JP2015028238A - 外装用壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】胴縁の外壁側および室内側の両側に下地材を設けた両面張の場合よりも、施工しやすいもので、優れた耐火性能を有することができる外装用壁構造を提供することにある。【解決手段】簡易構造の建屋１の構造材に固定される外装用壁構造本体１０からなる外装用壁構造であって、外装用壁構造本体１０は、前記建屋の構造材の建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板１１と、けい酸カルシウム板１１の建屋外側に設けられた強化せっこうボード１２と、強化せっこうボード１２の建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板１３と、けい酸カルシウム板１３の建屋外側に設けられた金属外装材１４とを備え、強化せっこうボード１２と各けい酸カルシウム板１１，１３とが、隙間なく重ね合わされるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、外装用壁構造に関し、詳細には、倉庫、工場、事務所などの鋼構造の建屋にて用いられる外装用壁構造に関する。

従来、倉庫、工場、事務所などの鋼構造の建屋では、建屋の骨格構造である柱および間柱等の構造材として鋼材が使用され、これらの構造材に固定された横胴縁に壁材を構成する外装材として金属の仕上材（金属外装材）を固定した比較的簡易な構成の外装用壁構造が利用されている。

前記外装用壁構造は、所望の耐火性能が求められており、前記金属外装材の下地材として、けい酸カルシウム板、木毛セメント板、せっこうボード、断熱材などを選定し、これらを組み合わせて構成したものが用いられている。前記外装用壁構造は、材料コストおよび施工コストの観点から、一般的には、前記横胴縁の外壁側（建屋外側）の片面のみに前記下地材を設けた構成としている（例えば、下記特許文献１参照）。

前記外装用壁構造の耐火性能をさらに向上させる場合には、例えば、図４に示すように、建屋の構造材である横胴縁４５，４５の外壁側に、強化せっこうボード３１、けい酸カルシウム板３２および金属外装材（角波鉄板）３３を留付材４１，４２，４３で固定する一方、前記横胴縁４５，４５の室内側（建屋内側）にも下地材としてけい酸カルシウム板３４を留付材４４で固定することで両面張構造とし、下地材間（強化石こうボード３１とけい酸カルシウム板３４の間）に空気層３５を設けた外装用壁構造本体３０を備える構成としている。これは、空気層３５が断熱層として作用し、外装用壁構造の耐火性能を向上させるからである。なお、上下で隣接する横胴縁４５，４５同士は、ボルト４６、ナット４７およびワッシャ４８により固定されている。矢印ＵＰが上方向を示し、矢印ＩＮが建屋内方向を示している。

特開２０１０−５９７００号公報（例えば、段落［００１４］〜［００１６］、［図１］〜［図３］など参照）

しかしながら、上述した、下地材間に空気層を設ける構成の外装用壁構造は、横胴縁の外壁側のみに下地材を設ける構成（片面張）の外装用壁構造の場合の施工に、横胴縁の室内側の施工を追加してなることから、片面張の外装用壁構造と比べて、施工が煩雑化すると共に、施工費用が増大してしまうという課題があった。

以上のことから、本発明は上述のような課題を解決するために為されたものであって、胴縁の外壁側および室内側の両側に下地材を設けた両面張の場合よりも、施工しやすいもので、優れた耐火性能を有することができる外装用壁構造を提供することを目的としている。

上述した課題を解決する第１の発明に係る外装用壁構造は、
建屋の構造材に固定される外装用壁構造本体からなる外装用壁構造であって、
前記外装用壁構造本体は、
前記建屋の構造材の建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板と、
前記けい酸カルシウム板の建屋外側に設けられた強化せっこうボードと、
前記強化せっこうボードの建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板と、
前記けい酸カルシウム板の建屋外側に設けられた金属外装材と、
を備え、
前記強化せっこうボードと前記各けい酸カルシウム板とが、隙間なく重ね合わされる
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る外装用壁構造は、第１の発明に係る外装用壁構造であって、
前記強化せっこうボードが、見掛け密度が０．７５以上であり、厚さが１５ｍｍ以上であることを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る外装用壁構造は、第１または第２の発明に係る外装用壁構造であって、
前記各けい酸カルシウム板は、見掛け密度が０．７〜１．２で、厚さが１２ｍｍ以上であることを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る外装用壁構造は、第１乃至第３の発明の何れか一つに係る外装用壁構造であって、
前記金属外装材は、角波形状をなす角波鉄板であり、
前記角波鉄板は、角波のピッチが４０８ｍｍ以上、角波の高さが６ｍｍ以上、且つ板厚が０．３５ｍｍ以上であることを特徴とする。

本発明に係る外装用壁構造によれば、胴縁の外壁側および室内側の両側に下地材を設けた両面張の場合よりも、施工しやすいもので、優れた耐火性能を有することができる。

本発明に係る外装用壁構造の一つの実施形態の説明図である。 本発明に係る外装用壁構造の一つの実施形態の鉛直断面図である。 本発明に係る外装用壁構造の一つの実施形態の水平断面図である。 従来の外装用壁構造の鉛直断面図である。

本発明に係る外装用壁構造の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。

本発明に係る外装用壁構造の一つの実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお、図１〜図３において、矢印ＵＰが上方向を示し、矢印ＩＮが建屋内方向を示す。

本実施形態では、倉庫、工場、事務所などの簡易構造の建屋にて用いられる外装用壁構造に適用した場合について説明する。

本実施形態に係る外装用壁構造は、図１〜図３に示すように、簡易構造の建屋１の構造材に固定される外装用壁構造本体１０からなる。簡易構造の建屋１の構造材は、柱２および間柱３等で構成される。柱２および間柱３に複数のＬ字状プレート（横胴縁固定用留付材）４が取り付けられる。複数のＬ字状プレート４に横胴縁５が固定される。
なお、各Ｌ字状プレート４は上下方向でも離間して配置されており、各横胴縁５は上下方向で離間して配置されている。

外装用壁構造本体１０は、横胴縁５の建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板１１と、けい酸カルシウム板１１の建屋外側に設けられた強化せっこうボード１２と、強化せっこうボード１２の建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板１３と、けい酸カルシウム板１３の建屋外側に設けられた金属外装材１４とを備える。けい酸カルシウム板１１の外側の面１１ａと強化せっこうボード１２の内側の面１２ｂとが当接して配置される。強化せっこうボード１２の外側の面１２ａとけい酸カルシウム板１３の内側の面１３ｂとが当接して配置される。けい酸カルシウム板１３の外側の面１３ａと金属外装材１４の内側の面１４ｂとが当接して配置される。つまり、けい酸カルシウム板１１と強化せっこうボード１２とけい酸カルシウム板１３とが、隙間なく重ね合わされる。
なお、外側の面とは簡易構造の建屋１の外側に向いた面をいい、内側の面とは簡易構造の建屋１の内側に向いた面をいう。

けい酸カルシウム板１１は留付材２１により横胴縁５に固定される。強化せっこうボード１２は留付材２２により横胴縁５に固定される。けい酸カルシウム板１３は留付材２３により横胴縁５に固定される。金属外装材１４は留付材２４により横胴縁５に固定される。横胴縁５は、ボルト６、ナット７およびワッシャ８によりＬ字プレート４に固定される。Ｌ字プレート４は柱２および間柱３に固定される。

上述の強化せっこうボード１２は、その見掛け密度を０．７５以上とすることが好適である。強化せっこうボード１２の板厚を１５ｍｍ以上とすることが好適である。強化せっこうボード１２としては、例えば、ＪＩＳ Ａ ６９０１に準拠するものが挙げられる。

上述のけい酸カルシウム板１１，１３は、それぞれその見掛け密度を０．７〜１．２とすることが好適である。けい酸カルシウム板１１，１３の板厚をそれぞれ１２ｍｍ以上とすることが好適である。けい酸カルシウム板１１，１３としては、例えば、ＪＩＳ Ａ ５４３０に準拠するものであり、タイプ２の０．８けい酸カルシウム板が挙げられる。

上述の金属外装材１４としては、角波形状をなす角波鉄板が好適に用いられ、角波のピッチが４０８ｍｍ以上、角波の高さが６ｍｍ以上、かつその板厚が０．３５ｍｍ以上であることが好適である。金属外装材１４として、角波形状をなす角波鉄板を用いて説明したが、平板状の鉄板とすることも可能である。なお、角波鉄板や平板状の金属板としては、例えば、塗装亜鉛めっき鋼板や塗装ガルバリウム鋼板などを用いることができる。

強化せっこうボード１２は、その主要構成物質である二水せっこうが多くの結晶水を有するものであり、当該強化せっこうボード１２の両側（建屋内側および建屋外側）を多孔質材料であるけい酸カルシウム板１１，１３で挟み込む構造になっていることから、火災などが発生し、加熱を受けたとしても、外装用壁構造本体１０自体の温度上昇を抑制することができる。さらに、火災後にあっては、二水せっこうの脱水により強化せっこうボード１２自体が脆くなるものの、この両側（建屋内側および建屋外側）を当接して挟み込むけい酸カルシウム板１１，１３により前記強化せっこうボード１２を支持していることから、外装用壁構造本体１０自体を熱の影響を受けても崩れにくい構造とすることができる。

さらに、外装用壁構造本体１０の建屋内側にて空気と接するのが強化せっこうボード１２よりも耐水性の高いけい酸カルシウム板１１であることから、外装用壁構造本体１０の建屋内側の面に結露が生じたとしても、けい酸カルシウム板１１の建屋内側の面であり、外装用壁構造本体１０を、結露に起因する強度低下が軽減されたものとすることができる。

したがって、本実施形態に係る外装用壁構造によれば、けい酸カルシウム板１１、強化せっこうボード１２およびけい酸カルシウム板１３を隙間なく重ね合わせてなる下地材を横胴縁５の建屋外側のみに設けた外装用壁構造本体１０からなることで、胴縁の外壁側および室内側の両側に下地材を設けた両面張の外装用壁構造よりも、施工しやすいもので、優れた耐火性能を有することができる。また、施工コストの増加を抑えることができる。

さらに、外装用壁構造本体１０の前記下地材が目地処理を必要としないものであることから、目地処理に起因する材料や施工などのコスト増を抑えることができる。

［他の実施形態］
なお、上記では、けい酸カルシウム板１１と、けい酸カルシウム板１１の外側の面１１ａに当接して配置された強化せっこうボード１２と、強化せっこうボード１２の外側の面１２ａに当接して配置されたけい酸カルシウム板１３と、けい酸カルシウム板１３の外側の面１３ａに当接して配置された金属外装材（角波鉄板）１４とを備える外装用壁構造本体１０からなる外装用壁構造について説明したが、外装用壁構造本体１０におけるけい酸カルシウム板１３と金属外装材（角波鉄板）１４との間に防水材を設けた外装用壁構造とすることも可能である。

本発明に係る外装用壁構造の効果を確認するために行った確認試験を以下に説明するが、本発明は以下に説明する確認試験のみに限定されるものではない。

＜試験体の作製＞
図１〜図３に示すように、厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板、厚さ１５ｍｍの強化せっこうボード、厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板、および厚さ０．３５ｍｍの角波鉄板を建屋の屋内側から順番に配置し、これらを面接触した状態にてＣ-１００×５０×２０×１．６ｍｍの寸法の横胴縁の建屋外側にビスで固定した外装用壁構造本体とし、その有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように作製して試験体を得た。前記試験体の前記強化せっこうボードとして、ＪＩＳ Ａ ６９０１に準拠するものを用い、前記試験体の前記けい酸カルシウム板として、ＪＩＳ Ａ ５４３０に準拠するタイプ２の０．８けい酸カルシウム板を用いた。

＜比較体の作製＞
図４に示すように、厚さ１５ｍｍの強化せっこうボード、厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板、および厚さ０．３５ｍｍの角波鉄板を建屋の屋内側から順番に配置し、これらを面接触した状態にてＣ-１００×５０×２０×１．６ｍｍの寸法の横胴縁の建屋外側にビスで固定し、さらに前記横胴縁の建屋内側に厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板をビスで固定して、両面張構造とした外装用壁構造本体とし、その有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように作製して比較体を得た。前記比較体の前記強化せっこうボードとして、ＪＩＳ Ａ ６９０１に準拠するものを用い、前記比較体の前記けい酸カルシウム板として、ＪＩＳ Ａ ５４３０に準拠するタイプ２の０．８けい酸カルシウム板を用いた。

＜試験方法＞
上記試験体および上記比較体を加熱炉に設置し、屋外側、つまり、角波鉄板の外側の面から加熱を実施した。この加熱を、有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように実施した。加熱温度条件は、炉内熱電対によって測定した温度の時間経過が、所定の許容誤差内で数式Ｔ＝３４５ｌｏｇ₁₀（８ｔ＋１）＋２０を満たすように実施した。ただし、Ｔは平均炉内温度（℃）とし、ｔは経過時間（分）とする。試験体および比較体においては、加熱時間を６０分とし、試験時間を、６０分の加熱後も加熱時間の３倍の時間、すなわち、１８０分が経過するまでとした。試験時間において、加熱面の裏面側（屋内側）にて９箇所均等に配置された熱電対により試験体および比較体の裏面側の温度を１分ごとに測定した。その結果を下記表１に示す。
なお、初期温度は、試験体の場合に２８℃であり、比較体の場合に２０℃であった。

なお、遮炎性有りは、上述の試験体（比較体）を屋外側から加熱したときに、試験時間内にて、試験体の屋内側（非加熱側）へ１０秒を超えて継続する火炎の噴出がなく、１０秒を超えて継続する発炎がなく、さらに、火炎が通る亀裂等の損傷を生じない場合の３つ全ての要件を満足することを示している。

上述の試験体の裏面温度の上昇は、表１に示すように、試験時間中においては、９箇所の平均で１４０Ｋ以下であり、９箇所の最高で１８０Ｋ以下であることが確認された。また、試験体では、火炎の噴出が無く、発炎もなく、さらに、火災が通る亀裂等の損傷を生じないため遮炎性が有り、試験体が十分な耐火性能を有していることが確認された。つまり、試験体においては、建築物の外壁において耐火６０分の性能を満足していることが明らかとなった。

上述の比較体の裏面温度の上昇は、表１に示すように、試験時間中においては、９箇所の平均で１４０Ｋ以下であるが、９箇所の最高で１８０Ｋよりも高くなることが確認された。また、比較体では、火炎の噴出が無く、発炎もなく、さらに、火災が通る亀裂等の損傷を生じないため遮炎性が有ることが確認された。つまり、比較体においては、裏面温度の上昇が９箇所の最高で１８０Ｋよりも高くなることから、建築物の外壁において耐火６０分の性能を一部しか満足していないことが明らかとなった。

このような結果から、本実施例に係る外装用壁構造によれば、建築物の外壁において耐火６０分の性能を有しており、胴縁の外壁側および室内側の両側に下地材を設けた両面張の場合よりも、施工しやすいものでありながらも、優れた耐火性能を有することができることが明らかとなった。

本発明に係る外装用壁構造によれば、胴縁の外壁側および室内側の両側に下地材を設けた両面張の場合よりも、施工しやすいもので、優れた耐火性能を有することができることから、倉庫、工場、事務所などの簡易構造の建屋の外装用壁構造などで有益に利用することができる。

１ 簡易構造の建屋
２ 柱
３ 間柱
４ Ｌ字プレート
５ 横胴縁
６ ボルト
７ ナット
８ ワッシャ
１０ 外装用壁構造本体
１１ けい酸カルシウム板
１２ 強化せっこうボード
１３ けい酸カルシウム板
１４ 金属外装材（角波鉄板）
２１〜２４ 留付材
３０ 外装用壁構造本体
３１ 強化せっこうボード
３２ けい酸カルシウム板
３３ 金属外装材（角波鉄板）
３４ けい酸カルシウム板
３５ 空間（空気層）
４１〜４４ 留付材
４５ 横胴縁
４６ ボルト
４７ ナット
４８ ワッシャ

Claims (4)

1. 建屋の構造材に固定される外装用壁構造本体からなる外装用壁構造であって、
   前記外装用壁構造本体は、
   前記建屋の構造材の建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板と、
   前記けい酸カルシウム板の建屋外側に設けられた強化せっこうボードと、
   前記強化せっこうボードの建屋外側に設けられたけい酸カルシウム板と、
   前記けい酸カルシウム板の建屋外側に設けられた金属外装材と、
   を備え、
   前記強化せっこうボードと前記各けい酸カルシウム板とが、隙間なく重ね合わされる
   ことを特徴とする外装用壁構造。
2. 請求項１に記載の外装用壁構造であって、
   前記強化せっこうボードが、見掛け密度が０．７５以上であり、厚さが１５ｍｍ以上である
   ことを特徴とする外装用壁構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の外装用壁構造であって、
   前記各けい酸カルシウム板は、見掛け密度が０．７〜１．２で、厚さが１２ｍｍ以上である
   ことを特徴とする外装用壁構造。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の外装用壁構造であって、
   前記金属外装材は、角波形状をなす角波鉄板であり、
   前記角波鉄板は、角波のピッチが４０８ｍｍ以上、角波の高さが６ｍｍ以上、且つ板厚が０．３５ｍｍ以上である
   ことを特徴とする外装用壁構造。

Images