JP7437071B1 - 建造物用壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】一般建築物や地上設置型のシェルタにおいて、放射能への対応が十分に可能な壁構造を提供する。
【解決手段】建造物用壁の構造であって、外装用鉄板と角スタッドと気密シートと断熱材と木質ボートと内装材とから成り、角スタッドは、外装用鉄板に溶接により固定されており、外装用鉄板及び角スタッドは、気密シートで内側から覆われており、鉛シートが外装用鉄板の屋内側から内装材の屋外側のいずれかの位置に配置されており、断熱材は、気密シートと木質ボートの間に設置され、木質ボートは、角スタッドにねじで固定され、内装材は、木質ボートの屋内側に貼り付けられている構成を採用した。
【選択図】図１

Description

本発明は、建造物用の壁構造に関し、詳しくは、核シェルタなど地上に設置される建造物において、放射能へ対応し得る壁構造の技術に関する。

防災や、核のリスク回避の観点で、一般家庭でもシェルタを備えることが多くなっている。シェルタは、一般的に、地下に設置されることが多い。その際、壁構造は、鉄板のみであったり、コンクリートを用いたものが一般的である。
しかし、地下に設置してしまうと、有事の際に瓦礫に埋もれて、人が出入りすることが困難となることが予想される。
対応として、地上に設置することが考えられるが、鉄板のみであると、放射線を十分防ぐことができないし、コンクリートであると割れ易く、ヒビが入り、放射能の漏れの危険も多くなっていた。
そこで、一般建築物や地上設置型のシェルタにおいて、放射能への対応が十分である壁構造が求められていた。

このような問題に対して、従来からも様々な技術が提案されている。例えば、防災シェルタ（特許文献１参照）が提案され、公知技術となっている。より詳しくは、立方体型のモノコック構造を有する木造防災シェルタであって、縦柱を相並行し、ホームコネクター接続構造を有する耐震木造防災シェルタである。
しかしながら、本先行技術による構造では、木造であることから、十分な強度が出ず、且つ、放射能への対応も十分でなく、上記問題点の解決には至っていない。

特開２０２０－１１１９８７号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、一般建築物や地上設置型のシェルタにおいて、放射能への対応が十分に可能な壁構造を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明に係る建造物用壁構造は、外装用鉄板と角スタッドと気密シートと断熱材と木質ボートと内装材とから成り、角スタッドは、外装用鉄板に溶接により固定されており、外装用鉄板及び角スタッドは、気密シートで内側から覆われており、鉛シートが外装用鉄板の屋内側から内装材の屋外側のいずれかの位置に配置されており、断熱材は、気密シートと木質ボートの間に設置され、木質ボートは、角スタッドにねじで固定され、内装材は、木質ボートの屋内側に貼り付けられている手段を採る。

また、本発明は、外装用鉄板が、左右方向の端辺から屋内側に起立する第１の突出面を持ち、上面視、コの字型である手段を採る。

さらに、本発明は、外装用鉄板が、上下方向の端辺から屋内側に起立する第２の突出面を持ち、屋内側に開口する、箱状のパネル構造である手段を採る。

またさらに、本発明は、角スタッドが、軽量鉄骨として機能する手段を採る。

さらにまた、本発明は、断熱材が、ピュアポリウレア、ウレタンポリウレア、ＦＲＰ、エアウール、グラスウールのいずれかである手段を採る。

またさらに、本発明は、複数の外装用鉄板が、横方向に隣接する際、隣り合う外装用鉄板の第１の突出面同士が密着する手段を採る。

そしてまた、本発明は、外装用鉄板と角スタッドが、溝状のランナに挿入され、少なくとも角スタッドで、ランナと固定される手段を採る。

本発明に係る建造物用壁構造によれば、一般建築物や地上設置型のシェルタにおいて、地上に設置されても放射能を十分に防ぐことが可能であって、核シェルタとしての機能を発揮し得る、といった優れた効果を奏するものである。

本発明に係る建造物用壁構造の実施形態を示す全体斜視図である。 本発明に係る建造物用壁構造の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る建造物用壁構造の実施態様（組立工程）を示す説明図である。 本発明に係る建造物用壁構造の実施態様（ランナとの関係）を示す説明図である。 本発明に係る建造物用壁構造の他の実施形態（変形例）を示す斜視図である。

本発明に係る建造物用壁構造は、一般建築物や地上設置型のシェルタにおいて、地上に設置されても放射能を十分に防ぐことができる壁構造であることを最大の特徴とする。
以下、本発明に係る建造物用壁構造の実施形態を、図面に基づいて説明する。

尚、以下で示される建造物用壁構造の全体形状及び各部の形状は、下記に述べる実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状や寸法等の範囲内で適宜変更することができるものである。

図１から図５に従って、本発明を説明する。
図１は、本発明に係る建造物用壁構造の実施形態を示す全体斜視図である。図２は、本発明に係る建造物用壁構造の実施形態を示す断面図であり、（ａ）は水平面で切った断面図、（ｂ）は角スタッド付近を垂直に切った断面図である。図３は、本発明に係る建造物用壁構造の実施態様を示す説明図であり、具体的には、組立工程を示している。図４は、本発明に係る建造物用壁構造の実施態様を示す説明図であり、具体的には、建造物用壁構造とランナとの関係を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。図５は、本発明に係る建造物用壁構造の変形例を示す斜視図である。

建造物用壁１は、一般建築物や地上に設置される核シェルタに用いられる壁である。一般建築物とは、家屋や店舗、ビル、工場など、あらゆる形式・形態の建造物が含まれる概念である。地下に設置される場合は、地面自体が、放射能を低減する遮蔽物となる。しかし、地上に設置される場合は、壁のみで放射能を遮蔽しなければならない。
放射能を遮蔽する壁としては、コンクリートも考えられる。しかし、コンクリートの場合、割れやくす、ヒビが入りやすい。そのため、放射能の漏れにつながる可能性があるため、適切でない。
また、鉄板のみを用いることも考えられるが、鉄板のみでは、放射能を十分遮断できないという問題がある。

建造物用壁１は、外装用鉄板１０と角スタッド２０と断熱材４０と木質ボード５０と内装材７０と鉛シート６０とから構成されている。
（外装用鉄板）
外装用鉄板１０は建造物用壁１の外装であり、厚さは、３ｍｍ程度である。外部から壁が破壊されることを防止することが、主な目的である。
高さ方向に長い、長方形状である。左右方向の端辺から屋内側に起立する第１の突出面１１を持ち、上面視、コの字型である。第１の突出面１１の屋内方向への長さは、角スタッド２０の厚さよりも短い（図１，２）。
角スタッド２０の厚さよりも長いと、木質ボード５０を角スタッド２０に固定する際に、木質ボード５０に第１の突出面１１が当たってしまう。
第１の突出面１１を左右に持つことによって、外装用鉄板１０の曲げ強度を強くすることができる。
また、建造物用壁１同士を左右に隣接させる際に、第１の突出面１１同士が密着するので、壁と壁との隙間を無くすことができ、シェルタとして、外部と遮断する意味で好適である。

（角スタッド）
角スタッド２０は、建造物用壁１の構造となる部分である。角柱状であり、建造物用壁１の高さと同じ長さを持ち、外装用鉄板１０の左右方向の中間部分に装着されている。外装用鉄板１０の屋内側に、溶接によって固定されている（図１，２）。
一般的には、外装用鉄板１０の外側からねじ止めすることも考えられるが、そうすると外装用鉄板１０に孔を開けることになり、放射能について、外部との遮断が不十分となり、核シェルタとしては適正でない。
そのため、溶接によって、外装用鉄板１０に固定している。
角スタッド２０の厚さ、寸法は、例えば、厚さ０．４５ｍｍ、寸法６５ｘ４５ｍｍ程度である。一般的な角スタッドと同等であり、構造として使用でき、軽量鉄骨として機能する。
角スタッド２０には、木質ボード５０を固定するためのネジ穴２１が一乃至複数開いている。

（気密シート）
気密シート３０は、空気、水を遮断するためのシートである。気密シート３０は、外装用鉄板１０、角スタッド２０の内側から、外装用鉄板１０、角スタッド２０の形に添って貼り付けられる（図１，２）。
気密シート３０は、外部と内部を遮断する意味合いを持つ。そのため、建造物用壁１単位ではなく、壁の区画全体を１つのシートで被うと好適である。
また、気密シート３０は、季節による気温差によって、外装用鉄板１０の内側に水滴がつくのを防止し、外装用鉄板１０が腐食することを防止する意味合いもある。

（断熱材）
断熱材４０は、外気の温度によるシェルタ内の温度の変化を軽減するためのものである。断熱材４０は、気密シート３０と木質ボート５０の間に設置される。
断熱材４０は、発泡系の素材であり、ピュアポリウレア、ウレタンポリウレア、ＦＲＰ、エアウール、グラスウールのいずれかを用いる。
外装用鉄板１０と角スタッド２０の間に入り、高さは、建造物用壁１の高さと同等である（図１，２）。
断熱材４０を、外装用鉄板１０と角スタッド２０の間に、十分に充填することで、屋外の温度に関わらず、屋内を快適な温度にすることができる。
また、断熱材４０は防音材としても機能する。そのため、外の騒音を遮断することができる。

（木質ボード）
木質ボード５０は、木の小片、木っ端や繊維を接着させて固めたもので、内装材７０のための下地である。
木質ボード５０の屋外側には、鉛シート６０が貼り付けられている。鉛シート６０は、例えば、厚さ０．５ｍｍ純度９９．９５％の鉛である。純度を高めることで、放射線を効果的に遮断することができる。
鉛シート６０を貼り付けることで、放射線を遮ることができ、安全性を向上させ、核シェルタとしての機能を発揮させることができる。
木質ボード５０は、ネジＳで、角スタッド２０に固定される。
木質ボード５０の広面の幅は、外装用鉄板１０と同じでもいいし、複数の外装用鉄板１０、角スタッド２０に１枚の木質ボード５０を固定する方法でも良い。外装用鉄板１０と同じ幅とすることで、事前に、核シェルタ用壁１単位で、木質ボード５０まで並べることができるので、作業効率を向上させることができる。
複数の外装用鉄板１０、角スタッド２０に１枚の木質ボード５０を固定することで、鉛シート６０の端辺の数を少なくすることができるので、放射能防止の意味で好適である。

また、本実施形態では、鉛シート６０を木質ボード５０の屋外側に貼り付けているが、外装用鉄板１０の屋内側から内装材７０の屋外側のいずれかの位置に配置されても良い。
外装用鉄板１０の屋内側に配置した場合は、放射能が、最も屋外側で遮断されるので、放射能が遮断しやすく、好適である。
木質ボード５０の屋内側に配置した場合は、鉛シート６０は、木質ボード５０と内装材７０とで挟まれるので、金属以外で挟まれることになり、鉛と他の金属との接触腐食を避けることができ、好適である。
内装材７０の屋外側に配置した場合は、内装材７０を外装用鉄板１０の面積よりも広い板とすることができるので、鉛シート６０の端辺の数を減らすことができ、端辺の隙間からの放射能の漏れの量を低減することができ、好適である。

（内装材）
内装材７０は、板状の製品に表面加工をほどこしたものであり、屋内の内装となる部材である。合板や石こうボードをベースに、塗装・化粧紙・樹脂フィルムなどを張り付けたり印刷したりした板を指す。木質ボード５０に固定し、内部外観や品位を向上させる。
また、内装材７０の代わりに、クロスを貼っても良い。

図３に沿って、建造物用壁１の施工工程を説明する。
（角スタッド取付）
コの字型に成型した外装用鉄板１０に対して、角スタッド２０を溶接で取り付ける。角スタッド２０は構造となり、外装用鉄板１０を溶接で取り付けることで、構造をより強固にすることができる（図３（ａ））。
角スタッド２０の付加された外装用鉄板１０を、骨格になるように並べていく。

（気密シート、断熱材の取付）
外装用鉄板１０と角スタッド２０に対して、気密シート３０を敷設する。外装用鉄板１０と角スタッド２０は、気密シート３０で内側から覆われることになる。外装用鉄板１０と角スタッド２０の側面に沿って、密着するように貼り付ける。密着させることで、結露した際の外装用鉄板１０への影響を下げることができ、断熱材４０の充填量を確保することができる。
断熱材４０を、外装用鉄板１０と角スタッド２０によってできた溝状の部分に充填する。角スタッド２０に木質ボード５０が固定されるので、断熱材４０の厚さは、気密シート３０の幅程度が適当である。断熱材４０は、外装用鉄板１０と角スタッド２０の間がすべて埋まるように充填する。（図３（ｂ））。

（鉛シート付木質ボード、内装材の取り付け）
木質ボード５０を角スタッド２０に取り付ける。木質ボード５０には鉛シート６０が貼り付けてある。ネジＳにより数か所で固定する。
最後に、内装材７０を木質ボード５０に固定する（図３（ｃ））。
全体としての厚みは６５ｍｍ以上であると好適である。断熱材４０の厚みは、５０ｍｍ以上であると効果が得られやすいし、換気扇等の取り付けでは、最低６０ｍｍの厚さが必要だからである。

このように、本発明によれば、建造物用壁１において、地上に設置しても、放射能を十分に防ぐことができるという優れた効果を発揮することができる。
また、建造物用壁１は、角スタッド２０を軽量鉄骨として用いることができるので、軽量鉄骨としての柱組と外壁設置を同時に行うことができ、作業を効率的に行うことができる。
さらに、建造物用壁１は、鉛シート６０を木質ボード５０に貼り付けてあるので、鉛板を設置する手間を省くことができ、好適である。
そしてまた、外装用鉄板１０は、コの字型であるので、単体での強度が高く、角スタッド２０を外装用鉄板１０に固定することで、シェルタの壁としても十分な強度を持つことができ、好適である。

本実施形態の他の施工例として、建造物用壁１とランナ８０の関係を図４に沿って説明する。
軽量鉄骨において、一般的に、ランナ８０の溝に柱となる角柱を立て、ボルト等で固定し、その後、外壁等を固定する場合が多い。
本発明では、外装用鉄板１０と角スタッド２０が一体であることから、外装用鉄板１０と角スタッド２０をランナ８０の溝に挿入することができる。
そうすると、本来、柱のみの構造であったものが、柱である角スタッド２０とそれに固定された外装用鉄板１０によって、建造物用壁１が構造としての役割を持ち、従来の軽量鉄骨での施工よりも強固な構造とすることができる。
従って、この構造は、高い強度が求められるシェルタに、極めて好適である。

建造物用壁１の変形例について図５に沿って、説明する。既述した実施形態では、外装用鉄板１０がコの字構造であったが、外装用鉄板１０の上下方向の端辺から屋内側に起立する第２の突出面１２を持ち、屋内側に開口する、箱状のパネル構造としても良い。
この構造とすることで、外装用鉄板１０自体の強度を増し、全体としてより強固とすることができる。
また、ランナ８０との関係については、ランナ８０に箱状の外装用鉄板１０と角スタッド２０が挿入される形となり、構造としての建造物用壁１の強度が向上し、シェルタとして極めて好適である。

本発明に係る建造物用壁構造は、一般建築物をはじめ地上設置型の核シェルタの壁など、あらゆる建造物の壁構造として採用することが可能である。したがって、本発明に係る「建造物用壁構造」の産業上の利用可能性は大きいものと思料する。

１ 建造物用壁
１０ 外装用鉄板
１１ 第１の突出面
１２ 第２の突出面
２０ 角スタッド
２１ ネジ穴
３０ 気密シート
４０ 断熱材
５０ 木質ボード
６０ 鉛シート
７０ 内装材
８０ ランナ
Ｓ ネジ

Claims (7)

1. 建造物用壁の構造であって、
   外装用鉄板と角スタッドと気密シートと断熱材と木質ボートと内装材とから成り、
   該角スタッドは、該外装用鉄板に溶接により固定されており、
   該外装用鉄板及び該角スタッドは、該気密シートで内側から覆われており、
   鉛シートが該外装用鉄板の屋内側から該内装材の屋外側のいずれかの位置に配置されており、
   該断熱材は、該気密シートと該木質ボートの間に設置され、
   該木質ボートは、該角スタッドにねじで固定され、
   該内装材は、該木質ボートの屋内側に貼り付けられていることを特徴とする建造物用壁構造。
2. 前記外装用鉄板は、左右方向の端辺から屋内側に起立する第１の突出面を持ち、上面視、コの字型であることを特徴とする請求項１に記載の建造物用壁構造。
3. 前記外装用鉄板は、上下方向の端辺から屋内側に起立する第２の突出面を持ち、屋内側に開口する、箱状のパネル構造であることを特徴とする請求項２に記載の建造物用壁構造。
4. 前記角スタッドは、軽量鉄骨として機能することを特徴とする請求項１に記載の建造物用壁構造。
5. 前記断熱材は、ピュアポリウレア、ウレタンポリウレア、ＦＲＰ、エアウール、グラスウールのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の建造物用壁構造。
6. 複数の前記外装用鉄板が、横方向に隣接する際、隣り合う外装用鉄板の前記第１の突出面同士が密着することを特徴とする請求項２に記載の建造物用壁構造。
7. 前記外装用鉄板と前記角スタッドが、溝状のランナに挿入され、少なくとも前記角スタッドで、ランナと固定されることを特徴とする請求項１に記載の建造物用壁構造。