JP6511252B2 - 外壁パネル目地部耐火構造 - Google Patents

Description

この発明は、物流施設等の鉄骨系建物等において、隣り合う外壁パネル間の縦目地を耐火構造とする外壁パネル目地部耐火構造に関する。

物流施設、コンビニエンスストア等の建物の外壁において、ロックウールなどの不燃断熱材を鋼板で挟み込んだ金属サンドイッチ構造の外壁パネルを、上下に複数枚並べて構築するものがある。このような外壁を施工するのに、従来は、スラブや柱，梁等からなる建物躯体に、下地となる胴縁を先行して取付け、この胴縁に前記複数枚の外壁パネルを取り付けている。この先行して取り付けられた胴縁にパネルを縫いつけるために、外部から直接作業のできる足場を、建物躯体のパネル取付け面に設置する。

従来工法のパネル端部の納まりを図１３に示す。外壁パネル４２の表面を構成する鋼板４８の端部に折り曲げ片４８ａを設け（同図（Ａ））、この折り曲げ片４８ａを目地部で隣り合う外壁パネル４２，４２の折り曲げ片４８ａと重ね合わせ（同図（Ｂ））、それらを外壁パネル４２の目地芯に設置した角形の胴縁４３にタッピングビス等のビス５１で留め付ける。ビス留めされた外壁パネル４２の目地部分は、その上からシーリング材５６を充填することで防水する。また、それぞれの外壁パネル４２，４２も角形の胴縁４３にタッピングビス等のビス５０で縫い付ける（同図（Ｃ））。

外壁パネル４２は、表裏の鋼板４８，４８間に不燃断熱材（図示せず）を挟み込んだ金属サンドイッチパネルであり、端部に石膏ボード４４を取り付け、鋼板４８は、詳しくは同図（Ｄ）のように一部４８ｂを内側に折り返している作りとなっている。目地内部には，セラミックファイバー４５を設置して、石こうボード４４の耐火効果と共に耐火性の
確保に寄与している。

特許第３５５０３０４号公報

上記従来の外壁構造では、外壁パネル４２の取付けのためには、足場（図示せず）の設置が必要であった。そのため、パネル取り付け施工のために足場に影響する工事、例えば外構工事などが滞留するなどの問題があった。また、外壁パネル４２を１枚ずつ吊り上げ、建物躯体の胴縁４３に取付けるので、手間がかかり、これによっても工期が長くなるという問題があった。
ここで、建物の内部からでも取り付け作業が可能な様に外壁パネル４２の端部の納まりおよび胴縁４３の納まりを案出した。その案によると、外壁パネル４２の目地部の納まりを建物内部で施工できるため、足場設置の軽減が期待できる。

外壁パネル４２からなる外壁に必要な性能の一つとして、耐火性能が上げられる。従来の外壁パネルの目地構造は、耐火性能と水密性能を目地内部で両立させるために、図１３の例のようにシーリング材５６を外部施工とし、目地内部には石膏ボード４４やセラミックファイバー４５などを配置している。

しかし、無足場施工を可能とするには，外部からのシーリング材５６の工事をなくす必要がある。ここで問題となるのは，シーリング材５６を無くす手法としてガスケット（図示せず）を利用した重複シール工法やオープンジョイント工法が上げられるが、これらの工法を取るのに十分なスペースが確保し難い。

この発明の目的は、外壁パネルの建物躯体への取り付け、および外壁パネルの縦目地の納まり工事の両方につき、建物の内部から施工出来て、無足場施工が可能となり、工期および費用の削減が期待でき、かつ耐火性および水密性が確保できる外壁パネル目地部耐火構造を提供することである。

この発明の外壁パネル目地部耐火構造は、上下方向に並ぶ複数枚の耐火性の外壁パネルが、この外壁パネルの裏面の横幅方向の複数箇所で上下方向に延びる複数本の胴縁に取付けられて外壁パネルユニットとされ、この外壁パネルユニットがパネル幅方向に並べられて建物躯体に複数設置されてなる外壁における左右に隣り合う外壁パネル間の縦目地の目地部耐火構造であって、
前記各外壁パネルユニットは、前記外壁パネルの側縁が前記胴縁から側方に延出し、前記左右に隣り合う外壁パネルユニットにおける前記外壁パネルの間の縦目地に跨がって裏面に不燃断熱材が配置され、前記縦目地内に密封部材が介在する。

この構成によると、複数枚の外壁パネルを胴縁と一体化させて外壁パネルユニットとしており、外壁パネルユニットの胴縁を建物躯体に取付ける作業は、建物躯体内のスラブや梁上等から行えるため、外壁パネルの建物躯体への取付作業を行うにつき、従来は必要であった建物躯体の外周の足場が不要になる。
また、水密性と耐火性を両立させるについて、無理に目地内で耐火性を確保しようとせずに、外壁パネルの間の縦目地に跨がって室内側に不燃断熱材を配置し、縦目地内に密封部材をのみを介在させている。そのため、縦目地の耐火性能の確保については、室内側からの不燃断熱材の後施工として、縦目地内部は水密性の確保に特化し、水密性と耐火性を両立させることができる。縦目地が水密性の確保に特化できることから、縦目地内にガスケットやオープンジョイント工法を採るスペースが十分に得られ、屋外側からの水密施工を不要にできる。

このように、外壁パネルの建物躯体への取付作業と、縦目地の耐火性能確保との両方の点で、無足場施工が可能となる。そのため、工期および費用の削減が期待できる。また、これまで外部足場の撤去時期に影響していた工事、例えば外構工事などの工事の早期着手ができることで、全体工期の短縮が期待できる。また、内部施工とすることで作業環境と作業性能の効率化が見込めるため人員コストの削減も期待できる。
胴縁から外壁パネルの側縁が延出する形としているが、不燃断熱材により目地を覆うようにしているため、仮に火災を受けた際にも、外壁パネルの縦目地間の開きによる火炎の流出入を防ぐことができ、耐火性にも優れる。縦目地内部は水密性の確保に特化できるため、水密性にも優れる。
さらに、地組等により外壁パネルと下地胴縁とを一体化させることで大判化させて外壁に取り付ける工法となるため、個々の外壁パネルを１枚ずつ建物躯体に取付ける従来の外壁パネル取付け構造に比べて効率良く施工でき、この面でも省力化、短工期化が可能になる。

前記不燃断熱材は前記縦目地を介して隣り合う両胴縁間の全幅に渡って設けられ、前記胴縁に設けられた断熱材押え部材により押さえ状態に取付けられる。
この構成の場合、不燃断熱材が両胴縁間の全幅に渡り、断熱材押え部材は両側の胴縁に取付ければ良いため、簡素な構成の断熱材押え部材で不燃断熱材を堅固に保持でき、かつ不燃断熱材の取付け施工も簡単に行える。

この発明の外壁パネル目地部耐火構造は、上下方向に並ぶ複数枚の耐火性の外壁パネルが、この外壁パネルの裏面の横幅方向の複数箇所で上下方向に延びる複数本の胴縁に取付けられて外壁パネルユニットとされ、この外壁パネルユニットがパネル幅方向に並べられて建物躯体に複数設置されてなる外壁における左右に隣り合う外壁パネル間の縦目地の目地部耐火構造であって、前記各外壁パネルユニットは、前記外壁パネルの側縁が前記胴縁から側方に延出し、前記左右に隣り合う外壁パネルユニットにおける前記外壁パネルの間の縦目地に跨がって裏面に不燃断熱材が配置され、前記縦目地内に密封部材が介在し、前記不燃断熱材は前記縦目地を介して隣り合う両胴縁間の全幅に渡って設けられ、前記胴縁に設けられた断熱材押え部材により押さえ状態に取付けられたため、外壁パネルの建物躯体への取り付け、および壁パネルの縦目地の納まり工事の両方が建物の内部から施工出来て、無足場施工が可能となり、工期および費用の削減が期待でき、かつ耐火性および水密性が確保できる。

この発明の第１の実施形態に係る外壁パネル目地部耐火構造を示す部分水平断面図である。 同外壁パネル目地部耐火構造を適用した外壁を一部分解状態で示す概略正面図である。 （Ａ）は同外壁の外壁パネルと建物躯体との関係を示す垂直断面図、（Ｂ）はその部分水平断面図である。 （Ａ）は外壁パネルユニットの平面図、（Ｂ）は同外壁パネルの胴縁への取付け部分およびその胴縁の建物躯体への取付け部分を示す部分拡大平面図である。 同外壁パネルユニットの斜視図である。 外壁パネルの中間省略垂直断面図である。 上下に隣り合う外壁パネルの境界部分の垂直断面図である。 この発明の他の実施形態に係る外壁パネル目地部耐火構造を示す部分水平断面図である。 参考提案例の外壁パネル目地部耐火構造を示す部分水平断面図である。 （Ａ）は同外壁パネル目地部耐火構造における不燃断熱材およびカバープレートの関係を示す縦断面図、（Ｂ）は同斜視図である。 他の参考提案例に係る外壁パネル目地部耐火構造を示す部分水平断面図である。 さらに他の参考提案例に係る外壁パネル目地部耐火構造を示す部分水平断面図である。 従来例の施工説明図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図７と共に説明する。この外壁パネル目地部耐火構造が適用される建物は、例えば物流施設となる倉庫やコンビニエンスストア等の鉄骨系建物である。

図１は、この外壁パネル目地部耐火構造を示す部分水平断面図である。この外壁パネル目地部耐火構造は、耐火性の外壁パネル２２で構成される外壁における左右の外壁パネル２２，２２間の縦目地３５の目地部耐火構造である。外壁パネル２２は、上下左右にそれぞれ複数枚並んで外壁を構成する。各外壁パネル２２は、不燃断熱材２７を屋外側および屋内側の鋼板２８，２９で挟み込んだ金属サンドイッチパネルである。不燃断熱材２７は、ロックウール等の非定形の材料であるが、けい酸カルシウム板や石膏ボード等であっても良い。屋外側の鋼板２８は、左右の縁部に屋内側へ折り曲げられて不燃断熱材２７の小口面を覆う折曲片２８ａを有し、隣り合う外壁パネル２２，２２の折曲片２８ａ，２８ａ間に縦目地３５となる空間が形成される。折曲片２８ａは、屋内側の鋼板２９には連続しておらず、両面の鋼板２８，２９間の熱橋を回避している。折曲片２８ａの内側に位置して不燃断熱材２７の小口面は、石膏ボード等の不燃断熱材からなる小口覆い部材２７ａで覆っている。

外壁パネル２２は、上下方向に延びる複数本の胴縁２３に取付けられ、胴縁２３を介して後述のように建物躯体に取付けられる。胴縁２３は、同図の例ではリップ溝形鋼とされ、パネル端部の胴縁２３、すなわち縦目地３５に位置する胴縁２３は、パネル幅方向の内向きに開口してウェブ部２３ａが目地３５側に位置している。外壁パネル２２の胴縁２３への取付けは、外壁パネル２２を表裏に貫通するドリル付きタッピングビス等の固着具３０により行われる。同図において、固着具３０の頭部が外壁パネル２２の表面から沈み込んで図示されているのは、外壁パネル２２における上下間の継手部分の凹み部２２ａ（図６、図７）内に固着具３０の頭部が位置し、その頭部が図１に表れているからである。

図１において、この実施形態の外壁パネル目地部耐火構造では、外壁パネル２２の側縁が胴縁２３から側方に延出し、換言すれば、胴縁２３は外壁パネル２２の側縁から少し離れた位置に設置し、左右に隣り合う外壁パネル２２，２２の間の縦目地３５に跨がって裏面に不燃断熱材３８を配置している。不燃断熱材３８は、縦目地３５を介して隣り合う両胴縁２３，２３間の全幅に渡って設ける。縦目地３５内には、それぞれレインバリアおよびウィンドバリアとなる密封部材３６，３７を介在させている。ウィンドバリアとなる密封部材３７は、必ずしも設けなくても良い。

不燃断熱材３８は、この例では帯状に延びるボードであり、ロックウールボード（例えば２５mm厚以上）、けい酸カルシウム板（例えば，タイプ３（２種）１６mm厚以上）、または強化石こうボード（例えば，１５厚mm以上）などが用いられる。不燃断熱材３８の厚みや幅は、求められる耐火性能に応じて適宜選定される。

不燃断熱材３８の固定形態としては、両側の胴縁２３，２３間に不燃断熱材３８を積層していき、胴縁２３に設けられた断熱材押え部材３３により不燃断熱材３８を押さえた状態に取付ける。断熱材押え部材３３は、図示の例ではアングルピースからなり、片方のフランジ部分が胴縁２３にタッピングビス等の固着具４６で固定され、もう片方のフランジ部分で不燃断熱材３８を押さえ込む。この場合、固着具４６は、縦目地３５の長手方向に離れた複数箇所に設けられる。

なお、断熱材押え部材３３は、部分的に不燃断熱材３８を押えるアングルピースとする代わりに、図８に示すように、断面ハット形の鋼板等とし、その両側部を前記両胴縁２３にビス留めするようにしても良い。

図１において、縦目地３５内の前記密封部材３６，３７のうち、レインバリアとなる屋外側の密封部材３６は、中空のゴム製等のガスケット等からなり、対向するいずれか片方の外壁パネル２２の小口面に固定され、先端が他方の外壁パネル２２の小口面に押し当てられる。ウィンドバリアとなる屋内側の密封部材３７は、対向する両側の外壁パネル２２の小口面にそれぞれ固定された２つの中空のガスケットからなり、これら２つのガスケットは、両外壁パネル２２，２２を設置することで互いに押し当てられる。前記各ガスケットは、いずれも縦目地３５の長手方向に延びて設けられる。両密封部材３６，３７間で縦目地３５内に形成される空間は、何処かで屋外に開放されたオープンジョイント工法の構成としても良い。上記のようなガスケット工法とすることで、屋外側からの水密施工が不要となる。なお、湿式の密封部材としても良い。

図６、図７は、外壁パネル２２の縦断面の例を示す。外壁パネル２２は、上記のように不燃断熱材２７を屋外側および屋内側の鋼板２８，２９で挟み込んだ金属サンドイッチパネルである。
外壁パネル２２は、横長形状とされ、上端部および下端部は、図７にその接合状態を示すように、互いに嵌まり合う突条部分および凹溝部分を有し、その蛇行した嵌まり合い面で雨水や風の侵入を阻止し、耐火性を向上させ、また浸入した雨水が流下し易くなる継手形状となる。

図２〜図５と共に、この外壁パネル目地部耐火構造を適用した外壁の構成例を説明する。図２に示すように、この外壁は、複数枚の外壁パネル２２を地組により下地となる胴縁２３と一体化させて大判化した外壁パネルユニット２１とし、この外壁パネルユニット２１を建物躯体２６に取付けるようにしている。具体的には、上下方向に並ぶ複数枚の外壁パネル２２を、この外壁パネル２２の横幅方向の複数箇所で上下方向に延びる複数本の胴縁２３に取付けて外壁パネルユニット２１（図５参照）とし、図３のように、この外壁パネルユニット２１を、前記胴縁２３で前記建物躯体２６に取付ける。外壁パネルユニット２１は、上下左右に複数並べて設置する。建物躯体２６は、図２，図３に示すように、柱３４、梁４１，４１Ａ（図３）、およびスラブ３１等により構成される。

図３において、胴縁２３は、建物躯体２６への外壁パネル２２の取付け用の下地となる棒状の下地材であって、ここでは軽量形鋼のリップ溝形鋼が用いられている。この胴縁２３は、そのＣ字の開口側が胴縁２３の並び方向つまり外壁パネル２２の幅方向を向くように設けられる。各胴縁２３は開口側が互いに同じ方向とされているが、外壁パネルユニット２１の両端の胴縁２３については、いずれも開口側がパネル幅の中央側に向くように、すなわちリップ溝形鋼のウェブ面が外壁パネル２２の外向きとなるように設けられる。胴縁２３は、この他に角パイプ等の軽量形鋼であっても良く、またリップ溝形鋼と角パイプを混在させても良い。

外壁パネル２２の胴縁２３への取付けには、図４（Ｂ）に示すようにドリル付きタッピングビス等の軸状の固着具３０が用いられる。

図３に示すように、外壁パネルユニット２１は、この例では、前記胴縁２３を建物躯体２６のスラブ３１よりも屋外側に位置させている。外壁パネルユニット２１の建物躯体２６への取付けは、胴縁２３の部分で行われる。胴縁２３を建物躯体２６に取付ける構造としては、建物躯体２６のスラブ３１の端部および耐風梁４１Ａにファスナ１４を取付け、これらファスナ１４に、外壁パネルユニット２１の胴縁２３をボルトまたは溶接で固定する構造とされる。スラブ３１は、建物躯体２６の梁４１上にデッキプレートを載せ、その上にコンクリートを打設した構成とされ、外壁側の小口面は内向きの溝形鋼等の形鋼３１ａで構成されている。スラブ３１のファスナ１４は、上記形鋼３１ａの上面に溶接等で固定されている。ファスナ１４は、Ｌ形鋼の切片等からなり、各胴縁２３と対応する箇所に部分的に設けられている。

図４（Ｂ）は胴縁２３のファスナ１４への取付け部分を拡大して示す。同図の例では、ファスナ１４の横片１４ａが形鋼３１ａの上面に固定され、立片１４ｂに胴縁２３がボルト４２およびナット４３により固定される。ナット４３は、リップ溝形の胴縁２３のフランジ内面に溶接で固定され、ナット４３に合わせて上記フランジおよびファスナ１４にボルト挿通孔が設けられている。そのため、ボルト４２を締め込む作業は屋内側から行える。なお、胴縁２３は、ファスナ１４に対しボルト４２に代えて溶接で固定しても良い。

図３において、耐風梁４１Ａは、上下のスラブ３１，３１間の中間高さ位置に設けられて外壁パネル２２に作用する風荷重を内側から支える梁である。耐風梁４１Ａに対する外壁パネルユニット２１の胴縁２３の取付けも、スラブ３１への取付けと同様にファスナ１４とボルト・ナットまたは溶接で行われている。

外壁パネルユニット２１の高さは、同図の例では上下のスラブ３１，３１間の高さよりも低く、上下に並ぶ外壁パネルユニット２１，２１は、胴縁２３の対向する端部が相互にジョイントプレート１５で連結されている。そのため、同図の例では、各外壁パネルユニット２１の胴縁２３の下部は直接には建物躯体２６に取付けられていないが、下側に連結された胴縁２３の上部が建物躯体２６に取付けられることにより、胴縁２３の下部も建物躯体２６に堅固に支持される。

なお、図３（Ｂ）および図４（Ａ）に示すように、スラブ３１と外壁パネル２２との間には、外壁パネルユニット２１の胴縁２３をスラブ３１よりも屋外側に位置させたことによって、スラブ３１の縁に沿う隙間ｄが生じるが、この隙間ｄは、モルタルやロックウール等の不燃断熱材の充填部４５によって塞ぐ。

この構成の外壁パネル目地部耐火構造によると、水密性と耐火性を両立させるについて、無理に目地３５内で耐火性を確保しようとせずに、外壁パネル２２，２２の間の縦目地３５に跨がって室内側に不燃断熱材３８を配置し、縦目地３５内には密封部材３６，３７のみを介在させている。そのため、縦目地３５の耐火性能の確保については、室内側からの不燃断熱材３８の後施工として、縦目地３５の内部は水密性の確保に特化し、水密性と耐火性を両立させることができる。縦目地３５が水密性の確保に特化できることから、縦目地３５内にガスケットやオープンジョイント工法を採るスペースが十分に得られ、屋外側からの水密施工を不要にできる。このように外壁パネル２２の納まりの工事の施工が建物の内部から行えることで、外壁パネル２２の無足場施工が可能となり、工期および費用の削減が期待できる。また、これまで外部足場の撤去時期に影響していた工事、例えば外構工事などの工事の早期着手ができることで、全体工期の短縮が期待できる。また、内部施工とすることで作業環境と作業性能の効率化が見込めるため、人員コストの削減にも期待できる。

縦目地３５の耐火性については、胴縁２３から外壁パネル２２の側縁が延出する形とし、不燃断熱材３８により目地を覆うようにしているため、仮に火災を受けた際にも、外壁パネル２２の縦目地間の開きによる火炎の流出入を防ぐことができ、耐火性に優れる。縦目地３５の内部は密封部材３２６，３７の配置による水密性の確保に特化できるため、水密性にも優れる。

さらに、この外壁パネル目地部耐火構造を適用するにつき、上記のように地組により外壁パネル２２と胴縁２３とを一体化させ大判化させた外壁パネルユニット２１として建物躯体２６に取付ける構造を採用することで、外壁パネル２２の設置についても足場が不要になり、かつ作業の効率化が得られる。

すなわち、複数枚の外壁パネル２２を胴縁２３に取付けて大版化した下地一体型の外壁パネルユニット２１とした場合、複数の外壁パネル２２を纏めて建物躯体２６に取付けることができる。そのため、個々の外壁パネル２２を１枚ずつ建物躯体２６に取付ける従来の外壁パネルの取付け構造に比べて、省力化、短工期化が可能となる。外壁パネルユニット２１の胴縁２３を建物躯体２６に取付ける作業は、建物躯体２６内のスラブ３１や梁４１上等から行えるため、この点からも、建物躯体２６の外周に従来は必要であった足場が不要となる。

図９、図１０は、参考提案例となる外壁パネル目地部耐火構造における、不燃断熱材３８の取付構造の例を示す。同図の例では、縦目地３５に設ける不燃断熱材３８は、図９のように断面ハット形のカバープレート３４で覆い、そのカバープレート３４の両側縁を両外壁パネル２２，２２の裏面にビス４７で留め付けるようにしている。カバープレート３４は、例えば鋼板等の金属板である。この場合、不燃断熱材３８は、図１０（Ａ）に縦断面図で示すように、外壁パネル２２の上下幅の中間位置で継ぎ足すと共に、カバープレート３４も図１０（Ｂ）に斜視図で示すように、外壁パネル２２の上下幅の中間位置で、かつ不燃断熱材３８の継ぎ目から上下にずれた位置で継ぎ足すように配置する。これにより、不燃断熱材３８の上下の継ぎ目が外壁パネル２２の横目地から外され、かつ不燃断熱材３８の上下の継ぎ目がカバープレート３４で確実に覆われるので、耐火性能をより高めることができる。

図１１は、参考提案例となる外壁パネル目地部耐火構造における、不燃断熱材３８の取付構造の他の例を示す。同図の例では、縦目地３５に設ける不燃断熱材３８は、屋内側から不燃断熱材３８を貫通するビス４９によって、隣り合う外壁パネル２２，２２に取り付けている。
ビス４９は、ドリル付きタッピングビス等からなる。不燃断熱材３８は、同図の例では複層としているが、単層であっても良い。複層の方が、より耐火性向上の効果がある。なお、他の各実施形態においても、不燃断熱材３８は複層としても良い。
この提案例のように不燃断熱材３８をビス止めとした場合は、不燃断熱材３８の取り付け作業がより簡単となる。この構成の場合も、外壁パネル２２の縁から胴縁２３が遠く離れていても、不燃断熱材３８の取付けが行える。

図１１の提案例において、図１２のように、不燃断熱材３８の屋内側の面にカバープレート３４を被せ、これらカバープレート３４および不燃断熱材３８を貫通するビス４９によって不燃断熱材３８を隣り合う外壁パネル２２，２２に取り付けても良い。カバープレート３４は、図９の例と同じく鋼板等の金属板である。このようにカバープレート３４を設けても、耐火性がより向上する。
なお、図１１、図１２の提案例において、特に説明した事項の他は、図１ないし図７と共に説明した第１の実施形態と同様である。

２１…外壁パネルユニット
２２…外壁パネル
２３…胴縁
２６…建物躯体
３３…断熱押え部材
３４…カバープレート
３５…縦目地
３６，３７…密封部材
３８…不燃断熱材
４９…ビス

Claims (1)

1. 上下方向に並ぶ複数枚の耐火性の外壁パネルが、この外壁パネルの裏面の横幅方向の複数箇所で上下方向に延びる複数本の胴縁に取付けられて外壁パネルユニットとされ、この外壁パネルユニットがパネル幅方向に並べられて建物躯体に複数設置されてなる外壁における左右に隣り合う外壁パネル間の縦目地の目地部耐火構造であって、
   前記各外壁パネルユニットは、前記外壁パネルの側縁が前記胴縁から側方に延出し、前記左右に隣り合う外壁パネルユニットにおける前記外壁パネルの間の縦目地に跨がって裏面に不燃断熱材が配置され、前記縦目地内に密封部材が介在し、
   前記不燃断熱材は前記縦目地を介して隣り合う両胴縁間の全幅に渡って設けられ、前記胴縁に設けられた断熱材押え部材により押さえ状態に取付けられた外壁パネル目地部耐火構造。

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