JP6837812B2 - 建物外壁の断熱改修構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物外壁の断熱改修構造に関する。

従来、既存外壁の外側に、断熱材及び新規外壁材から構成される新規外壁を後付することにより、建物外壁の断熱性能を向上させる断熱改修構造が知られている（特許文献１〜特許文献４参照）。

例えば、下記特許文献１には、新規外壁面を構成するサイディング材の裏面に所要厚さの断熱材を備えた外壁パネルを、既存外壁の表面に直接接着する外壁のリフレッシュ工法が開示されている。

具体的に説明すると、新規外壁面を構成するサイディング材の裏面全体に亘って断熱材が予め固着され、断熱材の他方の面の周縁部に接着剤を塗布してこれを既存外壁の表面に接着するため、新規外壁と既存外壁との間に挟み込まれるように断熱材が配置される。その結果、屋内外の熱の伝達が断熱材により遮られ、建物外壁の断熱性能が向上する。

特開平９−１９５５２１号公報 特公平６−３３６７０号公報 特公平５−４３８２９号公報 特開２０１１−５２４１４号公報

しかしながら、ユニット建物に上記先行技術を適用した場合、以下の不具合が生じる。すなわち、ユニット建物では、建物ユニットの躯体フレームの側面に、外壁フレームに外壁材が支持された外壁パネルが組付けられ、また、外壁パネルの屋内側には、下地材を介して内壁材が組付けられている。そして、断熱材は外壁材と内壁材との隙間における柱と外壁フレーム間等に配置されるため、柱や外壁フレーム等の配置位置で熱橋が発生して断熱性能が低下する可能性がある。従って、既存の外壁の断熱性能（外壁のどの位置に断熱性能の低い部分が存在するのかといった点）を評価することなく、既存の外壁材の屋外側の面に新たな断熱材付きの外壁材を単純に貼り合わせただけでは、充分な断熱性能を担保することができない可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、既存外壁の断熱性能に応じて、適切に断熱材を後付けして建物外壁の断熱性を向上させることができる建物外壁の断熱改修構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するため、第１の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、柱を挟んで対向して配置された外壁材及び既存内壁材と、これらの外壁材と既存内壁材との間に配設された既存断熱材と、を含んで構成された既存壁部と、前記既存内壁材の建物内側に離間して配置されると共に前記外壁材側から見て前記柱と重ならない位置に配置された複数の桟を介して当該既存内壁材に固定された新規内壁材と、当該既存内壁材と当該新規内壁材との間に配設された新規断熱材と、を含んで構成された断熱改修部と、を有している。

第２の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、第１の態様において、前記既存壁部が、前記外壁材を支持する外壁フレームを含み、前記桟が、前記外壁材側から見て前記外壁フレームと重ならない位置に配置されている。

第３の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、第２の態様において、前記建物は、四隅に立設された４本の柱と柱の端部同士を連結する複数本の梁とを含んで各々構成された複数の建物ユニットを相互に連結して構築されており、前記外壁フレームは前記建物ユニットにおいて建物外周に配置された桁側面又は妻側面に対してモジュール単位で等間隔に配置されており、前記内壁材は桁方向又は妻方向に前記モジュール単位で分割されており、当該分割されて左右に隣接する一対の内壁材の各隣接端部が共通の前記桟に固定されている。

第４の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、第１又は第２の態様において、前記柱は、ラチス柱を含んでいる。

第１の態様に係る建物外壁の断熱改修構造によれば、外壁材と既存内壁材とが柱を挟んで対向して配置されており、これらの外壁材と既存内壁材との間に既存断熱材が配設されて既存壁部が構成される。

上記既存壁部に対して断熱改修する場合は、既存壁部の建物内側に断熱改修部が設けられる。具体的には、既存内壁材の建物内側に新規内壁材が離間して配置され、この新規内壁材が複数の桟を介して既存内壁材に固定される。そして、既存内壁材と新規内壁材との間に新規断熱材が配設される。これにより、既存壁部の建物内側に断熱改修部が新たに設けられ、断熱層が重層化される。

ここで、本態様では、新規内壁材を既存内壁材に複数の桟を介して固定するにあたり、外壁材側から見て柱と重ならない位置に複数の桟が配置されている。このため、外壁材側から見て柱と桟が重なって配置されることがなくなる。これにより、柱と桟を直列的に経由した熱橋による部分的な断熱性能の低下が解消される。

第２の態様に係る建物外壁の断熱改修構造によれば、既存壁部は、外壁材を支持する外壁フレームを含んで構成されている。

これに対し、複数の桟は、外壁材側から見て外壁フレームと重ならない位置に配置されているため、外壁材側から見て外壁フレームと重なる部分においては、新規断熱材が配設されることとなる。よって、外壁材と既存内壁材との間に柱の他に外壁フレームが配置される場合でも、外壁フレームと桟を直列的に経由した熱橋による部分的な断熱性能の低下が解消される。

第３の態様に係る建物外壁の断熱改修構造によれば、建物は、四隅に立設された４本の柱と柱の端部同士を連結する複数本の梁とを含んで各々構成された複数の建物ユニットを相互に連結して構築されている。

また、外壁フレームは、建物ユニットにおいて建物外周に配置された桁側面又は妻側面に対してモジュール単位で等間隔に配置されている。また、新規内壁材は、桁方向又は妻方向に同一のモジュール単位で分割されており、当該分割されて左右に隣接する一対の新規内壁材の各隣接端部が共通の前記桟に固定されている。このように外壁フレームと桟とが同一のモジュール単位で配置されているため、外壁材側から見て外壁フレームと桟とが重ならないように１本の桟を配置すれば、残りの桟も外壁フレームと重ならないように配置される。

第４の態様に係る建物外壁の断熱改修構造によれば、柱はラチス柱を含んでいる。ラチス柱の近傍においては、断熱性能が部分的に低下しやすいものの、複数の桟が、外壁材側から見てラチス柱と重ならない位置に配置されるため、外壁材側から見てラチス柱と重なる部分に新規断熱材を配設することができる。

その結果、建物がラチス柱を用いた鉄骨軸組工法等により構築されている場合でも、既存壁部の断熱性能に応じて新規断熱材を適切に後付けできる。

以上説明したように、第１の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、既存外壁の断熱性能に応じて、適切に断熱材を後付けして建物外壁の断熱性を向上させることができるという優れた効果を有する。

第２の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、柱の他に外壁フレームが配置されていても、適切に断熱材を後付けして建物外壁の断熱性を向上させることができるという優れた効果を有する。

第３の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、断熱改修部の設計や施工が容易になるという優れた効果を有する。

第４の態様に係る建物外壁の断熱改修構造は、建物がラチス柱を用いた鉄骨軸組工法等により構築されている場合でも、適切に断熱材を後付けして建物外壁の断熱性を向上させることができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る建物外壁の断熱改修構造が適用された既存壁部の横断面図である。 図１に示される建物外壁の断熱改修構造に繊維系断熱材が適用された場合の変形例である。 第２実施形態に係る建物外壁の断熱改修構造が適用された既存壁部の横断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１及び図２を用いて、本発明に係る建物外壁の断熱改修構造の第１実施形態について説明する。

（建物１０の全体構成）
まず、図１を用いて、建物１０の全体構成について説明する。

図１に示されるように、建物１０は、複数の建物ユニット１１が相互に連結されることにより構築されたユニット建物とされている。各建物ユニット１１は、四隅に立設された４本の柱１２と、４本の柱１２の下端部同士を連結する４本の図示しない床梁と、４本の柱１２の上端部間同士を連結する４本の図示しない天井梁とによって箱型に形成されている。

各建物ユニット１１は、尺モジュール又はメートルモジュールによってモジュール化されている。従って、建物ユニット１１の桁側面４８の梁長手方向の長さ及び妻側面の梁長手方向の長さは、モジュールの整数倍の長さになっている。なお、建物ユニット１１のユニットサイズは複数種類あり、住宅プランに応じて同一サイズ又は異なるサイズの建物ユニット１１が組み合わされて使用される。

（建物壁１４の詳細構成）
［建物壁１４］
建物１０を構成する建物ユニット１１の外周に配置された建物壁１４は、建物外側に配置された既存壁部１６と、この既存壁部１６の建物内側に重ねて配置された断熱改修部１８と、によって構成されている。

［既存壁部１６］
既存壁部１６は、複数の柱１２、外壁フレーム２０、外壁材２２、既存内壁材２４、及び既存断熱材２６を含んで構成されており、外壁材２２及び既存内壁材２４は、柱１２を挟んで対向して配置されている。複数の柱１２は、角形鋼管により形成されており、建物ユニット１１の四隅に立設されている。柱１２の下端部同士及び上端部同士は、溝形鋼により形成された床梁及び天井梁により連結されており、溶接により剛接合されている。

外壁材２２は、矩形平板状に形成されている。一方、外壁フレーム２０には、外フランジ２８、内フランジ３０及びウェブ３２から成る溝形鋼が使用されている。外壁材２２は外壁フレーム２０の外フランジ２８に図示しないスクリューで固定されており、これにより外壁パネルが構成されている。外壁パネルの外壁フレーム２０が躯体フレームの天井梁及び床梁に固定されることにより、外壁材２２が建物外周に沿って組み付けられるようになっている。

上述した外壁材２２の建物内側には、矩形平板状に形成された既存内壁材２４が配設されている。なお、本実施形態では、既存内壁材２４としては石膏ボードが使用されている。既存内壁材２４の建物外側には、木製の角材で構成された下地材４０が配置されている。下地材４０は、建物外側から見て外壁フレーム２０と重なる位置に配置されている。既存内壁材２４は、この下地材４０に建物内側から図示しないスクリューによって固定されている。

上述した外壁材２２及び既存内壁材２４間には既存断熱材２６が配設されている。柱１２Ａ及び柱１２Ｂ間、柱１２及び既存内壁材２４間には、狭幅な隙間３６が形成されており、柱１２Ａ及び柱１２Ｂ間に形成された隙間３６には、グラスウール、ロックウールといった繊維系断熱材が、例えば袋詰めされた状態で配設されている。一方、柱１２及び既存内壁材２４間に形成された隙間３６には、硬質ウレタンフォームやポリスチレンフォームといったプラスチック系断熱材が隙間３６の形状に合わせ成形され、この隙間３６を埋めるように配設されている。

柱１２及び外壁フレーム２０間並びに一対の外壁フレーム２０間には、幅の広い隙間３６が形成されており、同様に繊維系断熱材が、例えば袋詰めされた状態で配設されている。建物内側においては既存内壁材２４に密着した状態で配置される一方、建物外側においては通気層３８が設けられている。

［断熱改修部１８］
既存壁部１６の建物内側には、改修時に後付けされる断熱改修部１８が設けられており、以下に詳細に説明する。

断熱改修部１８は、複数の桟４２、新規内壁材４４、及び新規断熱材４６を含んで構成されている。複数の桟４２は、各々木製の角材であり、当該複数の桟４２の建物外側の面４２Ａが既存内壁材２４の建物内側の面に接着により固定されている。

一方、新規内壁材４４は、石膏ボードにより平板状に形成されており、内面にはクロス等の内装材が接着されている。新規内壁材４４は、桁方向又は妻方向（梁長手方向）にモジュール単位で分割されており、当該分割されて左右に隣接する一対の新規内壁材４４の各隣接端部が改修に際して共通の桟４２にスクリューで固定されている。

既存内壁材２４及び新規内壁材４４間には幅の広い隙間４５が形成されており、この隙間４５には新規断熱材４６が配設されている。新規断熱材４６は、ボード状に成形したプラスチック系断熱材とされており、隙間４５の形状に合わせてカットされて隙間４５を埋めるように配設されている。これにより、既存内壁材２４及び新規内壁材４４間の隙間４５には複数の桟４２と新規断熱材４６のいずれかが隙間なく配設されることとなる。

この複数の桟４２は、建物壁１４の断熱性能を所定値以上に担保する位置に配置されている。すなわち、複数の桟４２は、外壁材２２側から見て、既存壁部１６において断熱性能が低下しやすい領域（具体的には、柱１２及び外壁フレーム２０が配置された領域）と重ならない位置に配置されている。換言すれば、外壁材２２側から見て、既存壁部１６において断熱性能が低下しやすい領域と重なる領域Ｓを除外した領域に桟４２が配置されている。より具体的には、柱１２の左端から右端（柱１２が隣接する場合は、左側の柱１２Ａの左端から右側の柱１２Ｂの右端）、及び外壁フレーム２０（既存内壁材２４の下地材４０が設置されている場合は下地材４０）の左端から右端までの領域と重ならないように、桟４２が配置されている。その結果、外壁材２２側から見て、隙間４５において外壁フレーム２０及び下地材４０と重なる位置には、必ず新規断熱材４６が配設され、所定の断熱性能が担保される。

本実施形態では、各断面位置（一点鎖線Ａ〜Ｄ）における断熱材（既存壁部１６及び断熱改修部１８の断熱材）の熱抵抗値が、以下の値を満たすようになっている。
（１） 柱部 ０．６３［ｍ^２・Ｋ／Ｗ］以上
（２） 桟部 ０．７２［ｍ^２・Ｋ／Ｗ］以上
（３） 一般部 ２．２２［ｍ^２・Ｋ／Ｗ］以上
（４） 外壁フレーム部 ０．７２［ｍ^２・Ｋ／Ｗ］以上

ここで、「柱部」とは、断面位置Ａのように既存壁部１６に柱１２が配置されかつ断熱改修部１８に新規断熱材４６が配置されている部位である。また、「桟部」とは、断面位置Ｂのように既存壁部１６に既存断熱材２６が配置されかつ断熱改修部１８に桟４２が配置される部位である。また、「一般部」とは、断面位置Ｃのように既存壁部１６に既存断熱材２６が配置されかつ断熱改修部１８には新規断熱材４６が配置される部位である。さらに、「外壁フレーム部」とは、断面位置Ｄのように既存壁部１６に外壁フレーム２０及び下地材４０が配置されかつ断熱改修部１８に新規断熱材４６が配置される部位である。

また、上述した外壁フレーム２０は建物ユニット１１において建物外周に配置された桁側面４８又は妻側面に対してモジュール単位で等間隔に配置されている。ここでは、一例として尺モジュールが使用されている。従って、外壁フレーム２０は、尺モジュールの整数倍の位置に配置されている。同様に、断熱改修部１８の新規内壁材４４も桁方向又は妻方向にモジュール単位で分割されており、当該分割されて左右に隣接する一対の新規内壁材４４の各隣接端部が共通の桟４２にビス５０で固定されている。そして、複数の桟４２のうち、任意の１本の桟４２が、外壁材２２側から見て柱１２や外壁フレーム２０と重ならないように配置されることで、すべての桟４２が柱１２や外壁フレーム２０と重ならないようになっている。なお、桁方向又は妻方向の端となる部位では、外壁フレーム２０と桟４２のピッチの差に相当する幅の新規内壁材４４が配置されるようになっている。

なお、本実施形態においては、新規断熱材４６として硬質ウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム等のプラスチック系断熱材を配設しているが、フィルム入りのグラスウール、ロックウール等の繊維系断熱材を配設してもよい。この場合、プラスチック系断熱材を配設した場合に比し、既存内壁材２４及び新規内壁材４４間に形成された隙間４５に内部結露が生じやすい。そこで、図２に示されるように、新規内壁材４４の外面に、透湿抵抗の高いフィルム、例えばポリエチレンフィルムにより形成されたシート部材５２を接着することにより、内部結露が新規内壁材４４に浸透することを抑制できる。

また、新規断熱材４６が袋詰めされた状態で配設される場合には、この袋を透湿抵抗の高いフィルムにより形成し、袋内に繊維系断熱材を収容した上で隙間４５に配設しても、同様に内部結露が新規内壁材４４に浸透することを抑制できる。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態に係る建物外壁の断熱改修構造では、複数の柱１２が建物１０の隅部に立設されており、この柱１２に沿うように外壁フレーム２０が設置され、外壁材２２が支持されている。そして、外壁材２２と既存内壁材２４とが、柱１２及び外壁フレーム２０を挟んで対向して配置されており、これらの柱１２と外壁フレーム２０との間に既存断熱材２６が配設されて既存壁部１６が構成される。

この既存断熱材２６により屋内外の熱伝達が一定程度遮られるものの、隙間３６を埋めるように配設されているため、建物１０や建物壁１４の構成に応じ、建物壁１４各部に配設される断熱材量や熱抵抗値、これらに基づく断熱性能が異なる。特に柱１２や外壁フレーム２０の近傍は、断熱性能が部分的に低下しやすく、熱橋が発生する等、建物構成部材を介して外壁各部に伝熱される結果、既存壁部１６の断熱性能が低下するおそれがある。

上記既存壁部１６に対して断熱改修する場合は、既存壁部１６の建物内側に断熱改修部１８が設けられる。具体的には、既存内壁材２４の建物内側に新規内壁材４４が離間して配置され、この新規内壁材４４が複数の桟４２を介して既存内壁材２４に固定される。そして、既存内壁材２４と新規内壁材４４との間に新規断熱材４６が配設される。これにより、既存壁部１６の建物内側に断熱改修部１８が新たに設けられ、断熱層が重層化される。

ここで、本実施形態では、新規内壁材４４を既存内壁材２４に複数の桟４２を介して固定するにあたり、外壁材２２側から見て柱１２と重ならない位置に複数の桟４２が配置されている。このため、外壁材２２側から見て柱１２と桟４２が重なって配置されることがなくなる。これにより、柱１２と桟４２を直列的に経由した熱橋による部分的な断熱性能の低下が解消される。その結果、本実施形態によれば、既存壁部１６の断熱性能に応じて、適切に既存断熱材２６を後付けして建物外壁の断熱性を向上させることができる。

また、本実施形態では、複数の桟４２は、外壁材２２側から見て、柱１２及び外壁フレーム２０（下地材４０）と重ならない位置に配置されているため、外壁材２２側から見て外壁フレーム２０と重なる部分においては、新規断熱材４６が配設されることとなる。よって、外壁材２２と既存内壁材２４との間に柱１２の他に外壁フレーム２０が配置される場合でも、外壁フレーム２０と桟４２を直列的に経由した熱橋による部分的な断熱性能の低下が解消される。その結果、本実施形態によれば、柱１２の他に外壁フレーム２０が配置されていても、適切に新規断熱材４６を後付けして建物外壁の断熱性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、外壁フレーム２０は、建物ユニット１１において建物外周に配置された桁側面４８又は妻側面に対してモジュール単位で等間隔に配置されている。また、新規内壁材４４は、桁方向又は妻方向に同一のモジュール単位で分割されており、当該分割されて左右に隣接する一対の新規内壁材４４の各隣接端部が共通の桟４２に固定されている。このように外壁フレーム２０と桟４２とが同一のモジュール単位で配置されているため、外壁材２２側から見て外壁フレーム２０と桟４２とが重ならないように１本の桟４２を配置すれば、残りの桟４２も外壁フレーム２０と重ならないように配置される。よって、本実施形態によれば、断熱改修部１８の設計や施工が容易になる。

＜第２実施形態＞
次に、図３を用いて、本発明に係る建物外壁の断熱改修構造の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成を備えた部材については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

本実施形態では、上述した建物外壁の断熱改修構造をユニット工法により構築されたユニット建物ではなく、鉄骨軸組工法により構築された建物５３に適用した点に特徴がある。

図３に示されるように、建物５３の外周に配置された建物壁５４は、建物外側に配置された既存壁部５５と、この既存壁部５５の建物内側に重ねて配置された断熱改修部１８と、によって構成されている。既存壁部５５には、柱５６の他にラチス柱５８が設置されている。ラチス柱５８は、一対の間柱６０と、一対の間柱６０に架設されたラチス材６２とを含んで構成されており、柱５６に沿って立設されている。一対の間柱６０は、角形鋼管により構成されている。ラチス材６２は建物上下方向にジグザグ状に延出されており、一方の間柱６０には溶接され、他方の間柱６０には図示しない接合部を介して接合されている。

既存壁部５５は、柱５６及びラチス柱５８を挟んで対向して配置された外壁材２２及び既存内壁材２４と、これらの外壁材２２と既存内壁材２４との間に配設された既存断熱材６６と、を含んで構成されている。既存断熱材６６は、既存断熱材２６と同様の構成とされている。なお、既存断熱材６６と外壁材２２、既存内壁材２４との間には、通気層６８がそれぞれ設けられている。

既存壁部１６の建物内側には、改修時に後付けされる断熱改修部１８が設けられている。断熱改修部１８の構成は、前述した第１実施形態と同様とされている。すなわち、既存壁部５５の既存内壁材２４には、モジュール単位の所定の間隔で複数の桟４２が接着されている。複数の桟４２は、外壁材２２側から見て、既存壁部５５において断熱性能が低下しやすい領域（具体的には、柱５６及びラチス柱５８が配置された領域）と重ならない位置に配置されている。換言すれば、外壁材２２側から見て、既存壁部５５において断熱性能が低下しやすい領域と重なる領域Ｋを除外した領域に桟４２が配置されている。そして、これらの桟４２に新規内壁材４４がビス５０で固定されている。さらに、既存内壁材２４と新規内壁材４４との間に形成された隙間４５に新規断熱材４６が配設されている。これにより、所定の断熱性能が担保される。

上記構成によれば、建物５３の建物壁５４には、柱５６の他にラチス柱５８が配設されている。ラチス柱５８の近傍においては、断熱性能が部分的に低下しやすいものの、複数の桟４２が、外壁材２２側から見てラチス柱５８と重ならない位置に配置されるため、外壁材２２側から見てラチス柱５８と重なる部分に新規断熱材４６を配設することができる。その結果、建物５３がラチス柱５８を用いた鉄骨軸組工法等により構築されている場合でも、既存壁部５５の断熱性能に応じて新規断熱材４６を適切に後付けでき、既存壁部５５の構成や断熱性能にかかわらず建物壁５４全体において所定の断熱性能を担保することができる。

＜本実施形態の補足説明＞
なお、上述した実施形態では、建物１０にあってはユニット工法によって構築されており、建物５３にあっては鉄骨軸組工法により構築されているが、建物が他の工法により構築されていてもよい。

１０、５３ 建物
１１ 建物ユニット
１２、５６ 柱
１６、５５ 既存壁部
１８ 断熱改修部
２０ 外壁フレーム
２２ 外壁材
２４ 既存内壁材
２６、６６ 既存断熱材
４２ 桟
４４ 新規内壁材
４６ 新規断熱材
５８ ラチス柱

Claims (3)

1. 柱を挟んで対向して配置された外壁材及び既存内壁材と、これらの外壁材と既存内壁材との間に配設された既存断熱材と、を含んで構成された既存壁部と、
   前記既存内壁材の建物内側に離間して配置されると共に前記外壁材側から見て前記柱と重ならない位置に配置された複数の桟を介して当該既存内壁材に固定された新規内壁材と、当該既存内壁材と当該新規内壁材との間に配設された新規断熱材と、を含んで構成された断熱改修部と、
   を有し、
   前記既存壁部は、前記外壁材を支持する外壁フレームを含み、
   前記柱、前記外壁フレーム及び前記桟が同一のモジュール単位で配置され、前記外壁材側から見て、すべての前記桟が前記柱及び前記外壁フレームと重ならない、
   建物外壁の断熱改修構造。
2. 前記建物は、四隅に立設された４本の柱と柱の端部同士を連結する複数本の梁とを含んで各々構成された複数の建物ユニットを相互に連結して構築されており、
   前記外壁フレームは前記建物ユニットにおいて建物外周に配置された桁側面又は妻側面に対して前記モジュール単位で等間隔に配置されており、
   前記新規内壁材は桁方向又は妻方向に前記モジュール単位で分割されており、当該分割されて左右に隣接する一対の前記新規内壁材の各隣接端部が共通の前記桟に固定されている、
   請求項１に記載の建物外壁の断熱改修構造。
3. 前記柱は、ラチス柱を含む、
   請求項１に記載の建物外壁の断熱改修構造。