JP7585645B2 - 積層構造および積層方法 - Google Patents

Description

本発明は、木質構造層を主材として用いた積層構造および積層方法に関する。

木質構造層を主材とする積層構造の床として、例えば特許文献１の図２には、ＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）板からなる木質構造層に対してセメント組成物層が積層された床が開示されている。

特開２０２０－２６６６０号公報

上述した積層構造を中高層の建築物などを構成する床に適用した場合、要求される耐火性能を満たすためには、セメント組成物層の厚さを大きくしなければならない。そのため、床全体としての重量が大きくなってしまう。なお、こうした問題は、床に限らず、同様の積層構造を有する壁などにも共通する。

上記課題を解決する積層構造は、木質構造層と、前記木質構造層に積層された気泡緩衝材を含む断熱層と、前記断熱層に積層されたセメント組成物層と、を有する。
上記課題を解決する積層方法は、木質構造層の上面を覆う気泡緩衝材を含んだ断熱層を形成する工程と、セメントを打設して、前記断熱層の上面を覆うセメント組成物層を形成する工程と、を有する。

これにより、木質構造層とセメント組成物層との間に気泡緩衝材による断熱層が形成されることから、セメント組成物層と木質構造層との間の伝熱を抑えることができる。その結果、セメント組成物層を薄くしても積層構造の耐火性が向上することから、積層構造の重量を低減することができる。

上記構成の積層構造において、前記断熱層は、前記気泡緩衝材における複数の気泡部の間を埋める粒子材を有することが好ましい。
上記構成の積層方法において、前記断熱層を形成する工程では、前記木質構造層の上面を覆う気泡緩衝材を配置したのち、前記気泡緩衝材における複数の気泡部の間を埋めるように粒状物を撒布することが好ましい。

これにより、気泡緩衝材に作用する荷重を粒子材で受けることができるため、セメント組成物層の形成時に気泡部を保護することができる。

積層構造の一実施形態を有する積層構造体の概略構成を示す部分断面図。

図１を参照して、積層構造の一実施形態について説明する。
図１に示すように、積層構造の一実施形態を有する積層構造体１０は、中高層の建築物の床に適用される。各階の床は、複数の積層構造体で構成される。積層構造体１０は、木質構造層１１を主材として構成されている。積層構造体１０においては、木質構造層１１に対して、断熱層１２、セメント組成物層１４が積層されている。また、積層構造体１０においては、断熱層１２とセメント組成物層１４とを合わせた耐火性が、建築物に要求される耐火性能（以下、要求耐火性能という。）を満たすように構成される。

木質構造層１１は、積層構造体１０に作用する荷重を単体で支えることのできる構造体として機能可能な厚さを有する木材で構成される。木質構造層１１は、建築物を構成する柱や梁などに支持されるように設置される。木質構造層１１は、例えば、ＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）板で構成される。木質構造層１１がＣＬＴ板で構成される場合、その厚さの一例は、１５０ｍｍである。

断熱層１２は、木質構造層１１の上面を覆っている。断熱層１２は、気泡緩衝材１２ａを含んで構成されている。断熱層１２は、気泡緩衝材１２ａに加えて、粒子材１２ｂを含んで構成されてもよい。

気泡緩衝材１２ａは、防水性に優れた材料で構成される。気泡緩衝材１２ａは、例えばポリエチレンシートからなる２枚のシートが貼り合わされたシート状の部材である。気泡緩衝材１２ａは、平面上に配列された複数の気泡部１２ｃを有する。複数の気泡部１２ｃは、マトリクス状（並行配列）に配列されてもよいし、互い違い（交互配列）に配列されてもよい。各気泡部１２ｃは、例えば、上面視において円形状をなしている。

各気泡部１２ｃは、１０ｍｍ～４０ｍｍの厚さの空気層を形成することが好ましい。空気層の厚さが１０ｍｍ以上であることにより、気泡緩衝材１２ａによる断熱性能を確実に得ることができる。空気層の厚さが４０ｍｍ以下であることにより、気泡部１２ｃ内での空気の対流が抑えられるため、その対流に起因した断熱性能の低下を抑えることができる。各気泡部１２ｃは、空気層の厚さが２０ｍｍ程度であることが好ましい。

断熱層１２を形成する工程では、木質構造層１１の上面を覆うように気泡緩衝材１２ａを拡げたのち、その気泡緩衝材１２ａをタッカーなどを用いて木質構造層１１に固定する。このようにして気泡緩衝材１２ａが固定されることにより、気泡緩衝材１２ａの積層に要する作業時間を短くすることができる。気泡緩衝材１２ａは、設置後の木質構造層１１に対して積層される構成であってもよいし、設置前の木質構造層１１に対して積層される構成であってもよい。

粒子材１２ｂは、複数の気泡部１２ｃの間の隙間を埋めている。粒子材１２ｂは、複数の気泡部１２ｃの間の隙間よりも小さな粒径を有する複数の粒状物で構成される。粒子材１２ｂは、断熱層１２に対する上方からの荷重を木質構造層１１に伝達することで、その荷重から気泡緩衝材１２ａの気泡部１２ｃを保護する。断熱層１２を形成する工程では、複数の気泡部１２ｃの間を埋めるように、気泡緩衝材１２ａに対して、例えば珪砂などの粒状物を撒布する。粒子材１２ｂは、気泡部１２ｃの全てを覆い隠すように形成されてもよいし、気泡部１２ｃの上部が露出するように形成されてもよい。

セメント組成物層１４は、断熱層１２の上面を覆っている。セメント組成物層１４は、耐火性を有している。セメント組成物層１４を形成する工程では、断熱層１２に対して、例えばモルタルやコンクリート、セルフレベリング材などのセメントを打設し、硬化させる。断熱層１２が粒子材１２ｂを有することにより、作業員による断熱層１２上での打設作業を、断熱層１２への荷重、特に気泡部１２ｃへの荷重を気にすることなく行うことができる。セメント組成物層１４は、荷重を支える構造体としての機能よりも耐火性を優先させた厚みを有している。また、断熱層１２に打設されたセメントは、その一部が粒子材１２ｂに染み込んだ状態で硬化する。このため、粒子材１２ｂの強度、ひいては、断熱層１２の強度を高めることができる。

なお、セメント組成物層１４には、化粧層が積層されることが好ましい。化粧層は、例えば、木目調の合板を含んで構成される。こうした化粧層が設けられることにより、積層構造体１０の意匠性を向上させることができる。

（作用）
上述した積層構造体１０においては、断熱層１２とセメント組成物層１４とで要求耐火性能を満たすように構成される。これにより、要求耐火性能を満たす層をセメント組成物層１４で構成した場合よりも厚さを低減することができる。また、積層構造体１０の軽量化を図ることができる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）木質構造層１１を主材とする積層構造体１０において、要求耐火性能を満たしつつ、積層構造体１０の軽量化を図ることができる。

（２）一般的に、中高層の建築物は、下階側から柱や梁、床の設置が行われたのち、屋根が設置される。このため、屋根が設置されるまでは、屋外に晒された状態にある床が存在する。また、中高層の建築物は、施工期間が長期にわたるため、施工期間中に雨が降ることもある。雨天時、屋外に晒された状態にある床は、雨晒しとなる。木質構造層を用いた床においては、腐食防止等の観点から木質構造層への雨水の浸入を抑える必要がある。

この点、上述した積層構造体１０においては、木質構造層１１に気泡緩衝材１２ａが積層されている。これにより、設置前の木質構造層１１に気泡緩衝材１２ａが積層される場合には、設置直後から木質構造層１１が気泡緩衝材１２ａで覆われる。また、木質構造層１１の設置後に気泡緩衝材１２ａが積層される場合には、気泡緩衝材１２ａの積層に要する作業時間が短いため、設置後の木質構造層１１をすぐに気泡緩衝材１２ａで覆うことができる。すなわち、積層構造体１０においては、設置後の木質構造層１１が雨水の影響を受けにくくなる状態を迅速、かつ、容易に実現することができる。また、木質構造層１１の設置後に気泡緩衝材１２ａが積層される場合には、木質構造層１１の設置時における気泡緩衝材１２ａの損傷を防止することもできる。

（３）木質構造層１１が気泡緩衝材１２ａで覆われていることにより、セメントに含まれる水分の木質構造層１１への浸入を抑えることができる。すなわち、セメントに含まれる水分に起因した木質構造層１１の腐食等を抑えることができる。

（４）気泡緩衝材１２ａの気泡部１２ｃが１０ｍｍ～４０ｍｍの厚さの空気層を形成することにより、気泡緩衝材１２ａによる断熱性能を効果的に得ることができる。
（５）断熱層１２が粒子材１２ｂを含むことにより、断熱層１２の耐荷重を高めることができる。これにより、断熱層１２に対する上方からの荷重に対して、気泡緩衝材１２ａの気泡部１２ｃを保護することができる。その結果、積層構造体１０の施工性を向上させることができる。

（６）粒子材１２ｂが珪砂で構成されることにより、断熱層１２の強度を効果的に高めることができる。
（７）断熱層１２にセメント組成物層１４が積層されることによって、積層構造体１０の不陸調整が容易になる。これにより、積層構造体１０の施工性を向上させることができる。

（８）上述した積層構造体１０においては、セメント組成物層１４の形成後は、セメント組成物層１４よりも下層への水分の浸入を防止することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・断熱層１２は、気泡緩衝材１２ａによって木質構造層１１の上面を覆うように気泡部１２ｃが配設される構成であればよい。
このため、断熱層１２は、木質構造層１１の上面に複数の気泡緩衝材１２ａが隙間なく並べられた構成であってもよい。この場合、複数の気泡緩衝材１２ａの各々が木質構造層１１に固定されることが好ましい。また、断熱層１２は、複数の気泡緩衝材１２ａが積層される構成であってもよい。この場合、粒子材１２ｂは、各気泡緩衝材１２ａに粒状物を撒布することにより形成されていてもよいし、例えば最上層など、気泡緩衝材１２ａに対して選択的に粒状物を撒布することにより形成されてもよい。

・断熱層１２は、気泡緩衝材１２ａのみで構成されていてもよい。こうした構成であっても、複数の気泡部１２ｃの間を、打設されたセメントで埋めることができる。
・粒子材１２ｂは、複数の気泡部１２ｃの間の隙間よりも小さな粒径を有する複数の粒状物で構成されればよい。このため、粒子材１２ｂは、例えばセメント粒子で構成されていてもよいし、プラスチックなどの樹脂粒子などで構成されていてもよい。

・積層構造体１０は、床に限らず、壁などに適用されてもよい。この場合、積層構造体１０は、作製されたのちに所定の設置位置まで搬送されて設置される。
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。

気泡緩衝材の気泡部は、１０ｍｍ～４０ｍｍの厚さの空気層を形成する。これにより、気泡緩衝材による断熱性能を効果的に得ることができる。

１０…積層構造体、１１…木質構造層、１２…断熱層、１２ａ…気泡緩衝材、１２ｂ…粒子材、１２ｃ…気泡部、１４…セメント組成物層。

Claims (4)

1. 木質構造層と、
   前記木質構造層に積層された気泡緩衝材を含む断熱層と、
   前記断熱層に積層されたセメント組成物層と、を有し、
   前記断熱層は、
   前記気泡緩衝材における複数の気泡部の間を埋める粒子材を有する
   積層構造。
2. 木質構造層と、
   前記木質構造層に積層された気泡緩衝材を含む断熱層と、
   前記断熱層に積層されたセメント組成物層と、を有し、
   前記断熱層は、
   前記気泡緩衝材における複数の気泡部の間を埋める打設されたセメントを有する
   積層構造。
3. 木質構造層の上面を覆う気泡緩衝材を含んだ断熱層を形成する工程と、
   前記断熱層の上で作業員がセメントを打設して、前記断熱層の上面を覆うセメント組成物層を形成する工程と、を有する
   積層方法。
4. 木質構造層の上面を覆う気泡緩衝材を含んだ断熱層を形成する工程と、
   セメントを打設して、前記断熱層の上面を覆うセメント組成物層を形成する工程と、を有し、
   前記断熱層を形成する工程では、
   前記木質構造層の上面を覆う気泡緩衝材を配置したのち、前記気泡緩衝材における複数の気泡部の間を埋めるように粒状物を撒布する
   積層方法。