JP2015155592A - 外壁フレーム、外壁パネル及び建物ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】断熱性能を向上することができる外壁フレーム、外壁パネル及び建物ユニットを得ることを目的とする。
【解決手段】角柱状に形成されると共に建物上下方向を長手方向として配置され、かつ建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて複数設けられると共に金属よりも熱伝導率の低い材質で構成された間柱14と、間柱14の上端部60及び下端部64にそれぞれ取り付けられる支持金物16と、間柱14の長手方向に間隔を空けて配置され、隣り合う前記間柱を連結する複数の横桟22と、を備えた外壁フレーム10。
【選択図】図1

Description

本発明は、外壁フレーム、外壁パネル及び建物ユニットに関する。
下記特許文献1には、外壁パネルを建物ユニットに取り付ける構造が開示されている。この外壁パネルは、軽量溝型鋼により形成された平面視で矩形状の外壁フレームに外壁面材を接合させた構成とされており、建物ユニットの天井大梁と床大梁に外壁フレームを建物外側から当接させてボルト等により締結させることで、建物ユニットに外壁パネルが取り付けられている。
特開2011−202439号公報
しかしながら、上記先行技術による場合、外壁フレームと天井大梁とが当接している範囲及び外壁フレームと床大梁とが当接している範囲は、外壁フレームにおける建物上下方向上側の短辺の略全面及び建物上下方向下側の短辺の略全面と広範囲に亘っており、接触面積が広い。このため、天井大梁と外壁フレームとの間及び床大梁と外壁フレームとの間で熱橋(ヒートブリッジ)が起こり、天井大梁と外壁フレームとの間及び床大梁と外壁フレームとの間で熱が伝導することで断熱性能が低下する可能性がある。
本発明は上記問題を考慮し、断熱性能を向上することができる外壁フレーム、外壁パネル及び建物ユニットを得ることを目的とする。
請求項1記載の発明に係る外壁フレームは、角柱状に形成されると共に建物上下方向を長手方向として配置され、かつ建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて複数設けられると共に金属よりも熱伝導率の低い材質で構成された間柱と、前記間柱の長手方向に間隔を空けて配置され、隣り合う前記間柱を連結する複数の横フレームと、前記間柱の上端部及び下端部にそれぞれ取り付けられた支持金物と、を備えている。
請求項2記載の発明に係る外壁フレームは、請求項1に記載の外壁フレームにおいて、前記横フレームは前記間柱の長手方向と直交する方向に延設された連結延設部材であって、当該連結延設部材によって前記間柱の上端部同士及び下端部同士がそれぞれ連結されている。
請求項3記載の発明に係る外壁パネルは、請求項1又は請求項2に記載された外壁フレームと、前記外壁フレームの外側に取り付けられた外壁面材と、を備えている。
請求項4記載の発明に係る建物ユニットは、建物ユニットの躯体フレームと、前記躯体フレームの外側に取り付けられた請求項3記載の外壁パネルと、を備えている。
請求項5記載の発明に係る建物ユニットは、請求項4に記載の建物ユニットにおいて、上下に配置された前記支持金物と前記躯体フレームとの間には、前記躯体フレームへの前記支持金物の当接部以外の箇所に間隙が形成されると共に、当該間隙には断熱材が設けられている。
請求項1記載の本発明によれば、外壁フレームの間柱は金属よりも熱伝導率の低い材質で構成されている。したがって、間柱の上端部の支持金物と間柱の下端部の支持金物との間では、間柱を介した外壁フレームの内外の熱の伝導が抑制される。つまり、外壁フレーム自体で熱の伝導を抑制することができる。
請求項2記載の本発明によれば、複数の間柱が連結延設部材で連結されるため、複数の間柱及び間柱の上下端部に取り付けられた複数の支持金物を一つの外壁フレームとして一体的に取り扱うことができる。また、連結延設部材は複数の間柱の上端部同士及び下端部同士をそれぞれ連結するように間柱の上端部及び下端部に設けられているため、間柱が3本以上の複数設けられている場合、連結延設部材が間柱で遮られることなく間柱の上端部同士及び下端部同士をそれぞれ1本の連結延設部材で連結させることが可能となる。したがって、部品点数及び組み付け工数を低減することができる。
請求項3記載の本発明によれば、外壁パネルを構成する外壁フレームの間柱は金属よりも熱伝導率の低い材質で構成されている。したがって、間柱の上端部の支持金物と間柱の下端部の支持金物との間では、間柱を介した外壁フレームの内外の熱の伝導が抑制される。つまり、外壁パネル自体で熱の伝導を抑制することができる。また、外壁フレームに外壁面材が取り付けられた構成とされていることで、外壁フレームと外壁面材とを一体的に取り扱うことができる。
請求項4記載の本発明によれば、金属よりも熱伝導率の低い外壁フレームで構成された外壁パネルは、建物ユニットの躯体フレームに対して間柱の上端部及び下端部に取り付けられた支持金物を介して取り付けられている。なお、間柱は建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて複数設けられていることから、支持金物は躯体フレームに対しいわば点状に取り付けられている。すなわち、躯体フレームと外壁パネルとの接触している範囲は、外壁パネルにおける建物上下方向上側の支持金物及び建物上下方向下側の支持金物に限定されており、接触面積が狭い。したがって、建物ユニットの室内の熱が外壁パネルを介して躯体フレームへと伝導するのを抑制することができる。同様に、躯体フレームの熱が外壁パネルを介して室内へと伝導のを抑制することができる。
請求項5記載の本発明によれば、支持金物は当接部を備えており、当接部と躯体フレームとが当接されることで外壁パネルは建物ユニットの躯体フレームに取り付けられている。当接部以外の箇所では、支持金物と躯体フレームとは間隙が形成されており、この間隙に断熱材が設けられている。したがって、この間隙を通じた熱の伝導を抑制することができる。その結果、建物ユニットの内外の熱の伝導を最小限に抑えることができる。
請求項1記載の本発明に係る外壁フレームは、断熱性能を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項2記載の本発明に係る外壁フレームは、組立作業時等における作業性を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項3記載の本発明に係る外壁パネルは、断熱性能を向上させると共に組立作業時等における作業性を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項4記載の本発明に係る建物ユニットは、室内の熱損失を抑えることができるという優れた効果を有する。
請求項5記載の本発明に係る建物ユニットは、室内の熱損失を一層抑えることができるという優れた効果を有する。
一実施形態に係る外壁フレームが建物ユニットに取り付けられている状態を概略的に示した外観斜視図である。 一実施形態に係る外壁パネルが建物ユニットに取り付けられている状態を示す拡大断面図である。 一実施形態に係る外壁フレームの立体分解図である。 一実施形態に係る外壁フレームの一部を示めす斜視図である。 建物ユニットに取り付けられた対比例に係る外壁パネルを示す立体分解図である。
以下、図1〜図4を用いて、本発明に係る外壁フレーム、外壁パネル及び建物ユニットの一実施形態について説明する。
図1には、外壁フレーム10が建物ユニット12の躯体フレーム13に取り付けられた外観斜視図が示されている。躯体フレーム13は、躯体フレーム13の四隅に立設された柱15と、柱15の上端部同士を連結する長短二種類の天井大梁68と、柱15の下端部同士を連結する長短二種類の床大梁70と、によって構成されている。
外壁フレーム10は、間柱14と、支持金物16と、横フレームとしての横桟22と、横フレームとしてのL型アングル材24と、により構成されている。間柱14は、角柱状に形成されており、かつ、間柱14は建物上下方向を長手方向として配置されている。また、この間柱14は、建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて天井大梁68及び床大梁70に沿って複数設けられている。さらに、間柱14は、金属より熱伝導率の低い材質で構成されており、本実施形態では木材により構成されている。
横桟22は、建物上下方向に直交する方向を長手方向として、隣り合う複数の間柱14に亘って取り付けられている。なお、本実施形態では2本の横桟22が建物上下方向に離間して設けられているが、これに限らず、設けられる横桟22の本数を外壁フレーム10の大きさ等によって増減してもよい。また、本実施形態では、横桟22の材質は間柱14と同様に木材により構成されている。この結果、外壁フレーム10は、主に木材で構成された間柱14と間柱14と同様に木材で構成された横桟22とで格子状に組まれた構成とされている。
支持金物16は、外壁フレーム10における建物上下方向に直交する方向の端部に位置する間柱14の上端部60及び下端部64に取り付けられる端部支持金物18と、それ以外の間柱14の上端部60及び下端部64に取り付けられる中間部支持金物20とにより構成されている。
図3に示されるように、中間部支持金物20は、建物上下方向上側に位置する取付部26と、取付部26の下方に設けられる延出部28によって構成されている。この取付部26は、略箱状かつこの略箱形状における建物上下方向上側に位置する上面及び建物ユニット12側に設けられる当接部としての側面30と対向する位置の側面が取り除かれた形状に形成されている。
延出部28は、取付部26の建物上下方向下側に位置する下面32から建物上下方向に沿って下側に延出されている。この延出部28は、側面38と、側面38の建物外側の縁部50から側面38に対し直交する方向に延出された外側面40と、外側面40の縁部52から外側面40に対し直交する方向に延出されると共に、側面38と対向する位置に設けられる側面54とで断面が略U字状に形成されており、断面略U字状の開口が建物内側に向けられるように設けられている。
延出部28の建物上下方向下側には、側面38及び側面54が下方に延出された間柱挟持部56が設けられている。間柱挟持部56の側面38と側面54との間の間隙の寸法は、外側面40の幅寸法と略同一であると共に、間柱14の板厚の寸法と略同一に設定されている。さらに、間柱挟持部56の側面38と側面54とには、板厚方向に貫通された締結用穴58が建物上下方向に沿って複数並んで設けられている。そして、中間部支持金物20の間柱挟持部56に間柱14の建物外側に位置する外側側面36と延出部28の外側面40とが略同一面上に位置するように間柱14の上端部60が挿入されている。この状態で、複数のビス62を締結用穴58内に挿入し締結することによって中間部支持金物20は間柱14の上端部60に固定される。なお、中間部支持金物20は、上端部60と同様に間柱14の下端部64にも取り付けられた構成とされており、下端部64における中間部支持金物20の方向は、上端部60における中間部支持金物20が建物上下方向に直交する面で対称の方向とされている(図1参照)。
中間部支持金物20の取付部26の側面30には、板厚方向に貫通されたボルト締結穴66が設けられている。このボルト締結穴66は、建物ユニット12の天井大梁68及び床大梁70の建物外側面42にあらかじめ設けられている板厚方向に貫通された支持金物固定穴72と同一軸上の位置に設けられている。これにより、中間部支持金物20のボルト締結穴66と建物ユニット12の支持金物固定穴72とにボルト74を挿通させて図示しないナットで締結することで、中間部支持金物20は建物ユニット12の天井大梁68及び床大梁70に取り付けられる。
間柱14の上端部60の端部面76には、連結延設部材としてのL型アングル材24が取り付けられている。このL型アングル材24は、建物上下方向に沿って立設されたアングル材側面34とアングル材側面34の下縁78からアングル材側面34に対し直交する方向に延出されたアングル材底面80とで断面がL字型に形成されている。また、間柱14の長手方向と直交する方向に延設されている。
L型アングル材24は、L型アングル材24の断面内側が建物内側方向へと向けられると共に、アングル材底面80の建物上下方向下側に設けられる断面外側面46と間柱14の端部面76とが当接し、かつ、アングル材底面80に設けられた板厚方向に貫通されたビス締結穴77にビス62を挿通させて締め付けることで、間柱14へ取り付けられている。
また、L型アングル材24は、建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて天井大梁68及び床大梁70に沿って複数設けられている他の間柱14にも前述と同様の構成で取り付けられている。さらに、間柱14の下端部64には、上端部60と同様の構成でL型アングル材24が取り付けられている(図1参照)。したがって、複数の間柱14の上端部60同士及び下端部64同士はそれぞれL型アングル材24を介して連結されている。
図4に示されるように、端部支持金物18は、取付部82と、取付部82の下方に設けられる延出部28とで構成されている。この取付部82は、図3で示される中間部支持金物20の取付部26を側面38に沿った面で切断し、延出部28が取り付けられていない側の取付部を取り除いたような形状に形成されている。つまり、側面38から延出部28が取り付けられていない側に取付部82が突出しないように設定されている。したがって、外壁フレーム10の建物上下方向に直交する方向での端部に、同様の構成とされた外壁フレーム10を接合させることが可能となる。これによって、建物ユニット12の天井大梁68及び床大梁70の建物外側面42に複数の外壁フレーム10ひいては後述する外壁パネル84を取り付けることができるので、建物ユニット12へ容易に外壁を設けることができる。
また、端部支持金物18の取付部82には、中間部支持金物20と同様に延出部28が設けられている。これにより、端部支持金物18は、外壁フレーム10における建物上下方向に直交する方向での端部に位置する間柱14の上端部60に取り付けられる。なお、端部支持金物18は、上端部60と同様に間柱14の下端部64にも取り付けられた構成とされている。
図2に示されるように、外壁パネル84は、外壁フレーム10と、外壁フレーム10の建物外側に設けられている外壁面材86により構成されている。この外壁面材86は、図示しない通気胴縁を介して接着剤及びタッピングビス等により外壁フレーム10に取り付けられており、通気胴縁と接合されている箇所以外では外壁フレーム10と間隙を有している。
間柱14の上端部60に取り付けられたL型アングル材24は、アングル材側面34の建物内側面44が建物ユニット12の天井大梁68の建物外側面42と接すると共に、アングル材底面80の建物上下方向の上側に設けられる断面内側面48が天井板88と間隙を有して設けられている。また、間柱14の下端部64に取り付けられたL型アングル材24は、アングル材側面34の建物内側面44が建物ユニット12の床大梁70の建物外側面42と接すると共に、アングル材底面80の断面内側面48が床板90と接する位置に設けられている。
支持金物16の延出部28と天井大梁68の建物外側面42及び床大梁70の建物外側面42との間には、間隙92が設けられている。この間隙92内には、断熱材94が設けられている。
(作用・効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
ここで、図5に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
図5に示されるように、建物ユニット100には、外壁フレーム102及び外壁面材86により構成された平面視で略矩形状の外壁パネル104が建物ユニット100の外側から取り付けられている。
外壁フレーム102は、建物上下方向の上側に設けられる上部取付部106と、建物上下方向の下側に設けられる下部取付部108と、建物上下方向を長手方向として配置されると共に上部取付部106の端部と下部取付部108の端部とを連結するフレーム側面110とで構成されている。この上部取付部106と、下部取付部108と、フレーム側面110とは、軽量溝形鋼で一体的に構成されている。また、外壁フレーム102の内側には、建物上下方向に直交する方向を長手方向として配置されると共に、長手方向の両端部がフレーム側面110に接合された横桟112が設けられている。この横桟112は、建物上下方向に離間されて2本設けられている。
フレーム側面110には、建物上下方向に沿って複数のボルト締結穴120が設けられている。したがって、複数の外壁フレーム102のフレーム側面110同士を当接させ、ボルト締結穴120にボルト74を挿通させて締結することで、複数の外壁フレーム102が連結される。
上部取付部106は、建物ユニット100の天井大梁68の建物外側面42と当接する当接面114を有しており、この当接面114には、板厚方向に貫通されたボルト締結穴116が設けられている。このボルト締結穴116は、建物ユニット100の天井大梁68の建物外側面42にあらかじめ設けられている板厚方向に貫通された支持金物固定穴72と同一軸上の位置に設けられている。
下部取付部108は、上部取付部106と同様の構成とされている、すなわち、建物ユニット100における床大梁70の建物外側面42と当接する当接面114を有しており、この当接面114には、板厚方向に貫通されたボルト締結穴116が設けられている。このボルト締結穴116は、建物ユニット100の床大梁の建物外側面42にあらかじめ設けられている板厚方向に貫通された支持金物固定穴72と同一軸上の位置に設けられている。
外壁フレーム102の建物外側には、外壁面材86が通気胴縁118を介して接着剤及びタッピングビス等により外壁フレーム102に取り付けられている。この外壁面材86は、通気胴縁118と接合されている箇所以外では外壁フレーム102と間隙を有している。
外壁パネル104を建物ユニット100に取り付ける際には、外壁フレーム102の上部取付部106及び下部取付部108のボルト締結穴116と、建物ユニット100の支持金物固定穴72とにボルト74を挿通させて図示しないナットで締結することで建物ユニット100の建物外側に取り付けられる。外壁フレーム102が建物ユニット100に取り付けられると、上部取付部106の当接面114及び下部取付部108の当接面114は、当接面114の略全面に亘って建物ユニット100の天井大梁68及び床大梁70と当接される。したがって、建物ユニット100の天井大梁68及び床大梁70と上部取付部106及び下部取付部108とは、当接面114を介して熱が伝導し易くなる。また、上部取付部106と下部取付部108とは、フレーム側面110と一体的に構成されていることから、上部取付部106及び下部取付部108の熱はフレーム側面110へと伝導し易くなる。これにより、建物ユニット100の断熱性能を向上させることができない。
すなわち、建物ユニット100と外壁フレーム102との間では、熱橋が起こり熱が伝導し易い構成とされている。したがって、外壁パネル104で外壁が構成されたユニット住宅では、一例として、冬季のように外気温が比較的低く、室内では暖房を作動させている場合、室内の熱が外壁フレーム102に伝えられると、外壁フレーム102のフレーム側面110を通じて上部取付部106及び下部取付部108へと伝わり、建物ユニット100の天井大梁68及び床大梁70に伝えられ、熱が屋外へ放出される。つまり、ユニット住宅の室内温度が低下するため、暖房の運転効率が低下する。一方、夏季のように外気温が比較的高く、室内では冷房を作動させている場合、外気の熱や太陽光からの熱が屋根等を通じて建物ユニット100の天井大梁68に伝えられる。この熱は、天井大梁68と当接されている外壁フレーム102の上部取付部106を通じてフレーム側面110へと伝わり、建物ユニット100内へと伝えられる。つまり、ユニット住宅の室内へと熱が伝導することで、実内温度が上昇するため、冷房の運転効率が低下する。
これに対し、図1に示されるように、本発明によれば、外壁フレーム10の間柱14は金属よりも熱伝導率の低い材質で構成されている。したがって、間柱14の上端部60の支持金物16と間柱14の下端部64の支持金物16との間では、間柱14を介した外壁フレーム10の内外の熱の伝導が抑制される。つまり、外壁フレーム10自体で熱の伝導を抑制することができる。これにより、断熱性能を向上させることができる。
また、複数の間柱14がL型アングル材24で連結されるため、複数の間柱14及び間柱14の上端部60及び下端部64に取り付けられた複数の支持金物16を一つの外壁フレーム10として一体的に取り扱うことができる。すなわち、一つの外壁フレーム10として複数の間柱14を建物ユニット12へ同時に取り付けることができるため、複数の間柱14をそれぞれ建物ユニット12へと取り付ける場合と比較し、組立工程を大幅に短縮させることが可能となる。また、L型アングル材24は複数の間柱14の上端部60同士及び下端部64同士をそれぞれ連結するように間柱14の上端部60及び下端部64に設けられている。このため、間柱14が3本以上の複数設けられている場合、L型アングル材24が中間の間柱14と交差しない。つまり、L型アングル材24は間柱14に遮られることなく、間柱14の上端部60同士及び下端部64同士をそれぞれ1本のL型アングル材24で連結させることが可能となる。したがって、L型アングル材24を分割したり、間柱14にL型アングル材24を連通させるための加工が不要となることから、部品点数及び組み付け工数を低減することができる。これにより、組立作業時等における作業性を向上させることができる。
さらに、外壁パネル84を構成する外壁フレーム10の間柱14は金属よりも熱伝導率の低い材質で構成されている。したがって、間柱14の上端部60の支持金物16と間柱14の下端部64の支持金物16との間では、間柱14を介した外壁フレーム10の内外の熱の伝導が抑制される。つまり、外壁パネル84自体で熱の伝導を抑制することができる。また、外壁フレーム10に外壁面材86が取り付けられた構成とされていることで、外壁フレーム10と外壁面材86とを一体的に取り扱うことができる。これにより、外壁パネル84は断熱性能を向上させると共に組立作業時等における作業性を向上させることができる。
さらにまた、金属よりも熱伝導率の低い外壁フレーム10で構成された外壁パネル84は、建物ユニット12の躯体フレーム13に対して間柱14の上端部60及び下端部64に取り付けられた支持金物16を介して取り付けられている。なお、間柱14は建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて複数設けられていることから、支持金物16は躯体フレーム13に対しいわば点状に取り付けられている。すなわち、躯体フレーム13と外壁パネル84との接触している範囲は、外壁パネル84における建物上下方向上側の支持金物16及び建物上下方向下側の支持金物16に限定されており、接触面積が狭い。したがって、建物ユニット12の室内の熱が外壁パネル84を介して躯体フレーム13へと伝導するのを抑制することができる。同様に、躯体フレーム13の熱が外壁パネル84を介して室内へと伝導するのを抑制することができる。これにより、建物ユニット12の室内の熱損失を抑えることができる。
また、支持金物16は、側面30を備えており、側面30と躯体フレーム13の天井大梁68及び床大梁70とが当接されることで外壁パネル84は支持金物16を介して建物ユニット12の躯体フレーム13に取り付けられている。側面30以外の箇所では、支持金物16と躯体フレーム13とは間隙92が形成されており、この間隙92に断熱材94が設けられている。したがって、この間隙92を通じた熱の伝導を抑制することができる。その結果、建物ユニット12の内外の熱の伝導を最小限に抑えることができる。これにより、建物ユニット12の室内の熱損失を一層抑えることができる。
なお、本実施形態では、間柱14及び横桟22は、木材で構成されているが、これに限らず、強化樹脂等といった熱伝導率の低い材質で構成されていてもよい。また、支持金物16は金属製とされているが、これに限らず、前述と同様に強化樹脂等といった熱伝導率の低い材質で構成されていてもよい。
また、支持金物16と建物ユニット12の天井大梁68及び床大梁70とは、直接当接する構成とされているが、これに限らず、熱伝導率の低い材質で作成したワッシャを介して取り付ける等、熱伝導率の低い材質を支持金物16と天井大梁68及び床大梁70との間に介して取り付けられる構成としても良い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
10 外壁フレーム
12 建物ユニット
14 間柱
16 支持金物
22 横桟(横フレーム)
24 L型アングル材(横フレーム、連結延設部材)
30 側面(当接部)
60 上端部
64 下端部
84 外壁パネル
86 外壁面材
92 間隙
94 断熱材

Claims (5)

  1. 角柱状に形成されると共に建物上下方向を長手方向として配置され、かつ建物上下方向に直交する方向に間隔を空けて複数設けられると共に金属よりも熱伝導率の低い材質で構成された間柱と、
    前記間柱の長手方向に間隔を空けて配置され、隣り合う前記間柱を連結する複数の横フレームと、
    前記間柱の上端部及び下端部にそれぞれ取り付けられた支持金物と、
    を備えた外壁フレーム。
  2. 前記横フレームは前記間柱の長手方向と直交する方向に延設された連結延設部材であって、当該連結延設部材によって前記間柱の上端部同士及び下端部同士がそれぞれ連結されている、
    請求項1記載の外壁フレーム。
  3. 請求項1又は請求項2に記載された外壁フレームと、
    前記外壁フレームの外側に取り付けられた外壁面材と、
    を備えた外壁パネル。
  4. 建物ユニットの躯体フレームと、
    前記躯体フレームの外側に前記支持金物を介して取り付けられた請求項3記載の外壁パネルと、
    を備えた建物ユニット。
  5. 上下に配置された前記支持金物と前記躯体フレームとの間には、前記躯体フレームへの前記支持金物の当接部以外の箇所に間隙が形成されると共に、当該間隙には断熱材が設けられている、
    請求項4記載の建物ユニット。
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