(57)【要約】【課題】比較的簡易な構造でありながらも、優れた耐火性能を有することができる外装用壁構造を提供することにある。【解決手段】簡易構造の建屋１の構造材に固定される外装用壁構造本体１０からなる外装用壁構造であって、外装用壁構造本体１０は、強化せっこうボード１１と、強化せっこうボード１１の外側の面に接触して配置されたけい酸カルシウム板１２と、けい酸カルシウム板１２の外側の面に接触して配置された角波鉄板１３とを備えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の構造材に固定される外装用壁構造本体からなる外装用壁構造であって、
前記外装用壁構造本体は、
強化せっこうボードと、
前記強化せっこうボードの外側の面に接触して配置されたけい酸カルシウム板と、
前記けい酸カルシウム板の外側の面に接触して配置された鉄板と
を備える
ことを特徴とする外装用壁構造。
【請求項２】
請求項１に記載の外装用壁構造であって、
前記強化せっこうボードが複数枚である
ことを特徴とする外装用壁構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の外装用壁構造であって、
前記強化せっこうボードが、見掛け密度が０．７５以上であり、厚さが１５ｍｍ以上である
ことを特徴とする外装用壁構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の外装用壁構造であって、
前記けい酸カルシウム板は、見掛け密度が０．７〜１．２で、厚さが１２ｍｍ以上である
ことを特徴とする外装用壁構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の外装用壁構造であって、
前記鉄板は、角波形状をなす角波鉄板であり、
前記角波鉄板は、角波のピッチが４０８ｍｍ以上、角波の高さが６ｍｍ以上、且つ板厚が０．３５ｍｍ以上である
ことを特徴とする外装用壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装用壁構造に関し、詳細には、倉庫、工場、事務所などの鋼構造の建屋にて用いられる外装用壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、倉庫、工場、事務所などの鋼構造の建屋では、建屋の骨格構造である柱および間柱等の構造材として鋼材が使用され、これらの構造材に固定された胴縁に壁材を固定した比較的簡易な構成の外装用壁構造が利用されている。このような外装用壁構造は種々開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外壁板、耐火ボード、断熱パネルを順番に積層し、これらを建築物の骨組みに固定してなる壁構造であって、前記外壁板は、建築外装用の角波鉄板、波鉄板、もしくは鉄板であり、前記耐火ボードは、耐火材製の建築用ボードであり、前記耐火材がせっこう、珪酸カルシウム、珪藻土、もしくはロックウールであり、前記断熱パネルは、金属製、硬質プラスチック製、もしくは木質材製の枠材で形成した長方形枠の表裏両面に長方形鉄板を張設し、予め表面鉄板の内面に平行等間隔に狭長な固定用鉄板を接着しておき、長方形枠と表裏面鉄板により形成した枠内空間に発泡プラスチックを注入してなるプレハブ式建築物の壁構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５９７００号公報（例えば、段落［００１４］〜［００１６］、［図１］〜［図３］など参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のプレハブ式建築物の壁構造は、耐火性能を有しているものの、この種の壁構造が適用される外装用壁構造にあっては、比較的簡易な構成でありながらも、優れた耐火性能を有することが望まれている。
【０００６】
以上のことから、本発明は上述のような課題を解決するために為されたものであって、比較的簡易な構成でありながらも、優れた耐火性能を有することができる外装用壁構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決する第１の発明に係る外装用壁構造は、
建屋の構造材に固定される外装用壁構造本体からなる外装用壁構造であって、
前記外装用壁構造本体は、
強化せっこうボードと、
前記強化せっこうボードの外側の面に接触して配置されたけい酸カルシウム板と、
前記けい酸カルシウム板の外側の面に接触して配置された鉄板と
を備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上述した課題を解決する第２の発明に係る外装用壁構造は、
第１の発明に係る外装用壁構造であって、
前記強化せっこうボードが複数枚である
ことを特徴とする。
【０００９】
上述した課題を解決する第３の発明に係る外装用壁構造は、
第１または第２の発明に係る外装用壁構造であって、
前記強化せっこうボードが、見掛け密度が０．７５以上であり、厚さが１５ｍｍ以上である
ことを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第４の発明に係る外装用壁構造は、
第１乃至第３の発明の何れか一つに係る外装用壁構造造であって、
前記けい酸カルシウム板は、見掛け密度が０．７〜１．２で、厚さが１２ｍｍ以上である
ことを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第５の発明に係る外装用壁構造は、
第１乃至第４の発明の何れか一つに係る外装用壁構造であって、
前記鉄板は、角波形状をなす角波鉄板であり、
前記角波鉄板は、角波のピッチが４０８ｍｍ以上、角波の高さが６ｍｍ以上、且つ板厚が０．３５ｍｍ以上である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る外装用壁構造によれば、比較的簡易な構成でありながらも、優れた耐火性能を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一番目の実施形態に係る外装用壁構造の説明図である。
【図２】本発明の第一番目の実施形態に係る外装用壁構造の鉛直断面図である。
【図３】本発明の第一番目の実施形態に係る外装用壁構造の水平断面図である。
【図４】本発明の第二番目の実施形態に係る外装用壁構造の鉛直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る外装用壁構造の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
［第一番目の実施形態］
本発明の第一番目の実施形態に係る外装用壁構造について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお、図１〜図３において、矢印ＵＰが上方向を示し、矢印ＩＮが建屋内方向を示す。
【００１６】
本実施形態では、倉庫、工場、事務所などの簡易構造の建屋にて用いられる外装用壁構造に適用した場合について説明する。
【００１７】
本実施形態に係る外装用壁構造は、図１〜図３に示すように、簡易構造の建屋１の構造材に固定される外装用壁構造本体１０からなる。簡易構造の建屋１の構造材は、柱２および間柱３等で構成される。柱２および間柱３に複数のＬ字状プレート（横胴縁固定用留付材）４が取り付けられる。複数のＬ字状プレート４に横胴縁５が固定される。
なお、各Ｌ字状プレート４は上下方向でも離間して配置されており、各横胴縁５は上下方向で離間して配置されている。
【００１８】
外装用壁構造本体１０は、強化せっこうボード（下張材）１１と、強化せっこうボード１１の外側の面１１ａに接触して配置されたけい酸カルシウム板（上張材）１２と、けい酸カルシウム板１２の外側の面１２ａに接触して配置された角波鉄板（外装材）１３とを備える。強化せっこうボード１１の外側の面１１ａとけい酸カルシウム板１２の内側の面１２ｂとが接触している。けい酸カルシウム板１２の外側の面１２ａと角波鉄板１３の内側の面１３ｂとが接触している。強化せっこうボード１１は下張材固定用留付材２１により横胴縁５に固定される。けい酸カルシウム板１２は上張材固定用留付材２２により横胴縁５に固定される。角波鉄板１３は外装材固定用留付材２３により横胴縁５に固定される。横胴縁５は、ボルト６、ナット７およびワッシャ８によりＬ字プレート４に固定される。Ｌ字プレート４は柱２および間柱３に固定される。
なお、外側の面は簡易構造の建屋１の外側に向いた面であり、内側の面は簡易構造の建屋１の内側に向いた面である。
【００１９】
上述の強化せっこうボード１１は、その見掛け密度を０．７５以上とすることが好適である。強化せっこうボード１１の板厚を１５ｍｍ以上とすることが好適である。強化せっこうボード１１としては、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６９０１に準拠するものが挙げられる。
【００２０】
上述のけい酸カルシウム板１２は、その見掛け密度を０．７〜１．２とすることが好適である。けい酸カルシウム板１２の板厚を１２ｍｍ以上とすることが好適である。けい酸カルシウム板１２としては、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ５４３０に準拠するものであり、タイプ２  ０．８けい酸カルシウム板が挙げられる。
【００２１】
上述の角波鉄板１３は、角波のピッチが４０８ｍｍ以上、角波の高さが６ｍｍ以上、かつその板厚が０．３５ｍｍ以上であることが好適である。外装材として、角波形状をなす角波鉄板１３を用いて説明したが、鉄板とすることも可能である。
【００２２】
けい酸カルシウム板１２および強化せっこうボード１１は、耐火構造用の材料として共に広く使用されている材料である。強化せっこうボード１１は、その主要構成物質である二水せっこうが多くの結晶水を有していること、および結晶水が比較的低温（約６０℃〜１５０℃）で脱水反応を生じることから、強化せっこうボード１１を用いた壁体が火災などにより加熱を受けた際に、壁体の温度上昇が抑制される。これに対し、けい酸カルシウム板１２は、その主要構成物質であるけい酸カルシウム水和物（主としてトバモライト）の１分子当たりの結晶水が二水せっこうよりも少ないこと、および結晶水が比較的高温（約１０５℃〜７８０℃）で脱水反応を生じることから、けい酸カルシウム板１２を用いた壁体が屋外で発生した火災により加熱を受けた際に、室内側の温度上昇を抑制するという点では強化せっこうボード１１の方が有効である。しかし、強化せっこうボード１１において二水せっこうの結晶水が脱水すると、せっこうの結合力が失われ、強化せっこうボード１１の保形性が低下して壁体が変形し易くなるので、火災側の火炎が壁体で区切られたもう一方の側に通り抜けやすくなるという問題がある。これに対し、けい酸カルシウム板１２は強化せっこうボード１１よりも火災等により加熱を受けた際の保形性がはるかに高いので、火災発生時に長時間壁体を維持し、火炎の通り抜けを防ぐという点で有効である。よって、外装材である角波鉄板１３の下張材としては、けい酸カルシウム板１２と強化せっこうボード１１とを併用するのが良い。この場合、けい酸カルシウム板１２がアルカリ性の材料であり、強化せっこうボード１１が弱酸性の材料であることを考慮すれば、下張材のうち角波鉄板１３と直接接する側にはけい酸カルシウム板１２を配置するのが良い。
【００２３】
したがって、本実施形態に係る外装用壁構造によれば、比較的簡易な構造でありながらも、優れた耐火性能を有することができる。
【００２４】
［第二番目の実施形態］
本発明の第二番目の実施形態に係る外装用壁構造について、図４を参照して詳細に説明する。なお、図４において、矢印ＵＰが上方向を示し、矢印ＩＮが建屋内方向を示す。本実施形態では、上述の第一番目の実施形態に係る外装用壁構造と同じ部材には同一符号を付記している。
【００２５】
本実施形態に係る外装用壁構造は、図４に示すように、建屋内外方向で積層して配置された複数枚（図示例では２枚）の強化せっこうボード３１，１１を備える外装用壁構造本体３０からなる。すなわち、前記外装用壁構造本体３０は、強化せっこうボード１１、強化せっこうボード１１の外側の面１１ａに内側の面１２ｂが接触して配置されたけい酸カルシウム板１２、けい酸カルシウム板１２の外側の面１２ａに内側の面１３ｂが接触して配置された角波鉄板１３を備えると共に、強化せっこうボード１１の内側の面１１ｂに外側の面３１ａが接触して配置された強化せっこうボード３１を備える。強化せっこうボード１１，３１は下張材固定用留付材４１により横胴縁５に固定される。この場合、強化せっこうボード３１を横胴縁５に固定し、次いで強化せっこうボード３１の外側の面３１ａから強化せっこうボード１１を固定しても良いし、強化せっこうボード１１および強化せっこうボード３１を重ねて一度に固定しても良い。けい酸カルシウム板１２は上張材固定用留付材４２により横胴縁５に固定される。角波鉄板１３は外装材固定用留付材４３により横胴縁５に固定される。
なお、外側の面は、簡易構造の建屋の外側に向いた面であり、内側の面は簡易構造の建屋の内側に向いた面である。
【００２６】
前記強化せっこうボード３１は、上述の強化せっこうボード１１と同様、その見掛け密度を０．７５以上とすることが好適である。強化せっこうボード３１の板厚を１５ｍｍ以上とすることが好適である。強化せっこうボード３１としては、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６９０１に準拠するものが挙げられる。
【００２７】
前記外装用壁構造本体３０が屋外で発生した火災により加熱を受けた際に、当該外装用壁構造本体３０が強化せっこうボード１１の建屋内方向に配置された強化せっこうボード３１を備える分だけ、上述の外装用壁構造本体１０と比べて、火災発生時の壁体維持を長時間保持し、火災の通り抜けを防ぐという点でさらに有効である。よって、下地材として複数枚（図示例では２枚）の強化せっこうボード１１，３１を備えることが好ましい。
【００２８】
したがって、本実施形態に係る外装用壁構造によれば、下張材を２枚の強化せっこうボード１１，３１で構成したことにより、当該下張材に結晶水が多く存在することになり、下張材を１枚の強化せっこうボード１１で構成する上述の第一番目の実施形態に係る外装用壁構造と比べて、屋外で発生した火災などにより加熱を受けた際の壁体の温度上昇をさらに長時間に亘って抑制することができる。すなわち、本実施形態に係る外装用壁構造によれば、比較的簡易な構造でありながらも、優れた耐火性能を有することができる。
【００２９】
［他の実施形態］
なお、上記では、強化せっこうボード１１と、強化せっこうボード１１の外側の面１１ａに接触して配置されたけい酸カルシウム板１２と、けい酸カルシウム板１２の外側の面１２ａに接触して配置された角波鉄板１３とを備える外装用壁構造本体１０からなる外装用壁構造について説明したが、外装用壁構造本体１０におけるけい酸カルシウム板１２と角波鉄板１３との間に防水材を設けた外装用壁構造とすることも可能である。
【００３０】
上記では、強化せっこうボード１１と、強化せっこうボード１１の外側の面１１ａに接触して配置されたけい酸カルシウム板１２と、けい酸カルシウム板１２の外側の面１２ａに接触して配置された角波鉄板１３とを備えると共に、強化せっこうボード１１の内側の面１１ｂに接触して配置された強化せっこうボード３１を備える外装用壁構造本体３０からなる外装用壁構造について説明したが、外装用壁構造本体３０におけるけい酸カルシウム板１２と角波鉄板１３との間に防水材を設けた外装用壁構造とすることも可能である。
【００３１】
上記では、建屋内外方向で２枚重ねて配置された強化せっこうボード３１，１１を備える外装用壁構造本体３０からなる外装用壁構造について説明したが、強化せっこうボードの数量は２枚に限らず３枚以上の複数枚である外装用壁構造本体からなる外装用壁構造とすることも可能である。
【実施例】
【００３２】
本発明に係る外装用壁構造の効果を確認するために行った確認試験を以下に説明するが、本発明は以下に説明する確認試験のみに限定されるものではない。
【００３３】
＜試験体の作製＞
＜試験体１＞
図１〜図３に示すように、厚さ１５ｍｍの強化せっこうボード、厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板、および厚さ０．３５ｍｍの角波鉄板を建屋の屋内側から順番に配置し、これらを面接触した状態にてＣ-１００×５０×２０×１．６ｍｍの寸法の横胴縁にビスで固定した外装用壁構造本体とし、その有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように作製して試験体１を得た。前記試験体１の前記強化せっこうボードとして、ＪＩＳ  Ａ  ６９０１に準拠するものを用い、前記試験体１の前記けい酸カルシウム板として、ＪＩＳ  Ａ  ５４３０に準拠するものを用いた。
【００３４】
＜試験体２＞
図４に示すように、厚さ１５ｍｍの強化せっこうボード、厚さ１５ｍｍの強化せっこうボード、厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板、および厚さ０．３５ｍｍの角波鉄板を建屋の屋内側から順番に配置し、これらを面接触した状態にてＣ-１００×５０×２０×１．６ｍｍの寸法の横胴縁にビスで固定した外装用壁構造本体とし、その有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように作製して試験体２を得た。前記試験体２の前記２枚の強化せっこうボードとして、ＪＩＳ  Ａ  ６９０１に準拠するものを用い、前記試験体２の前記けい酸カルシウム板として、ＪＩＳ  Ａ  ５４３０に準拠するものを用いた。
【００３５】
＜比較体＞
厚さ１５ｍｍの中質木毛セメント板、厚さ１２ｍｍのけい酸カルシウム板、および厚さ０．３５ｍｍの角波鉄板を建屋の屋内側から順番に配置し、これらを面接触した状態にてＣ-１００×５０×２０×１．６ｍｍの寸法の横胴縁にビスで固定した外装用壁構造本体とし、その有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように作製して比較体を得た。前記比較体の前記中質木毛セメント板として、ＪＩＳ  Ａ  ５４０４に準拠するものであって、不燃材料に該当するものを用い、前記比較体の前記けい酸カルシウム板として、ＪＩＳ  Ａ  ５４３０に準拠するものを用いた。
【００３６】
＜試験方法＞
作製した上記試験体１，２および上記比較体を加熱炉に設置し、屋外側、つまり、角波鉄板の外側の面から加熱を実施した。この加熱を、有効加熱面積が幅×高さの寸法で３，０００ｍｍ×３，４００ｍｍとなるように実施した。加熱温度条件は、温度ＴはＴ＝３４５ｌｏｇ10（８ｔ＋１）＋２０を満たすように実施した。ただし、Ｔは温度℃とし、ｔは経過時間（分）とする。試験体１および比較体においては、加熱時間を３０分とし、試験時間を、３０分の加熱後も加熱時間の３倍の時間、すなわち、９０分が経過するまでとした。試験体２においては、加熱時間を６０分とし、試験時間を、６０分の加熱後も加熱時間の３倍の時間、すなわち、１８０分が経過するまでとした。試験時間において、加熱面の裏面側（屋内側）にて５箇所均等に配置された熱電対により試験体１，２および比較体の裏面側の温度を１分以内ごとに測定した。その結果を下記表１に示す。
なお、初期温度は、試験体１の場合に９℃であり、試験体２の場合に２１℃であり、比較体の場合に１０℃であった。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
なお、遮炎性有りは、上述の試験体（比較体）を屋外側から加熱したときに、試験時間内にて、試験体の屋内側（非加熱側）へ１０秒を超えて継続する火炎の噴出がなく、１０秒を超えて継続する発炎がなく、さらに、火炎が通る亀裂等の損傷を生じない場合の３つ全ての要件を満足することを示している。
【００３９】
上述の試験体１の裏面温度上昇は、表１に示すように、試験時間中においては、５箇所の平均で１４０Ｋ以下であり、５箇所の最高で１８０Ｋ以下であることが確認された。また、試験体１では、火炎の噴出が無く遮炎性が有り、試験体１が十分な耐火性能を有していることが確認された。つまり、試験体１においては、建築物の外壁において耐火３０分の性能を満足していることが明らかとなった。
【００４０】
上述の試験体２の裏面温度上昇は、表１に示すように、試験時間中においては、５箇所の平均で１４０Ｋ以下であり、５箇所の最高で１８０Ｋ以下であることが確認された。また、試験体２では、火炎の噴出が無く遮炎性が有り、試験体２が十分な耐火性能を有していることが確認された。つまり、試験体２においては、建築物の外壁において耐火６０分の性能を満足していることが明らかとなった。
【００４１】
上述の比較体の裏面温度上昇は、表１に示すように、試験時間中においては、５箇所の平均で１４０Ｋ以下であるが、５箇所の最高で１８０Ｋよりも高くなることが確認された。また、比較体では、火炎の噴出が無く遮炎性が有ることが確認された。つまり、比較体においては、裏面温度上昇は、５箇所の最高で１８０Ｋよりも高くなることから、建築物の外壁において耐火３０分の性能を一部しか満足していないことが明らかとなった。
【００４２】
このような結果から、本実施例に係る外装用壁構造によれば、建築物の外壁において耐火３０分の性能を有しており、比較的簡易な構成でありながらも、優れた耐火性能を有することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る外装用壁構造によれば、比較的簡易な構成でありながらも、優れた耐火性能を有することができることから、倉庫、工場、事務所などの簡易構造の建屋の外装用壁構造などで有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１          簡易構造の建屋
２          柱
３          間柱
４          Ｌ字プレート
５          横胴縁
６          ボルト
７          ナット
８          ワッシャ
１０        外装用壁構造本体
１１        強化せっこうボード（下張材）
１２        けい酸カルシウム板（上張材）
１３        角波鉄板（外装材）
２１        下張材固定用留付材
２２        上張材固定用留付材
２３        外装材固定用留付材
３０        外装用壁構造本体
３１        強化せっこうボード（下張材）
４１        下張材固定用留付材
４２        上張材固定用留付材
４３        外装材固定用留付材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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