JP4743908B2 - 木造建物の通気性外断熱の外壁構造 - Google Patents
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Description
従来例1として挙げる図7は、外張り木造建物であって、非特許文献1に示すものであり、図7(A)に示す如く、柱、間柱などの外壁躯体に構造用面材を介して断熱材を張着し、更に、断熱材の外側に、上下方向の通気胴縁を配置し、胴縁上から断熱材を貫通する固定釘によって通気胴縁を躯体に固定し、該通気胴縁上に外装下地材を固定釘で張設して、断熱材によって木造建物を外断熱被覆すると共に、断熱材外面の通気胴縁間に形成した断熱材と外装下地材間の間隔を通気層とし、空気流を外壁下端の腰水切金具から流入上昇させて、外壁上端から軒天井換気口を介して外方に流出させるものである。
即ち、断熱材のセメント板と層着する面上にも、セメント板の条溝と同幅で、深さ10mm の断熱材条溝を対向配置しておき、セメント板条溝と断熱材条溝とを整合して、セメント板と断熱材とを層着し、層着一体化した複合パネルの内部の通気用条溝の深さを、セメント板条溝深さ13mm+断熱材条溝深さ10mm の23mm深さとし、図9(A)の複合パネルと同一厚さの複合パネルでありながら、セメント板厚を増大することなく、通気用条溝の深さを増大し、空気の条溝内貫流機能を向上させたものである。
財団法人、建築環境・省エネルギー機構、平成14年6月1日発行「住宅の省エネルギー基準の解説」第1版、199〜206頁、「6.4外張断熱工法」
非特許文献1に開示された外張断熱壁工法にあっては、図7に示す如く、通気層の形成は、通気胴縁を断熱材上に配置して、通気胴縁固定釘により断熱材、及び構造用面材を貫通して柱に固定し、外装下地材(面材)を通気胴縁に、外装下地材固定釘によって固定するため、及び基礎立上り部の断熱材と外壁断熱材との間の断熱欠損(気密欠損)を阻止するための、基礎立上り部と土台との間の気密パッキン等での空密処理をするため、所望断熱機能を備えた通気構造の構築は、工数が多く、煩雑な作業である。
しかも、長期耐用中に、釘がクリープ変形し、外装下地材が垂れ下りを生じ、外壁仕上材にひび割れ、剥離を生じ、外壁の損傷を生じる。
しかも、プラスチック系断熱材は、紫外線の影響で表面が劣化剥離するため、断熱材の表面を透湿防水シート等で被覆して、紫外線劣化を抑制することも必要である。
そして、夏季の通気層内の高熱は、断熱層に付加蓄熱するため、室内の冷房エネルギーも大となる。
従来例2の外張り断熱工法は、図8に示す如く、鋼製の基材とクラフト紙等の被覆材とを、合成樹脂の発泡断熱層の凝固接着力で一体化層着した工場生産品の断熱パネルを、木造躯体に外張りするため、断熱層の外張りのみは合理的に施工出来るが、被覆材の外側には、外装下地材、及び/又は、外装仕上材の張着が必須であり、断熱パネルの外側に通気層を形成する場合は、パネルの外側への外装下地材、及び/又は、外装仕上材の配置は、従来例1同様の、胴縁を介在した施工となり、従来例2も、通気性外張り断熱外壁の施工は、工数が多く、作業性が悪い。
そして、従来例1同様に、断熱層は屋外から加熱・蓄熱するため、夏季の室内の冷房エネルギーは大となる。
従来例3の通気性複合パネルは、本願発明者が、鉄筋コンクリート外断熱建物の構築に、外壁の捨型枠として採用するために開発したものであって、外装下地材の押出成形セメント板は、セメント、硅酸質原料、繊維系原料を主原料とし、通気用条溝を一面に備えた板状に、押出成形してオートクレーブ養生したものであって、断熱材と一体化層着した複合パネルは、乾式密着型の複合パネルでありながら、パネル内面に条溝群による通気層を備えたものである。
そのため、該パネルは、重くて取扱い難く、その上、小幅であるため、外壁への、パネル相互の接続張着の作業性も悪く、木造建物の外張り外壁用には採用し難い。
しかも、通気用条溝がセメント板に存在すること、パネルの上下接続はセメント板の上下端辺間に目地間隔を設けることが必須であること、により、パネル相互の上下接続部での条溝群による通気構造確保は、本願発明者が開発した特別な通気バッカーを採用する必要がある。
そして、従来例1,2同様、夏季にあっては、高温化した条溝内の空気が断熱材に付加蓄熱されるため、室内の冷房エネルギーが大となる。
しかも、夏季に於ける高温化した断熱材条溝からの断熱材への加熱・蓄熱は避けられず、冷房エネルギーの増大を招く。
従来例4の通気性複合パネルは、木造躯体に外張りするもので、合理的に外断熱外壁が構築出来るが、複合パネルの外装材に小幅の板状材や外装材を張設する場合には、接着剤張着となり、外壁の仕上げ作業が煩雑である。
また、発泡プラスチック層には断熱欠損となる通気溝群が存在するため、夏季には、日射熱による輻射熱で通気溝内が高温化して断熱層(発泡プラスチック層)に加熱・蓄熱し、従来例1〜3同様に、室内冷房のエネルギー増大を招き、冬季には、室内からの熱が通気溝内に侵入して輻射熱として通気放出されて、断熱欠損による室内暖房エネルギーの増大を招く。
また、外壁複合パネル1の断熱層1Bは、通気用条溝Gが切欠形成出来、且つ、遮熱反射シート1Cを一体化層着出来る発泡プラスチック断熱板であれば良く、典型的には、厚さ75mm、熱伝導率0.024kcal/mh℃(0.028W/mk)以下のJISA9511の押出法ポリスチレンフォーム板である。
また、各パネル1の上下接続は、断熱層1Bを上下衝合形態で、且つ、各条溝G群を上下整合当接形態で実施するものであって、外壁構造のパネル条溝G群(内側通気層)及び通気層G´(外側通気層)に対する通気機能保証は、完成した外壁の下端と上端で、条溝G群及び通気層G´を外部へ解放形態とすれば良い。
そして、外壁複合パネル1の外側に形成された通気層G´(外側通気層)は、日射熱による外装材12の高温化を貫流空気流a´で冷却し、外壁外表面の過加熱による損傷を抑制する。
また、遮熱反射シート1Cは非透湿性であるため、断熱層1Bに対して、防水層、防湿層として機能し、断熱層1Bに断熱機能低下をもたらす外部からの、即ち通気層G´からの、断熱層1Bへの水蒸気供給作用を抑制し、パネル内部の、即ち断熱層1Bの、湿気(水蒸気)の、条溝G群からの放出を許容する。
この場合、典型的には、断熱層幅AWは910mmであり、条溝幅も肉厚部幅も、共に45.5mm(a1)であり、両側縁の肉厚部1T´は22.75mm(1/2a1)であり、断熱層1Bの層着面1Sは、条溝Gと肉厚部1Tとが等幅で、交互均等配分となる。
この場合、遮熱反射シート1Cは、内部が空気を封入した各突起1F群面の対向当接形態であるため、空気層が突起1F内、突起1F間に介在して、遮熱反射シート1C自体が断熱材機能を発揮するものであり、典型的には、酒井化学工業(株)製のラミパックSD−W(商品名)の採用が可能であり、ラミパックSD−W(商品名)は、軽量(335g/m2)、高遮熱性(2〜18μmの赤外線の93〜99%を反射)、高強度(引張強度3.9N/mm)で、輻射熱の侵入を阻止し、耐久性に優れ、カッターや鋏で容易に切断出来る。
そのため、遮熱反射シート1Cを層着した外壁パネル1は、寒冷地方でも、温暖地方でも、省エネルギー化に有効な外断熱外壁の提供が可能となる。
この場合、遮熱反射シート1Cとして、典型的なラミパックSD−W(商品面)の厚さ8mmのものは、熱伝導率が0.032kcal/mh℃(0.038W/mk)なので、熱伝導率が0.024kcal/mh℃(0.028W/mk)の押出法ポリスチレンフォーム断熱板に換算すると、厚さT2が8mmの遮熱反射シート1Cは、押出法ポリスチレンフォーム断熱板の6mm厚板に相当するものとなる。
また、平成11年告示の次世代省エネ基準に於ける断熱基準(北海道地区)では、木造気密住宅は、熱抵抗値が2.4m2k/w(2.06m2h℃/kcal)、断熱材厚は70mmとなっている。
しかも、遮熱反射シート1Cは、熱伝達の50〜70%を占める輻射熱を、高いカット率(2〜18μmの赤外線を93〜99%カット)で遮熱するため、本発明の外壁構造は、日本でも、最も厳しい断熱基準(北海道地区基準)を満たし、且つ、断熱機能低下の生じない、高性能な省エネルギー外壁となる。
この場合、横断条溝G1は縦方向の通気条溝Gと同幅、同深さ、で切欠すれば良いが、横断条溝G1のカッターでの切欠は、遮熱反射シート1Cの下端、即ち横断条溝G1の配置部位での、接着保持の観点から、図3(C)に示す如く、断熱層1Bの中央の肉厚部1T及び両側の肉厚部1T´を、遮熱反射シート1C接着面として残した形態に切欠するのが好ましい。
そして、各パネル1の外壁受金具6への整合配置も、パネル1の、長寸(標準:中央肉厚部1Tと側縁肉厚部1T´との間隔(409.5mm))の横断条溝G1と、外壁受金具6の空気孔H6との、前後位置整合のみで、簡便に実施出来、パネル1の載置作業も容易となる。
この場合、間隔adは、パネル1の外面の遮熱反射シート1Cと外装材12の内面とで構成する通気層G´(外側通気層)への上昇空気流a´の流入を保証し、且つ通気層G´内へ浸入した雨水が排除出来れば良く、間隔adは、標準15mm確保すれば良い。
また、屋根面に当接するパネル1の断熱層1B上端の傾斜勾配面Fuは、屋根面に配置する屋根断熱層2Bの傾斜角度に整合して形成すれば良い。
そして、外壁複合パネル1の上端での条溝上端部Guの露出は、パネル1を構造用面材13に張設するだけで、条溝G群の上端からのドラフト上昇空気流aの排出を保証する。
しかも、上下パネル1相互の接続で生ずる水平当接面hfは、断熱層1B相互の相欠け接続であるため、気密性が保証出来、水平当接面hfへの気密テープ処理が不要となる。
また、外側外壁としての外装材12は、建築時に通気胴縁12Aを介して張設するため、需要者の希望に応じて自由に選択実施出来、外壁構造は、機能面、デザイン面、コスト面から、需要者の好みに自在に対応出来る。
そして、遮熱反射シート1Cは、断熱層1Bから条溝G内へ放散する輻射熱の一部を断熱層1B内へ還元再付加するため、断熱層1Bの条溝G群配置による断熱欠損を低減する。
外壁根複合パネル1は、外壁躯体WFに配置した構造用面材に内側外壁として張設するものであって、図2(A)は1階用パネル1の斜視図であり、図2(B)は、屋根下面に衝合当接する2階用パネル1の斜視図であり、図2(C)はパネル1の断面図であり、図3(A)は1階用パネルの一部切欠縦断面図、図3(B)は2階用パネルの一部切欠縦断面図、図3(C)は1階用パネルの下部の一部切欠斜視図である。
即ち、標準パネルにあっては、1階用パネル1と2階用パネル1とは、断面形状は同一であり、上端及び下端で異なるだけであり、共に、パネル厚T1が83mm(T3+T2)で、パネル幅AWが910mm、断熱層1Bの高さBhが2910mmのものである。
また、2階用断熱層1Bに対しては、図3(B)に示す如く、下端面Dには、後面側に、高さd1(20mm)、厚さT4(37.5mm)の切欠BCを形成し、上端面を、断熱層の裏面側から層着面1S側に、高さd3(22.5mm)に亘って傾斜切除し、上端面を傾斜勾配面Fuとしておく。
基礎立上り部5のコンクリート打設に際しては、図5(A)に示す如く、外壁複合パネル1の断熱層1Bと同質で、厚さT30が50mmの断熱層3Bに、厚さ12mmのマグネシウムセメント板3Aを、上端ではd5(10mm)入り込み、左右側端では、相欠け用に、一側で突出し、他側で入り込んだ形態に層着した基礎断熱複合パネル3を、基礎立上り部5の下方に並列相欠け接続して、固定ボルト18Bを備えた落下防止アンカー18Aを配置して捨型枠とし、基礎断熱複合パネル3の上部に慣用の型枠板を連設してコンクリート外型枠を構築し、コンクリート打設する。
そして、基礎立上り部5の天端5uに均しモルタル18Eを充填して、天端5uの不陸を調整する。
尚、1200mm間隔で配置する後打ちアンカーボルト5Bは、1本当り、引張り最大荷重が918kgf、剪断最大荷重が1122kgfの支持力を発揮する。
次いで、基礎コンクリート立上り部5の前面への外壁受金具6の取付けが完了した後、図5(A)に示す如く、後貼り基礎断熱複合パネル4を、外壁受金具6の水平辺6F下面と、基礎断熱複合パネル3上面との間に配置する。
この場合、後貼り基礎断熱複合パネル4の断熱層4Bの後面に、後打ちアンカーボルト5Bの頭部収納用の切欠C4を、予め配置しておく。
そして、各後貼り基礎断熱複合パネル4の両側端部の表面から、径6mm、長さ90mmの、長ねじの後打ちアンカー18Cを、コンクリート基礎立上り部5に打込む。
後打ちアンカー18Cとしては、サンコーテクノ(株)製のPレスアンカー(商品名)を用いれば、1本当り、550kgfの引張り最大応力を発揮する。
そして、後貼り基礎断熱複合パネル4と基礎断熱複合パネル3との各セメント板4A,3Aの接続部には、慣用の、樹脂モルタル塗布+ガラスネット張着+樹脂モルタル塗布、の手段で空密仕上る。
コンクリート基礎立上り部5の均しモルタル18E上に、前面を揃えて断面正方形の木材の土台21Cを配置し、図5(A)に示す如く、座金19C、ナット19Bを介したアンカーボルト19Aの締着によって、土台21Cを基礎立上り部5上に固定する。
そして、慣用の手法で、土台21C上に、1階の柱21Aを立設し、柱21A上に胴差21Dを配置し、胴差21D上に2階の柱21Aを立設し、2階柱21A上に軒桁21Eを配置し、次いで、土台21Cと胴差21D間、胴差21Dと軒桁21E間に、間柱21Bを配置して外壁躯体WFを構築する。
そして、外壁受金具6の垂直辺6Wの上面から屋根用複合パネル2の下面までの、柱21A及び間柱21Bなどの外壁躯体WFに、図4の如く、12mm厚の構造用面材13を、36mm長のねじで張着し、構造用面材13の接合部J13には、慣用の気密テープ14Aを貼着する。
外壁Wは、木造躯体の外壁躯体WFに、内側外壁として外壁複合パネル1を張設し、内側外壁の外面に、通気胴縁12Aを介して、外側外壁としての外装材12を張設するものであり、図4(A)は、外壁の一部切欠斜視図、図4(B)は外壁の横断面図、図5(A)は外壁の下部縦断面図、図6は外壁の上部縦断面図である。
この場合、長ねじ11Aとしては、径5.3mm、長さ160mmの、サンコーテクノ(株)製のコーススレッド(商品名)を採用すれば、該長ねじ11Aは、JISA5508の木工事用鉄丸くぎ(許容剪断耐力:70kgf/本)の5倍の強度を有するので、長ねじ11Aの使用間隔が広く出来、柱、間柱を長ねじ11Aで割ることも抑制出来て、作業性も向上する。
そして、内側外壁としての外壁複合パネル1は、工場生産品であって均質部材として準備出来、外側外壁(外装材)の張設も、単純で、品質の斑の生じない施工であるため、構築した通気性外壁は、品質の保証されたものとなる。
しかも、外側外壁としての外装材は、需要者の希望に応えることも出来る。
1B,2B,3B,4B 断熱層(断熱板)
1C 遮熱反射シート
1D 芯材
1E プラスチック樹脂シート(シート)
1F 突起
1K アルミ箔(輻射熱反射層)
1S 層着面
1T,1T´ 肉厚部
2 屋根複合パネル
3 基礎断熱複合パネル(基礎パネル)
3A,4A セメント板
4 後貼り基礎断熱複合パネル(後貼り基礎パネル)
5 コンクリート基礎立上り部(基礎立上り部)
5B 後打ちアンカーボルト
6 外壁受金具
6F 水平辺
6W 垂直辺
11A 長ねじ
12 外装材
12A 通気胴縁
13 構造用面材
14A 気密テープ
15A シーリング
15B バックアップ材
18A 落下防止アンカー
18B 固定ボルト
18C 後打ちアンカー
18D 接着剤
18E 均しモルタル
19A アンカーボルト
19B ナット
19C 座金
21A 柱
21B 間柱
21C 土台
21D 胴差
21E 軒桁
22A 棟木
22C 小屋束
22D 梁
a,a´ 空気流(空気)
ad 空気流入用間隔(間隔)
BC,C4 切欠
BP 突出部
B12 外装材下端縁
Cd 遮熱反射シート下端部
Cu 遮熱反射シート上端部
e6 水平辺先端
Fu 傾斜勾配面
G 条溝(内側通気層)
G´ 通気層(外側通気層)
G1 横断条溝
Gu 条溝上端部
H5 コンクリート穴
H6 空気孔
H6´ ボルト挿入用孔
hf 水平当接面
J13 接合部
PK 鋼製パッキン
R 屋根
Vf 垂直当接面
W 外壁
WF 外壁躯体
Claims (7)
- 木造建物の外壁躯体(WF)に、通気性外壁複合パネル(1)を張設して内側外壁を構築し、内側外壁の外側に、通気層(G´)を介して外装材(12)を配置した外壁構造であって、外壁複合パネル(1)は、発泡プラスチック断熱層(1B)の層着面(1S)に、通気用条溝(G)と、層着用の肉厚部(1T,1T´)とを、縦方向に、交互に配置し、表裏両面が輻射熱反射層を備えた非透湿性の遮熱反射シート(1C)を層着面(1S)に層着一体化したものであり、外壁複合パネル(1)を、遮熱反射シート(1C)を外面として外壁躯体(WF)に張設し、遮熱反射シート(1C)の外面に通気胴縁(12A)を縦方向に配置し、通気胴縁(12A)を介して外装材(12)を、外壁複合パネル(1)の遮熱反射シート(1C)との間に通気層(G´)を保持した形態で張設した、木造建物の通気性外断熱の外壁構造。
- 外壁複合パネル(1)の断熱層(1B)は、条溝(G)の幅(a1)と、肉厚部(1T)の幅(a1)とが等幅であり、両側縁が半幅(a2)の肉厚部(1T´)である、請求項1に記載の外壁構造。
- 遮熱反射シート(1C)は、プラスチック樹脂シート(1E)上に突起(1F)群を付設した芯材(1D)の2枚を、突起(1F)群面を対向して層着し、表裏のシート(1E)外面にアルミ箔(1K)を層着した遮熱反射シートである、請求項1、又は2に記載の外壁構造。
- 断熱層(1B)は、厚さ(T3)が75mm厚の押出法ポリスチレンフォーム断熱板(1B)で、肉厚部(1T)と等幅で深さ(Gd)が15mmの条溝(G)群を備え、遮熱反射シート(1C)は、厚さ(T2)が8mmで、押出法ポリスチレンフォーム断熱板(1B)の5〜7mm厚に相当する断熱効果を奏するものである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の外壁構造。
- 1階用外壁複合パネル(1)は、条溝(G)群の下端を連通する横断条溝(G1)を備え、コンクリート基礎立上り部(5)に固定されたアングル形態の外壁受金具(6)によって外壁複合パネル(1)の下端を、外壁受金具の水平辺(6F)の空気孔(H6)と横断条溝(G1)とを整合形態で支承した、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の外壁構造。
- 外壁受金具(6)の水平辺先端(e6)が、外装材(12)より入り込んだ位置であって、且つ、水平辺(6F)と外装材下端縁(B12)との間に空気流入用間隔(ad)を配置した、請求項5に記載の外壁構造。
- 外壁複合パネル(1)の上下接続は、断熱層(1B)の厚さ(T3)中間までの端面段差(d1)で相欠け接合し、上端では、傾斜勾配面(Fu)で屋根断熱層(2B)と整合面当接すると共に、断熱層条溝(G)群の条溝上端部(Gu)を遮熱反射シート上端(Cu)から露出した、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の外壁構造。
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