(57)【要約】【課題】  外断熱部材として適用することができるとともに、それ自体が高い強度を備え、柱、梁等建築物の構造部材として適用することができるプレストレスト構造部材１０を提供する。【解決手段】  プレストレスを導入するＰＣ鋼材を挿通するための穴部が形成された単位構造部材１と、前記単位構造部材１の一側面と略平行に配置された断熱材２と、を備えたプレストレスト構造部材１０であって、前記穴部にＰＣ鋼材を挿入し、ＰＣ鋼材を緊張させることにより、穴部の軸方向にプレストレスが導入されることを特徴とする。【選択図】  図１
2006077526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレストレスを導入するＰＣ鋼材を挿通するための穴部が形成された単位構造部材と、前記単位構造部材の少なくとも一側面に添って配置された断熱材と、を備えることを特徴とするプレストレスト構造部材。
【請求項２】
前記穴部の軸方向において前記単位構造部材が複数連結されていることを特徴とする請求項１に記載のプレストレスト構造部材。
【請求項３】
前記断熱材は、外装材を兼ねていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレストレスト構造部材。
【請求項４】
前記単位構造部材の少なくとも一側面に添って配置された外装材を更に備え、
前記単位構造部材と外装材との間には、通気層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレストレスト構造部材。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載されたプレストレスト構造部材を複数接合した建築物であって、
前記複数のプレストレスト構造部材は、その接合部において互いに連通する穴部が形成されており、この穴部にＰＣ鋼材を挿入しＰＣ鋼材を緊張させることにより、穴部の軸方向にプレストレスが導入されてプレストレスト構造部材同士が連結され、
前記断熱材は、前記単位構造部材より建築物の外側に配置されていることを特徴とするプレストレスト構造部材を用いた建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物を構成するプレストレスト構造部材及びこれに関する技術に関し、特に、戸建住宅及び集合住宅等の小規模の建築物に好適に用いることができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に住宅等の建築物において、冬季の結露等を防ぐ観点から建築物の壁に断熱材を接着することが行われている。断熱材とは、熱の侵入、放出を遮るための材料であり、例えば、繊維系のグラスウール、発泡系の発泡ポリスチレンなどを例示できる。
【０００３】
従来の建築物では、例えば、既存の壁、柱、梁などに外断熱部材としての断熱コンクリート板を取り付けていた（特許文献１参照）。当該コンクリート板１００は、建物の外板となるプレキャストコンクリート板１０１と、通気層１０２と、無機繊維質又は発泡プラスチック系断熱材１０３と、建物側に位置する内板となるプレキャストコンクリート板１０４とを備え、前記順序で積層したものである。コンクリート板１００の外板となるプレキャストコンクリート板１０１と内板となるプレキャストコンクリート板１０４は、縦方向、且つ斜め傾斜に複数配置される波形状のラチス筋１０６で連結されている（図９参照）。
【０００４】
このコンクリート板１００は、予め断熱材１０３が内蔵されているため、外断熱部材として壁、柱、梁等に取り付けることにより断熱効果を得ることができる。このコンクリート板１００の取り付けは、従来の取り付けと比較して容易であるとともに、その構造が簡易であるため、工期の短縮化を図ることができる。また、コンクリート板１００は、波形状のラチス筋１０６で外板のプレキャストコンクリート板１０１と内板のコンクリート板１０４が強固に結合されているとともに、ラチス筋１０６が縦方向且つ斜め傾斜に複数配置されているため、自重などの鉛直力や地震時の水平力に抵抗することができるという効果を得ることができる。
【０００５】
しかし、前記コンクリート板１００は外装材として用いられており、前記ラチス筋１０６の配置により自重などの鉛直力、地震力の水平力に対抗することができるものの、コンクリート板１００自体は、構造部材としての強度は備えていない。すなわち、前記コンクリート板１００は、構造部材としての強度を有する壁、柱、梁に断熱効果を付与するために取り付けられている。また、前記ラチス筋１０６は、鉛直力、水平力に対抗することができるものの、それ自体は構造部材としての強度を備えていないため、コンクリート板１００自体を構造部材として用いることができなかった。
【特許文献１】特開２００２−２７６０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記問題を鑑みてなされたものであり、外断熱部材として適用することができるとともに、それ自体が高い強度を備え、柱、梁等建築物の構造部材として適用することができるプレストレスト構造部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は、プレストレスを導入するＰＣ鋼材を挿通するための穴部が形成された単位構造部材と、前記単位構造部材の少なくとも一側面に添って配置された断熱材と、を備えたプ
レストレスト構造部材である。
【０００８】
本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記穴部に挿入されるＰＣ鋼材によってプレストレスを導入することができるため、強度を向上させ、構築される建築物の耐震性を高めることができる。また、プレストレスト構造部材自体が高い強度を有するため、構造部材（柱、梁、壁、床等）として適用することが可能となる。尚、本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記プレストレスによって強度を高めることができるため、種々の材質を単位構造部材として用いることが可能となる。例えば、単位構造部材のとして、プレキャストコンクリート、プレストレストコンクリート、木材、アルミ材等を用いることができる。
【０００９】
前記プレストレスとは、外力による応力を打ち消すために、部材にあらかじめ与えておく応力のことである。すなわち、本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記プレストレスによって構造部材としての強度が備わるため、建築物の構造部材して適用でき、プレストレスト構造部材を組み合わせることにより建築物を構築することができる。従って、従来の建築物において構造部材として用いられていた独立した柱、梁等が不要となり、自由度の高い構造を作り出すことが可能となる。さらに、柱、梁等を施工する場合と比較して施工が容易であるため、工期の短縮化を図ることができる。
【００１０】
また、前記プレストレスト構造部材は、前記単位構造部材の少なくとも一側面に添って配置された断熱材を備えており、建築物を構築する際に前記断熱材を建築物の内側、外側等、構築する建築物に応じて適宜に選択して配置することができる。一般的に、近年、高い気密性、ヒートブリッジ、結露の防止、高い熱的性能等の観点から外断熱が望まれている。本発明に係るプレストレスト構造部材によれば、断熱材を建築物の外側に配置し外断熱部材として、前記種々の効果を得ることが可能となる。
【００１１】
前記断熱材とは、建築物を構成する壁の内外の熱の出入りを防ぐために設けられる部材であり、住宅においては、一般的に屋根や壁の下地と仕上げ材との間に仕込む。その種類としては、有機発泡系として発泡ポリスチレン系断熱材、発泡ポリエチレン系断熱材、無機繊維系としてグラスウール系断熱材、ロックウール系断熱材を例示できる。
【００１２】
また、本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記穴部の軸方向において前記単位構造部材が複数連結されていることを特徴とすることが望ましい。前記複数の単位構造部材の穴部にＰＣ鋼材を挿入し、このＰＣ鋼材を緊張させることにより、他の単位構造部材と容易に連結することができる。従来、建築物の柱、梁等としての構造部材は、強度等の観点から、大径かつ長尺のものが多用されていた。従って、小径又は短尺の部材は、柱、梁等の構造部材に適用することは困難であった。しかし、本発明によれば、複数の単位構造部材を容易に連結して、従来利用が困難であった小径及び短尺の部材を構造部材に適用することが可能となる。
【００１３】
加えて、本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記断熱材が外装材を兼ねていることを特徴としても良い。前記外装材とは、建築物の外周に配置され、紫外線や風雨、雪、外気温、騒音等から建築物を保護する部材である。前記外装材は、耐久性、耐水性、遮音性、断熱性等の性能とともに、デザイン性やコスト、施工性が要求される。前記外装材は、タイル、煉瓦、石（御影石、大理石、軽石）、ＡＬＣ、サイディングボード、木等が例示され、構築する建築物の構造、デザイン、施工等に応じて適宜に選択して用いることが望ましい。前記断熱材が外装材を兼ねることにより、外装材の施工が不要となり、工期の短縮、施工コストの縮減を図ることができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記単位構造部材の少なくとも一側
面に添って配置された外装材を更に備え、前記単位構造部材と外装材との間には、通気層が形成されていることを特徴としても良い。前述のように、断熱材を建築物の外側に配置することにより、外断熱部材として作用して種々の効果を得ることができる。しかし、当該断熱材による効果は、断熱材の配置位置及び通気層の有無等によって異なるものであり、通気層を形成することにより、内部結露の原因となる水蒸気や侵入した雨水の排出に対して更に好適な効果を得ることができる。従って、前記通気層を形成することにより、前記内部結露を好適に防止し、構築される建築物の室内環境を向上させることができる。
【００１５】
さらに、本発明に係るプレストレスト構造部材は、前記外装材と単位構造部材との間に防水シート又は防湿シートを配置しても良い。前記防水シート又は防湿シートを備えることにより、プレストレスト構造部材の防水性又は防湿性を向上させることができる。従って、前記通気層を形成しない構造においては、前記防水シート又は防湿シートを適宜に配置し、内部結露の問題点を緩和することが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、プレストレスト構造部材を複数接合した建築物であって、前記複数のプレストレスト構造部材は、その接合部において互いに連通する穴部が形成されており、この穴部にＰＣ鋼材が挿入し、ＰＣ鋼材を緊張させることにより、穴部の軸方向にプレストレスが導入され、プレストレスト構造部材同士が連結され、前記断熱材は、前記単位構造部材より建築物の外側に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るプレストレスト構造部材を用いた建築物は、建築物を構築する各部材がプレストレスによって高い強度を備えているため、耐震性を向上させることができる。また、各構造部材同士の連結も簡易なものであるため、設計上の制限が少なく、自由度の高い空間を作り出すことができるとともに、工期の短縮化、コストの低減化を図ることができる。さらに、前記断熱材によって、外断熱効果を得ることができるため、高い気密性、ヒートブリッジ、結露の防止、高い熱的性能等種々の効果を得ることができる。
【００１８】
前述のように本発明に係るプレストレスト構造部材に用いる単位構造部材は、種々の材質が適用可能であるが、以下、単位構造部材の種類に応じた特性について詳細に説明する。まず、単位構造部材としてコンクリートを用いた建築物について説明する。コンクリートの特性として、圧縮力に強く、引張力に比較的弱いとことが挙げられる。しかし、本発明によれば、前記ＰＣ鋼材を緊張させてコンクリートを圧縮することにより、コンクリートに発生する引張力と対抗する応力を発生させることができ、耐震性を向上させることができる。また、前記断熱材を合わせて設けることにより、コンクリートの有する蓄熱特性が生かされ、夏冬問わず室内の温度変化が少ない環境を作り出すことが可能となる。
【００１９】
次いで、単位構造部材として木材を用いた建築物について説明する。木材の特性として、断熱性、調湿性を備えていることが挙げられる。従って、単位構造部材として木材を用いた建築物は、前記断熱材との相乗効果により、木材が元来有する断熱性が生かされ、内部結露の防止効果が増大する。また、前述のように小径及び短尺の部材を組み合わせて建築物の構造部材とすることができ、適用可能な木材の幅が広いため、木材を有効活用して、その利用を促進させることが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明に係る単位構造部材は、ＰＣ鋼材を挿通するための穴部が予め形成されているため、木材が元来有している水分を適切に乾燥させることもできる。尚、単位構造部材として木材を用いた場合には、前記穴部の軸方向を木材の繊維（木目）方向に沿わせて形成することが望ましい。木材は、繊維（木目）に沿った方向に付加される外力より繊維に直交した方向に付加される外力に弱いという性質、及び、繊維方向に沿って乾燥収縮を繰り返す性質を有しているためである。
【００２１】
また、単位構造部材としてアルミを用いた場合は、以下の効果を得ることができる。アルミは、１，重量が軽い、２，単位あたりの強度が高い、３，酸化しにくく融点が低いため再生しやすい、４，耐食性が優れている、５，加工性に優れている等の優れた特性を有する。すなわち、単位構造部材としてアルミを用いたプレストレスト構造部材は、建築物の構造部材に好適に適用可能であり、前記ＰＣ鋼材によってプレストレスを付加することにより、強度を更に向上させ、構築される建築物の耐震性を高めることができる。
【００２２】
尚、単位構造部材の種類として、コンクリート、木材、アルミを例示したが、これに限られず、種々の材質を単位構造部材として用いることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明に係るプレストレスト構造部材は、外断熱部材として適用することができるとともに、それ自体が高い強度を備え、柱、梁等建築物の構造部材として適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るプレストレスト構造部材を用いた建築物の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、コンクリート製の単位構造部材を用いた実施形態である。図１は、プレストレスト構造部材１０の斜視図であり、図２は、図１に示すプレストレスト構造部材１０のＡ−Ａ矢視図であり、図３は、プレストレスト構造部材１０のＢ−Ｂ矢視図である。
【００２５】
前記プレストレスト構造部材１０は、コンクリート製の板状のコンクリートパネル１と、前記コンクリートパネル１の一側面に添って配置された断熱材２と、前記透湿防水シート３と、外装材としてのタイル４と、を備えており、前記順序で積層されている。前記透湿防水シート３とタイル４の間には通気層５が形成されている。また、前記コンクリートパネル１には、プレストレスを付加するＰＣ鋼材を挿通するための穴部を有するシース管６が埋設されている。
【００２６】
前記シース管６とは、筒状の管体であり、工場にてプレストレスト構造部材を製作する際に、ＰＣ鋼材を配筋すべき箇所に予め埋設しておき、建築物を構築する際にＰＣ鋼材が挿入されプレストレスが付加される部材である。ＰＣ鋼材によってプレストレスが付加されることによりプレストレスト構造部材１０の引張力に対する強度が高くなり、構築される建築物の耐震性を向上させることができる。
【００２７】
次いで、プレストレスト構造部材１０を用いた住宅の構築について、その施工手順と共に詳細に説明する。まず、住宅の設計図を基に、プレストレスト構造部材１０を工場にて製作する。プレストレスト構造部材１０の形状、ＰＣ鋼材の配筋位置、及び配筋数等は、構造計算等を基に予め算出しておく。本実施の形態では、コンクリートパネル１の製作時に断熱材２等を取り付けてコンクリートパネルと一体化して製作する打ち込み工法にて行った。まず、コンクリートパネル１の型枠を設置して、設計図に基づいたシース管６、断熱材２、透湿防水シート３、タイル４を設置し、コンクリートを打設した。これにより、断熱材２等が一体化したプレストレスト構造部材１０を得ることができた。
【００２８】
次いで、プレストレスト構造部材１０を現場に搬入し、これらを組み合わせて住宅を構築する。プレストレスト構造部材１０を前記断熱材２が住宅の外壁側に配置されるように設置して、プレストレスト構造部材１０同士の当接面を接着剤、モルタル等で接着した。
【００２９】
次いで、前記プレストレスト構造部材のシース管６にＰＣ鋼材を貫通させて、ポストテンション方式でプレストレスを加えて固定した。このとき、隣接したプレストレスト構造
部材同士を連結するため、連結するプレストレスト構造部材同士は、同じＰＣ鋼材を挿通させてプレストレスを付加して固定した。これにより、プレストレスを付加すると同時に、隣接するプレストレスト構造部材同士を容易に連結することができる。このようにして、構築された住宅は、プレストレスによって強度が向上し、高い耐震性を備えるとともに、外断熱効果による優れた効果を得るものとなった。
【００３０】
次いで、前記プレストレスト構造部材の他の実施形態を例示的に説明する。尚、ここで挙げる実施形態は、本発明に係るプレストレスト構造部材を例示したものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
図４から図８は、本発明に係るプレストレスト構造部材の実施例を示す概略断面図である。図４は、前記実施形態に係るプレストレスト構造部材であり、コンクリートパネル１と、断熱材２と、透湿防水シート３と、タイル４と、を備えており、透湿防水シート３とタイル４との間には、通気層５が形成されている。
【００３２】
図５から図８に示すプレストレス構造部材は、それぞれ図４に示すプレストレスト構造部材の変形例である。図５は、通気層５無し、図６は透湿防水シート３無し、図７は透湿防水シート３及び通気層５無し、図８は断熱材２、透湿防水シート３、及び通気層５の代わりに断熱性能を備えた軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）７を設けたプレストレスト構造部材である。図８に示す外装材７は、前記ＡＬＣの他に、断熱材裏打ちサイディングボード、軽石、木材等が適用可能である。
【００３３】
前記実施例において、断熱性能上最も効果が発揮されるのは、断熱材２、透湿防水シート３、タイル４、通気層５を有する図４である。しかし、設計条件及び施工条件に応じて各変形例が適用可能である。以下、各変形例の特徴を示す。図５は、通気層５が無いため壁体の水蒸気を逃しにくいが、透湿防水シート３があることによって外部からの浸水を防ぐことができる。図６は、透湿防止シート３が無いため外部から浸水があった場合には若干性能が落ちるが、通気層５が形成されているため断熱材２への浸水は最小限に抑えることが可能となる。
【００３４】
図７は、透湿防水シート３及び通気層５が無いため断熱材２へ浸水した際には断熱性が低下するおそれがあるが、プレストレストコンクリートを施工する際、簡易に一体のパネル化ができるため、工期短縮のメリットがある。図８は、前記図４から図７と比較すると断熱性能はあまり期待ができないが、部材数が少ないため施工方法が容易であり、工期短縮に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るプレストレスト構造部材の斜視図である。
【図２】図１に示すプレストレスト構造部材のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示すプレストレスト構造部材のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本発明に係るプレストレスト構造部材の実施例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係るプレストレスト構造部材の実施例を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係るプレストレスト構造部材の実施例を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係るプレストレスト構造部材の実施例を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係るプレストレスト構造部材の実施例を示す概略断面図である。
【図９】従来の断熱外装材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  コンクリートパネル
２  断熱材
３  透湿防水シート
４  タイル
５  通気層
６  シース管
７  ＡＬＣ
１０  プレストレスト構造部材 
【図１】
2006077526.tif 000003
【図２】
2006077526.tif 000004
【図３】
2006077526.tif 000005
【図４】
2006077526.tif 000006
【図５】
2006077526.tif 000007
【図６】
2006077526.tif 000008
【図７】
2006077526.tif 000009
【図８】
2006077526.tif 000010
【図９】
2006077526.tif 000011