JP2014009537A - 現場発泡プラスチックの自己接着力による木造建築物壁構造の耐湿、耐震強化と外壁脱落被害軽減および施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木造建築物内外壁において、内壁構造材、外壁構造材を現場発泡プラスチックの自己接着力を以て一体化することにより通気層と防湿層を無くし、壁内結露を無くし併せて耐震が強化される事により、木造建築物の使用期間を延ばす高気密・高断熱の壁構造および壁の施工方法を提供する。
【解決手段】多湿の空気が壁内に入り込み木材が含湿して釘が錆びて劣化するのを防ぎ、地震の際の外壁の脱落被害をなくすため、現場発泡プラスチック７の自己接着力を以て、室内壁仕上１２げから外壁の仕上げ６までを工程一体化し、貫８の強さ、面接着のモルタル、石膏プラスター１１の剛性の相乗効果を生む。
【選択図】図１

Description

本発明は、木造建築物に於ける耐湿、耐震、高気密・高断熱壁の構造および施工方法に係る。

これまで我が国の住宅はおよそ４０年〜５０年位の耐用年数と言われてきたが、
最近では百年住宅とか、二百年住宅と言われるようにストック重視の見方に変わって
きた。木造住宅の寿命を縮める物では、地震などの外的要因と釘の経年劣化と腐朽菌
による腐朽とシロアリによる食害である、そして腐朽菌による腐朽被害を促進するのが
結露である。
住宅の結露が社会の注目を集めるようになったのは１９７３年のオイルショックの時、
北海道では灯油節約を余儀なくされたため、住宅を気密化し、断熱材を５０ｍｍから１００ｍｍ
に変えた住宅が多数建築された。結果は結露した水滴が断熱材に
しみこみキノコ（ナミダダケ）が発生するまでに至った。いわゆる「壁内結露」が生じた。
日本建築学会北海道支部は、１９７８年、北方圏寒地住宅視察団を北欧に派遣した。
報告書は、高断熱住宅には、防湿層、透湿層、通気層が必要であると結論。
１９８０年になるとテレビでナミダダケ事件を報じたことで社会の関心が向けられるように
なり、一般ユーザーの住宅の断熱方法に対する関心も高まった。１９８２〜１９８５年頃、
テレビでマンションの結露とカビによる喘息やアトピーなどの問題を放送したため、
マンションの居室や戸建て住宅の断熱と結露についての関心が全国的に高まった。
１９８７年頃から高気密・高断熱住宅が全国的に作られ始めた。
日本の伝統的壁工法である城郭の壁や蔵造りの壁は、漆喰など仕上げ材が傷んだら
補修したこともあるが、数百年の寿命が証明されている。それは壁の中に水蒸気を遮
る物が無く、壁の両面を漆喰という調湿機能のある材質で仕上げてあり、その上、
壁の中に空間が無かったからである。空間があると対流が起こり暖かい空気は上に
たまり高温低湿な空気となり、冷たい空気は下の方にたまり低温高湿な空気となる。
腐朽菌などカビの発生条件は温度５℃〜３５℃湿度６５％以上であるから多湿になれば
この条件にあてはまりやすくなり、しかも腐朽菌の発生と増殖に必要な酸素も空気層に
はある。ストック重視の住宅には空気層は無い方が良い。
現在の木造住宅の強さは釘によって保たれていると言っても過言ではない。通気層が
あれば地盤面からの水蒸気や、夏の多湿の空気が通気層に入り込み壁内が多湿になり、
壁内の木材が含湿し、釘が錆びて経年劣化しやすくなる。断熱材に入り込んだ水蒸気
を直接外気に放出できれば通気層は無い方が良い。
日本では、過去２０年の間に阪神淡路大震災、中越地震、東日本大震災とたてつづけ
に大きな地震に見舞われている。日本の住宅では大地震は避けて通れない問題である。
木造住宅の耐震性は釘や金物によっているところが大きい、釘や金物の保持力は新築時
が一番大きく時が経つにつれてわずかづつゆるみ錆びて経年劣化していく。
釘や金物で耐震基準を満たした住宅に経年劣化の少ない面接着でせん断耐力を増した
壁構造の壁を施工し、釘が木材の含湿によって劣化するのを最小限にとどめれば
長期にわたって地震に強い住宅になる。

木造建築物の主な高気密・高断熱方法として、充填断熱工法と外張り断熱工法がある。
充填断熱工法は室内側から内装仕上げ材、プラスターボード、防湿フィルム
（ベイパーバリア）、断熱材、構造用合板、通気層兼外装下地、外装材の順に構成される
のが一般的である（図６）。外張り断熱工法は、室内側から内装仕上げ材、
プラスターボード、柱（間柱）、木ずり板、断熱材、通気層兼外装下地、外装材、
の順に構成され、外張り断熱と通気工法を合わせた物が一般的である（図７）。
水蒸気の対策としては、充填断熱の場合はプラスターボードと断熱材の間に
防湿フィルムを設け断熱材の中に水蒸気が入り込まないようにするのが一般的であり、
外張り断熱の場合は断熱材と外装材の間に通気層を設け断熱材に入り込んだ水蒸気を
通気層を経て外気に放出するのが一般的である。防湿工法によるものとして、 たとえば、特開平１１−３２４１７８号公報（外壁パネルおよび外壁構造）の
図２、図４に示されたものがある（特許文献１）。通気層工法によるものとして、
たとえば、特開２００２−２１２１１号公報（結露防止壁構造）の
図1、図２に示されたものがある（特許文献２）。

特開平１１−３２４１７８号公報 特開２００２−２１２１１号公報

結露は空気が温度によって含む事の出来る水蒸気の量が変化する事が原因である。
壁内結露は、壁内に水蒸気が留まることと、室内と外気との温度差によって
引き起こされる。住環境を快適に保つためには冷房や暖房によって外気と室内に
温度差が生じることは止むを得ない。したがって、問題解決は壁内の水蒸気量を
減らすことと、壁内に入り込んだ水蒸気をいかに処理するかに絞られていると
言っても過言ではない。
壁を高断熱にするために高気密化するだけでは、室内で発生した水蒸気の逃げ場が
なくなり、水蒸気が壁内部の断熱材の中に入り壁内結露を起こすことになる。

前記した断熱工法による壁の場合、被害が大きいのは冬季の壁内結露である。
外気は低温・低湿であるのに対し、室内は高温・多湿の状態になっている。
冬に暖房して室内側の水蒸気圧が高くなると、水蒸気は低温・低湿の外気に向かって
出て行こうとする。室内の水蒸気が内壁仕上げ材を通り、断熱材がつまった壁内部
に入る。水蒸気は室内側のクロスやボードを簡単に通過し、断熱材の中を構造用合板
の裏まで達する。水蒸気は水蒸気圧の高い方から低い方へ移動する。
室内側の暖かい熱は断熱材に遮られてしまうために、断熱材の内部には室内温度
から外気温度までの温度勾配が出来る。壁内部の温度は室内側が高くて外側が低く
外壁裏面が最も低温であるため、水蒸気は断熱材内部の露天温度以下の部分と外壁の
裏側で結露を起こし、断熱材であるグラスウールが結露した水を大量に吸ってしまう。
水を吸った断熱材は、断熱材の役目を果たさなくなり、結露が広がりカビと腐朽菌
が発生し、住人は喘息やアトピーに罹り、建物は傷みが激しくなる。

前記した防湿層工法による壁の場合、上記の断熱工法における問題点を解決する
ために、断熱材と室内側の内装材との間に防湿層（ベイパーバリア）を設けて
水蒸気が断熱材の中に侵入するのを防ぐことを主眼にしている。

前記した通気層工法による壁の場合、壁に入った室内の水蒸気を、
断熱材と外装材（外壁）の間の通気層を通って流れる外気と一緒に屋外に排出して、
壁内結露の解決を図っている。この外断熱・通気層工法は北欧の寒地において
結露防止に巧を奏している住宅断熱工法である。外断熱・通気層工法は、
北欧の寒地で壁内結露を解決した工法を、そのまま日本の住宅に導入した。
住宅はその土地の気候風土に合わせて作られるものであり、北方寒地の住宅を夏に
高温多湿になる日本（北海道を除く）にもってきて住宅を長持ちさせることはできない。
外断熱・通気層工法が日本に適さない理由を述べる。まずこの工法では外気を直接壁内
に通すが、日本には朝霧や朝露という気象現象があり、このような水分を含んだ外気を
通気層に通すと、断熱材や柱等の建材が外気の水蒸気にさらされることになる。
断熱材は朝霧や朝露の水分を吸収して含湿してしまう恐れがある。
壁の通気層は、室内が高湿、外気が低湿、という条件でなければ、水蒸気対策には
逆効果の場合がある。外気が高温多湿になると、通気層によりかえって壁内の水蒸気が
増えてしまうことになり壁内の水蒸気が多くなれば壁内の木材が含湿し釘の経年劣化
を早める。空気を通すと常に乾燥するという考えは高温・多湿の夏がある日本
（北海道を除く）では誤りである。
次に、気候と衛生面の問題である。カビ・ダニは、湿度６５％以上温度２２℃以上が
増殖域だと言われている。ドイツのベルリンとスウェーデンのストックフォルムなど
北方寒地圏では年間を通じてカビ・ダニの増殖域に入ることはないが、日本（東京）
では二ヶ月半もカビの繁殖域に入ることがある。通気層に湿度６５％以上温度２２度
以上の外気を入れると壁内にカビが発生する恐れが出てくる。
次にシロアリの問題ですが、シロアリについてはＲＣ造の建物でも食害が報告されて
いることから完全に防ぐのは無理だが、壁の下端に外気の取り入れのための開口
があり、上端に排気のための開口がある通気工法は、
飛んで移動する「繁殖前の羽蟻」や「アメリカ乾材シロアリ」にとって非常に
侵入しやすい壁構造である。
最後に地震の問題であるが、日本では過去２０年で３回も大きな地震に
見舞われている、その上首都圏直下型地震、東海、東南海、南海地震とそれらが同時に
起こる３連動地震が予想されるなど、日本の住宅は地震の問題を避けて通る
ことはできない。外壁に通気層や構造的に弱い断熱材が有ればそれだけ構造部分から
外壁の重心が離れることになり、外壁をとめている釘が通気層を通る水蒸気により
経年劣化をすれば地震で外壁は脱落しやすくなる、防火材料の外壁が脱落すれば
火の粉の飛び火でも火災になりやすくなる、外張り断熱・通気層工法は地震が多く
多湿の夏がある日本に適した工法ではない。

現場発泡プラスチックの自己接着力で、木造建築物の外壁と内壁を一体化することにより
防湿力、 せん断耐力を増し、外壁の脱落被害の軽減等、地震に強い構造であるとともに
木造建築物の長期使用を目的とした高気密・高断熱壁構造と壁施工法。

木造建築物の外壁と内壁の一体化による水蒸気の処理方法と高断熱性および、
せん断耐力を高め、地震の際に外壁の脱落被害を軽減した壁構造とその施工方法を提供
することにより木造建築物の寿命を延ばすことが可能となる。

図１は壁構造（水直方向断面図） 図２は壁構造（水平方向断面図） 図３はタッカー針の打ち方の図 図４は水蒸気の処理法の図 図５は貫によるラスボード下地の図 図６は充填断熱工法の例 図７は一般的な外張り断熱の例

請求項１に記載された壁構造によれば、外壁仕上げから内壁仕上げまで
現場発泡プラスチックで一体化する事により
ラスモルタル材（５）と内壁の石膏プラスター（１１）の剛性と、
穴あきラスボード（９）、貫（８）との相乗効果で、
壁倍率２．５仕様（１類２級構造用合板９ｍｍ、Ｎ５０釘１５０ピッチ）の壁構造に
請求項１に記載された壁構造を施工することにより、
短期基準せん断耐力を２５．６kn
（建材試験センター中央試験所・品質性能試験報告書発行番号 第１１Ａ２６５１号）
まで高める事が出来るので地震に強い建築物にすることが出来る。

請求項２に記載されたラス網の止め方の施工法によれば、
一般的な１０−１０のタッカー針の２倍の保持力を得る事が出来、
本数で４倍〜５倍打つことによりトータルで８倍〜１０倍の保持力となり、
荷重４７．１ｋｎ（試験体３体平均・Ｐｍａｘ時）で変形角３７．７×１０￣3ｒａｄ
（試験体３体平均０．８Ｐｍａｘ時）で破壊状況は釘の引き抜けとモルタルのクラック
だけでありモルタルの脱落は無い
（建材試験センター中央試験所・品質性能試験報告書発行番号 第１１Ａ２６５１号）。
現場発泡プラスチックの接着力で一体化され、せん断耐力の増した壁構造との
相乗作用で外壁の脱落被害をより少なくすることが出来る。
建築物の場合、完成時の性能が強調され各部材の経年劣化については
問題視されないことが多い。本発明のラス網の止め方はタッカー針を構造用合板との
摩擦力と現場発泡プラスチックとの接着力で留めるのでタッカー針の
保持力（引き抜き耐力）の経年劣化を最小限に抑えることができ、
外壁の強度は長期にわたり持続する。

請求項３に記載された水蒸気の処理方法によれば、冬に暖房している室内から外気に
向かって流れる水蒸気は、室内壁の調湿機能で断熱材に入り込むのをコントロールされ、
また断熱材に入り込んだ水蒸気は断熱材の透湿抵抗値以下の透湿抵抗値の外壁構造
によって外気に放出され壁内結露が発生することはない。本願の言う隙間とは通気層
なども含む空気の存在する空間である。壁は水蒸気を少し通すが、室内の暖房の熱や、
冷房の冷気は、発泡プラスチックの断熱材で逃がさない。
内壁材は調湿性を有しているため、壁内部の湿度環境の調性や、室内の湿度を調整する
働きがあり健康のためにも極めて有益な環境づくりが出来る。
壁内部は水蒸気を壁の中に留めないので結露することが無いため水分が出来ない、
また、外気が朝霧や朝露といった大量の水分を含んだ状態になっても通気層が無いので
壁内に水分が入り込むことはない。
発泡プラスチックの独立気泡の中は主に次世代フロンまたは炭酸ガスであり酸素の存在は
微量であるため、腐朽菌、カビ・ダニが発生しにくい
（腐朽菌、カビ・ダニの生存条件１酸素、２水分、３温度、４栄養）。
通気層が無く、空気の取り入れと排気用開口部が無いため繁殖前の羽蟻や
アメリカ乾材シロアリのように飛来するシロアリが壁の中に入りにくい。
水蒸気の処理方法に無理が無いため、長期にわたり壁内の良好な状態が持続する、
水蒸気というのは水蒸気圧の高い方から低い方へ流れ、透湿抵抗値の高い材質の中の
水蒸気は透湿抵抗値の低い方へ流れる、冬に多湿になった室内の水蒸気は内壁の
調湿機能でコントロールされ、内壁を通過した少量の水蒸気は透湿抵抗値の高い
断熱材に入り込むが、断熱材に入り込んだ水蒸気は反対側の透湿抵抗値の低い外壁
に入り、無理なく水蒸気圧の低い外気に排出される。
ちなみに当工法の内壁下地の１２時間後の吸湿量は２２．１×１０￣3Ｋｇ／平方メートルであり、
放湿量は１９．８×１０￣3ｋｇ/平方メートルである。外壁構造全体の透湿抵抗値は３体平均で
２３．２×１０￣3（平方メートル・ｓ・Ｐａ）／ｎｇである
（建材試験センター中央試験所 品質性能試験報告書発行番号 第１１Ａ２６５２号）
又断熱材の透湿抵抗値はメーカーの測定値で
２３．２〜２５．０×１０￣3（平方メートル・ｓ・Ｐａ）／ｎｇである。

請求項４に記載された壁構造によれば、ラスボードの下地に貫を使用して貫と
ラスボードを１０％ぐらいの復元力のある現場発泡プラスチックで固着することにより
現場発泡プラスチックに貫工法のくさびの代用をさせ、貫工法の耐震性を
壁に取り入れることが出来る。
貫工法とは社寺建築や城郭の建築に用いられた日本古来の工法で、
木造建築物の柔構造と呼ばれるほど耐震性に優れた工法である、
この貫工法を壁内に取り入れ、城郭や社寺建築で数百年の耐用年数が証明されている
面接着の塗り壁と発泡プラスチックで隙間なく密閉すれば長期にわたる
耐震性が期待出来る。

以下本発明に係る高いせん断耐力と高断熱性を有した壁構造および壁の施工方法を
実施するための最良の形態について説明するが、本発明がこれらの形態にのみ限定
されるべきものでないことはいうまでもない。

木造建築物の壁の施工は次のように進められる。まず柱や間柱の外部側に
構造用合板を取り付ける、その上に透湿防水紙を張り、その上に２２ミリの足長の
ステンレス製のタッカー針でラス網を止める、次に現場発泡プラスチックを
室内側からタッカー針の先端が突出した構造用合板に吹き付けて断熱層を形成し、
窓の取り付けと内装の壁下地を作る（大工工事、）。
プラスチック注入用の穴のあいたラスボードをとりつける（大工工事）。
その後外壁はラスモルタル材を２層塗りつける（下塗り、中塗り）。
その上に防水性のある仕上げ材で仕上げる。
また内装の壁はラスボードに開けられた注入用の穴から発泡プラスチック
を吹き込み充填し、すでに吹き付けてある発泡プラスチックとラスボードの裏側を
密着させ、壁内に５ｃｍ3以上の大きさの隙間をなくす。
ラスボードの上に石膏プラスタ−を２回塗り（下塗り、中塗り）し、仕上げに漆喰、
珪藻土など調湿機能のある物で仕上げる。
外壁仕上げ材から内壁仕上げ材まで一体化させ、
壁内に５ｃｍ3以上の大きさの隙間のない壁を形成する。
隙間とは通気層なども含む空気の存在する空間である。

上記の方法で施工された壁構造は、少なくとも外側から順に、
防水性を有した外壁仕上げ材（６）、ラスモルタル材（５）、
ラス下地板の厚みよりも長い足のタッカー針（４）で止めたラス網（３）、
透湿性を有したと透湿防水シート（２）、構造用合板（１）、
吹き付け現場発泡プラスチック（７）、発泡プラスチック（吹き込み）（１０）、
貫（８）、穴あきラスボード（９）、石膏プラスター（１１）、
調湿機能のある内装仕上げ材（１２）、の各層が形成されている。
壁の内部の各層に隙間が無く空気が入り込むような場所がないため、
床下の外気が壁内を流れて断熱性能を減殺することがない。
構造用合板はそれ自体が調湿機能を持ち、ラス網とタッカー針は壁内の温湿環境
には関与していない。

（１） 構造用合板
（２） 透湿防水シート
（３） ラス網
（４） タッカー針
（５） ラスモルタル材
（６） 外壁仕上げ材
（７） 吹き付け現場発泡プラスチック
（８） 貫
（９） 穴あきラスボード
（１０） 現場発泡プラスチック（吹き込み）
（１１） 石膏プラスター
（１２） 内装仕上げ材
（１３） 柱
（１４） 間柱
（１５） 防湿フィルム（ベイパーバリア）
（１６） 断熱材
（１７） 外装下地
（１８） 空気層（柱、間柱スペース）
（１９） 通気層（縦胴縁外装下地）
（２０） 木ずり板
（４・１） 断熱材｛（７）吹き付け現場発泡プラスチック
（１０） 現場発泡プラスチック（吹き込み）｝
（４・２） 外壁｛（１）構造用合板 （２）透湿防水シート （３）ラス網 （４）タッカー針
（５）ラスモルタル材 （６）外壁仕上げ材｝
（４・３） 内壁｛（９）穴あきラスボード （１１）石膏プラスター｝
（４・４） 水蒸気

Claims (4)

1. 木造建築の壁構造において、外部に構造用合板（１）を有し、該構造用合板（１）
   の外側に透湿防水シート（２）を密着させ、透湿防水シート（２）の外側に
   ラス網（３）を配し、構造用合板（１）の厚みよりも長い足を持つステンレス製
   タッカー針（４）で外側からラス網（３）を止め、透湿防水シート（２）と
   構造用合板（１）を貫通したステンレス製タッカー針（４）の先端を内側方向に
   突出させ、前記ラス網（３）の上から前記透湿防水シート（２）
   の外側にラスモルタル材（５）の層を形成し、該ラスモルタル材（５）
   の外側に防水性のある外装仕上げ材（６）の層を形成し、
   ステンレス製タッカー針（４）の先端が突出した前記構造用合板（１）の内側に
   透湿抵抗の大きな吹き付け現場発泡プラスチック（７）の層を形成し、
   室内側柱表面にラスボードを貼れるように柱と間柱に貫の大きさの欠き込みを入れ、
   その欠き込みに貫（８）をラスボード下地として釘打ちし、貫（８）と柱と間柱の
   表面に発泡プラスチックを吹き込むための穴をあけた穴あきラスボード（９）
   を配置し該ラスボードと前記吹き付け現場発泡プラスチック（７）
   の間に前記穴あきラスボード（９）に設けられた穴から透湿抵抗が大きな
   発泡プラスチックを吹き込み充填して穴あきラスボード（９）と
   吹き付け現場発泡プラスチック（７）
   の両者を密着接合した現場発泡プラスチック（吹き込み）（１０）の層を形成し、
   前記穴あきラスボード（９）の室内側表面に石膏プラスター（１１）の層を形成し、
   該石膏プラスター（１１）の表面に漆喰や珪藻土などの調湿性を有した
   内装仕上げ材（１２）の層を形成して、壁内部の各層の間に空間がなく全ての層が
   密着して外装仕上げ材から内装仕上げ材までの全体が一体化した壁である
   ことにより、せん断耐力を増した事を特徴とする高気密・高断熱壁構造。
   （図１） （図２）
   
2. 請求項１記載の壁構造を施工する際に、外壁をモルタル塗りで施工する際の モルタル下地としてのラス網（３）の止め方として、 構造用合板（１）の厚みよりも 長い足を持つステンレス製タッカー針（４）を使用し、ステンレス製タッカー針（４） の先端が突出した構造用合板（１）に吹き付け現場発泡プラスチック（７） の層を形成し、ステンレス製タッカー針（４） の足の先端部分を発泡プラスチック の自己接着力で固着させることにより構造用合板（１）から ステンレス製タッカー針（４） を抜けにくくすることにより地震の際に外壁の脱落を 防ぐことを特徴とする壁施工法。 （図３）
3. 木造建築物の外壁仕上げ材から内装の仕上げ材まで発泡プラスチック断熱材の 自己接着力で一体化された高断熱壁構造において、 水蒸気の処理方法として壁構造の中心付近に透湿抵抗値の高い（４・１）｛吹き付け現場発泡プラスチック（７）、 現場発泡プラスチック（吹き込み）（１０）｝を配し、 その断熱材の室内側に調湿機能を持つ部材 （４・３）{（９）穴あきラスボード（１１）石膏プラスター} で構成し、 断熱材の外気側の壁構造全体 （４・２）{（１）構造用合板 （２）透湿防水シート （３）ラス網 （５）ラスモルタル材 （６）外壁仕上げ材}の透湿抵抗値を、断熱材の透湿抵抗値以下にすることにより断熱材の中に入り込んだ水蒸気を直接外気に 放出し、防湿層と通気層に頼らない壁内結露を防ぐ水蒸気の処理方法。（図４）
4. 穴あきラスボード（９）の下地に貫（８）を使用し、その貫と 穴あきラスボード（９）を現場発泡プラスチック（吹き込み）（１０）で 固着することにより、現場発泡プラスチックに貫工法のくさびと同じ働きをさせ、 壁構造のせん断耐力を増す壁施工法。（図５）

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