JP2019199750A

JP2019199750A - 建物

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Publication number: JP2019199750A
Application number: JP2018095060A
Authority: JP
Inventors: 靖彦辻; Yasuhiko Tsuji; 佳生足立; Yoshio Adachi
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: JP7119563B2

Abstract

【課題】木造の建物において等電位ボンディング化を図る。【解決手段】木造の建物であって、木質の構造床と、前記構造床よりも鉛直方向の上方に設けられた上部床材と、前記建物の外周に沿って設けられ、且つ、地盤と電気的に接続された、断面積が１００ｍｍ２以上の外周導体と、前記構造床と前記上部床材との間に配置され、前記外周導体と電気的に接続された水平導体と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、建物に関する。

建物等や人命の雷保護を目的とした「建築物等の雷保護」（JIS A 4201-2003）では、建物を対象とする「外部雷保護システム」と、建物内部の設備機器等を対象とする「内部雷保護システム」とに区分しており、それぞれについて雷保護基準が示されている。

外部雷保護システムでは、受雷部と引下げ導線とを電気的に接続し、接地極を通じて雷電流を大地（地盤）に放出するようにしている。

また、内部雷保護システムでは、保護対象の部位を躯体と完全に絶縁する（例えば、特許文献１参照）か、あるいは、建物内部の電位差の発生を無くして、侵入する雷電流を効果的に分流させる等電位ボンディングが必要である。等電位ボンディングを行う場合、地表面近く及び鉛直方向最大２０ｍ間隔ごとに、水平環状導体を設ける必要がある。例えば、鉄筋コンクリートの建物の場合、スラブ筋を水平環状導体として利用することができる。

特開２００５−２７３３２８号公報

しかしながら木造の建物の場合、床材（木材）は、鉄筋コンクリートの床と違って内部に鉄筋のような金属物（導電体）が無い。このため木造の建物では、等電位化を図ることが困難であった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、木造の建物において等電位ボンディング化を図ることにある。

かかる目的を達成するため、本発明の建物は木造の建物であって、木質の構造床と、前記構造床よりも鉛直方向の上方に設けられた上部床材と、前記建物の外周に沿って設けられ、且つ、地盤と電気的に接続された、断面積が１００ｍｍ^２以上の外周導体と、前記構造床と前記上部床材との間に配置され、前記外周導体と電気的に接続された水平導体と、を備えることを特徴とする。
このような建物によれば、木造の建物において等電位ボンディング化を図ることができる。

かかる建物であって、前記構造床は、分割部で分割された複数の構造床ユニットで構成されており、前記水平導体は、前記分割部で分割された複数の導体ユニットで構成されており、隣り合う前記導体ユニットは、前記分割部を跨ぐ跨ぎ導体によって電気的に接続されている、ことが望ましい。
このような建物によれば、床の施工を簡易に行うことができる。

かかる建物であって、受雷部と、前記受雷部と前記地盤との間に設けられた引下げ導線と、を備え、前記外周導体は、引下げ導線と電気的に接続されている、ことが望ましい。
このような建物によれば、引下げ電線に雷電流が流れることによる電位差の発生を抑制することができる。

かかる建物であって、前記引下げ導線は、前記建物の周囲に複数設けられており、前記外周導体は、複数の前記引下げ導線と電気的に接続されている、ことが望ましい。
このような建物によれば、引下げ導線に流れる電流を分散させることができる。

かかる建物であって、前記水平導体は、構造鋼板であることが望ましい。
このような建物によれば、構造床を薄くすることができる。

本発明によれば、木造の建物において等電位ボンディング化を図ることができる。

本実施形態の建物１の概略図である。床４０の構成を示す断面図である。建物１における落雷時の電流経路の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＝＝＝実施形態＝＝＝
＜＜建物１の構成について＞＞
図１は、本実施形態の建物１の概略図である。本実施形態の建物１は、平面形状が矩形の木造建物であり、受雷部１０と、引下げ導線２０と、柱３０と、床４０と、外周導体５０とを備えている。

受雷部１０は、避雷針であり、建物１の頂部に設けられている。本実施形態では、受雷部１０は、建物１の４隅（隅角部）にそれぞれ設けられている。

引下げ導線２０は、受雷部１０から地盤Ｇまでの電流経路として、柱３０に沿って（鉛直方向に沿って）設けられている。引下げ導線２０は、落雷による電流経路の長さが最小となるように（直線状に）設けられている。また、引下げ導線２０は、効率よく電流を流せるように、鉄、銅、アルミニウムなど、抵抗の小さい材料で形成されている。本実施形態では、４つの受雷部１０に対してそれぞれ引下げ導線２０が設けられている。これら４本の引下げ導線２０は、後述する外周導体５０等を介して、電気的に接続されている。

柱３０は、梁（不図示）や床４０などの鉛直荷重を支える構造体であり、鉛直方向に沿って立設されている。本実施形態の柱３０は、木質部材であり、建物１の４隅にそれぞれ設けられている。

床４０は、建物１内における各階の下面に位置する水平で平らな板状の構造体である。なお、図１では、３階の床４０のみ具体的に示しているが、各階の床４０は同様の構成である（外周導体５０等についても同様）。また、図１では、床４０のうちの一部分（２ユニット分）において、上部（後述する上部床材３２）を透過させて示している。また、隣接する階の床４０の間隔（垂直間隔）は、２０ｍ以下である。床４０の構成の詳細については後述する。

外周導体５０は、床４０の外側を囲むように建物１の外周に沿って設けられている。本実施形態の外周導体５０は、断面積が１００ｍｍ^２以上の鋼材で形成されている。また、外周導体５０は、導体Ｄ１によって引下げ導線２０と電気的に接続されている（換言すると、地盤Ｇと電気的に接続されている）。また、外周導体５０は、導体Ｄ２によって、床４０の後述する水平導体４３（水平導体ユニット４３Ａ）と電気的に接続されている。

なお、図示していないが、本実施形態の建物１の基礎は、鉄筋コンクリート（ＲＣ）で構成されている。そして、引下げ導線２０を流れてきた電流は、鉄筋からコンクリートを通して、地盤Ｇに流れるようになっている。また、これには限られず、例えば、板状や棒状の接地極を地盤Ｇに別途設け、引下げ導線２０と接続するようにしてもよい。

＜＜床４０の構成について＞＞
図２は、床４０の構成を示す断面図である。以下、図１も参照しつつ床４０の構成について説明する。

本実施形態の床４０は、平面形状が矩形である。また、床４０は、図２に示すように、２重構造の床（構造床４１及び上部床材４２）と、その間に配置された水平導体４３とを有している。

構造床４１は、木質の構造体であり、床４０の下部に設けられている。

上部床材４２は、構造床４１よりも鉛直方向の上方（床４０の上部）に設けられている。本実施形態の上部床材４２は木質の板状部材である。上部床材４２を設けていることにより、例えば、床４０の表面に釘を打ち込んだりすることができる。

水平導体４３は、構造床４１と上部床材４２との間に挟まれている。本実施形態の水平導体４３は、図１に示すように、メッシュ状の金属（ワイヤーメッシュ筋）で構成されている。

なお、本実施形態の床４０は、図２に示すように分割部４０Ｂで分割された複数の床ユニット４０Ａが縦横に複数並んで配置されて構成されている。各床ユニット４０Ａは、構造床ユニット４１Ａ、上部床材ユニット４２Ａ、水平導体ユニット４３Ａ（導体ユニットに相当）を備えて構成されている。すなわち、構造床４１は、分割部４０Ｂで分割された複数の構造床ユニット４１Ａで構成されており、水平導体４３は、分割部４０Ｂで分割された複数の水平導体ユニット４３Ａで構成されており、上部床材４２は、分割部４０Ｂで分割された複数の上部床材ユニット４３Ａで構成されている。また、隣り合う床材ユニット４０Ａの水平導体ユニット４３Ａは、分割部４０Ｂを跨ぐ導体Ｄ３（跨ぎ導体に相当）によって電気的に接続されている。このように床４０を複数の床ユニット４０Ａで構成することにより、床４０が大面積であっても施工を簡易に行うことができる。

＜＜等電位ボンディングについて＞＞
等電位ボンディングとは、雷保護システム、金属構造体、金属製工作物、系統外導電性部分並びに被保護物内の電力及び通信用設備を、ボンディング用導体又はサージ保護装置などで接続することによって等電位化することである。そして、建物内部の電子機器や人を雷電流から守る対策のことである。

等電位ボンディングは、地表表面付近や、垂直間隔が２０ｍ以下ごとの地表上の箇所に設ける必要がある。より具体的には、この箇所の引下げ導線に水平環状導体を設ける必要がある。例えば、鉄筋コンクリート造の建物の場合は、床の内部に設けられる鉄筋（スラブ筋）等を水平環状導体として使用できる。しかし、木造の場合、床の内部に鉄筋のような金属物（導電体）が無いため、等電位化は実現されていなかった。

そこで、本実施形態の建物１では、各階の床４０を２重構造とし、その間に水平導体４３を設け、さらに、水平導体４３を外周導体５０と電気的に接続することにより水平環状導体を構成している。これにより、木造の建物１において、等電位化（等電位ボンディング化）を図ることができ、JIS A 4201-2003に適合した雷保護システムを構成することが可能となる。なお、引下げ導線２０と電気的に接続した外周導体５０の断面積を１００ｍｍ^２以上とすることにより、雷電流の全部又は大部分が流れたときの外周導体５０の温度上昇を低く抑えることができ、可燃性の材料（木質の部材）と離隔を取る必要がない。また、床４０内に配置されている水平導体４３には大電流が流れないため、水平導体４３が可燃物（構造床４１や上部床材４２）と接していても発火する温度に達しない。

図３は、建物１における落雷時の電流経路の一例を示す図である。

建物１の受雷部１０に雷が落ちると、この落雷による電流（雷電流）が、当該受雷部１０に接続された引下げ導線２０、及び、外周導体５０を介して他の引下げ導線２０に流れる。これにより、電流を分散させることができる。そして、各引下げ導線２０から地盤Ｇへと電流が流れる。さらに、外周導体５０等を介して、床４０の水平導体４３（複数の水平導体ユニット４３Ａ）にも電流が流れる。これにより、建物１の床４０における電位差を無くすことができ、局所的な電圧上昇を抑えることができる。よって、建物１内に配置された機器などを保護（内部雷保護）することができる。また、前述したように、外周導体５０の断面積を１００ｍｍ^２以上としているので、外周導体５０に雷電流の大部分が流れた場合でも、温度上昇を抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態の建物１は木造の建物であり、床４０と、建物１の外周に沿って設けられ、且つ、地盤Ｇと電気的に接続された、断面積が１００ｍｍ^２以上の外周導体５０を備えている。また、床４０は、木質の構造床４１と、構造床４１よりも鉛直方向の上方に設けられた上部床材４２と、構造床４１と上部床材４２との間に配置され、外周導体５０と電気的に接続された水平導体４３と、を備えている。

これにより、木造の建物１において等電位ボンディング化を図ることができ、JIS A 4201-2003に適合した雷保護システムを構成することが可能である。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜建物１について＞
前述の実施形態では、建物１は平面形状が矩形であったが、これには限られず、どのような形状であってもよい。また、前述の実施形態では、建物１は３階建てであったが、これには限られない。例えば２階建てであってもよいし、４階建て以上であってもよい。

＜受雷部１０について＞
前述の実施形態では、建物１の頂部の４隅にそれぞれ受雷部１０（避雷針）を設けていたが、これには限られない。例えば、建物１の頂部の平面中央に受雷部１０を設けて、４本の引下げ導線２０と接続してもよい。また、前述の実施形態では、受雷部１０は避雷針であったが、これには限られない。例えば、水平導体、メッシュ導体、これらの組み合わせであってもよい。

＜引下げ導線２０について＞
前述の実施形態では建物１の４隅に引下げ導線２０を設けていたが、これには限られない。例えば、建物１の各辺の中央位置などにも引下げ導線２０を設けてもよい。

＜床４０について＞
前述の実施形態では、建物１の全ての階の床４０が同じ構成であるとしたが、これには限られない。すなわち、垂直間隔が２０ｍ以下となる特定階の床４０を等電位ボンディング化すればよく、それ以外の床４０は等電位ボンディング化しなくてもよい（水平導体４３を設けなくてもよい）。また、この場合の床４０は２重構造でなくてもよい。

また、前述の実施形態では、水平導体４３は、メッシュ状の金属であったが、これには限られず、導電性を有する部材であればよい。例えば、構造鋼板、カーボンシート、ステンレスやアルミのテープなどであってもよい。なお、水平導体４３として構造鋼板を用いると、構造床４１を薄く構成することが可能である。これにより床４０を薄くすることが可能である。前述の実施形態のように水平導体４３としてメッシュ状の金属を用いると、構造鋼板を用いた場合と比べ、重量化を図ることができる。

また、前述の実施形態では、上部床材４２は、木質の板状部材であったがこれには限られない。例えば、取り外し可能のパネル式のもの（ボードなど）であってもよい。

また、前述の実施形態では、床４０は、分割部４０Ｂで複数の床ユニット４０Ａに分割されていたが、分割されていなくてもよい（一体であってもよい）。あるいは、上部床材４２のみが一体であってもよい。

１建物
１０受雷部
２０引下げ導線
３０柱
４０床
４０Ａ床ユニット
４０Ｂ分割部
４１構造床
４１Ａ構造床ユニット
４２上部床材
４２Ａ上部床材ユニット
４３水平導体
４３Ａ水平導体ユニット（導体ユニット）
５０外周導体
Ｄ１導体
Ｄ２導体
Ｄ３導体（跨ぎ導体）
Ｇ地盤

Claims

木造の建物であって、
木質の構造床と、
前記構造床よりも鉛直方向の上方に設けられた上部床材と、
前記建物の外周に沿って設けられ、且つ、地盤と電気的に接続された、断面積が１００ｍｍ^２以上の外周導体と、
前記構造床と前記上部床材との間に配置され、前記外周導体と電気的に接続された水平導体と、
を備えることを特徴とする建物。
請求項１に記載の建物であって、
前記構造床は、分割部で分割された複数の構造床ユニットで構成されており、
前記水平導体は、前記分割部で分割された複数の導体ユニットで構成されており、
隣り合う前記導体ユニットは、前記分割部を跨ぐ跨ぎ導体によって電気的に接続されている、
ことを特徴とする建物。
請求項１又は請求項２に記載の建物であって、
受雷部と、
前記受雷部と前記地盤との間に設けられた引下げ導線と、
を備え、
前記外周導体は、引下げ導線と電気的に接続されている、
ことを特徴とする建物。
請求項３に記載の建物であって、
前記引下げ導線は、前記建物の周囲に複数設けられており、
前記外周導体は、複数の前記引下げ導線と電気的に接続されている、
ことを特徴とする建物。
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の建物であって、
前記水平導体は、構造鋼板である、
ことを特徴とする建物。