JP2008088767A

JP2008088767A - 外壁構造

Info

Publication number: JP2008088767A
Application number: JP2006273508A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tsuto; 雅則津戸; Tsutomu Sato; 強佐藤; Hideo Ippoji; 英夫一坊寺
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】本発明は、外装材からの輻射熱を防止すると共に防水性、気密性、耐候性に優れ、通気口の空気抵抗を低減して通気性能を向上することにより一層優れた断熱性能を持つ外壁構造を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】波型鋼板外装材５とアルミニウム面材８とで構成された略垂直方向の通気口11を有する外壁構造であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の外壁構造に関するものである。

従来、不燃構造で断熱性能が必要な鉄骨造の外壁を金属板仕上げとする場合、鉄骨造の外壁に外装材の二次防水、不燃、断熱、仕上げの性能を確保するために胴縁の外部に断熱材と珪酸カルシウム板の複合板を取り付け、その外部に防水シートを貼り、次に鋼板等の外装材を取り付け、仕上げとして屋内側から内装ボードを取り付けるのが一般であった。

また、通気層に面する表面に輻射熱を反射するアルミニウムを採用した通気構造として、特開２００５−２７３４４８号公報（特許文献１）、特開２００３−１７１９９６号公報（特許文献２）に記載された技術が提案されている。

特開２００５−２７３４４８号公報特開２００３−１７１９９６号公報

しかしながら、前述の従来例において、鋼板等の外装材は日射により高温になるため外装材から断熱材への輻射熱を防ぐ必要が有り、高温下では断熱材の断熱性低下や寸法変化が促進されるという問題がある。また断熱材表面に防水シートを張設する際に防水シートが撓んで作業性が悪く、防水性能を確保するためにタッカーが使用できず施工に手間がかかるという問題があった。

また、上記特許文献１、２の技術は屋根に適用できる構成であるが、求められる性能の違いや建築基準法上、屋根の構成を外壁にそのまま適用することはできないため、有効な排熱機構を有する外壁の技術は十分に検討されておらず、日射による外壁への輻射熱を簡易な構成で極力外装材側で有効に排熱する技術を検討する必要があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、外装材からの輻射熱を防止すると共に防水性能に優れ、通気口の空気抵抗を低減し、対流を抑制して通気性能を向上することにより一層の断熱効果がある外壁構造を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る外壁構造の第１の構成は、波型鋼板外装材とアルミニウム面材とで構成された略垂直方向の通気口を有することを特徴とする。

また、本発明に係る外壁構造の第２の構成は、前記第１の構成において、前記アルミニウム面材の室内側表面に断熱材が接していることを特徴とする。

また、本発明に係る外壁構造の第３の構成は、前記第２の構成において、前記断熱材がフェノールフォームであることを特徴とする。

本発明に係る外壁構造の第１の構成によれば、波型鋼板外装材とアルミニウム面材とで構成された略垂直方向の通気口を形成したことにより、該通気口を取り囲む壁面の温度差が小さく該通気口を流通する空気の流れが対流による阻害が起こりにくい。また波型鋼板外装材が平板の鋼板に比べて表面積が大きいため有効に放熱できる。

また、通気口内のアルミニウム面材により波型鋼板外装材からの輻射熱を防止すると共に防水性能に優れ、該通気口の全表面が波型鋼板外装材とアルミニウム面材の金属光沢面により形成されたことで該通気口を流通する空気の摩擦抵抗が小さいため断面積が小さな通気口であっても十分な通気効果が得られ、波型鋼板外装材からアルミニウム面材への熱移動を効果的に防止することが出来る。また、十分な通気効果により、波型鋼板外装材の温度も下げる結果、十分な断熱性能を得られる。

一層優れた断熱性能は次の３点の相乗効果によって達成されると考えられる。（１）アルミニウム面材により反射された熱の一部は、波型鋼板外装材や空気をより熱するのに消費され、（２）空気がより熱せられると重力換気の駆動力が大きくなるため、通気量が多くなり、（３）通気量が多くてもアルミニウム面材は平滑であるため、空気抵抗が小さく通気を妨げない。

これらの相乗効果により、通気を促進できるため、日射による輻射熱を簡易な構成で、極力波型鋼板外装材側で有効に排熱することができる。

アルミニウム面材による輻射を妨げず、空気抵抗が増大しない範囲で、アルミニウム面材の表面側に透明な樹脂層による被覆を設けることもできる。

また、本発明に係る外壁構造の第２の構成によれば、アルミニウム面材の室内側表面に断熱材が接していることにより波型鋼板外装材からの輻射熱を該断熱材によっても防止することが出来、アルミニウム面材により波型鋼板外装材からの輻射熱を防止することにより断熱材の変形を防止して波型鋼板外装材の固定ビス等の緩みを防止することが出来、該断熱材の断熱性能の劣化を防止することが出来る。

また、本発明に係る外壁構造の第３の構成によれば、波型鋼板外装材、アルミニウム面材とフェノールフォームの複合部材のそれぞれが不燃材料であるため、簡易な構成にもかかわらず、防水性、気密性、断熱性に優れる上に、建築基準法上の不燃構造とすることが出来る。

図により本発明に係る外壁構造の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る外壁構造を示す横断面図、正面図及び縦断面図、図２は通気口の拡大説明図、図３及び図４は外壁構造試験体の構成を示す図、図５は外壁構造試験体の実施例と比較例の各測定ポイントの温度を示す図である。

図１及び図２において、本発明に係る外壁構造は、断面Ｃ字形状の鉄骨等の胴縁１に屋外側から複合部材２が座金３を有するビス４により仮止めされ、更にその外側にガルバリウム鋼板等の波型の波型鋼板外装材５が複合部材２に当接されて座金３を有するビス６により本止めされる。

複合部材２は、フェノールフォームからなる断熱材７と、該断熱材７よりも外形寸法が大きな重なり部８ａを有するアルミニウム面材８とを積層して構成される。複合部材２の一形態としては、例えば、断熱材７の一方の面（屋内側面）に該断熱材７と略同一外形寸法のアルミニウム面材８が被覆され、他方の面（屋外側面）に該断熱材７よりも縦横の外形寸法が大きな重なり部８ａを設けたアルミニウム面材８を被覆することが出来る。

そして、波型鋼板外装材５の屋内側に複合部材２を断熱材７の小口面をＴ型ジョイナー12を介して接するように配置すると共に、該複合部材２の一方のアルミニウム面材８が他方の複合部材２のアルミニウム面材８と重なるように配置し、アルミニウム面材８相互の重なり部８ａをホットメルトまたは両面テープからなる接着手段（接着層）９により接着することが出来る。

アルミニウム面材８相互の重なり部８ａは、１０mmから１００mm程度の範囲とすれば良く、Ｔ型ジョイナー12は複合部材２の屋内側のアルミニウム面材８に両面テープ等により接着される。尚、Ｔ型ジョイナー12を省略しても良い。

また、複合部材２の他の形態として、断熱材７の両面に該断熱材７と略同一外形寸法のアルミニウム面材８を積層し、波型鋼板外装材５の屋内側に複合部材２を該断熱材７の小口面を接するように配置すると共に、隣設された複合部材２のアルミニウム面材８表面にまたがるように防水テープ等の他の面材を設置しても良い。

ガルバリウム鋼板からなる波型鋼板外装材５は角波形状で構成され、該波型鋼板外装材５と、複合部材２のアルミニウム面材８との間に上部開口部と下部開口部とが外気に開放された略垂直方向の通気口11が形成される。

波型鋼板外装材５の断面寸法は、小さいほうが対流が起こりづらく、大きいほうが空気が流通し易いため、図２に示す幅Ｗは１０mm以上５０mm以下が好ましく、該幅Ｗは２０mm以上４０mm以下がさらに好ましく、奥行きＤは８mm以上３２mm以下が好ましく、該奥行きＤは１２mm以上２４mm以下がさらに好ましい。

ガルバリウム鋼板からなる波型鋼板外装材５とアルミニウム面材８とで囲まれた通気口11の内面は金属光沢面により形成されるため該通気口11を流通する空気の摩擦抵抗が小さいため断面積が小さな通気口11であっても十分な通気効果が得られ、波型鋼板外装材５からアルミニウム面材８への熱移動を効果的に防止することが出来る。また、十分な通気効果により、波型鋼板外装材５の温度も下げる結果、十分な断熱性能を得られる。

一層優れた断熱性能は次の３点の相乗効果によって達成されると考えられる。（１）アルミニウム面材８により反射された熱の一部は、波型鋼板外装材５や空気をより熱するのに消費され、（２）空気がより熱せられると重力換気の駆動力が大きくなるため、通気量が多くなり、（３）通気量が多くてもアルミニウム面材８は平滑であるため、空気抵抗が小さく通気を妨げない。

これらの相乗効果により、通気を促進できるため、日射による輻射熱を簡易な構成で、極力波型鋼板外装材５側で有効に排熱することができる。本実施形態のアルミニウム面材８は、安価で防水性、気密性、耐候性に優れる。

本実施形態の断熱材７はフェノール樹脂発泡体からなるフェノールフォーム断熱パネルであり、本件出願人が開発して国際公開WO-00-1761号公報に開示した技術(ネオマフォーム（登録商標）)により作成することが出来る。このフェノール樹脂発泡体は、ＪＩＳＡ９５１１に規定されるフェノールフォーム保温板の規格によると１種に該当する高性能フェノールフォームであり、高い断熱性能を有し、熱による寸法変化も少ないため、外壁用断熱材として好ましく使用することが可能である。また、前記フェノール樹脂発泡体は、火炎が作用したとき、表面が炭化するのみで急激に燃え広がることがなく溶解することもないため、高い耐燃焼性を求められる部位に好ましく使用することができる。

上記技術に係るフェノール樹脂発泡体は、フェノール樹脂基体部と、多数の微細気泡から形成される気泡部とを有する密度が１０kg／ｍ³〜１００kg／ｍ³のフェノールフォームであり、前記微細気泡が炭化水素が含有し且つ平均気泡径が５μｍ〜２００μｍの範囲にあり、大部分の微細気泡の気泡壁が滑らかなフェノール樹脂基体面で構成されている。そして、発泡剤が炭化水素であるにも関わらず、従来のフロン系発泡剤と遜色のない熱伝導率を持ち、且つ熱伝導率の経時的な変化もなく、圧縮強度等の機械的強度に優れ、脆性が改善される。

フェノール樹脂発泡体における断熱性は、平均気泡径が５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍと小さく、且つ独立気泡率を８０％以上と高く保持することによって確保することが可能である。またフェノール樹脂発泡体は高い耐燃焼性を有しており、火炎が作用したとき、表面が炭化するのみで急激に燃え広がることがなく溶解することもない。更には有毒性ガスの発生もない。

例えば、フェノール樹脂発泡体の密度を２７kg／ｍ³に設定した場合、２０℃おける熱伝導率は０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋであり、圧縮強さは１５Ｎ／cm²、熱変形温度は２００℃である。前記フェノール樹脂発泡体の性能は、押出発泡ポリスチレン３種が熱伝導率；０．０２８Ｗ／ｍ・Ｋ、圧縮強さ；２０Ｎ／cm²、熱変形温度；８０℃であることや、硬質ウレタンフォーム２種が熱伝導率；０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋ、圧縮強さ；８Ｎ／cm²、熱変形温度；１００℃であることと比較して充分に高い性能を有する。

このため、フェノール樹脂発泡体からなる断熱材７では、従来の押出発泡ポリスチレンや硬質ウレタンフォームの約２／３程度の厚さで略同等の断熱性能及び耐燃焼性能を発揮することが可能である。

フェノール樹脂発泡体の表裏面には紙製や樹脂製など種々の面材による層を設けることも出来、その層の表面にアルミニウム面材８を貼着することでも良い。

上記構成によれば、波型鋼板外装材５とアルミニウム面材８とで構成された略垂直方向の通気口11を形成したことによりアルミニウム面材８により波型鋼板外装材５からの輻射熱を防止すると共に防水性、気密性、耐候性に優れ、該通気口11の全表面が波型鋼板外装材５とアルミニウム面材８の金属光沢面により形成されたことで該通気口11を流通する空気の摩擦抵抗が小さいため断面積が小さな通気口11であっても十分な通気効果が得られ、波型鋼板外装材５からアルミニウム面材８への熱移動を効果的に防止することが出来る。また、十分な通気効果により、波型鋼板外装材５の温度も下げる結果、十分な断熱性能を得られる。

これらの相乗効果により、通気を促進できるため、日射による輻射熱を簡易な構成で、極力波型鋼板外装材５側で有効に排熱することができる。

また、アルミニウム面材８の室内側表面に断熱材７が接していることにより波型鋼板外装材５からの輻射熱を該断熱材７によっても防止することが出来、アルミニウム面材８により波型鋼板外装材５からの輻射熱を防止することにより断熱材７の変形を防止して波型鋼板外装材５の固定ビス６等の緩みを防止することが出来、該断熱材７の断熱性能の劣化を防止することが出来る。

また、波型鋼板外装材５、アルミニウム面材８とフェノールフォームからなる断熱材７とを有する複合部材２のそれぞれが不燃材料であるため、簡易な構成にもかかわらず、防水性、気密性、耐候性、断熱性に優れる上に、建築基準法上の不燃構造とすることが出来る。

また、アルミニウム面材８は防水性、気密性、耐候性に優れ、室内で発生する水蒸気が断熱材７に吸収されるのを防止し、該断熱材の断熱性能の劣化を防止することが出来る。また金属光沢面により外観にも優れ、従来必要としていた内装材を省略することも出来る。

また、断熱材７の両面に貼ったアルミニウム面材８を用いて非破壊による探傷検査が容易に出来、複合部材２の防水・気密性能を安定化させることが出来る。

また、胴縁１の屋外側からのみの施工で上記外壁構造を構築することが出来る。

本発明をさらに詳しく説明するため以下に実施例を挙げるが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

〔実施例〕
断面クランク形状の波型鋼板外装材５、複合部材２からなる、図３及び図４（ａ）に示す外壁構造試験体を作成した。外壁構造試験体は、図３及び図４（ａ）に示すように、波型鋼板外装材５の見つけ寸法の幅が９００mm、高さが１８００mmであり、通気口11の断面形状は角波形状であり、断面寸法が、幅Ｗが２６mm、離間間隔Ｐが２６mm、奥行きＤが１６mmであり、板厚が０．５mmであり、材質がガルバリウムであり、表面色がクリーム色であるのものを使用した。断熱材７はフェノールフォームで、厚さが２０mmのものを使用し、面材としてポリエステル不織布を使用した。アルミニウム面材８は厚さが０．０３mmであるものを使用した。

前記外壁構造試験体を、屋外に波型鋼板外装材５が南向きに面するように略垂直方向に設置し、２００６年９月２３日の日の出時刻から日の入り時刻まで、図３及び図４（ａ）に示す各測定ポイントの表面温度を測定した。各測定ポイントは外壁構造試験体の下部から高さ約１５００mmとし、各測定ポイントの測定値は図５の通りとなった。

〔比較例〕
比較例として、前記実施例と同様の波型鋼板外装材５、断熱材７からなる、図３及び図４（ｂ）に示す外壁構造試験体を作成した。アルミニウム面材８を使用しなかった以外は、前記実施例と同じ条件とした。各測定ポイントの測定値は図５の通りとなった。

各測定ポイントで、実施例の日の出時刻から日の入り時刻までの平均温度は比較例の平均温度よりも低く、平均温度の差は、波型鋼板外装材５の裏面で１．０９℃、波型鋼板外装材５側の断熱材７表面で１．１５℃、室内側断熱材７表面で０．５６℃であった。また、実施例の室内側断熱材７表面の平均温度と外気温の平均温度との差は２．０４℃であり、比較例の室内側断熱材７表面の平均温度と外気温の平均温度との差は２．６℃であった。

尚、前記実施形態ではアルミニウム面材８の室内側表面に断熱材７を接して構成した一例について説明したが、断熱材７の代わりに他の機能を発揮する板状部材をアルミニウム面材８の室内側表面に接して構成することも出来る。

本発明の活用例として、建物の外壁構造に適用出来る。

本発明に係る外壁構造を示す横断面図、正面図及び縦断面図である。通気口の拡大説明図である。外壁構造試験体の構成を示す図である。（ａ）は実施例の外壁構造試験体の構成を示す図であり、（ｂ）は比較例の外壁構造試験体の構成を示す図である。外壁構造試験体の各測定ポイントの実施例と比較例の各温度を示す図である。

符号の説明

１…胴縁
２…複合部材
３…座金
４…ビス
５…波型鋼板外装材
６…ビス
７…断熱材
８…アルミニウム面材
８ａ…重なり部
９…接着手段（接着層）
11…通気口
12…Ｔ型ジョイナー

Claims

波型鋼板外装材とアルミニウム面材とで構成された略垂直方向の通気口を有することを特徴とする外壁構造。
前記アルミニウム面材の室内側表面に断熱材が接していることを特徴とする請求項１に記載の外壁構造。
前記断熱材はフェノールフォームであることを特徴とする請求項２に記載の外壁構造。