JP2008255629A - 木造建築の断熱壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 断熱性能、保温性能、気密性能に優れ、エネルギーロスや結露発生を防ぐことが可能な木造建築の断熱壁構造を提供する。
【解決手段】
対向する一対の柱状保持体と、保持体間に嵌め込まれた断熱部材とからなり、保持体と断熱パネルとの接触部は、一対の保持体及び断熱パネルと略直交する面上において、少なくとも一つ以上のクランク状曲がり部を有していることを特徴とする。また、保持体は木造建築の柱又は間柱のいずれかであっても良い。また、一対の保持体及び断熱部材を覆う第二断熱パネルを設けても良い。また、複数のパネル状断熱材を重ねて断熱部材としても良い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、木造建築の断熱壁構造に関する。

木造建築の断熱方法としては、外張り断熱、充填断熱、複合断熱の３方式が主流である。

外張り断熱は、壁の外側に断熱材を貼り付ける断熱方式である。一般的には、外壁材裏面に断熱ボードを張着したり、合板や板状の断熱材でテーピングするなどの方法がある。

充填断熱は、木造建築の柱間、間柱間、梁間といった空間に、グラスウールなどの繊維系断熱材を充填断熱層とする断熱方式である。繊維系断熱材を充填しただけでは、通気性・防湿性・気密性に問題があるため、繊維系断熱材を充填した後、壁に防湿・気密シートを貼り付けたり、断熱層の屋外側に通気層・透湿層を形成する必要がある。

複合断熱は、外張り断熱と充填断熱を組み合わせた断熱方式である。一般的には、木造建築の柱間、間柱間、梁間といった空間に、グラスウールなどの繊維系断熱材を充填し内側には防湿・気密シートを施し、外側にはこれらを覆うように板状断熱材を張り付けている。

これらの断熱構造は、それぞれに利点・問題点を有しているが、断熱・気密性能に関してはいずれも高い効果を得ることができるという特徴を有している。

また、断熱壁構造については、国土交通省より「次世代省エネルギー基準」（「住宅に係るエネルギーの使用の合理化に関する建築主の判断と基準」及び「同設計及び施工の指針」）が通達されている。これは、住宅の断熱性能・気密性能を高め、各家庭の暖房や冷房の使用頻度や住宅のエネルギーロスを低減することで、全住宅の消費エネルギーやエネルギーロスを減少させ、省エネルギー化にしようとするものである。
特開平１１−１７２８００号公報 特開２００５−１２０７９９公報 特開２００３−４１６７８公報

ところで、木造建築において注意しなければならない問題の一つとして、表面結露や内部結露といった結露問題がある。特に、内部結露は、木材や断熱材等の腐敗や劣化を進め、建物の寿命を縮める要因となるため、従来から問題視されてきた。結露防止策としては種々あるが、木造建築全体で考えると、断熱性能、気密性能、保温性能の高い断熱構造が効果的であると考えられる。つまり、水蒸気を含む空気を冷たい外気から遮断し、建築物内において冷却せず、長時間に渡って建築物内を保温することができれば、建築物内に水蒸気を含む空気が存在していたとしても結露が生じないと考えられる。特に、保温性能は、冷暖房の使用にも関係するため、省エネルギーという観点からも重要である。これは、一般住宅で冷暖房といえば、各部屋毎で使用する部分冷暖房を指すが、部分冷暖房は建築物内において温度の異なる空気を生じてしまうため、結露を生じやすいという問題を有している。従って、建築物内を冷暖房によって一定温度に保温するには、全館冷暖房で管理するしかないが、エネルギーコストがかかりすぎてしまうという問題がある。

また、上記した次世代省エネルギー基準を準拠しても、断熱性能、気密性能、保温性能において十分な効果が得られておらず、冷暖房の使用頻度が減少していないという問題を有している。以上のことから、断熱性能、保温性能、気密性能に優れた木造建築の断熱壁構造の開発が切望されている。

上記課題を解決するために本発明に係る木造建築の断熱壁構造は、対向する一対の柱状保持体と、保持体間に嵌め込まれた断熱部材とからなり、保持体と断熱部材との接触部は、一対の保持体及び断熱部材と略直交する面上において、少なくとも一つ以上のクランク状曲がり部を有していることを特徴とする。クランク状曲がり部についての詳細な説明は後述するが、図１又は図２に示されたように、二つの角部が交互に繋がりジグザグ状になっている状態を指す。これにより、断熱部材と保持体が少なくとも３つの面で接するため、保持体と断熱部材との密接を高めることができる。また、保持体と断熱部材との間に隙間がが生じたとしても、クランク状曲がり部によって空気の移動速度が減速されやすくなる。

また、一対の保持体及び断熱部材を覆う第二断熱パネルを設けても良い。この断熱パネルを設けることにより、断熱壁構造の断熱性能、保温性能を更に高めることが可能となる。貼付方法としては、保持体に第二断熱パネル貼り付け用の貼付面を設け、貼付面に第二断熱パネルを貼付するのが良い。

また、保持体は木造建築の柱又は間柱のいずれかであっても良い。つまり、本発明に係る断熱壁構造は、木造建築の柱又は間柱を保持体として兼用し、木造建築の外壁を断熱壁構造とするものである。

また、断熱部材は、パネル状の断熱材を複数使用しても良い。断熱部材についての詳細も後述するが、例えば、一つのブロック状断熱材を成型して断熱部材としても良いし、複数枚のパネル状断熱材を重ねて断熱部材として使用することも可能である。

また、保持体には貼付面と平行に位置する第二貼付面が設けられ、保持体の断熱部材と接する面側には、貼付面縁部と直交する第一側面と、第二貼付面縁部と直交する第二側面と、第一側面と第二側面とを結ぶ連結面とを有し、連結面は、第一側面縁部及び第二側面縁部に直交する一つの面、又は、複数の面が蛇腹状に直交しあう面群であっても良い。これにより、保持体と断熱部材との接触部の断面形状にクランク状曲がり部があらわれる。連結面が、第一側面縁部及び第二側面縁部に直交する一つの面である場合は、一つのクランク状曲がり部があらわれ、複数の面が蛇腹状に直交しあう面群である場合は、二つ以上のクランク状曲がり部があらわれることになる。

本発明に係る木造建築の断熱壁構造は、対向する一対の柱状保持体と、保持体間に嵌め込まれた断熱部材とからなり、保持体と断熱部材との接触部は、一対の保持体及び断熱部材と略直交する面上において、少なくとも一つ以上のクランク状曲がり部を有しているため、保持体と断熱部材の気密性を高めることができる。更に、保持体と断熱部材の接触部に隙間が生じても、空気の移動速度を減速することができるため、エネルギーロス及び結露の発生等を防止することができる。

また、保持体が木造建築の柱又は間柱のいずれかであるため、断熱部材の保持部材を減らすことができ、コスト低減に多大な貢献が可能となる。更に、木造建築の施工と同時に断熱壁構造を構築できるため、作業効率に優れる。

また、断熱部材は、複数のパネル状断熱材を使用してなるため、一般に市販されている既存の断熱パネルを使用することができ、コスト低減に貢献できる。更に、パネル状断熱材は加工が容易で、柱・間柱間に筋交いが設けられていたとしても、容易に変形加工して密接する形状にできるため、断熱構造の気密性が損なわれにくい。

また、保持体には貼付面と平行に位置する第二貼付面が設けられ、保持体の断熱部材と接する面側には、貼付面縁部と直交する第一側面と、第二貼付面縁部と直交する第二側面と、第一側面と第二側面とを結ぶ連結面とを有し、連結面は、第一側面縁部及び第二側面縁部に直交する一つの面、又は、複数の面が蛇腹状に直交しあう面群であるため、複数のパネル状断熱材を使用した時に、それぞれのパネル状断熱材を一対の保持体の対向する第一側面間、第二側面間、連結面間に密接に嵌め込むことができ、断熱部材の設置が容易である。更には、一般的に使用されている断熱パネルを使用して、従来よりも断熱層が厚い断熱構造を施工できるため、断熱性能、気密性能、保温性能、作業効率に優れた断熱壁構造を提供することが可能となる。

本発明に係る木造建築の断熱壁構造２について、図を参考にしながら説明する。図１及び図３は、本発明に係る木造建築の断熱壁構造２を示した説明図であり、図２は断熱壁構造２の保持体４近傍の部分拡大図である。なお、これらの図は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明をなんら限定するものではない。

本発明に係る木造建築の断熱壁構造２は、対向する一対の柱状保持体４と、保持体４間に嵌め込まれた断熱部材１８とからなる。なお、本発明に係る木造建築は、柱や間柱間に筋交いが設けられている構造でも良いし、構造パネルを設けた構造でも良いし、筋交い及び構造パネルを設けた構造であっても良い。これは、本発明に係る木造建築を特定・限定するのでは無く、本発明に係る断熱パネル２０、第二断熱パネル２２に関係しており、その詳細については後述する。

本発明に係る保持体４は、断熱部材１８を保持することができる部材を指す。また、保持体４は、木造建築の柱２４、間柱２６のいずれであっても良い。つまり、本発明に係る断熱壁構造２は、木造建築の柱２４又は間柱２６を保持体４とし、木造建築の壁を断熱壁構造とするものである。よって、保持体４の材料については、一般的な木造建築で使用される木材を使用するのが良い。また、保持体用土台や桁等は木造建築の土台や桁等で良い。

また、保持体４は、図２に示されたように、一対の保持体４及び断熱パネル２０を略直交に切断した時、保持体４と断熱パネル２０との接触部の切断面形状が、少なくとも一つ以上のクランク状曲がり部６を有する形状であるのが好ましい。クランク状曲がり部６とは、図２に示されたように、二つの角部が交互に繋がりジグザグ状になっている状態を指す（以下、クランク状曲がり部６は、特別な説明が無い限り、一対の保持体４及び断熱パネル２０を略直交に切断した時の、保持体４と断熱パネル２０との接触部の切断面形状が、二つの角部が交互に繋がりジグザグ状になっている状態を指すものとする）。図２中では、クランク状曲がり部６の角部がいずれも直角に設けられているが、必ずしも直角である必要は無い。直角で無い場合は、鈍角であるのが良い。また、クランク状曲がり部６は、室内側に位置する角部ほど、一対の保持体４の対向面側に位置するのが良い。つまり、図１に示されたように、一対の保持体４間の間隔が、クランク状曲がり部６を境にして、室内側が室外側よりも狭くなる。これは、断熱部材１８を建築物の外側から嵌め込むため、一対の保持体４間の室外側が室内側よりも間隔が狭いと、断熱部材１８を保持体４に密接に嵌め込むことができないからである。

保持体４の形状については、クランク状曲がり部６を有するのであればどの様な形状であっても良いが、図５又は図６に示されたように、貼付面８と、第二貼付面１０と、第一側面１２と、第二側面１４と、第一側面１２と第二側面１４とを結ぶ連結面１６を有する形状であっても良い。図５及び図６は、保持体４の一実施の形態を示した説明図である。貼付面８とは、第二断熱パネル２２を貼り付ける面であり、断熱壁構造２設置時に室外側を向く面を指す。第二貼付面１０とは、貼付面８と平行に位置する面であり、断熱壁構造２設置時に室内側を向く面を指す。第一側面１２とは、貼付面８の縁部と直交する面を指し、第二側面１４とは、第二貼付面１０の縁部と直交する面を指す。連結面１６とは、第一側面１２と第二側面１４とを結ぶ面を指す。そして、連結面１６が一つの平面であれば、図５に示されたような形状になり、クランク状曲がり部６が一つあらわれる。連結面１６が、複数の面が蛇腹状に直交しあった面群であれば、図６に示されたような形状になり、複数のクランク状曲がり部６があらわれる。また、図４に示されたように、第一側面１２又は第二側面１４のいずれかの幅が大きい形状であっても良い。なお、保持体４の断熱部材１８と接しない面は、貼付面８縁部と第二貼付面１０縁部が一つの平面で結ばれていても良い。

また、一対の保持体４の対向する面は相対する形状であっても良い。一対の保持体４の対向面側に、第一側面１２、第二側面１４、連結面１６が設けられている場合も、対向する面が相対する形状であっても良い。これにより、パネル状断熱材を複数重ねて断熱部材１８とする時、断熱パネル２０を保持体４間に密接して嵌め込むことが可能となる。例えば、対向面の第一側面１２がそれぞれ異なる寸法又は形状であった場合、断熱パネル２０と連結面１６が接触しない箇所が生じるが、対向する面が相対する形状であればその様なことが無い。

なお、保持体４を図５又は図６に示されたような形状にするには、角材を切削するなどして形成するか、複数の部材を連結・組み合わせて形成する方法がある。いずれの方法で形成された保持体４も使用可能ではあるが、本発明は断熱壁構造２の気密性向上を目的としているため、複数の部材を連結・組み合わせる形成方法は隙間が生じるおそれがあり、一体形成された方が更に良い。

次に、本発明に係る断熱部材１８としては、フェノールフォーム、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォームを原料としたパネル状又はブロック状部材を使用するのが良い。なお、断熱部材１８とは、一対の保持体４間に嵌め込まれ、断熱層を構成する部材の全てを指す。また、断熱パネル２０とはパネル状の断熱材を指すものとする。断熱部材１８としては、繊維系断熱材も使用可能であるが、繊維系断熱材でパネル材と同等の断熱性能を得ようとするには、断熱層の厚みをパネル材の数倍にする必要がある。また、断熱パネル２０に比べて繊維系断熱材は、内部結露が生じやすいという問題を有し、繊維系断熱材の充填時の天候や季節にも影響されやいため、パネル材を使用するのが良い。また、断熱パネル２０は加工が容易であるため、柱２４・間柱２６間に筋交いが設けられていても、断熱パネル２０を筋交いに密接する形状に容易に変形加工でき、断熱構造の気密性が損なわれにくい。

また、断熱部材１８の形状については、クランク状曲がり部６において保持体４と断熱部材１８が密接する形状であるのが良く、保持体４の形状等に応じて適宜設定すれば良い。例えば、図５に示された保持体４の場合は、一つのブロック状断熱材を変形加工する方法、又は、複数のパネル状断熱材を図１及び図３に示されたように重ねて設置する方法がある。なお、図１中では第一側面１２間、第二側面１４間にそれぞれ一枚ずつ断熱パネル２０を嵌め込んでいるが、複数枚の断熱パネル２０を使用しても良く、一対の保持体４間に嵌め込まれる断熱パネル２０の枚数は適宜設定すれば良い。また、図４に示されたように、第二側面１４間に断熱部材１８を設けず、第一側面１２間、連結面１６間のみに断熱部材１８を設けても良い。この時も、設置する断熱パネル２０の枚数は適宜設定すれば良い。

また、本発明に係る断熱壁構造２は、図２又は図３に示されたように、一対の保持体４及び断熱部材１８を覆う第二断熱パネル２２を貼り付けても良い。第二断熱パネル２２としては、フェノールフォーム、ウレタンフォーム、ポリスチレンフォームを原料としたパネル材を使用するのが良い。また、第二断熱パネル２２は、断熱部材１８と同じ材料のものを使用しても良いし、異なるものを使用しても良く、適宜設定すれば良い。また、柱２４・間柱２６に構造パネルが設けられている場合は、図１又は図４に示された様に構造パネルを介して第二断熱パネル２２を保持体４に取り付ければ良い。

以上が、本発明に係る木造建築の断熱壁構造２についての説明であるが、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の条件や設定は変更が可能である。上記説明では、断熱構造を中心に説明したが、図１に示されたように、通気層や、外装材・化粧材等を設けても良いことは当然のことであり、従来の断熱構造で使用されている、防風・透湿シート、気密テープ、パッキン、パテ等の補助部材を適宜使用しても良いことは言うまでもない。また、建築物の天井部に断熱層を設けても良く、その場合は、梁上及び下地上に桁上合板を設け、この桁上合板上に断熱パネル２０を取り付ければ良い。

本発明に係る木造建築の断熱壁構造の一実施の形態を示した説明図である。 図１中の保持体近傍を示した部分拡大図である。 本発明に係る木造建築の断熱壁構造の一実施の形態を示した説明図である。 本発明に係る木造建築の断熱壁構造の一実施の形態を示した説明図である。 本発明に係る保持体の一実施の形態を示した説明図である。 本発明に係る保持体の一実施の形態を示した説明図である。

符号の説明

２ 断熱壁構造
４ 保持体
６ クランク状曲がり部
８ 貼付面
１０ 第二貼付面
１２ 第一側面
１４ 第二側面
１６ 連結面
１８ 断熱部材
２０ 断熱パネル
２２ 第二断熱パネル
２４ 柱
２６ 間柱

Claims (5)

1. 対向する一対の柱状保持体と、該保持体間に嵌め込まれた断熱部材とからなり、該保持体と該断熱パネルとの接触部は、該一対の保持体及び該断熱パネルと略直交する面上において、少なくとも一つ以上のクランク状曲がり部を有していることを特徴とする木造建築の断熱壁構造。
2. 前記一対の保持体には、該一対の保持体及び前記断熱部材を覆う第二断熱パネルが貼付けられていることを特徴とする請求項１に記載の木造建築の断熱構造。
3. 前記断熱部材は、複数のパネル状断熱材を重ねてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の木造建築の断熱壁構造。
4. 前記保持体は、木造建築の柱又は間柱のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の木造建築の断熱壁構造。
5. 前記保持体は、前記貼付面と平行に位置する第二貼付面を有し、該保持体の前記断熱部材と接する面側には、前記貼付面縁部と直交する第一側面と、前記第二貼付面縁部と直交する第二側面と、該第一側面と該第二側面とを結ぶ連結面とを有し、該連結面は、該第一側面縁部及び該第二側面縁部に直交する一つの面、又は、複数の面が蛇腹状に直交しあう面群であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の木造建築の断熱壁構造。

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