JP3268196B2 - 建物の外断熱構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下地板材に発泡プ
ラスチック保温材を張り付けて断熱性を向上した建物の
外断熱構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、住宅の外壁の断熱構造とし
て、例えば図６に示す外壁通気構造が知られている。こ
の外壁通気構造は、外壁材１１の裏側に通気ボード１２
を配置して外壁材１１と通気ボード１２との間に通気層
１３を形成し、この通気層１３を流れる空気によって外
壁材１１の裏面の湿気を外部に放出して外壁材１１の裏
面への結露を防ぐようになっている。そして、通気ボー
ド１２と内装材１４との間にロックウール等の不燃繊維
で形成した断熱材１５を充填することで、外壁の断熱性
を確保するようにしている。

【０００３】しかしながら、この外壁通気構造では、外
壁材１１と通気ボード１２との間の湿気は通気層１３を
通して外部に放出されるが、通気ボード１２と内装材１
４との間の空間は、断熱性確保のために密閉されている
ため、通気層１３を流れる外気によって通気ボード１２
が冷やされ続けることで、通気ボード１２の内面に結露
が生じてしまい、その結露水が土台１６に流れ落ちて土
台１６を腐食させる原因となる。しかも、この断熱構造
は、寒冷地では、断熱性が不足する。

【０００４】そこで、近年、不燃繊維で形成した断熱材
１５よりも断熱効果が高い発泡プラスチック板を使用
し、この発泡プラスチック板で建物の外周囲全体を囲む
ことで断熱効果を高めて、内部結露を防止する工法、い
わゆる外断熱工法が提案されている（特開平３−１３６
３９号公報、特開平６−４９９１８号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この外断熱構造では、
柱材と外壁材との間に、外部荷重に対する耐力が比較的
弱い発泡プラスチック板が組み込まれるため、外部荷重
が発泡プラスチック板に加わらないように特殊な外壁材
取付構造を採用している。即ち、特開平３−１３６３９
号公報では、建物躯体の外側に外壁材取付用のハット型
鋼を取り付け、このハット型鋼を挟んで発泡プラスチッ
ク板を張り付けた後、該ハット型鋼に胴縁を取り付け
て、この胴縁に外壁材を取り付ける工法である。また、
特開平６−４９９１８号公報では、柱材の外側に外壁材
取付用の胴縁を取り付け、この胴縁を挟んで発泡プラス
チック板を張り付けた後、該胴縁に外壁材を取り付ける
工法である。

【０００６】しかしながら、これらの工法は、外壁材取
付構造が特殊な構造であるため、外壁材の施工に手間が
かかり、施工性が悪く、施工コストが高くつくという欠
点がある。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、施工性、コスト性を
向上できる建物の外断熱構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の建物の外断熱構造は、建物の躯
体に取り付けられた下地板材に、板状の発泡プラスチッ
ク保温材を張り付け、この発泡プラスチック保温材の表
面側に宛がった留付金具をビスで前記下地板材に固定し
て、該留付金具によって外壁材を取り付けた構造であっ
て、前記発泡プラスチック保温材は、圧縮強度が０．８
ｋｇｆ／ｃｍ² 以上の発泡プラスチックにより形成さ
れ、前記発泡プラスチック保温材と前記留付金具との間
に、面積が２５〜１５０ｃｍ² の高強度支持板が挟み込
まれた構造となっている。

【０００９】この構造は、発泡プラスチック保温材の
圧縮強度を０．８ｋｇｆ／ｃｍ² 以上とし、且つ発泡
プラスチック保温材と留付金具との間に面積２５〜１５
０ｃｍ² の高強度支持板を挟み込むことで、従来工法と
同じく、留付金具を用いて外壁材を取り付けるようにし
たものである。この構造では、外壁材に作用する風圧荷
重が留付金具と高強度支持板を介して発泡プラスチック
保温材に作用するが、上記及びの条件により発泡プ
ラスチック保温材の圧縮変形が防止される。

【００１０】また、請求項２では、高強度支持板の厚み
によって発泡プラスチック保温材と外壁材との間に通気
用の隙間を形成し、この通気用の隙間を流れる空気によ
って外壁材の裏面の湿気を外部に放出して外壁材の裏面
への結露を防止する。

【００１１】また、請求項３では、高強度支持板に、留
付金具を固定するビスの軸部に差し込まれる切欠溝が下
向きに形成されている。これにより、ビスを下地板材に
緩く締め込んだ状態で、該ビスの軸部に上方から高強度
支持板の切欠溝を差し込むことで、該高強度支持板を発
泡プラスチック保温材と留付金具との間に挟み込むこと
ができる。

【００１２】また、請求項４では、高強度支持板は、硬
質繊維板、プラスチック成形板、金属板のいずれかで形
成されている。これらの材料は、いずれも安価であり、
コスト低減の要求も満たされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図４に基づいて説明する。図１及び図３に示すよう
に、建物の躯体を構成する鉄骨製の下地柱２１の外側に
は、下地板材２２（構造用合板、ＯＳＢ等）がステンレ
ス製のビス２３によって取り付けられている。この下地
板材２２の表面には防水紙２４が張り付けられ、更にそ
の上から板状の発泡プラスチック保温材２５が張り付け
られ、建物の外壁面全体が発泡プラスチック保温材２５
で囲まれている。ここで使用する発泡プラスチック保温
材２５は、後述する理由により圧縮強度が０．８ｋｇｆ
／ｃｍ² 以上の発泡プラスチック（ビーズ法ポリスチレ
ンフォーム、押出法ポリスチレンフォーム、硬質ウレタ
ンフォーム、フェノールフォーム）によって形成されて
いる。

【００１４】次に、窯業系の外壁材２６の取付構造を図
１及び図２に基づいて説明する。下地板材２２に張り付
けられた発泡プラスチック保温材２５の表面の所定位置
に、高強度支持板２７を介して留付金具２８が宛がわ
れ、該留付金具２８を固定する例えば１本のステンレス
製のビス２９が発泡プラスチック保温材２５を貫通して
下地板材２２に締め込まれている。上記留付金具２８
は、例えばアルミニウムの押出し成形又は金属板の板金
加工により形成され、該留付金具２８に形成された係合
片部３０に横長の外壁材２６の上下端部に形成された実
部を係合することで、外壁材２６が発泡プラスチック保
温材２５の表面側に留付金具２８を介して張り付けられ
る。施工時には、複数の留付金具２８が外壁材２６の横
方向の接合目地に沿って所定の間隔（０．４５５ｍ）で
取り付けられる。

【００１５】一方、高強度支持板２７は、硬質繊維板、
プラスチック成形板、金属板のいずれかで形成され、面
積が留付金具２８の面積よりも大きく、２５〜１５０ｃ
ｍ²となっている。この高強度支持板２７には、図４
（ａ）に示すように、ビス用の切欠溝３１が下向きに形
成されている。これにより、ビス２９を下地板材２２に
緩く締め込んだ状態で、該ビス２９の軸部に上方から高
強度支持板２７の切欠溝３１を差し込むことで、該高強
度支持板２７を発泡プラスチック保温材２５と留付金具
２８との間に挟み込むことができるようになっている。
また、高強度支持板２７の厚みを１．０〜２０ｍｍに設
定することで、図１に示すように発泡プラスチック保温
材２５と外壁材２６との間に、上下方向に貫通する通気
用の隙間３２を形成し、この通気用の隙間３２を流れる
空気によって外壁材２６の裏面の湿気を外部に放出し
て、外壁材２６の裏面への結露を防止する。

【００１６】尚、外壁材２６の縦方向の接合目地には、
図１に示すように、裏面側にハットジョイナー３３が挟
み込まれ、その表面側からコーキング材３４が充填され
ている。

【００１７】以上のように構成された外断熱構造におい
ては、外壁材２６に作用する風圧荷重が留付金具２８と
高強度支持板２７を介して発泡プラスチック保温材２５
に作用する。従って、発泡プラスチック保温材２５の圧
縮強度が弱いと、風圧荷重により発泡プラスチック保温
材２５が圧縮変形してしまう。また、高強度支持板２７
の面積が小さいほど、高強度支持板２７から発泡プラス
チック保温材２５に加わる単位面積当たりの荷重が大き
くなり、発泡プラスチック保温材２５が圧縮変形しやす
くなる。そこで、外断熱構造において要求される発泡プ
ラスチック保温材２５の圧縮強度と、高強度支持板２７
の面積との関係を以下に考察する。

【００１８】準耐火、防火構造物の外壁として窯業系の
外壁材２６を使用できる高さは、１３ｍ以下（３階建以
下）と定められている。一方、外壁材２６を取り付ける
留付金具２８の間隔は、通常、縦方向、横方向共に０．
４５５ｍである。従って、単位面積当たりの留付金具２
８の個数は、４．８３個／ｍ² となる。

【００１９】他方、建物の風圧荷重Ｐは次のようになる
（建築基準法施行令第８７条）。

【数１】

【００２０】従って、留付金具２８の１個当たりの荷重
は、１７３÷４．８３＝３５．８ｋｇ／個となる。この
場合、長期安全率を３とすると、１個の留付金具２８に
加わる風圧荷重は、３５．８×３＝１０８ｋｇ／個とな
る。

【００２１】また、発泡プラスチック保温材２５は、Ｊ
ＩＳ Ａ９５５１で規定されたビーズ法ポリスチレンフ
ォーム保温板、押出法ポリスチレンフォーム保温板、硬
質ウレタンフォーム保温板、フェノールフォーム保温板
によって形成されている。これらの保温板の密度、曲げ
強度、圧縮強度を下記の表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】この表１に示された各保温板の圧縮強度か
ら上記風圧荷重（１０８ｋｇ／個）に耐え得る高強度支
持板２７の面積を算出すると、下記の表２のようにな
る。

【００２４】

【表２】

【００２５】これら表１及び表２から明らかなように、
発泡プラスチック保温材２５の圧縮強度が低くなるほ
ど、高強度支持板２７の面積を大きくする必要がある。
しかし、高強度支持板２７の面積が大きくなり過ぎる
と、施工性が悪くなるばかりか、高強度支持板２７の製
造コストが高くなる。従って、施工性とコスト性を確保
するには、高強度支持板２７の面積を２５〜１５０ｃｍ
² にする必要がある。この条件を満たすものが上記表２
の評価の欄で「○」で示されている。また、面積２５〜
１５０ｃｍ² の高強度支持板２７を用いて、上記風圧荷
重（１０８ｋｇ／個）に耐え得る発泡プラスチック保温
材２５の圧縮強度は、０．８ｋｇｆ／ｃｍ²以上であ
る。

【００２６】本発明者は、発泡プラスチック保温材２５
として硬質ウレタンフォーム保温板の１種２号と１種３
号を用いて加圧テストを行ったので、そのテスト結果を
下記の表３に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】加圧テスト方法は、図５に示すように、基
台４１上に合板４２を介して硬質ウレタンフォーム保温
板（発泡プラスチック保温材２５）のサンプル４３をセ
ットし、このサンプル４３上に高強度支持板２７を載せ
て、その上から加圧機４４で１０８ｋｇの荷重を加え、
クリープ曲線を観察した。

【００２９】この加圧テストにおいて、サンプルＮｏ．
１，３は、硬質ウレタンフォーム保温板（発泡プラスチ
ック保温材２５）のサンプル４３に加わる単位面積当た
りの加圧力がＪＩＳ圧縮強度よりも小さいため、クリー
プ曲線が弾性比例範囲内であり、風圧荷重に耐え得る。
これに対し、サンプルＮｏ．２，４は、硬質ウレタンフ
ォーム保温板（発泡プラスチック保温材２５）のサンプ
ル４３に加わる単位面積当たりの加圧力がＪＩＳ圧縮強
度よりも大きいため、サンプル４３が座屈変形した。従
って、サンプルＮｏ．２，４は、風圧荷重に耐えること
ができない。この加圧テストの結果から、高強度支持板
２７の面積を、単位面積当たりの加圧力がＪＩＳ圧縮強
度より小さくなるように設定しなければならないことが
分かる。

【００３０】尚、上記実施形態では、高強度支持板２７
にビス用の切欠溝３１を下向きに形成しているので、ビ
ス２９を下地板材２２に緩く締め込んだ状態で、該ビス
２９の軸部に上方から高強度支持板２７の切欠溝３１を
差し込むことで、該高強度支持板２９を発泡プラスチッ
ク保温材２５と留付金具２８との間に挟み込むことがで
き、施工性を向上できる利点がある。しかしながら、本
発明は、高強度支持板２７にビス２９を挿通するビス挿
通孔を形成しても良く、この場合でも、本発明の所期の
目的を十分に達成できる。

【００３１】また、上記実施形態では、施工性向上の観
点から１本のビス２９で留付金具２８を固定するように
したが、２本以上のビス２９で留付金具２８を固定する
ようにしても良いことは言うまでもない。

【００３２】また、上記実施形態では、下地柱２１を鉄
骨で構成されているが、これを木材で形成しても良い。

【００３３】また、上記実施形態では、横長の外壁材２
６の上下両端を留付金具２８で係合保持する横張り工法
を採用したが、縦長の外壁材の左右両端を留付金具で係
合保持する縦張り工法を採用しても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の建物の外断熱構造によれば、発泡プラスチ
ック保温材の圧縮強度を０．８ｋｇｆ／ｃｍ² 以上と
し、且つ発泡プラスチック保温材と留付金具との間に面
積２５〜１５０ｃｍ² の高強度支持板を挟み込むように
したので、外断熱構造により断熱性能を高めながら、従
来工法と同じく、留付金具を用いて外壁材を安定的に取
り付けることができて、施工性、コスト性を向上でき
る。

【００３５】更に、請求項２では、高強度支持板の厚み
によって発泡プラスチック保温材と外壁材との間に通気
用の隙間を形成したので、この通気用の隙間を流れる空
気によって外壁材の裏面への結露を防止することができ
て、外壁材の耐久性も向上することができる。

【００３６】また、請求項３では、高強度支持板にビス
用の切欠溝を下向きに形成したので、留付金具に挿通し
たビスを下地板材に緩く締め込んだ後で、高強度支持板
を発泡プラスチック保温材と留付金具との間に挟み込む
ことができて、施工性を更に向上できる。

【００３７】また、請求項４では、高強度支持板を、比
較的安価な材料である硬質繊維板、プラスチック成形
板、金属板のいずれかで形成したので、コスト低減の要
求も満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す外断熱構造の部分横
断面図

【図２】留付金具の取付状態を示す斜視図

【図３】発泡プラスチック保温材の取付状態を示す斜視
図

【図４】（ａ）は高強度支持板の斜視図、（ｂ）は留付
金具を高強度支持板に重ね合わせた状態を示す斜視図

【図５】加圧テスト方法を説明する図

【図６】従来の外壁通気構造を示す縦断側面図

【符号の説明】

２１…下地柱（躯体）、２２…下地板材、２３…ビス、
２４…防水紙、２５…発泡プラスチック保温材、２６…
外壁材、２７…高強度支持板、２８…留付金具、２９…
ビス、３０…係合片部、３１…切欠溝、３２…通気用の
隙間、３３…ハットジョイナー、３４…コーキング材。

フロントページの続き (72)発明者 清水 秀夫 東京都千代田区大手町一丁目一番３号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 白川 潔 兵庫県尼崎市東高洲町４番の１ 住金エ フアールシー株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−13639（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−49918（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−4139（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−144437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−45046（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−20605（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−159105（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−54506（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−74730（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−149037（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04B 1/76 - 1/80 E04F 13/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の躯体に取り付けられた下地板材
   に、板状の発泡プラスチック保温材を張り付け、この発
   泡プラスチック保温材の表面側に宛がった留付金具をビ
   スで前記下地板材に固定して、該留付金具によって外壁
   材を取り付けた建物の外断熱構造であって、 前記発泡プラスチック保温材は、圧縮強度が０．８ｋｇ
   ｆ／ｃｍ² 以上の発泡プラスチックにより形成され、 前記発泡プラスチック保温材と前記留付金具との間に、
   面積が２５〜１５０ｃｍ² の高強度支持板が挟み込まれ
   ていることを特徴とする建物の外断熱構造。
2. 【請求項２】 前記高強度支持板の厚みによって前記発
   泡プラスチック保温材と前記外壁材との間に通気用の隙
   間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   建物の外断熱構造。
3. 【請求項３】 前記高強度支持板には、前記留付金具を
   固定するビスの軸部に差し込まれる切欠溝が下向きに形
   成され、 前記ビスを前記下地板材に緩く締め込んだ状態で、該ビ
   スの軸部に上方から前記高強度支持板の切欠溝を差し込
   むことで、該高強度支持板を前記発泡プラスチック保温
   材と前記留付金具との間に挟み込むことができるように
   なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建
   物の外断熱構造。
4. 【請求項４】 前記高強度支持板は、硬質繊維板、プラ
   スチック成形板、金属板のいずれかで形成されているこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の建物
   の外断熱構造。