JP2023013486A - 建材パネル及び断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】天井や屋根裏の断熱工法において、現場で端材の廃棄物を出さずに容易に施工できる建材パネル、及び該建材パネルを用いた断熱構造を提供する。【解決手段】建材パネル１が小屋組みにおける横架材１１２間に設置される断熱構造１００において、建材パネル１は、木製の板材１０と、板材１０の第１面１０ａに配置された根太１２と、板材１０の第１面１０ａの根太１２の幅方向の両側に根太１２に沿って配置された第１断熱材１４及び第２断熱材１６と、を備え、第１断熱材１４及び第２断熱材１６が板材１０よりも室内側に配置されるように設置される。【選択図】図５

Description

本発明は、建材パネル及び断熱構造に関する。

建築物の天井においては、例えば桁上に合板を張り、その上に断熱材を敷き詰める桁上断熱工法がある（特許文献１）。また、合板の下側に断熱材が配置されることもある。しかし、このような断熱工法では、断熱材を現場でカットする手間がある。

特開２０００－２１３０７４号公報

本発明は、天井や屋根裏の断熱工法において、現場で端材の廃棄物を出さずに容易に施工できる建材パネル、及び該建材パネルを用いた断熱構造を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］木製の板材と、前記板材の一方の面に配置された根太と、前記板材の一方の面の前記根太の幅方向の両側に前記根太に沿って配置された断熱材と、を備え、前記断熱材が前記板材よりも室内側に配置されるように小屋組みにおける横架材間又は屋根裏に設置される、建材パネル。
［２］前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周に沿って気密パッキンが配置されている、［１］に記載の建材パネル。
［３］前記断熱材が、熱伝導率が０．０２１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である断熱材である、［１］又は［２］に記載の建材パネル。
［４］［１］～［３］のいずれかに記載の建材パネルが、小屋組みにおける横架材間、又は屋根裏の登り梁間に、前記断熱材が前記板材よりも室内側に配置されるように設置された断熱構造。
［５］前記横架材間又は前記登り梁間の任意の１つの枠に対して、第１建材パネルと第２建材パネルが２枚一組で並んで設置されており、前記第１建材パネルは、前記板材の一方の面に、前記根太とその両側に設けられた前記断熱材に加え、前記第２建材パネル側の辺に沿って前記断熱材に隣接された根太をさらに備え、かつ、前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周の前記第２建材パネル側の辺以外のすべての辺に沿って気密パッキンが配置されており、前記第２建材パネルは、前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周の前記第１建材パネル側の辺以外のすべての辺に沿って気密パッキンが配置されている、［４］に記載の断熱構造。
［６］前記横架材間又は前記登り梁間の任意の１つの枠に対して１枚の建材パネルが設置されており、前記建材パネルは、前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周のすべての辺に沿って気密パッキンが配置されている、［４］又は［５］に記載の断熱構造。

本発明によれば、天井や屋根裏の断熱工法において、現場で端材の廃棄物を出さずに容易に施工できる建材パネル、及び該建材パネルを用いた断熱構造を提供できる。

実施形態の一例の建材パネルを断熱材側から見た底面図である。 図１の建材パネルのＡ－Ａ断面図である。 図１の建材パネルのＢ－Ｂ断面図である。 図１の建材パネルを横架材間に設置した様子を示した平面図である。 図４のＣ－Ｃ断面図である。 図４のＤ－Ｄ断面図である。 実施形態の他の例の建材パネルを示した図であって、図７（ａ）は第１建材パネルの底面図であり、図７（ｂ）は第２建材パネルの底面図である。 図７の第１建材パネル及び第２建材パネルを横架材間に設置した様子を示した平面図である。 図８のＥ－Ｅ断面図である。

本発明の建材パネルは、天井や屋根裏における断熱工法に使用されるパネルである。
本発明の建材パネルは、木製の板材と、前記板材の一方の面に配置された根太と、前記板材の一方の面の前記根太の幅方向の両側に前記根太に沿って配置された断熱材と、を備えている。本発明の建材パネルは、断熱材が板材よりも室内側に配置されるように天井又は屋根裏に設置される。

［第１実施形態］
（建材パネル）
第１実施形態に係る建材パネル１を図１～図３に示す。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

図１～図３に示すように、建材パネル１は、木製の板材１０と、板材１０の一方の第１面１０ａに配置された根太１２と、板材１０の第１面１０ａの根太１２の幅方向の両側に根太１２に沿って配置された第１断熱材１４及び第２断熱材１６と、を備えている。

板材１０としては、特に限定されず、例えば、１枚の板からなっていてもよく、２枚以上の板からなる合板であってもよい。
板材１０の平面視形状は、設置する横架材間や登り梁間の枠形状に合わせて適宜決定することができ、典型的には、正方形、長方形等の矩形である。

板材１０の寸法は、試行錯誤のうえで適宜最適化することができ、例えば長方形の場合、幅を２６０～１０００ｍｍ、長さを８７０～２０００ｍｍとすることができる。
板材１０の厚さは、適宜設定することができ、例えば９ｍｍ以上とすることができ、９～１２ｍｍであり得る。

図１の例では、板材１０の第１面１０ａの幅方向の中央に、板材１０の長さ方向に沿って柱状の根太１２が配置されている。板材１０の第１面１０ａに根太１２が配置されることにより、建材パネル１の強度が高くなる。
根太１２の長さ方向に垂直な断面形状は、この例では矩形である。なお、根太１２の断面形状は矩形には限定されず、例えば、台形状、円形状等であってもよい。

根太１２の幅は、適宜設定することができ、例えば、３０～５０ｍｍとすることができる。
根太１２の長さは、板材１０の長さに合わせて適宜設定することができ、例えば、８７０～１８８５ｍｍとすることができる。
根太１２の高さ、すなわち板材１０の厚さ方向における根太１２の上端面と下端面との距離は、第１断熱材１４及び第２断熱材１６の厚さに応じて適宜設定することができ、例えば、４５～１０５ｍｍとすることができる。

この例では、根太１２は、根太１２の長さ方向に沿って複数の釘２０が打たれることによって板材１０に固定されている。複数の釘２０は、いずれも根太１２の幅方向の中央に、根太１２の長さ方向に一定の間隔をあけて打ち込まれている。
根太１２に打たれる釘間のピッチは、根太１２を板材１０に十分に固定できる範囲で適宜設定すればよく、例えば１００～２００ｍｍとすることができる。

第１断熱材１４としては、天井や屋根裏の断熱工法に使用される公知の断熱材を制限なく使用することができる。第１断熱材１４は、例えば平面視形状が長方形状等の矩形の断熱ボードであり得る。第１断熱材１４は、単体の断熱ボードであってもよく、複数の断熱ボードが積層された積層体であってもよい。

第１断熱材１４としては、建材パネル１の薄型化及び軽量化が容易な点から、熱伝導率が０．０２１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である断熱材が好ましく、０．０１９Ｗ／ｍ・Ｋ以下である断熱材がより好ましい。なお、熱伝導率は、ＪＩＳ Ａ １４１２－１又はＪＩＳ Ａ １４１２－２に準拠して測定される。
第１断熱材１４の具体例としては、例えば、フェノールフォーム、硬質ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、グラスウール、ポリエチレンフォーム、インシュレーションファイバーを例示でき、建材パネル１の薄型化及び軽量化が容易な点から、フェノールフォームが好ましい。

第１断熱材１４の寸法は、板材１０の寸法に合わせて適宜設定することができる。例えば長方形の場合、板材１０の幅と第１断熱材１４の幅との比を１．３４：１～２．７３：１、板材１０の長さと第１断熱材１４の長さとの比を１．０３：１～１．０８：１とすることができる。
第１断熱材１４の厚さは、適宜設定することができ、例えば、２０～１００ｍｍとすることができる。

第１断熱材１４について述べたことは、すべて第２断熱材１６にも該当する。
第１断熱材１４と第２断熱材１６とは、断熱材の種類、寸法を含めて同じ態様とすることが好ましい。

図２及び図３に示すように、第１断熱材１４及び第２断熱材１６は、この例ではビス２２がねじ込まれることによって板材１０に固定されている。ビス２２がねじ込まれる位置には、ビス２２によって断熱材を板材にしっかりと固定するための固定具（断熱リング）２４が配置されることが好ましい。
固定具２４の形態は、ビス２２による断熱材の板材への固定を安定させることができる形態であればよく、例えば、特開２０１６－１８８４６１号公報の断熱材固定具についての記載を参照できる。

第１断熱材１４及び第２断熱材１６の板材１０への固定は、ビスによる固定には限定されず、例えば接着剤によって固定してもよく、接着剤とビスを併用することが特に好ましい。
断熱材を板材に接着するための接着剤としては、特に限定されず、例えば、酢酸ビニル樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂を例示できる。なかでも、板材との接着性や施工性の点から、酢酸ビニル樹脂が好ましい。断熱材を板材に接着するための接着剤は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

図１に示すように、建材パネル１を根太１２側から見たとき、板材１０は根太１２、第１断熱材１４及び第２断熱材１６が占める領域よりも一回り大きくなっている。
好適例では、図１に示すように、板材１０の第１面１０ａの根太１２、第１断熱材１４及び第２断熱材１６の外側に、板材１０の外周に沿って全周にわたって気密パッキン１８が配置されている。これにより、建材パネル１を横架材間や登り梁間の枠に設置する際、横架材や梁の表面にこの気密パッキン１８が密着することによって、建材パネル１よりも室内側の気密性を高めることができる。

気密パッキン１８としては、横架材間や登り梁における横架材や梁に密着して気密性を高めることができるものであればよく、例えばテープ状のパッキンを例示できる。
気密パッキン１８の材質としては、例えば、発泡ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ポリエチレン系樹脂、ウレタン系樹脂を例示でき、耐久性及び対候性の点から、発泡ＥＰＤＭが好ましい。
気密パッキン１８の幅は、適宜設定することができ、例えば２０～５０ｍｍとすることができる。

建材パネル１は、板材１０、根太１２、第１断熱材１４及び第２断熱材１６が一体となった１枚のパネルであるため、板材や断熱材の単独の部材に比べて床倍率が高いうえ、耐震計算に入れることができる。
建材パネル１の床倍率は、１．０倍以上が好ましく、２．０倍以上がより好ましい。床倍率が１．０倍以上であれば、建材パネル１を設置する際に火打ち材を省略できる点で有利である。建材パネル１の床倍率は、１．０倍未満であってもよい。

建材パネル１の重量は、各部材の材質や寸法によって適宜調節することができ、例えば、１５ｋｇ以下とすることができる。

建材パネル１の製造方法は、特に限定されない。例えば、板材１０の第１面１０ａ側における幅方向の中央に、板材１０の長さ方向に沿うように釘打ちによって根太１２を固定する。さらに板材１０の第１面１０ａ側における根太１２の両側に、接着剤と、ビス及び固定具を併用することによって第１断熱材１４及び第２断熱材１６を固定する。そして、板材１０の第１面１０ａにおける根太１２、第１断熱材１４及び第２断熱材１６の外側の周端部１１に、板材１０の外周に沿ってテープ状の気密パッキン１８を貼り付けることにより、建材パネル１が得られる。

（断熱構造）
断熱構造においては、建材パネルが、小屋組みにおける横架材間、又は屋根裏の登り梁間に設置される。このとき、建材パネルは、断熱材が板材よりも室内側に配置されるように設置される。以下、断熱構造の一例として、建材パネル１を用いた断熱構造について説明する。

建材パネル１を小屋組みにおける横架材間に設置した断熱構造１００を図４に示す。
図４に示す例の横架材間においては、平行に並ぶ複数の横架材１１２と、横架材１１２と横架材１１２とを繋ぐように、かつ横架材１１２の長さ方向に所定の間隔をあけて互いに平行に設けられた複数の梁１１４によって、矩形状の枠１１０が形成されている。

この例の断熱構造１００は、横架材間における任意の１つの枠１１０に対して、１枚の建材パネル１が上方から嵌め込まれることによって形成されている。図５及び図６に示すように、建材パネル１は、根太１２、第１断熱材１４及び第２断熱材１６が枠１１０内に嵌まり込んだ状態で、板材１０の周端部１１が横架材１１２と梁１１４の上に載っている。

図４に示すように、板材１０は、その周端部１１に沿って所定の間隔をあけて複数の釘１２０を打ち込むことにより、横架材１１２と梁１１４に固定することができる。また、図５に示すように、根太１２の両端部と梁１１４との当接部分には板材１０側から釘１２０を斜め打ちすることにより、根太１２の両端部を梁１１４に固定することができる。

断熱構造１００のように、小屋組みにおける横架材間の各々の枠１１０に建材パネル１を設置することで、断熱区画の気積が小さくなるため、冷暖房の効率が高くなる。また、建材パネル１のように気密パッキン１８が設けられていれば、気密性が向上することにより、冷暖房の効率がさらに高くなるため、特に暖房負荷が高い寒冷地において有利である。

以上説明したように、断熱構造１００では、物件毎の割付に合わせてプレカットした部材が組み立てられた建材パネル１を用いるため、現場では建材パネル１を嵌め込んで釘打ちを行うだけで容易に施工できる。また、現場では板材や断熱材をカットする必要がないため、端材の廃棄物が出ない。

［第２実施形態］
（建材パネル）
第２実施形態に係る第１建材パネル２及び第２建材パネル３を図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す。第１建材パネル２と第２建材パネル３は２枚一組で使用する建材パネルである。図７における図１と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。

第１建材パネル２は、板材１０の第１面１０ａにおける第２断熱材１６の第１断熱材１４とは反対側に、気密パッキン１８の代わりに根太１２が配置されている以外は、建材パネル１と同様の態様である。具体的には、図７（ａ）に示すように、板材１０の第１面１０ａに、根太１２とその両側に設けられた第１断熱材１４及び第２断熱材１６に加えて、板材１０の幅方向の第２断熱材１６側に、板材１０の辺に沿って根太１２が第２断熱材１６と隣接して配置されている。第１建材パネル２では、板材１０の第１面１０ａにおける根太１２が配置されている辺以外の３辺に沿って気密パッキン１８が配置されている。

第１建材パネル２における板材１０の辺に沿って配置された根太１２は、その幅方向の外側が部分的に板材１０からはみ出している。
第１断熱材１４と第２断熱材１６の間に配置される根太１２と、板材１０の幅方向の第２断熱材１６側に板材１０の辺に沿って配置された根太１２とは、形状及び寸法が同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。

第２建材パネル３は、板材１０の第１面１０ａにおける第１断熱材１４の第２断熱材１６とは反対側に気密パッキン１８が設けられていない以外は、建材パネル１と同様の態様である。具体的には、図７（ｂ）に示すように、板材１０の第１面１０ａに、根太１２と、その両側に設けられた第１断熱材１４及び第２断熱材１６を備え、さらに板材１０の幅方向における第１断熱材１４側の辺を除く３辺に沿って気密パッキン１８が配置されている。

第１建材パネル２における板材１０の辺に沿って配置された根太１２の板材１０からはみ出している部分の幅と、第２建材パネル３における板材１０の気密パッキン１８が配置されていない辺に沿った、板材１０の第１面１０ａが露出している領域の幅は、同じ幅になっている。
施工時において、第１建材パネル２と第２建材パネル３とは、第１建材パネル２における根太１２がはみ出している側と、第２建材パネル３における気密パッキン１８が配置されていない側とが突き合わされるように、横架材間や登り梁間に設置される。つまり、第１建材パネル２と第２建材パネル３とが並べて配置された状態で、第１建材パネル２は根太１２がはみ出している側が第２建材パネルに隣接し、第２建材パネル３は気密パッキン１８が配置されていない側が第１建材パネル２に隣接する。

（断熱構造）
断熱構造の一例として、第１建材パネル２と第２建材パネル３を小屋組みにおける横架材間に設置した断熱構造１００Ａを図８及び図９に示す。
図８に示す例の横架材間においては、平行に並ぶ複数の横架材１１２と、横架材１１２と横架材１１２とを繋ぐように、かつ横架材１１２の長さ方向に所定の間隔をあけて互いに平行に設けられた複数の梁１１４とによって、矩形状の枠１１０Ａが形成されている。

図８及び図９に示すように、この例の断熱構造１００Ａは、横架材間における任意の１つの枠１１０Ａに対して、第１建材パネル２と第２建材パネル３とが２枚一組で上方から嵌め込まれることによって形成されている。各々の枠１１０Ａにおいて、第１建材パネル２と第２建材パネル３とは、第１建材パネル２における根太１２がはみ出している側と、第２建材パネル３における気密パッキン１８が配置されていない側とが突き合わされている。
各板材１０の幅方向においては、第１建材パネル２における根太１２のはみ出した部分が、第２建材パネル３における板材１０の第１面１０ａ側に収まり、第２建材パネル３の第１断熱材１４の側端面に当接している。

第１建材パネル２と第２建材パネル３のそれぞれの板材１０は、その周端部１１に沿って所定の間隔をあけて複数の釘１２０を打ち込むことにより、横架材１１２と梁１１４に固定することができる。また、第１建材パネル２と第２建材パネル３における根太１２の両端部と梁１１４との当接部分には板材１０側から釘１２０を斜め打ちすることにより、根太１２の両端部を梁１１４に固定することができる。

断熱構造１００Ａにおいても、小屋組みにおける横架材間の各々の枠１１０Ａに第１建材パネル２と第２建材パネル３を設置することで、断熱区画の気積が小さくなるため、冷暖房の効率が高くなる。また、気密パッキン１８が設けられていれば、気密性が向上することにより、冷暖房の効率がさらに高くなるため、特に暖房負荷が高い寒冷地において有利である。
また、断熱構造１００Ａにおいても、物件毎の割付に合わせてプレカットした部材が組み立てられた建材パネルを用いるため、現場では建材パネルを嵌め込んで釘打ちを行うだけで容易に施工できる。また、現場では板材や断熱材をカットする必要がないため、端材の廃棄物が出ない。

なお、本発明の建材パネル及び断熱構造は、第１実施形態と第２実施形態として例示した態様には限定されない。
本発明の建材パネルは、気密パッキンが設けられていなくてもよい。
本発明の断熱構造は、小屋組みにおける横架材間に建材パネルを設置する構造には限定されず、登り梁間に形成された枠に対して建材パネルが設置された断熱構造であってもよい。
本発明の断熱構造においては、建材パネル１のような１つの枠に対して１枚を設置する建材パネルと、第１建材パネル２及び第２建材パネル３のような１つの枠に対して２枚一組で設置する建材パネルとを組み合わせてもよい。
本発明の断熱構造おいては、横架材間や登り梁間の任意の１つの枠に対して、３枚以上の建材パネルが一組として設置されてもよい。

本発明の断熱構造においては、本発明の建材パネルと、根太を備えていない建材パネルとを併用してもよい。具体的には、例えば、板材の一方の面に断熱材が配置され、前記板材の一方の面における前記断熱材の外側に、前記板材の外周に沿って気密パッキンが配置された建材パネルを併用してもよい。このような根太を備えていない建材パネルは、横架材間や登り梁間における壁際などにおいて、設計上で狭い枠が形成されてしまう場合に、該枠に設置する建材パネルとして使用することができる。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…建材パネル、２…第１建材パネル、３…第２建材パネル、１０…板材、１０ａ…第１面、１２…根太、１４…第１断熱材、１６…第２断熱材、１８…気密パッキン、２０…釘、２２…ビス、２４…固定具（断熱リング）、１００，１００Ａ…断熱構造、１１０…枠、１１２…横架材、１１４…梁、１２０…釘。

Claims (6)

1. 木製の板材と、前記板材の一方の面に配置された根太と、前記板材の一方の面の前記根太の幅方向の両側に前記根太に沿って配置された断熱材と、を備え、
   前記断熱材が前記板材よりも室内側に配置されるように小屋組みにおける横架材間又は屋根裏に設置される、建材パネル。
2. 前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周に沿って気密パッキンが配置されている、請求項１に記載の建材パネル。
3. 前記断熱材が、熱伝導率が０．０２１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である断熱材である、請求項１又は２に記載の建材パネル。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の建材パネルが、小屋組みにおける横架材間、又は屋根裏の登り梁間に、前記断熱材が前記板材よりも室内側に配置されるように設置された断熱構造。
5. 前記横架材間又は前記登り梁間の任意の１つの枠に対して、第１建材パネルと第２建材パネルが２枚一組で並んで設置されており、
   前記第１建材パネルは、前記板材の一方の面に、前記根太とその両側に設けられた前記断熱材に加え、前記第２建材パネル側の辺に沿って前記断熱材に隣接された根太をさらに備え、かつ、前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周の前記第２建材パネル側の辺以外のすべての辺に沿って気密パッキンが配置されており、
   前記第２建材パネルは、前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周の前記第１建材パネル側の辺以外のすべての辺に沿って気密パッキンが配置されている、請求項４に記載の断熱構造。
6. 前記横架材間又は前記登り梁間の任意の１つの枠に対して１枚の建材パネルが設置されており、
   前記建材パネルは、前記板材の一方の面の前記根太及び前記断熱材の外側に、前記板材の外周のすべての辺に沿って気密パッキンが配置されている、請求項４又は５に記載の断熱構造。

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