JP6726849B1 - 建物の基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】一年を通じて床下空間の相対湿度を概ね４０％から６０％の間に維持することができると同時に、床下空間の温度を概ね１７℃から２６℃の間に維持することができ、中程度以下の地震や地盤沈下によってもひび割れの発生しにくい建物の基礎構造を提供する。【解決手段】砕石層の上に厚手の防水シートを二重に敷設しその上に捨てコンクリートを打設し、鉄筋を二重に配筋したスラブ及び立ち上がりを同時打設し、立ち上がりと建物の土台の間に気密テープを貼設しスラブ、立ち上がり、土台および建物の底面に囲まれた床下空間を密閉状態とする。立ち上がりの外周全面に断熱材を貼設し、さらに断熱材の外周全面に防蟻材を貼設する。【選択図】図１

Description

本発明は防湿性と蓄熱性に優れた建物の基礎構造に関するものである。

我が国は梅雨期から秋雨期にかけては高温多湿となり冬期は低温となる。住宅においては梅雨期から秋季にかけてはカビやダニが発生しやすく、冬期は特に建物の１階の暖房をしない部屋は非常に寒くなることが問題である。少ない冷暖房負荷で、通年快適な温度環境を維持できる住宅として高気密、高断熱性の住宅が普及してきている。しかし、住宅の構造によって室内の湿度を快適な範囲に維持しようとする試みは十分にされてきたとは言えない。

快適な湿度（相対湿度、以下湿度は相対湿度を指す）は冬期においては４０〜５０％、夏期は５０〜６０％とされている。湿度が４０％以下になるとインフルエンザウィルスなどが活動しやすくなり、６０％以上になるとカビやダニが増殖しやすくなるとされている。住宅の部屋の湿度の制御は、加湿器や除湿器、エアコンなどによるのが一般的である。しかしこれらの方法はエネルギーを消費し、これらの装置を設置した部屋のみの湿度制御に留まる。これらの装置によって住宅全体の湿度を常時快適範囲に制御することは高コストとなる。また押し入れやタンスの中、浴室などの閉鎖空間は通常湿度制御されることはなく梅雨期や夏期にはカビやダニが発生しやすくなる。

湿気は床下や窓など建物の開口部から浸入してくると考えられる。特に床下が高湿度になることが多く、これを解決するために床下の換気を良くすることが奨励されている（非特許文献１）。床下が高湿度になりやすいのは、床下に入り込んだ水蒸気を含んだ空気が気温より低温である地温により冷却され空気中の水蒸気が結露するためである。高気密、高断熱住宅では窓などの開口部は特に梅雨期や夏期は閉鎖している場合が多いが、床下には換気口が設けられ外気を床下に通すことが一般的である。夏期に屋外の空気を床下から取り入れて壁の内側に設けた空間を通し日射や輻射熱で熱せられた空気を外気で置換することにより部屋の温度を下げる建物なども提案されている（特許文献１）。また小屋裏空間と換気口を設けない床下空間を連通させ小屋裏の換気口から取り込んだ外気を床下空間に送り込み床下空間の空気を置換する住宅も提案されている（特許文献２）。しかしこのような方法では外気の湿気も共に床下空間に取り込むことになり、結露により床下空間が高湿度となる。また建物の土台と基礎の立ち上がりの接合部で結露しやすく、土台や鉄筋の腐食が進行しやすい。

また、高気密、高断熱住宅の基礎はベタ基礎が採用されているのが通常である。しかし地盤沈下や中程度以下の地震でも基礎にひびが入りやすく、発生したひびから湿気や水が浸入し床下が常時湿気た状態になりやすい。

また、建物の一階の床に接する部分、特に押し入れなど閉鎖空間では高湿度となりカビやダニが増殖しやすい。建物の１階の床に接する部分は、床下が夜間や冬期の低い地温の影響を受け低温となり、その結果床表面温度が室温よりも低温になるために床面が結露することにより高湿度となると考えられる。

特開２００６−２４１７７３ 特開昭６０−１７８２３５

床下換気．ｃｏｍ、床下換気の基礎知識、https://www.yukashita-kanki.com/arc/２７

上記のように建物の床に近接する部分が湿気やすいことの主な原因は床下の湿気と床下空間が低温であるために床面の温度が室温より低温になることである。さらに、冬季に特に建物の１階が低温になる原因も床面が床下空間の低温により冷却されていることである。本発明が解決しようとする課題は、我が国の気象条件において最小限のエネルギー消費で床下空間の湿度を通年概ね６０％以下に維持することができると同時に、床下空間の温度を通年概ね１７℃から２６℃の間に維持することができ、中程度以下の地震や地盤沈下によってもひび割れの発生しにくい建物の基礎構造を提供することであり、これによって、一年を通して最小限のエネルギー消費で室内の温度及び湿度が快適な範囲に保たれる住宅を提供することである。

本願発明者は鋭意検討を重ねた結果、床下空間を密閉し床下空間と外気を遮断することが、兵庫県中央部の中山間地の気象条件下においては建物の室内の湿度を、一年を通じて快適な範囲、すなわち４０％から６０％の間に維持することに大きい効果を有すること、また冬期の床面の温度を概ね１８℃以上に維持することに大きい効果を有することを見出した。床下空間が密閉されていることにより外気の湿気が床下に全く取り込まれないことと、床下空間の温度が１７℃以上に維持されるために床面での結露が生じないことが、室内の湿度が６０％以下に維持されることに大きく寄与していると考えられる。また、床下空間の温度が通年１７℃以上に維持されるため、立ち上がり部、土台、柱および床材全般で結露が生じない。その結果として、これらの部分で腐食が起こらず、建物の耐久性が高く、強度が長年にわたって維持される。密閉された床下空間の底面及び立ち上がり部を構成するコンクリートと床下空間内の空気が蓄熱体として働き、夏期に熱エネルギーを蓄えることにより、厳寒期にも床下空間の温度は概ね１７℃以上に維持されると考えられる。

床下空間への湿気の侵入を最小限にするためには地中の水分の侵入を防ぐことが必要であり、基礎の最下部に砕石を敷き、均平にした後砕石層表面に厚手の防水シートを基礎の全面に隙間なく二重に敷く。その上にコンクリート（捨てコンクリート）を打設し、その上に鉄筋を二重に配筋する。配筋の上から全面にコンクリートを打設し基礎スラブと立ち上がりを同時に構築する。二重に配筋することにより本発明に係る基礎は耐震性が高く容易にひび割れしないので、ひびからの湿気や水の侵入が起こりにくい。また基礎スラブと立ち上げを同時打設することにより基礎スラブと立ち上がりの間が気密となる。立ち上がりの上面に建物の土台を置くが、土台と立ち上がりの接合面に気密テープを貼設する。これによって、土台と立ち上がりの接合面の気密が保たれ、基礎スラブ、立ち上がり、土台および建物の底面で囲われた床下空間が密閉状態となる。さらに立ち上がりの外周の全面に断熱材を張り付けることにより床下空間の温度に対する外気温の影響を最低限にすることができる。これにより床下空間の温度の通年の変動幅は狭くなり厳冬期でも床下空間の温度を１７℃以上に保つことが可能となる。さらにまた上記の断熱材の外周前面に防蟻材を張り付けることによりシロアリ等による食害を防ぐことができ、本願発明の効果を長期間維持することが可能となる。

第一の発明に係る建物の基礎構造は、建物の敷地表面と接する最下部に砕石層を有し、該砕石層の上に防水シート層を有し、該防水シート層の上に捨てコンクリートを有し、該捨てコンクリートの上に鉄筋を配筋したコンクリートから成る基礎スラブおよび立ち上がりを有し、該基礎スラブと該立ち上がり、建物の土台および建物の底面で囲まれた床下空間が密閉されていることを特徴とするものである。

第二の発明に係る建物の基礎構造は、第一の発明に係る建物の基礎構造であって、上記防水シート層が、厚さ０．１５mm以上の防水シートを二枚以上重ねることにより構成されていることを特徴とするものである。

第三の発明に係る建物の基礎構造は、第一または第二の発明に係る建物の基礎構造であって、上記基礎スラブ内の鉄筋の配筋が二層又は三層であることを、特徴とするものである。

第四の発明に係る建物の基礎構造は、第一ないし第三の発明に係る建物の基礎構造であって、上記の立ち上がりの上面とその上に置かれる建物の土台の間に気密性を付与するテープが貼設されていることを特徴とするものである。

第五の発明に係る建物の基礎構造は、第一ないし第四の発明に係る建物の基礎構造であって、上記の立ち上がりの外周の全面に断熱材が貼設されていることを特徴とするものである。

第六の発明に係る建物の基礎構造は、第５の発明に係る建物の基礎構造であって、上記の断熱材の外周の全面に防蟻材が貼設されていることを特徴とするものである。

高断熱・高気密の建物に本願発明に係る基礎構造を適用することにより、建物内部全体の湿度を、一年を通じて４０％から６０％に維持することができ、カビやダニの発生が無い快適な湿度環境が、加湿器や除湿器なしに実現される。また、建物の特に１階の床温度が厳冬期でも１８℃以上に維持され、最小限の暖房で建物全体が快適な温度に保たれ健康に良い住環境が維持される。また、中程度以下の地震や地盤沈下によってもスラブや立ち上がりにひび割れが発生しにくい。さらに、床下の立ち上がり部、土台、柱および床材全般で結露が生じないため、腐食が起こらず、耐久性が高い。

本発明に係る建物の基礎構造の一実施例の図である。 本発明に係る建物の基礎構造の一実施例の基礎スラブおよび立ち上がりの配筋の斜視図である。鉄筋を実線で描き、その他の基礎構造を破線で描いている。 本発明に係る建物の基礎構造の一実施例の立ち上がりの表面と土台との接合部を表す図である。 本発明に係る建物の基礎構造を有する建物の一実施例の概略断面図である。 本発明に係る建物の基礎構造を有する建物の一実施例における玄関床面と床下空間の通年の温度推移と外気の一日の最高気温および最低気温の１月１日から１２月３１日までの通年の推移を表すグラフである。 本発明に係る建物の基礎構造を有する建物の一実施例における床下空間の相対湿度と、この実施例と構造が概略同じで床下空間に開口部を設け外気を床下空間に取り入れるタイプの建物の床下空間の相対湿度の１月１日から１２月３１日までの通年の推移を比較したグラフである。 本発明に係る建物の基礎構造を有する建物の一実施例における床下空間、居間およびトイレの相対湿度と外気の相対湿度の１月１日から１２月３１日までの通年の推移を比較したグラフである。

つぎに、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において様々な変更や修正が可能であることは言うまでもない。

図１は本願発明の一実施例の断面図である。建物の基礎構造１は、最下部の敷地に接する面に厚さ１２０ｍｍの砕石層３を有する。砕石層３の表面は全面に二重の厚さ０．１５ｍｍの防水シート４（ＩＭＣポリエチレンシート、岩谷マテリアル株式会社製）で隙間なく被覆されている。防水シート４の上全面に厚さ５０ｍｍの捨てコンクリート５が打設されている。捨てコンクリート５の上にコンクリートの基礎スラブ６（厚さ２３０ｍｍ）及び立ち上がり７（高さ３５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ）が打設されている。基礎スラブ６および立ち上がり７の内部に鉄筋８が図２に示すように上下二重に配筋されている。基礎スラブ６及び立ち上がり７に用いられているコンクリートの呼び強度は２４Ｎ／ｍ^２、スランプ値は１５ｃｍ以下である。また使用されている鉄筋８の規格は主筋がＤ１３，横筋と縦筋はＤ１０である。基礎スラブ６と立ち上がり７のコンクリートは同時に打設されている。これは基礎スラブと立ち上がりの間を気密にするためである。立ち上がり７の上に建物の土台１０（幅１２０ｍｍ）が設置されている。図３に示すように立ち上がり７と土台１０の間には気密テープ１３（ＳＣ気密シーリングテープ、塩ビ発泡体、幅３０ｍｍ厚さ８ｍｍ、サンゴバン株式会社）が土台の長手方向に沿って２列に貼設されており、立ち上がりと土台の間を気密にしている。立ち上がり７の外周の全面には断熱材１１（ポリスチレン製、厚さ５０ｍｍ、ＳＣフォームＳＬア５０、カネカケンテック株式会社）が貼設されている。さらに断熱材１１の外周の全面にはステンレス製防蟻材１２（ターミメッシュ（登録商標）、ＳＵＳ３１６以上、網目寸法０．４５ｍｍ×０．６６ｍｍ、ターミメッシュジャパン株式会社）が貼設されている。左右の土台１０の間は建物の底面９で覆われている。基礎スラブ６、立ち上がり７、土台１０、建物の底面９で囲まれた床下空間２は密閉状態となっている。

図４は実施例１の基礎構造を有する高断熱・高気密の建物の概略の断面図である。建物１４は外壁および屋根の内側の全面に断熱材１１が貼設されている。断熱材１１は立ち上がりの外周全面に貼設された断熱材１１と連なっている。

図５は兵庫県中央部の中山間地に建てられた実施例１の基礎構造を有する高断熱・高気密の建物の玄関床面と床下空間の１月１日から１２月３１日までの通年の温度推移と外気の一日の最高気温および最低気温の１月１日から１２月３１日までの通年の推移を表すグラフである。なお、玄関床面および床下空間の温度は毎日午前７時に測定した。最高気温は５月から９月にかけて３０℃以上に達する日が多くあり、最低気温は１月から３月にかけて及び１１月から１２月にかけて、概ね５℃以下であり、０℃以下になる日も多い。しかるに、暖房をしていない玄関の床面および床下空間の温度はともに１月から３月にかけて及び１１月から１２月にかけて１７℃を下回ることは無く、また５月から９月にかけても２６℃を上回ることは無かった。すなわち、外気温は零下５℃から３５℃の範囲で変動し変動幅が４０℃に達したのに対して、玄関床面及び床下空間の温度は１７℃から２６℃の範囲で変動し変動幅は僅かに９℃であった。これは床下空間が密閉されており床下空間の底面及び立ち上がり部を構成するコンクリートと床下空間内の空気が蓄熱材として作用したことによると考えられ、本願発明の顕著な効果を示している。

図６は上記の本発明に係る基礎構造を有する建物における床下空間の湿度（密閉床下湿度）と、同じ地域に建てられた前記の建物と構造が概略同じで、床下空間に開口部を設け外気を床下空間に取り入れるタイプの建物の床下空間の湿度（開放床下湿度）の１月１日から１２月３１日までの通年の推移を比較したグラフである。なお、床下空間の湿度は毎日午前７時に測定した。本発明に係る基礎構造を有する建物の床下空間の湿度（密閉床下湿度）は年間を通じて３７％から６１％の範囲で推移したのに対して、床下空間に外気を取り入れるタイプの建物の床下空間の湿度（開放床下湿度）は４８％から８６％の間で推移し、特に６月上旬から９月上旬の間は概ね７０％以上で推移し８０％以上になる日もあった。ここでも本願発明の顕著な効果が示されている。

図７は本発明に係る建物の基礎構造を有する建物の別の実施例における床下空間、居間およびトイレの湿度と外気の湿度の１月１日から１２月３１日までの推移を比較したグラフである。なお、外気、床下空間、居間およびトイレの湿度は毎日午前７時に測定した。外気の湿度は７０％以上である場合が多く８０％以上の日も多い。これに対して床下空間の湿度は概ね４０％から６５％の間で推移し、６０％以上となる日は少ない。また居間およびトイレの湿度は概ね４０％から６０％の間で推移している。本建物の室内ではカビやダニの発生は見られず、１階の布団を収納した押し入れの床面も通年乾燥状態が維持された。本発明の基礎構造では床下空間が密閉され、地中や外気の水分や湿気が完全に遮断されているため上記の顕著な効果が得られたと考えられる。

本発明に係る建物の基礎構造は、高気密・高断熱構造の建物と組み合わせることにより、最低限度の冷暖房で快適な温度と湿度が通年保たれ、カビやダニの発生が無く健康に良い住環境を提供するものである。

１ 基礎
２ 床下空間
３ 砕石層
４ 防水シート
５ 捨てコンクリート
６ 基礎スラブ
７ 立ち上がり
８ 鉄筋
９ 建物の底面
１０ 土台
１１ 断熱材
１２ 防蟻材
１３ 気密テープ
１４ 建物
１５ 壁

Claims (1)

1. 建物の基礎構造であって、
   建物の敷地表面と接する最下部に砕石層を有し、
   該砕石層の上に厚さ０．１５mm以上の防水シートを二枚以上重ねることにより構成されていることを特徴とする防水シート層を有し、
   該防水シート層の上に捨てコンクリートを有し、
   該捨てコンクリートの上に鉄筋を二層又は三層に配筋したコンクリートから成る基礎スラブおよび立ち上がりを有し、
   該立ち上がりの上面とその上に設置される建物の土台の間に気密性を付与するテープが貼設されており、
   該基礎スラブ、該立ち上がり、該土台および建物の底面で囲まれた床下空間が密閉されており、
   該立ち上がりの外周の全面に断熱材が貼設されている
   ことを特徴とする建物の基礎構造。