JP2015101860A - 建物 - Google Patents

Abstract

【課題】外装部材及び外壁パネルの損傷を抑制した建物を提供する。【解決手段】複数の外壁パネル２１がロッキング構法によって取り付けられて構成される外壁２０に対して、外壁パネル２１間の目地部を跨がないで外装部材（集熱部３１）を固定する。これにより、外壁パネル２１がロッキングしても、外装部材は固定されている外壁パネル２１の動きに追従するため、外装部材及び外壁パネル２１の破損を防止できる。【選択図】図５

Description

本発明は、建物に関し、特に、外壁パネルが躯体に対してロッキング構法によって取り付けられている建物に関する。

従来、外壁パネルが躯体の揺れに追従して回転可能となるように取り付けられる、いわゆるロッキング構法が知られている。例えば、特開平１１−３１５６０６号公報には、上部側に設けられる外壁パネルの下端に、その下側に設けられる外壁パネルを吊り下げた支持ボルトの入り込む開口部が形成されることで、躯体の揺れに対する外壁パネルのロッキングを許容する外壁構造が開示されている。

特開平１１−３１５６０６号公報

ところで、建物の外壁に対して外装部材を設けることで、建物に所定の機能を付加する方法が知られている。しかしながら、上記のように外壁がロッキング構法によって取り付けられている建物の場合には、地震等の揺れによって外壁パネルがロッキングしたときに、外装部材が外壁パネルの動きに追従できす、外装部材又は外壁パネルの破損を招く虞がある。

本発明は、外装部材及び外壁パネルの損傷を抑制した建物を提供することを目的とする。

本発明の建物は、複数の外壁パネルを連接することにより外壁が構成され、外壁パネルが躯体に対してロッキング構法によって取り付けられている建物において、外壁には外装部材が外壁パネル間の目地部を跨がないで固定されることを特徴とする。

この建物によれば、外装部材が外壁パネル間の目地部を跨がないで外壁に固定されているため、一つの外装部材が複数の外壁パネルに連結されることはない。そのため、例えば地震などによって建物が揺れた際に外壁パネルがロッキングしても、外装部材は固定されている外壁パネルの動きに追従するため、外装部材及び外壁パネルの破損を防止できる。

また、外装部材は、太陽光によって熱媒体を暖める集熱部であって、集熱部は、建物の外壁に対向して外壁との間に空間を形成する透明パネルと、透明パネルの周縁部を囲んで外壁に固定される枠体と、を備えているものとしてもよい。これによれば、集熱部によって外壁パネルの目地部が覆われることがないため、目地部をメンテナンスする際に、集熱部が邪魔になることがない。さらに、外壁パネルの目地部に樹脂を含むシーリング材を使用する場合には、集熱部の温度上昇によってシーリング材の劣化が促進されてしまうことを抑制できる。

また、外壁において、集熱部が設けられる領域内には開孔が設けられ、開孔には、空間内から熱媒体を部屋へ流通させる管が貫通し、開孔と前記管との間には隙間が設けられていてもよい。例えば建物の揺れによって外壁パネルがロッキングする場合、ロッキングする外壁パネルと管とが別々の挙動を示すと、外壁パネルの動きに管が追従できず、外壁パネル又は管が破損する虞がある。しかしながら、外壁に設けられた開孔の内周と管の外周との間に隙間が設けられているため、この隙間が緩衝スペースとなり、外壁パネル又は管が破損することを抑制することができる。

また、外壁において、集熱部が設けられる領域内には開孔が設けられ、開孔には、空間内から熱媒体を部屋へ流通させる管が貫通し、管は可撓性を有していてもよい。これによれば、ロッキングする外壁パネルと管とが別々の挙動を示した場合であっても、管が可撓性であるため、外壁パネルの動きに追従して変形することができる。よって、外壁パネル又は管が破損することを抑制することができる。

また、枠体は外壁に対して止水処理を施されて固定され、透明パネルは枠体に対して止水処理を施されて固定されていてもよい。これによれば、特に、熱媒体を空間内から室内へ流通させるための管が、外壁に設けられた開孔を貫通する場合に、管と開孔との間の止水処理が不要となる。よって、コストや施工手間を抑えることができる。

本発明によれば、外装部材及び外壁パネルの損傷を抑制した建物を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る建物を示す正面図である。 図１に示す建物の平面図である。 図１に示す建物の断面図である。 図１に示す建物の断面図である。 図１に示す建物に設けられた集熱部を示す斜視図である。 図５に示す集熱部の縦断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

図１に示される建物１は、高気密・高断熱化された鉄骨造の二階建て住宅である。この建物１の二階部分Ｆ２の外壁２０には、太陽光を受光する集熱部３１が設けられている。建物１は、集熱部３１によって暖められた熱媒体としての空気を、室内の暖房（またはその補助）に活用する熱供給システム３０（図３参照）を備えている。建物１の外壁２０は、躯体を構成する鉄骨に対して、複数の外壁パネル２１が連接して設けられることによって形成されている。外壁２０には窓３，５が設けられており、採光、換気等を行うことができるようになっている。なお、図２において、外壁２０が連続するように描かれているが、これは説明の簡単のためである。

（建物）
図２に示されるように、建物１の一階部分Ｆ１が平面視において四角形状であるのに対して、建物１の二階部分Ｆ２は、Ｌ字形状となっている。そして、Ｌ字形状の内側である外壁２０Ａ及び外壁２０Ｂによって入隅部９が形成されている。上記の集熱部３１は、入隅部９を形成している一方の外壁２０Ａに設けられている。風の通り抜けが抑制される入隅部を形成する外壁２０Ａに集熱部３１を設けることで、集熱部３１で暖められた空気が、風によって冷却されることを抑制することができる。

入隅部９には、外壁２０Ａ及び２０Ｂの前方に張り出す床６が設けられている。この床６は、階下である一階部分Ｆ１の屋根面（屋上）によって構成されている。床６には、ポリ塩化ビニル等の防水シート、タイル、遮熱塗料など、所定の反射率をもった仕上材による仕上げ面７が形成されている。仕上げ面７は、排水のために、建物外側に向かって１／１００の勾配で傾斜が設けられている。床６には、集熱部３１が設けられた外壁２０Ａの前方の位置に、太陽電池モジュール４０が設置されている。太陽電池モジュール４０は、建物１に対する電力供給の補助に利用されるものであるが、集熱部３１に対して太陽光を反射するための反射面としても利用される。

本実施形態では、集熱部３１の設けられている外壁２０Ａが南側を向いているため、太陽電池モジュール４０は外壁２０Ａの南側に設置されている。また、図３に示されるように、太陽電池モジュール４０は、外壁２０Ａから離れる方向に向かって、所定の角度（例えば約５度〜１０度）で下り勾配が設けられている。

図４は、北緯３４度の地点での冬季（冬至）及び夏季（夏至）の南中高度における太陽光と建物１との関係を示したものである。太陽電池モジュール４０の受光面に対する冬季の入射光Ｗ１及び反射光Ｗ２が破線で、夏季の入射光Ｓ１及び反射光Ｓ２が実線で描かれている。図４に示されるように、冬季の太陽光は、南中高度が３２度程度と低くなる。そのため、入射光Ｗ１が太陽電池モジュール４０の受光面に入射すると、その反射光Ｗ２は集熱部３１に当たるように反射される。これにより、集熱部３１は、冬季の太陽光のエネルギーを効率良く受光できる。一方で、夏季の太陽光は、南中高度が７８度程度と高くなる。そのため、入射光Ｓ１が太陽電池モジュール４０に入射すると、その反射光Ｓ２は集熱部３１の上方に向かって反射される。これにより、夏季には集熱部３１、外壁２０、窓３における受光が抑制されることになる。

なお、図示はされていないが、集熱部３１に所定の角度で入射した太陽の直射光は、集熱部３１の表面でその一部が反射して太陽電池モジュール４０に入射するものである。よって、集熱部３１と太陽電池モジュール４０とは、互いの反射光を利用することで、太陽光をより効率的に利用していることになる。

仕上げ面７は所定の反射率をもった仕上材によって仕上げられている。そのため、床６に太陽電池モジュール４０が設置されていない場合には、反射面としての仕上げ面７に反射した太陽光が集熱部３１に入射されるものである。このように床６に太陽電池モジュール４０を設置しない場合には、床６の仕上げ面７に南側に向かって下り勾配を設けることで、夏季の集熱部３１における受光が抑制されることになる。

（外壁パネル）
図６に示される外壁パネル２１は、所定寸法に形成された軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネルである。外壁パネル２１の上下両端部は、鉄骨によって組まれた躯体に対して、ロッキング構法にて取り付けられている。外壁パネル２１の下端は、躯体（鉄骨）２２に締結部材２２ａで固定された下地鋼材としてのアングル材２３に対して、外壁パネル取付具２４によって取り付けられている。この外壁パネル取付具２４は、外壁パネル２１とアングル材２３とに架け渡される取付プレート２５を備えている。取付プレート２５は、その中央で鋼板の折り曲げ加工によりアングル材２３の厚みに相当する量だけ屈曲させられている。

外壁パネル２１にはボルト２６が植設され、ボルト２６の端部には孔部を備えたリング部２６ａが設けられている。リング部２６ａは、孔部を貫通するように水平方向に延在する鋼棒２７によって外壁パネル２１に固定される。この鋼棒２７は、外壁パネル２１内を水平方向に貫通することで、外壁パネル２１に固定されている。

ボルト２６のネジ部２６ｂは、取付プレート２５に設けられた長穴（図示省略）から外部に突出し、ボルト２６のネジ部２６ｂにナット２６ｃを螺着させる。そして、ナット２６ｃを締め込むことで、取付プレート２５が外壁パネル２１及びアングル材２３に強く押し付けられ、外壁パネル２１がアングル材２３に固定される。外壁パネル２１の上端も同様にして躯体に固定されている。これにより、地震時の躯体の変化に応じて、外壁パネル２１が１枚ごとに僅かに回転（ロッキング）して追従するようになっている。

外壁パネル２１の室内側には断熱材２９が設置されている。断熱材２９は、フェノールフォーム等の気密性を有するプラスチック系断熱材を用いて平板状に形成された断熱ボードである。この種の断熱材２９は、設置する部位のサイズに応じて複数のブロックに分割され、そして各ブロックは外壁パネル２１の室内側の所定位置に設置され、継ぎ目が気密テープなどで覆われて設置されている。なお、断熱材２９としては、ロックウールやグラスウール等の繊維系断熱材も適宜に用いられるものである。本実施形態で外壁パネル２１に使用されるＡＬＣパネルの熱伝導率は、コンクリートの１／１０程度であり、熱の移動はコンクリートに比べて抑制されるが、このように、外壁パネル２１の裏面に断熱材２９を設置することによって、集熱部３１の熱が外壁パネル２１に面する部屋Ｒ１（図３参照）に移動してしまうことを更に抑制でき、集熱部３１内の温度上昇を効率的に行うことができる。

隣接する外壁パネル２１間の目地部２８（図５参照）は、例えばポリウレタン系樹脂のシーリング材によってシーリングされており、雨水等の浸入を防止している。このように、隣接する外壁パネル２１間は直接接触していないため、外壁パネル２１間における熱の移動は、シーリング材を介すか、放射によるものかのいずれかとなるため、外壁パネル２１間での熱の移動は極めて低く抑えられる。

（熱供給システム）
図５及び図６に示される熱供給システム３０は、外壁２０に設けられた集熱部３１によって暖められた空気を、暖めたい部屋Ｒ２に供給するためのものである。熱供給システム３０は、透明パネル３２と枠体３３とを有する集熱部３１と、集熱部３１に空気を供給する給気部３４と、集熱部３１から空気を排出する排気部３５とを備えている。透明パネル３２は、矩形状に形成された透明なガラス板であり、外壁パネル２１に固定されたアルミニウム製からなる枠体３３によって周縁部を囲まれている。これにより、透明パネル３２は、外壁パネル２１に対向して配置されることになり、透明パネル３２と外壁パネル２１との間には、枠体３３の内側に所定の空間Ｓが形成される。なお、本実施形態における透明パネル３２は、外壁面に対して平行になるように対向しており、透明パネル３２と外壁パネル２１との間に形成される空間Ｓの厚さは約１６ｍｍである。このように構成された空間Ｓ内部の空気は、透明パネル３２を透過した太陽光によって外壁パネル２１が蓄熱されることで、暖められることになる。また、空間Ｓ内部で暖められた空気は、枠体３３によって外部に漏出するのを制限されている。

枠体３３は、上下方向に延びる右辺部３３ａ及び左辺部３３ｂと、左右方向に延びる上辺部３３ｃ及び下辺部３３ｄと、によって四辺が形成されており、透明パネル３２の周縁部を保持できるように透明パネル３２より一回り大きな矩形状となっている。この枠体３３は、図示しないＡＬＣ用のビスにより外壁パネル２１に固定されるものであり、外装部材であって、例えばアルミニウム金属等からなる剛体である。枠体３３は、一枚の外壁パネル２１内に収まって固定されるものであり、連接される外壁パネル２１間の目地部２８を跨がない。そのため、集熱部３１によって外壁パネル２１の目地部２８が覆われることはない。これにより、集熱部３１内の温度上昇によって目地部２８におけるシーリング材の劣化が促進されてしまうことを抑制できる。さらに、例えば地震などによって建物１が揺れた際に外壁パネル２１がロッキングしても、集熱部３１は固定されている外壁パネル２１の動きに追従するため、集熱部３１及び外壁パネル２１の破損を防止することができる。

枠体３３が固定されている外壁パネル２１は、表面に溝等が形成されておらず、平坦となっている。外壁パネル２１の表面に横方向の溝が形成されている場合、外壁パネル２１よりも外側の空気のみが上昇して溝の部分の空気は滞留し、この滞留する空気によって外壁パネル２１と上昇する空気との接触面積が減少し、外壁パネル２１から空気へ熱を伝達する効率が下がってしまう。そのため、横溝を形成しないことにより、空気が滞留してしまうことを抑制でき、集熱部３１内部において外壁パネル２１から空気へ効率よく熱を伝達して暖めることができる。

枠体３３は、内部の空間Ｓに雨水等を浸入させないために、また、内部の空間Ｓの空気を外に逃がさないために、外壁パネル２１に対して止水処理としてのシーリングがされている。同様に、透明パネル３２は枠体３３に対して止水処理としてのシーリングがされている。これらのシーリングは、外壁パネル２１の外壁面と枠体３３との接触部分である枠体３３の周縁部に施されるシーリング材３６ａと、枠体３３と透明パネル３２との接触部分である透明パネル３２の周縁部に施されるシーリング材３６ｂとによってなされている。外壁パネル２１の表面が平坦に形成されているため、枠体３３の形状も平坦なシンプルな形状とすることができる。

枠体３３には、集熱部３１の内外を連通する給気部３４が設けられている。給気部３４は、枠体３３の下辺部３３ｄにおいて、左右方向に並ぶ複数個の貫通孔として形成されている。給気部３４には、図示しない通気性のよいネットが設けられており、虫等の侵入を抑えながら外気の流入を可能としている。

また、枠体３３の右辺部３３ａ及び左辺部３３ｂの上端側には、空間Ｓ内の空気を屋外に排出するための開閉機構部３７が設けられている。開閉機構部３７は、通常は閉状態であり、集熱部３１内の温度が設定温度以上になった場合に開状態となって、集熱部３１の内外を連通するものである。熱供給システム３０を稼働させない夏季には、集熱部３１の温度上昇によって開閉機構部３７が開状態となり、集熱部３１の空気が外部に排気される。これにより、集熱部３１内の過度な温度上昇を抑制することができる。なお、開閉機構部３７は、例えば形状記憶合金で動作制御される開閉ガラリによって構成されるものである。

集熱部３１には、暖められた空気を部屋に排出する排気部３５が設けられている。排気部３５は、外壁パネル２１及び断熱材２９を貫通することで、集熱部３１内の空間と室内とを連通するものであり、集熱部３１の上端側に円筒状をなす開孔として設けられている。このように、排気部３５が外壁パネル２１の上端側に設けられることで、暖められて集熱部３１の上部側に集まりやすくなった空気を効率的に室内側に排気することができる。

排気部３５には、集熱部３１から暖められた空気を屋内へ流通させる管として、ダクト３８が貫通している。ダクト３８は、天井裏や壁内に配置されて、集熱部３１と屋内とを連通するものであり、例えば躯体を構成する梁やスラブ等に対して取り付けられている。ダクト３８と排気部３５との間には緩衝スペースとしての隙間３５ａが設けられている。これにより、例えば建物の揺れによって、外壁パネル２１とダクト３８とが別々の挙動を示した場合に、外壁パネル２１とダクト３８とが接触して破損することを抑制することができる。ダクト３８と排気部３５との間に隙間３５ａが設けられているが、外壁パネル２１と集熱部３１とはシーリングによる止水処理がなされているため、隙間３５ａに雨等の水が浸入することはない。なお、隙間３５ａは、弾性を有するパッキン等で塞がれていてもよい。

また、ダクト３８として、外壁パネル２１の動きに追従して変形することができる可撓性のダクトを採用してもよい。この場合、ダクトは、材料自体が可撓性を備えているもののほか、蛇腹状に形成されることで可撓性を備えるものであってもよい。これにより、ロッキングする外壁パネル２１の動きによって外壁パネル２１又はダクト３８が破損することを抑制することができる。このため、ダクトと排気部３５との間に緩衝スペースを設けなくてもよい。

ダクト３８は、集熱部３１と、集熱部３１が固定された外壁パネル２１に面する部屋Ｒ１とは別の部屋Ｒ２（図３参照）と、を連通している。なお、図２に示されるように、集熱部３１が固定されている外壁パネル２１は南向きであり、ダクト３８によって連通される部屋Ｒ２は北向きとなる。ダクト３８の途中にはファン３８ａが設けられており、ファン３８ａを動作させることによって集熱部３１側から部屋Ｒ２側に空気を送ることができる。ダクト３８は、天井内や壁内を経由し、部屋Ｒ２に設けられた排気口３８ｂに連結されており、これによって集熱部３１で暖められた空気を部屋Ｒ２に排出することができる。なお、ダクト３８は、床下空間を経由し、部屋Ｒ２に設けられた排気口３８ｂに連結されてもよい。この場合、経路途中の床下空間内においてダクトに排気口を設けることで、集熱部３１で暖められた空気を床下空間に排出し、間接的に部屋Ｒ２を暖めるものであってもよい。

このように構成された熱供給システム３０における空気の流れについて説明する。まず、集熱部３１に設けられた給気部３４から屋外の空気が取り込まれる。この空気は、集熱部３１の空間Ｓ内において、太陽光で蓄熱された外壁パネル２１によって暖められながら上方に移動する。そして、集熱部３１の上端側に設けられた排気部３５からダクト３８内に流入し、排気口３８ｂからターゲットとなる暖めたい部屋Ｒ２に送られる。これによって、集熱部３１で暖められた空気を、日当たりの悪い部屋Ｒ２に送り込むことができる。

本実施形態の建物１によれば、外装部材である集熱部３１が外壁パネル２１間の目地部２８を跨がないで外壁２０に固定されているため、一つの集熱部３１が複数の外壁パネル２１に連結されることはない。そのため、例えば地震などによって建物１が揺れた際に外壁パネル２１がロッキングしても、集熱部３１は固定されている外壁パネル２１の動きに追従するため、集熱部３１及び外壁パネル２１の破損を防止できる。

また、集熱部３１によって外壁パネル２１の目地部２８が覆われることがないため、目地部２８をメンテナンスする際に、集熱部３１が邪魔になることがない。さらに、外壁パネル２１の目地部２８に樹脂を含むシーリング材を使用する場合であっても、集熱部３１内の温度上昇によってシーリング材の劣化が促進されてしまうことを抑制できる。

また、例えば建物１の揺れによって外壁パネル２１がロッキングする場合、ロッキングする外壁パネル２１とダクト３８とが別々の挙動を示すと、外壁パネル２１の動きにダクト３８が追従できず、外壁パネル２１又はダクト３８が破損する虞がある。しかしながら、外壁パネル２１に設けられた排気部３５の内周とダクト３８の外周との間に隙間３５ａが設けられているため、この隙間３５ａが緩衝スペースとなり、外壁パネル２１又はダクト３８の破損を抑制することができる。

また、同様に、ロッキングする外壁パネル２１とダクト３８とが別々の挙動を示した場合であっても、ダクト３８が可撓性である場合には、外壁パネル２１の動きに追従して変形するダクト３８が撓むことになる。よって、外壁パネル２１又はダクト３８が破損することを抑制することができる。

また、集熱部３１はシーリング材によって止水処理を施されて外壁パネル２１に固定されているため、集熱部３１の内側であるダクト３８と排気部３５との間の止水処理が不要となり、コストや施工手間を抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等を行ってもよい。例えば、本実施形態で示されたロッキング構法は、一例に過ぎない。具体的な方法が異なっていても、外壁パネルがロッキングするように取り付けられたものであればよい。

また、外壁２０に固定される外装部材が集熱部３１である例を示したが、これに限定されない。外装部材は、外壁パネル２１の外面に固定されるものであり、例えばルーバー等も含まれる。

また、給気部３４が屋外の空気を集熱部３１に取り入れる構成である例を示したが、これに限定されず、部屋の空気を集熱部に取り入れて屋内で空気を循環させる構成であってもよい。

また、透明パネル３２が、外壁面に対して平行になるように対向している例を示したが、これに限定されない。例えば、透明パネルが、外壁面に対して所定の角度をもって傾斜するようにして対向していてもよい。

また、透明パネル３２と外壁パネル２１との間の空間Ｓの厚さが約１６ｍｍである例を示したが、これに限定されるものではなく、１６ｍｍより大きくても、小さくてもよい。なお、外壁面近傍の暖められた空気を効率的に室内に供給できるものとして、空間の厚さが１０ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、特に、外壁面近傍の空気層の温度と、外壁面近傍における空気の流速との関係から、空間の厚さが１５ｍｍ〜１８ｍｍであることが好ましい。

また、熱供給システムに使用される熱媒体が空気である例を示したが、これに限定されない。例えば、熱媒体として、不凍液を使用してもよい。この場合、外装部材として、不凍液を暖めるための集熱器を外壁に固定するものである。集熱器で暖められた不凍液は管によって室内側に流通されることで、床暖房等に利用することができる。

また、暖められた空気が供給される部屋や、集熱部が固定された外壁パネルに面する部屋は、いわゆる居室のみを意味するものではなく、風呂場、脱衣所、トイレ、玄関、廊下、階段、吹き抜け等、屋内において所定の空間を備えているものであればよい。

また、建物１が二階建ての住宅である例を示したが、これに限定されない。例えば、一階建てや、三階建て以上であってもよく、住宅以外の建物であってもよい。

１…建物、２０、２０Ａ…外壁、２１…外壁パネル、２８…目地部、３０…熱供給システム、３１…集熱部（外装部材）、３２…透明パネル、３３…枠体、３４…給気部、３５…排気部、３５ａ…隙間、３８…ダクト（管）、Ｒ１，Ｒ２…部屋、Ｓ…空間。

Claims (5)

1. 複数の外壁パネルを連接することにより外壁が構成され、前記外壁パネルが躯体に対してロッキング構法によって取り付けられている建物において、
   前記外壁には外装部材が前記外壁パネル間の目地部を跨がないで固定されることを特徴とする建物。
2. 前記外装部材は、太陽光によって熱媒体を暖める集熱部であって、
   前記集熱部は、前記建物の外壁に対向して前記外壁との間に空間を形成する透明パネルと、前記透明パネルの周縁部を囲んで前記外壁に固定される枠体と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の建物。
3. 前記外壁において、前記集熱部が設けられる領域内には開孔が設けられ、
   前記開孔には、前記空間内からの前記熱媒体を部屋へ流通させる管が貫通し、
   前記開孔と前記管との間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項２記載の建物。
4. 前記外壁において、前記集熱部が設けられる領域内には開孔が設けられ、
   前記開孔には、前記空間内からの前記熱媒体を部屋へ流通させる管が貫通し、
   前記管は、可撓性を有していることを特徴とする請求項２記載の建物。
5. 前記枠体は前記外壁に対して止水処理を施されて固定されるとともに、前記透明パネルは前記枠体に対して止水処理を施されて固定されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載された建物。

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