JP2008057124A - 住宅等の建築物の壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ユニット住宅等における壁構造の耐震性を向上させるとともに、壁部分を収納空間として利用可能に構成し、居住空間としての有効利用を図る。
【解決手段】両側の辺１１，１２が上下の辺１３，１４より長い、縦長の矩形形状のラーメン構造からなる枠体１を間隔を置いて複数個配置し、その枠体の隅部を長尺の接続部材により連結した連結ユニット体３を構成する。連結ユニット体３の外側には壁パネル４を取り付け、また、枠体１の間の空間は収納空間５として利用する。連結ユニット体３は、壁面と直角方向の寸法が大きい一体型構造をなしており、種々の方向の外力に対する剛性が高く、耐震性が非常に優れている。そして、収納空間５の奥行きが大きいから十分な収納機能を具備すると同時に、枠体１の中央空間１５を貫通する配管を設置することも容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅等の建築物の壁構造に関するものであり、殊に、予め形成された複数の住宅ユニットを建築施工現場で組み立てて構築するユニット住宅に好適な、耐震性等に優れた壁構造に関するものである。

住宅等の建築物には、居住性以外に耐震性、耐火性あるいは防犯性等種々の機能が要求され、最近では、これらの安全面に関する要求がますます強まる傾向にある。また、住宅建築物の施工の迅速化や経済性を求める要請から、工場等で予め形成された床パネル部材、壁パネル部材など、複数の住宅ユニットを建築施工現場で組み立てて構築するユニット住宅が広く普及している。こうしたユニット住宅においても、居住性の向上とともに耐震性等の安全面の向上が求められている。

住宅等の建築物における壁構造は、一般の家屋では、柱及び梁からなるラーメン構造の骨組み体に壁面となる壁材を嵌め込むように取り付けた構造である。ユニット住宅の壁パネルは、鋼材又は木材のラーメン構造骨組み体の両面に内板及び外板を固定し、中央に断熱材等を埋め込んだサンドイッチ構造のものが多い。壁構造の厚みは、居住空間を確保する必要性などから比較的薄く、厚いものでも１５０mm程度である。

建築物の壁は、単に建物内部と外界とを遮断して風雨等の侵入を防止するばかりではなく、例えば地震による損壊を防止するよう、建築物全体を強固に支持する必要があり、そのため、十分な強度と剛性を備えたものでなければならない。壁の耐震強度を高める目的で、ブレース（筋かい）を設置することはいわば常套手段であるが、その他、壁部分の耐震性向上に向けた様々な技術が開発されており、一例として特開平５−３３１９８２号公報に開示されている。

上記の公報に示される耐震性構造の耐力壁について、図６により説明する。この耐力壁は、左右の柱とその上下に固定された梁からなるラーメン構造の骨組み体１０１を備え、骨組み体１０１には補強枠１０２が嵌め込まれ固定される。また、家屋の外側となる骨組み体１０１の背面には、筋違鉄板プレート１０３を有するバックプレート１０４が固定される。ラーメン構造の骨組み体１０１の内側に密着して取り付けられた補強枠１０２と、ラーメン構造の背後を全面に亘り覆うように取り付けられたバックプレート１０４とにより、壁構造としての剛性及び強度が増大し、耐震性が高まる。バックプレート１０４には、防音・防火機能を備えたものが使用される。

補強枠１０２は、骨組み体１０１の柱等の厚さと略同程度の厚さを有する。そして、補強枠１０２とバックプレート１０４とで形成される空間を収納空間として利用するよう、補強枠１０２には複数の棚等が設置され、家屋の室内側の面には、収納空間を開閉する扉１０５が設けられており、棚や扉等を設けることにより壁構造の剛性はさらに高まることとなる。なお、建築物の柱間の部分を収納空間に利用する壁構造については、実開昭５７−１８００３６号公報にも開示されている。
特開平５−３３１９８２号公報 実開昭５７−１８００３６号公報

地震による振動は、上下方向の揺れ及び横方向の揺れとして建築物の基礎部分に作用する。その中で、横方向の揺れは建築物の壁面に沿った方向に生じるとは限らず、壁面と垂直方向の振動、いわゆる面外振動が生じる場合もある。図６に示すような耐力壁においては、壁面に沿った振動に対しては、補強枠１０２や背面のバックプレート１０４の存在によって剛性が向上しており、耐振動性を確保できる。しかし、図６の矢印Ａに示す、壁面と直角方向の振動が生じたときは、振動によるモーメント荷重等がラーメン構造の骨組み体１０１の厚さ方向に作用する。骨組み体１０１の厚さは、基本的には柱の太さと同等であるから、モーメント荷重等の作用に伴い、骨組み体１０１の土台部分には大きな応力が発生することとなる。

また、建築物の柱間の壁部分を収納空間として利用する場合、柱の太さ及び壁部分の厚さはせいぜい１５０ｍｍ程度であるから、収納空間としては、奥行きの非常に小さなものとなる。そのため、収納する物品も小物品あるいは奥行きの小さなものに限定され、収納庫としての使い勝手は甚だ良くない。
本発明の課題は、住宅の壁部分におけるこうした問題点を解消し、住宅の壁ユニットとして好適な、耐震性が格段に優れるとともに十分な収納機能を兼ね備えた壁構造を提供することにある。

上記の課題に鑑み、本発明は、縦長の矩形形状のラーメン構造からなる枠体を、間隔を置いて複数個整列させ、複数の枠体の隅部を長尺の接続部材で連結して連結ユニット体を構成し、連結ユニットの外方に壁パネルを取り付けた壁構造を提供するものである。すなわち、本発明は、
「建築物の壁部分を構成する壁構造であって、
両側の辺が上下の辺より長い矩形形状のラーメン構造からなる枠体が、間隔を置いて複数個配置され、前記複数個の枠体の隅部が長尺の接続部材により連結された連結ユニット体を備え、
前記連結ユニット体の前記枠体における両側の辺の一方側は、その外方に壁パネルが取り付けられるとともに、両側の辺の他方側は、少なくともその一部が開放されており、
前記枠体の間の空間が収納空間として利用される」
ことを特徴とする壁構造となっている。

請求項２に記載のように、前記枠体を、両側の辺及び上下の辺が木材の板からなる木材組立体とし、両側の辺及び上下の辺の接合部には鋼材の接合金具を固定して構成することができる。この場合には、請求項３に記載のように、前記鋼材の接合金具の両側にそれぞれ前記木材組立体を配置することが好ましい。

請求項４に記載のように、前記長尺の接続部材は、前記複数個の枠体の隅部に嵌め込まれる断面Ｌ型の鋼材のアングル材とすることができる。

本発明の壁構造は、請求項５に記載のように、ユニット住宅における居住空間の対向する両側面に設置する壁構造として好適なものである。こうした壁構造を有するユニット住宅では、請求項６に記載のように、前記居住空間の少なくとも１つの側面には、ガラスサッシ体と外付け電動ブラインドとを備えた開口部ユニットを設置することができる。

本発明の壁構造は、両側の辺が上下の辺より長い、つまり、縦長の矩形形状のラーメン構造からなる枠体を間隔を置いて複数個配置し、その枠体の隅部を長尺の接続部材により連結した連結ユニット体を基本的な構造要素とするものであり、この連結ユニット体は、住宅等の建築物の壁部分に設置され、屋根あるいは上方階を支持する支持部材として機能する。従来の壁構造は、壁面と垂直な方向の寸法である厚さは比較的小さい、いわば板状の構造であるのに対し、本発明の連結ユニット体は、矩形形状の枠体を壁面と垂直方向に配置しこれを接続部材で連結した、全体としては箱型の、一体型構造をなしている。こうした構造では、種々の方向の外力が分散して各部分に作用するから、外力に対する変形量が少なくなり、壁構造全体の剛性が飛躍的に増加する。

このように、本発明の壁構造では、連結ユニット体の矩形形状の枠体が壁面と垂直方向に配置されており、壁の厚さが大幅に増大した形となっている。そのため、地震の揺れにより壁面と垂直方向の振動が生じた場合、振動によるモーメント荷重は、枠体によって支持されることとなり、その基礎部分に発生する応力は、従来の板状の壁構造において土台部分に発生する応力に比べ大幅に減少する。したがって、本発明の壁構造は、壁面と垂直方向の揺れに対しても強度及び剛性が優れたものである。

本発明の連結ユニット体は、枠体の他方の側面、つまり壁パネルを取り付ける側とは反対の室内側が開放され、枠体の間の空間が収納空間として利用される。枠体は壁面と垂直方向の寸法が大きいから、収納空間の奥行きは十分なものとなり、多種の物品を収納することが可能で収納空間としての使い勝手は大幅に向上する。また、枠体は、周囲に両側の辺と上下の辺が存在するラーメン構造のものであって、中央部は空洞の中央空間をなしている。連結ユニット体における複数の枠体の中央空間は、壁面の方向に沿って整列しているので、ここを通して配管、電気配線等を行うことができる。例えば、住宅のために必要な冷暖房等空調用配管、上下水道用配管などを、枠体の中央空間の周辺部に壁面と平行に配置し、枠体に固定するようにして設置することができる。

連結ユニット体における枠体は単純な形状であり、連結ユニット体は工場等において規格品として容易に製造することができる。そして、枠体の寸法及び枠体相互の間隔を調整することにより、建築物の使用目的等に対応する剛性や強度、あるいは収納空間としての大きさを適宜変更した連結ユニット体の製造が可能である。連結ユニット体の壁面方向の長さも容易に変更することができる。

請求項２の発明のように、枠体を、両側の辺及び上下の辺が木材の板からなる木材組立体とし、両側の辺及び上下の辺の接合部には鋼材の接合金具、例えばＬ型の金具を固定して構成したときは、鋼材の接合金具によって剛性等が確保されるので、枠体に太い無垢の木材を使用することなく、間伐材などの板を使用できる。そのため、森林資源保護等の環境面からも優れた壁構造を構成できることとなる。請求項３の発明のように、鋼材の接合金具の両側にそれぞれ前記木材組立体を配置したときは、鋼材を中間に挟んだ３層構造となり、枠体の剛性等がより向上する。

請求項４の発明は、複数個の枠体の隅部を連結する接続部材として断面Ｌ型の鋼材のアングル材を用い、枠体の隅部に断面Ｌ型の鋼材を嵌め込むように固定するものである。連結ユニット体は、鋼材のアングル材の存在により強度等が非常に高まるとともに、長尺の木材等は不要となって森林資源保護等の観点から望ましいものとなる。

請求項５の発明は、本発明の壁構造を、ユニット住宅における居住空間の対向する両側面の壁ユニットとして適用したものである。本発明の壁構造は、優れた耐震性を備えると同時に収納空間としての機能も備えているから、このようなユニット住宅では、家具等を壁構造に収めることにより居住空間の有効な利用が可能となる。また、請求項６の発明のように、居住空間の出入口となる開口部に、ガラスサッシ体と外付け電動ブラインドとを備えた開口部ユニットを設置してユニット住宅を構築すると、住宅の組み立てが容易となり、かつ、住宅の安全性がより高まることとなる。

以下、図面によって本発明の壁構造について説明する。図１には本発明の壁構造の斜視図を示し、理解を容易とするため、壁構造の連結ユニット体を中心に図示している。図２には本発明の壁構造を使用したユニット住宅の平面図と正面図を断面で示す。また、図３には壁構造に使用する枠体の詳細図を、図４には壁構造の断面図を示す。

図１に示すように、本発明の壁構造は、複数の枠体１を間隔を置いて整列させ、複数の枠体１の４隅を接続部材２により連結した連結ユニット体３を備えている。枠体１は、縦長の矩形形状のラーメン構造、つまり両側の辺１１、１２が上辺１３、下辺１４よりも長いロ字状をなしており、中央部は中央空間１５が形成されている。この実施例では、枠体１は等間隔に配置され、その４隅に接続部材２として嵌め込まれた断面Ｌ型の鋼材のアングル材が、複数の枠体１を連結し一体化する。これにより、連結ユニット体３は、全体としては箱型の一体型構造となっている。
連結ユニット体３は、住宅等の建築物の壁部分に設置されるものであって、建築物の外側にあたる辺１２の外方には、防音、断熱等の機能を有する壁パネル４（２点鎖線）が取り付けられる。一方、建築物の室内側にあたる辺１１側は基本的には開放されており、枠体１の間の空間は、収納空間５として利用可能となっている。収納空間５の室内側には必要に応じて扉６（２点鎖線）が設けられる。

図２には、本発明の壁構造を備えたユニット住宅全体の断面図を示す。このユニット住宅においては、平面図断面に示すとおり、中央の居住空間Ｓの２方には開口部ユニット７が設置してあり、本発明の壁構造は、ユニット住宅の対向する両側面の壁部分に適用されている。また、このユニット住宅は２階建て構造であり、連結ユニット体３が２階の床部分を支持しユニット住宅全体を支える強度部材として機能する。
連結ユニット体３は、枠体１と接続部材２からなる箱型構造であって、ユニット住宅に作用する各種の外力を分散して受けることができるから、その剛性及び強度が非常に大きい。特に、連結ユニット体３は、壁面と垂直な方向に枠体１の上下の辺１３、１４に相当する寸法を有し、従来の壁と比較するといわば厚さが大幅に増加している。その結果、地震により壁面と垂直方向の振動に対しても、住宅ユニットを強固に保持するに十分な剛性を備えるものとなる。なお、連結ユニット体３の接続部材２としては、図１における断面Ｌ型の鋼材のアングル材に代えて、図２の変形例に示すように、断面矩形の木材又は鋼材からなる長尺の棒状部材を用い、これを枠体１の４隅の上下に配置してもよい。

この実施例の枠体１は、図３に示すとおり、両側の辺１１，１２及び上下の辺１３，１４が木材の板からなる木材組立体となっており、両側の辺１１，１２と上下の辺１３，１４の接合部には、それぞれＬ型をなす鋼材の接合金具１６がボルト、接着剤等により固定されている。木材組立体は２個重ねて配置してあり、接合金具１６はその中間に位置している。この実施例ではＬ型の接合金具が用いられているが、３角形形状の接合金具を使用することも可能である。
このように、枠体１は鋼材を木材組立体の中間に挟んだ３層構造であるから、木材の板が間伐材等から製造された比較的薄いものであったとしても、接合金具１６によって枠体１の剛性を確保することが可能である。この実施例では、接合金具１６の両側に木材組立体を配置しているけれども、片側のみに配置したものであってもよい。場合によっては、金属製の一体構造の枠体や無垢の柱状の木材を組み合わせた枠体などを採用することもできる。

図４（ａ）には、連結ユニット体３の外側に取り付けられる壁パネル４の一例が示されている。この壁パネル４は多層構造からなるパネルであって、室内側から順次、石膏ボード製の内壁材４１、鉄筋のブレース４２、断熱材４３、外装材４４を備えており、また、その間には通気層や胴縁が適宜配置されたものである。鉄筋のブレース４２が設けてあるため、この壁構造の剛性は一層高まることとなり、断熱材４３により室内外の熱の伝達が遮断される。もちろん、壁パネル４は図４（ａ）に示すものに限られるわけではなく、防音性、装飾性などの要求に応じて各種のパネルを採用できる。

連結ユニット体３は、枠体１の寸法を変更することにより、図４（ｂ）に示すように、様々な規格のユニットを容易に製造することが可能である。例えば９００ｍｍに設定されている連結ユニット体３における枠体１の間隔に対し、枠体１の壁面と垂直方向の長さを３００ｍｍ、４５０ｍｍ、６００ｍｍと変えた３種の連結ユニット体３を用意し、住宅における壁部分の用途、要求される強度等に応じて使い分けることができる。複数の枠体１の間隔を変更することも容易である。

本発明の連結ユニット体３は、枠体１の間の空間が収納空間５として利用されており、必要に応じて棚や仕切りが設置され、室内側に扉６が設けられる。枠体１は壁面と垂直方向の寸法が大きいから、収納空間５には多種の物品を収容することができ、洗面台、台所設備等作り付けの生活設備を収容することも可能である。さらに、図１に符号Ｐで示すとおり、複数の枠体１の中央空間１５を貫通するように、壁面と平行に冷暖房等空調用配管等を設置して枠体１に固定することができる。このように配管、配線等を行えば、その設置工事は簡単となり、保守、修理に際しても壁を分解する必要がない。

ここで、図２に示されるユニット住宅において、本発明の壁構造とともに使用される開口部ユニット７の構造について、図５に基づき説明を加える。図５は、居住空間Ｓの側面に設置される開口部ユニット７の、図２におけるＢ−Ｂ断面図を示すものである。
開口部ユニット７は、開口部の略全高に亘る高さを有するガラスサッシ体７１と、その外側に設置された外付け電動ブラインド７２からなる。外付け電動ブラインド７２は、その操作部等がガラスサッシ体７１の上方の框部分に取り付けられ、ガラスサッシ体７１とユニット化されている。ガラスサッシ体７１は複層ガラスを備えている。

外付け電動ブラインド７２は、上下方向に配置された多数のブレード７３を有し、ブレード７３は電動モーターによって上下方向に移動するとともにその角度が調節される。外付け電動ブラインド７２は、侵入者の侵入防止、火災の防火等の安全面の機能を備えるものであって、そのため、ブレード７３は鋼材製の堅牢な構造のものが使用される。また、外付け電動ブラインド７２の操作部には、光センサや熱センサ等が装備され、日光を感知してブレード７３の角度を通風可能な状態に変更したり、火災の熱を感知して防火のためブラインド全体を閉鎖するなどの制御が自動的に実行される。

以上詳述したように、本発明の壁構造は、縦長の矩形形状の複数の枠体を長尺の接続部材で連結して連結ユニット体を構成し、連結ユニットの外方に壁パネルを取り付け、全体の剛性及び強度を向上させたものである。上記の実施例では、ユニット住宅の壁ユニットとして適用したものを説明したが、本発明の壁構造は、これに限らず一般の家屋やその他の建築物に適用できることは言うまでもない。そして、枠体や接続部材の材質を合成樹脂とすること、又は合成樹脂と組み合わせた材料とすることなど、実施例に対し種々の変形が可能であるのは明らかである。

本発明の壁構造を示す斜視図である。 本発明の壁構造を使用したユニット住宅の平面図と正面図を断面である。 本発明の壁構造における枠体を示す図である。 本発明の壁構造の詳細断面図等である。 ユニット住宅に使用される開口部ユニットの断面図である。 従来の耐力壁の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 枠体
１１，１２ 両側の辺
１３，１４ 上下の辺
１５ 中央空間
１６ Ｌ型金具
２ 接続部材
３ 連結ユニット体
４ 壁パネル
５ 収納空間
６ 扉
７ 開口部ユニット

Claims (6)

1. 建築物の壁部分を構成する壁構造であって、
   両側の辺が上下の辺より長い矩形形状のラーメン構体からなる枠体を、間隔を置いて複数個整列させ、前記複数個の枠体の隅部を長尺の接続部材で連結して連結ユニット体を形成し、
   前記連結ユニット体の前記枠体における両側の辺の一方側は、その外方に壁パネルが取り付けられるとともに、両側の辺の他方側は、少なくともその一部が開放されており、
   前記枠体の間の空間が収納空間として利用されることを特徴とする壁構造。
2. 前記枠体は、両側の辺及び上下の辺が木材の板からなる木材組立体を有し、両側の辺及び上下の辺の接合部には鋼材の接合金具が固定されている請求項１に記載の壁構造。
3. 前記枠体には、前記鋼材の接合金具の両側にそれぞれ前記木材組立体が配置されている請求項２に記載の壁構造。
4. 前記長尺の接続部材は、前記複数個の枠体の隅部に嵌め込まれる断面Ｌ型の鋼材のアングル材である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の壁構造。
5. 請求項１に記載の壁構造を、居住空間の対向する両側面に設置したユニット住宅。
6. 前記居住空間の少なくとも１つの側面には、ガラスサッシ体と外付け電動ブラインドとを備えた開口部ユニットが設置されている請求項５に記載のユニット住宅。

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