JP6842830B2 - 建物外壁構造 - Google Patents

Description

本発明は、無機質板を基材とした外装材を用いた建物外壁構造に関する。

従来より、窯業系サイディングボード、金属系サイディングボード、ＡＬＣボードなどの壁材を建物に施工して、外壁面を形成することが行われている。

しかし、無機質板を基材とした外装材は、日射されると太陽光の熱を吸収し、吸収された熱は屋内側に伝わる。そのため、屋内空間の温度が上昇するという問題があった。

特許文献１には、内部に断熱材を有する構造躯体の屋外側に空間を介して外装材を配することが開示されている。

特許文献１の施工構造によれば、室内温度の上昇を抑えることはできる。しかし、日射により外装材に吸収された熱は電磁波となり、空間があっても構造躯体に伝わり、伝わった電磁波は熱を発するので、屋内空間の温度を上昇させ、更なる対策が求められていた。

特開平６−２８０３２３号公報

本発明は、かかる従来の課題に鑑みたものであり、建物屋内の温度上昇を抑える建物外壁構造を提供するものである。

本発明の建物外壁構造は、構造躯体の屋外側に、無機質板を基材とし、遮熱顔料を含有した着色塗膜を屋外側に有する外装材が、前記構造躯体から空間を隔てて配されている。

本発明の第二の態様として、外装材は、屋外側に、有機中空粒子を含有した塗膜も有する。前記有機中空粒子を含有した塗膜は、着色塗膜よりも屋内側に形成されていることが好ましい。

本発明の第三の態様として、前記構造躯体の屋外側には、遮熱透湿防水シートが配されている。

本発明によれば、建物屋内の温度上昇を抑える建物外壁構造を提供することができる。

図１は、本発明に係る建物外壁構造の第一形態を示す断面図である。 図２は、本発明に係る建物外壁構造の第二形態を示す断面図である。 図３は、分光反射率を測定した結果である。 図４は、遮熱効果を測定する試験の概要図である。 図５は、図４に示す試験で得られた、試験体の表面温度変化を示す図である。 図６は、図４に示す試験で得られた、試験体の裏面温度変化を示す図である。 図７は、図４に示す試験で得られた、ボックス内部の温度変化を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。

（実施の第一形態）
図１は、本発明に係る建物外壁構造の第一形態を示す断面図である。
図１に示す建物外壁構造では、屋内側から屋外側にかけて、内装材Ａ、防湿シートＢ、断熱材Ｃ、透湿防水シートＤ１、外装材Ｆ１が配されている。図１においては、柱、間柱（図示していない）、断熱材Ｃが構造躯体である。
内装材Ａは屋内壁面を構成する建材であり、一例として、石膏ボード、木質合板、パーティクルボード等がある。
防湿シートＢは屋内への湿気流入を防ぐシートであり、内装材Ａと断熱材Ｃの間に配されている。防湿シートＢとしては、ポリエチレンシート、プラスチックシート、アスファルトルーフィングフェルト等がある。
断熱材Ｃは、屋内空間の保温、屋外側からの熱の流入を防ぐ建材であり、内装材Ａの屋外側に配されている。詳しくは、柱と間柱の間等に配することにより固定されている。断熱材Ｃとしては、ロックウール、ガラスウールなどで構成されたマット、発泡ポリスチレン、発泡ウレタンなどの樹脂発泡体などがある。
透湿防水シートＤ１は、水は通さないが湿気は通すシートであり、断熱材Ｃの屋外側に配されている。透湿防水シートＤ１は屋内への水の浸入を防ぐものであり、透湿ポリエチレンフィルム、透湿ポリエステルフィルム、ポリエステル不織布、ポリエチレン不織布などがある。
透湿防水シートＤ１の屋外側には胴縁（図示していない）が配されており、胴縁の屋外側に外装材Ｆ１が配されている。そのため、図１に示す施工構造では、透湿防水シートＤ１と外装材Ｆ１の間に空間Ｅが設けられている。なお、図中の矢印は空間Ｅを通過する空気の流れを示している。
外装材Ｆ１は、屋外壁面を構成する建材であり、無機質板を基材Ｇ１とし、屋外側に遮熱顔料を含有した着色塗膜Ｇ２を有する。無機質板としては、木繊維補強セメント板、繊維補強セメント板、繊維補強セメント・ケイ酸カルシウム板などの窯業系サイディングボード、金属系サイディングボード、ＡＬＣボードなどがある。着色塗膜Ｇ２は、塗膜形成材と遮熱顔料とを有する。塗膜形成材は、塗膜の主成分となる樹脂であり、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂等がある。遮熱顔料は、赤外線領域での反射が高い顔料であればよく、複合酸化物系顔料、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｍｎ−Ｂｒ，Ｆｅ−Ｍｎ，Ｃｕ−Ｂｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃａ−Ｔｉ−Ｍｎなどの金属系化合物が用いられる。
外装材Ｆ１は、屋外側に赤外線を反射する遮熱顔料を含有した着色塗膜Ｇ２を有するので、太陽光に照射されても太陽光を反射し、外装材Ｆ１の温度が上昇することを防ぐ。外装材Ｆ１の温度上昇が抑えられることにより、屋内側に伝わる熱が激減する。

よって、図１に示す建物外壁構造によれば、屋外側に、遮熱顔料を含有した着色塗膜Ｇ２を有する外装材Ｆ１を配するので、屋内側に伝わる熱が激減する。そして、外装材Ｆ１の屋内側には、空間Ｅが配されているので、更に屋内側に伝わる熱が激減する。その結果、建物屋内の温度上昇を抑えることができる。

（実施の第二形態）
図２は、本発明に係る建物外壁構造の第二形態を示す断面図である。
図２に示す建物外壁構造では、外装材Ｆ２と 遮熱透湿防水シートＤ２が図１と異なるが、他は同じである。
外装材Ｆ２は、屋外側に、有機中空粒子を含有した塗膜Ｇ３も有することが図１の外装材Ｆ１と異なる。詳しくは、外装材Ｆ２では、基材Ｇ１の屋外側に有機中空粒子を含有した塗膜Ｇ３が形成され、塗膜Ｇ３の屋外側に遮熱顔料を含有した着色塗膜Ｇ２が形成されている。塗膜Ｇ３は、塗膜形成材と有機中空粒子とを有する。塗膜形成材は、塗膜の主成分となる樹脂であり、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、シリコンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂等がある。有機中空粒子は、平均粒径が５〜５０μｍの範囲で、かつ、平均中空率が９０％以上の粒子である。有機中空粒子の材質は有機化合物であれば良いが、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、スチレンの少なくとも１種以上により構成されていると、中空率が９０％以上の状態を保持できるので好ましい。有機中空粒子は、太陽光に照射されても、太陽光を反射するとともに、塗膜温度が上昇するのを防ぐ効果を奏する。そのため、屋外側に、有機中空粒子を含有した塗膜Ｇ３と遮熱顔料を含有した着色塗膜Ｇ２を有する外装材Ｆ２は、図１の外装材Ｆ１よりも太陽光を反射し、外装材の温度が上昇することを防ぐとともに、屋内側に伝わる熱を激減することができる。
遮熱透湿防水シートＤ２は、金属蒸着層を備えた透湿防水シートであり、断熱材Ｃの屋外側に配されている。遮熱透湿防水シートＤ２は、外装材からの熱が屋内側に伝わるのを防ぐものであり、透湿防水シートにアルミニウム蒸着層を備えたものなどが用いられる。

よって、図２に示す建物外壁構造によれば、屋外側に、有機中空粒子を含有した塗膜Ｇ３と遮熱顔料を含有した着色塗膜Ｇ２を有する外装材Ｆ２を配するので、屋内側に伝わる熱が激減する。そして、外装材の屋内側には、空間Ｅを介して遮熱透湿防水シートＤが配されているので、更に屋内側に伝わる熱が激減する。その結果、建物屋内の温度上昇を抑えることができる。

次に、本発明についての実験データをあげる。

（試料１）
厚み１６mmの窯業系サイディングボードの表面に、シリコンアクリル樹脂と、遮熱顔料としてＭｎ−Ｂｒを含有した水性塗料を１０ｇ／mm^２塗布し、着色塗膜を形成した。

（試料２）
厚み１６mmの窯業系サイディングボードの表面に、シリコンアクリル樹脂と、アクリロニトリル系有機中空粒子を３重量％含有した水性塗料を１０ｇ／mm^２塗布し、乾燥させ、有機中空粒子を含有した塗膜を形成した。次に、シリコンアクリル樹脂と、遮熱顔料としてＭｎ−Ｂｒを含有した水性塗料を１０ｇ／mm^２塗布し、着色塗膜を形成した。

（試料３）
厚み１６mmの窯業系サイディングボードの表面に、シリコンアクリル樹脂と、顔料としてカーボンを含有した水性塗料を１０ｇ／mm^２塗布し、着色塗膜を形成した。

（評価試験１）
「ＪＩＳ Ｋ ５６０２」に準じた赤外分光光度計及び積分球を用いて、波長範囲３００ｎｍ〜２５００ｎｍにおける、各試料の分光反射率を測定した。結果を図３に示す。

試料１、２ともに試料３より近赤外線波長域（７８０〜２５００mm）での反射率が高い結果であった。近赤外線は熱に変換しやすい特徴があり、その近赤外線を反射することは遮熱効果を示している。

（評価試験２）
図４に示すように、枠木、断熱材、シート、通気金具と試料でボックスを作成して、太陽光が照射するよう平地に静置し、ボックス表裏面と内部の温度を測定した。なお、図４では、試料の配置を説明するため、２面のみに試料が配されているように図示されているが、試験では、下面を除く５面全てに試料を配して試験を行った。また、ボックスは、各試料毎に１ボックス作成した（五面全てに同じ試料を配した）。更に、試料はシートの屋外側に配された通気金具により固定されており、シートと試料の間には１５ｍｍの空間を設けた。更に、試料１、３ではシートにポリエチレンフィルムとポリエステル不織布からなる透湿防水シートを用い、試料２ではシートにアルミ蒸着ポリプロピレンフィルムと、ポリエチレンフィルムと、ポリエステル不織布からなる遮熱透湿防水シートを用いた。

表面温度を測定した結果を図５に、裏面温度を測定した結果を図６に、ボックス内部温度を測定した結果を図７に示す。

試料１、２ともに表面温度、裏面温度は試料３よりも低い結果であった。また、ボックス内部温度についても、試料１、２は試料３よりも低く抑えられていた。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、外装材Ｆ１、Ｆ２は着色塗膜よりも屋外側にクリアー塗膜や防汚層を備えても良い。また、防湿シートＢに変えて透湿防水シートＤ１や遮熱透湿防水シートＤ２を用いても良い。更に、図１の建物外壁構造において、透湿防水シートＤ１に変えて遮熱透湿防水シートＤ２を用いても良い。

以上説明したように、本発明によれば、建物屋内の温度上昇を抑える建物外壁構造を提供することができる。

Ａ 内装材
Ｂ 防湿シート
Ｃ 断熱材
Ｄ１ 透湿防水シート
Ｄ２ 遮熱透湿防水シート
Ｅ 空間
Ｆ１、Ｆ２ 外装材
Ｇ１ 基材
Ｇ２ 着色塗膜
Ｇ３ 有機中空粒子を含有した塗膜

Claims (3)

1. 構造躯体の屋外側に、無機質板を基材とし、遮熱顔料を含有した着色塗膜と有機中空粒子を含有した塗膜とを前記基材の屋外側に有する外装材が、前記構造躯体から空間を隔てて配されており、
   屋内側から屋外側にかけて、内装材、防湿シート、断熱材、遮熱透湿防水シート、前記外装材が配されており、
   前記断熱材の屋外側は、前記遮熱透湿防水シートで覆われており
   前記遮熱顔料は、Ｍｎ−Ｂｒ、Ｃｕ−Ｂｒの少なくとも１つである
   建物外壁構造。
2. 前記外装材は、前記基材と前記着色塗膜の間に、前記有機中空粒子を含有した塗膜を有する、請求項１に記載の建物外壁構造。
3. 前記空間は、土台部と前記外装材との間を通り流入した空気が、前記遮熱透湿防水シートと前記外装材との間を通過し、屋根裏から屋外に流出するよう設けられている、請求項１に記載の建物外壁構造。