JP7740586B1 - 鉄骨造建物の断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】躯体軸組の構面内に発泡樹脂成形体からなるボード状の断熱材を建て込んで断熱ラインを形成する鉄骨造建物の断熱構造において、その断熱ラインの欠損を最小限にとどめながら、梁材の屋内側に天井下地等を支持する固定具を容易に取り付ける。
【解決手段】左右一対の側板７１、７１と、それらの後側部分同士を左右方向に連結する連結片７３とを備え、各側板７１には梁材２の下フランジ２１に噛合可能な溝部７２が形成されてなる固定具７を使用する。梁下断熱材３１及び梁横断熱材３２の屋内側から、両断熱材３１、３２の突合せ箇所近傍に側板７１を刺し込み、溝部７２を下フランジ２１に噛合させることにより、両断熱材３１、３２越しに固定具７を梁材２に固定する。固定具７の後側部分が両断熱材３１、３２よりも屋内側に露出した状態に保持され、そこに天井下地を支持する吊りボルト８等が取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本願が開示する発明は、鉄骨造建物の断熱構造に関する。

鉄骨造建物の外周部分の柱材と梁材とによって囲まれる躯体軸組の構面内または該構面の屋内側に、断熱性を有する内壁下地パネルを建て込んで断熱ラインを形成し、その内壁下地パネルの屋内側に石こうボードや壁紙等の内壁仕上げ材を施工する断熱構造が公知である。このような断熱構造では、内壁下地パネルの外枠部分が木材または軽量鉄骨材によって構成され、その枠内にポリスチレンフォーム等の発泡樹脂成形体からなるボード状の断熱材が張設される。本出願人も、そのような内壁下地パネルを躯体軸組の構面内に建て込む断熱構造を、例えば特許文献１等において提案し、実用に供している。

かかる断熱構造では、内壁下地パネルが金属製の固定具を介して躯体軸組を構成する柱材や梁材に固定される。その固定具は、例えば内壁下地パネルの枠体の上部を保持するパネル保持部と、Ｈ形鋼からなる梁材の下フランジに取り付けられる梁固定部とを組み合わせて構成される。特許文献１にも、内壁下地パネルの上部に上方から嵌装可能な本体部と、梁材の下フランジに噛合可能な梁固定部とがボルト連結された固定具（同文献中では「固定金具」）が開示されている。また、梁材の下フランジに噛合可能な類似の固定具は、躯体軸組の屋内側に設けられる天井下地材（野縁受け等）を吊持するための天吊金具としても利用されている（例えば、特許文献２等）。

しかし、前述のような断熱構造では、内壁下地パネルが躯体軸組から若干、離隔して建て込まれるにしても、梁材と内壁下地パネルとを連結する固定具を介して熱橋が形成され、これが断熱設計上の弱点となりかねない。内壁下地パネルの枠体に熱伝導率の高い軽量形鋼材が用いられる場合は、とりわけその懸念が大きくなる。天井下地材を吊持するための天吊金具についても同様である。また、固定具の設置箇所周辺において躯体軸組と内壁下地パネルや天井下地との間に形成される隙間それ自体も、断熱ラインの切れ目になりやすい。

そこで、本出願人は、自立性に優れて均質な断熱性能を得やすい硬質の発泡樹脂成形体からなるボード状の断熱材を、そのまま単独で躯体軸組の構面内に建て込む断熱構造を実用化し、例えば特許文献３等に開示している。その断熱構造では、基礎上及び梁下にそれぞれ専用の固定具を取り付けて、断熱材の下端縁及び上端縁を基礎及び梁材に近接させて固定することにより、金属製の固定具の露出部分を少なくして熱橋を生じにくくしている。また、梁材の直下に建て込まれる断熱材（梁下断熱材）の屋内側の表面を梁材の側縁よりも屋内側へ迫り出させるとともに、梁材の屋内側の側面凹部（Ｈ形鋼の懐部分）にもボード状の断熱材（梁横断熱材）を嵌め込み、梁横断熱材の屋内側の表面と梁下断熱材の屋内側の表面とを面一に揃えることで、躯体軸組と内壁下地や天井下地との間に切れ目のない断熱ラインを形成している。その断熱ラインの屋内側に樹脂製のフィルム材を張り重ねることで、建物の気密、防湿、耐火性能等をさらに向上させることも可能になる。

特開平１０－２６６４１７号公報 実公平０５－０２３６８８号公報 特開２０２３－１０８９６５号公報

前記特許文献３に開示されたような断熱構造では、梁材の直下に建て込まれる梁下断熱材と、梁材の屋内側の側面凹部を被覆する梁横断熱材とが、それらの屋内側の表面を梁材の側縁よりも屋内側へ迫り出させて配置される。すると、それらの断熱材によって梁材が隠れてしまうので、例えば前記特許文献２に開示された天吊金具のような固定具を梁材の下フランジに取り付けるのが難しくなる。

本願が開示する発明は、かかる不都合を改善するために着想されたものであり、鉄骨造建物の躯体軸組の構面内に発泡樹脂成形体からなるボード状の断熱材を建て込んで断熱ラインを形成する断熱構造において、その断熱ラインの欠損を最小限にとどめながら、梁材の屋内側に天井下地や内装下地を支持するための固定具を容易に取り付けることのできる断熱構造を提案することを目的としている。

前述の目的を達成するため、本願が開示する発明は、外周部分の柱材と梁材とによって躯体軸組の構面が形成され、前記梁材は屋内側に向けて張り出す下フランジを有する形鋼材であり、前記躯体軸組の構面内に、発泡樹脂成形体からなるボード状の梁下断熱材が建て込まれるとともに、前記梁材の屋内側の側面が発泡樹脂成形体からなるボード状の梁横断熱材によって被覆され、前記梁下断熱材の屋内側の表面及び前記梁横断熱材の屋内側の表面が前記梁材よりも屋内側に迫り出すように配置される鉄骨造建物の断熱構造において、適宜間隔で対置された薄板状をなす左右一対の側板と、前記両側板の後側部分同士を左右方向に連結する連結片とを備えて、前記各側板には前記下フランジに噛合可能な溝部が前方に向かって開口するように形成されてなる固定具が、前記梁下断熱材及び前記梁横断熱材の屋内側から前記両断熱材の突合せ箇所近傍に前記側板の前側部分を刺し込まれ、前記溝部を前記下フランジに噛合させることにより、前記両断熱材越しに前記梁材に固定される一方、前記固定具の後側部分が前記両断熱材よりも屋内側に露出した状態に保持され、前記固定具の後側部分に、天井下地材または内装下地を支持する支持部材が取り付けられるとの構成を採用する。

さらに、本願が開示する発明は、前述の鉄骨造建物の断熱構造において、前記梁下断熱材及び前記梁横断熱材の屋内側にフィルム材が張り重ねられ、前記固定具が前記フィルム材越しに前記梁材に固定される、との構成を採用する。

さらに、本願が開示する発明は、前記固定具の前記側板同士が、前記溝部の延長方向に設けられた後端側の連結片を介して一体的に連結されている、との構成を採用する。

さらに、本願が開示する発明は、前述の鉄骨造建物の断熱構造において、前記側板の前記溝部が、上下方向の溝間隔が前端側から後方に向かって段階的に縮小するように形成されるとともに、開口端近傍が前方に向かって斜めに拡張し、その斜めに拡張した前記溝部の内縁が前記側板の上下の辺縁にそれぞれ接近する形状をなしている、との構成を採用する。

前述のように構成される鉄骨造建物の断熱構造によれば、ボード状の断熱材が躯体軸組の屋内側に迫り出すように配置され、その断熱材によって梁材が屋内側から見えなくなっていても、その梁材の下フランジに対し、天井下地や内装下地を支持するための固定具を容易に取り付けることができる。断熱材を貫通する固定具の部位は薄板状の側板だけなので、断熱ラインの欠損も最小限に抑えられる。断熱材の屋内側に気密、防湿、耐火等の機能を有するフィルム材が張設されていても、特に不都合なく、それらのフィルム材越しに固定具の側板を突き刺して固定することができる。

本願開示の発明に係る鉄骨造建物の断熱構造の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の断熱構造に使用される固定具の斜視図である。 図２の固定具の（ａ）先端側正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。 固定具の変形例を示す斜視図である。 図４の固定具の（ａ）先端側正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。 図４の固定具を使用した断熱構造の縦断面図である。

以下、本願が開示する発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本願開示の発明に係る鉄骨造建物の断熱構造の一実施形態を示し、図２及び図３は、図１の断熱構造に使用される固定具の具体的構成を示している。

この断熱構造は、外周部分の柱材（図示せず）と梁材２とによって囲まれる躯体軸組１の構面内に、屋内側へ寄せてボード状の断熱材（以下、「梁下断熱材３１」という。）を建て込むとともに、梁材２の屋内側の側面にもボード状の断熱材（以下、「梁横断熱材３２」という。）を張設して、躯体軸組１の屋内側に断熱ラインを形成するものである。梁材２には通常、Ｈ形鋼が用いられるが、屋内側に向けて水平に張り出す少なくとも一片の下フランジ２１を有する部材であれば、溝形鋼や、二本の溝形鋼のウェブ同士を結合した合わせ形鋼等を採用することもできる。躯体軸組１の屋外側には、図示しない適宜の取付手段を介して外壁材４が取り付けられる。外壁材４と躯体軸組１との間には壁内通気層が形成されてもよい。躯体軸組１の屋内側には、内壁下地を構成する内壁下地パネル５１や石こうボード５２、天井下地を構成する野縁受け５３や天井野縁５４等が組み付けられる。

この断熱構造における「ボード状の断熱材」とは、硬質の発泡性樹脂（ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ウレタンフォーム、フェノールフォーム等）からなる数ｃｍ～十数ｃｍ厚の平坦な成形体を想定している。梁下断熱材３１は、その高さが梁下寸法（基礎天端またはＡＬＣ床版等の床下地構成材面から梁材２の底面までの高さ）に合致するように形成され、適宜の断熱材取付部材を介して、屋内外方向に倒れないように固定される。ここでの「梁下寸法に合致する」高さとは、梁下断熱材３１の上端縁が梁材２の下面に当接または近接して無理なく保持される高さという意味であり、梁下寸法と同寸ないし、それよりも数ｍｍ程度、小さい高さを目安とする。梁下断熱材３１は、その屋内側の表面を梁材２の下フランジ２１の側縁よりもやや屋内側へ迫り出すように配置され、梁材２の材長方向に沿って隙間なく隣接するように建て込まれる。

梁横断熱材３２は、例示形態では梁材２の屋内側の側面凹部（Ｈ形鋼の懐部分）に繊維系断熱材３３を充填した上で、その側面凹部を塞ぐように梁材２の屋内側に重ねられている。梁横断熱材３２は、その上端縁を上階の床版６の底面に突き当て、その下端縁を、下フランジ２１の側縁よりも屋内側に迫り出した梁下断熱材３１の上端縁に載せるように配置されている。梁横断熱材３２と梁下断熱材３１との当接箇所は、粘着テープで封着するなどして固定してもよい。なお、例示形態では、梁下断熱材３１よりも梁横断熱材３２のほうが屋内側に若干、迫り出しているが、両断熱材３１、３３の屋内側の表面が面一に揃えられていても構わない。また、梁材２の側面凹部に繊維系断熱材３３を充填せず、その側面凹部の略全体に厚みのあるボード状の梁横断熱材を嵌め込むか、あるいは複数枚のボード状断熱材を重ねて嵌め込むようにしてもよい。

こうして、鉄骨造建物における外周部分の躯体軸組１の屋内側に、梁下断熱材３１と梁横断熱材３２とが切れ目なく連続する断熱ラインが形成される。梁下断熱材３１及び梁横断熱材３２の屋内側の表面を梁材２の下フランジ２１の側縁よりも屋内側へわずかに迫り出させることにより、梁材２の下フランジ２１が断熱ラインよりも屋内側に突出して熱橋になるのを防ぐことができる。この断熱ラインの屋内側には、気密、防湿、耐火等の機能を有する適宜のフィルム材３４が張り重ねられてもよい。例示形態では、フィルム材３４の上部が梁横断熱材３２の上端縁から裏面まで回り込むように張設されている。そして、屋内空間を囲む天井下地や内壁下地が、その断熱ラインから離隔するように組み付けられる。

本願が開示する発明の要部は、このような断熱ラインによって被覆される梁材２の下フランジ２１に、天井下地や内装下地を支持するための固定具７を屋内側から取り付ける構造にある。その固定具７の実施形態を図２及び図３に示す。なお、以下において固定具７の各部の位置関係や動作の向きを説明する際には、躯体軸組１の屋内側にいる作業者が梁材２に向かって固定具７を取り付ける際の視点（図１における左向きの視点）を基準にして、屋外側を前方（前側）、屋内側を後方（後側）、梁材２の材長に平行な方向（図１の面直方向）を左右方向（幅方向）と呼ぶこととする。

固定具７は、適宜の間隔をおいて左右方向に対置される一対の側板７１、７１と、両側板７１、７１の後側部分同士を左右方向に連結する連結片７３とを具備する部材であり、それらが鋼板等の金属板を折曲加工して一体的に形成されている。

各側板７１は、板厚方向の凹凸や屈折箇所のない一様厚さの薄板状をなし、後側部分の下辺縁７１１が側面視略矩形に切り欠かれている。各側板７１の前側部分には、梁材２の下フランジ２１に噛合可能な溝部７２が、前方に向かって開口するように形成されている。

溝部７２は、図３に示すように、上下方向の溝間隔が、前端側から後方に向かって段階的に縮小するように形成されている。その溝間隔は、梁材２の下フランジ２１の複数種類（例示形態では三種類）の厚さに対応付けられている。溝部７２の開口端近傍は、梁材２の下フランジ２１を迎え入れやすくするため、前方に向かって斜めに拡張しており、開口端の溝間隔は最も厚い下フランジ２１の厚さの三倍程度に及んでいる。また、前方に向かって斜めに拡張した溝部７２の内縁７２１が側板７１、７１の上下の辺縁に接近することで、側板７１、７１の前端縁がやや鋭角的に尖った側面形状をなしている。

連結片７３は、両側板７１、７１の後側部分の上辺縁から水平方向に延設されて、両側板７１、７１を一体的に連結している。連結片７３の後端近傍には、天井下地や内装下地を支持するための吊りボルト８を挿通可能な通孔７４が形成されている。

このように構成された固定具７は、断熱ラインを形成する梁下断熱材３１及び梁横断熱材３２の屋内側から、それら両断熱材越しに、梁材２の下フランジ２１に固定される。その際、断熱ラインの屋内側にいる作業者には、両断熱材３１、３２に遮られて梁材２が見えないが、両断熱材３１、３２の突合せ箇所付近に見当を付けて側板７１の前側部分を突き刺すと、高さ方向に大きく拡張された溝部７２の開口端が下フランジ２１の側縁を捉え、その下フランジ２１に溝部７２の高さを合わせるように刺し込まれる。このとき、側板７１を刺し込む位置が下フランジ２１の上方または下方に多少ずれたとしても、側板７１の前側部分が薄板状をなしているので、側板７１の角度を上下方向に調整しながら下フランジ２１の位置を探ることができる。溝部７２が下フランジ２１の高さと揃うように側板７１の位置が定まったら、固定具７の後端を叩打して、溝部７２を下フランジ２１に噛合させる。

こうして、固定具７の前側部分が両断熱材３１、３２越しに梁材２に固定され、固定具７の後側部分が両断熱材３１、３２よりも屋内側に露出した状態に保持される。つまり、固定具７の側板７１を梁材２に固定したときに連結片７３が断熱ラインの屋内側に露出するように、側板７１及び溝部７２の長さが設定されている。露出した連結片７３の通孔７４に吊りボルト８を挿通してナット締結すれば、天井下地を構成する野縁受け５３等を所定の位置に設置することができる。この連結片７３には、吊りボルト８に替えて、あるいは吊りボルト８に加えて、天井下地や内装下地を支持する適宜の支持部材（図示せず）を取り付けることもできる。

図４～図６は固定具７の変形例を示す。この固定具７が使用される建物の部位は図１と同じである。建物及び固定具７に関して、図１～図３に示した実施形態と機能または作用が共通する構成要素には同一の数字符号を付して、重複説明を簡略化する。

図４～図５に示した固定具７は、左右の側板７１が略矩形をなすように形成され、それら両側板７１が後端側に延設された連結片７５を介して一体的に連結されている。また、各側板７１、７１の上辺縁からそれぞれ延設された連結片７６、７６が上面側で互いに重なり合うように固着され、その重合箇所の前後二か所に雌ネジ孔７７がバーリング加工によって形成されている。側板７１に形成される溝部７２は、前述の実施形態とは若干、形状が相違するが、上下方向の溝間隔が前端側から後方に向かって段階的に縮小することや、溝部７２の開口端近傍が前方に向かって斜めに拡張していることなどの基本的構成は共通である。

このような構成によれば、溝部７２の延長方向に後端側の連結片７５が設けられているので、溝部７２を下フランジ２１に噛合させる際に後端側の連結片７５を叩打することで、固定具７を梁材２に対し、容易に、かつ精度よく固定することができる。また、上面側に重ねられた連結片７６に雌ネジ孔７７が形成されているので、吊りボルト８その他の支持部材を取り付ける際にナットの締結作業を省力化することができる。雌ネジ孔７７を複数箇所に設けることで、建物部位に応じて吊りボルト８その他の支持部材の取付位置を適切に選択しやすくなり、施工性がさらに向上する。

以上に説明した通り、本願が開示する鉄骨造建物の断熱構造によれば、ボード状の断熱材が躯体軸組の屋内側に迫り出すように配置され、その断熱材によって梁材が屋内側から見えなくなっていても、その梁材の下フランジに対し、天井下地や内装下地を支持するための固定具を容易に取り付けることができる。断熱材を貫通する固定具の部位は薄板状の側板だけなので、断熱ラインの欠損も最小限に抑えられる。断熱材の屋内側に気密、防湿、耐火等の機能を有するフィルム材が張設されていても、特に不都合なく、それらのフィルム材越しに固定具の側板を突き刺して固定することができる。なお、図１及び図６において、固定具７の刺し込み箇所に張り重ねられた小サイズのフィルム材３５は、開口部や継ぎ目の気密工事などに使われるアクリル系の気密防水テープである。固定具７の刺し込み箇所に予めこのようなフィルム材３５を張着しておいて、そこに固定具７を刺し込むことにより、気密性能をさらに向上させることができる。

なお、本願が開示する発明の技術的範囲は、例示した実施形態によって限定的に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて概念的に解釈されるべきものである。特許請求の範囲及び明細書において使用している構成要素の名称は、発明を具体的に理解し易くするための便宜的なものであって、その名称が当該構成要素の概念や性状を必要以上に限定するものではない。本願が開示する発明の実施に際しては、特許請求の範囲において具体的に特定していない構成要素の詳細な形状、寸法、構造、材質、数量、他要素との結合形態、相対的な位置関係等を、例示形態と実質的に均等な動作原理を利用する範囲内で、あるいは例示形態と実質的に同等程度以上の作用効果が得られる範囲内で、適宜、改変することができる。

１ 躯体軸組
２ 梁材
２１ 下フランジ
３１ 梁下断熱材
３２ 梁横断熱材
３３ 繊維系断熱材
３４ フィルム材
３５ フィルム材
４ 外壁材
５１ 内壁下地パネル
５２ 石こうボード
５３ 野縁受け
５４ 天井野縁
６ 床版
７ 固定具
７１ 側板
７１１ 下辺縁
７２ 溝部
７２１ 内縁
７３ 連結片
７４ 通孔
７５ 連結片
７６ 連結片
７７ 雌ネジ孔
８ 吊りボルト

Claims (4)

1. 外周部分の柱材と梁材とによって躯体軸組の構面が形成され、
   前記梁材は屋内側に向けて張り出す下フランジを有する形鋼材であり、
   前記躯体軸組の構面内に、発泡樹脂成形体からなるボード状の梁下断熱材が建て込まれるとともに、
   前記梁材の屋内側の側面が発泡樹脂成形体からなるボード状の梁横断熱材によって被覆され、
   前記梁下断熱材の屋内側の表面及び前記梁横断熱材の屋内側の表面が前記梁材よりも屋内側に迫り出すように配置される鉄骨造建物の断熱構造において、
   適宜間隔で対置された薄板状をなす左右一対の側板と、前記両側板の後側部分同士を左右方向に連結する連結片とを備えて、前記各側板には前記下フランジに噛合可能な溝部が前方に向かって開口するように形成されてなる固定具が、前記梁下断熱材及び前記梁横断熱材の屋内側から前記両断熱材の突合せ箇所近傍に前記側板の前側部分を刺し込まれ、前記溝部を前記下フランジに噛合させることにより、前記両断熱材越しに前記梁材に固定される一方、
   前記固定具の後側部分が前記両断熱材よりも屋内側に露出した状態に保持され、
   前記固定具の後側部分に、天井下地材または内装下地を支持する支持部材が取り付けられる
   ことを特徴とする鉄骨造建物の断熱構造。
2. 請求項１に記載された鉄骨造建物の断熱構造において、
   前記梁下断熱材及び前記梁横断熱材の屋内側にフィルム材が張り重ねられ、
   前記固定具が前記フィルム材越しに前記梁材に固定される
   ことを特徴とする鉄骨造建物の断熱構造。
3. 請求項１または２に記載された鉄骨造建物の断熱構造において、
   前記固定具の前記側板同士は、前記溝部の延長方向に設けられた後端側の連結片を介して一体的に連結されている
   ことを特徴とする鉄骨造建物の断熱構造。
4. 請求項１または２に記載された鉄骨造建物の断熱構造において、
   前記側板の前記溝部は、上下方向の溝間隔が前端側から後方に向かって段階的に縮小するように形成されるとともに、開口端近傍が前方に向かって斜めに拡張し、その斜めに拡張した前記溝部の内縁が前記側板の上下の辺縁にそれぞれ接近する形状をなしている
   ことを特徴とする鉄骨造建物の断熱構造。