JP6827253B2 - 外張り断熱構造 - Google Patents
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Description
本発明は、木造用の湿式における外張り断熱構造に関する。
従来より、断熱構造として、柱と柱の間に断熱材を敷詰める内断熱構造や、断熱材を柱の外側に貼る外張り断熱構造が知られている。
内断熱構造は、柱と柱の間に断熱材を敷詰めるため、柱などで断熱材が途切れてしまう。一方、外張り断熱構造は、断熱材を柱の外側に貼り、家全体を断熱材で包み込むので、内断熱構造のように柱などで断熱材が途切れてしまうことがないため、断熱効果が高い。
例えば特許文献１では、タイルパネルの装飾面に目地溝を形成し、前記目地溝の底面に、タイルパネルの裏面に貫通する孔部を設け、前記孔部に挿通して前記外断熱材に螺挿した固定部材により、前記外断熱材に固定し、外張り断熱構造としている。
しかしながら、従来の方法では、モルタルを用いた湿式による外装仕上げでは、断熱材とモルタルとの相性や、モルタルの経年劣化によって、タイルなどの外装材及びモルタルが断熱材から剥がれてしまう。
そこで、本発明は高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る外張り断熱構造は、木造用の湿式における外張り断熱構造であって、木造の柱及び／又は間柱と、前記木造の柱及び／又は間柱の外壁側に設けられた構造用合板と、前記構造用合板の外壁側に設けられた透湿防水シートと、前記透湿防水シートの外壁側に設けられた断熱材と、前記断熱材の外壁側に設けられたポリマーセメントモルタルと、前記ポリマーセメントモルタルの外壁側に設けられたタイルからなり、前記断熱材は、無機質材料を含み、前記ポリマーセメントモルタル及び前記タイルは、有機質材料を含有する接着剤を介して貼り付けられ、前記タイルは、該タイルの断面において凸部を有し、有機質材料を含有する接着剤を介して貼り付けられ、前記タイルの断面における凸部の形状は、三角形、平行四辺形又は上底の辺を接着剤側にした台形であることを特徴とする。
このようにすれば、断熱材及びポリマーセメントモルタルとの相性が向上し、かつ接着剤を介してタイル及びポリマーセメントモルタルが貼り付けられるので、高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
このとき、本発明の一態様では、前記断熱材は、塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクを主成分とする発泡板としても良い。
このようにすれば、断熱材とポリマーセメントモルタルとの相性がより向上し、高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
また、本発明の一態様では、前記塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクの質量比は１：０．４〜０．６：０．４〜０．６としても良い。
このようにすれば、塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクの質量比が最適となり、より高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
また、本発明の一態様では、前記接着剤と接する前記タイル面の凹凸の深さは、７ｍｍ以下としても良い。
このようにすれば、接着剤と接するタイル面の凹凸の深さを減らし当該タイル面を平滑にすることで、より空気の混入を防止し、空隙が生じるのを抑え、高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
また、本発明の一態様では、前記接着剤は、シリコーン又はエポキシ樹脂からなり、厚み３〜５ｍｍとしても良い。
このようにすれば、シリコーン又はエポキシ樹脂からなる最適な厚みの接着剤を介してタイル及びポリマーセメントモルタルが貼り付けられるので、より高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
また、本発明の一態様では、前記ポリマーセメントモルタル中には、さらにメッシュを含み、前記断熱材及び前記タイルが貼り付けられることとしても良い。
このようにすれば、メッシュが断熱材及びポリマーセメントモルタルの接着補強材となり、より高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
また、本発明の一態様では、前記タイルに代えて塗り壁としても良い。
このようにすれば、タイルではなく、塗り壁としても適用できる。
以上説明したように本発明によれば、断熱材、ポリマーセメントモルタル、接着剤及びタイルとの接着性に対する相性が向上し、かつ接着剤を介してタイル及びポリマーセメントモルタルが貼り付けられるので、高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、木造用の湿式における外張り断熱構造である。そして、本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、図１に示すように、木造の柱１０及び／又は間柱１１及び／又は梁１２と、上記木造の柱１０及び／又は間柱１１及び／又は梁１２の外壁側に設けられた断熱材２０と、上記断熱材２０の外壁側に設けられたポリマーセメントモルタル３０と、上記外壁側に設けられたタイル４０からなり、上記断熱材２０は、無機質材料を含み、上記ポリマーセメントモルタル３０及びタイル５０は、有機質材料を含有する接着剤を介して貼り付けられることを特徴とする。以下詳細に説明する。
上述したように、従来モルタルを用いた湿式による外装仕上げでは、断熱材とモルタルとの相性や、モルタルの経年劣化によって、タイルなどの外装材及びモルタルが断熱材から剥がれてしまう。
そこで本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、上記断熱材２０に無機質材料、かつモルタルにポリマーセメントモルタル３０を用いる。そして当該ポリマーセメントモルタル３０及び上記タイル５０は、有機質材料を含有する接着剤４０を介して貼り付けられることを特徴とする。
断熱材２０及びポリマーセメントモルタル３０は、共に無機質材料を含有するため、断熱材２０及びポリマーセメントモルタル３０とが強く接着することができ、断熱構造の耐久性を向上させることができる。断熱材２０及びポリマーセメントモルタル３０の詳細な成分は後述する。
また、接着剤４０及びポリマーセメントモルタル３０は、共に有機質材料を含有するため、接着剤４０及びポリマーセメントモルタル３０とが強く接着することができ、断熱構造の耐久性を向上させることができる。さらに、接着剤４０及びタイル５０又は後述する塗り壁は、共に有機質材料を含有するため、接着剤４０及びタイル５０又は後述する塗り壁とが強く結合することができ、断熱構造の耐久性を向上させることができる。接着剤４０、タイル５０及び塗り壁の詳細な成分は後述する。
一方で、ポリマーセメントモルタル３０ではなく、通常のモルタルを使用すると、モルタル中に有機質材料が含まれていないため、有機質材料を含有する上記接着剤４０との相性が悪く、接着剤を使用することはできない。また、接着剤４０を用いない外張り断熱構造としてしまうと、さらなる耐久性の向上を実現できない。
そこで、本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、モルタルにポリマーセメントモルタルを用いることで接着剤の使用を可能とする。また、ポリマーセメントモルタルとタイルは接着剤を介して貼り付けられること、かつ断熱材２０及びポリマーセメントモルタル３０、ポリマーセメントモルタル３０及び接着剤４０、接着剤４０及びタイル５０又は後述する塗り壁の接着性に対する相性を高めることで、それぞれの材料どうしの接着性が向上し、高断熱性及び高耐久性が得られることとなる。
上記断熱材２０の成分としては、無機質材料及び有機質材料が含まれ、塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクを主成分とする発泡板であることが好ましい。このようにすれば、断熱材とポリマーセメントモルタルとの相性がより向上し、高断熱性及び高耐久性を備えた外張り断熱構造を提供することができる。
上記塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクの質量比は１：０．４〜０．６：０．４〜０．６であることが好ましい。例えば、塩化ビニル樹脂が５０（±５）質量％、炭酸カルシウムが２５（±２．５）質量％及びタルクが２５（±２．５）質量％とすることができる。
炭酸カルシウムが上記の質量比を越えて含有すると、断熱材の有機成分が少なくなり断熱性が低下する場合がある。一方、炭酸カルシウムが上記の質量比よりも少ないと、断熱材の無機成分が少なくなり、無機質材料を含有するポリマーセメントモルタルと断熱材とが強く結合できなくなる場合があり、耐久性が低下する場合がある。また、不燃性が低下する場合がある。
また、塩化ビニル樹脂及びタルクが上記の質量比を越えて含有すると、断熱材の無機成分が少なくなり、無機質材料を含有するポリマーセメントモルタルと断熱材とが強く結合できなくなる場合があり、耐久性や強度が低下する場合がある。一方、塩化ビニル樹脂及びタルクが上記の質量比よりも少ないと、断熱材の有機成分が少なくなり、断熱性が低下する場合がある。また、耐水性、可撓性、耐候性が低下する場合がある。よって、上記塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクの質量比は、上記の範囲が好ましい。
断熱材２０は上記の成分とすることで、密度７０ｋｇ／ｍ３以上、圧縮強度０．１７Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ強度０．５１Ｎ／ｍｍ２以上、曲げ弾性率２３．３Ｎ／ｍｍ２以上、引張強度０．５８Ｎ／ｍｍ２以上、熱伝導率０．０３７２Ｗ／ｍ・ｋ以下、吸水量２．０ｇ／ｃｍ３以下、透湿抵抗０．０３１６ｍ２・ｓ・Ｐａ／ｎｇ以下とすることができる。
断熱材２０は上記の成分とすることで、断熱性及び耐久性の機能の向上の他、不燃性、耐水性、可撓性、意匠性、強度、耐候性の機能も向上し、本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、上記の機能や防火機能を有する。
ポリマーセメントモルタル３０の成分としては、特にその原材料及び組成について限定するものではないが、セメント（２０〜６０質量％）、無機系混和材（２０〜６０質量％）、有機質混和剤（２〜１０質量％）を含有し、練上がり時の単位容積質量が１．２〜２．２ｔ／ｍ３であるポリマーセメントモルタルを使用することが望ましい。なお、上記無機質混和剤材としては、ドロマイトプラスター、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ、パーライト、珪砂等の１種以上を使用することができ、上記有機質混和材としては、EVA系エマルション、EVA系粉末樹脂、アクリル系エマルション、アクリル系粉末樹脂、SBR系ラテックス、増粘剤、EVA−炭酸カルシウム発泡骨材等の１種以上を使用することができる。
接着剤４０の成分としては、有機質材料が主に含まれる。上記接着剤４０は、シリコーン又はエポキシ樹脂からなり、厚み３〜５ｍｍであることが好ましい。厚み３ｍｍ未満とすると、上記ポリマーセメントモルタル３０、３０’とタイル５０との接着性が低下する傾向にある。一方、５ｍｍを超えると、断熱構造の厚みが増し、設計通りの寸法とならない場合がある。またコストも増加する傾向にある。さらに耐火性が低下する場合がある。
また、本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、ポリマーセメントモルタル及び当該ポリマーセメントモルタルの外壁側にタイル又は塗り壁を含むので、防火構造としての機能も有する。つまり、本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、防火機能を有する外張り断熱耐火構造である。
タイル５０の成分としては、無機質材料及び有機質材料が含まれる。限定はされないが、粘土、陶土、長石、石英、セメントとセルロースなどの繊維質や他の無機質材料を混ぜたものが挙げられる。
以上のように、それぞれの材料どうしの接着性を向上させたことによって、ポリマーセメントモルタル側のタイルの形状をより平面にすることができる。つまり図２（Ａ）に示すように、接着剤４０と接するタイル５０面の凹凸の深さｄは、７ｍｍ以下や５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下とすることができる。また図２（Ａ）は便宜上、タイルの断面５０ａにおける凸部の形状を長方形の凸部５１としたが、その他、正方形、円形、三角形、平行四辺形又は上底の辺を接着剤側にした台形などでもよく、さらに上記凸部５１は無くてもよい。
一方、凹凸の深さｄが７ｍｍを超えると、接着剤及びタイルの間に空気が混入し易くなり、そのまま乾燥すると空隙となり、断熱性及び耐久性が低下する。また、図２（Ｂ）に示すように、タイルの断面５０ｂにおける凸部の形状を、下底の辺を接着剤若しくはポリマーセメントモルタル側にした台形凸部５２のようにすると、空気が混入し易くさらに空隙が生じ易くなる。
従って、接着剤と接するタイル面の凹凸の深さを減らし当該タイル面を平滑にすることや、上記の凸部の形状にすることで、より空気の混入を防止し、空隙が生じるのを抑え、断熱性及び耐久性を向上させることができる。これは、それぞれの材料どうしの接着性を向上させたことによって実現されるものである。
上記タイルに代えて塗り壁としてもよい。このようにすれば、タイルではなく、塗り壁としても適用できる。塗り壁の成分としては、有機質材料及び無機質材料が含まれ、例えば、アクリル系エマルション、セラミックシリコン樹脂、アクリル系樹脂、弾性アクリル系樹脂などが挙げられる。
以上のように、断熱材２０、ポリマーセメントモルタル３０、接着剤４０、タイル又は塗り壁の成分等を上記の通りとすることで、断熱材２０及びポリマーセメントモルタル３０、ポリマーセメントモルタル３０及び接着剤４０、接着剤４０及びタイル５０又は塗り壁の接着性に対する相性を向上させることで、外張り断熱構造のさらなる高断熱性及び高耐久性を備えることができる。
上記ポリマーセメントモルタル３０、３０’中には、さらにメッシュ６０を含み、上記断熱材２０及び上記タイル５０が貼り付けられることが好ましい。このようにすれば、メッシュ６０が断熱材２０及びポリマーセメントモルタル３０、３０’の接着補強材となり、より高断熱性及び高耐久性を有することができる。なおメッシュの厚みは０．５〜１．５ｍｍ、メッシュ間隔は５（±０．５）×５（±０．５）ｍｍ以下とすることが好ましい。さらにメッシュ６０は複数枚用いても良い。また、メッシュ６０の成分としては、セルロースなどの繊維質や金属を混ぜたもの、セラミックなどが挙げられる。
本発明の一実施形態に係る外張り断熱構造１００は、上記の木造の柱及び／又は間柱、断熱材、ポリマーセメントモルタル、タイル又は塗り壁の他、さらに下記の構成を追加してもよい。
例えば、図１に示すように、上記の木造の柱１０及び／又は間柱１１及び／又は梁１２の内壁側に気密シート７０を設けても良い。気密シート７０は、プラスチック系防湿フィルムなどが挙げられ、その材質はポリエチレンなどが挙げられる。また気密シート７０の厚みは、０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。
上記の木造の柱１０及び／又は間柱１１及び／又は梁１２の間に充填断熱材７５を設けても良い。充填断熱材７５は、グラスウールやロックウールなどが挙げられる。また気密シート７０の密度は２４ｋｇ／ｍ３以上、厚みは１００ｍｍ以上が好ましい。
また、上記の木造の柱１０及び／又は間柱１１及び／又は梁１２の外壁側であって、断熱材２０の間に構造用合板８０を、構造用合板８０と断熱材２０の間に透湿防水シート９０を設けても良い。構造用合板８０は、通常の合板でよく、厚みは５〜１５ｍｍが好ましい。また、透湿防水シート９０の材質は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレンなどが挙げられ、又はそれらの組み合わせでもよい。透湿防水シート９０の厚みは０．２ｍｍ以下が好ましい。
木造の柱と間柱の接合方法、木造の柱及び／又は間柱と断熱材、充填断熱材、気密シート、構造用合板、透湿防水シート、断熱材の接合方法は、例えばワッシャー、ねじ、くぎ、ステーブル、せっこうボード用くぎなどの公知部材を用いて、公知の方法により接合されればよい。
なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、外張り断熱構造の構成、動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
１０ 柱、１１ 間柱、１２ 梁、２０ 断熱材、３０ ３０’ポリマーセメントモルタル、４０ 接着剤、５０ タイル、５０ａ、５０ｂ タイルの断面、５１ ５２ 凸部、６０ メッシュ、７０ 気密シート、７５ 充填断熱材、８０ 構造用合板、９０ 透湿防水シート、１００ 外張り断熱構造、ｄ 接着剤と接するタイル面の凹凸の深さ
Claims (8)
- 木造用の湿式における外張り断熱構造であって、
木造の柱及び／又は間柱と、
前記木造の柱及び／又は間柱の外壁側に設けられた構造用合板と、
前記構造用合板の外壁側に設けられた透湿防水シートと、
前記透湿防水シートの外壁側に設けられた断熱材と、
前記断熱材の外壁側に設けられたポリマーセメントモルタルと、
前記ポリマーセメントモルタルの外壁側に設けられたタイルからなり、
前記断熱材は、無機質材料を含み、
前記ポリマーセメントモルタル及び前記タイルは、有機質材料を含有する接着剤を介して貼り付けられ、
前記タイルは、該タイルの断面において凸部を有し、有機質材料を含有する接着剤を介して貼り付けられ、
前記タイルの断面における凸部の形状は、三角形、平行四辺形又は上底の辺を接着剤側にした台形であることを特徴とする外張り断熱構造。 - 前記断熱材は、塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクを主成分とする発泡板であることを特徴とする請求項１に記載の外張り断熱構造。
- 前記塩化ビニル樹脂、炭酸カルシウム及びタルクの質量比は１：０．４〜０．６：０．４〜０．６であることを特徴とする請求項２に記載の外張り断熱構造。
- 前記接着剤と接する前記タイル面の凹凸の深さは、７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の外張り断熱構造。
- 前記接着剤は、シリコーン又はエポキシ樹脂からなり、厚み３〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の外張り断熱構造。
- 前記ポリマーセメントモルタル中には、さらにメッシュを含み、前記断熱材及び前記タイルが貼り付けられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の外張り断熱構造。
- 前記タイルに代えて塗り壁からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の外張り断熱構造。
- 前記木造の柱及び／又は間柱の間に充填断熱材をさらに設けることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の外張り断熱構造。
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