埋め込んだ雌ねじ部材１７と、この雌ねじ部材１７に螺合する雄ねじ部１８を備えた突出部材１９とから構成している。そして雌ねじ部材１７は、外壁ユニット１の内面側ｉに設置した取付金具３とを、接続用導電体４で接続している。

この実施例においても、外壁ユニット１の取付金具３を建築物５の鉄骨躯体部材６に取り付ける作業を行うことにより、受雷部導電体２と鉄骨躯体部材（図示省略）との電気的な接続作業が完了し、受雷部導電体２としての突出部材１９は、雌ねじ部材１８、接続用導電体４、取付金具３及び鉄骨躯体部材を介して接地されて、回転球体法による保護機構が構成される。

ここで、線状の受雷部導電体２を用いる場合において、例えば図１１に示すように、一つの外壁ユニット１における線状の受雷部導電体２は、連結用導電体片２０を介してリンク状に連結して一連に長く構成することができる。この場合、リンク状の連結はボルト２１を用いて行うが、貫通穴と雌ねじ部は、便宜的に図中の左右側に異ならせて描いているように、受雷部導電体２側と連結用導電体片２０のいずれの側に構成しても良い。またこの連結部分は外壁ユニット１の外部に形成しても良いし、内部に形成しても良い。

また上述したように図１１では一つの外壁ユニット１における線状の受雷部導電体２を連結用導電体片２０を介してリンク状に連結しているが、隣接した外壁ユニット１の線状の受雷部導電体２を図１１と同様な構成により連結用導電体片２０を介してリンク状に連結することもでき、この作業は、外壁シール工事の際に行うことができる。

以上のように線状の受雷部導電体２を連結用導電体片２０を介してリンク状に連結して一連の長い受雷部導電体２を構成するものでは、外壁ユニット１と受雷部導電体２との熱膨張率の差異による不都合の発生を防止することができる。

次に図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の側壁雷保護機構の他の実施例を示すもので、これは外壁がコンクリート現場打設方式の鉄筋コンクリート造建築物に適用するもので、（ａ）はコンクリートを現場打設した状態、（ｂ）は接地を行う状態を示す横断面図で、（ｃ）は接地用導線を示すものである。

この側壁雷保護機構では、外壁２２の現場躯体型枠２３に、受雷部導電体２と、この受雷部導電体２に接続され、外壁２２の内面側に至る接続用導電体４を固定した状態でコンクリート２４を打設し、接続用導電体４の内面側と、最寄りの柱又は梁を構成する主鉄筋（図示省略）との間に接地用導線２８を接続して接地する構成としたものである。より具体的には、接続用導電体４の内面側には雌ねじ部材等のボルト差し込み部材２５を設け、このボルト差し込み部材２５にボルト２６を差込み、このボルト２６にナット２７により接地用導線２８を接続している。

このように本発明は、外壁がコンクリート現場打設方式の鉄筋コンクリート造建築物においても、適用できるものであり、この場合にも、必要最小限の作業で接地を行うことができる。

本発明は以上のとおり、外壁ユニットの取付金具を鉄骨躯体部材に固定することにより外壁を構成する建築物において、外壁ユニットの外面側に、受雷部導電体を設置して大地に接地することにより、上記改訂されたＪＩＳＡ4201-2003に規定されている側壁雷に対する保護を行うことができ、建築基準法による避雷設備が、この改訂されたＪＩＳにより設置するべきものと将来的に改訂された場合にも適合させることができる。

そして本発明では、外壁ユニットの外面側に設置した受雷部導電体は、予め外壁ユニットの取付金具と接続用導電体により接続しているので、外壁ユニットの取付金具を鉄骨躯体部材に固定すると、その時点で鉄骨躯体部材を介しての受雷部導電体の接地が行われるので、外壁ユニットの取付工事とは別に、危険な接地のための作業を行う必要がない。

また本発明では、外壁ユニットの外面側に突設する受雷部導電体は、隣接する外壁ユニットの目地部に沿って配置すれば、版割によるライン以外にラインを生じず、シンプルな壁面とすることができる。

本発明による外壁ユニットの実施例を概念的に示す斜視図である。図１の外壁ユニットを建築物の鉄骨躯体部材に固定して側壁部を構成した状態を示す断面図である。外壁ユニットを固定して側壁部を構成した建築物の外観を示す斜視図である。鉄骨躯体部材に縦横に取り付けられた多数の外壁ユニット１から成る側壁部を外方から見た説明図である。建築物の上下に隣接する外壁ユニットの目地部側に１条の受雷部導電体を横方向に設置した例の要部縦断面図である。建築物の左右に隣接する外壁ユニットの目地部側に２条の受雷部導電体を縦方向に設置した例の要部横断面図である。側壁部のコーナー部における受雷部導電体２の設置例を示す横断面図である。本発明の側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構の他の実施例を示すもので、（ａ）は外方から見た正面図、（ｂ）は縦断面図である。本発明の側壁雷保護外壁ユニット及び側壁雷保護機構の更に他の実施例を示す外方から見た正面図である。図９のＡ−Ａ線断面図である。線状の受雷部導電体の連結方法を示す説明図である。本発明の側壁雷保護機構の他の実施例を示すもので、（ａ）はコンクリートを現場打設した状態、（ｂ）は接地を行う状態を示す横断面図で、（ｃ）は接地用導線を示すものである。

符号の説明

１外壁ユニット
２受雷部導電体
３取付金具
４接続用導体
５建築物
６鉄骨躯体部材
７目地部
８タイル
９石材
１０シーリング材、
１１バックアップ材
１２ガスケット
１３耐火材
１４柱
１５横連窓
１６サッシュ
１７雌ねじ部材
１８雄ねじ部
１９突出部材
２０連結用導電体片
２１ボルト
２２外壁
２３現場躯体型枠
２４コンクリート
２５ボルト差し込み部材
２６ボルト
２７ナット
２８接地用電線

Claims

非金属製外壁ユニットの外面側に、受雷部導電体を設置すると共に、内面側に設けた取付金具との間を、内部を通した接続用導電体で接続したことを特徴とする側壁雷保護外壁ユニット
受雷部導電体は線状に構成したことを特徴とする請求項１に記載の側壁雷保護外壁ユニット
受雷部導電体は点状に構成したことを特徴とする請求項１に記載の側壁雷保護外壁ユニット
受雷部導電体は、外壁ユニットの外面側に埋め込んだ雌ねじ部材と、この雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を備えた突出部材とから構成したことを特徴とする請求項３に記載の側壁雷保護外壁ユニット
目地部を構成する端縁に沿って受雷部導電体を設置したことを特徴とする請求項１に記載の側壁雷保護外壁ユニット
連窓又は単窓を構成する外壁ユニットのサッシュを受雷部導電体として、内面側の取付金具と接続用導電体で接続したことを特徴とする請求項１に記載の側壁雷保護外壁ユニット
線状の受雷部導電体は、連結用導電体片を介してリンク状に連結して一連に長く構成することができることを特徴とする請求項１に記載の側壁雷保護外壁ユニット
外壁ユニットの取付金具を鉄骨躯体部材に固定することにより外壁を構成する建築物において、外壁ユニットの外面側に、受雷部導電体を設置すると共に、取付金具との間を、内部を通した接続用導電体で接続し、外壁ユニットの外面側の受雷部導電体を、接続用導電体、取付金具及び鉄骨躯体部材を介して接地する構成とした建築物における側壁雷保護機構
外壁がコンクリート現場打設方式の鉄筋コンクリート造建築物において、外壁の現場躯体型枠に、受雷部導電体と、この受雷部導電体に接続され、外壁の内面側に至る接続用導電体を固定した状態でコンクリートを打設し、接続用導電体の内面側と、最寄りの柱又は梁を構成する主鉄筋との間に接地用導線を接続して接地する構成とした建築物における側壁雷保護機構
接続用導電体の内面側にはボルト差し込み部材を設け、このボルト差し込み部材にボルトを差込み、ナットにより接地用導線を接続する構成とした請求項９に記載の建築物における側壁雷保護機構