JP6019499B2 - 建築用パネル及び建築構造 - Google Patents

Description

本発明は、木造家屋などの建築において床材や天井材などとして使用される建築用パネル及び建築構造に関するものである。

木造家屋の建造工法は、柱および横架材等で軸組みをし、水平力を貫・筋交いで支え耐力構造を構築する軸組工法と、耐力合板を有するパネルを用いて壁面および床面を構築するパネル工法とに大別される。一般に、質感等の観点から需用者はパネル工法よりも軸組工法を好む傾向があるが、軸組工法は、貫・筋交いの組込み、下地壁構築、内装仕上げなどの煩雑な作業を含み、施工期間が長く、熟練を必要とするなどの課題がある。一方、パネル工法は、軸組工法に比べて工期が短く、熟練した技術を格別必要としないなどの利点がある。

このため、軸組工法とパネル工法の両者の利点を活かすべく、予め作製されたパネルを軸組に嵌込む軸パネル工法が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。この軸パネル工法では、パネルを予め設計し、工場で作製することができるため、規格に沿ったパネルを生産性よく製造することができる。また、建築現場では、このパネルを縦横に枠組みした軸内に嵌込めば、耐力構造を構築でき、筋交いの組込みなどの手間を省略することができるため、在来軸組工法に比べて作業が簡略化され、施工期間を短縮することができる。さらに、特許文献１〜３において提案の軸パネル工法では断熱性や耐震性などにも優れるとされる。

特開2003-41687号公報 特開2013-14912号公報 特開2012-246744号公報

近年、省エネルギーの観点から木造家屋における断熱性の一層の向上が望まれている。

本発明はこのような要望に応えるべくなされたものであり、その目的は、作業工数を少なくでき、施工を簡易なものとすることができるとともに、高い断熱性が得られる建築用パネル及び建築構造を提供することにある。

本発明によれば、枠体と、この枠体の一方面を塞ぐ第１面材と、前記枠体の他方面を塞ぐ第２面材とを備えた建築用パネルであって、前記枠体と第１面材と第２面材とで形成される内部空間を前記枠体の厚み方向の所定位置で分断する、少なくとも１枚の板状の仕切り部材と、前記枠体と前記第１面材との間及び前記枠体と前記第２面材との間に設けられた段ボール紙からなるシール部材とをさらに備えたことを特徴とする建築用パネルが提供される。

ここで、断熱性及び耐震強度を一層向上させる観点からは、前記枠体が、枠部と、枠部内に形成された格子とを有しているのが好ましい。

また、前記仕切り部材で分断された内部空間の厚みは８ｍｍ〜１５ｍｍの範囲であるのが好ましい。

さらに、断熱性の向上や組み立て作業性などの観点からは、前記仕切り部材は段ボール紙又は厚紙であるのが好ましい。なお、本明細書において「厚紙」とは、厚さ０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の紙材を言うものとする。

また本発明によれば、木造家屋における建築構造であって、軸組で形成された枠状部分に、厚み方向の所定位置に少なくとも１枚の板状の仕切り部材が設けられた枠体が嵌め入れられ、前記枠体の一方面が第１面材で塞がれ、前記枠体の他方面が第２面材で塞がれ、前記枠体と前記第１面材との間及び前記枠体と前記第２面材との間に段ボール紙からなるシール部材が設けられていることを特徴とする建築構造が提供される。

本発明の建築用パネル及び建築構造によれば、木造家屋の建築において、作業工数を少なくでき施工を簡易なものにできる。また、高い断熱性が得られる。

本発明に係る建築用パネルの一例を示す組立斜視図である。 本発明に係る建築用パネルの部分断面図である。 本発明に係る建築用パネルの他の例を示す垂直断面図である。 本発明の建築用パネルを床材として用いた場合の施工例である。 本発明の建築用パネルを天井材として用いた場合の施工例である。

以下、本発明に係る建築パネル及び建築構造について図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る建築パネルの一例を示す組立斜視図を、図２に部分断面図をそれぞれ示す。図１及び図２の建築パネルＰ１は、枠体Ｆとしての第１枠体１、第２枠体２、第３枠体３と、仕切り部材としての段ボール紙４ａと段ボール紙４ｂと、第１面材５と、第２面材６と、シール部材としての段ボール紙９ａ，９ｂとを備える。第１枠体１と第２枠体２、第３枠体３とは、それぞれ枠部１１，２１，３１と、枠部１１，２１，３１内に形成された格子１２，２２，３２とを有する。また、第１枠体１及び第２枠体２の枠部１１，２１における対向面の内周縁には段差部１１１，２１１（図２に図示）が形成されている。

第３枠体３の両面には段ボール紙４ａと段ボール紙４ｂとが貼着される。そして、第１枠体１と第２枠体２とが、段ボール紙４ａ，４ｂが貼着された第３枠体３を段差部１１１，１２１に挟み込むように接合される。このとき、第１枠体１、第２枠体２、第３枠体３の格子１２，２２，３２は重なり合って、段ボール紙４ａと段ボール紙４ｂとを挟持する。そして、第１枠体１及び第２枠体２の外側面に、短冊状の木材を接ぎ合わせてなる第１面材５及び第２面材６が、段ボール紙９ａ，９ｂを挟み込むように取り付けられる。

このような構成の建築パネルＰ１によれば、第１枠体１と、第２枠体２と、第１面材５と、第２面材６とで形成される内部空間が、段ボール紙４ａと段ボール紙４ｂとによって枠体Ｆの厚み方向に３つに分断され、段ボール紙４ａ，４ｂによって仕切られた空間間の空気対流は阻止されるので、建築パネルＰ１の断熱性は従来に比べ各段に向上する。

段ボール紙４ａ，４ｂによって分断されたそれぞれの内部空間の厚みは、内部空間の分断数などを考慮し適宜決定すればよいが、通常、８ｍｍ〜１５ｍｍの範囲が好ましく、内部空間の分断数が多いほど前記厚みは薄くしてもよい。

本発明で使用する仕切り部材に限定はなく、例えば、厚紙や樹脂シートなど従来公知の物を使用することができるが、建築用パネルの組立作業性や断熱性などの観点からは段ボール紙又は厚紙が好ましい。段ボール紙４ａ，４ｂの厚みとしては数ｍｍ程度が好適である。

また、本発明で使用する第１面材５及び第２面材６は、短冊状の木材の接ぎ合わせの他、一枚板を用いてももちろん構わない。第１面材５及び第２面材６の第１枠体１及び第２枠体２への固定は、釘やボルト・ナット、接着剤など従来公知の固定方法を用いることができる。

段ボール紙４ａ及び段ボール紙４ｂは、第３枠体３の両面に取り付けてもよいし、第１枠体１及び第２枠体２にそれぞれ取り付けてもよい。段ボール紙４ａ，４ｂの取り付け方法に特に限定はなく、枠部及び格子による単なる挟持であってもよいし、釘等による取り付けであってもよいが、段ボール紙４ａ，４ｂで仕切られた空間の気密性を高める観点からは接着剤を用いた取り付けが推奨される。

図３に、本発明に係る建築用パネルの他の実施形態を示す断面図を示す。図３に示す建築用パネルＰ２が、図１及び図２に示す建築用パネルＰ１と異なる点は、１枚の段ボール紙（仕切り部材）４で、第１枠体１と、第２枠体２と、第１面材５と、第２面材６とで形成される内部空間を２つに分断している点にある。

具体的には、図３に示す建築用パネルＰ２は、第１枠体１及び第２枠体２の少なくとも一方に段ボール紙４が貼着され、第２枠体２の枠部２１に形成された段差部２１１に第１枠体１が嵌め入れられてなる。そして、第１枠体１及び第２枠体２の外側面には、第１面材５及び第２面材６が、シール部材としての段ボール紙９ａ，９ｂを挟み込むように取り付けられている。

このような構成の建築パネルＰ２によっても、段ボール紙４によって仕切られた空間間の空気対流は阻止されるので、建築パネルＰ２の断熱性は従来に比べ各段に向上する。

図４に、本発明の建築用パネルＰ１を床材として使用する場合の施工例を示す。基礎７１の上面に木土台７２が設けられ、木土台７２から水平方向に所定距離隔てて大引７３が設けられている。そして木土台７２と大引７３との間に、複数枚の建築用パネルＰ１が床材として並べて取り付けられる。従来は、木土台７２と大引７３との間に根太（不図示）を架け渡し、その上に床材を取り付けていたが、後述の実施例で示すように、本発明の建築用パネルは高い剛性を有するので、根太を設けることなく木土台７２と大引７３との間に直接架け渡すことができ作業の簡略化が図れる。

図５に、本発明の建築用パネルを天井材として使用する場合の施工例を示す。図５では、厚み方向の所定位置に２枚の仕切り板としての段ボール紙４ａ，４ｂが設けられ、一方面側に第１面材５が取り付けられた枠体Ｆが、木造家屋の垂木（軸組）８１で形成された枠状部分８２に嵌め入れられる。そして、枠状部分８２に嵌め入れられた複数の枠体Ｆのもう一方面に、一枚の第２面材６が取り付けられて天井材とされる。なお、この場合、枠体Ｆごとにそれぞれ第２面材６を取り付けても構わない。また、枠体Ｆが枠状部分８２にまず嵌め入れられ、その後、複数の枠体Ｆの両面に対して一枚の第１面材及び第２面材が取り付けられて天井材となるようにしても構わない。

図４及び図５では、本発明の建築用パネルを床材及び天井材として使用した場合を例示したが、本発明の建築用パネルは壁材としても同様に使用することができる。なお、本発明の建築用パネルは、床材及び天井材としてより好ましく使用される。

また、本発明で使用する枠体、第１面材、第２面材の材料としては、木材や金属材料、プラスチック材料など従来公知の材料を用いることができるが、自然環境保護の観点から木材の使用が推奨される。

（断熱性試験）
建築用パネルＡ〜Ｈを次に示す材料から作製し、ＪＩＳ Ａ １４２０（建築用構成材の断熱性測定方法−校正熱箱法等 付属書Ｂ（規定）小さな伝熱面積をもつ校正熱箱法）を参考に一部簡素化した方法で熱貫流率を測定した。測定結果を表１に示す。

（建築用パネルＡ）
図１に示す３層構造の建築用パネルであって、下記構成材からなる。
第１面材：ランバーコア合板（厚さ：１２ｍｍ，表層樹種：ラワン）
第２面材：合板（厚さ：９ｍｍ，積層数：５，樹種：ラワン）
枠体 ：枠部 幅４５ｍｍ×厚さ２４ｍｍ
格子 幅３０ｍｍ×厚さ８ｍｍ×長さ２０５ｍｍ
３層構造
樹種 スギ（無等級材）
仕切り部材：柿渋紙（坪量４１．５ｇ／ｍ^２）

（建築用パネルＢ）
枠体の枠部の厚さを３０ｍｍ、格子の厚さを１０ｍｍとした以外は建築用パネルＡと同じ構成とした。

（建築用パネルＣ）
図３に示す２層構造の建築用パネルであって、下記構成材からなる。
第１面材：ランバーコア合板（厚さ：１２ｍｍ，表層樹種：ラワン）
第２面材：合板（厚さ：９ｍｍ，積層数：５，樹種：ラワン）
枠体 ：枠部 幅４５ｍｍ×厚さ２４ｍｍ
格子 幅３０ｍｍ×厚さ１２ｍｍ×長さ２０５ｍｍ
２層構造
樹種 スギ（無等級材）
仕切り部材：柿渋紙（坪量４１．５ｇ／ｍ^２）

（建築用パネルＤ）
枠体の枠部の厚さを３０ｍｍ、格子の厚さを１５ｍｍとした以外は建築用パネルＣと同じ構成とした。

（建築用パネルＥ）
仕切り部材を用いない１層構造の建築用パネルであって、下記構成材からなる。
第１面材：ランバーコア合板（厚さ：１２ｍｍ，表層樹種：ラワン）
第２面材：合板（厚さ：９ｍｍ，積層数：５，樹種：ラワン）
枠体 ：枠部 幅４５ｍｍ×厚さ８ｍｍ
格子 幅３０ｍｍ×厚さ８ｍｍ×長さ２０５ｍｍ
１層構造
樹種 スギ（無等級材）

（建築用パネルＦ）
枠体の枠部及び格子の厚さを１０ｍｍとした以外は建築用パネルＥと同じ構成とした。

（建築用パネルＧ）
枠体の枠部及び格子の厚さを２４ｍｍとした以外は建築用パネルＥと同じ構成とした。

（建築用パネルＨ）
枠体の枠部及び格子の厚さを３０ｍｍとした以外は建築用パネルＥと同じ構成とした。

表１から明らかなように、仕切り部材によって内部空間を分断し、空気層を３層及び２層形成した建築用パネルＡ〜Ｄは、仕切り部材を用いない建築用パネルＥ〜Ｈよりも熱貫流率が低く断熱性が優れていた。

（曲げ試験）
次に、建築用パネルＩ，Ｊ，Ｋを次に示す材料から作製し、ＪＩＳ Ａ １４１４−２（建築用パネルの性能試験方法）−２０１０ ５．３ 曲げ試験に示される２線荷重に準拠して曲げ試験を行った。結果を表２に示す。

（建築用パネルＩ）
図１に示す構造の建築用パネルであって、下記構成材からなる。
第１面材：ランバーコア合板（厚さ：１２ｍｍ，表層樹種：ラワン）
第２面材：合板（厚さ：９ｍｍ，積層数：５，樹種：ラワン）
枠体 ：枠部 幅４５ｍｍ×厚さ１５ｍｍ
格子 長材 幅３０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ×長さ９１０ｍｍ
短材 幅３０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ×長さ２０５ｍｍ
長材及び短材は３層構造
樹種 スギ（無等級材）
仕切り部材：柿渋紙（坪量４１．５ｇ／ｍ^２）

（建築用パネルＪ）
図３に示す構造の建築用パネルであって、下記構成材からなる。
第１面材：ランバーコア合板（厚さ：１２ｍｍ，表層樹種：ラワン）
第２面材：合板（厚さ：９ｍｍ，積層数：５，樹種：ラワン）
枠体 ：枠部 幅４５ｍｍ×厚さ３０ｍｍ
格子 長材 幅３０ｍｍ×厚さ１５ｍｍ×長さ９１０ｍｍ
短材 幅３０ｍｍ×厚さ１５ｍｍ×長さ２０５ｍｍ
長材及び短材は２層構造
樹種 スギ（無等級材）
仕切り部材：柿渋紙（坪量４１．５ｇ／ｍ^２）

（建築用パネルＫ）
仕切り部材のない建築用パネルであって、下記構成材からなる。
第１面材：ランバーコア合板（厚さ：１２ｍｍ，表層樹種：ラワン）
第２面材：合板（厚さ：９ｍｍ，積層数：５，樹種：ラワン）
枠体 ：枠部 幅４５ｍｍ×厚さ３０ｍｍ
格子 長材 幅３０ｍｍ×厚さ３０ｍｍ×長さ９１０ｍｍ
短材 幅３０ｍｍ×厚さ３０ｍｍ×長さ２０５ｍｍ
樹種 スギ（無等級材）

表２から明らかなように、最大曲げモーメントは建築用パネルＣ，Ｂ，Ａの順で高かった。

本発明の建築用パネル及び建築構造によれば、木造家屋の建築において、作業工数を少なくでき施工を簡易なものにでき、しかも高い断熱性が得られ有用である。

１ 第１枠体
２ 第２枠体
３ 第３枠体
４ 段ボール紙（仕切り部材）
４ａ 段ボール紙（仕切り部材）
４ｂ 段ボール紙（仕切り部材）
５ 第１面材
６ 第２面材
９ａ 段ボール紙（シール部材）
９ｂ 段ボール紙（シール部材）
Ｆ 枠体
１１ 枠部
１２ 格子
２１ 枠部
２２ 格子
３１ 枠部
３２ 格子
８１ 垂木（軸組）
８２ 枠状部分

Claims (5)

1. 枠体と、この枠体の一方面を塞ぐ第１面材と、前記枠体の他方面を塞ぐ第２面材とを備えた建築用パネルであって、
   前記枠体と第１面材と第２面材とで形成される内部空間を前記枠体の厚み方向の所定位置で分断する、少なくとも１枚の板状の仕切り部材と、
   前記枠体と前記第１面材との間及び前記枠体と前記第２面材との間に設けられた段ボール紙からなるシール部材と
   をさらに備えたことを特徴とする建築用パネル。
2. 前記枠体が、枠部と、枠部内に形成された格子とを有している請求項１記載の建築用パネル。
3. 前記仕切り部材で分断された内部空間の厚みが８ｍｍ〜１５ｍｍの範囲である請求項１又は２記載の建築用パネル。
4. 前記仕切り部材が段ボール紙又は厚紙である請求項１〜３のいずれかに記載の建築用パネル。
5. 木造家屋における建築構造であって、軸組で形成された枠状部分に、厚み方向の所定位置に少なくとも１枚の板状の仕切り部材が設けられた枠体が嵌め入れられ、前記枠体の一方面が第１面材で塞がれ、前記枠体の他方面が第２面材で塞がれ、前記枠体と前記第１面材との間及び前記枠体と前記第２面材との間に段ボール紙からなるシール部材が設けられていることを特徴とする建築構造。