JP4094775B2 - 高断熱構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高断熱構造に関し、断熱材を厚くして断熱性能を高めた外断熱工法における外壁材や屋根材の荷重を簡単な構造で支持できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
木造住宅などの建築構造物は、木造や鉄骨造の軸組に内外装を施して構成されており、軸組としては、在来工法、２×４工法、パネル工法などの種々のものがある。
【０００３】
このような軸組を備えた建築構造物の室内を快適に保つため断熱材を取付けることが行われており、その一つに外断熱工法がある。
【０００４】
この外断熱工法は、軸組の屋外側（室外側）に断熱材を取付けることから、軸組の間にグラスウールなどの断熱材を充填するいわゆる内断熱工法に比べ、軸組自体も断熱材で覆うことができ、断熱性、気密性に優れるとともに、施工が容易であり、近年一般に普及してきた。
【０００５】
この外断熱工法による屋根部分の構造は、図６（ａ）に示すように、母屋１ａ上に垂木１ｂが配置されて屋根部分の軸組１が構成され、この軸組１を構成する垂木１ｂ上に断熱材２が配置されて釘やビスなどの断熱材緊結材３で垂木１ｂに固定され、この断熱材２の外側に屋根材固定用の胴縁４が釘やビスなどの胴縁緊結材５によって断熱材２を貫通して垂木１ｂに固定され、この胴縁４の外側に野地板６およびルーフィング７が配置されて釘などで胴縁４に固定され、最も外側に屋根材８が配置されて屋根材緊結材９で野地板６に固定されるようになっている。
【０００６】
また、外断熱工法による外壁部分の構造は、同図（ｂ）に示すように、基本的な構造は屋根部分と同一であり、基礎１０上に土台１１が設けられ、この土台１１上に柱１２ａや間柱が配置されて軸組１２が構成され、この軸組１２を構成する柱１２ａの外側に断熱材１３が配置されて釘やビスなどの断熱材緊結材１４で柱１２ａに固定され、この断熱材１３の外側に外壁材固定用の胴縁１５が釘やビスなどの胴縁緊結材１６によって断熱材１３を貫通して柱１２ａに固定され、この胴縁１５の外側に外壁材１７が配置されて外壁緊結材１８で胴縁１５に固定されるようになっている。
【０００７】
このような外断熱工法では、断熱材２，１３が比較的柔らかく軽量であるのに対し、屋根材８や外壁材１７の重量が大きいため断熱材２，１３に構造材としての保持力がほとんど期待できず、屋根材８や外壁材１７の重量が胴縁緊結材５，１６の頭部にかかり、胴縁緊結材５，１６の根元を支点とする曲げモーメトが作用する。
【０００８】
例えば、屋根部分の場合には、屋根材８と野地板６およびルーフィング７の重量により、胴縁緊結材５にて固定された胴縁４は、屋根面に垂直な方向（垂木１ｂに垂直な方向）に押されるとともに、屋根面に沿う方向（軒方向）にも押されることなる。このとき、胴縁４が軒方向に押されるため胴縁緊結材５群は、その荷重を支える必要があり、荷重をＷ、垂木１ｂと胴縁４の間隔（断熱材２の厚さ）をＬ、最大曲げモーメントをＭとすれば、胴縁緊結材５に加わる曲げモーメトは、垂木１ｂとの接合部で最大となり、Ｍ＝Ｗ・Ｌとなる。
【０００９】
このため外断熱工法では、屋根材８などの荷重Ｗを断熱材２を介して軸組１で支持する必要があるが、従来の断熱基準によって設計された断熱材２では、その厚さが３０〜５０mm程度であり、屋根材８などの荷重を胴縁緊結材５や断熱材緊結材３を介して軸組１に支持するようにしても何等問題を生じることはなく、また、外壁部分についても同様に、特に問題となることはなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、省エネ基準の改正や建築構造物に対する断熱性能の向上に対する要求から断熱材を厚くする必要が生じ、例えば北海道などの極寒冷地の省エネ基準では、屋根部分の断熱材の厚さを硬質ウレタンフォームで１４０mm程度、外壁部分の断熱材の厚さを硬質ウレタンフォームで７０mm程度にまで厚くする必要がある。
【００１１】
断熱材２の厚さを増すと、垂木１ｂと胴縁４との間隔Ｌが増すことになり、最大曲げモーメントＭが増加して胴縁緊結材５に過大な負担がかかって座屈したり、甚だしい場合には、屋根材８等がずり下がってしまう恐れがあり、特に外壁部分では、外壁材１７としてタイルやモルタルのような重量の大きいものを用いる場合には、一層顕著になる恐れがある。
【００１２】
そこで、胴縁緊結材５などが耐えられる曲げモーメントは径Ｄの３乗に比例することから、胴縁緊結材５などの径Ｄを大きくしたり、施工ピッチを小さくすることで支持荷重の増大を図ることが考えられるが、市販されている釘では、５寸釘が最大で釘径を大きくするのに限界があり、特注の胴縁緊結材などが必要となるとともに、たとえ直径が大きく長い胴縁緊結材を用意できても、これらを軸組に打ち込むと軸組の割れを引き起こし易いという問題が考えられる。
【００１３】
また、胴縁緊結材などの施工ピッチを小さくする場合にも、同様に軸組の割れの問題が予想される。
【００１４】
この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、断熱材を厚くしても外壁材や屋根材の荷重を簡単な構造で支持することができるとともに、厚い断熱材で断熱性能を向上できる高断熱構造を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術が有する課題を解決するこの発明の請求項１記載の高断熱構造は、建築構造物の軸組の屋外側に断熱材を介して外壁材や屋根材を取付ける高断熱構造であって、前記軸組の屋外側に、一端部に当該軸組に取り付けられる軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材が取り付けられる胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を設け、この補強部材の前記胴縁取付部と前記軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆したことを特徴とするものである。
【００１６】
この高断熱構造によれば、一端部に当該軸組に取り付ける軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材を取り付ける胴縁用の胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を用い、この補強部材の胴縁取付部と軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆するようにし、この補強部材の軸組取付部を軸組に固定し、断熱材装着部を挾むように断熱材を当て、断熱材の外側の胴縁取付部に胴縁を取り付けるようにしており、胴縁に加わる荷重を補強部材を介して軸組に伝達することで、緊結材などに曲げモーメントが作用しないようにしたり、小さくして外壁材や屋根材を支持できるようにしている。また、補強部材の胴縁取付部と軸組取付部のいずれか一方あるいは両方をウレタンスプレーによる断熱材で覆うようにしており、補強部材による断熱欠損が断熱材の目地部分に生じないようにし、一層の断熱性能の向上を図るようにしている。
【００１９】
さらに、この発明の請求項２記載の高断熱構造は、請求項１記載の構成に加え、前記補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
この高断熱構造によれば、補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成するようにしており、金属板をプラスチックで覆うことで、補強材自体による熱伝導を極力抑え、さらなる断熱性能の向上を図るようにしている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図３はこの発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかり、図１（ａ）は垂木に沿う断面図、同図（ｂ）は垂木に直交する方向の断面図、図２はそれぞれが補強部材にかかり、（ａ）はその１つの斜視図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれの断面図、図３は施工の工程説明図である。
【００２３】
この高断熱構造２０では、母屋２１ａ上に垂木２１ｂが配置されて屋根部分の軸組２１が構成され、この軸組２１を構成する垂木２１ｂ上に断熱材２２が配置されて釘やビスなどの断熱材緊結材２３で垂木２１ｂに固定され、この断熱材２２の外側に屋根材固定用の胴縁２４が釘やビスなどの胴縁緊結材２５によって断熱材２２を貫通して垂木２１ｂに固定されるのに加え、補強部材３０が用いられて軸組２１を構成する垂木２１ｂに胴縁２４上に加わる荷重を伝達支持し得るようになっている。
【００２４】
そして、この高断熱構造２０では、胴縁２４の外側に野地板２６およびルーフィング２７が配置されて釘などで胴縁２４に固定され、最も外側に屋根材２８が配置されて屋根材緊結材２９で野地板２６に固定されるようになっている。
【００２５】
このような高断熱構造２０に用いられて胴縁２４を、軸組２１を構成する垂木２１ｂに支持する補強部材３０は、たとえば図２に示すように、金属板を曲げ加工して作られ、一端部に水平の板状の軸組取付部３０ａが形成され、この軸組取付部３０ａに連続して垂直状の断熱材装着部３０ｂが断熱材２２の厚さに対応する高さで形成され、この断熱材装着部３０ｂに連続して他端部に、Ｌ字状の胴縁取付部３０ｃが形成されて構成されている。そして、この補強部材３０の軸組取付部３０ａおよび胴縁取付部３０ｃには、それぞれ補強部材緊結用の孔３０ｄが形成してあり、一般木構造設計基準などに基づき必要な本数の釘などの補強部材緊結材３１を取り付けることができるように個数および配置を定めて形成される。
【００２６】
この補強部材３０は、鉄、ステンレス、銅などの金属やその塗装品、金属をインサートしたプラスチック、セラミックなど通常構造用の金属類として使用されるものが使用されて作られるが、特に図２（ｂ）に示すように、金属板をインサートしたプラスチックとしたものでは、熱伝導を抑えて断熱性能を高めることができ、断熱欠損が生じることを防止できる。
【００２７】
このように補強部材３０は、胴縁２４を介して加わる屋根の荷重を支持する必要があることから、その板厚が定められ、厚すぎると重量がかさみ取り扱いが不便なことから、鉄板の場合には、その板厚が０．２７〜５．０mmの範囲のものが使用される。
【００２８】
また、補強部材３０の断面形状は、図２（ａ），（ｂ）に示した板状の軸組取付部３０ａとＬ字状の胴縁取付部３０ｃを備えたものものに限らず、軸組への取付部となる軸組取付部３０ａと、断熱材２２の端面が両側から当てられる断熱材装着部３０ｂと、胴縁２４が取り付けられる胴縁取付部３０ｃとを備えるものであれば良く、図２（ｃ）に示すような軸組取付部３０ａおよび胴縁取付部３０ｃを共にＬ字状にしたり、同図（ｄ）に示すように、軸組取付部３０ａをＬ字状にし、胴縁取付部３０ｃをコ字状にしたものであっても良く、さらにこれらを組み合わせたものなどでも良く、補強部材緊結用の孔３０ｄの位置の違いにより釘、ビス、ボルトなどの補強部材緊結材３１の打込み方向や取付方向などの作業性を考慮して適宜選択すれば良い。
【００２９】
さらに、この補強部材３０の奥行（長さ）は、たとえば１５０〜２００mm程度とされ、運搬などの取り扱いに不便が生じないように定められるが、屋根等のか重によっては垂木の長さに沿う連続したものとすることもできる。
【００３０】
このような補強部材３０を用いた高断熱構造２０の施工法について、図３により説明する。
【００３１】
まず、軸組２１を構成する垂木２１ｂの上面に補強部材３０の軸組取付部３０ａを載せるなどして釘、ビス、ボルトなどの補強部材緊結材３１で補強部材３０を固定し、所定の間隔、例えば４５０〜２４００mm程度の間隔で垂木２１ｂに沿って取り付けておく（（ａ）参照）。
【００３２】
なお、この補強部材３０の配置は、垂木２１ｂに沿っていずれも同一の向きとする場合に限らず、胴縁取付部３０ｃで胴縁２４の両側を固定できるように交互に向きを変えて配置するようにしても良い。
【００３３】
この後、補強部材３０の断熱材装着部３０ｂに両側から断熱材２２を押し当てて隙間無く密着させ、断熱材２２の厚さに対応した十分な長さの釘、ビスなどの断熱材緊結材２３でこれまでと同様に固定する。ここでの断熱材緊結材２３は、主として断熱材２２自体を固定するためのものである（（ｂ）参照）。
【００３４】
この断熱材２２としては、硬質ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォーム、板状のグラスウールやロックウールなどが使用でき、これらの表面または裏面に面材がついているものやついていないもののいずれでも良い。
【００３５】
なお、断熱材２２の目地部分には、補強部材３０が介在される部分と存在しない部分とがあるが、硬質ウレタンフォームなどの断熱材２２の弾性を利用していずれも隙間ができないように押し付けて密着させるようにしたり、予め補強部材３０の厚さ分だけ切り欠くことなどで対応するようにしても良い。
【００３６】
こうして断熱材２２を補強部材３０の断熱材装着部３０ｂに両側から押し当てるようにして取り付けた後、断熱材２２の目地部分の上部に突き出している補強部材３０の胴縁取付部３０ｃに胴縁２４を当て、補強部材緊結用の孔３０ｄに釘、ビス、ボルトなどの補強部材緊結材３１を入れて胴縁２４を固定する。
【００３７】
そして、補強部材３０の無い中間部分には、必要に応じこれまでと同様に、胴縁緊結材２５を用いて胴縁２４を、軸組２１を構成する垂木２１ｂに固定する。こうして胴縁２４を補強部材３０の胴縁取付部３０ｃに固定後、補強部材３０の屋外側である胴縁取付部３０ｃをウレタンスプレーなどで被覆するようにし、結露が生じたり、断熱欠損が生じないようにする。
【００３８】
なお、このウレタンスプレーなどによる断熱材の被覆は、垂木２１ｂへの補強部材３０の取付部である軸組取付部３０ａに対しても行うようにしても良く、いずれか一方のみとしても良い。
【００３９】
次に、補強部材３０を介して取り付けられ、垂木２１ｂに荷重を直接支持させることができる胴縁２４上には、これまでと同様に、胴縁２４の外側に野地板２６およびルーフィング２７が配置されて釘などで胴縁２４に固定され、最も外側に屋根材２８が配置されて屋根材緊結材２９で野地板２６に固定される。
【００４０】
このような高断熱構造２０によれば、胴縁２４上に加わる屋根の荷重（野地板２６、ルーフィング２７、屋根材２８、積雪時の雪など）が補強部材３０を介して直接垂木２１ｂに伝達されて支持される。
【００４１】
このような補強部材３０を用いる場合には、耐曲げモーメトの関係式：Ｍ＝σ・Ｚ(σは許容曲げ応力、Ｚは断面係数）での断面係数Ｚを著しく向上することができ、従来の釘を用いるだけの場合に比べて大幅に耐曲げモーメトＭを大きくすることができる。
【００４２】
このように補強部材３０を用いて胴縁２４を垂木２１ｂに支持することで、断熱材２２の厚さが厚くなっても屋根の荷重を十分支持することができ、屋根材２８のずれを生じることなどを防止することができる。
【００４３】
また、断熱材２２を厚くしても外断熱工法を採用することができるので、断熱性能の向上を図ることができる。
【００４４】
さらに、この高断熱構造２０自体も補強部材３０を用いるだけなので、施工に熟練を要することもなく、コスト低減や工期短縮を図ることもできる。
【００４５】
また、この高断熱構造２０では、胴縁２４を太く長い釘などで断熱材２２を貫通させて垂木２１ｂに多数本使用して固定する必要がなく、垂木２１ｂの割れなどを防止することもできる。
【００４６】
次に、この高断熱構造の他の一実施の形態について、図４により説明するが、既に説明したものと同一部分には、同一番号を記し説明は省略する。
【００４７】
この高断熱構造４０では、断熱材２２の厚さを同一としても母屋２１ａから屋根材２８の上面までの高さを低くできるようにしており、断熱材２２の目地部分に垂木２１ｂが入り込む切欠部２２ａを形成し、切欠部２２ａを垂木２１ｂの上面及び側面に当てるようにし、切欠部２２ａの上方の上方端面２２ｂを補強部材３０の断熱材装着部３０ｂに押し当てるように装着する。
【００４８】
したがって、補強部材３０の断熱材装着部３０ｂの高さも切欠部２２ａの上方の上方端面２２ｂの高さに対応した寸法としてある。
【００４９】
なお、他の構成は、既に説明した高断熱構造２０と同一である。
【００５０】
このような高断熱構造４０によっても、既に説明した高断熱構造２０と同一の作用効果を奏するほか、屋根部分の厚さを低くすることができる。
【００５１】
次に、この高断熱構造を外壁部分に適用した実施の形態について、図５に示す水平断面図により説明するが、同図（ａ）は木造の軸組に適用した場合であり、同図（ｂ）は鉄骨構造の軸組に適用した場合である。
【００５２】
外壁部分の高断熱構造５０では、木造あるいは鉄骨の軸組５１を構成する柱５１ａや間柱５１ｂに補強部材３０の軸組取付部３０ａを、木造の場合には、釘やビス等で、鉄骨の場合には、ビスやボルト等の補強部材緊結材３１や溶接などで固定し、軸組５１の上下方向に所定の間隔をあけて取り付ける。
【００５３】
そして、補強部材３０の垂直に配置されている断熱材装着部３０ｂに両側から断熱材２２を密着するように押し当て、これまでと同様に、断熱材緊結材２３で固定する。
【００５４】
こののち、補強部材３０の断熱材２２の外側に突き出ている胴縁取付部３０ｃに胴縁２４を上下方向に配置して胴縁緊結材２５で軸組５１に取り付けるとともに胴縁取付部３０ｃにて補強部材緊結材３１を用いて取り付ける。
【００５５】
そして、胴縁２４の外側に外壁材５２を外壁材緊結材５３で取り付けて完成する。
【００５６】
このような外壁部分の高断熱構造５０の場合にも、屋根部分の場合と同様に、補強部材３０によって耐曲げモーメントを大幅に向上でき、断熱材２２の厚さを厚くしても外壁材５２などの荷重を支持することができ、外壁材５２のずれなどを抑制することができるとともに、外断熱工法を採用することができるので、断熱性能の向上を図ることができる。
【００５７】
また、胴縁２４を太く長い胴縁緊結材２５を多数本使用して軸組５１に固定する必要がないので、軸組５１の割れ等が発生することもない。
【００５８】
さらに、この高断熱構造５０自体も補強部材を用いるだけなので、施工に熟練を要することもなく、コスト低減や工期短縮を図ることもできる。
【００５９】
なお、この高断熱構造が適用される軸組としては、建築物に採用されている軸組が対象であり、例えば在来工法、２×４工法、パネル工法など一般に使用されている軸組のいずれにも適用することができ、屋根部分の軸組としても和小屋、洋小屋などのいずれであっても良い。
【００６０】
また、外壁材や屋根材としては、通常使用されているものであればいずれでも良く、例えば外壁材としては、モルタル、タイル、サイディング、ＡＬＣ、レンガ、鉄板などをあげることができ、屋根材としては、瓦、石綿スレート、コロニアル、鉄板等をあげることができる。
【００６１】
さらに、断熱材、胴縁、垂木、外壁材や屋根材などを固定するための緊結材は、通常の釘のほか、木ねじ、スクリュー釘、ボルト、ビスなどでも良く、金属製に限らず、セラミック製やプラスチック製でも良い。
【００６２】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載の高断熱構造によれば、一端部に当該軸組に取り付ける軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材を取り付ける胴縁用の胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を用い、この補強部材の胴縁取付部と軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆するようにし、この補強部材の軸組取付部を軸組に固定し、断熱材装着部を挾むように断熱材を当て、断熱材の外側の胴縁取付部に胴縁を取り付けるようにしたので、胴縁に加わる荷重を補強部材を介して直接軸組に伝達することができ、緊結材などに曲げモーメントが作用しないようにしたり、小さくして外壁材や屋根材を支持することができる。
【００６３】
これにより、断熱材が厚くなっても外断熱工法を屋根部分や外壁部分に適用することができる。
【００６４】
また、構造が簡単で作業に熟練を要しない。
【００６５】
さらに、コストが安く、工期も長くかからない。
【００６６】
また、補強部材の胴縁取付部と軸組取付部のいずれか一方あるいは両方をウレタンスプレーによる断熱材で覆うようにしたので、補強部材による断熱欠損が断熱材の目地部分に生じないようにすることができ、一層の断熱性能の向上を図ることができる。
【００６７】
さらに、この発明の請求項２記載の高断熱構造によれば、補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成するようにしたので、金属板をプラスチックで覆うことで、補強材自体による熱伝導を極力抑え、さらなる断熱性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかり、（ａ）は垂木に沿う断面図、（ｂ）は垂木に直交する方向の断面図である。
【図２】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかるそれぞれが補強部材で、（ａ）はその１つの斜視図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれの断面図である。
【図３】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかる施工の工程説明図である。
【図４】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した他の一実施の形態にかかる垂木に直交する方向の断面図である。
【図５】この発明の高断熱構造を外壁部分に適用した一実施の形態にかかる水平断面図であり、（ａ）は木造の軸組の場合を、（ｂ）は鉄骨の軸組の場合をそれぞれ示す。
【図６】従来の断熱構造にかかる断面図であり、（ａ）は屋根部分の場合を、（ｂ）は外壁部分の場合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
２０ 高断熱構造
２１ 軸組
２１ａ 母屋
２１ｂ 垂木
２２ 断熱材
２２ａ 切欠部
２２ｂ 上方端面
２３ 断熱材緊結材
２４ 胴縁
２５ 胴縁緊結材
２６ 野地板
２７ ルーフィング
２８ 屋根材
２９ 屋根材緊結材
３０ 補強部材
３０ａ 軸組取付部
３０ｂ 断熱材装着部
３０ｃ 胴縁取付部
３０ｄ 孔
３１ 補強部材緊結材
４０ 高断熱構造
５０ 高断熱構造
５１ 軸組
５１ａ 柱
５１ｂ 間柱
５２ 外壁材
５３ 外壁材緊結材
【発明の属する技術分野】
この発明は、高断熱構造に関し、断熱材を厚くして断熱性能を高めた外断熱工法における外壁材や屋根材の荷重を簡単な構造で支持できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
木造住宅などの建築構造物は、木造や鉄骨造の軸組に内外装を施して構成されており、軸組としては、在来工法、２×４工法、パネル工法などの種々のものがある。
【０００３】
このような軸組を備えた建築構造物の室内を快適に保つため断熱材を取付けることが行われており、その一つに外断熱工法がある。
【０００４】
この外断熱工法は、軸組の屋外側（室外側）に断熱材を取付けることから、軸組の間にグラスウールなどの断熱材を充填するいわゆる内断熱工法に比べ、軸組自体も断熱材で覆うことができ、断熱性、気密性に優れるとともに、施工が容易であり、近年一般に普及してきた。
【０００５】
この外断熱工法による屋根部分の構造は、図６（ａ）に示すように、母屋１ａ上に垂木１ｂが配置されて屋根部分の軸組１が構成され、この軸組１を構成する垂木１ｂ上に断熱材２が配置されて釘やビスなどの断熱材緊結材３で垂木１ｂに固定され、この断熱材２の外側に屋根材固定用の胴縁４が釘やビスなどの胴縁緊結材５によって断熱材２を貫通して垂木１ｂに固定され、この胴縁４の外側に野地板６およびルーフィング７が配置されて釘などで胴縁４に固定され、最も外側に屋根材８が配置されて屋根材緊結材９で野地板６に固定されるようになっている。
【０００６】
また、外断熱工法による外壁部分の構造は、同図（ｂ）に示すように、基本的な構造は屋根部分と同一であり、基礎１０上に土台１１が設けられ、この土台１１上に柱１２ａや間柱が配置されて軸組１２が構成され、この軸組１２を構成する柱１２ａの外側に断熱材１３が配置されて釘やビスなどの断熱材緊結材１４で柱１２ａに固定され、この断熱材１３の外側に外壁材固定用の胴縁１５が釘やビスなどの胴縁緊結材１６によって断熱材１３を貫通して柱１２ａに固定され、この胴縁１５の外側に外壁材１７が配置されて外壁緊結材１８で胴縁１５に固定されるようになっている。
【０００７】
このような外断熱工法では、断熱材２，１３が比較的柔らかく軽量であるのに対し、屋根材８や外壁材１７の重量が大きいため断熱材２，１３に構造材としての保持力がほとんど期待できず、屋根材８や外壁材１７の重量が胴縁緊結材５，１６の頭部にかかり、胴縁緊結材５，１６の根元を支点とする曲げモーメトが作用する。
【０００８】
例えば、屋根部分の場合には、屋根材８と野地板６およびルーフィング７の重量により、胴縁緊結材５にて固定された胴縁４は、屋根面に垂直な方向（垂木１ｂに垂直な方向）に押されるとともに、屋根面に沿う方向（軒方向）にも押されることなる。このとき、胴縁４が軒方向に押されるため胴縁緊結材５群は、その荷重を支える必要があり、荷重をＷ、垂木１ｂと胴縁４の間隔（断熱材２の厚さ）をＬ、最大曲げモーメントをＭとすれば、胴縁緊結材５に加わる曲げモーメトは、垂木１ｂとの接合部で最大となり、Ｍ＝Ｗ・Ｌとなる。
【０００９】
このため外断熱工法では、屋根材８などの荷重Ｗを断熱材２を介して軸組１で支持する必要があるが、従来の断熱基準によって設計された断熱材２では、その厚さが３０〜５０mm程度であり、屋根材８などの荷重を胴縁緊結材５や断熱材緊結材３を介して軸組１に支持するようにしても何等問題を生じることはなく、また、外壁部分についても同様に、特に問題となることはなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、省エネ基準の改正や建築構造物に対する断熱性能の向上に対する要求から断熱材を厚くする必要が生じ、例えば北海道などの極寒冷地の省エネ基準では、屋根部分の断熱材の厚さを硬質ウレタンフォームで１４０mm程度、外壁部分の断熱材の厚さを硬質ウレタンフォームで７０mm程度にまで厚くする必要がある。
【００１１】
断熱材２の厚さを増すと、垂木１ｂと胴縁４との間隔Ｌが増すことになり、最大曲げモーメントＭが増加して胴縁緊結材５に過大な負担がかかって座屈したり、甚だしい場合には、屋根材８等がずり下がってしまう恐れがあり、特に外壁部分では、外壁材１７としてタイルやモルタルのような重量の大きいものを用いる場合には、一層顕著になる恐れがある。
【００１２】
そこで、胴縁緊結材５などが耐えられる曲げモーメントは径Ｄの３乗に比例することから、胴縁緊結材５などの径Ｄを大きくしたり、施工ピッチを小さくすることで支持荷重の増大を図ることが考えられるが、市販されている釘では、５寸釘が最大で釘径を大きくするのに限界があり、特注の胴縁緊結材などが必要となるとともに、たとえ直径が大きく長い胴縁緊結材を用意できても、これらを軸組に打ち込むと軸組の割れを引き起こし易いという問題が考えられる。
【００１３】
また、胴縁緊結材などの施工ピッチを小さくする場合にも、同様に軸組の割れの問題が予想される。
【００１４】
この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、断熱材を厚くしても外壁材や屋根材の荷重を簡単な構造で支持することができるとともに、厚い断熱材で断熱性能を向上できる高断熱構造を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術が有する課題を解決するこの発明の請求項１記載の高断熱構造は、建築構造物の軸組の屋外側に断熱材を介して外壁材や屋根材を取付ける高断熱構造であって、前記軸組の屋外側に、一端部に当該軸組に取り付けられる軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材が取り付けられる胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を設け、この補強部材の前記胴縁取付部と前記軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆したことを特徴とするものである。
【００１６】
この高断熱構造によれば、一端部に当該軸組に取り付ける軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材を取り付ける胴縁用の胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を用い、この補強部材の胴縁取付部と軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆するようにし、この補強部材の軸組取付部を軸組に固定し、断熱材装着部を挾むように断熱材を当て、断熱材の外側の胴縁取付部に胴縁を取り付けるようにしており、胴縁に加わる荷重を補強部材を介して軸組に伝達することで、緊結材などに曲げモーメントが作用しないようにしたり、小さくして外壁材や屋根材を支持できるようにしている。また、補強部材の胴縁取付部と軸組取付部のいずれか一方あるいは両方をウレタンスプレーによる断熱材で覆うようにしており、補強部材による断熱欠損が断熱材の目地部分に生じないようにし、一層の断熱性能の向上を図るようにしている。
【００１９】
さらに、この発明の請求項２記載の高断熱構造は、請求項１記載の構成に加え、前記補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
この高断熱構造によれば、補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成するようにしており、金属板をプラスチックで覆うことで、補強材自体による熱伝導を極力抑え、さらなる断熱性能の向上を図るようにしている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図３はこの発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかり、図１（ａ）は垂木に沿う断面図、同図（ｂ）は垂木に直交する方向の断面図、図２はそれぞれが補強部材にかかり、（ａ）はその１つの斜視図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれの断面図、図３は施工の工程説明図である。
【００２３】
この高断熱構造２０では、母屋２１ａ上に垂木２１ｂが配置されて屋根部分の軸組２１が構成され、この軸組２１を構成する垂木２１ｂ上に断熱材２２が配置されて釘やビスなどの断熱材緊結材２３で垂木２１ｂに固定され、この断熱材２２の外側に屋根材固定用の胴縁２４が釘やビスなどの胴縁緊結材２５によって断熱材２２を貫通して垂木２１ｂに固定されるのに加え、補強部材３０が用いられて軸組２１を構成する垂木２１ｂに胴縁２４上に加わる荷重を伝達支持し得るようになっている。
【００２４】
そして、この高断熱構造２０では、胴縁２４の外側に野地板２６およびルーフィング２７が配置されて釘などで胴縁２４に固定され、最も外側に屋根材２８が配置されて屋根材緊結材２９で野地板２６に固定されるようになっている。
【００２５】
このような高断熱構造２０に用いられて胴縁２４を、軸組２１を構成する垂木２１ｂに支持する補強部材３０は、たとえば図２に示すように、金属板を曲げ加工して作られ、一端部に水平の板状の軸組取付部３０ａが形成され、この軸組取付部３０ａに連続して垂直状の断熱材装着部３０ｂが断熱材２２の厚さに対応する高さで形成され、この断熱材装着部３０ｂに連続して他端部に、Ｌ字状の胴縁取付部３０ｃが形成されて構成されている。そして、この補強部材３０の軸組取付部３０ａおよび胴縁取付部３０ｃには、それぞれ補強部材緊結用の孔３０ｄが形成してあり、一般木構造設計基準などに基づき必要な本数の釘などの補強部材緊結材３１を取り付けることができるように個数および配置を定めて形成される。
【００２６】
この補強部材３０は、鉄、ステンレス、銅などの金属やその塗装品、金属をインサートしたプラスチック、セラミックなど通常構造用の金属類として使用されるものが使用されて作られるが、特に図２（ｂ）に示すように、金属板をインサートしたプラスチックとしたものでは、熱伝導を抑えて断熱性能を高めることができ、断熱欠損が生じることを防止できる。
【００２７】
このように補強部材３０は、胴縁２４を介して加わる屋根の荷重を支持する必要があることから、その板厚が定められ、厚すぎると重量がかさみ取り扱いが不便なことから、鉄板の場合には、その板厚が０．２７〜５．０mmの範囲のものが使用される。
【００２８】
また、補強部材３０の断面形状は、図２（ａ），（ｂ）に示した板状の軸組取付部３０ａとＬ字状の胴縁取付部３０ｃを備えたものものに限らず、軸組への取付部となる軸組取付部３０ａと、断熱材２２の端面が両側から当てられる断熱材装着部３０ｂと、胴縁２４が取り付けられる胴縁取付部３０ｃとを備えるものであれば良く、図２（ｃ）に示すような軸組取付部３０ａおよび胴縁取付部３０ｃを共にＬ字状にしたり、同図（ｄ）に示すように、軸組取付部３０ａをＬ字状にし、胴縁取付部３０ｃをコ字状にしたものであっても良く、さらにこれらを組み合わせたものなどでも良く、補強部材緊結用の孔３０ｄの位置の違いにより釘、ビス、ボルトなどの補強部材緊結材３１の打込み方向や取付方向などの作業性を考慮して適宜選択すれば良い。
【００２９】
さらに、この補強部材３０の奥行（長さ）は、たとえば１５０〜２００mm程度とされ、運搬などの取り扱いに不便が生じないように定められるが、屋根等のか重によっては垂木の長さに沿う連続したものとすることもできる。
【００３０】
このような補強部材３０を用いた高断熱構造２０の施工法について、図３により説明する。
【００３１】
まず、軸組２１を構成する垂木２１ｂの上面に補強部材３０の軸組取付部３０ａを載せるなどして釘、ビス、ボルトなどの補強部材緊結材３１で補強部材３０を固定し、所定の間隔、例えば４５０〜２４００mm程度の間隔で垂木２１ｂに沿って取り付けておく（（ａ）参照）。
【００３２】
なお、この補強部材３０の配置は、垂木２１ｂに沿っていずれも同一の向きとする場合に限らず、胴縁取付部３０ｃで胴縁２４の両側を固定できるように交互に向きを変えて配置するようにしても良い。
【００３３】
この後、補強部材３０の断熱材装着部３０ｂに両側から断熱材２２を押し当てて隙間無く密着させ、断熱材２２の厚さに対応した十分な長さの釘、ビスなどの断熱材緊結材２３でこれまでと同様に固定する。ここでの断熱材緊結材２３は、主として断熱材２２自体を固定するためのものである（（ｂ）参照）。
【００３４】
この断熱材２２としては、硬質ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォーム、板状のグラスウールやロックウールなどが使用でき、これらの表面または裏面に面材がついているものやついていないもののいずれでも良い。
【００３５】
なお、断熱材２２の目地部分には、補強部材３０が介在される部分と存在しない部分とがあるが、硬質ウレタンフォームなどの断熱材２２の弾性を利用していずれも隙間ができないように押し付けて密着させるようにしたり、予め補強部材３０の厚さ分だけ切り欠くことなどで対応するようにしても良い。
【００３６】
こうして断熱材２２を補強部材３０の断熱材装着部３０ｂに両側から押し当てるようにして取り付けた後、断熱材２２の目地部分の上部に突き出している補強部材３０の胴縁取付部３０ｃに胴縁２４を当て、補強部材緊結用の孔３０ｄに釘、ビス、ボルトなどの補強部材緊結材３１を入れて胴縁２４を固定する。
【００３７】
そして、補強部材３０の無い中間部分には、必要に応じこれまでと同様に、胴縁緊結材２５を用いて胴縁２４を、軸組２１を構成する垂木２１ｂに固定する。こうして胴縁２４を補強部材３０の胴縁取付部３０ｃに固定後、補強部材３０の屋外側である胴縁取付部３０ｃをウレタンスプレーなどで被覆するようにし、結露が生じたり、断熱欠損が生じないようにする。
【００３８】
なお、このウレタンスプレーなどによる断熱材の被覆は、垂木２１ｂへの補強部材３０の取付部である軸組取付部３０ａに対しても行うようにしても良く、いずれか一方のみとしても良い。
【００３９】
次に、補強部材３０を介して取り付けられ、垂木２１ｂに荷重を直接支持させることができる胴縁２４上には、これまでと同様に、胴縁２４の外側に野地板２６およびルーフィング２７が配置されて釘などで胴縁２４に固定され、最も外側に屋根材２８が配置されて屋根材緊結材２９で野地板２６に固定される。
【００４０】
このような高断熱構造２０によれば、胴縁２４上に加わる屋根の荷重（野地板２６、ルーフィング２７、屋根材２８、積雪時の雪など）が補強部材３０を介して直接垂木２１ｂに伝達されて支持される。
【００４１】
このような補強部材３０を用いる場合には、耐曲げモーメトの関係式：Ｍ＝σ・Ｚ(σは許容曲げ応力、Ｚは断面係数）での断面係数Ｚを著しく向上することができ、従来の釘を用いるだけの場合に比べて大幅に耐曲げモーメトＭを大きくすることができる。
【００４２】
このように補強部材３０を用いて胴縁２４を垂木２１ｂに支持することで、断熱材２２の厚さが厚くなっても屋根の荷重を十分支持することができ、屋根材２８のずれを生じることなどを防止することができる。
【００４３】
また、断熱材２２を厚くしても外断熱工法を採用することができるので、断熱性能の向上を図ることができる。
【００４４】
さらに、この高断熱構造２０自体も補強部材３０を用いるだけなので、施工に熟練を要することもなく、コスト低減や工期短縮を図ることもできる。
【００４５】
また、この高断熱構造２０では、胴縁２４を太く長い釘などで断熱材２２を貫通させて垂木２１ｂに多数本使用して固定する必要がなく、垂木２１ｂの割れなどを防止することもできる。
【００４６】
次に、この高断熱構造の他の一実施の形態について、図４により説明するが、既に説明したものと同一部分には、同一番号を記し説明は省略する。
【００４７】
この高断熱構造４０では、断熱材２２の厚さを同一としても母屋２１ａから屋根材２８の上面までの高さを低くできるようにしており、断熱材２２の目地部分に垂木２１ｂが入り込む切欠部２２ａを形成し、切欠部２２ａを垂木２１ｂの上面及び側面に当てるようにし、切欠部２２ａの上方の上方端面２２ｂを補強部材３０の断熱材装着部３０ｂに押し当てるように装着する。
【００４８】
したがって、補強部材３０の断熱材装着部３０ｂの高さも切欠部２２ａの上方の上方端面２２ｂの高さに対応した寸法としてある。
【００４９】
なお、他の構成は、既に説明した高断熱構造２０と同一である。
【００５０】
このような高断熱構造４０によっても、既に説明した高断熱構造２０と同一の作用効果を奏するほか、屋根部分の厚さを低くすることができる。
【００５１】
次に、この高断熱構造を外壁部分に適用した実施の形態について、図５に示す水平断面図により説明するが、同図（ａ）は木造の軸組に適用した場合であり、同図（ｂ）は鉄骨構造の軸組に適用した場合である。
【００５２】
外壁部分の高断熱構造５０では、木造あるいは鉄骨の軸組５１を構成する柱５１ａや間柱５１ｂに補強部材３０の軸組取付部３０ａを、木造の場合には、釘やビス等で、鉄骨の場合には、ビスやボルト等の補強部材緊結材３１や溶接などで固定し、軸組５１の上下方向に所定の間隔をあけて取り付ける。
【００５３】
そして、補強部材３０の垂直に配置されている断熱材装着部３０ｂに両側から断熱材２２を密着するように押し当て、これまでと同様に、断熱材緊結材２３で固定する。
【００５４】
こののち、補強部材３０の断熱材２２の外側に突き出ている胴縁取付部３０ｃに胴縁２４を上下方向に配置して胴縁緊結材２５で軸組５１に取り付けるとともに胴縁取付部３０ｃにて補強部材緊結材３１を用いて取り付ける。
【００５５】
そして、胴縁２４の外側に外壁材５２を外壁材緊結材５３で取り付けて完成する。
【００５６】
このような外壁部分の高断熱構造５０の場合にも、屋根部分の場合と同様に、補強部材３０によって耐曲げモーメントを大幅に向上でき、断熱材２２の厚さを厚くしても外壁材５２などの荷重を支持することができ、外壁材５２のずれなどを抑制することができるとともに、外断熱工法を採用することができるので、断熱性能の向上を図ることができる。
【００５７】
また、胴縁２４を太く長い胴縁緊結材２５を多数本使用して軸組５１に固定する必要がないので、軸組５１の割れ等が発生することもない。
【００５８】
さらに、この高断熱構造５０自体も補強部材を用いるだけなので、施工に熟練を要することもなく、コスト低減や工期短縮を図ることもできる。
【００５９】
なお、この高断熱構造が適用される軸組としては、建築物に採用されている軸組が対象であり、例えば在来工法、２×４工法、パネル工法など一般に使用されている軸組のいずれにも適用することができ、屋根部分の軸組としても和小屋、洋小屋などのいずれであっても良い。
【００６０】
また、外壁材や屋根材としては、通常使用されているものであればいずれでも良く、例えば外壁材としては、モルタル、タイル、サイディング、ＡＬＣ、レンガ、鉄板などをあげることができ、屋根材としては、瓦、石綿スレート、コロニアル、鉄板等をあげることができる。
【００６１】
さらに、断熱材、胴縁、垂木、外壁材や屋根材などを固定するための緊結材は、通常の釘のほか、木ねじ、スクリュー釘、ボルト、ビスなどでも良く、金属製に限らず、セラミック製やプラスチック製でも良い。
【００６２】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載の高断熱構造によれば、一端部に当該軸組に取り付ける軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材を取り付ける胴縁用の胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を用い、この補強部材の胴縁取付部と軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆するようにし、この補強部材の軸組取付部を軸組に固定し、断熱材装着部を挾むように断熱材を当て、断熱材の外側の胴縁取付部に胴縁を取り付けるようにしたので、胴縁に加わる荷重を補強部材を介して直接軸組に伝達することができ、緊結材などに曲げモーメントが作用しないようにしたり、小さくして外壁材や屋根材を支持することができる。
【００６３】
これにより、断熱材が厚くなっても外断熱工法を屋根部分や外壁部分に適用することができる。
【００６４】
また、構造が簡単で作業に熟練を要しない。
【００６５】
さらに、コストが安く、工期も長くかからない。
【００６６】
また、補強部材の胴縁取付部と軸組取付部のいずれか一方あるいは両方をウレタンスプレーによる断熱材で覆うようにしたので、補強部材による断熱欠損が断熱材の目地部分に生じないようにすることができ、一層の断熱性能の向上を図ることができる。
【００６７】
さらに、この発明の請求項２記載の高断熱構造によれば、補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成するようにしたので、金属板をプラスチックで覆うことで、補強材自体による熱伝導を極力抑え、さらなる断熱性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかり、（ａ）は垂木に沿う断面図、（ｂ）は垂木に直交する方向の断面図である。
【図２】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかるそれぞれが補強部材で、（ａ）はその１つの斜視図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれの断面図である。
【図３】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した一実施の形態にかかる施工の工程説明図である。
【図４】この発明の高断熱構造を屋根部分に適用した他の一実施の形態にかかる垂木に直交する方向の断面図である。
【図５】この発明の高断熱構造を外壁部分に適用した一実施の形態にかかる水平断面図であり、（ａ）は木造の軸組の場合を、（ｂ）は鉄骨の軸組の場合をそれぞれ示す。
【図６】従来の断熱構造にかかる断面図であり、（ａ）は屋根部分の場合を、（ｂ）は外壁部分の場合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
２０ 高断熱構造
２１ 軸組
２１ａ 母屋
２１ｂ 垂木
２２ 断熱材
２２ａ 切欠部
２２ｂ 上方端面
２３ 断熱材緊結材
２４ 胴縁
２５ 胴縁緊結材
２６ 野地板
２７ ルーフィング
２８ 屋根材
２９ 屋根材緊結材
３０ 補強部材
３０ａ 軸組取付部
３０ｂ 断熱材装着部
３０ｃ 胴縁取付部
３０ｄ 孔
３１ 補強部材緊結材
４０ 高断熱構造
５０ 高断熱構造
５１ 軸組
５１ａ 柱
５１ｂ 間柱
５２ 外壁材
５３ 外壁材緊結材
Claims (2)
- 建築構造物の軸組の屋外側に断熱材を介して外壁材や屋根材を取付ける高断熱構造であって、前記軸組の屋外側に、一端部に当該軸組に取り付けられる軸組取付部を備え、他端部に前記外壁材や屋根材が取り付けられる胴縁取付部を備えるとともに、これらの中間部に前記断熱材の目地部分の一方の断熱材端面と他方の断熱材端面とが両側から当接される断面材装着部を備え胴縁を介して加わる荷重を軸組に伝達支持し得る補強部材を設け、この補強部材の前記胴縁取付部と前記軸組取付部との少なくともいずれか一方をウレタンスプレーによる断熱材で被覆したことを特徴とする高断熱構造。
- 前記補強部材を、金属板をインサートしたプラスチックで構成したことを特徴とする請求項１記載の高断熱構造。
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