JP2008038564A - 木造外張り断熱の外壁構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 木造建物の外張り断熱工法に於て、断熱層及び通気層を備えた通気性断熱複合パネルを用いて、断熱被覆及び通気層形成を合理化し、外張り工法の作業性を向上する。

【解決手段】 発泡プラスチック系断熱材の断熱層1Bの層着面1Sに、通気用の条溝Gと層着用の肉厚部1Cとを交互に、縦方向に配置し、該層着面1Sに成形薄剛板の外装下地材1Aを層着一体化して通気性断熱複合パネル1とし、該パネル1の下端を、土台14Cに固定したパネル受金具7によって支承し、各条溝G群内への空気流入可能に保持すると共に、パネル1を木造躯体WFに外壁として固定し、外壁の下端から上端へ、ドラフト上昇空気流aを、パネル1内の縦条溝Gを介して貫流させる。

【選択図】 図1

Description

本発明は、木造建築物を断熱複合パネルで外張りした、外断熱の外壁構造に関するものであって、より詳しくは、通気用縦条溝群を備えた断熱層に、成形薄剛板を層着一体化した密着型の通気性断熱複合パネルを、受金具を採用して木造の躯体外面に外張りした、通気性外壁構造に関するものであり、木造建築の技術分野に属するものである。
木造建築物に断熱材を外張りして外断熱建物とすることは、従来より常用されている。
従来例1として挙げる図8は、外張り木造建物であって、非特許文献1に示すものであり、柱、間柱などの外壁躯体に構造用面材を介して断熱材を張着し、更に、断熱材の外側に、上下方向の通気胴縁を配置し、胴縁上から断熱材を貫通する固定釘によって通気胴縁を躯体に固定し、該通気胴縁上に外装下地材を固定釘で張設して、断熱材によって木造建物を外断熱被覆すると共に、断熱材外面の通気胴縁間に形成した断熱材と外装下地材間の間隔を通気層とし、空気流を外壁下端の腰水切金具から流入上昇させて、外壁上端から軒天井換気口を介して外方に流出させるものである。
また、従来例2として挙げる図9は、特許文献1に開示された木造建物の外張り断熱工法であって、鋼板製の基材とクラフト紙の被覆材とを、中間層の合成樹脂の発泡凝固接着力で一体化層着した断熱パネルを、柱、間柱に固定具で張着する密着型の断熱パネルを採用した外張り外壁構造である。
また、従来例3として挙げる図10は、特許文献2に開示されたものであり、本願発明者が開発し、本願出願人が鉄筋コンクリートの外断熱建物の構築に実施している密着型の通気性断熱複合パネルであって、図10(A)に示す如く、通気用の条溝群を内面に備えた、板厚25mm の押出成形セメント板を、板厚75mm の板状断熱材と層着一体化したものであり、セメント板幅が490mm で、断熱材幅が500mm で、セメント板は、一側端縁が小段差(10mm)突出し、他側端縁が大段差(20mm)入り込んでおり、条溝は、深さ13mm 、幅30mm のものである。
また、従来例3の図10(B)は、図10(A)に示した通気性断熱複合パネルの変形例であって、条溝の通気機能を改善したものである。
即ち、断熱材のセメント板と層着する面上にも、セメント板の条溝と同幅で、深さ10mm の断熱材条溝を対向配置しておき、セメント板条溝と断熱材条溝とを整合して、セメント板と断熱材とを層着し、層着一体化した複合パネルの内部の通気用条溝の深さを、セメント板条溝深さ13mm +断熱材条溝深さ10mm の23mm深さとし、図10(A)の複合パネルと同一厚さの複合パネルでありながら、セメント板厚を増大することなく、通気用条溝の深さを増大し、空気の条溝内貫流機能を向上させたものである。
財団法人、建築環境・省エネルギー機構、平成14年6月1日発行「住宅の省エネルギー基準の解説」第1版、199〜206頁、「6.4外張断熱工法」 特開平11−159032号公報 実用新案登録第3084180号公報(平成14年3月8日発行)
〔従来例1(図8)の課題〕
非特許文献1に開示された外張断熱壁工法にあっては、図8に示す如く、通気層の形成は、通気胴縁を断熱材上に配置して、通気胴縁固定釘により断熱材、及び構造用面材を貫通して柱に固定し、外装下地材(面材)を通気胴縁に、外装下地材固定釘によって固定するため、所望機能を備えた通気構造の構築は、工数が多く、煩雑な作業である。
しかも、長期耐用中に、釘がクリープ変形し、外装下地材が垂れ下りを生じ、外壁仕上材にひび割れ、剥離を生じ、外壁の損傷を生じる。
また、タイル等の、自重の大な外装仕上材を外装下地材上に配置する場合は、外装下地材の垂れ下りを防止するために、断熱材と同厚の横桟を適宜間隔で断熱材内に配置するか、或いは、断熱材厚+通気層厚の通気胴縁を採用して、通気胴縁を柱に釘固定する必要があり、断熱材中への、横桟の配置、或いは通気胴縁の配置、及び、固定作業は熟練を要し、工数が多く、外張り断熱壁の施工性が悪い。
しかも、プラスチック系断熱材は、紫外線の影響で表面が劣化剥離するため、断熱材の表面を透湿防水シート等で被覆して、紫外線劣化を抑制することも必要である。
〔従来例2(図9)の課題〕
従来例2の外張り断熱工法は、図9に示す如く、鋼製の基材とクラフト紙等の被覆材とを、合成樹脂の発泡断熱層の凝固接着力で一体化層着した工場生産品の断熱パネルを、木造躯体に外張りするため、断熱層の外張りのみは合理的に施工出来るが、被覆材の外側には、外装下地材、及び/又は、外装仕上材の張着が必須であり、断熱パネルの外側に通気層を形成する場合は、パネルの外側への外装下地材、及び/又は、外装仕上材の配置は、従来例1同様の、胴縁を介在した施工となり、従来例2も、通気性外張り断熱外壁の施工は、工数が多く、作業性が悪い。
〔従来例3(図10)の課題〕
従来例3の通気性複合パネルは、本願発明者が、鉄筋コンクリート外断熱建物の構築に、外壁の捨型枠として採用するために開発したものであって、外装下地材の押出成形セメント板は、セメント、硅酸質原料、繊維系原料を主原料とし、通気用条溝を一面に備えた板状に、押出成形してオートクレーブ養生したものであって、断熱材と一体化層着した複合パネルは、乾式密着型の複合パネルでありながら、パネル内面に条溝群による通気層を備えたものである。
従って、従来例3の、図10(A)に示すパネルは、コンクリート外壁の捨型枠としての十分な強度を備えてはいるが、セメント板は、通気機能発揮に必要な深さ13mm の条溝群を備えているため、セメント板厚が25mmとなり、しかも、製造過程で反りが発生し易く、断熱材との一体化層着時のプレス加工時でのひび割れを避けるために、セメント板幅は広幅に形成出来なくて、490mm 幅で実施している。
また、コンクリート捨型枠としての必要剛性を備えたセメント板は、比重が1.8〜2.0であるため、セメント板自体が35kg/mとなって重く、標準サイズの複合パネルは、セメント板が、高さ2840mm 、幅490mm であって、重量約1kgで75mm 厚の平板状断熱材と層着したパネルは、重量が約50kgとなる。
そのため、該パネルは、重くて取扱い難く、その上、小幅であるため、外壁への、パネル相互の接続張着の作業性も悪い。
しかも、通気用条溝がセメント板に存在すること、パネルの上下接続はセメント板の上下端辺間に目地間隔を設けることが必須であること、により、パネル相互の上下接続部での条溝群による通気構造確保は、本願発明者が開発した特別な通気バッカーを採用する必要がある。
また、図10(B)に示すパネルは、図10(A)のパネルの変形例として提案したものであって、パネル内の条溝を深くして通気機能の増大を図ったものであり、セメント板厚を25mmのままで、75mmの断熱材に断熱欠損を生ずる10mm 深さの条溝を付設し、条溝深さを、セメント板側13mm+断熱材側10mmの、合計23mmとしたものであるが、セメント板と断熱板との層着時の、型成形のセメント板側条溝と、切欠加工した断熱板側条溝との整合形態での一体化層着作業は、煩雑、且つ心労の伴う精緻な作業となる。
従って、図10(B)に提示したパネルは、図10(A)のパネルの条溝深さ(13mm)より深く(23mm)出来て、通気機能の若干の向上が得られるものの、断熱材(75mm厚)が10mm厚の条溝のための断熱欠損を生じて、外断熱機能が低下すること、及び層着作業性が悪いことより、実施効果が期待出来ないため、従来例3のパネルは、図10(A)のタイプで実施している。
本発明は、これら従来例の問題点を解決、又は改善して木造建物での新規な外張り工法を提供するものであり、木造外張り用に開発した軽量、且つ、広幅の新規な通気性外断熱複合パネルを採用して、従来の木造外張り断熱工法より遥かに構築容易、且つ高機能な外張り外壁構造を提供するものである。
本発明は、例えば、図1に示す如く、通気性断熱複合パネルを木造建物の外壁に外張りした木造外張り断熱の外壁構造であって、複合パネル1は、発泡プラスチック系断熱材の断熱層1Bの層着面1Sに、通気用条溝Gと、層着用の肉厚部1Cとを、縦方向に、交互に、且つ、両側が肉厚部1Cとなるように配置し、成形薄剛板の外装下地材1Aを断熱層1Bの層着面1Sに一体化層着したものであり、複合パネル1の下端を、土台14Cに固定したパネル受金具7で支承して、条溝G群への空気流入可能に保持すると共に、複合パネル1を木造躯体WFに外壁として固定し、複合パネル1の下端から条溝G群内を上昇する空気流aを、複合パネル1の上端から軒天換気口21を介して放出可能としたものである。
この場合、発泡プラスチック系断熱材の板状断熱層1Bは、成形薄剛板の外装下地材1Aに一体化層着出来る保形性を備えた板状材で良く、押出法ポリスチレンフォーム、ビーズ法ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム等の、JISA9511の発泡プラスチック系断熱材が良く、典型的には、厚さ75mm の、JISA9511の押出法ポリスチレンフォーム板である。
また、通気用条溝G群は、最低限のドラフト空気流aの貫流を保証し、且つ、断熱欠損を最小限に保つ深さにカッターで切欠すれば良く、典型的には、各条溝は、深さ15mm、幅45mmであり、条溝Gの幅と、肉厚部1Cの幅とは等幅である。
また、成形薄剛板の外装下地材1Aは、外壁の外装下地材としての強度、耐衝撃性、寸法安定性を備えた最小限の薄剛板(セメント板)であれば良く、板厚15mm以下であって;図7(B)に示す、酸化マグネシウムと硅砂とを主成分とし、両面にガラス繊維不織布(Gc)を埋設した、軽量(10kg/m)、高強度(100kgf/cm)で12mm厚のマグネシウムセメント板1A−1や;図7(C)に示す、硅砂、消石灰、パルプを水に分散させて紙を漉く要領で層状に成形し、オートクレーブ養生によって発生するカルシウムと化合して生ずる硅酸カルシウムの基材にバーミキュライト(Va)を加えた、軽量(13.2kg/m)、高強度(100kgf/cm)で12mm厚のケイ酸カルシウム板1A―2や;図7(D)に示す、火山礫(Ka)とフライアッシュとを原料とし、ガラス繊維を補強材に用いてフェノール樹脂で固めた、軽量(12.4kg/m)、高強度(100kgf/cm)で、13mm厚のフェノール樹脂板1A―3が好ましい。
また、複合パネル1の下端での条溝Gへの空気流入は、複合パネル1を支承するパネル受金具7の条溝Gとの対応位置に空気孔を配置しても、図3(A)の如く、複合パネル1内に条溝G群と連通する横断条溝G´を形成しておき、条溝G群に対してポート機能を奏する横断条溝G´に、パネル受金具7、或いはパネルセメント板に配置した空気孔によって空気流入可能としても良い。
従って、内部に条溝G群による通気層を備えた通気性断熱複合パネル1を、下端ではパネル受金具7によって支承し、適所を長ねじ4Aで躯体WFの柱に固定するか、複合パネル1の断熱層1B面を躯体WFに張設した構造用面材13に接着固定するだけで、木造建物の外壁を通気性外断熱に施工出来、従来例1の慣用されている木造外張り断熱工法より、遥かに簡便、且つ、作業性良く、木造外張り通気性断熱の外壁が得られる。
また、複合パネル1は工場生産の均質製品であるため、及び、複合パネル1の木造躯体への張着作業は、製品にバラツキの生じない単純作業であるため、複合パネル1を張着した木造外張り外壁構造は、品質に信頼性のある通気性外張り断熱構造となる。
また、セメント板(外装下地材)1Aは、薄板で軽量化出来たため、従来例3の複合パネルより、単位面積当りが遥かに軽量となり、広幅(標準:900mm)パネルとしても取扱いが容易であり、パネルの張着の枚数の減少と相俟って、施工期間の短縮化も可能となる。
また、通気用の条溝G群は、断熱層1Bのみに配置したため、複合パネル1の層着前に、カッター自体の寸法調整によって、条溝の幅、深さが自在に設定出来、条溝G群に対する所望のバイパス条溝、横断条溝等の付設も自在となる。
そして、セメント板1Aは、単なる薄剛板の選択だけとなるため、各種の軽量薄剛板の採用が可能となって、機能面、用途面、デザイン面から複合パネルが自在に形成出来る。
しかも、複合パネル1内の通気用の条溝G群は断熱層1B側のみに形成してあるため、図4(B)の如く、上下パネルの接続部にあっては、上下パネル1の断熱層1B相互を衝合当接するだけで、上下の各条溝G群が接続形態となり、また、図1に示す如く、パネル上端でのドラフト上昇空気流aの放出も、セメント板1Aから突出させた断熱層1Bの露出面での条溝G群からの放出となり、ドラフト上昇空気流aの流通経路の確保が容易となる。
また、本発明にあっては、図3に示す如く、パネル受金具7は、アングル形態であって、水平片7Fが空気孔H7を備え、且つ先端下面に水切片7Gを備えたものであり、プラスチック製座板8を介在して、垂直片7Wを固定ボルト7Bで土台14Cに固定するのが好ましい。
この場合、パネル受金具7は、典型的には、7mm厚のJISG3192の不等辺山形鋼である。
また、空気孔H7はパネル1の条溝G群への空気流入を保証すれば良い。
また、パネル受金具7の水平片7Fは先端上面が雨水流下用の曲面7Rを備え、且つ、外装下地材1Aの表面に付設する外装仕上材2より突出させれば、シーリング12の充填に有利であり、安定感を現出する。
従って、土台14Cに強固に固定されたパネル受金具7は、複合パネル1の強固な支承を保証し、且つ、複合パネル1の下端からの条溝G群へのドラフト上昇空気流aの導入を保証して、外壁の断熱機能、及び通気機能を保証する。
そして、パネル受金具7をプラスチック製座板8を介して土台14Cに固定したことにより、パネル受金具7から躯体WFへの熱橋も抑制出来る。
また、本発明にあっては、図3に示す如く、パネル受金具7に載置した複合パネル1は、条溝G群の下端を連通する横断条溝G´を備え、パネル受金具7の水平片7Fに配置した空気孔H7が横断条溝G´に連通しているのが好ましい。
この場合、横断条溝G´は、複合パネル1の形成の際の断熱層1Bへのカッター(図示せず)での縦条鋼G群の切欠形成時に、同時にカッターで切欠形成すれば良く、横断条溝G´の深さ及び幅は条溝Gと同一寸法で形成すれば良い。
従って、図3(A)に示す如く、パネル受金具7の水平片7Fによって下端が支承された複合パネル1は、縦方向の条溝G群の下端に、断熱層1Bの全幅を貫通する横断条溝G´が、各条溝Gに対するポート機能を奏するため、横断条溝G´へ空気流aを流入させるための、パネル受金具7の空気孔H7は、横断条溝G´へ適宜位置で、且つ、丸孔、長孔等、自在の孔形態で連通すれば良く、パネル受金具7の水平片7Fへの空気孔H7の穿孔配置は、水平片7Fの強度低下を抑制して配置出来、穿孔作業も容易となる。
また、複合パネル1は、図1に示す如く、木造躯体WFの柱14A,14Bの外面に構造用面材13を張設し、構造用面材13の外面に複合パネル1を一体化張設するのが好ましい。
この場合、構造用面材13の張設は、慣用技法によって、従来例1(図8)同様に実施すれば良い。
そして、本発明の複合パネル1の木造躯体WFへの張設は、従来例1の如き、通気胴縁+横桟の配置が不要となったため、単に構造用面材13に一体化すれば良い。
従って、複合パネル1の木造躯体WFへの張設は、下端でのパネル受金具7での支承と、パネル内側面の断熱層1Bでの構造用面材13への接着一体化で可能となり、柱14Aや間柱14Bの配置位置での制約を受けずに、パネル1の外壁Wへの割付けが出来るため、複合パネル1の張設は、作業性良く実施出来る。
また、本発明の外壁構造にあって、複合パネル1の上下接続は、図4(B)に示す如く、下方複合パネル1の上端での、断熱層1Bのセメント板1Aに対する大段差d3突出と、上方複合パネル1の下端での、断熱層1Bのセメント板1Aに対する小段差d2入り込みとで、断熱層1B相互を衝合当接し、下方のセメント板上端辺euと、上方のセメント板下端辺edとの目地間隔d2には、平板状バックアップ材12Bを断熱層1Bの前面に当接延展し、バックアップ材12Bの前面をシーリング12で充填して横目地dxとするのが好ましい。
この場合、例えば1階パネルと2階パネルとの上下接合にあっては、1階パネルの上端は、図6(A)に示す如く、断熱層1Bをセメント板1Aよりd3(標準:40mm)突出させておき、2階パネルの下端は、図6(B)に示す如く、断熱層1Bをセメント板1Aよりd2(標準:20mm)入り込ませておけば、図4(B)に示す如く、下方パネルのセメント板上端辺euと上方パネルのセメント板下端辺edとに間隔d2(標準:20mm)の横目地dx間隔が形成出来る。
そして、図4(B)に示す如く、上下パネルの断熱層の水平当接界面hfはセメント板1A内面で保護されて、空気流入による断熱機能低下は抑制出来、且つ、条溝G群が断熱層1B側にのみ配置されているため、上下パネルの断熱層1B相互の衝合当接で、各上下パネルの条溝G群は連通形態となり、断熱層1Bの横目地dx間隔での条溝G群の露出部を閉止するだけで、上下パネルの条溝G群の空気連通が保証出来るものとなる。
従って、上下セメント板の間隔d2(目地間隔)を、慣用の、平板状バックアップ材12Bを介したシール充填だけで、パネル上下接続部の通気構造確保が可能となり、従来のセメント板に条溝を備えた複合パネル(図10)相互の、目地間隔での上下セメント板間の上下接続より、遥かに簡便、且つ確実に、通気構造確保が可能となる。
また、本発明にあっては、図2(B)に示す如く、複合パネル1の左右接続は、小段差d1突出した断熱層1Bと、小段差d1入り込んだ断熱層1Bとの衝合当接により、左右複合パネル1相互を相欠け接続するのが好ましい。
この場合、複合パネル1の製作時に、図7(A)の如く、同一幅の断熱層1Bとセメント板1Aとを、小段差d1ずらして層着すれば良く、標準パネル1にあっては、断熱層幅BWは900mm、セメント板幅AWは900mm、小段差d1は10mmである。
従って、複合パネル1相互の並列接続が相欠け接続であるため、各パネル1相互の衝合当接作業が容易であると共に、断熱層1B相互の衝合垂直当接界面Vfが、セメント板1Aで保護されて、空気流入による断熱機能低下が抑制出来る。
尚、図1の如く、構造用面材13上に複合パネル1を張設する場合には、構造用面材13相互の接続部J13と、複合パネル1相互の垂直当接界面Vfとを、重ならないように配置するのが、外壁の気密性向上に有利である。
また、本発明にあっては、図5に示す如く、窓10の下側の複合パネル1は、断熱層1Bの上端部に、条溝G群を連通する横断条溝G´を配置し、窓10の上側の複合パネル1は、断熱層1Bの下端部に、条溝G群を連通する横断条溝G´を配置し、窓下側の複合パネル1内を上昇する空気流aを、窓堅枠10Cの外方を迂回して窓上側の複合パネル1内の条溝G群に流入させるのが好ましい。
この場合、窓10の上下の各横断条溝G´を、図5(B)に示す如く、窓堅枠10Cの外方の縦条溝Gに連通させておけば良い。
従って、窓10の、下側パネルの横断条溝G´も、上側パネルの横断条溝G´も、各条溝G群へのポート機能を奏するため、窓下枠10B及び窓上枠10Aで断絶された上下の複合パネル内条溝G群は、全て下方からの上昇空気流aが貫流可能となり、外壁の全面が通気性外断熱となる。
また、複合パネル1は、断熱層1Bの肉厚部1Cが層着面1S上の面積の実質上50%を占め、外装下地材1Aは、厚さT2が12〜13mm で、比重が0.8〜1.1で、曲げ強度が100〜120kgf/cmであるのが好ましい。
この場合、厚さT2が12〜13mm で、比重が0.8〜1.1で、曲げ強度が100〜120kgf/cmの外装下地材としては、典型的には、図7(B)に示す、マグネシウムセメント板1A−1、図7(C)に示す、ケイ酸カルシウム板1A−2、図7(D)に示す、フェノール樹脂板1A−3である。
そして、肉厚部1Cが層着面1Sの実質上50%の面積を占めておれば、十分な接着力を保つ一体化層着構造となり、断熱層1Bの両側に肉厚部1Cが存在するため、複合パネルの取扱い過程での層剥離を生ずることもない。
また、断熱層1Bの層着面1Sの面積の実施上50%を層着用の肉厚部1Cとすることにより、断熱層1Bからの水蒸気(湿気)を放出し、且つ、外装下地材1Aの過加熱を冷却するための通気用条溝Gも、断熱層1Bの層着面1Sの1/2の面積を占めることとなり、条溝G群の配置を、図7(A)の如く、適正分散配置すれば、外壁として張着したパネル面の全面に均斉な通気効果の期待出来る複合パネルとなる。
従って、外装下地材(セメント板)1Aは、1m当り重量が9〜15kgのものとなって、従来例3(図10)の押出成形セメント板(35.0kg/m)の半分以下の重量となるため、本発明に用いる複合パネル1は、セメント板1Aを、従来の複合パネルのセメント板幅(490mm )より、遥かに広幅(900mm )としても、尚、従来の複合パネルよりも軽いものとなり、複合パネルの、施工現場での取扱いが容易となって、作業性が向上する。
そして、100〜120kgf/cmの強度を備えておれば、パネルの構造材としての強度が十分であり、外装下地材として十分な強度を発揮する。
また、複合パネル1は、図7(A)に示す如く、断熱層1Bの厚さT3が75mm であり、条溝Gの深さGdが12〜20mm であり、条溝幅a1が45mm であるのが好ましい。
この場合、図7(A)の如く、条溝幅a1が45mmであれば、肉厚部1Cの幅a2も45mmとすることにより、複合パネル1を並列接続した状態では、各45mmの肉厚部1Cと各45mmの条溝Gとの交互配置となり、複合パネル1の外壁面は、全面に亘って、断熱層1Bからの均斉な放湿機能、及び全面に亘って、均斉な通気による外装下地材1Aの均斉な吸熱冷却機能を発揮する。
また、断熱層1Bの厚さは、被覆一体化した木造外壁での熱貫流抵抗(Rt)が規定(次世代省エネ基準での壁の熱貫流率の基準)値を満たすように決定すれば良く、日本での基準値の最も厳しいI地区(北海道)の基準は、熱貫流抵抗Rt(mh℃/kcal)は、2.86mh℃/kcal以上(鉄筋コンクリート造等以外の、その他住宅の壁の基準値)であり、内装用面材及び構造用面材を備えた木造外壁に、75mm 厚で、熱伝導率0.024kcal /mh℃以下の断熱層1Bを張着した外壁は、条溝Gを深さ20mm で形成し、75mm厚の断熱層1Bに20mm深さの断熱欠損を発生させても、尚、日本国I地区(北海道)の基準値を満足することになる。
また、条溝Gの深さGdは、ドラフト上昇空気流の最大流速が得られる40mmまで、条溝深さGdが大きくなる程、上昇空気流の流速も大となるものであって、断熱層1Bでの条溝深さGdが大きくなる程、断熱欠損も大となり、断熱層1Bでの条溝Gによる断熱欠損と通気機能とは二律背反関係にあるが、各条溝Gの深さGdが12mm であれば、断熱欠損は無視出来る程度の下で、最小限の有効ドラフト空気流速≒0.026m/sが得られ、Gdが20mmであれば、断熱欠損は許容限界値に近くなるが、高いドラフト空気流速(≒0.034m/s)が得られる。
従って、JISA9511の発泡プラスチック系断熱材を適用した、75mm厚の断熱層1Bに於いて、条溝深さGdを12〜20mmに選定したため、断熱欠損による断熱機能低下を許容範囲内に抑え、且つ、通気層としての必要なドラフト上昇空気流aの有効速度での生起が達成出来る。
本発明の外壁構造にあっては、通気性断熱複合パネル1を木造躯体WFの外壁に張設するだけで、木造建物が断熱層1Bによって外断熱被覆出来、且つ、断熱層1Bの外面と外装下地材(セメント板)1Aとの界面には、ドラフト上昇空気流aの貫流する通気層が縦条溝G群によって形成出来るため、従来(図8)の木造外張り断熱工法より、遥かに簡便、且つ、単純な作業で、施工性良く構築出来る。
しかも、複合パネル1は、工場生産品であり、施工作業による品質のバラツキも少ないため、本発明で得られる外壁構造は、従来(図8)の工法で得られる外壁構造よりも、断熱機能面、通気機能面で、均斉、且つ高品質で、信頼性に富むものとなる。
また、複合パネル1の通気用条溝G群は、パネル製作過程で断熱層1Bのみに配置したため、断熱層1Bの厚さに対する断熱欠損の支障を許容範囲内に抑え、且つ、ドラフト上昇空気流aの好適流速を生起する条件の下に、例えば、断熱欠損を最少に抑えて、同時に通気機能も低いものとするか、断熱欠損を許容限界値として通気機能の優れたものとするか、所望に応じて、カッターで自在に切欠出来、断熱機能と通気機能との両面から適切に複合パネルを選定することにより、施工地域、及び需要者の希望に応じた外張り断熱木造住宅が構築出来る。
しかも、複合パネル1の通気層としての条溝Gは、断熱層1Bにのみ存在するため、2階建、3階建等、複合パネル1を上下接続する際にも、パネル相互の上下接続での相互衝合当接の必須である断熱層衝合によって、条溝Gの連通構造確保が容易である。
また、複合パネル1の外装下地材(セメント板)1Aは、軽量な薄剛板でさえあれば、選択使用出来るため、需要者の希望に応じることが出来、外装下地材1Aの外面に施工する外装仕上材2も需要者が選択可能となり、外張り外壁構造は、機能面、デザイン面、コスト面から需要者の好みに自在に対応出来る。
〔複合パネル(図6、図7)〕
複合パネル1は、木造躯体WFに外張りするものであって、図6(A)は1階用のパネルの斜視図、図6(B)は2階用のパネルの斜視図であって、一般壁部に外張りするパネル1は、1階(下階)用と2階(上階)用とは、パネルの上下端で相違するが、横断面構造は同一物である。
即ち、図7(A)に示す如く、複合パネル1は、幅BWが900mmで、厚さT3が75mmの硬質ウレタンフォーム(JISA9511)の断熱層1Bの層着面1Sに、深さGdが15mm、幅a1が45mmの条溝G群を、各条溝G間に、幅a2が45mmの肉厚部1Cが存在するように、且つ、両端には幅a3が22.5mmの肉厚部1Cが存在するように、各条溝Gをカッターで、上下方向(長さ方向)に貫通配置し、断熱層1Bの層着面1Sに、幅AWが900mm、厚さT2が12mmのマグネシウムセメント板1A−1を、左右幅方向にd1(10mm)ずらして層着一体化したものである。
そして、標準パネルにあっては、1階用断熱層1Bも2階用断熱層1Bも同幅BW(900mm)、同高Bh(2832mm)であり、外装下地材1Aは、1階用にあっては、図6(A)に示す如く、断熱層1Bに対して、上端が断熱層1Bよりd3(40mm)入り込み、下端がd1(10mm)入り込んだものとし、2階用にあっては、図6(B)に示す如く、セメント板1Aは、断熱層1Bに対して、上端がd3(40mm )入り込み、下端がd2(20mm)突出したものとする。
また、1階用の複合パネル1の断熱層1Bの層着面下端には、図3(A)に示す如く、縦条溝G群を横断貫通する横断条溝G´を、縦条溝Gと同一幅、同一深さで、各条溝Gへのポートとして、条溝Gのカッターでの切欠時に、同時に形成しておく。
〔窓用複合パネル(図5)〕
窓10の上下に配置する複合パネル1は、図6、図7に示す一般壁用の複合パネルを、外壁のパネル割付図に従って、幅、高さを加工形成するが、図5に示す如く、窓10の下側のパネル1にあっては、パネル上端で、断熱層1Bと外装下地材1Aとを面一とし、断熱層1Bの上端部に、条溝G群を連通して各条溝Gへのポート機能を奏するための横断条溝G´を配置し、外装下地材1Aを複合パネル1の厚さ87mm(断熱層厚75mm+外装下地材厚12mm)に切断加工した外装下地材片1A´で、パネル上端面を被覆仕上げしておく。
また、窓10の上側の複合パネル1にあっても、パネル下端を面一とすると共に、断熱層1Bの下端部に、条溝G群を連通して各条溝Gへのポート機能を奏する横断条溝G´を配置し、パネル下端面を外装下地材片1A´で被覆仕上げしておく。
〔基礎複合パネル(図1、図3)〕
基礎複合パネル1´は、図1に示す如く、パネル受金具7の下方で、コンクリート基礎立上り部5を外断熱被覆するものであって、複合パネル1の断熱層1Bと同質で、50mm厚(T3´)の発泡プラスチック断熱層1B´に、セメント板1Aを層着一体化したものであり、パネル高さは、建物の基礎立上り部5の高さに応じて用意する。
そして、基礎複合パネル1´の上端は、セメント板1A及び断熱層1B´を面一とし、且つ、同一寸法幅のセメント板1Aと断熱層1Bを、一般壁用の複合パネル1同様に、左右接続が相欠け接合可能に、10mm左右方向にずらして層着一体化しておく。
〔パネル受金具(図3)〕
パネル受金具7は、図3(A)に示す如く、外壁の複合パネル1の下端を、長期に亘って安定支承する長尺金物であり、図3(A)はパネル受金具7の使用状態説明図、図3(B)はパネル受金具の斜視図、図3(C)はパネル受金具と併用する座板の斜視図である。
即ち、パネル受金具7は、高さ75mmの垂直片7Wと、幅100mmの水平片7Fとを備えた、肉厚7mmの不等辺山形鋼(JISG3192)の長尺物であり、垂直片7Wの高さ方向中央には、径13.5mmのボルト挿入用孔H7´を1200mm間隔で備え、水平片7F上の、複合パネル1の横断条溝G´当接位置には、径15mmの空気孔H7を適宜間隔(標準:150mm)穿孔し、水平片7Fの、前端上面には、雨水流下用の曲面7Rを、前端下面には、突出長7mmの水切片7Gを配置しておく。
また、座板8は、図3(C)の如く、パネル受金具7の垂直片7Wと重ねて構造用面材13(12mm厚)と同厚として用いるものであり、熱橋抑制のためのプラスチック製板材8Wであり、固定ボルト7Bを挿通するための、幅15mmの長孔H8を備えたものである。
〔基礎コンクリート躯体の形成(図1、図3)〕
基礎コンクリート打設に際しては、基礎複合パネル1´を、並列相欠け接続してコンクリート外型枠として採用し、合板の内型枠と共に、慣用の型枠組み手法で、厚さT5(120mm)の基礎立上り部5の型枠を構築し、図3(A)に示す如く、基礎複合パネル1´に挿通した固定ボルト4Bの先端の落下防止アンカー4C、及びアンカーボルト7Dを型枠内に埋設配置してコンクリートを打設し、コンクリート固化後に型枠を解体すれば、基礎複合パネル1´が、コンクリート基礎立上り部5内に埋設した落下防止アンカー4Cで位置確保された固定ボルト4B群によって、コンクリート基礎立上り部5の外面に一体化固着する。
この場合、基礎複合パネル1´相互は、相欠け接続であるため、打設コンクリートの基礎複合パネル1´の外面への流出が抑制出来、基礎パネル外面の汚染が抑制出来る。
次いで、基礎複合パネル1´の断熱層1B´上面に、同質で15mm厚(d4)の断熱材6Aをプラスチック製の釘SPで取付けて前方型枠とし、後方には型枠用合板(図示せず)を基礎立上り部後面に配置し、コンクリート基礎立上り部5の天端に均しモルタル14Dを充填して、基礎立上り部5の天端の不陸調整をする。
〔木造躯体の構築(図1、図2)〕
コンクリート基礎立上り部5の均しモルタル14D上の幅中央に、断面正方形の木材の土台14Cを配置し、図3(A)に示す如く、座金7C、ナット7Eでのアンカーボルト7Dによる締着により、土台14Cを基礎立上り部5上に固定する。
そして、慣用の手段で、土台14C上に1階の柱14Aを立設し、柱14A上に胴差18Aを配置し、胴差18A上に2階の柱14Aを立設し、2階柱14A上に敷桁18Bを配置し、次いで、土台14Cと胴差18A間、胴差18Aと敷桁18B間に、間柱14Bを配置して木造外壁Wを形成する。
また、図3(A)に示す如く、基礎複合パネル1´の断熱層1B´に載置した断熱材6A、及び均しモルタル14D上に、アングル形態のパネル受金具7の、水平片7F下面を当接配置し、垂直片7Wを土台14Cにプラスチック製座板8を介して、径12mmで90mm長の固定ボルト7Bによって、パネル受金具7を土台14Cに締着する。
この場合、座板8の厚さは、垂直片7Wと重なって構造用面材13の厚さと同一とするものであり、構造用面材13が12mm厚であれば、プラスチック製板材8Wは5mm厚を採用すれば良い。
そして、パネル受金具7の垂直片7Wの上面から屋根下面の野地合板19Bまでの、柱14A及び間柱14Bなどの外壁Wに、12mm厚の構造用面材13を、36mm長のねじで張着し、構造用面材13の接合部、構造用面材13の上端と野地合板19Bとの接合部は、慣用の気密テープ11を貼着して気密性を保持する。
〔複合パネルの張設(図1、図2、図3、図4)〕
図1は、本発明を2階建木造住宅に適用した状態の外壁構造縦断面図である。
下段の複合パネル1の張設は、図3(A)に示す如く、複合パネル1の断熱層1Bの下端部後面に、パネル受金具7の固定ボルト7Bの突出部を受容するための切欠C7を形成して切欠C7に固定ボルト7Bの頭を収納し、該複合パネル1をパネル受金具7の水平片7F上に載置し、パネル断熱層1B後面を構造用面材13の前面及び垂直片7W前面に当接する。
そして、パネル1の肉厚部1Cに穿孔したボルト挿入用孔hbに長ねじ4Aを挿入し、図2(B)の如く、長ねじ4Aを、複合パネル1及び構造用面材13を貫通して、柱14A及び間柱14Bに締着する。
この場合、長ねじ4Aとしては、径5.3mm、長さ130mmの、サンコーテクノ(株)のコーススレッド(商品名)を採用すれば、該長ねじ4Aは、JISA5508の木工事用鉄丸くぎ(許容剪断耐力:70kgf/本)の5倍の強度を有するので、長ねじ4Aの使用間隔が広く出来、柱、間柱を長ねじ4Aが割ることも抑制出来て、作業性も良い。
また、複合パネル1相互の左右接続及び上下接続は、各断熱層1B相互の衝合当接による相欠け接続で実施する。
そして、1階用複合パネル1への2階用複合パネル1の上下接合部では、図4(B)に示す如く、下側セメント板上端辺euと上側セメント板下端辺edとの間隔、即ち、横目地dx間隔、が生ずるが、該dx間隔では、慣用の目地用の平板形態のバックアップ材12Bを露見した断熱層1Bの前面に延展配置し、該バックアップ材12B前面を慣用のシーリング12で充填し、下方の複合パネル条溝G群と上方の複合パネル条溝G群とを、密閉空気流路とする。
また、1階の複合パネル1の下端では、セメント板1Aが断熱層1Bよりd1(10mm)入り込んでいるため、セメント板1A下端辺edとパネル受金具の水平片7F上面との間にd1(10mm)の隙間が出来るが、該隙間は、図3(D)の如く、平行な両側面板cf間に仕切板CPを定間隔で配置した通気バッカー12Cを、図3(A)の如く、横断条溝G´内で水平片7F上に配置し、該通気バッカー12C前面をシーリング12充填する。
この場合、横断条溝G´は、幅、即ち、図3(A)では高さ、は、条溝Gの幅45mmと同一であるため、通気バッカー12Cの上部が縦条溝G群に対するポートとなる。
また、複合パネル1の上端にあっては、図4(A)に示す如く、断熱層1Bの上端に、断熱層厚T3(75mm)と同厚の断熱材6Bを配置して、該断熱材6Bと、構造用面材13及び野地合板19B間、及び断熱材6Bとパネル断熱層1B上端間を、慣用の気密テープ11で空密閉止する。
そして、複合パネル1の上端でのセメント板1Aから突出した断熱層1Bの条溝G群から放出される上昇空気流aを、屋根野縁20Bに張設した軒天仕上材20Aに配置した軒天換気口21から放出可能とする。
尚、屋根構造は、慣用の従来例1(図8)の屋根同様に、野地垂木19A上に配置した野地合板19B上に、下地胴縁19Gを介して断熱層19Dを2層配置し、屋根断熱層19Dとルーフィング19E間の通気層ALへは、軒先の鼻隠し20C,20C´から棟へ空気流通可能とすれば良い。
また、窓部にあっては、木造外壁の柱14A間に、図5(A)の如く、窓10の、上側には横架材の窓まぐさ18Cを、下側には窓台18Dを配置して窓の補強を施し、窓枠後側では、窓下側パネル1の上端の外装下地材片1A´を、窓下枠の突出片10EにねじSで固定し、窓上側パネル1の下端の外装下地材片1A´を、窓上枠の突出片10EにねじSで固定し、窓枠中央部では、窓上枠10Aの上面中央から起立する突出片10E、及び窓下枠10B下面中央から垂下する突出片10Eと、パネル1の外装下地材1AとをねじSで固定する。
そして、窓枠四周とパネル外装下地材1Aとの隙間に、慣用のバックアップ材12Bを介したシーリング12を充填し、窓枠内側には、内装用面材17C張設用に、付枠10Dを配置する。
〔その他〕
実施例では、本発明を木造2階建に適用したが、本発明が、木造1階建にも、木造3階建にも適用可能であることは、当業者にとって自明である。
また、パネル受金具7の複合パネル1への空気流入可能手段として、実施例では、複合パネル1の下端の横断条溝G´内に通気バッカー12Cを配置したが、セメント板1A下端辺edとパネル受金具の水平片7Fとの間隔d1(標準:10mm)を、3mm程度とすれば、通気バッカー12Cを配置しないでも慣用のシーリング技法によって、横断条溝G´に干渉しないで、間隔d1のシーリング充填が可能である。
また、複合パネル1の木造躯体WFへの固定は、実施例では、長ねじ4Aの柱14A、間柱14Bへの固定で実施したが、木造躯体WFの構造用面材13は柱14A、間柱14Bに固定された構造物であるため、そして、複合パネルが軽量であって、パネル受金具によって下端が支承されるため、複合パネル1の断熱層1B面の構造用面材13への接着によって実施することも可能である。
本発明の外壁構造の一部切欠縦断面図である。 本発外壁の説明図であって、(A)は切欠斜視図、(B)は横断面図である。 パネル支承説明図であって、(A)は支承状態縦断面図、(B)はパネル受金具の斜視図、(C)は座板斜視図、(D)は通気バッカー斜視図である。 外壁の要部縦断面図であって、(A)はパネル上端部を、(B)はパネル上下接合部を示す図である。 窓部の説明図であって、(A)は縦断面図、(B)は一部切欠平面図である。 パネルの説明斜視図であって、(A)は1階用パネルを、(B)は2階用パネルを示す図である。 パネルの説明図であって、(A)は横断面図、(B),(C),(D)はそれぞれ、異なるセメント板を採用した図(A)のB部拡大図であり、(E)は1階用パネルの正面図、(F)は2階用パネルの正面図である。 従来例1の説明図である。 従来例2の説明図であって、(A)はパネル斜視図、(B)は構築方法説明図、(C)は外壁斜視図、(D)は要部横断面図である。 従来例3の説明図であって、(A)はパネルの横断面図、(B)は変形例の横断面図である。
符号の説明
1 複合パネル(パネル)
1´ 基礎複合パネル
1A 外装下地材(セメント板)
1A−1 マグネシウムセメント板(外装下地材、セメント板)
1A−2 ケイ酸カルシウム板(外装下地材、セメント板)
1A−3 フェノール樹脂板(外装下地材、セメント板)
1A´ 外装下地材片(セメント板片)
1B,1B´ 断熱層
1C 肉厚部
1S 層着面
2 外装仕上材
3A ガラスネット
3B,4M 樹脂モルタル
4A 長ねじ
4B,7B 固定ボルト
4C 落下防止アンカー
5 基礎立上り部(コンクリート基礎立上り部)
6A,6B 断熱材
7 パネル受金具
7C 座金
7D アンカーボルト
7E ナット
7F 水平片
7G 水切片
7R 曲面
7W 垂直片
8 座板(プラスチック製座板)
8W 板材(プラスチック製板材)
10 窓
10A 上枠
10B 下枠
10C 堅枠(窓堅枠)
10D 付枠
10E 突出片
11 気密テープ
12 シーリング
12B バックアップ材
12C 通気バッカー
13 構造用面材
14A 柱
14B 間柱(柱)
14C 土台
14D 均しモルタル
17C 内装用面材
18A 胴差
18B 敷桁
18C 窓まぐさ
18D 窓台
19A 野地垂木
19B 野地合板
19C 通気胴縁
19D 断熱層
19E ルーフィング
19G 下地胴縁
20A 軒天仕上材
20B 野縁
20C,20C´ 鼻隠し
21 軒天換気口
AL 通気層
a 空気流(ドラフト上昇空気流)
C7 切欠
cf 面板
CP 仕切板
dx 横目地
ed 下端辺
eu 上端辺
G 条溝(縦条溝)
G´ 横断条溝
Gc ガラス繊維不織布
Gd 条溝深さ
hb ボルト挿入用孔
hf 水平当接界面
J13 接続部
H7 空気孔
H7´ ボルト挿入用孔
S ねじ
SP プラスチック釘(釘)
Vf 垂直当接界面
W 木造外壁(外壁)
WF 木造躯体(躯体)

Claims (9)

  1. 通気性断熱複合パネルを木造建物の外壁に外張りした木造外張り断熱の外壁構造であって、複合パネル(1)は、発泡プラスチック系断熱材の断熱層(1B)の層着面(1S)に、通気用条溝(G)と、層着用の肉厚部(1C)とを、縦方向に、交互に、且つ、両側が肉厚部(1C)となるように配置し、成形薄剛板の外装下地材(1A)を断熱層(1B)の層着面(1S)に一体化層着したものであり、複合パネル(1)の下端を、土台(14C)に固定したパネル受金具(7)で支承して、条溝(G)群への空気流入可能に保持すると共に、複合パネル(1)を木造躯体(WF)に外壁として固定し、複合パネル(1)の下端から条溝(G)群内を上昇する空気流(a)を、複合パネル(1)の上端から軒天換気口(21)を介して放出可能とした、木造外張り断熱の外壁構造。
  2. パネル受金具(7)は、アングル形態であって、水平片(7F)が空気孔(H7)を備え、且つ先端下面に水切片(7G)を備えたものであり、プラスチック製座板(8)を介在して、垂直片(7W)を固定ボルト(7B)で土台(14C)に固定した、請求項1の外壁構造。
  3. パネル受金具(7)に載置した複合パネル(1)は、条溝(G)群の下端を連通する横断条溝(G´)を備え、パネル受金具(7)の水平片(7F)に配置した空気孔(H7)が横断条溝(G´)に連通している請求項1又は2の外壁構造。
  4. 木造躯体(WF)の柱(14A,14B)の外面に構造用面材(13)を張設し、構造用面材(13)の外面に複合パネル(1)を一体化張設した、請求項1、又は2、又は3の外壁構造。
  5. 複合パネル(1)の上下接続は、下方複合パネル(1)の上端での、断熱層(1B)のセメント板(1A)に対する大段差(d3)突出と、上方複合パネル(1)の下端での、断熱層(1B)のセメント板(1A)に対する小段差(d2)入り込みとで、断熱層(1B)相互を衝合当接し、下方のセメント板上端辺(eu)と、上方のセメント板下端辺(ed)との目地間隔(d2)には、平板状バックアップ材(12B)を断熱層(1B)の前面に当接延展し、バックアップ材(12B)の前面をシーリング(12)で充填して横目地(dx)とした、請求項1乃至4のいずれか1項の外壁構造。
  6. 複合パネル(1)の左右接続は、小段差(d1)突出した断熱層(1B)と、小段差(d1)入り込んだ断熱層(1B)との衝合当接により、左右複合パネル(1)相互を相欠け接続した、請求項1乃至5のいずれか1項の外壁構造。
  7. 窓(10)の下側の複合パネル(1)は、断熱層(1B)の上端部に、条溝(G)群を連通する横断条溝(G´)を配置し、窓(10)の上側の複合パネル(1)は、断熱層(1B)の下端部に、条溝(G)群を連通する横断条溝(G´)を配置し、窓下側の複合パネル(1)内を上昇する空気流(a)を、窓堅枠(10C)の外方を迂回して窓上側の複合パネル(1)内の条溝(G)群に流入するようにした、請求項1乃至6のいずれか1項の外壁構造。
  8. 複合パネル(1)は、断熱層(1B)の肉厚部(1C)が層着面(1S)上の面積の実質上50%を占め、外装下地材(1A)は、厚さ(T2)が12〜13mm で、比重が0.8〜1.1で、曲げ強度が100〜120kgf/cmである、請求項1乃至7のいずれか1項の外壁構造。
  9. 複合パネル(1)は、断熱層(1B)の厚さ(T3)が75mm であり、条溝(G)の深さ(Gd)が12〜20mm であり、条溝幅(a1)が45mm である、請求項8の外壁構造。
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