JP3901316B2 - H形鋼の断熱工法及び断熱構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の躯体を構成するH形鋼に於ける上下フランジ間の断熱を合理的に実現するための断熱工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
住宅に代表される建築物では、暖房効率や冷房効率を向上させて省エネルギー化をはかることを目的として断熱材が充填されている。木造住宅では躯体を構成する柱や梁が多少の断熱性を有するため、断熱材を柱と梁の間に充填するのみでも効果を得ることが出来るが、鉄骨造の住宅では柱や梁に高い断熱性を期待することが出来ない。
【0003】
鉄骨造の住宅では外壁材としてALC(軽量気泡コンクリート)パネルを用いるのが一般的であり、このALCパネルの有する断熱性と柱や梁の間に充填した断熱材によって建築物としての断熱効果を得ている。しかし、寒冷地では主としてより高い断熱効果が期待されている。
【0004】
即ち、図5(a)に示すように、断熱材51を柱や梁52の間にのみ充填した場合、例えば梁52が熱橋になって屋内側に伝熱してしまい、高い断熱効果を期待することが出来ない。このため、梁52を構成するH形鋼の上下フランジ52aとウエブ52bとの露出面にウレタンフォームを吹き付けるか、或いは同図(b)に示すように、上下フランジ52aに断面が矩形の発泡体53を沿わせることで断熱性を付与している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如くH形鋼からなる梁に断熱性を付与する場合、フランジとウエブにウレタンフォームを吹き付けるのでは、作業が煩雑で且つ工期が掛かるという問題がある。
【0006】
発泡体を沿わせる場合、作業性を向上させるためには該発泡体を上下フランジの間に嵌合させて保持させるようにすることが好ましいが、この場合、発泡体を上下フランジ間に押し込む際の押込深さを判断することが困難であり作業性が悪いという問題、及びフランジの端面が露出して良好な断熱性を得ることが出来ないという問題がある。また梁のウエブ、フランジにはボルトが存在することが多いが、この場合、発泡体をくり抜くことが必要となり、作業が煩雑であるという問題がある。
【0007】
特に、最近では気密性の向上をはかることも要求され、気密性と断熱性を兼ね備えた構造を開発することが期待されている。
【0008】
本発明の目的は、H形鋼からなる梁や柱の断熱性を確保することが出来る断熱工法と断熱構造並びに梁に断熱性を付与するための発泡体を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るH形鋼の断熱工法は、建築物の躯体を構成するH形鋼に於ける上下フランジの端面間を断熱する断熱工法に於いて、覆部と嵌合部を一体的に形成した長尺状の成形体からなり覆部のフランジ端面への接触間寸法は上フランジの上面と下フランジの下面間の寸法と等しいか又は該寸法よりも若干大きくされ且つ嵌合部のフランジへの接触間寸法は上フランジの下面と下フランジの上面間の寸法よりも1.01〜1.04倍であるポリエチレン系発泡体を用意し、前記発泡体の嵌合部をH形鋼の上下フランジ間に押し込んで該発泡体の弾性によって嵌合保持させることによって、覆部でH形鋼の上下フランジの各端面間を覆うことでH形鋼の上下フランジの端面を含む全側面に断熱性と気密性を付与したことを特徴とするものである。
【0010】
上記H形鋼の断熱工法では、発泡体に形成された嵌合部をH形鋼の上下フランジの間に押し込んで該発泡体の弾性によって嵌合させることで、該発泡体をH形鋼に取り付けることが出来る。このとき、発泡体に形成された覆部によってH形鋼の上下フランジの端面間を覆うことが出来る。
【0011】
また本発明に係るH形鋼の断熱構造は、建築物の躯体を構成するH形鋼に於ける上下フランジの端面間を断熱する断熱構造に於いて、覆部と嵌合部を一体的に形成した長尺状の成形体からなり覆部のフランジ端面への接触間寸法は上フランジの上面と下フランジの下面間の寸法と等しいか又は該寸法よりも若干大きくされ且つ嵌合部のフランジへの接触間寸法は上フランジの下面と下フランジの上面間の寸法よりも1.01〜1.04倍であるポリエチレン系発泡体を、嵌合部をH形鋼の上下フランジ間に押し込んで発泡体の弾性によって嵌合保持させると共に覆部でH形鋼の上下フランジの各端面間を覆うことで、H形鋼の上下フランジの端面を含む全側面に断熱性と気密性を付与したものである。
【0012】
上記H形鋼の断熱構造では、H形鋼の上下フランジ間に発泡体の弾性によって該発泡体を保持すると共に該H形鋼の側面に於ける露出部位を発泡体によって覆うことで、H形鋼に断熱性を付与することが出来る。
【0013】
更に、覆部と嵌合部が一体的に形成され、嵌合部の寸法が上フランジの下面と下フランジの上面との間の寸法よりも大きい1.01〜1.04倍に形成されるため、該嵌合部を上下フランジ間に押し込むことで該発泡体の弾性によって保持することが出来、且つ覆部の寸法が上フランジの上面と下フランジの下面の間の寸法と等しいか或いは若干大きく形成されるため、嵌合部を上下フランジ間に嵌合させたとき覆部の端部が上下フランジの端面に対向する。このため、H形鋼の側面に於ける露出部位を覆って断熱性を付与することが出来る。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、上記H形鋼の断熱工法の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図1はH形鋼と発泡体との関係を説明する図、図2はH形鋼の断熱構造を説明する図、図3は発泡体の形状の例を説明する図、図4は発泡体に於ける嵌合部と覆部との取り合いを説明する図である。
【0015】
本実施例に係るH形鋼の断熱工法は、鉄骨造の躯体の主として梁を構成するH形鋼1の屋内側の側面に露出する上下フランジ1a、1b及びウエブ1cを全面にわたって断熱性を有する発泡体2で覆うことで、高度な断熱性を実現し得るものであり、合わせて建物の気密性を付与することが可能である。
【0016】
H形鋼1は予め設定された長さを有し、上フランジ1aと、下フランジ1b及びウエブ1cとからなり、上下各フランジ1a、1bは予め設定された厚さを有しており、幅方向の自由端に端面1dが形成される。
【0017】
上記H形鋼1を建物躯体の梁として用いた場合、上フランジ1aの上部及び下フランジ1bの下部には断熱材3(図2参照)が充填される。従って、上下フランジ1a、1bの端面1d及びウエブ1cを含む側面が露出し、H形鋼1自体が熱伝達部材として機能すると共に、前記側面が熱輻射面として機能することとなる。
【0018】
このため、H形鋼1の端面1dを含む全側面を発泡体2によって覆うことで、熱輻射を遮断して断熱性を向上させている。
【0019】
発泡体2は断熱性を有するポリエチレン発泡体からなり、嵌合部2aと覆部2bを一体的に形成した長尺状の成型体として構成されている。本実施例では、発泡体2として90倍で発泡させた発泡ポリエチレン系を用いている。
【0020】
発泡体2の嵌合部2aは、H形鋼1の上フランジ1aの下面と下フランジ1bの上面との間に押し込まれて嵌合し、この嵌合状態を保持する機能を有する。このため、H形鋼1の上下フランジ1a、1b間の寸法をImmとした場合、嵌合部2の幅寸法immは、前記Iよりも若干大きい寸法を持って形成されている。例えば、本実施例では、H形鋼1のI寸法を238mm としたとき、嵌合部2aのi寸法を245mm に設定している。
【0021】
上記の如く、H形鋼1の上下フランジ1a、1b間の寸法Iよりも発泡体2の嵌合部2aの寸法を若干大きくすることによって、発泡体2をH形鋼1の上下フランジ1a、1b間に押し込んで嵌合させたとき、該発泡体2の弾性によって嵌合状態を保持することが可能である。
【0022】
本件発明者の実験では、i/Iの比率が1.01〜1.04の範囲にあるとき、発泡体2のH形鋼1に対する押し込みが容易であり、且つ嵌合状態を良好に保持することが可能であった。
【0023】
発泡体2の覆部2bは、嵌合部2aをH形鋼1の上下フランジ1a、1bの間に押し込んで嵌合させたとき、該H形鋼1の上下フランジ1a、1bの端面1dと対向して該端面1dを覆う機能と、発泡体2の上下フランジ1a、1b間に対する押し込み深さを規定する機能、即ち、ストッパーとしての機能を有する。このため、覆部2bの幅寸法hmmは、H形鋼1の上フランジ1aの上面と下フランジ1bの下面との寸法よりも若干大きい寸法を持って形成されている。前記寸法は発泡体2の厚さやH形鋼1に於ける上フランジ1aの上面から下フランジ1bの下面までの寸法H、及び発泡体2の弾力性等の条件に応じて変化し得る寸法である。
【0024】
従って、嵌合部2aを上下フランジ1a、1bの間に押し込んだとき、該発泡体2に生じる寸法の収縮に関わらず、覆部2bは端面1dと対向して該端面1dの熱輻射面としての機能を遮断することが可能である。例えば本実施例では、H形鋼1のH寸法を250mm としたとき、発泡体2の覆部2bのh寸法を255mm に設定している。
【0025】
尚、h/Hの比率は厳密に設定する必要はなく、発泡体2をH形鋼1に嵌合させたとき、覆部2bの端部がH形鋼1の上下フランジ1a、1bの各上表面、下表面と同一面になるか、或いは僅かに出っ張る程度であることが好ましい。
【0026】
次に、建物の躯体として用いたH形鋼1に発泡体2を嵌合させて断熱施工する際の手順について説明する。
【0027】
図2に示すように、建物の躯体を構成する梁として用いられているH形鋼1の上フランジ1aの上部、及び下フランジ1bの下部には、夫々各フランジ1a、1bに沿って断熱材3が充填され、屋外側には、例えばALCパネル等からなる外壁4が構成されている。
【0028】
上記H形鋼1の上フランジ1aの下面と下フランジ1bの上面の間に発泡体2の嵌合部2aを押し込むことにより、発泡体2をH形鋼1の上下フランジ1a、1b間に保持させる。H形鋼1の上下フランジ1a、1b間に保持された発泡体2は、覆部2bが各フランジ1a、1bの端面1dに対向して接触し、熱輻射を遮断する。
【0029】
上記作業を繰り返してH形鋼1の上下フランジ1a、1bの間に発泡体2を嵌合させることで、H形鋼1の全露出面を発泡体2で覆い、これによりH形鋼1の熱輻射面を遮断して断熱性を向上させることが可能である。
【0030】
発泡体2は嵌合部2aをH形鋼1の上下フランジ1a、1b間に押し込むことで嵌合し、この嵌合状態を保持すると共に覆部2bが該H形鋼1の露出側面を覆う。このとき、覆部2bが確実にH形鋼1の側面を覆って熱輻射面を遮断し得るように、発泡体2の形状は目的のH形鋼1の周囲の形状に対応した形状を有することが好ましい。
【0031】
即ち、発泡体2は図1に示すように、断面が単純な凸形状である必要はなく、図3(a)に示すように、覆部2bのH形鋼1の上フランジ1a側を長く形成しても良く、また同図(b)に示すように、下フランジ1b側を長く形成しても良い。更に、同図(c)に示すように、上下フランジ1a、1bの何れか一方に、溝2cを形成し、この溝2cによって何れかのフランジ1a或いは1bを挟むように形成しても良い。
【0032】
また、発泡体2の嵌合部2aをH形鋼1の上下フランジ1a、1bの間に押し込んだとき、これらのフランジ1a、1bに充分な弾力性を持って嵌合し得るように、嵌合部2aと覆部2bとの取り合い部分の形状を設定することが好ましい。このような形状の例として図4(a)〜(e)がある。
【0033】
即ち、同図(a)は、嵌合部2aと覆部2bを略直角に形成したものである。
【0034】
同図(b)は、嵌合部2aに矩形状の突起部2dを形成して該突起部2dの先端を各フランジ1a、1bの対向する面に接触させるものである。この場合、嵌合ぶ2aをH形鋼1に嵌合させたとき、突起部2dのみが収縮して覆部2bに寸法の変化を生じさせることが少ない。
【0035】
同図(c)は、前述と同様に嵌合部2aにあり状の突起部2dを形成したものであり、同図(d)は、曲面状の突起部2dを形成したものであり、更に、同図(e)はフック状の突起部2dを形成したものである。これらは、何れもH形鋼1に嵌合させたとき、突起部2aのみが収縮して覆部2bの寸法変化を最小限とすることが可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るH形鋼の断熱工法では、H形鋼の上下フランジの間に発泡体の嵌合部を嵌合させることで、該発泡体に形成した覆部を上下フランジの端面を含む全側面に対向させて覆うことが出来る。
【0037】
また、H形鋼の側面からなる露出面が発泡体の覆部によって覆われるので、該露出面からの熱輻射を遮断して断熱性を向上させることが出来る。
【0038】
また、H形鋼の上下フランジ間に嵌合される嵌合部と、各フランジの端面を覆う覆部とが一体的に形成されるため、嵌合部を上下フランジ間に嵌合させたとき、発泡体はH形鋼によって保持され、同時に覆部がH形鋼の側面と対向し、これらの側面からの熱輻射を遮断することが出来る。
【0039】
特に、覆部が各フランジの端面と当接することによってストッパーとしての機能を有し、発泡体のH形鋼に対する押し込み深さを一定に保持することが出来る。従って、作業員の個性に応じた施工のバラツキを防止することが出来、良好で且つ安定した断熱性を確保することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 H形鋼と発泡体との関係を説明する図である。
【図2】 H形鋼の断熱構造を説明する図である。
【図3】 発泡体の形状の例を説明する図である。
【図4】 発泡体に於ける嵌合部と覆部との取り合いを説明する図である。
【図5】 従来の構造を説明する図である。
【符号の説明】
1 H形鋼
1a 上フランジ
1b 下フランジ
1c ウエブ
1d 端面
2 発泡体
2a 嵌合部
2b 覆部
2c 溝
2d 突起部
3 断熱材
4 外壁
Claims (2)
- 建築物の躯体を構成するH形鋼に於ける上下フランジの端面間を断熱する断熱工法に於いて、覆部と嵌合部を一体的に形成した長尺状の成形体からなり覆部のフランジ端面への接触間寸法は上フランジの上面と下フランジの下面間の寸法と等しいか又は該寸法よりも若干大きくされ且つ嵌合部のフランジへの接触間寸法は上フランジの下面と下フランジの上面間の寸法よりも1.01〜1.04倍であるポリエチレン系発泡体を用意し、前記発泡体の嵌合部をH形鋼の上下フランジ間に押し込んで該発泡体の弾性によって嵌合保持させることによって、覆部でH形鋼の上下フランジの各端面間を覆うことでH形鋼の上下フランジの端面を含む全側面に断熱性と気密性を付与したことを特徴とするH形鋼の断熱工法。
- 建築物の躯体を構成するH形鋼に於ける上下フランジの端面間を断熱する断熱構造に於いて、覆部と嵌合部を一体的に形成した長尺状の成形体からなり覆部のフランジ端面への接触間寸法は上フランジの上面と下フランジの下面間の寸法と等しいか又は該寸法よりも若干大きくされ且つ嵌合部のフランジへの接触間寸法は上フランジの下面と下フランジの上面間の寸法よりも1.01〜1.04倍であるポリエチレン系発泡体を、嵌合部をH形鋼の上下フランジ間に押し込んで発泡体の弾性によって嵌合保持させると共に覆部でH形鋼の上下フランジの各端面間を覆うことで、H形鋼の上下フランジの端面を含む全側面に断熱性と気密性を付与したことを特徴とするH形鋼の断熱構造。
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