JP5080853B2

JP5080853B2 - 建物の避雷構造

Info

Publication number: JP5080853B2
Application number: JP2007127160A
Authority: JP
Inventors: 真紀雄谷口; 久生野田; 健司原田
Original assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: JP2008280788A

Description

本発明は、落雷から建物を保護し、雷電流を安全に地中に流すことができる建物の避雷構造に関するものである。

建物の避雷設備は建築基準法、消防法、ＪＩＳで設置基準や詳細仕様が決まっている。そのため、必要に応じて、避雷針や避雷導体などの雷撃保護設備で雷撃からの保護を行っている。最近では、ＪＩＳも改正され（ＪＩＳＡ４２０１２００３）、落雷保護の規定も変更になっている。

このような雷撃保護設備は建物上に設置されるが（例えば、特許文献１参照）、建物の外装材の表面に雷撃保護設備が設けられるために、建物の外観が低下するという問題があった。また、建物の外装材として、金属パネルと使用する建物も増加しているが、現状の金属パネルは雷電流を安全に大地に逃がすことができず、受電部として利用することができなかった。従って、雷撃保護設備を建物上に設置する方法で雷撃からの保護を行っていた。
特開平１０−２６１４９５号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、建物の外観を損なわずに建物を雷撃から保護することができる避雷構造を提供することを目的とするものである。

本発明の建物Ａの避雷構造は、建物の外壁１の屋外側面を金属製の外装材２で形成し、この外装材２を金属製の壁下地３と接続金具４で電気的に接続すると共に壁下地３を接地して成る建物Ａの避雷構造において、表面側金属外皮５と裏面側金属外皮６との間に断熱材７を充填して断熱パネル８を形成し、該断熱パネル８を前記壁下地３に取り付けて前記外壁１を形成すると共に前記表面側金属外皮５を前記外壁１の屋外側面の前記外装材２として形成し、前記接続金具４を断面略コ字状の支持部９と該支持部９の両端に突設される固定片１０とで形成し、隣接する前記断熱パネル８、８の間に前記支持部９を配置すると共に前記固定片１０を前記壁下地３に固定することによって、前記接続金具４を前記壁下地３に取り付け、前記表面側金属外皮５に設けた接続片１１と前記支持部９とを接触させて成ることを特徴とするものである。

本発明は、前記外装材２の一カ所以上を前記接続金具４により前記壁下地３に接続することが好ましい。

本発明では、外壁１の外装材２を受雷部として利用することができ、別途避雷設備を設置する必要が無くなって、建物Ａの外観が低下しないようにすることができるものであり、また、外壁全体を受雷部とすることができ、避雷性能を向上させることができるものであり、さらに、部材点数の減少や施工工程の短縮によりコストダウンを図ることができるものである。

また本発明では、建物の構造材料としても使用可能な断熱パネル８の表面側金属外皮５を利用して受雷部を形成することができ、別途避雷設備を設置する必要が無くなって、建物Ａの外観が低下しないようにすることができるものであり、また、外壁全体を受雷部とすることができ、避雷性能を向上させることができるものであり、さらに、部材点数の減少や施工工程の短縮によりコストダウンを図ることができるものである。

また本発明では、接続金具４を介して壁下地３と表面側金属外皮５とを確実に電気的に接続することができ、雷電流を大地に有効に流すためのルートを確保することができるものである。

また、前記外装材２の一カ所以上を前記接続金具４により前記壁下地３に接続する場合は、接続金具４を介して壁下地３と表面側金属外皮５とを部分的に接続することによって、壁下地３と表面側金属外皮５との間で接続金具４を通じた熱伝導を少なくすることができ、外壁１の断熱性能の低下を防止することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明の建物Ａの避雷構造は所定の法基準に沿った合法的な仕様とする。すなわち、建築基準法では高さ２０ｍ以上の建物で避雷針等の避雷設備が必要であると定められており、消防法では指定数量１０倍以上の一般危険物取扱所で避雷針等の避雷設備が必要であると定められており、新ＪＩＳ基準でもＪＩＳＡ４２０１２００３で建築物等の雷保護が規定されているため、これらの基準に準拠する。

図２に本発明の概略図を示す。建物Ａは柱などの建物構造材や胴縁等の壁下地３を鉄などの導電性のある金属で形成したものであって、例えば、鉄骨や鉄筋コンクリート造などの建物Ａである。この建物Ａは地中に埋設した基礎躯体３０の上に形成されており、基礎躯体３０は地中に打ち込んだ杭３１により支持されている。また、壁下地３である鉄骨等の柱や胴縁はその下端が基礎躯体３０の上に固定されており、また、壁下地３と基礎躯体３０とは電気的にも接続されている。基礎躯体３０はそれ自身が電気的に十分な接地極としての機能を有している。そして、建物Ａの屋外面は金属パネル等で形成した金属製の外装材２が設けられており、この外装材２は接続金具４で上記壁下地３に電気的に接続されている。そして、矢印Ｓのように、外装材２に落雷した場合は、矢印イのように、接続金具４を介して壁下地３を導電した後、矢印ロのように、壁下地３から基礎躯体３０を通じて大地に流れる。

上記のような外装材２を受雷部として利用するためには、ＪＩＳ基準によると、鉄板の場合、厚さ０．５ｍｍ以上（落雷により穴が開いても支障がない場合）必要であり、例えば、一般的な建材として用いられているガルバリウム鋼板では厚みが０．８ｍｍであり、上記基準厚さ以上であるため、外装材２として使用可能である。また、雷電流を有効に通電する避雷導体としての必要断面積は、ＪＩＳ基準によると、鉄材の場合、５０ｍｍ^２以上必要であり、現状の建物では有効な雷電流の流れるルートがないが、本発明ではＪＩＳ基準を満たす接続金具４を用いて雷電流の流れるルートを確保するものである。

図３は本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。この避雷構造では断熱パネル（サンドイッチパネル）８を用いて外壁１が形成されている。図４に示すように、断熱パネル８は表面側金属外皮５と裏面側金属外皮６との間に断熱材７を充填して形成される。表面側金属外皮５と裏面側金属外皮６は、導電性のある金属板をロール成形や折り曲げ成形することにより所望形状に成形したものであり、この金属板としては厚み０．２〜２．０ｍｍで、ステンレス鋼板、塗装鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板（商品名：ガルバリウム鋼板）などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。断熱材７としてはグラスウールやロックウールなどの無機繊維材料あるいはウレタンフォームやフェノールフォームなどの樹脂発泡材料であって、密度が２０〜２００ｋｇ／ｍ^３のものを用いることができるが、これらに限定されるものではない。表面側金属外皮５及び裏面側金属外皮６と断熱材７とは接着等により一体化されている。また、断熱パネル８の両方の側端部には接続片１１が突設されている。この接続片１１は表面側金属外皮５の側端部から一体的に延出されるものであり、表面側金属外皮５を平板状の金属板から成形する際に同時に接続片１１を成形することができる。接続片１１は表面側金属外皮５の側端部から断熱材７の側端面に沿って延出される延出部１１ａと、延出片１１ａの先端から外側（断熱材７と反対側）に向かって突出する連結部１１ｂとから断面略Ｌ字状に形成され、断熱パネル８の鉛直方向のほぼ全長にわたって設けられている。また、断熱パネル８の上端は嵌合凸部４０として断熱パネル８の巾方向（水平方向）の全長にわたって形成されている。嵌合凸部４０の屋外側面には凹段部４１が嵌合凸部４０の巾方向の全長にわたって設けられている。凹段部４１の屋外側面にはビス凹部４２が凹段部４１の巾方向の全長にわたって設けられている。さらに、断熱パネル８の下端には嵌合凹部４３が断熱パネル８の巾方向の全長にわたって形成されており、その屋外側面は覆い片４４が断熱パネル８の巾方向の全長にわたって形成されている。

接続金具４は表面側金属外皮５及び裏面側金属外皮６と同様の導電性のある金属板を折り曲げ成形することにより形成されるものであって、図５に示すように、断面略コ字状の支持部９と、支持部９の両端から外側（支持部９と反対側）に向かって突出する固定片１０、１０とを備えて断面略ハット状に形成されている。接続金具４は断面積５０ｍｍ^２を確保するために、厚さ１ｍｍ×幅（水平方向の寸法）５０ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。また、接続金具４の高さ（鉛直方向の寸法）は表面側金属外皮５の高さよりも非常に短くて短尺状（ピース状）に形成されており、例えば、表面側金属外皮５が高さ６００ｍｍ×幅１０ｍとすると、接続金具４の高さは２５〜３０ｍｍとすることができる。

そして、本発明の避雷構造は以下のようにして形成する。まず、壁下地３の屋外側面の鉛直方向のほぼ全長にわたって捨て板５０を取り付ける。この捨て板５０は表面側金属外皮５及び裏面側金属外皮６と同様の導電性のある金属板でほぼ平板に形成されている。次に、捨て板５０の屋外側面の鉛直方向のほぼ全長にわたってセラミックファイバー５１を設ける。次に、接続金具４を壁下地３の屋外側に取り付ける。この場合、接続金具４の固定片１０、１０を捨て板５０の屋外側面に接触させた状態で、金属製のビスなどの固定具５２を固定片１０の屋外側から捨て板５０及び壁下地３にまで打ち込むようにする。また、接続金具４は一つの壁下地３に対して鉛直方向に複数個並べて設けることができるが、この場合、隣り合う接続金具４、４は接触しないように間隔を介して配置する。また、図６に示すように、一枚の断熱パネル８の表面側金属外皮５の一方の側端部の鉛直方向の一カ所（略中央）に一個の接続金具４が接触する状態となるように接続金具４を配置するのが好ましい。これにより、断熱パネル８の鉛直方向の全長にわたって接続金具４を配置したり一枚の断熱パネル８の鉛直方向の複数箇所に接続金具４が接触するように配置する場合に比べて、壁下地３と表面側金属外皮５との間で接続金具４を通じた熱伝導を少なくすることができ、外壁１の断熱性能の低下を防止することができる。尚、本発明において、表面側金属外皮５の複数箇所を接続金具４、４…で接続することもできる。また、セラミックファイバー５１は接続金具４の支持部９の内側空間に保持された状態となる。

次に、壁下地３の屋外側において接続金具４の両側方に断熱パネル８、８を配設する。これにより、断熱パネル８、８の側端面の間に接続金具４の支持部９が位置することになる。断熱パネル８はドリルビスなどの固定具５７をビス凹部４２から打ち込んで壁下地３にまで貫通することにより固定することができる。また、各断熱パネル８、８の接続片１１、１１の連結部１１ｂ、１１ｂが屋内外方向に重なって接触すると共に、屋内側の連結部１１ｂがスペーサ５３を介して支持部９の屋外側面と接触する。スペーサ５３は接続金具４の不陸を調整するために設けるものであって、導電性のある鋼板など金属材料で板状に形成することができ、例えば、鋼製の皿バネを用いることができる。そして、連結部１１ｂ、１１ｂとスペーサ５３と接続金具４の支持部９とは接触した状態で、導電性のある金属製の固定具（ビス等）５４で連結される。

次に、隣り合う断熱パネル８、８の接続片１１、１１の延出部１１ａ、１１ａの間に形成される目地部にコーキング材５５を充填する。この場合、コーキング材５５の屋内側に支持材としてボンドブレーカー５６を設けるようにする。

上記のようにして水平方向に複数枚の断熱パネル８、８…を隣接させて配置した後、その断熱パネル８の上側に他の断熱パネル８を配置する。ここで、鉛直方向で隣接する断熱パネル８、８は、図７に示すように、下側の断熱パネル８の嵌合凸部４０を上側の断熱パネル８の嵌合凹部４３に挿入して嵌合するようにして接続する。また、上側の断熱パネル８の覆い片４４が下側の断熱パネル８の凹段部４１に嵌り込むことになり、これにより、ビス凹部４２に打ち込まれた固定具５７の頭部を覆い隠して屋外側から見えないようにすることができる。尚、図７において、符号５８は嵌合凹部４３に設けたパッキン、５９はパッキン５８、５８の間で嵌合凹部４３に設けたセラミックファイバー、６０は表面側金属外皮５と裏面側金属外皮６とを連結するための補強金物である。

そして、上記の工程に従って、図８に示すように、縦横に複数枚の断熱パネル８、８…を並設することによって、断熱性を有する外壁１を形成することができる。尚、図８の符号１２は内装材である。

本発明の避雷構造では、外壁１の外装材２として用いる断熱パネル８の表面側金属外皮５を受雷部として利用することができ、別途避雷設備を設置する必要が無くなって、建物Ａの外観が低下しないようにすることができる。すなわち、表面側金属外皮５に落雷があった場合、その電流は表面側金属外皮５の接続片１１からスペーサ５３を介して接続金具４に流れ、その後、接続金具４の固定片１０から捨て板５０を介して壁下地３に流れ、この後、基礎躯体３０に流れることになり、外壁１を利用して避雷することができるものである。また、避雷針等の避雷設備よりも大きな面積の外壁１全体が受雷部となって、避雷性能を向上させることができる。さらに、外壁１を形成するための部材や工程を利用して避雷構造を形成することができ、部材点数の減少や施工工程の短縮によりコストダウンを図ることができる。

図９に他の実施の形態を示す。この避雷構造では、表面側金属外皮５の略平行な突出片６２を表面側金属外皮５の両側端部から外側（断熱材７と反対側）に突出し、突出片６２の先端に上記と同様の延出部１１ａと連結部１１ｂからなる接続片１１を設け、断熱材７の側端面と突出片６２と延出部１１ａとで囲まれる空間にパッキン６３を充填することによって、断熱パネル８が形成されている。その他の断熱パネル８の構成は上記と同様である。また、この避雷構造では、断面略コ字状の溝型部材６４を用いる。溝型部材６４は鋼板等の導電性のある金属板を折り曲げ加工することにより形成されるものであって、底板６５とその両端の側板６６、６６とで長尺に形成されている。その他の構成は上記の実施の形態と同様である。

そして、この避雷構造は以下のようにして形成する。まず、上記と同様の捨て板５０を壁下地３の屋外側面に取り付ける。次に、捨て板５０の屋外側面に溝型部材６４の底板６５を接触させるようにして、捨て板５０の屋外側に溝型部材６４を鉛直方向に長く配設する。次に、溝型部材６４の底板６５の屋外側面に接続金具４の固定片１０を接触させるようにして、溝型部材６４の内側（側板６６、６６の間）に接続金具４を配設する。この場合、金属製のビスなどの固定具５２を固定片１０の屋外側から捨て板５０と底板６５及び壁下地３にまで打ち込むようにする。また、上記と同様に接続金具４は鉛直方向に複数個設けることができるが、図６と同様に、一枚の断熱パネル８の一方の側端部の鉛直方向の一カ所に一個の接続金具４が接触する状態となるように接続金具４を配置するのが好ましい。次に、壁下地３の屋外側において接続金具４の両側方に断熱パネル８、８を配設する。これにより、断熱パネル８、８の側端面の間に接続金具４の支持部９が位置することになる。また、上記と同様に、断熱パネル８は固定具５７をビス凹部４２から打ち込んで壁下地３に固定する。そして、各断熱パネル８の接続片１１の連結部１１ｂの屋内側面を支持部９の屋外側面と接触させる。また、断熱パネル８に設けたパッキン６３に溝型部材６４の側板６６の先端を食い込ませる。

この後、支持部９の屋外側面と対向する位置において、連結部１１ｂの屋外側に押圧板６７を配設する。押圧板６７は鋼板等の導電性のある金属板で形成されており、両方の連結部１１ｂ、１１ｂにわたって配設される。そして、押圧板６７の屋外側からビス等の固定具６８を打ち込んで接続金具４の支持部９と連結することによって、押圧板６７と支持部９の屋外側面とで接続片１１の連結部１１ｂ、１１ｂを挟持する。これにより、接続片１１の連結部１１ｂと接続金具４の支持部９とを密着させることができる。次に、押圧板６７の屋外側において、上記と同様に、接続片１１、１１の延出部１ａ、１ａの間に形成される目地部にボンドブレーカー５６を設け、この屋外側にコーキング材５５を充填する。このようにして水平方向に複数枚の断熱パネル８、８…を隣接させて配置する。また、上記と同様にして複数枚の断熱パネル８、８…を嵌合により接続して配設することによって、外壁１を形成することができる。そして、この実施の形態においても、図１に示すものと同様に外壁１を受雷部として避雷を行うことができる。

本発明の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の概略図である。同上の一部の概略図である。同上の断熱パネルの一例を示す斜視図である。同上の接続金具の一例を示す斜視図である。同上の接続金具の配置する位置を説明する概略図である。同上の上下の断熱パネルの接続を示す断面図である。同上の外壁の一部を示す斜視図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。

符号の説明

Ａ建物
１外壁
２外装材
３壁下地
４接続金具
５表面側金属外皮
６裏面側金属外皮
７断熱材
８断熱パネル
９支持部
１０固定片
１１接続片
１３屋根材

Claims

建物の外壁の屋外側面を金属製の外装材で形成し、この外装材を金属製の壁下地と接続金具で電気的に接続すると共に壁下地を接地して成る建物の避雷構造において、表面側金属外皮と裏面側金属外皮との間に断熱材を充填して断熱パネルを形成し、該断熱パネルを前記壁下地に取り付けて前記外壁を形成すると共に前記表面側金属外皮を前記外壁の屋外側面の前記外装材として形成し、前記接続金具を断面略コ字状の支持部と該支持部の両端に突設される固定片とで形成し、隣接する前記断熱パネルの間に前記支持部を配置すると共に前記固定片を前記壁下地に固定することによって、前記接続金具を前記壁下地に取り付け、前記表面側金属外皮に設けた接続片と前記支持部とを接触させて成ることを特徴とする建物の避雷構造。
前記外装材の一カ以上を前記接続金具により前記壁下地に接続して成ることを特徴とする請求項１に記載の建物の避雷構造。