JP2014040773A - 外壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】屋内側の形状に影響を及ぼすことなく耐火性能を向上させることが可能な外壁構造を提供する。
【解決手段】四角柱状の角形鋼管柱２の屋外側に鋼板外壁３が配設され、屋内側に耐火材となる内壁板４が配設され、鋼板外壁と内壁板との間にはグラスウール５が配設される耐火性能を備えた外壁１である。
そして、角形鋼管柱の屋外面２ａと、その面に直交しグラスウールが配設される側の角形鋼管柱の側面２ｃの少なくとも一部とに、連続して貼り付けられる加熱膨張シート６を備えている。また、角形鋼管柱が隣接して設置される場合に、加熱膨張シートが貼り付けられた角形鋼管柱の側面間に、止水性と耐火性とを兼ね備えた耐火シール材２６を介在させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐火性能を備えた外壁構造に関するものである。

従来、建物の隣接する柱に沿って外壁の側縁がそれぞれ配設された外壁の継目において、所望する耐火性能を確保するための様々な外壁構造が開発されている（特許文献１−３など参照）。

例えば、特許文献１には、間隔を開けて並設された角形鋼管柱の屋内側を、平面視コ字形に形成された石綿セメント珪酸カルシウム板（ケイカル板）で囲んだ建物の耐火構造が開示されている。

また、特許文献２には、間隔を開けて並設された角形鋼管柱の屋内側の柱間に、耐火材となるジョイント用被覆板を架け渡し、柱間の隙間を塞ぐことで耐火性能を確保した構造が開示されている。

さらに、特許文献３には、隙間を開けて隣接する建物ユニット間の屋内側において、角形鋼管柱間にケイカル板を備えた耐火被覆具を装着した構造が開示されている。

特開平６−２２９０３６号公報 特開平６−１４６４４０号公報 特開平５−３０２３７８号公報

しかしながら、特許文献１−３に開示された外壁構造は、いずれも屋内側に板状の耐火材（耐火板）を配置しただけの構造であり、屋外側には充分な耐火構造が形成されているとはいえない。

また、耐火板のみで耐火性能を向上させようとした場合、耐火板の厚みを増加させることになる。そして、特許文献１−３に開示されているような屋内側に耐火板を配置する構造では、耐火板の厚みが増加すると屋内空間への突出量が増加し、屋内空間が狭くなるうえに、屋内側の設計変更を余儀なくされることになる。

そこで、本発明は、屋内側の形状に影響を及ぼすことなく耐火性能を向上させることが可能な外壁構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の外壁構造は、四角柱状の角形鋼管柱の屋外側に耐火性外壁が配設され、屋内側に耐火材となる内壁板が配設され、前記耐火性外壁と前記内壁板との間には断熱材が配設される耐火性能を備えた外壁構造であって、前記角形鋼管柱の前記屋外側の面と、その面に直交し前記断熱材が配設される側の前記角形鋼管柱の側面の少なくとも一部とに、連続して貼り付けられる加熱膨張シートを備え、前記角形鋼管柱が隣接して設置される場合に、前記加熱膨張シートが貼り付けられた前記角形鋼管柱の側面間に、止水性と耐火性とを兼ね備えた耐火シール材を介在させたことを特徴とする。また、前記角形鋼管柱の側面に隣接して間柱を立設させる場合に、前記間柱に断面視Ｌ字状の下地材が取り付けられる構成とすることができる。

ここで、前記内壁板は、２層構造であって、前記屋外側が石こうボードによって形成され、前記屋内側が強化石こうボードによって形成される構成とすることができる。

また、前記内壁板は、前記角形鋼管柱と対向する部分は強化石こうボードの１層構造であり、それ以外の部分は強化石こうボードと石こうボードとの２層構造であってもよい。

さらに、前記耐火性外壁と前記内壁板との間には木製の下地材が配設される構造であってもよい。

このように構成された本発明の外壁構造は、角形鋼管柱の屋外側の面と、それに直交する側面とに連続して加熱膨張シートが貼り付けられている。

このため、屋内側の形状を変えることなく、外壁構造の耐火性能を向上させることができる。

また、角形鋼管柱のサイズが大きくなると熱容量も大きくなって耐火性能が向上するため、角形鋼管柱のサイズが大きい場合は、内壁板を強化石こうボードの１層構造にしても、所望する耐火性能を満たすことができる。このため、角形鋼管柱の位置だけ内壁板が屋内側に突出して屋内側の形状が変化することを防ぐことができる。

さらに、下地材として角材や木桟などの木材を使用することで、釘を使用して内壁板を取り付けることができるようになり、下地材がすべて鋼製で留付材にすべてビスを使用しなければならない構造に比べて、短時間で外壁を製作することができる。

本発明の実施の形態の外壁構造の構成を説明する断面図である。 実施例の外壁構造の構成を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の外壁構造としての外壁１の構成を説明する断面図である。この図１は、間隔を開けて隣接している角形鋼管柱２，２付近の構造を拡大して示している。

このように角形鋼管柱２，２が隣接して設置される構造は、鉄骨骨組構造（鉄骨ラーメン構造）の建物ユニットを組み合わせて建物を構築する場合は、建物ユニット間の継目に発生することになる。

まず、この外壁１の構成について説明すると、角形鋼管柱２の屋外側に配設される耐火性外壁としての鋼板外壁３と、角形鋼管柱２の屋内側に配設される内壁板４と、鋼板外壁３と内壁板４との間に配設される断熱材としてのグラスウール５とを主に備えている。

この角形鋼管柱２は、四角柱状の角形鋼管によって形成される柱で、箱型の建物ユニットであれば四隅にそれぞれ立設される。例えば、断面視正方形の１辺が100ｍｍ程度の角形鋼管を使って角形鋼管柱２を製作する。

また、鋼板外壁３は、石こうボード又は硬質木片セメント板などによって形成される矩形板状の芯材と、その芯材の表面に接着剤によって貼り付けられる鋼板とによって主に構成される耐火性能に優れたパネル状部材である。

さらに、内壁板４は、２層構造となっており、屋外側が石こうボード４１、屋内側が強化石こうボード４２によって形成されている。この強化石こうボード４２は、石こうの中にガラス繊維などを加えることによって耐火性能が強化されたボードである。

なお、隣接する角形鋼管柱２，２間を塞ぐ部分は内壁板４Ａとする。この内壁板４Ａは、隣接する内壁板４と同様に屋外側が石こうボード４１、屋内側が強化石こうボード４２によって形成されている。

また、内壁板４，４Ａに使用する石こうボード４１には、例えば厚さ12〜13ｍｍ程度のボードを使用し、強化石こうボード４２にも、同じく厚さ12〜13ｍｍ程度のボードを使用する。

そして、角形鋼管柱２の屋外側の屋外面２ａの略全面と、その屋外面２ａに直交する側面２ｃの屋外側の部分（側面２ｃの１／３〜１／４程度）には、加熱膨張シート６が平面視Ｌ字状に連続して貼り付けられる。この側面２ｃは、角形鋼管柱２の屋外面２ａに直交する２つの側面のうち、グラスウール５が配設される壁内部側の側面である。

また、この加熱膨張シート６は、厚さ0.3mm〜6.0mmに形成されたシート状の部材で、火災などの熱によって加熱されると膨張して厚みが５〜４０倍になる熱膨張耐火材である。

例えば、加熱膨張シート６は、ブチルゴム（エクソンモービル化学社製、商品名「ブチル＃０６５」）４２重量部、ポリブテン（出光石油化学社製、商品名「ポリブテン＃１００Ｒ」）５０重量部、石油樹脂（エクソンモービル化学社製、商品名「エスコレッツ＃５３２０」）８重量部、ポリリン酸アンモニウム（クラリアント社製、商品名「ＥＸＯＬＩＴ ＡＰ４２２」）１００重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛（東ソー社製、商品名「フレームカットＧＲＥＰ−ＥＧ」）３０重量部、水酸化アルミニウム（昭和電工社製、商品名「ハイジライトＨ−３１」）５０重量部、及び炭酸カルシウム（備北粉化工業社製「ＢＦ３００」）１００重量部を、ニーダーを用いて混練した後、得られた樹脂組成物をカレンダー成形により厚さ1mmのシートに形成したものである。

この加熱膨張シート６は、薄くて粘着性を有するため、角形鋼管柱２の屋外面２ａと側面２ｃにわたって容易に貼り付けることができる。また、加熱膨張シート６は、アルミガラスクロステープ、アルミテープ、ガムテープ、布テープ等の粘着テープを使用して角形鋼管柱２に固定することもできる。

また、角形鋼管柱２の側面２ｃに隣接してコーナースタッド２１が立設される。このコーナースタッド２１は、鋼板外壁３を固定するために立設される間柱である。すなわち、図１の右端に示したスタッド２２（間柱）と同様に、リベット２４によって鋼板外壁３をコーナースタッド２１に固定させる。

また、平面視Ｌ字状のコーナースタッド２１と角形鋼管柱２との間には、木製の角材２１ａを下地材として立設させる。そして、この角材２１ａと石こうボード４１との間には木桟４３が介在され、内壁板４Ａの屋内側から打込まれた釘４４Ｂによって、内壁板４Ａは角材２１ａに固定される。

さらに、内壁板４の石こうボード４１側にも、木桟４３が釘４４Ａによって固定されている。また、内壁板４，４Ａ（４）間の目地は、目地パテなどの目地処理材４５によって覆われている。

一方、角形鋼管柱２とコーナースタッド２１の屋外側の面には、防水シート２５が双方に跨って貼り付けられている。この防水シート２５は、加熱膨張シート６よりも鋼板外壁３側に配設される。

また、隙間を開けて立設される角形鋼管柱２，２の継目では、鋼板外壁３，３間にも隙間が開くことになる。そこで、鋼板外壁３，３間には、ゴムガスケットなどの止水用のガスケット２３を差し込む。また、角形鋼管柱２，２間の隙間には、シリコン発泡体などの止水性と耐火性とを兼ね備えた耐火シール材２６を介在させる。

さらに、角形鋼管柱２，２間の屋内側となる屋内面２ｂ，２ｂ間には、押出法ポリスチレンフォームなどの断熱板５１を貼り付ける。この断熱板５１は、角形鋼管柱２，２間の隙間を通じて屋内外の熱交換がおこなわれるのを防ぐために配置されるもので、グラスウール５と同様に外壁１の断熱性能を高めるための部材である。

また、一方の側縁が屋外面２ａに対向して配設される鋼板外壁３の他方の側縁は、平面視コ字状のスタッド２２にリベット２４によって固定される。このスタッド２２の幅方向の半面には、角形鋼管柱２との間に架け渡される鋼板外壁３が取り付けられ、残りの半面には、図示しないスタッド２２との間で架け渡される鋼板外壁３の一方の側縁が取り付けられる。

また、スタッド２２の内空には木製の角材２２ａが立設され、角材２２ａと内壁板４との間には木桟４３が介在され、内壁板４の屋内側から打込まれる釘４４Ｃによって内壁板４が角材２２ａに固定される。

本実施の形態の外壁１では、鋼板外壁３と内壁板４，４Ａとの間隔よりサイズの小さい１辺100ｍｍ程度の角形鋼管柱２を使用しているため、角形鋼管柱２の屋内側の内壁板４Ａを他の部分の内壁板４と同様に２層構造にしても、屋内側の形状が変更されることがない。

次に、本実施の形態の外壁１の耐火性能について説明する。

耐火性能の基準として、例えば１時間準耐火構造と１時間耐火構造とがある。表１に、１時間準耐火構造及び１時間耐火構造の試験条件（加熱曲線、柱載荷条件）及び判定基準を示した。この判定基準は、国土交通省認可の法定性能評価機関（（財）ベターリビング、（財）建材試験センター等）の防耐火性能試験・評価業務方法書に準拠したものである。

この１時間準耐火構造及び１時間耐火構造の加熱時間は、１時間で同じであるが、１時間準耐火構造の場合、１時間の加熱が終了するまでの間、表１の判定基準を満足していればよい。

これに対して、１時間耐火構造の場合、１時間加熱が終了した後に、３時間測定を継続し、表１の判定基準を合計４時間満足しなければならない。ここで、加熱後の後追い観察の間は、バーナーは消えていても炉内温度は高温がある程度保持される状態にある。

このため、１時間耐火構造の場合は、構成材料に木材等の可燃材料があると、加熱終了時点ではくすぶり程度だった部材が発火してしまい、各基準を満足できないという結果になりやすい。

これに対して１時間準耐火構造の場合、加熱終了時点まで判定基準を満足すればよいことから、下地材に木材を適用することが可能になり、その留付材に釘を採用することができるようになる。

本実施の形態の外壁１は、耐火性能として１時間準耐火構造を確保することを目標としており、下地材として角材２１ａ，２２ａ及び木桟４３などの木材を使用している。

このため、釘４４Ａ−４４Ｃを使用して内壁板４，４Ａを取り付けることができ、下地材がすべて鋼製で留付材にすべてビスを使用しなければならない場合に比べて、短時間で外壁１を製作することができる。

また、１時間準耐火構造であれば、角形鋼管柱２の側面２ｃ側に石こうボードと強化石こうボードとを２層構造にした耐火材を配置しなくてもよいので、外壁１を軽量化できる。

そして、加熱膨張シート６を角形鋼管柱２の屋外面２ａ及び側面２ｃにわたって連続して貼り付けることで、鋼板外壁３側の耐火性能が向上し、１時間準耐火構造の耐火性能を確保することができた。

このように本実施の形態の外壁１は、角形鋼管柱２が配置されている箇所もされていない箇所も、内壁板４，４Ａは、石こうボード４１と強化石こうボード４２との２層構造にできる。

そして、角形鋼管柱２の位置で屋内側に出っ張ることがなく、屋内側の形状は１時間準耐火構造でない外壁（例えば４５分準耐火構造の外壁）を使用した場合と変わらないので、外壁１の耐火性能を向上させたうえで、従来の屋内側の設計をそのまま生かすことができる。

以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例について、図２を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例では、前記実施の形態で説明した角形鋼管柱２よりもサイズの大きい角形鋼管柱２Ａを使用する場合について説明する。

この角形鋼管柱２Ａは、断面視正方形の１辺が120ｍｍ程度の角形鋼管を使って製作される。このため、前記実施の形態の外壁１と同じ壁厚の外壁１Ａを製作すると、角形鋼管柱２Ａの屋内側のスペースが、角形鋼管柱２を使用する場合に比べて狭くなる。

そこで、角形鋼管柱２Ａの屋内面２ｂに対向する内壁板は、強化石こうボード４２Ａの１層構造にする。但し、この強化石こうボード４２Ａの厚さは、２層構造で使用する強化石こうボード４２の厚さ（12〜13ｍｍ程度）よりも厚い15ｍｍ程度にする。

また、角形鋼管柱２Ａの屋内面２ｂと強化石こうボード４２Ａとの間には、押出法ポリスチレンフォームによる断熱板５２を介在させる。

さらに、角形鋼管柱２Ａの側面２ｃに隣接して立設させるコーナースタッド２７には、断面視Ｌ字状の角材２７ａを取り付ける。また、この角材２７ａと強化石こうボード４２Ａとの間には、その隙間の幅に合わせて成形された木桟４６を介在させる。

このように大きなサイズの角形鋼管柱２Ａを使用する場合でも、１時間準耐火構造であれば、厚めの強化石こうボード４２Ａを１枚配置するだけで、上記した表１の判定基準を満足させることができる。

すなわち、角形鋼管柱２Ａは、角形鋼管柱２に比べて熱容量が大きくなるので、その結果、柱自体の耐火性能が向上し、２層構造の内壁板４Ａを角形鋼管柱２Ａの屋内側に配設しなくても、１時間準耐火構造を満たすことができる。

このため、サイズの大きな角形鋼管柱２Ａを使用した場合でも、屋内側への出っ張りがなく、屋内側の壁面を面一にすることができるので、外壁１Ａの耐火性能を向上させたうえで、従来の屋内側の設計をそのまま生かすことができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態及び実施例では、角形鋼管柱２，２Ａの側面２ｃの１／４〜１／３程度の範囲に加熱膨張シート６を貼ったが、これに限定されるものでなく、これより少なくても多くても所望する耐火性能が満足できればよい。

また、前記実施の形態及び実施例で示した寸法は例示であり、これに限定されるものではない。

さらに、前記実施の形態及び実施例では、ユニット建物の建物ユニット間の外壁１，１Ａを例に説明したが、これに限定されるものではなく、前記実施の形態又は前記実施例と同様な外壁構造が存在する建物であれば、いずれの建物であっても本発明を適用することができる。

１，１Ａ 外壁（外壁構造）
２，２Ａ 角形鋼管柱
２ａ 屋外面
２ｂ 屋内面
２ｃ 側面
２６ 耐火シール材
２７ コーナースタッド（間柱）
２７ａ 角材（下地材）
３ 鋼板外壁（耐火性外壁）
４，４Ａ 内壁板
４１ 石こうボード
４２ 強化石こうボード
４２Ａ 強化石こうボード（内壁板）
５ グラスウール（断熱材）
６ 加熱膨張シート

Claims (6)

1. 四角柱状の角形鋼管柱の屋外側に耐火性外壁が配設され、屋内側に耐火材となる内壁板が配設され、前記耐火性外壁と前記内壁板との間には断熱材が配設される耐火性能を備えた外壁構造であって、
   前記角形鋼管柱の前記屋外側の面と、その面に直交し前記断熱材が配設される側の前記角形鋼管柱の側面の少なくとも一部とに、連続して貼り付けられる加熱膨張シートを備え、
   前記角形鋼管柱が隣接して設置される場合に、前記加熱膨張シートが貼り付けられた前記角形鋼管柱の側面間に、止水性と耐火性とを兼ね備えた耐火シール材を介在させたことを特徴とする外壁構造。
2. 四角柱状の角形鋼管柱の屋外側に耐火性外壁が配設され、屋内側に耐火材となる内壁板が配設され、前記耐火性外壁と前記内壁板との間には断熱材が配設される耐火性能を備えた外壁構造であって、
   前記角形鋼管柱の前記屋外側の面と、その面に直交し前記断熱材が配設される側の前記角形鋼管柱の側面の少なくとも一部とに、連続して貼り付けられる加熱膨張シートを備え、
   前記角形鋼管柱の側面に隣接して間柱を立設させる場合に、前記間柱に断面視Ｌ字状の下地材が取り付けられたことを特徴とする外壁構造。
3. 前記角形鋼管柱の側面に隣接して間柱を立設させる場合に、前記間柱に断面視Ｌ字状の下地材が取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の外壁構造。
4. 前記内壁板は、２層構造であって、前記屋外側が石こうボードによって形成され、前記屋内側が強化石こうボードによって形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の外壁構造。
5. 前記内壁板は、前記角形鋼管柱と対向する部分は強化石こうボードの１層構造であり、それ以外の部分は強化石こうボードと石こうボードとの２層構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の外壁構造。
6. 前記耐火性外壁と前記内壁板との間には木製の下地材が配設されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の外壁構造。