JP2009167683A - 外断熱構造及びそれに用いる真空断熱材 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材を破損する可能性がなく、かつ真空断熱材を取り付けるアンカーボルトが、同時に不陸調整具や外装材の取り付け部材を兼ね備えた外断熱構造を提供する。
【解決手段】建物の躯体の外側に真空断熱材が位置し、真空断熱材の外側に外装材５が位置する外断熱構造である。躯体に設置したアンカーボルトと、アンカーボルトを貫通させるための貫通孔を開口してある真空断熱材と、アンカーボルトの外側端に取り付けた不陸調整具と、不陸調整具に取り付けた外装材取付部材と、外装材取付部材に取り付けた外装材とによって構成する。真空断熱材は、表面から裏面へ貫通した貫通孔を備え、かつその貫通孔の開放端の周囲に、取り付け用のナットの締め付け圧力を受ける受圧板を設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の外断熱構造に関するものである。また、本発明は、建築物の外断熱構造に用いる真空断熱材に関するものである。

建築物の壁面の外側に断熱材を取り付ける外断熱構造が知られている。
この構造は室内の冷房、暖房を止めても、外気温を建築物の外側で遮断しているから外気の影響を受けにくいという利点がある。
しかし高い断熱効果を狙うと壁の厚みが増加し、躯体と外装材の距離が長くなり、耐震強度が低下するという問題がある。
耐震強度を上げるためには、強度の大きい部材が必要となるからコストに反映し、かつその部材から熱が逃げる可能性が高くなるという問題も発生する。
そのような問題を解決するために、真空断熱材を使用する構造も開発されている。
この真空断熱材は、熱伝導率が低く、かつ薄型であるために建築物の構造に採用して大きな利点を備えている。
この構造では単体の真空断熱材、あるいは発泡樹脂や合板などとの複合した真空断熱材を、内壁あるいは外壁の内側に接着剤、釘、あるいは木ねじなどで取り付ける構造を採用している。
特開２００４−２５７２２６号公報 特開平９−４９２８９号公報 特開２０００−２７４５８９号公報

しかし前記したような真空断熱材を採用した外壁の構造にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 真空断熱材には穴を開けることができないから、真空断熱材の取り付け時や、外装材を取り付ける際の墨出しなどに、余分で且つ慎重な作業が要求される。
＜２＞ 真空断熱材には直接に釘打ちができないから、真空断熱材の周囲には釘を打って穴を開けてもよい非断熱性の縁取りが必要となる。この縁取り部分が多くなればそれだけ断熱効果が低下することになる。
＜３＞ アンカーボルトで外装材を支持する構造の場合に、真空断熱材は、ボルトの位置と重ねることができないから、ボルトの位置を避けて小さく区分して取り付けなければならず、その境界においてヒートリーク（熱橋、ヒートブリッジともいう）が生じる。そのためにせっかく保温性能の高い真空断熱材を使っていながら、その性能を十分に発揮することができていない。
＜４＞ 真空断熱材の破損を避けるために、真空断熱材を接着剤で固定する方法も考えられる。しかし真空断熱材の外側には外装材を位置させる必要があり、重量のある外装材を取り付けるには、別に十分な強度のある支持部材が必要となりコストの増大を招く。
＜５＞ 特許文献３の固着材は、予め真空断熱材の芯材に内在され、その後フィルム等の被覆物で芯材が被覆され、被覆物内を減圧させて真空断熱材が得られることから、固着材の貫通孔に釘やボルト等で他の部材に固定する場合には、被覆物と固着材との間の接着が不十分で、真空断熱材の減圧状態が維持できないおそれがある。

上記課題を解決した本発明の外断熱構造は、建物の躯体の外側に真空断熱材が位置し、真空断熱材の外側に空間を介して外装材を配置する外断熱構造において、躯体に設置したアンカーボルトと、アンカーボルトを位置させるための貫通孔を有する真空断熱材と、アンカーボルトの外側端に取り付けた不陸調整具と、不陸調整具に取り付けた外装材取付部材と、外装材とで構成する外断熱構造である。
また本発明の外断熱構造に用いる真空断熱材は、断熱素材を袋内に真空状態で密封した真空断熱部位と、表面から裏面へ貫通した貫通孔とを備えることを特徴とする真空断熱材である。

本発明の外断熱構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 建築物の躯体にアンカーボルトを打設し、そのアンカーボルトを真空断熱材の貫通穴に通すだけで真空断熱材を取り付けることができ、さらにアンカーボルトによって不陸調整具、外装材取付部材及び外装材を支持できる。
＜２＞ このように真空断熱材を取り付けるアンカーボルトが、同時に不陸調整材を兼ねている。したがって使用する部材数、工程数を減らすことができ、コストの低下を図ることができるだけでなく、熱が逃げるルートをも減らすことができ、良好な断熱効果を期待することができる。
＜３＞ 断熱性能の高い真空断熱材を用いることで、断熱材の薄型化が可能となる。その結果、ボルトの直径を小さくでき、あるいは打設本数を減らすことができるので、コストを抑え、かつヒートリークを軽減することができる。

また本発明の真空断熱材は上記のようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 真空断熱材に釘打ちの穴を開けたり、包装フィルムを傷付けたりするような危険性が全くなく、設計通りの断熱効果を期待することができる。
＜２＞ 真空断熱材の貫通孔の縁にはナットを締め付ける際にナットの締め付け力を受ける受圧板が配置してある。したがって外装取り付け部材の位置決めをする前に、ナットによって確実に真空断熱材を固定しておくことができる。
＜３＞ 真空断熱材を、ボルトの位置を避けて取り付ける必要がないため、取り付ける真空断熱材のサイズを大きくすることができる。そのために真空断熱材の端部、真空断熱材の境界に生じやすいヒートリークを最小限に抑えることができる。

以下図面を参照しながら本発明の外断熱構造の実施例を説明する。

＜１＞前提条件。
本発明の構造は、建築物の外断熱構造に関するものである。
すなわち建物の躯体Ａの外側に断熱材を取り付け、断熱材の外側に外装材を取り付ける構造である。
そして断熱材の一部、あるいは全部に後述する真空断熱材を採用する。
なお、本明細書において「内側」とは建物において人が生活などに利用する側、「外側」とは外気にさらされている側を意味する。
また本発明において「ビス止めなど」とは、一般の釘やコンクリート釘の打ち込みだけでなく、木ネジのネジ込み、ホチキスの針の打ち込み、コンクリート壁へのアンカーボルトの打ち込み、ビスによる固定など、公知の固定作業を広く含む意味で使用する。

＜２＞全体の構成。
本発明の外断熱構造では、特殊な形状の真空断熱材１と、アンカーボルト２と、不陸調整具３と、外装材取付部材４と、外装材５と、受圧板６によって構成する。
以下、各部材について説明する。

＜３＞真空断熱材。
真空断熱材１は、躯体Ａにアンカーボルト２を設置した後に躯体Ａの外側から取り付けるものである。
本発明の真空断熱材１の真空断熱部位は、ガラス繊維などのコア材１１をフィルム材１２の袋内に入れ真空状態で封止込めた断熱材であり、その構造自体は公知であって、複数のメーカーから市販されている。

＜３−１＞貫通孔。
ただし、本発明に用いる真空断熱材１は、真空断熱部位と表面から裏面へ貫通した貫通孔１４とを備えている。
この貫通孔１４は、アンカーボルト２を貫通させるための孔である。
この貫通孔１４を真空断熱部位に後加工で形成することは、内部の真空状態を保持することが極めて困難である。
そのためにこの貫通孔１４は真空断熱部位を真空状態に形成する際に、コア材１１に貫通孔１４を形成し、貫通孔１４を残した状態で、フィルム材１２等を封止して、貫通孔１４を形成させることができる。

＜３−２＞被覆。
この真空断熱材１は、そのままで使用しても良いが、その周囲を発泡系の断熱材で被覆したものや、躯体Ａ側の面や外壁側の面にクッション材を貼り付けたものでもよい。
これにより躯体Ａの不陸やバリ、施工時の傷などから真空断熱材１を保護することができ、結果として断熱効果の低下を抑えることができる。
該発泡系の断熱材で被覆したものは、公知の外張り断熱に用いる発泡系断熱材の表面硬度と同等の性能を有する面材を配した該発泡系の断熱材であればよい。
また、該クッション材としては、発泡樹脂、フェルト又は不織布などを用いることができる。

＜３−３＞受圧板。
そしてこの貫通孔１４の開放端の周囲には受圧板６を配置する。
この受圧板６は、取り付け用のナット３１の締め付け圧力を受けるための鍔板６１を有する部材である。
受圧板６の一つの形態としては、図１に示すように円盤状の鍔板６１に、該鍔板６１に対して垂直方向にアンカーボルト２が通る筒体を有する形状であり、該筒体の高さは、真空断熱材１の厚さと略同一である。
これにより、ナット３１の締め付け圧を受けても、変形しにくくなり、真空断熱部位損傷する可能性が無くなる。
また、受圧板６の別の形態として図５に示すように、躯体Ａ側の鍔板６１と外装材５側の鍔板６１とは、それぞれ別個の筒体を形成しており、互いの筒体が嵌合するようにボビン形状を形成するような構造を有している。
なお、図４及び図５に示した受圧板６の各部の形状については、本発明の効果を損なわない範囲で、鍔板６１の形状は、円盤状以外に矩形状、多角形状などであってもよく、筒体は角型の中空形状であってもよい。

＜３−４＞隙間の充填。
また、真空断熱部位と鍔板６１または筒体との間に隙間１５ができる場合（図４、図５）には、断熱性能が低下するのを防ぐために、断熱素材を配することが好ましい。
隙間１５を充填する断熱素材としては、グラスウールやロックウールなどの繊維系断熱材、発泡ポリウレタン樹脂などの発泡系断熱材、などの隙間１５に詰めることができるような不定形の断熱素材を用いることができる。
上記の受圧板６および隙間１５への充填については、予め真空断熱材１と一体に形成したものを躯体Ａへの取り付けに用いてもよく、真空断熱材１を躯体Ａに取り付ける際に受圧板６の取り付けと隙間１５への断熱素材の充填を行ってもよい。
施工時の工数を削減できることから、受圧板６および隙間１５の充填については、予め真空断熱材１の貫通孔１４の開放端の周囲に受圧板６を取り付け、貫通孔１４と受圧板６との隙間１５に断熱素材を配することが望ましい。

＜４＞アンカーボルト。
アンカーボルト２は躯体Ａに一部を埋め込んで設置したボルトである。
このアンカーボルト２を介して、真空断熱材１、不陸調整具３、外装材取付部材４、及び外装材５を取り付ける。
このように、真空断熱材１を取り付けるアンカーボルト２がその他の建材を取り付けるボルトとしても機能するので、作業の能率化を図ることができる。

＜５＞不陸調整具。
躯体Ａの表面は、必ずしも正確な平面でない場合がある。
しかし外部に露出する外装材５はできるだけ正確な平面を維持することが望ましい。
そこで躯体Ａと外装材取付部材４の間に不陸調整具３を介在させる。
この不陸調整具３の一例として、図３に示すような部材を使用する。
この不陸調整具３はアンカーボルト２の外側端に取り付けるもので、アンカーボルト２のネジを利用して、そのネジに不陸調整用のナット３１を嵌合し、そのナット３１に回転を与え、この回転に伴って外装材取付部材４を移動させる構成である。
アンカーボルト２は躯体Ａにほぼ直角に設置してあるので、ナット３１の回転によりボルトに沿って外装材取付部材４の位置を調整することができ、その位置を、躯体Ａに接近したり、離れたりさせることができる。
さらにボルト３１のピッチを適宜選択すれば、外装材取付部材４の位置を細かく調整することができる。
こうして、不陸調整ナット３１によって、外装材取付部材４はアンカーボルト２に固定される。
なお、図では不陸調整具３として不陸調整ナット３１の例を説明したが、
それ以外の市販の不陸調整具を採用することもできる。

＜６＞外装材取付部材。
外装材５は、外装材取付部材４を介して取り付ける。
その取付部材４としては、一般の建築に用いる部材、すなわち、胴縁や、止金具などを用いることができる。
前述した不陸調整具３に、外装材取付部材４の一例である胴縁を取付、その胴縁を介して外装材５を固定する。
図３に示す外断熱構造の一例では、胴縁はリブ付きのＣ字状に形成した鋼材であり、該鋼材のリブ部分の孔にアンカーボルト２を貫通させ、不陸調整ナット３１で固定する。
二箇所以上の不陸調整具３によって出入り寸法が決定した胴縁を固定して下地を作り、この胴縁に外装材５を釘やビスなどで固定して仕上げる。
外装材５を固定する外装材取付部材４としては、胴縁を使用せず、止金具を使用することもできる。
その場合には、アンカーボルト２に止金具を固定し、その止金具に外装材５を固定する。
止金具の例としては、窯業系サイディング材を係止する止金具のように、不陸調整具３と該止金具とが一体の部材も市販されているから、そのような止金具を介して外装材５を躯体Ａに固定することもできる。
なお、図２，３では、外装材取付部材４の例として縦方向の胴縁を取り付けた場合を示しているが、横方向に胴縁を取り付けることもできる。

＜７＞取り付けの工程。
次に上記の部材を使った外断熱構造の工程について説明する。

＜８＞アンカーボルトの設置。
まず、鉄筋コンクリート（ＲＣ）、鉄骨、木材などからなる躯体Ａにアンカーボルト２を設置する。
このアンカーボルト２の設置方法としては、すでに完成した躯体Ａに削孔して埋め込む場合もある。
また、躯体Ａが鉄筋コンクリートの場合には、コンクリート打設時に、予め鉄筋コンクリート内に埋め込んでおく場合もある。
アンカーボルト２の設置位置は、取り付ける真空断熱材１の貫通孔１４の間隔に等しい位置となる。

＜９＞真空断熱材の取り付け。
次に複数本のアンカーボルト２に対して、受圧板６を取り付けた真空断熱材１の貫通孔１４を挿入して仮に位置決めをする。
そしてアンカーボルト２の先端から断熱材取付ナット１６を回転させて締め付けを行う。
断熱材取付ナット１６の締め付け力は直接には真空断熱材１に伝わらず、受圧板６を躯体Ａ側に押し付ける力として作用する。
したがって変形しやすい真空断熱材１は変形したり傷付いたりすることがなく、確実に位置を固定することができる。

＜１０＞不陸調整具の取り付け。
断熱材取付ナット１３の外側から、アンカーボルト２に対して不陸調整具３を取り付ける。
この不陸調整具３は前記したような構成であるから、不陸調整ナット３１を外側から回転することによって、躯体Ａ側へ接近させたり、離したりすることができ、躯体Ａの表面に凹凸、不陸があっても簡単に調整することができる。
この不陸調整具３に外装材取付部材４が一体で固定している場合には、不陸調整具３の調整によって、外装材取付部材４の位置も確定することができる。
不陸調整具３を真空断熱材１と外装材５との間に配置することにより、空間を形成する。
この空間は外気と通じた通気層であることがのぞましい。
それは、外装材５の隙間１５などの外部からの水分や湿気が浸入した場合に、この空間に滞留せずに外部に排出することができるからである。

＜１１＞外装材取付部材の取り付け。
アンカーボルト２の外側端に取り付けた不陸調整具３の位置によって、不陸調整具３に取り付けた外装材取付部材４、たとえは胴縁や止金具の位置が決まるから、この外装材取付部材４に外装材５を取り付けることによって、不陸のない状態で外装材５を並べることができる。
外装材取付部材４が胴縁である場合には、アンカーボルト２の先端の不陸調整具３を介して躯体Ａに取り付けるから、胴縁と躯体Ａとの間に空間が生じ、この空間は通気層として機能させることもできる。
外装材取付部材４が止金具である場合には、胴縁がなく密着張りを行う場合、あるいは胴縁と数ミリの間隔を介在させる場合がある。
複数本の胴縁、あるいは複数個所の止金具などの外装材取付部材４に、公知の方法で外側から外装材５を取り付けて外壁が完成する。

本発明の外壁の構造において、アンカーボルトを介して真空断熱材を躯体に取り付ける状態の説明図。 外装材を取り付けた状態の平面図。 外装材を取り付けた状態の縦断面図。 受圧板と真空断熱材の取り合い状態の実施例の断面図。 受圧板と真空断熱材の取り合い状態の他の実施例の断面図。

符号の説明

１：真空断熱材
１４：貫通孔
２：アンカーボルト
３：不陸調整具
４：外装材取付部材
５：外装材
６：受圧板
６１：鍔板

Claims (7)

1. 建物の躯体の外側に真空断熱材が位置し、真空断熱材の外側に空間を介して外装材を配置する外断熱構造において、
   躯体に設置したアンカーボルトと、
   アンカーボルトを位置させるための貫通孔を有する真空断熱材と、
   アンカーボルトの外側端に取り付けた不陸調整具と、
   不陸調整具の外側端に取り付けた外装材取付部材と、
   外装材取付部材に取り付けた外装材とで構成した、
   外断熱構造。
   
2. 躯体に設置した１つ以上のアンカーボルトの位置と、
   真空断熱材の１つ以上の貫通孔の位置とが一致しているように構成した、
   請求項１記載の外断熱構造。
   
3. 真空断熱材の貫通孔に、
   アンカーボルトに取り付けるナットの締め付け圧力を受ける受圧板を配置した請求項１〜２に記載の外断熱構造。
   
4. 受圧板が、
   アンカーボルトを装入する筒体を有し、
   該筒体の両端に圧力を受ける鍔板を配置したボビン形状を有する、
   請求項３記載の外断熱構造。
   
5. 真空断熱材の貫通孔と受圧板との間に形成した隙間に断熱素材を充てんして構成した、
   請求項３又は４記載の外断熱構造。
   
6. 建築物の外断熱構造に用いる真空断熱材であって、
   断熱素材を袋内に真空状態で密封した真空断熱部位と、
   表面から裏面へ貫通した貫通孔とを備えた、
   真空断熱材。
   
7. 上記真空断熱材の貫通孔の開放端の周囲に、
   アンカーボルトに取り付けるナットの締め付け圧力を受ける受圧板を有する、請求項６記載の真空断熱材。

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