(57)【要約】【課題】火災や地震さらには暴風等が発生してガラスブロックに熱応力や外力が加えられた場合に、透光面の割れ及びこれに起因する爆縮に先立って、ガラスブロックの内外気圧差をなくすべく亀裂を確実に生じさせ、爆縮に伴う弊害の発生を有効に防止する。【解決手段】本発明の建築用ガラスブロック１１は、一対の有底無蓋の箱型形状を有し、底部が透光面１１ｃとなるガラス成形体１１ａが、互いの開放端縁で溶着一体化されてなり、側面１１ｄの内外気圧差に起因する引張り歪発生領域Ｔｂに、亀裂誘発部Ｓが形成されている。また、本発明のガラスブロック壁面構造は、側面１１ｄに亀裂誘発部Ｓが形成された複数の建築用ガラスブロック１１と、これらの相互間に配設される固定材、補強筋及び目地材とを備えている。【選択図】図１
2010242483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が透光面である有底無蓋の箱型形状を有する一対のガラス成型体が、互いの開放端縁で溶着一体化されたガラス中空体よりなる建築用ガラスブロックであって、
前記ガラス中空体の側面の内外気圧差に起因する引張り歪発生領域に、亀裂誘発部が形成されてなることを特徴とする建築用ガラスブロック。
【請求項２】
前記亀裂誘発部は、前記側面に形成された溝または凹部であることを特徴とする請求項１に記載の建築用ガラスブロック。
【請求項３】
前記亀裂誘発部は、表面が火造り面であることを特徴とする請求項１または２に記載の建築用ガラスブロック。
【請求項４】
前記亀裂誘発部は、プレス成型により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項５】
前記亀裂誘発部は、細長形状を呈していると共に、該亀裂誘発部の長さ方向が、前記透光面に垂直な透光軸方向に対して±１５°以内の角度になるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項６】
前記亀裂誘発部は、前記ガラス中空体の側面の中央を中心として前記透光面に平行な方向の長さの１／４以内の幅の範囲内に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項７】
前記亀裂誘発部は、前記透光面に垂直な透光軸に沿う方向の長さが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項８】
前記亀裂誘発部は、溶着一体化されてなる一対のガラス成型体のそれぞれに形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項９】
前記亀裂誘発部は、ガラス中空体の側面の透光面から透光部肉厚の１．５倍〜４倍の領域に始端を有し、内外気圧差に起因する引張り歪発生領域に終端を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項１０】
一方の透光面の表面積が３５０ｃｍ2以上であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の建築用ガラスブロック。
【請求項１１】
複数の建築用ガラスブロックと、該建築用ガラスブロックの相互間に配設される固定材、補強筋及び目地材とを備えるガラスブロック壁面構造であって、
前記建築用ガラスブロックは、底面が透光面である有底無蓋の箱型形状を有する一対のガラス成型体が、互いの開放端縁で溶着一体化されたガラス中空体よりなるものであり、該ガラス中空体の側面の内外気圧差に起因する引張り歪発生領域に、亀裂誘発部が形成されてなるものであることを特徴とするガラスブロック壁面構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性、遮音性及び透光性に優れ、外壁用や内壁用として広く利用される建築用ガラスブロック及びそれを用いたガラスブロック壁面構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、採光の態様やデザイン面で有利な効果を発揮するガラスブロック壁は、建築用ガラスブロックを用いて構築されるのが通例であって、建物の外壁や内壁あるいはベランダの壁部等に広く使用されている。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、このガラスブロック１は、一対の有底無蓋の箱型形状を呈し且つ底部が透光面１ｃとなるガラス成形体１ａ、１ａを、互いの開放端縁で溶着一体化させることによって作製される中空の建築材料であり、その表裏面の双方には、額縁１ｂ、１ｂに囲まれた透光面１ｃ、１ｃが形成されている。そして、このガラスブロック１は、奥行き方向の中央部に突条をなす溶着部１ｅが形成された側面１ｄにより囲繞され、その内部１ｆは密閉空間とされているのが通例である。
【０００３】
因みに、現在市販されている通常サイズのガラスブロック１は、１４５ｍｍ×１４５ｍｍ×９５ｍｍ、又は１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×９５ｍｍの寸法を有しており、肉厚は、透光面１ｃから額縁１ｂに到る部分が最も大きく、溶着部１ｅに向かって小さくなっている。
【０００４】
上記の建築用ガラスブロック１を作製する際の溶着作業は、高温の雰囲気中で行うため、溶着後に常温まで冷却すると、その内部１ｆに閉じこめられた空気が収縮し、内気圧が０．３気圧程度の減圧状態となる。そのため、大気圧を１気圧とすると、ガラスブロック１の外表面には約０．７気圧の圧力がかかることになり、透光面１ｃ及び側面１ｄが常に内方へ押圧されることになる。その結果、透光面１ｃの外面側の額縁１ｂ近傍の領域Ｔａ及び側面１ｄ中央の領域Ｔｂに、局所的に曲げモーメントが作用して引張り応力が現れる。このガラスブロック１の外表面における領域Ｔａの最大応力を歪みゲージ法で求めたところ、７．４ＭＰａの大きな引張り応力が生じていることが判明した。尚、この歪みゲージ法とは、ガラスブロック１の最大引っ張り応力が現れる位置にゲージ端子を貼り付けた後、ガラスブロック１に通気孔を穿孔し、内部を大気圧にした時の測定値から換算する手法である。
【０００５】
このような内外の気圧差に起因して建築用ガラスブロック１の領域Ｔａに生じる引張り応力は、ガラスブロック１の透光面１ｃの表面積が増加するに伴って大きくなることが知られており、特に、透光面１ｃの１面当たりの表面積が６００ｃｍ2以上となるような大型ガラスブロックの場合には、領域Ｔａに生じる引張り応力が非常に大きくなるため、透光面１ｃに割れが生じ易くなる。
【０００６】
ガラスブロック１の耐圧強度を高め、領域Ｔａの引張り応力が大きくならないようにするには、その肉厚を大きくすれば良いが、大型のガラスブロック１の肉厚をあまり大きくすると、製品重量が重くなり過ぎて取り扱いが困難になる。さらに、一般的なガラスブロック１の溶着部１ｅの肉厚は６ｍｍ程度であるが、この肉厚が一定以上（具体的には８ｍｍ以上）になるとガラス成形体１ａ同士を良好に溶着することが非常に困難になる。すなわち、このような構成の下では、溶着後のアニール時に溶着部１ｅが破損したり、溶着部１ｅの機械的強度が不足して施工時にクラックが入るといった製造上の問題が発生することになる。
【０００７】
また、何らかの原因でガラスブロック１が破壊を起こした場合、内外の気圧差によって常に内側方向に圧力がかかっているため、爆縮を起こすおそれがある。ガラスブロック１が大型化するほど、爆縮の衝撃力も増すことになり、建物に施工した後に、このような爆縮が起こることは好ましくない。
【０００８】
特に、火災の際に、内外の気圧差に起因して引張り応力が常に現れている透光面１ｃの領域Ｔａに、さらに火炎によりガラスブロック１の表裏面に温度差が生じることにより発生する熱応力が集中して、透光面１ｃの表面に割れが発生し、その直後に爆縮が起こると、爆縮したガラスブロック１の損傷箇所がガラスブロック壁面の貫通穴となり、火炎が非加熱側へ通り抜けて延焼するおそれがある。
【０００９】
また、地震時や台風時にも、常に引張り応力が生じているガラスブロック１の透光面１ｃの領域Ｔａに、さらに揺れによる荷重や、暴風により飛来する物品の衝突等による外力が加わることで、爆縮が起きてガラスブロック壁面に貫通穴が空くと、その後、外壁として風雨を防ぐことができなくなり、プライバシーの保護にも問題が生じる。
【００１０】
そこで、爆縮の防止対策として、本願出願人による特許文献１〜３には、ガラスブロックの側面に通気孔を設けて内外の気圧差をなくす発明の開示がある。また、特許文献４には、ガラスブロックの側面に、亀裂誘発部を形成して、この亀裂誘発部に亀裂が生じた時点で、内外の気圧差をなくすことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−３１４２０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３１４２０３号公報
【特許文献３】実開昭６３−９８３５２号公報
【特許文献４】特開２００６−２９０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特許文献１〜３に記載された発明では、ガラスブロックの側面に通気孔を設けて内外の気圧差をなくしているため、爆縮を起こすことはないが、内部に熱の伝導体及び音の伝播体として機能する空気等が多く入っており、従来のガラスブロックが有していた断熱性及び遮音性のレベルが低下するという問題がある。そのため、内外の気圧差を解消したガラスブロックは、これらの性能が要求される外壁用には適さないという致命的な問題を有している。
【００１３】
一方、特許文献４には、ガラスブロックの側面に、亀裂誘発部を形成することが開示されているが、この対策は、火災や地震さらには暴風等に起因して熱応力が発生したり或いは揺れ等による外力が加わった場合に、ガラスブロックの側面に形成された亀裂誘発部に亀裂を積極的に生じさせることを目的とするものである。したがって、理論上は、火災、地震及び暴風等が発生した場合に、ガラスブロックの側面に亀裂が生じ、これによりガラスブロックの内外気圧差が徐々になくなり、爆縮の発生を防止できるというものである。
【００１４】
しかしながら、同文献における亀裂誘発部は、ガラスブロックの側面における内外気圧差に起因する引張り歪発生領域を除く領域に形成されているため、上述の如くガラスブロックに熱応力や外力が加わった場合に、引張り応力が常に現れている透光面の一部領域の割れ及びこれに起因する爆縮発生の前段階で、亀裂誘発部に亀裂が必ずしも生じるとは限らない。すなわち、ガラスブロックの内外気圧差に起因して引張り応力が常に生じている側面と透光面とを比較すれば、透光面の方が熱や外力の影響を受け易いものであるから、側面に亀裂誘発部を形成しておいても、その形成位置が適切でなければ所期の目的を達成し得ず、亀裂誘発部に亀裂が生じる前段階で、透光面に割れ等が発生してしまうおそれがある。そして、このような事態が生じたならば、ガラスブロックが爆縮して、壁面に貫通穴が形成されることになるため、火炎の延焼や室内への風雨の侵入を防止することができなくなり、防災面や安全面に支障を来たすおそれがある。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、亀裂誘発部を適切な位置に形成することにより、火災や地震さらには暴風等が発生してガラスブロックに熱応力や外力が加えられた場合に、透光面の割れ及びこれに起因する爆縮に先立って、ガラスブロックの内外気圧差をなくすべく亀裂を確実に生じさせ、爆縮に伴う弊害の発生を有効に防止することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る建築用ガラスブロックは、底面が透光面である有底無蓋の箱型形状を有する一対のガラス成型体が、互いの開放端縁で溶着一体化されたガラス中空体よりなる建築用ガラスブロックであって、前記ガラス中空体の側面の内外気圧差に起因する引張り歪発生領域に、亀裂誘発部が形成されてなることに特徴づけられる。ここで、「亀裂」とは、ガラス中空体の側面の内外を貫通する裂け目を意味する（以下、同様）。
【００１７】
このような構成によれば、亀裂誘発部が、ガラス中空体の側面の引張り歪発生領域に形成されていることから、火災や地震さらには暴風等が発生してガラスブロックに熱応力や外力が加えられた場合には、透光面の割れに先立って、側面に発生している引張り応力（このような場合には引張り応力は増大している）の作用により亀裂誘発部に亀裂が生じる。すなわち、透光面にも引張り歪み発生領域が存在しているものの、この領域には亀裂或いは割れ等を積極的に誘発するようなものは何も存在していないのに対して、側面の引張り歪み発生領域には亀裂を積極的に誘発する亀裂誘発部が形成されているため、透光面に割れが発生する以前に亀裂誘発部に亀裂が生じることになる。したがって、透光面に割れが生じる前段階で、側面に生じた亀裂を通じて外部から内部に外気が徐々に侵入することによりガラスブロックの内外気圧差がなくなる。これにより、ガラスブロックの爆縮及びこれに起因する当該壁面における貫通孔の発生が回避されて、火炎の延焼や室内への風雨の侵入を未然に防止することができ、防災面や安全面で優れた機能を発揮することが可能となる。
【００１８】
この場合、前記亀裂誘発部は、前記側面に形成された溝または凹部とすることができる。
【００１９】
このようにすれば、ガラスブロックの側面に溝または凹部を形成するだけで亀裂誘発部としての機能を十分に発揮できるばかりでなく、溝または凹部の一部を起点として確実に亀裂を生じさせ得ることになり、亀裂誘発部の形成作業が容易化されると共に、亀裂を生じさせる機能面においても優れたものとなる。尚、亀裂誘発部が溝または凹部で形成される場合の断面形状としては、Ｖ字形、台形、Ｕ字形、矩形等の形状を挙げることができる。また、亀裂誘発部の深さは、亀裂を発生させるためには０．１ｍｍ以上であればよく、且つ建築用ガラスブロックに必要な強度を確保できる範囲内の深さであればよい。尚、亀裂を確実に発生させるためには、亀裂誘発部の深さは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
また、前記亀裂誘発部は、表面を火造り面とすることができる。
【００２１】
このようにすれば、仮に、亀裂誘発部の表面が火造り面でない場合には、亀裂誘発部の大きさや深さ等によっては、内外気圧差に起因する引張り応力により平常時に亀裂誘発部に亀裂が生じることを完全に否定することはできないが、火造り面であれば、例えば溝や凹部の表面が滑らかになるので、そのような不具合を回避する上で有利となる。この場合、表面が火造り面とされた亀裂誘発部としては、溶融ガラスのゴブをプレス成型してガラスブロックを形成する際に、同時にプレス成型により亀裂誘発部を形成したもの、或いは、亀裂誘発部を仕上げる前段階で概略形状の溝や凹部等を刻設し、この刻設部位に、ヒーターの熱線、レーザー光、バーナー炎等によるファイヤーポリッシュ加工を施したもの等を挙げることができる。
【００２２】
この場合、前記亀裂誘発部は、プレス成型により形成することが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、溶融ガラスのゴブをプレス成型するだけで、亀裂誘発部（表面が火造り面の亀裂誘発部）が形成されたガラスブロックを得ることができるため、亀裂誘発部を形成するために別途作業を行う必要がなくなり、時間短縮ひいては作業能率の向上が図られる。この場合、亀裂誘発部の形状が、ガラス成型体をプレス成型する金型の抜け勾配が考慮された楔形、笹の葉形等の平面形状で、且つ上方に開いていく台形やＶ字形等の断面形状であると、ガラス成型体をプレス成型する際に同時に亀裂誘発部を良質に形成することができ、製品の品質向上及び製造コストの低廉化が図られる。
【００２４】
また、前記亀裂誘発部は、細長形状を呈すると共に、該亀裂誘発部の長さ方向が、前記透光面に垂直な透光軸方向に対して±１５°以内の角度になるように形成することができる。
【００２５】
このようにすれば、亀裂誘発部に亀裂を生じさせて、ガラスブロックの内外気圧差をなくし、爆縮の防止を確実化するという観点から有利となる。すなわち、亀裂誘発部の長さ方向の角度が透光軸方向に対して１５°を超えて傾いていると、換言すれば、亀裂誘発部が透光面に対して７５°未満に傾いていると、亀裂誘発部が亀裂初期状態となっても、透光面と平行な引張り応力の主応力がその亀裂初期位置に効率よく作用しないため、ガラス中空体の内部まで亀裂が進展するという現象が生じ難くなる。その結果、爆縮を防止するという要請に対しては、確実さに欠けることになる。また、亀裂誘発部の当該角度が１５°を超えて傾いていると、亀裂誘発部から上記主応力以外の方向の引張り応力により亀裂が発生する場合があり得るので、火災等以外の想定外の場合にガラスブロックの破壊が生じるおそれもあるが、亀裂誘発部の当該角度が１５°以内に形成されていれば、亀裂の発生に対する予測性が高まり、そのような想定外の破壊を防止する上で有利となる。そして、亀裂誘発部の当該角度が１５°以内であれば、火災等によりガラス中空体の側面に発生する透光面と平行な引張り応力の主応力と、亀裂誘発部の長さ方向とが直交もしくは略直交するので、主応力が亀裂誘発部を引き裂く方向に効率よく作用することになり、爆縮を確実に防止する上で極めて有利となる。
【００２６】
加えて、上記構成を備えたガラスブロックでは、内外の気圧差に起因する引張り応力が常に現れているガラスブロックの透光面の額縁近傍の領域（図１中の領域Ｔａ）に、さらに火災の熱応力等が集中して破損が生じる前に、側面に亀裂を発生させてガラス中空体内部に外気を導入し、内部の減圧状態を解消させることで爆縮を確実に防止するためには、細長形状の亀裂誘発部の向きは、透光軸（図１中の矢印Ｊ）に平行であることが好ましい。
【００２７】
上記の構成において、亀裂誘発部は、前記ガラス中空体の側面の中央を中心として透光面に平行な方向の長さの１／４以内の幅の範囲内に形成することが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、亀裂誘発部が、側面の中央を中心として透光面に平行な方向の長さの１／４以内の幅の範囲内（図１中の領域Ｐ）に形成されることになるため、透光面の領域Ｔａに火災等による応力が集中して破損が生じる前に、亀裂誘発部に亀裂を発生させて、ガラス中空体内の減圧状態を徐々に解消させることが確実化され、爆縮を防止する上で極めて有利となる。これに対して、亀裂誘発部を上記１／４以内の幅の範囲外に設けると、内外の気圧差に起因する引張り歪が常に現れている領域（図１中の領域Ｔｂ）内であっても、その応力が小さいために、主応力との合力も小さいものとなり、亀裂誘発部から亀裂が発生しない場合や、亀裂初期状態となってもその状態が十分に進展せず、ガラス中空体の内部に亀裂が到達する確率が低くなる。したがって、亀裂誘発部は、上記１／４以内の幅の範囲内に設けることが好ましい。
【００２９】
上記の構成において、亀裂誘発部は、透光面に垂直な透光軸に沿う方向の長さが３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３０】
このようにすれば、ガラス中空体の側面に形成される亀裂誘発部は、透光軸に平行な方向に対する長さが３ｍｍ以上であるから、火災等によって透光面に破損が生じる前に、亀裂誘発部に引張り応力の主応力を十分に作用させ得ることになり、亀裂誘発部に確実に亀裂を発生させることが可能となる。このような観点から、亀裂誘発部の透光軸に平行な方向に対する長さは、１０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。尚、亀裂誘発部の透光軸に平行な方向に対する長さが３ｍｍ未満であると、亀裂誘発部が短尺すぎて引張り応力の主応力が十分に作用しなくなるため、亀裂初期に至らない場合や、亀裂初期に至ってもこれが十分に進展せず、ガラス中空体の内部に亀裂が到達する確率が低くなる。したがって、亀裂誘発部の上記の長さは、３ｍｍ以上（さらには１０ｍｍ以上）とすることが好ましい。
【００３１】
上記の構成において、亀裂誘発部は、溶着一体化されてなる一対のガラス成型体のそれぞれに形成されていることが好ましい。
【００３２】
このようにすれば、構築したガラスブロック壁の内外何れのガラス成型体側から火災が起こった場合でも、加熱側の亀裂誘発部から適時に亀裂が発生して、ガラス中空体内部の減圧状態を解消させることが可能になり、爆縮を確実に防止する上で優れた構成となる。これに対して、亀裂誘発部が、溶着一体化されてなる一対のガラス成型体の一方のみに設けられていると、ガラスブロックの亀裂誘発部が設けられていないガラス成型体側が、火災によって加熱された場合には、ガラス中空体の側面に引張り応力の主応力が発生しても亀裂の発生が遅れて、爆縮が生じるおそれがある。したがって、亀裂誘発部は、一対のガラス成型体の双方に形成されていることが好ましい。
【００３３】
上記の構成において、亀裂誘発部は、ガラス中空体の側面における透光面から透光部肉厚の１．５倍〜４倍の領域に始端を有し、内外気圧差に起因する引張り歪発生領域に終端を有することが好ましい。
【００３４】
このようにすれば、亀裂誘発部は、透光面から適度に離隔した位置を始端として引張り歪発生領域に至る位置まで延びているため、亀裂誘発部としては、亀裂が発生し易い部位に形成されることになり、爆縮を有効に防止することが可能となる。これに対して、仮に透光面から透光軸と平行な方向に透光部肉厚の１．５倍未満の領域に亀裂誘発部を設けたのでは、亀裂が真っ直ぐに伸びない場合が多いという欠点がある。尚、亀裂誘発部の形状としては、細長形状に限られず、太短い形状や、透光面に平行な方向の割合が大きい形状、例えば、菱形、正方形、円形等であってもよいが、これらの形状であると、ガラス中空体側面に、透光面と平行な引張り応力の主応力が発生しても、この主応力は亀裂誘発部を引き裂く方向に効率よく作用せず、確実に亀裂を発生させるに至らないおそれがある。さらに、これらの形状であると、亀裂誘発部から上記主応力以外の方向の引張り応力により亀裂が生じる可能性が高くなり、火災等以外の想定外の場合にガラスブロックの破壊が生じるおそれがある。したがって、亀裂誘発部は、既述の細長形状であることが好ましいが、この細長形状としては、火災等が原因となってガラス中空体の側面に透光面に平行な引張り応力の主応力が発生した場合に、亀裂誘発部に亀裂初期の態様が発生し、その初期態様をガラス中空体内部まで進展させることができる形状であれば採用可能である。例えば、上記主応力が亀裂誘発部を引き裂く（劈開する）方向に効率的に作用する平面形状として、長方形、長円形、先細り形状である楔形、紡錘形、細長い菱形、笹の葉形、二円弧を合わせた形状等の細長形状であれば採用可能である。
【００３５】
上記の構成において、一方の透光面の表面積は３５０ｃｍ2以上であることが好ましい。
【００３６】
このようにすれば、一方の透光面の表面積が３５０ｃｍ2以上、すなわち一辺が１８７ｍｍ以上の正方形をなす大きい寸法のガラスブロックの場合には、図１中に示す透光面１１ｃの領域Ｔａに内外の気圧差に起因して現れる引張り応力が非常に大きくなるため、ガラスブロックが割れた際に爆縮を起こしやすくなる。そのため、爆縮を防止する上で、側面に亀裂誘発部が形成されてなることが、小さいサイズのガラスブロックよりも重要となる。また、一方の透光面の表面積が６００ｃｍ2以上の大型ガラスブロックや、一辺が３００ｍｍ（表面積が９００ｃｍ2）以上のさらに大きいガラスブロックの場合には、側面に亀裂誘発部を形成することが特に有用となる。
【００３７】
また、上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る壁面構造は、複数の建築用ガラスブロックと、該建築用ガラスブロックの相互間に配設される固定材、補強筋及び目地材とを備えるガラスブロック壁面構造であって、前記建築用ガラスブロックは、底面が透光面である有底無蓋の箱型形状を有する一対のガラス成型体が、互いの開放端縁で溶着一体化されたガラス中空体よりなるものであり、該ガラス中空体の側面の内外気圧差に起因する引張り歪発生領域に、亀裂誘発部が形成されてなることに特徴づけられる。
【００３８】
この場合にも、亀裂誘発部は、溝または凹部として形成することができると共に、亀裂誘発部の表面を火造り面とすることができる。
【００３９】
このような構成のガラスブロック壁面構造によれば、既述のように想定外の破壊を防止し、且つ火災等が発生した際に、割れや、その直後の爆縮を未然に防止することができる。
【００４０】
また、上記の構成を備えたガラスブロック壁面構造に使用する固定材、目地材としては、現地で建築物に施工する際に使用する無定型のもの（モルタル、シリコーン充填剤等）や、予め工場でガラスブロックパネルに組み立てる際に使用する定形の加工品（成形目地剤等）を採用することが可能である。また、補強筋としては、溶接または螺子止めにより枠体等に固定できるものであればよい。
【００４１】
さらに、上記のガラスブロック壁面構造を構築する建築用ガラスブロックとして、亀裂誘発部が、溶着一体化されてなる一対のガラス成形体の側面の双方における引張り歪発生領域に形成されてなるものが使用されると、ガラスブロック壁面構造の何れのガラス成形体側から火災等に起因する破壊応力が生じても適時に亀裂を発生させることが可能となる。
【００４２】
また、亀裂誘発部を、ガラスブロックを構成するガラス成型体の各側面に一箇所設けておくと、ガラスブロックに熱応力が発生する火災時、ガラスブロックに大きな応力が発生する地震時、及びガラスブロックに衝撃が加わる台風時において、ガラスブロックの側面中央部に生じる主応力により亀裂誘発部から適時に亀裂を発生させ、ガラス中空体の内部に外気を導入する機能を十分に果たすことができる。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように本発明に係る建築用ガラスブロックによれば、亀裂誘発部が、当該ガラスブロックを構成するガラス中空体の側面の引張り歪発生領域に形成されていることから、火災や地震さらには暴風等が発生してガラスブロックに熱応力や外力が加えられた場合には、透光面の割れに先立って、側面に発生している増大した引張り応力の作用により亀裂誘発部に亀裂が生じる。このように、透光面に割れが生じる前段階で、側面に亀裂が生じることにより、ガラスブロックの内外気圧差がなくなるため、ガラスブロックの爆縮及びこれに起因する火炎の延焼や室内への風雨の侵入を未然に防止することができ、防災面や安全面で優れた機能を発揮することが可能となる。
【００４４】
また、本発明に係る建築用ガラスブロック壁面構造によれば、上記と同様に亀裂誘発部がガラス中空体の側面の引張り歪発生領域に形成されてなる建築用ガラスブロックを用いて当該壁面が構築されているので、火災や地震さらには暴風等が発生した際に、割れやその直後の爆縮ひいては当該壁面における貫通孔の発生を未然に防止することが可能となり、防災面や安全面に優れた壁面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る建築用ガラスブロックを示す斜視図、図１（Ｂ）は、その建築用ガラスブロックの部分破断側面図である。
【図２】図２（Ａ）は、前記建築用ガラスブロックに形成された亀裂誘発部の一例を示す平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るガラスブロック壁面構造を示す斜視図である。
【図４】従来の建築用ガラスブロックを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態に係る建築用ガラスブロック及びガラスブロック壁面構造を図面を参照しつつ説明する。尚、以下の説明では、建築用ガラスブロックについては図１及び図２を参照すると共に、ガラスブロック壁面構造については図３を参照する。
【００４７】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、建築用ガラスブロック（以下、単にガラスブロックという）１１は、底面が透光面１１ｃである有底無蓋の箱型形状を呈する一対のガラス成形体１１ａを、互いの開放端縁で溶着部１１ｅを介して一体化されたガラス中空体である。このガラスブロック１１の四つの側面１１ｄには、表面に引張り応力が発生している領域（引張り歪発生領域）Ｔｂがそれぞれ存在すると共に、透光面１１ｃにも、表面に引張り応力が発生している領域Ｔａが存在する。そして、このガラスブロック１１の一つの側面には、引張り歪発生領域Ｔｂに一部（全部でもよい）が存する亀裂誘発部Ｓが形成されている。尚、このガラスブロック１１の透光面１１ｃの外周縁部には、額縁１１ｂが形成されている。
【００４８】
詳述すると、このガラスブロック１１は、亀裂誘発部Ｓが側面１１ｄに形成されたガラス成型体１１ａ（１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×４７．５ｍｍ、開放端縁部の肉厚５ｍｍ）の一対が、互いの開放端縁で溶着一体化されることによりガラス中空体（１９０ｍｍ×１９０ｍｍ×９５ｍｍ、透光部の平均肉厚ｔが７ｍｍ）として形成されたものである。また、亀裂誘発部Ｓは、図１（Ｂ）に示すように、金型により溶融ガラスからガラス成型体１１ａをプレス成型する際に、側面１１ｄの長手方向（透光面１１ｃに平行な方向）に対する長さＬの１／４以内とされた有効領域Ｐの長手方向中央部において、引張り応力が生じていない領域から、引張り応力が生じている領域Ｔｂに亘って形成されている。この亀裂誘発部Ｓは、断面Ｖ字状の細長形状の溝であって、この溝の表面は金型表面が転写された火造り面とされている。これにより、ガラスブロック１１の透光面１１ｃに破損が想定される応力が発生する火災時等以外の平常時に、想定外の破壊が生じるおそれがなくなっている。
【００４９】
さらに、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、亀裂誘発部Ｓは、側面１１ｄの長手方向中央部において、透光面１１ｃから１５ｍｍの位置つまり透光面１１ｃを始端として透光部の肉厚ｔの２．１倍となる位置から、溶着部１１ｅ（ガラス成型体１１ａの開放端縁）に向けて透光軸Ｊに平行に形成されている。この亀裂誘発部Ｓの平面形状は、透光面１１ｃに向かって４°の拡開角度を有する楔形で、透光軸Ｊに対して±２°の角度をなすように形成され、その長さは３２．５ｍｍとされている。また、亀裂誘発部Ｓの断面形状は開口角が４０°のＶ字状であり、亀裂誘発部Ｓの溝の底は透光軸Ｊに対して略平行になっている。この亀裂誘発部Ｓの溝の深さは、額縁１１ｂに近い最も深い位置で３ｍｍであり、額縁１１ｂから遠ざかるに連れて徐々に浅くなって、溶着部１１ｅ（開放端縁）に近い位置では１ｍｍ未満になっている。
【００５０】
上記の構成を備えたガラスブロック１１を作製する場合には、先ず、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す亀裂誘発部Ｓを有するガラス成型体１１ａが形成可能な寸法形状の雌金型を準備して、プレス成型機に装着して予熱し、雌金型内に所要体積のガラスゴブを供給する。次いで、プランジャーと称される雄金型でガラスゴブを押圧して雌金型との隙間内で圧延し、この圧延された軟質のガラスが冷却されて固化された後、雄金型を引き上げ、雌金型内から亀裂誘発部Ｓが形成された有底無蓋の箱型形状を有するガラス成型体１１ａを取り出す。その後、一対のガラス成型体１１ａを互いの開放端縁で突き合わせ、その突き合わせ部をバーナー炎で溶着一体化させて除歪することにより、ガラスブロック１１を得る。この場合、一対のガラス成型体１１ａを溶着一体化させる際には、プレス成型で形成された亀裂誘発部Ｓの溶着部１１ｅに近い部位（引張り応力が生じている領域Ｔｂに位置する部位）に対して、バーナー炎で再度ファイヤーポリッシュ加工が施される。これにより、ガラス成型体１１ａの亀裂誘発部Ｓに細かな成型キズ等が生じている場合でも、得られるガラスブロック１１においては、亀裂誘発部Ｓの領域Ｔｂに位置する部位の表面が火造り面になる。
【００５１】
一方、上記の構成を備えた複数個のガラスブロック１１を縦横に配列させてなるガラスブロック壁面構造は、図３に示すように、躯体３１に取り付けられた金属製の枠体３２内にすべり材３３とエキスパンション材３４とアンカーピース３５とが組み付けられており、このような状態の枠体３２内に、側面１１ｄに亀裂誘発部Ｓが設けられた複数のガラスブロック１１が積み上げられている。これらガラスブロック１１の適宜の縦横相互間には、横方向及び縦方向にそれぞれ延びるアンカーピース３５の穴に挿入して固定されたはしご状の縦力骨３６及び横力骨３７（２本の筋の間隔は５０ｍｍと３５ｍｍの２種類がある）が配筋されている。尚、縦力骨３６及び横力骨３７は、径５．５ｍｍのステンレス製筋の２本をつなぎ筋で溶接してなり、約６２０ｍｍ以下の間隔で配筋されて、充填されたモルタル３８により目地内に固定されている。この目地部の表面には化粧目地材３９が充填され、枠体３２と隣り合う部分にはシリコーン系シーリング材４０が配設されている。
【００５２】
上記の構造を有するガラスブロック壁を施工する場合には、躯体３１に取り付けられた金属製の枠体３２内にすべり材３３とエキスパンション材３４とアンカーピース３５とをセットし、このアンカーピース３５の穴に縦力骨３６となる５０ｍｍ幅の筋を挿入し固定する。次に、ガラスブロック１１を目地部にモルタル３８を充填しながら積み上げて、横力骨３７となる３５ｍｍ幅の筋を縦力骨３６の２本の筋の間に挿入する。この作業を繰り返してガラスブロック壁を施工していく。このブロック積みの作業が終了した後、目地部に化粧目地材３９を充填し、枠体３２と隣り合う部分にはシリコーン系シーリング材４０を充填し、ガラスブロック壁の施工を終了する。
【実施例１】
【００５３】
本発明の実施例１として、亀裂誘発部が側面の引張り歪み発生領域に形成されたガラスブロックを使用して試験体１〜５を製作すると共に、従来技術である比較例１として、亀裂誘発部が側面の引張り歪み発生領域を除く領域に形成されたガラスブロックを使用して試験体６、７を製作し、亀裂誘発部の効果が最も確実に現れる加熱試験により評価を行った。それらの試験体の仕様と評価の結果を、下記の表１及び表２に示す。試験方法は、加熱炉にガラスブロック壁をセットし、ＪＩＳ  Ａ１３０４−１９９４規格「建築構造部分の耐火試験方法」（ＩＳＯ  ８３４  耐火試験に相当）に規定された標準加熱曲細長形に従って建築基準法に定める防火設備の規定に基づく２０分間の加熱を行った。試験用のガラスブロック壁における枠体の開口部の寸法は、約２０００ｍｍ×２０００ｍｍであり、ガラスブロックを１０列×１０段で合計１００個を使用し、１仕様当り１００個のガラスブロックを使用した。尚、ガラスブロックとガラスブロック壁の各部の形状・構造及び寸法は、ここで特に示す事項を除き、上述の実施形態に係るガラスブロック及びガラスブロック壁と同一である。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
上記の表１に示すように、実施例１における試験体１は、ガラスブロックの１側面に最大深さ３ｍｍの楔形を呈する溝からなる亀裂誘発部を形成したものであり、加熱開始１分２０秒で亀裂誘発部から最初の亀裂が発生し、加熱開始２分４０秒で全てのガラスブロックに亀裂誘発部から亀裂が発生した。試験体２は、ガラスブロックの２側面に最大深さ３ｍｍの楔形を呈する溝からなる亀裂誘発部を形成したものであり、加熱開始１分２０秒で最初の亀裂が発生し、加熱開始２分４５秒で全てのガラスブロックに亀裂が発生した。試験体３は、ガラスブロックの４側面に最大深さ３ｍｍの楔形を呈する溝からなる亀裂誘発部を形成したものであり、加熱開始１分１５秒で最初の亀裂が発生し、加熱開始２分３０秒で全てのガラスブロックに亀裂が発生した。試験体４は、ガラスブロックの１側面に最大深さ２ｍｍの楔形を呈する溝からなる亀裂誘発部を形成したものであり、加熱開始１分２０秒で最初の亀裂が発生し、加熱開始３分で全てのガラスブロックに亀裂が発生した。試験体５は、ガラスブロックの１側面に最大深さ３ｍｍの断面形状が台形を呈する溝からなる亀裂誘発部を形成したものであり、加熱開始１分４０秒で最初の亀裂が発生し、加熱開始３分１５秒で全てのガラスブロックに亀裂が発生した。また、試験体１〜５は、その後も爆縮は発生せず、加熱終了の２０分まで非加熱側への貫通穴は発生せず優れた遮炎性能を有することが確認された。
【００５６】
これに対して、下記の表２に示す比較例１の試験体６は、ガラスブロックの４側面に打痕による点状の亀裂誘発部を形成したものであり、比較例１の試験体７は、ガラスブロックの４側面にサンドブラスト加工による線状の亀裂誘発部を形成したものである。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
上記の表２に示すように、比較例１の試験体６では、加熱開始１分３０秒で亀裂誘発部に亀裂初期状態が発生し、加熱開始３分１０秒までに大半のガラスブロックの亀裂誘発部に亀裂初期状態が発生したものの、いずれも側面の内外を貫通する亀裂には進展せず、加熱開始３分３０秒〜５０秒の間に３個の爆縮が発生し、破損したガラス片が散乱し非加熱側への貫通穴が開いた。試験体７では、加熱開始３分を経過した時点で亀裂誘発部に亀裂初期状態が発生したが、その後、爆縮が多く発生し、最終的には１３個のガラスブロックに爆縮による貫通穴が開くに至った。
【実施例２】
【００５９】
本発明の実施例２として、３００ｍｍ×３００ｍｍ×９５ｍｍ厚のガラスブロックの側面にプレス成型により亀裂誘発部を形成した製品を使用して７列×７段の試験体を作製し、加熱試験を実施した。また、比較例２として、３００ｍｍ×３００ｍｍ×９５ｍｍ厚のガラスブロックの側面に亀裂誘発部を形成していない製品を使用して７列×７段の試験体を作製し、同様の加熱試験を実施した。試験方法は、加熱炉にガラスブロック壁をセットし、ＪＩＳ  Ａ１３０４−１９９４規格「建築構造部分の耐火試験方法」（ＩＳＯ  ８３４  耐火試験に相当）に規定された標準加熱曲細長形に従って建築基準法に定める防火設備の規定に基づく２０分間の加熱を行った。それらの試験体の仕様と評価の結果を下記の表３に示す。尚、ガラスブロックとガラスブロック壁の各部の形状・構造及び寸法は、ここで特に示す事項を除き、上述の実施形態に係るガラスブロック及びガラスブロック壁と同一である。
【００６０】
【表３】
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【００６１】
上記の表３に示すように、実施例２の試験体は、ガラスブロックの１側面に最大深さ３ｍｍの楔形を呈する溝からなる亀裂誘発部を形成したものであり、加熱開始１分２０秒で亀裂誘発部から最初の亀裂が発生し、加熱開始２分４０秒で全てのガラスブロックに亀裂誘発部から亀裂が発生した。そして、この試験体は、爆縮が発生せず貫通穴も無く、防火性能上、安全であることを確認した。一方、比較例２の試験体は、加熱後２分１０秒から爆縮が発生し、１０個の貫通穴が生じた５分経過の時点で試験を終了した。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、ガラスブロック以外の陶器、セラミックスその他の脆性材からなる中空部が減圧されたブロック及びこのような中空ブロックを用いた壁にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１１    ガラスブロック
１１ａ    ガラス成形体
１１ｂ    額縁
１１ｃ    透光面
１１ｄ    側面
１１ｅ    溶着部
３１    躯体
３２    枠体
３３    すべり材
３４    エキスパンション材
３５    アンカーピース
３６    縦力骨
３７    横力骨
３８    モルタル
３９    化粧目地材
４０    シーリング材
Ｊ    透光軸
Ｌ    ガラス中空体側面の透光面に平行な方向の長さ
Ｐ    有効領域
Ｓ    亀裂誘発部
Ｔａ    透光面の引張り歪発生領域
Ｔｂ    側面の引張り歪発生領域
ｔ    透光面の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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