JP2005299194A - 木造建築物の外壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の木造建築物の外壁構造に比べて耐火性能を向上させることができ、木造建築物を「耐火構造」とすることができる木造建築物の外壁構造を提供する。
【解決手段】 構造部材たる枠組体１０と、この枠組体１０の屋外側に設置される耐火被覆層たる外壁部２０と、この枠組体１０の屋内側に設置される内壁部３０と、から木造建築物の外壁１を構成する。そして、軽量気泡コンクリートパネル２１Ａからなる屋外側の第１被覆層２１と、ケイ酸カルシウム板２２Ａからなる屋内側の第２被覆層２２とを積層して外壁部２０を構成する。このとき、第１被覆層２１の目地２１Ｂと第２被覆層２２の目地２２Ｂとが、互いに重ならないように配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、木造建築物の外壁構造に関し、詳しくは、所定の耐火性能を満足する木造建築物の外壁構造に関する。

従来の木造建築物の外壁１００は、図３に示すように、複数の柱１０２および横架材（図示省略）からなる躯体の間に無機質断熱材１０６が配設され、躯体の外側に下地面板１１６が配設され、下地面板１１６の外側に胴縁１１０を介して可燃性の外壁材１１２が配設される構造となっている。そして、この下地面板１１６には、準不燃材、不燃材または難燃材が用いられていた（特許文献１参照）。なお、図３において、符号１０８は内壁材である。
かかる構造によれば、外壁材１１２が可燃材料であっても下地面板１１６は火炎を貫通しにくく、かつ、熱の伝達も妨げ、柱１０２、横架材（図示省略）を火、熱から保護することができることから、木造建築物の外壁１００をいわゆる「準耐火構造」と同等の耐火性能にすることができる。
なお、図３に示す下地面材１１６として可燃性の材料を使用し、外壁材１１２として準不燃性の材料を使用することにより、木造建築物の外壁１００を「準耐火構造」とすることも、広く一般的に行われている。
特開２００２−３５６９４３号公報（段落［０００８］−［００１４］、図１）

しかしながら、防火地域あるいは準防火地域で建築物を構築する場合において、当該構築物を「準耐火構造」とするときは、建物の規模や用途に一定の制限がかけられている。したがって、前記した従来の外壁構造では、防火地域あるいは準防火地域に、一定の規模以上の木造建築物を建築することができなかった。このため、かかる制限を受けることがない「耐火構造」と同等の耐火性能を有する木造建築物の外壁構造が求められている。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、従来の木造建築物の外壁構造に比べて耐火性能を向上させることができ、木造建築物を「耐火構造」とすることができる木造建築物の外壁構造を提供することを目的とする。

請求項１に係る木造建築物の外壁構造は、木材で構成された構造部材と、前記構造部材の屋外側に設置された耐火被覆層と、からなり、前記耐火被覆層は、複数の軽量気泡コンクリートパネルを突き付け接合してなる第１被覆層と、複数の不燃材料製パネルを突き付け接合してなる第２被覆層とが積層されて構成されるとともに、前記第１被覆層が屋外側となるように設置され、前記軽量気泡コンクリートパネルの突き付け接合部に形成される第１目地と、前記不燃材料製パネルの突き付け接合部に形成される前記第１目地と平行な第２目地とが、互いに重ならないように構成されることを特徴とする。

かかる構成によれば、最も屋外側に、軽量かつ難燃性であり、熱を伝え難い軽量気泡コンクリートパネルが配置されていることから、例えば屋外で火災が発生した場合などにおいて、木材で構成された構造部材に伝達される火災の熱を減少させることができる。

また、軽量気泡コンクリートパネルの突き付け接合部に形成される目地と、不燃材料製パネルの突き付け接合部に形成される目地とは、互いに重ならないように構成されていることから、第１被覆層の目地（第１目地）の背面には、必ず第２被覆層が存在することとなる。そのため、第１被覆層の目地を伝わってくる火災の熱は、必ず第２被覆層によって減衰されることとなり、木材で構成された構造部材を火災の熱から保護することができる。
特に、火災の熱によって軽量気泡コンクリートパネルが収縮し、目地が開いた場合でも、その背面に必ず第２被覆層が存在することによって、火災の炎が構造部材等に直接当たることがない。一般的に、口火としての炎がある場合の木材の着火温度は２６０℃程度であるのに対し、口火がない場合の木材の発火温度は４５０℃程度である。そのため、かかる構造によれば、従来の外壁構造よりも高い温度まで構造部材の燃焼を防止することができる。

なお、「木材」とは、木製の材料のことをいい、木材繊維を加工して形成される木質材料も含む。また、「構造部材」とは、木造在来構法の軸組材（梁、柱、筋交い等）や、木造枠組壁構法の枠組体などの、建築物の荷重および外力を支える主要な部分をいう。また、「木造建築物」とは、柱、梁、桁などの主要構造部材を木材でつくった建築物の総称であり、建築物の構法は、木造在来構法、木造枠組壁構法、ヘビーティンバー構法など、どのような構法でもかまわない。

また、本明細書で使用する「準耐火構造」、「耐火構造」、「耐火性能」の用語の意義は、建築基準法第２条および建築基準法施行令第１０７条に定めるものと同義である。

ここで、前記第１被覆層は、その厚さが３５ｍｍ以上であるのが好適である（請求項２）。第１被覆層の厚さを３５ｍｍ以上にすると、木造建築物の外壁を建築基準法にいう「耐火構造」と同等以上の耐火性能とすることができる。

また、前記不燃材料製パネルは、ケイ酸カルシウム板、スラグせっこう板、パーライト板、せっこうボード、鉄板およびアルミニウム板の中から選択される一の材料で構成されるのが好適である（請求項３）。なお、鉄板およびアルミニウム板以外の不燃材料製パネルは、材料によって多少異なるが、８ｍｍ以上の厚さを備えるのが好ましい。

本発明によれば、いわゆる「耐火構造」と同等以上の耐火性能を有する木造建築物の外壁構造を提供することができる。そして、かかる外壁構造を種々の建築物に適用することにより、木造で構築可能な建築物の規模や用途が大幅に拡大され、木造建築の普及を図ることが可能となる。

発明を実施するための最良の形態（以下、「本実施形態」という。）について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態として、木造枠組壁構法の構造部材たる枠組体に本発明に係る外壁構造を適用した例を用いて説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本実施形態に係る木造建築物の外壁を示した一部切り欠き斜視図である。図２は、本実施形態に係る木造建築物の外壁を示した水平断面図である。

＜木造建築物の外壁の構造＞
本実施形態に係る木造建築物の外壁１は、図１に示すように、主に、構造部材たる枠組体１０と、この枠組体１０の屋外側に設置される耐火被覆層たる外壁部２０と、この枠組体１０の屋内側に設置される内壁部３０と、から構成されている。
外壁１は、木造建築物の基礎部Ｂの上に構築されている。基礎部Ｂは、図１に示すように、下から順に、コンクリート基礎Ｂａと、土台Ｂｂと、根太Ｂｃとが積層されて構成されている。根太Ｂｃと外壁１の枠組体１０との間には、床版Ｂｄが介設されている。

［枠組体１０］
枠組体１０は、建築物の荷重および外力を支える構造部材であり、床版Ｂｄ上に設置された下枠材１１と、この下枠材１１の上に等間隔で立設された複数のたて枠材１２、１２・・・と、この複数のたて枠材１２、１２・・・の上端を結ぶ上枠材１３と、この下枠材１１とたて枠材１２と上枠材１３で構成された骨組の屋内側面と屋外側面にそれぞれ取り付けられた面材１４、１４とから構成されている。

下枠材１１、たて枠材１２および上枠材１３は、いずれも、断面長方形状の長尺な木製部材であり、釘またはねじ等で互いに止め付けられている。たて枠材１２は、４５５ｍｍ以下の水平間隔で等間隔に立設されている。たて枠材１２、１２の間には、グラスファイバーあるいはロックウールなどからなる断熱材Ｇが充填されている。

面材１４は、例えば構造用合板からなり、下枠材１１とたて枠材１２と上枠材１３で構成された骨組に釘打ち固定されている。このように、下枠材１１と、たて枠材１２と、上枠材１３と、面材１４とが一体化されることにより、構造部材としての性能を発揮することとなる。

［外壁部２０］
耐火被覆層たる外壁部２０は、枠組体１０の屋外側に設置され、屋外で発生した火災などの炎から構造部材たる枠組体１０を保護する役割を果たすものであり、屋外側の第１被覆層２１と屋内側の第２被覆層２２とから構成されている。
なお、枠組体１０と外壁部２０との間には、防水シートＳと胴縁Ｄ、Ｄ・・・とが介在している。防水シートＳは、外壁部２０の隙間から染み込んだ雨水などから枠組体１０を保護するものであり、枠組体１０の屋外側の面材１４の表面に接着剤などにより貼り付けられている。また、胴縁Ｄは、枠組体１０と外壁部２０との間に適当な隙間を設け、外壁１内の換気を確保し、湿気による腐食を防ぐものである。また、外壁部２０の下端には、水切り金物Ｍが設置されており、外壁部２０を伝って基礎部Ｂ内に雨水が浸入することを防止している。

第１被覆層２１は、複数の軽量気泡コンクリートパネル２１Ａ、２１Ａ・・・を突き付け接合して構成されている。軽量気泡コンクリートパネル２１Ａは、平面視長方形状の板状部材であり、その厚さは３５ｍｍに構成されている。軽量気泡コンクリートパネル２１Ａは、構成材料である不燃材料のコンクリート中に無数の気泡を含有しており、火災の熱が伝達され難くなっている。軽量気泡コンクリートパネル２１Ａ同士の端面を突き付け接合した部分（突き付け接合部）には、第１目地たる目地２１Ｂが形成される。なお、目地２１Ｂは、図１に示すように、垂直目地２１Ｂｖと水平目地２１Ｂｈの２方向に形成される。

第２被覆層２２は、複数のケイ酸カルシウム板２２Ａ、２２Ａ・・・を突き付け接合して構成されている。ケイ酸カルシウム板２２Ａは、平面視長方形状の板状部材であり、その厚さは８ｍｍに構成されている。ケイ酸カルシウム板２２Ａは、不燃材料であるケイ酸カルシウムで構成されており、第１被覆層２１を伝ってきた火災の熱が枠組体１０に伝わるのを防止する。ケイ酸カルシウム板２２Ａ同士の端面を突き付け接合した部分（突き付け接合部）には、第２目地たる目地２２Ｂが形成される。なお、目地２２Ｂは、図１に示すように、垂直目地２２Ｂｖと水平目地２２Ｂｈの２方向に形成される。

ここで、第１被覆層２１の垂直目地２１Ｂｖと、第２被覆層２２の垂直目地２２Ｂｖとは、互いに重ならないように配置されている。また、第１被覆層２１の水平目地２１Ｂｈと第２被覆層２２の水平目地２２Ｂｈについても、同様に、互いに重ならないように配置されている。このように、第１被覆層の目地２１Ｂと、これに平行な第２被覆層の目地２２Ｂとが互いに重ならないように配置されることにより、火災の熱および炎が効果的に遮断され、外壁１の耐火性能の向上が図られる。かかる作用については図２を用いて後に詳しく説明する。

なお、本発明者らは、軽量気泡コンクリートパネル２１Ａの厚さを３５ｍｍとし、ケイ酸カルシウム板２２Ａの厚さを８ｍｍとし、互いの目地２１Ｂ、２２Ｂが重ならないように配置することにより、本実施形態に係る外壁１が、建築基準法にいう「耐火構造」としての性能を満足することを実験により確認している。また、本実施形態において、軽量気泡コンクリートパネル２１Ａおよびケイ酸カルシウム板２２Ａは、ドリリングタッピンねじ、釘、ステープル等によって枠組体１０に固定されている。

［内壁部３０］
内壁部３０は、枠組体１０の屋内側に設置され、屋内で発生した火災などの炎から構造部材たる枠組体１０を保護する役割を果たすものであり、枠組体１０側から順に、第１せっこうボード層３１と、アルミニウムシート層３２と、第２せっこうボード層３３とが積層されて構成されている。

本実施形態では、第１せっこうボード層３１は、厚さ１５ｍｍの強化せっこうボードを同一面内で突き付け接合して構成されている。また、アルミニウムシート層３２は、厚さ０．０５ｍｍのアルミニウムシートを第１せっこうボード層３１の屋内側表面に隙間なく張り付けて構成されている。また、第２せっこうボード層３３は、厚さ２１ｍｍの強化せっこうボードを同一面内で突き付け接合して構成されている。

屋内での火災発生時には、まず、第２せっこうボード層３３の強化せっこうボード内の水分が火災の熱によって水蒸気化されることにより、火災の熱を消費して熱の伝達を遅らせる。また、アルミニウムシート層３２によって、火災の輻射熱を反射することにより、内部の温度上昇を遅らせる。そして、これらを越えて伝わってきた熱を、第１せっこうボード層３１が消費することにより、枠組体１０に熱が伝わることを、さらに遅らせることができる。したがって、かかる内壁部３０の構造によれば、屋内側からの熱に対しても耐火構造とすることができる。

なお、第１せっこうボード層３１は、ドリリングタッピンねじ、釘、ステープル等によって枠組体１０に固定されている。また、アルミニウムシート層３２は、第１せっこうボード層３１の屋内側表面に接着剤などを用いて貼り付けられている。また、第２せっこうボード層３３は、ドリリングタッピンねじ、釘、ステープル等によって、第１せっこうボード層３１およびアルミニウムシート層３２を貫通して、枠組体１０に固定されている。

＜作用＞
図２に示すように、軽量気泡コンクリートパネル２１Ａの垂直方向の端面の突き付け接合部に形成される垂直目地２１Ｂｖと、ケイ酸カルシウム板２２Ａの垂直方向の端面の突き付け接合部に形成される垂直目地２２Ｂｖとは、互いに重ならないように割り付けられている。換言すれば、軽量気泡コンクリートパネル２１Ａにおける垂直目地２１Ｂｖの屋内側には、図２（ｂ）に示すように、ケイ酸カルシウム板２２Ａの表面Ｐ（垂直目地２２Ｂｖではない部分）が必ず存在するようになっている。そのため、軽量気泡コンクリートパネル２１Ａの垂直目地２１Ｂｖを伝ってきた火災の熱は、必ずケイ酸カルシウム板２２Ａによって遮られることとなる。

また、火災の熱によって軽量気泡コンクリートパネル２１Ａが収縮し、垂直目地２１Ｂｖが開いてしまった場合でも、垂直目地２１Ｂｖの屋内側には、ケイ酸カルシウム板２２Ａの表面Ｐが必ず存在することから、火災の炎が枠組体１０に直接当たることがない。そのため、枠組体１０は、口火がない場合の木材の発火温度である４５０℃程度まで発火することがなくなり、外壁１の耐火性能を向上させることができる。水平目地２１Ｂｈ、２２Ｂｈについても同様である。

以上、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、第２被覆層として、ケイ酸カルシウム板２２Ａを使用したが、これと同等の性能を有する他の不燃材料製のパネル、例えば、スラグ石膏板、パーライト板、石膏ボード、鉄板あるいはアルミニウム板等を用いてもよい。

また、本実施形態では、木造枠組壁構法の構造部材である枠組体１０の屋外側に耐火被覆層たる外壁部２０を取り付けたが、他の構造部材、例えば木造在来構法の外壁を構成する梁柱の屋外側に外壁部２０を取り付けてもよい。

また、本実施形態では、内壁部３０を、第１せっこうボード層３１と、アルミニウムシート層３２と、第２せっこうボード層３３とから構成したが、かかる構成に限られるものではなく、例えば、第１せっこうボード層３１を省略して、アルミニウムシート層３２と、第２せっこうボード層３３の２層構造に構成してもよい。

本実施形態に係る木造建築物の外壁を示した一部切り欠き斜視図である。 図２（ａ）は本実施形態に係る木造建築物の外壁を示した水平断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部を拡大して示した図である。 従来の木造建築物の外壁を示した水平断面図である。

符号の説明

１ 外壁
１０ 枠組体（構造部材）
１１ 下枠材
１２ たて枠材
１３ 上枠材
１４ 面材
２０ 外壁部（耐火被覆層）
２１Ａ 軽量気泡コンクリートパネル
２１Ｂ 目地
２１Ｂｖ 垂直目地
２１Ｂｈ 水平目地
２２Ａ ケイ酸カルシウム板
２２Ｂ 目地
２２Ｂｖ 垂直目地
２２Ｂｈ 水平目地
３０ 内壁部
３１ 第１せっこうボード層
３２ アルミニウムシート層
３３ 第２せっこうボード層

Claims (3)

1. 木材で構成された構造部材と、
   前記構造部材の屋外側に設置された耐火被覆層と、からなり、
   前記耐火被覆層は、
   複数の軽量気泡コンクリートパネルを突き付け接合してなる第１被覆層と、
   複数の不燃材料製パネルを突き付け接合してなる第２被覆層とが積層されて構成されるとともに、前記第１被覆層が屋外側となるように設置され、
   前記軽量気泡コンクリートパネルの突き付け接合部に形成される第１目地と、前記不燃材料製パネルの突き付け接合部に形成される前記第１目地と平行な第２目地とが、互いに重ならないように構成されることを特徴とする木造建築物の外壁構造。
2. 前記第１被覆層は、その厚さが３５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の木造建築物の外壁構造。
3. 前記不燃材料製パネルは、ケイ酸カルシウム板、スラグ石膏板、パーライト板、石膏ボード、鉄板およびアルミニウム板の中から選択される一の材料で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木造建築物の外壁構造。

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