JP6200476B2 - 木造建築物の断熱耐震パネル - Google Patents

Description

この発明は、木造建築物の軸組の開口を塞ぐための断熱性、気密性及び耐震性を備えたパネルに関するものである。

空調設備の普及により、在来工法における木造建築物においても高い断熱性と気密性が要求されるようになっている。建築物の外周壁に断熱性を付与する構造としては、柱と横架材（梁、桁、鴨居など）で形成される軸組の外側面に断熱板を積層した外装板を取り付ける構造や、軸組の外側と内側に取り付けた外装板と内装板の間にできた空間に断熱材を充填する構造などが採用されている。

また、気密性を付与する構造としては、内装板に気密シートを貼付する構造が一般に行われているが、外装板の継ぎ目に形成される隙間にコーキング剤ないしシーリング剤（以下、両者を含めて「コーキング剤」という。）を充填する構造（特許文献１、３）も知られている。また特許文献２には、軸組と壁パネルとの接合部の気密構造が提案されている。

更に、下記特許文献４には、枠部材の外側に面板と断熱材を設けた大壁構造のパネルが、特許文献５には、面板を備えない矩形の枠部材の中空部を覆って室外側又は枠部材内側に断熱材を固定した壁パネルが示されている。また、特許文献６には、枠部材の内外面に取り付けた面板の間の中空部に断熱材を設けたパネルと、当該パネルの断熱材ないし内側の面板に溝を設けて軸組との継ぎ目にコーキング剤を充填する構造が示されている。

一方、建築工期の短縮と現場作業負担の低減を図るために、柱や梁などの軸組材を工場生産して、現場での作業を低減することが一般的になってきている。工場生産することにより軸組を形成する柱や横架材を正確な寸法に加工することができ、それを現場で所定の手順に従って組み付けてゆくことにより、経験の少ない作業者であっても、正確な寸法の建物を短い工期で建てることができる。

特開平７−０５４４１３号公報 特開２００４−０７６３１４号公報 特開２００５−１０５６２２号公報 特開平９−１８４２１２号公報 特開平１０−１５２９１９号公報 特開２００１−１２３５６１号公報

上記のように、建築物の外周壁に断熱性と気密性を付与するための種々の構造が提案されている。しかし、提案されている従来構造は、例えば断熱板を積層した外装板を用いる構造では、外装板の継ぎ目部分に断熱材の隙間が生じないように取り付けねばならないとか、外装板の継ぎ目に設けたコーキング剤が外面に露出するために劣化して脱落したり、美感を害するなどの問題がある。

また、内装板に断熱シートや気密シートを貼付する構造では、例えば屋内側を伝統的な真壁構造にしようとすると、これらのシートを隙間なく貼り付けるのに熟練と細心の注意が必要であるなどの問題がある。

この発明は、木造建築物の軸組を形成する柱や横架材が正確な寸法に工場生産されることに着目して、工場生産をすることによって現場作業を低減することができ、２０２０年に向けての低炭素住宅義務化に対応できる高気密・高断熱・高耐震性能に優れた木造住宅用のパネルを実現することを課題としている。

この発明の断熱耐震パネル（以下、単に「パネル」とも言う。）は、工場生産される柱と横架材で形成される軸組の壁面となるべき開口や、天井裏の開口の周囲の軸組の内法寸法に合わせた寸法に工場生産によって製造される。

この発明の断熱耐震パネルは、構造用合板や集積材などからなる剛性を備えた基板１ａ及びその屋内側となるべき面の周縁に貼着された周枠１ｂとを備えた面板１と、基板１ａの屋外側となるべき面に外周を面板１の外周に一致させて貼着された断熱材２と、周縁部９ａを前記面板１の周面１ｓに貼着されて断熱材２の外側面２ｓと面板１の周面１ｓとの５面に添着されている遮熱シート９とを備えている。

この発明の断熱耐震パネルは、木造住宅の外壁部分の軸組の開口や天井裏の軸組の開口（以下、両者を含めて単に「開口」と言う。）に嵌め込んだ後、周枠１ｂを軸組材７、８（８ａ、８ｂ）、１５の内法面に釘などで固定することによって当該開口部に断熱性、気密性及び耐震性を付与する。外壁部分の開口に使用するときは、遮熱シート９の外側面９ｓを当該開口の両側の柱７の外側面（屋外側の面）７ｓと同一面にして固定する。パネルの外形寸法をこれを取り付ける開口に丁度嵌め込まれる寸法に工場で加工することにより、建築物に高い耐震性を付与できる。

周枠１ｂの屋内側の外側角には、Ｌ形断面に角を削り取った切欠３を設け、パネルを軸組材７、８、１５に固定した後、切欠３によって軸組材７、８、１５との間に形成される屋内側又は屋根側を向いた溝にシリコン、ウレタン等のコーキング剤を充填することにより気密性を付与する。

基板１ａには、必要に応じて間柱４を設ける。間柱４は、外間柱４ａと内間柱４ｂとの２本に分割して基板１ａの両面に取り付ける。外間柱４ａの突出高さ（パネルの厚さ方向の寸法）は、断熱材２の厚さと等しくし、内間柱４ｂの高さは、周枠１ｂの突出高さｈ（図４参照）と等しくする。断熱材２の外側面に遮熱シート９を添着することにより、より良好な断熱性を付与できる。更に当該遮熱シート９の周縁部９ａを面板１側に折り曲げて当該周縁部を面板の周面１ｓに貼着することで、接着剤の劣化による断熱材２の剥離を防止できる。断熱材２の剥離防止は、特に天井裏の軸組間の開口に取り付けたパネルの経年変化による断熱性の低下を防止するのに有効である。この遮熱シート９は、断熱材２の外側面２ｓと外間柱４ａの外側面を一体に覆うように貼付する。

この発明の断熱耐震パネルを用いて形成される外周壁の屋外側は、大壁構造となる。屋内側は、大壁構造とすることもできるし、真壁構造とすることもできる。大壁構造とするときは、基板１ａ、周枠１ｂ、断熱材２及び遮熱シート９で形成されるパネルの厚さｔ（図４参照）が開口の両側の柱７の奥行き方向の寸法Ｔと等しくなるように周枠１ｂの高さｈ（奥行き方向の寸法、図４）を決定する。

外周壁の屋内側を真壁構造とするときは、基板１ａと同じ縦横寸法の内装板５をパネルと共に工場生産し、パネルの厚さｔに当該内装板５の厚さｄを加えた寸法が開口の両側の柱７の奥行き方向の寸法Ｔより所望寸法ｅだけ薄くなるように周枠１ｂの高さｈを決める。

建築現場においては、軸組を造った後、外壁や屋根裏の軸組の開口にパネルを嵌め込み、釘などでパネルの周枠１ｂを当該軸組に固定し、周枠１ｂの外周角の切欠３により形成される溝にコーキング剤を充填する。外壁の場合には、開口の両側の柱７の外側面７ｓとパネルの外側面９ｓを同一面にした状態で周枠１ｂを軸組材７、８に固定する。そして、軸組と一体となったパネルの外側面９ｓに通常は下地１１と外装板１２からなる適宜の外装材を取り付け、屋内側を真壁構造とするときは、前述した内装板５を取り付ける。屋内側も大壁構造とするときは、同一面となっているパネルの内側面と柱７、通常は柱７と横架材８との内面に必要により下地１３を設けて適宜の内装板１４を取り付ける。

この発明の断熱耐震パネルは、断熱材２によって断熱性が付与されている。断熱材として一般に市販されている厚さの断熱板を用い、基板１ａとして一般に市販されている構造用合板を用いても、周枠１ｂの高さｈを調整することによって、任意寸法の軸組材とパネルとの厚さ関係を所望の厚さ関係とすることができ、屋内側を真壁構造とすることも大壁構造とすることもできる。

パネルと軸組材との継ぎ目は、溝３に充填されるコーキング剤によってシールされて、気密性が確保される。外壁の場合、コーキング剤は、屋内側から充填されかつ内装材で覆われるので、劣化や脱落を防止することができ、美感が損なわれることもない。また、軸組の開口にこの発明の断熱耐震パネルを嵌め込んで固定することによって、軸組に高い耐震性を付与することができる。

この発明の断熱耐震パネルを柱や小屋ばり、横架材などの軸組材と共に工場生産することにより、強度、断熱性、気密性、耐震性などの性能が高くかつ均質な外周壁を構築することができ、現場の作業負担も軽減され、現場の工期も短縮できる。

大壁構造の断熱耐震パネルの実施例を示す斜視図 図１の断熱耐震パネルを用いた外周壁の実施例を示す横断面図 真壁構造の外周壁の実施例を示す横断面図 真壁構造におけるパネルと柱の接合部の拡大横断面図 天井裏の小屋ばり間の開口に設けた実施例を示す断面図

以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。この発明の断熱耐震パネルは、周枠１ｂを備えた面板１とこれに添着された断熱材２とを備えている。面板１の基板１ａは、所定の矩形寸法に切断した市販の構造用合板で、周枠１ｂは、その屋内側の面の周縁に固定されている。図のパネルは、外間柱４ａと内間柱４ｂとに分割して基板１ａに貼着された間柱４を備えている。

断熱材２は、市販の断熱板で、基板１ａの屋外側の面に貼着されている。より高い断熱性を得るために、及び経年変化による断熱材２の剥離を防止するために、断熱材２の外側面２ｓに遮熱シートと呼ばれている薄いシート（通常、厚さ０．５ｍｍ程度で内外の温度差４〜５℃程度の遮熱性を備えている。）を断熱材の外側面２ｓと外間柱４ａの外側面を一体に覆うように貼付する。遮熱シート９は、図１、４に示すように、その周縁部９ａを折り込んで当該周縁部９ａを面板の周面１ｓに貼付して取り付ける。このようにして取り付けた遮熱シートの周縁部９ａは、軸組の開口に嵌め込んだとき、パネルと軸組材７、８、１５とで挟まれた状態になり、接着剤の劣化による遮熱シート９及び断熱材２の剥離が防止される。

パネルの面板１の縦横寸法と外間柱４ａの端面を含む断熱板２の外周の縦横寸法は等しく、その縦横寸法は、それぞれのパネルを装着するそれぞれの開口の内法寸法に等しい。開口周囲の軸組材を示す符号７は柱、８ａ及び８ｂは横架材、１５は小屋ばりである。上方の横架材８ａは、梁、桁、窓の下枠などであり、下方の横架材８ｂは、土台、床、窓の上枠などである。

この発明のパネルは、軸組材７、８、１５と共に工場生産される。面板の基板１ａ及び断熱板２は、市販されている厚さのものを用い、周枠１ｂは、これを取り付ける開口の周囲の軸組材７、８、１５、特にその柱７の奥行き寸法に合わせた高さに加工したものを用いる。外間柱４ａ及び内間柱４ｂは、それぞれ使用する断熱板２の厚さ及び周枠１ｂの高さｈに等しい寸法に加工して用いる。

図２に示す大壁構造の場合は、基板１ａの厚さ、断熱板２の厚さ、遮熱シート９の厚さ及び周枠１ｂの高さを加えた寸法ｔ（図４参照）が、開口の両側の柱７の奥行き寸法Ｔに等しくなるように周枠１ｂ及び内間柱４ｂの高さを決定する。

図３、４に示す真壁構造の場合は、柱７の奥行き寸法Ｔからパネルの厚さｔと内壁面に使用する内装板５の厚さｄとを差し引いた寸法ｅが、真壁構造における柱の内面と壁の内面との差に相当する寸法差になるように、周枠１ｂ及び内間柱４ｂの高さを決定してパネルを製作する。内装板５は、パネルを製作した工場でパネルと同一の縦横寸法に加工する。

図５に示す天井裏に使用する場合は、パネルの厚さと小屋ばりの厚さ（上下寸法）について特に注意する必要はないが、一般的には、パネルを小屋ばりの厚さと等しい厚さにしてやれば良い。

周枠１ｂの反基板側の外周角には、図４の拡大図に示すように、切欠３を設ける。この切欠によって、パネルを軸組の開口に装着したとき、周囲の軸組材７、８との接合部に屋内側を向いた溝が形成される。この溝に屋内側からコーキング剤を充填し、その後、内装材を取り付ける。充填されたコーキング剤によって、パネルと軸組材７、８との接合部が密封され、外周壁に気密性が付与される。

この発明のパネルを用いた木造住宅では、壁となるべき軸組の開口や天井裏の軸組の開口に嵌め込まれるパネルを軸組材７、８、１５と共に工場生産する。窓がつく外周壁には、窓の上下壁にパネルを装着する。パネルと柱及び横架材の取合いは内法面部分とし、パネルは、軸組の寸法に合わせた寸法に工場で加工される。パネルと柱、横架材及び小屋ばりとの接合部にコーキング剤を充填できるように、周枠１ｂに切欠３を設けておく。コーキングをすることにより、外周壁に優れた気密性を付与できる。

パネルは、軸組の開口に嵌め込んだ後、周枠１ｂを軸組材７、８、１５に釘止めにより固定するのが施工性に優れる。この場合、周枠１ｂに釘止め位置を示すマークを設けておくことにより、釘止め位置が現場作業者に解りやすく、施工精度を上げることができる。

柱間、横架材間、小屋ばり間の内法寸法に外形寸法を合わせた面板１の所定位置に、間柱４を内間柱４ｂと外間柱４ａに分割して取付け、断熱材２も間柱間に貼り付けて密着し一体とすることで高い耐震性も発揮することができる。

この発明のパネルは、周枠１ｂの加工寸法を調整するのみで、厚み調整をすることができ、日本古来の純和室の真壁構造仕上げにも、室内景観を損なうことなく、また各々の現場作業者の技術に影響を与えることなく対応でき、耐震性と断熱性を一定に保持できる。

このようにして軸組の所定の開口にそれぞれについて用意されたパネルを嵌め込んで、周枠１ｂを軸組材７、８、１５の内法面に釘止めなどによって固定した後、パネルと軸組材７、８、１５との接合部にコーキング剤を充填する。外壁については、その後、外装材１１、１２及び内装材５又は１３、１４を取り付けて外周壁を完成する。

このようにして形成された外周壁は、断熱性及び気密性を備えているので、外装材や内装材については、気密性や断熱性を考慮することなく、美感、施工性及び耐久性の観点から、材料及び構造を選択することができ、外装及び内装の自由度が高くなる。また、屋内側の間柱と間柱との間に内間柱４ｂの高さに相当する空間が形成されるので、この空間を電気配線や水道管その他の配管を収容するスペースとして利用することができる。

また、天井裏の小屋ばり１５間の開口にこの発明のパネルを装着することにより、天井裏の断熱性及び気密性を確保でき、同時に高い耐震性も得られる。

この発明の断熱耐震パネルを用いることにより、例えば、上棟式当日に通常ならば柱・梁・屋根の骨組みまでで終了するところを断熱材と構造が一体のパネルを取り付けて建物の外周を囲った状態にすることができる。また、現場での現場作業者の労力や技術も軽減でき、工期も短縮できるため、施工者にとっても施主にとっても好ましい効果を得ることができる。

１ 面板
１ａ 基板
１ｂ 周枠
２ 断熱材
２ｓ 断熱材の外側面
３ 切欠
４ 間柱
４ａ 外間柱
４ｂ 内間柱
５ 内装板
７ 柱
７ｓ 柱の外側面（屋外側の面）
８（８ａ、８ｂ） 横架材
９ 遮熱シート
９ｓ パネルの外側面
１１ 下地
１２ 外装板
１３ 下地
１４ 内装板
１５ 小屋ばり
ｄ 内装板の厚さ
Ｔ 柱の奥行き寸法
ｔ パネルの厚さ

Claims (4)

1. 基板とその一方の面の周縁に貼着された周枠とを備えた面板と、前記周枠の反基板側の外周角を削り取って形成したコーキング剤充填用の切欠き溝と、前記面板の他方の面に外周を当該面板の外周に一致させて貼着された断熱材と、周縁を前記面板の周面に貼着されて前記断熱材の外側面と前記面板の周面との５面に添着されている遮熱シートとを備え、外寸がこれを取り付ける軸組の内法寸法に等しい、木造建築物の断熱耐震パネル。
2. 前記基板、周枠、断熱材及び遮熱シートを加えた厚さが前記軸組を形成している柱の奥行き寸法と等しい、請求項１記載の断熱耐震パネル。
3. 前記基板、周枠、断熱材及び遮熱シートを加えた厚さが前記軸組を形成している柱の奥行き寸法より小さい、請求項１記載の断熱耐震パネル。
4. 前記面板が、前記周枠の前記基板からの突出高さと等しい突出高さの内間柱と、前記基板を挟んで当該内間柱に対向して設けられた、前記断熱材の厚さと等しい突出高さの外間柱とを備え、前記遮熱シートが当該外間柱の外側面に貼着されている、請求項１、２又は３記載の断熱耐震パネル。

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