(57)【要約】【課題】耐火性能を有し、施工が容易であると共に低コストの木造建築物の耐火外壁構造を提供することを目的とする。【解決手段】耐火外壁構造１は、構造用面材２４と、構造用面材２４に取り付けられた胴縁材４２ａと、パネル本体部４６及び塗膜層４７を有する一層の軽量気泡コンクリートパネル４８と、を備える。軽量気泡コンクリートパネル４８は、密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつ厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつ強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３３２５以上１５０００以下であり、塗膜層４７は、パネル本体部４６を構成する全固形分に対して、２ｗｔ％以上６ｗｔ％以下の輻射熱吸収反射成分Ｓを有する。【選択図】図１
2019056303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木造建築物の耐火外壁構造であって、
木材で構成された構造部材の屋外側に取り付けられた構造用面材と、
前記構造用面材の屋外側の面に取り付けられた胴縁材と、
前記胴縁材の屋外側の面に外装部材として配置され、パネル本体部及び前記パネル本体部における前記構造部材と対面する室内面上に形成された塗膜層を有する一層の軽量気泡コンクリートパネルと、を備え、
前記軽量気泡コンクリートパネルは、密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつ厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつ強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３３２５以上１５０００以下であり、
前記塗膜層は、前記パネル本体部を構成する全固形分に対して、２ｗｔ％以上６ｗｔ％以下の輻射熱吸収反射成分を有し、
前記強熱減量値αは、α（ｗｔ％）＝（重量Ａ−重量Ｂ）×１００／重量Ｂにより算出され、前記重量Ａは、恒量である前記軽量気泡コンクリートパネルの粉末であり、前記重量Ｂは、前記重量Ａである前記粉末を１０００℃で１時間加熱した後の重量である、ことを特徴とする、木造建築物の耐火外壁構造。
【請求項２】
前記輻射熱吸収反射成分は、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム或いは二酸化チタンから選ばれる一種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の木造建築物の耐火外壁構造。
【請求項３】
前記軽量気泡コンクリートパネルの密度ｄが２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の木造建築物の耐火外壁構造。
【請求項４】
前記軽量気泡コンクリートパネルの厚さｔが４５ｍｍ以上７５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の木造建築物の耐火外壁構造。
【請求項５】
前記軽量気泡コンクリートパネルの強熱減量値αが８ｗｔ％以上１３ｗｔ％以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の木造建築物の耐火外壁構造。
【請求項６】
前記ｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が５０００以上１５０００以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の木造建築物の耐火外壁構造。
【請求項７】
前記塗膜層が、前記輻射熱吸収反射成分を５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下含む塗料を、前記パネル本体部における前記室内面の単位面積当たり０．７ｋｇ／ｍ２以上１０ｋｇ／ｍ２以下の量で前記室内面上に塗布して形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の木造建築物の耐火外壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築物の耐火外壁構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、木造耐火建築物に関する研究がさかんに行われている。その背景としては、国の主導による木材のさらなる利用の推進、木造建築物の一層の普及、都市部における地震等による防災の観点からの建築物の耐火性能の向上などが挙げられる。
【０００３】
木造耐火建築物を構築するためには、建築物の主要構造部である、外壁、床、梁、柱、屋根、階段を耐火構造とすることが求められる。また、木造耐火建築物には、火災が発生しその消火後も、その建築物が倒壊せずに自立していることが求められる。
【０００４】
建築物の外壁が耐火構造であると認められるためには、耐火性能を評価する試験を行い基準に合格しなければならない。評価試験方法はＪＩＳ−Ａ−１３０４に規定されている。その試験方法は、外壁構造の試験体を屋外側からの加熱または屋内側からの加熱を計２回行う。加熱条件はＩＳＯ−８３４で規定されており、その条件は、試験体を設置した炉内の温度を１時間かけて約９５０℃まで上昇させた後、加熱を止めてそのまま３時間放置するといったものである。
【０００５】
従来の木造建築物の耐火外壁構造としては、火災が発生した時に木材で構成された構造部材が炭化や着火しないよう、構造部材が不燃材料で被覆された構造がある。その構造では、構造部材の屋内側に不燃性の内装部材が配置され、屋外側に不燃性の外装部材が配置されている。特に、外装部材については、さかんに研究開発が行われている。従来の木造建築物の耐火外壁構造としては、特許文献１及び特許文献２に記載された構造が知られている。
【０００６】
特許文献１には、木材で構成された構造部材の屋外側の外装部材が軽量気泡コンクリートパネルを突き付け接合してからなる第１被覆層と、ケイ酸カルシウム板を突き付け接合してからなる第２被覆層とが積層されて構成されるとともに、第１被覆層が屋外側に設置され、軽量気泡コンクリートパネルの目地部と、ケイ酸カルシウム目地部とが、互いに重ならないようにした構造が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、外装部材が一種類のケイ酸カルシウム板であるが、ケイ酸カルシウム板の厚さ寸法と密度とが異なる二種類のケイ酸カルシウムを用いていた構造が開示されている。この構造では、ケイ酸カルシウム板を三枚、重ね張りし、かつケイ酸カルシウム板同士の目地部が重ならないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９９１９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５６５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の木造建築物の耐火外壁構造の外装部材として、種類の異なる材料を複数重ねて張り合わせた構造や、同じ材料を複数重ねて張り合わせた構造が挙げられる。特許文献１の外壁構造では、軽量気泡コンクリートパネルとケイ酸カルシウム板との二種類の外装部材が用いられると共に、外装部材の目地部を互いにずらす必要があった。また、特許文献２の外壁構造では、外装部材として比重と厚さの異なるケイ酸カルシウム板を重ね張りし、かつ目地部を互いにずらす必要があった。外装部材を数種類或いは複数重ねて張り合わせて、また目地部を互いにずらすのは耐火性能を高めるためである。
【００１０】
しかし、外装部材が数種類存在すると、材料の調達や品質管理が非常に手間となり、コストアップに繋がっていた。また、外装部材を複数施工することにより工数が増加し、工期が長くなる場合があった。さらに外装部材の目地部を互いにずらす必要があったため、設計及び施工が複雑になり工期も長くなる傾向があった。
【００１１】
そこで本発明は、このような従来技術の有する課題を解決するものであり、耐火性能を有し、施工が容易であると共に低コストの木造建築物の耐火外壁構造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】
【００１２】
上記課題を解決すべく、本発明は、以下の［１］〜［８］に関する。
［１］木造建築物の耐火外壁構造であって、木材で構成された構造部材の屋外側に取り付けられた構造用面材と、構造用面材の屋外側の面に取り付けられた胴縁材と、胴縁材の屋外側の面に外装部材として配置され、パネル本体部及びパネル本体部における構造部材と対面する室内面上に形成された塗膜層を有する一層の軽量気泡コンクリートパネルと、を備え、軽量気泡コンクリートパネルは、密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつ厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつ強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３３２５以上１５０００以下であり、塗膜層は、パネル本体部を構成する全固形分に対して、２ｗｔ％以上６ｗｔ％以下の輻射熱吸収反射成分を有し、強熱減量値αは、α（ｗｔ％）＝（重量Ａ−重量Ｂ）×１００／重量Ｂにより算出され、重量Ａは、恒量である軽量気泡コンクリートパネルの粉末であり、重量Ｂは、重量Ａである粉末を１０００℃で１時間加熱した後の重量である、ことを特徴とする。
【００１３】
また、［２］輻射熱吸収反射成分は、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム或いは二酸化チタンから選ばれる一種以上であってもよい。
【００１４】
また、［３］軽量気泡コンクリートパネルの密度ｄは、２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下ああってもよい。
【００１５】
また、［４］軽量気泡コンクリートパネルの厚さｔは、４５ｍｍ以上７５ｍｍ以下であってもよい。
【００１６】
また、［５］軽量気泡コンクリートパネルの強熱減量値αは、８ｗｔ％以上１３ｗｔ％以下であってもよい。
【００１７】
また、［６］ｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値は、５０００以上１５００００以下であってもよい。
【００１８】
また、参考例である耐火外壁構造において、パネル本体部は、パネル本体部を構成する全固形分に対して、１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の輻射熱吸収反射成分を有することとしてもよい。
【００１９】
また、軽量気泡コンクリートパネルは、パネル本体部における構造部材と対面する室内面上に形成された塗膜層をさらに有し、塗膜層が輻射熱吸収反射成分を含有することとしてもよい。
【００２０】
また、［７］塗膜層が、輻射熱吸収反射成分を５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下含む塗料を、パネル本体部における室内面の単位面積当たり０．７ｋｇ／ｍ２以上１０ｋｇ／ｍ２以下の量で室内面上に塗布して形成されていることとしてもよい。
【００２１】
かかる構成では、外装部材として軽量気泡コンクリートパネルを備えている。この軽量気泡コンクリートパネルは、上述した設計パラメーターを有しているため、充分なパネル強度が確保され、パネル重量の増加を抑制しつつ、高い耐火性能を発揮することが可能である。パネル重量の増加が抑制されるので、施工性や建築物の耐震性の低下が抑制される。また、外装部材が一層の軽量気泡コンクリートパネルであるので、目地部を互いにずらすといった作業も不要になる。従って、施工が簡易でありかつ低コストの木造建築物の耐火外壁構造を実現できる。
【００２２】
ここで、軽量気泡コンクリートの設計パラメーターと耐火性能との関係について詳細に説明する。木造建築物の耐火外壁構造における外装部材を一層の軽量気泡コンクリートパネルで構成するには、軽量気泡コンクリートパネルの耐火性能と大きく関わる以下の３個のパラメーターを考慮して、軽量気泡コンクリートパネルを設計する必要がある。３個のパラメーターとは、（１）軽量気泡コンクリートパネルの密度、（２）軽量気泡コンクリートパネルの厚さ、及び（３）軽量気泡コンクリートが有する「水」の量、つまり軽量気泡コンクリートを構成するケイ酸カルシウム水和物が有する「水」の量である。
【００２３】
軽量気泡コンクリートパネルの耐火性能を決める要因は何であるか、本発明者らは鋭意研究を重ねた。研究の結果、本発明者らは、軽量気泡コンクリートパネルの耐火性能は、軽量気泡コンクリートが有する「水」の量で決まることを見出した。ここで述べる「水」は、軽量気泡コンクリートを構成しているケイ酸カルシウム水和物が有する「水」である。つまり、ケイ酸カルシウムに水和している「水」である。軽量気泡コンクリートパネルの耐火性能は、ケイ酸カルシウム水和物が有する「水」の量が多いほど向上する。
【００２４】
ここで、軽量気泡コンクリートパネルの密度を大きくすることで、ケイ酸カルシウム水和物の絶対量が増えるため、耐火性能は向上する。逆に密度が小さくなると、耐火性能は低下する。一方、密度を大きくすることで、パネル重量が増えるため、施工性が低下したり、建物重量の増加により耐震性能の低下する場合がある。また、密度を下げすぎると、軽量気泡コンクリートパネルの物理的強度が不足する場合がある。
【００２５】
また、軽量気泡コンクリートパネルの厚さを大きくすることで、ケイ酸カルシウム水和物の絶対量が増えるため、耐火性能は向上する。逆に厚さが小さくなると、耐火性能は低下する。一方、軽量気泡コンクリートパネルの厚さが増えることで、施工性が低下したり、建物重量の増加により耐震性能が低下する場合がある。また、厚さが薄すぎると、軽量気泡コンクリートパネルの物理的強度が不足する場合がある。
【００２６】
また、軽量気泡コンクリートが有する水の量、つまり軽量気泡コンクリートパネルを構成するケイ酸カルシウム水和物が有する水の量が増えると、耐火性能は向上する。逆にケイ酸カルシウム水和物が有する水の量が下がると、耐火性能は低下する。しかし、軽量気泡コンクリート中のケイ酸カルシウム水和物が有する水を実際に定量することは困難である。そこで、本発明では軽量気泡コンクリートが有する水の量は、軽量気泡コンクリートを加熱して減少した重量を軽量気泡コンクリートが有する水の量と定義する。その値を「強熱減量値」と定義する。従って、強熱減量値の値が大きいほど耐火性能が高いと言える。
【００２７】
上述したように、外壁構造に用いる軽量気泡コンクリートパネルは、耐火性能に深く関連する強熱減量値のみを考慮して設計することは適当でない。すなわち、耐震性能や施工性などに関わるパネル強度やパネル重量と関係がある軽量気泡コンクリートパネルの厚さや密度を、併せて考慮する必要がある。
【００２８】
本発明者らは前記の３個のパラメーターについて鋭意検討を重ねた結果、本発明の木造建築物の耐火外壁構造は、その外装部材が一層の軽量気泡コンクリートパネルであり、その密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつその厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつその強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３０００以上３００００以下であり、かつ前記軽量気泡コンクリートパネルを構成する全固形分に対して、輻射熱吸収反射成分を１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下含有していることに至った。
【００２９】
輻射熱吸収反射成分とは、輻射熱を吸収または反射する成分を指す。軽量気泡コンクリートパネルが、輻射熱吸収反射成分を含有するパネル本体を有する場合には、耐火外壁構造の屋外からの火災に対して、前記成分が、その加えられた輻射熱を吸収または反射するため、木材で構成された構造部材に伝達される火災の熱を減少させ、木材で構成された構造部材の炭化や着火を防ぐことができる。
【００３０】
また、軽量気泡コンクリートパネルが、パネル本体部の室内面上に形成された輻射熱吸収反射成分を含有する塗膜層を有する場合には、本発明の塗膜層を有する軽量気泡コンクリートパネルで構成された耐火外壁構造の屋外からの火災に対して、塗膜層中に存在する輻射熱吸収反射成分が、その加えられた輻射熱を吸収または反射するため、木材で構成された構造部材に伝達される火災の熱を減少させ、木材で構成された構造部材の炭化や着火を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、耐火性能を有し、施工が容易であると共に低コストの木造建築物の耐火外壁構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る木造建築物の耐火外壁構造の一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る木造建築物の耐火外壁構造を示す水平断面図である。
【図３】図３の（ａ）部は、参考例に係る軽量気泡コンクリートパネルを示す図であり、図３の（ｂ）部は、実施形態に係る軽量気泡コンクリートパネルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る木造建築物の耐火外壁構造の好適な一実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態として、木造枠組壁工法の枠組体に耐火外壁構造を適用した例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る耐火外壁構造の一部を切り欠いて示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る耐火外壁構造を示した水平断面図である。
【００３４】
ここで、「木造建築物」とは、柱、梁、桁などの主要構造部材を木材でつくった建築物の総称であり、建築物の構法とは、木造軸組工法や木造枠組壁工法などの構法をいう。「木材」とは、木製の材料のことをいい、木材繊維を加工して形成される木質材料も含む。「構造部材」とは、木造軸組構法の軸組材（梁、柱、筋交い等）や木造枠組壁構法の枠組体といった建築物の荷重および外力を支える主要な部分をいう。「耐火構造」、「耐火性能」の用語の意義は、建築基準法第２条および建築基準法施行令第１０７条に定めるものと同義である。
【００３５】
＜耐火外壁構造１＞
図１、図２に示されるように、本実施形態に係る耐火外壁構造１は、建物の屋内と屋外とを仕切る壁体であり、枠組壁工法に用いられる構造を採用している。耐火外壁構造１は、構造部材２と、構造部材２の屋内側に設けられた内装部材３と、構造部材２の屋外側に設けられた外装部材４と、を備えている。
【００３６】
＜構造部材２＞
構造部材２は、壁体の骨格となる部材であり、建築物の荷重および外力を支える。構造部材２は、複数のたて枠材２１と、複数のたて枠材２１の上端同士を連結する上枠材２２と、複数のたて枠材２１の下端同士を連結する下枠材２３と、を有している。そして、構造部材２の屋外側の面には、構造用面材２４がたて枠材２１に取り付けられて配置されている。
【００３７】
たて枠材２１、上枠材２２および下枠材２３は、いずれも枠組壁工法用の木材として知られる例えば３８ｍｍ×８９ｍｍの断面寸法を備えた長尺の木製部材であり、釘またはビス等で互いに止め付けられている。たて枠材２１は、４５５ｍｍ以下の水平間隔で等間隔に立設されている。
【００３８】
構造用面材２４は、たて枠材２１と上枠材２２と下枠材２３とで構成された骨組に釘打ちで固定され、屋外側の面を構成している。このように、たて枠材２１と、上枠材２２と、下枠材２３と、構造用面材２４とが一体化されることにより、構造部材２としての性能を発揮する。
【００３９】
構造用面材２４は、例えば厚さが９ｍｍ、密度が０．５５ｇ／ｃｍ３の日本農林規格に適合する構造用合板を用いることができる。また、構造用面材２４としては、例えば９ｍｍ以上の構造用合板、厚さが９ｍｍ以上の構造用パネル、厚さが９ｍｍ以上のパーティクルボード、厚さが１２ｍｍ以上のシージングボード等の木質系ボードや、厚さが１２ｍｍ〜２５ｍｍの硬質木片セメント板、厚さが９ｍｍ以上のパルプセメント板、厚さが９ｍｍ以上のフレキシブル板、厚さが９ｍｍ以上のケイ酸カルシウム板、厚さが９ｍｍ以上の火山性ガラス質複層板や、厚さが１２ｍｍ以上の石膏ボード等を用いることができる。
【００４０】
＜断熱材２５＞
耐火外壁構造１の建築様式は木造枠組壁工法であるので、互いに隣り合うたて枠材２１間に断熱材２５が充填されていることが断熱性能の向上の点から好ましい。断熱材２５としては、例えば密度２４ｋｇ／ｍ３のグラスウールや、ロックウールなどを用いることができる。なお、耐火外壁構造１の建築様式が木造軸組工法である場合には、柱と間柱の間及び間柱と間柱の間に断熱材が充填してもよい。
【００４１】
＜内装部材３＞
内装部材３は、壁体の屋内側の壁面を構成し、屋内で発生した火災などの炎から構造部材２を保護する。内装部材３は、構造部材２の屋内側に取り付けられた強化石膏ボードによる内装下張層３１と、内装下張層３１の屋内側に積層された強化石膏ボードによる内装上張層３２とを有している。
【００４２】
内装下張層３１は、複数の強化石膏ボードの小口面を互いに突き合わせ接合して構成されている。内装下張層３１は、石膏ボード用の釘によって構造部材２に固定されている。
【００４３】
内装上張層３２は、複数の強化石膏ボードの小口面を互いに突き合わせ接合して構成されている。内装上張層３２は、石膏ボード用の釘によって、内装下張層３１を貫通して構造部材２に固定されている。
【００４４】
これら強化石膏ボードの厚さは２１ｍｍ以上であり、かさ比重が０．７５以上のものを用いることが好ましい。このような強化石膏ボードによれば、屋内での火災発生時に強化石膏ボード内の水分が火災の熱によって水蒸気化されるため、火災の熱を消費して熱の伝達を遅らせることが可能になる。従って、構造部材２の炭化や着火を防ぐことができ、屋内側からの熱に対する耐火性能を確保することができる。なお、内装部材３は、内装下張層３１と内装上張層３２との間に挟み込まれたアルミニウム箔を有していてもよい。
【００４５】
＜外装部材４＞
外装部材４は、壁体の屋外側の壁面を構成し、屋外で発生した火災などの炎から構造部材２を保護する。外装部材４は、構造部材２の屋外側の面に形成された防水層４１と、防水層４１の屋外側の面に形成された通気層４２（図２参照）と、通気層４２の屋外側に配置された軽量気泡コンクリートパネル層４３と、を有している。
【００４６】
防水層４１は、外装部材４の隙間から染み込んだ雨水などから構造部材２を保護し、構造用面材２４の屋外側の面に接着材、テープやステープルなどにより貼り付けられている。防水層４１としてはＪＩＳ―Ａ―６００６によるアスファルトフェルトやＪＩＳ―Ａ―６１１１による透湿防水シートを用いることが好ましい。
【００４７】
通気層４２は、上下方向に空気を通流させて湿気による構造部材２の腐食を防ぐ。通気層４２は、防水層４１の屋外側に複数の胴縁材４２ａを水平方向に所定間隔を空けて設置することにより構成されている。胴縁材４２ａにより、防水層４１と軽量気泡コンクリートパネル層４３との間であって互いに隣り合う胴縁材４２ａの間に、外装部材４の下端部から上端部に連通する空間が形成される。胴縁材４２ａは、例えばすぎ材からなる１８ｍｍ×９０ｍｍの断面寸法を備えた細長い薄板状の部材である。胴縁材４２ａは、釘やビス等によって構造部材２に固定されている。
【００４８】
軽量気泡コンクリートパネル層４３は、胴縁材４２ａの屋外側の面に複数の軽量気泡コンクリートパネル４４を突き付け接合して構成されている。
【００４９】
軽量気泡コンクリートパネル４４は、板状に成型されたパネルであり、軽量、高断熱性、高加工性、高耐火性能といった優れた特性を有している。従って、軽量気泡コンクリートパネルは、超高層ビルから一般住宅まで、幅広い分野で数多くの建築に採用されている。例えば、軽量気泡コンクリートパネルは、外壁、間仕切り、床、屋根等の部位に使われている。軽量気泡コンクリートパネルは、珪酸質原料、石灰質原料、水および発泡剤などを混合して得られたスラリーを型枠に注入し、混合物を発泡させる。続いて、半硬化状になった混合物をオートクレーブで高温高圧蒸気養生して得られる
【００５０】
軽量気泡コンクリートパネル４４は、板状のパネル本体部４４ａを有する。参考例では、軽量気泡コンクリートパネル４４は、パネル本体部４４ａと同義である。軽量気泡コンクリートパネル４４はビス打ちなどによって構造部材２に固定されている。軽量気泡コンクリートパネル４４を形成するパネル本体部４４ａは、その密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつその厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつその強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３０００以上３００００以下であり、かつ前記軽量気泡コンクリートパネル４４を構成する全固形分に対して、輻射熱吸収反射成分Ｓを１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下含有している。かかる構成にすれば屋外からの火災に対しても、構造部材２の炭化や着火を防ぐことができる。
【００５１】
軽量気泡コンクリートパネル４４は、その内部に補強鉄筋や補強金網が埋設されていることが好ましい。ここで、補強鉄筋とは、鉄筋を所望の形状に配列し、交差接点を溶接加工したものである。また、補強金網とは、鉄を網状に加工したもので、例えばラス網等がその代表例である。補強鉄筋または補強金網の形状、寸法、鉄筋の太さ、金網の目の大きさ等は限定されるものではない。これら補強鉄筋または補強金網は、耐久性上有効な防錆材処理が施されていることが好ましい。防錆材としては、公知の合成樹脂系材料等を使用できる。
【００５２】
図３の（ａ）部に示されるように、参考例に係る軽量気泡コンクリートパネル４４は、パネル本体部４４ａを有している。パネル本体部４４ａは、その構成している全固形分に対して、輻射熱吸収反射成分Ｓを１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下含有している。
【００５３】
かかる構成にすれば、前記成分Ｓを有する軽量気泡コンクリートパネル４４で構成された耐火外壁構造１の屋外からの火災に対して、前記成分Ｓが、その加えられた輻射熱を吸収または反射するため、木材で構成された構造部材に伝達される火災の熱を減少させ、木材で構成された構造部材の炭化や着火を防ぐことができる。
【００５４】
軽量気泡コンクリートパネル４４は、珪酸質原料、石灰質原料と水を含むスラリーに輻射熱吸収反射成分Ｓを添加し、さらに発泡剤を加え、型枠に注入して成型を行い、その後、半硬化状態になったものをオートクレーブ養生することで得られる軽量気泡コンクリートに於いて、パネル本体部４４ａの全固形分に対して、輻射熱吸収反射成分Ｓを１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下含有しており、２ｗｔ％以上１８ｗｔ％以下含有することが好ましく、４ｗｔ％〜１０ｗｔ％以下含有することがより好ましい。輻射熱吸収反射成分Ｓが１ｗｔ％未満であると、軽量気泡コンクリートパネル４４は高い輻射熱を吸収または反射する機能を有しない。輻射熱吸収反射成分Ｓが２０ｗｔ％を超えると、軽量気泡コンクリートパネル４４の物理的強度が低下するため実用的ではない。
【００５５】
また、輻射熱吸収反射成分Ｓは、軽量気泡コンクリートパネル４４内において略均等に分布している。すなわち、軽量気泡コンクリートパネル４４の一部分に片寄って存在するものではない。すなわち、軽量気泡コンクリートパネル４４のいずれの部分を採取して輻射熱吸収反射成分Ｓの含有量を測定した場合であっても、上述した数値範囲の輻射熱吸収反射成分Ｓを含んでいる。
【００５６】
ここで輻射熱吸収反射成分Ｓとはパネル本体部に含有されて、輻射熱を吸収または反射する成分を指す。輻射熱吸収反射成分Ｓとしては、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、鉄チタン酸化物、酸化鉄、二酸化クロム、二酸化マンガン、グラファイトから選ばれる一種の成分またはその混合成分である。この中で炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタンが好ましい。
【００５７】
また、輻射熱吸収反射成分Ｓの平均粒径は０．１〜１５０μｍであることが好ましく、１μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、３μｍ〜５０μｍであることがさらに好ましい。０．１μｍ未満であると、珪酸質原料、石灰質原料、水および発泡剤などを混合して得られたスラリーに対して輻射熱吸収／反射成分を加えると、そのスラリーの粘度が高くなり、結果として発泡不良を招く。平均粒径が１５０μｍを超えると、軽量気泡コンクリートパネル４４の物理的強度の低下を招く。
【００５８】
珪酸質原料は、以下に限定されないが、例えば、結晶質の珪石、珪砂、石英およびそれらの含有率の高い岩石、珪藻土、シリカヒューム、フライアッシュ、高炉スラグ、製紙スラッジ焼却灰及び天然の粘土鉱物、並びにそれらの焼却物が挙げられる。
【００５９】
石灰質原料は、以下に限定されないが、例えば生石灰および消石灰が挙げられる。また、珪酸成分およびカルシウム成分を主体とするセメント、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントやビーライトセメントも好ましい態様として挙げられる。
【００６０】
発泡剤は、以下に限定されないが、アルカリ水溶液中で反応して水素を発生する金属粉末、例えばアルミニウム、亜鉛やバリウム等が挙げられる。その中でより好ましくはアルミニウム粉末が用いられる。
【００６１】
また、必要に応じて、成型性を向上させるために、スラリーに界面活性剤や減水剤などを添加しても構わない。
【００６２】
すべての原料を混練してスラリーを、型枠（必要に応じて、上記の補強筋を予め埋設した型枠）に注入し、好ましくは、５０〜８５℃で１時間以上かけて発泡・予備硬化する。かかる発泡・予備硬化は、蒸気養生室などの水分が蒸発を抑制した環境下で行うことが好ましい。得られた半硬化体は、以下に制限されないが、例えば、軽量気泡コンクリートパネル４４の製造に一般に用いられるワイヤー等で、必要に応じて任意の形状に切断した後に、オートクレーブを用いて高温高圧養生される。オートクレーブの条件としては、以下に制限されないが、１６０℃（ゲージ圧力：約０．５２ＭＰａ）以上２２０℃（ゲージ圧力：約２．２２ＭＰａ）以下が好ましい。
【００６３】
ところで、軽量気泡コンクリートパネル４４の密度ｄが大きいほど、軽量気泡コンクリートを構成するケイ酸カルシウム水和物の絶対量が多くなり、耐火性能は向上する。しかし、軽量気泡コンクリートパネル４４の密度ｄが大きいほど、パネル重量が重くなる。このパネル重量の増加によれば、施工性が低下したり、建物重量が重くなるので耐震性能が低下したり、軽量気泡コンクリートパネル４４を製造する時の原材料が増加するので製造コストが増大するといった場合が生じ得る。
【００６４】
一方、軽量気泡コンクリートパネル４４の密度ｄが低いほど、パネル重量が軽くなる。従って、施工性が向上したり、建物重量が軽くなることによって耐震性能が向上したり、軽量気泡コンクリートパネル４４を製造する時の原材料が低減して製造コストが低減するといったメリットがある。しかし、軽量気泡コンクリートパネル４４の密度ｄが低いほど、ケイ酸カルシウム物の絶対量が減るので耐火性能が低下したり、パネル強度が低下する場合が生じ得る。
【００６５】
そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、軽量気泡コンクリートパネル４４の密度ｄの範囲は２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、好ましくは２３０ｋｇ／ｍ３以上５００ｋｇ／ｍ３以下であり、より好ましくは２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下である。密度が２００ｋｇ／ｍ３未満になると、パネル強度が低く、かつ耐火性能が低いため、実用的ではない。一方、密度が５５０ｋｇ／ｍ３を超えると、パネル重量が重いため、施工性が低下し、かつ建物重量が重くなり耐震性能は低下するため、実用的ではない。
【００６６】
また、軽量気泡コンクリートパネル４４の厚さｔが大きいほど、軽量気泡コンクリートパネル４４を構成するケイ酸カルシウム水和物の絶対量が多くなり耐火性能は向上する。しかし、軽量気泡コンクリートパネル４４の厚さｔが大きいほど、パネル重量が重くなる。このパネル重量の増加によれば、施工性が低下したり、建物重量が重くなるので耐震性能が低下したり、軽量気泡コンクリートパネル４４を製造する時の原材料が増加するので製造コストが増大するといった場合が生じ得る。
【００６７】
一方、軽量気泡コンクリートパネル４４の厚さｔが小さいほど、パネル重量が軽くなる。パネル重量の軽量化によれば、施工性が向上したり、建物重量が軽くなるので耐震性能が向上したり、軽量気泡コンクリートパネル４４を製造する時の原材料が低減するので製造コストが低減するといったメリットがある。しかし、ケイ酸カルシウム水和物の絶対量が減ることによる耐火性能が低下する場合が生じ得る。
【００６８】
そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、軽量気泡コンクリートパネル４４の厚さの範囲は４５ｍｍ、１００ｍｍ以下であり、好ましくは４５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、より好ましくは４５ｍｍ以上７５ｍｍ以下である。厚さが４５ｍｍ未満になると、耐火性能が低いため、実用的ではない。一方、厚さが１００ｍｍを超えると、施工性が低下し、実用的ではない。
【００６９】
また、軽量気泡コンクリートパネル４４の強熱減量値αが大きいほど、その軽量気泡コンクリートパネル４４の耐火性能は高い。すなわち、強熱減量値αが大きい場合には、軽量気泡コンクリートパネル４４が有する水の量、つまり軽量気泡コンクリートを構成するケイ酸カルシウム水和物が有する「水」が軽量気泡コンクリート中に多く存在しているためである。しかし、ケイ酸カルシウム水和物を多く含有する軽量気泡コンクリートパネル４４の製造は、技術的に困難であるため軽量気泡コンクリート中に存在できるケイ酸カルシウム水和物の量には上限がある。一方、強熱減量値αが小さいほど、その軽量気泡コンクリートパネル４４の耐火性能は低いと言える。
【００７０】
そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、軽量気泡コンクリートパネル４４の強熱減量値αの範囲は５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、好ましくは７ｗｔ％以上１４ｗｔ％以下、より好ましくは８ｗｔ％以上１３ｗｔ％以下である。強熱減量値が５ｗｔ％未満になると、耐火性能が低いため耐火外壁構造を満足することができない。
【００７１】
しかし、軽量気泡コンクリートパネル４４に要求されるパネル重量とパネル強度と耐火性能とを全て満足するためには、軽量気泡コンクリートパネル４４が上記の３個のパラメーターである、（１）密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）、（２）厚さｔ（ｍｍ）、（３）強熱減量値α（ｗｔ％）が上記の数値範囲に存在する場合でも十分ではない場合が生じ得る。
【００７２】
例えば、密度ｄと厚さｔと強熱減量値αとが上記の数値範囲に入っている場合であっても、上記数値範囲の上限値に近い密度ｄと厚さｔとを有する軽量気泡コンクリートパネル４４は、耐火性能を満たすが、パネル重量が大きくなるので施工性が低下し実用的ではない場合がある。
【００７３】
また、密度ｄが上記の数値範囲に入っているが、密度ｄが上記数値範囲の下限値に近い軽量気泡コンクリートパネル４４は、耐火性能を満足しない場合も生じ得る。その場合には、軽量気泡コンクリートパネル４４の厚さｔ、または強熱減量値αを大きくする必要がある。
【００７４】
従って、軽量気泡コンクリートパネル４４に要求されるパネル重量、パネル強度及び耐火性能の全てを満足するためには、軽量気泡コンクリートパネル４４は、上記の３個のパラメーターを総合的に評価する必要がある。その評価方法について本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）×（厚さｔ）３（ｍｍ３）×強熱減量値α（ｗｔ％）÷１０００００という新たなパラメーターにより評価し得ることを見出した。
【００７５】
そして、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、新たなパラメーターである密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）×（厚さｔ）３（ｍｍ３）×強熱減量値α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３０００以上３００００以下であり、好ましくは４０００以上２５０００以下、より好ましくは５０００以上１５０００以下である場合に、パネル重量とパネル強度と耐火性能とを好適に満足し得ることを見出した。
【００７６】
軽量気泡コンクリートパネル４４を備える耐火外壁構造１によれば、軽量気泡コンクリートパネル４４に要求されるパネル重量と、パネル強度と、耐火性能とをバランスよく満たすことが可能である。従って、外装部材４を僅か一種類の材料で、かつ一層の外装部材すなわち軽量気泡コンクリートパネル４４で構成することができる。このため、施工が簡易で、かつ低コストの耐火外壁構造１を実現できる。例えば、耐火外壁構造１によれば、屋外側または屋内側からのＩＳＯ−８３４で規定された加熱条件で１時間の加熱を行い、その加熱を止めてから３時間放置させた後構造部材に炭化や着火は全く見られないことが確認できている。そして、耐火外壁構造１によれば、木造の耐火建築物を容易に建築することが可能となり、木造建築のより大きな普及を図ることができる。
【００７７】
また、耐火外壁構造１は、木材で構成された構造部材２の屋内側は、強化石膏ボードによる内装下張層３１と、内装下張層３１の屋内側に、強化石膏ボードによる内装上張層３２とを積層してなる二層構造を有している。この二層構造によれば、屋内からの火災に対して、木材で構成された構造部材２に伝達される火災の熱を減少させ、構造部材２の炭化や着火を防ぐことができる。
【００７８】
次に、図１、図２に示される耐火外壁構造１を用いて耐火性能評価試験を行った場合の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に例示される具体的な寸法に限定されるものではない。
【００７９】
まず耐火外壁構造１について詳しく説明する。その構造は構造部材２、内装部材３および外装部材４から構成されており、木造枠組壁工法に用いられる構造を採用している。
【００８０】
＜構造部材２＞
構造部材２は、複数のたて枠材２１と、複数のたて枠材２１の上端同士を連結する上枠材２２、複数のたて枠材２１の下端同士を連結する下枠材２３とを備え、たて枠の屋外側の面に取り付けられた構造用面材から構成されている。たて枠材２１、上枠材２２および下枠材２３は、いずれも枠組壁工法用の木材として用いられる３８ｍｍ×８９ｍｍの断面寸法を備えた長尺の木製部材である。たて枠材２１、上枠材２２および下枠材２３はビスで互いに留め付けた。たて枠材２１は、４５５ｍｍの等間隔で立設させた。構造用面材２４は厚さが９ｍｍの構造用合板を用いた。その構造用面材２４はたて枠の屋外側の面に釘を打ち付けて、たて枠材２１、上枠材２２および下枠材２３に固定した。また、隣り合うたて枠材２１の間に断熱材２５として、密度２４ｋｇ／ｍ３のグラスウールを充填した。
【００８１】
＜内装部材３＞
内装部材３は、構造部材２の屋内側の面に、内装下張層３１として厚さが２１ｍｍの強化石膏ボードと、内装下張層３１の屋内側に内装上張層３２として厚さが２１ｍｍの強化石膏ボードとが積層された二層構造で構成した。内装下張層３１は、複数の強化石膏ボードを互いに突き合わせ接合して構成されている。石膏ボード用の釘によって構造部材２に打ち付けた。内装上張層３２は、複数の強化石膏ボードを互いに突き合わせ接合して構成されている。内装上張層３２は釘によって、内装下張層３１を貫通して、構造部材２に打ち付けた。また、内装上張層３２の目地部には、内装材用目地処理剤としてＪＩＳ―Ａ―６９１４による石膏ボード用目地処理剤を施し平滑に仕上げた。
【００８２】
＜外装部材４＞
外装部材４は、構造用面材２４の屋外側に防水層４１、該防水層４１の屋外側の面に通気層４２、胴縁材４２ａの屋外側の面に軽量気泡コンクリートパネル層４３で構成されている。防水層４１は透湿防水シート（メーカー：旭・デユポン・フラッシュ・スパンプロダクト（株）、商品名：タイベック）であり、ステープルを用いて構造用面材２４の屋外側の面に貼り付けた。その透湿防水シートの継ぎ目は縦横とも９０ｍｍで重ね合わせした。通気層４２は、防水層４１の屋外側に、複数の胴縁材４２ａを水平方向に所定間隔を空けて、釘を用いて構造用面材２４に打ち付けて設置することにより構成した。胴縁材４２ａは、すぎ材からなる１８ｍｍ×９０ｍｍの断面寸法を備えた細長い薄板状の部材である。軽量気泡コンクリートパネル層４３は、胴縁材４２ａの屋外側の面に複数の軽量気泡コンクリートパネル４４を突き付け接合して構成させた。軽量気泡コンクリートパネル４４はビスによって構造部材２に打ち付け、固定させた。また、軽量気泡コンクリートパネル層４３の目地部には、アクリル系のシーリング材を施した。
【００８３】
本実施例の耐火外壁構造１は上記の構造部材２、内装部材３および外装部材４で構成させた。
【００８４】
次に軽量気泡コンクリートパネル４４についての製造方法、それぞれの物性値の測定方法および耐火外壁構造の耐火性能評価試験法について説明する。
【００８５】
＜軽量気泡コンクリートパネルの製造方法＞
珪石（実施例１〜４、９〜１２及び比較例２ではブレーン値（粒子１ｇあたりの表面積）が７５００ｃｍ２／ｇの珪石、実施例５〜８、１３〜１６及び比較例１、３ではブレーン値が３０００ｃｍ２／ｇの珪石を使用）および解砕屑（半硬化体を破砕したもの）に水を加えスラリーとしたものに、輻射熱吸収反射成分を加え、撹拌し、続いて生石灰粉末、早強ポルトランドセメント、及び二水石膏を添加し、撹拌した。次に金属アルミニウム粉末（発泡剤）を添加し、型枠に注入し、発泡・予備硬化させた。次に半硬化体をピアノ線で所定の厚さに切断した。続いて、半硬化体を飽和水蒸気雰囲気下で１８０℃１０時間オートクレーブ養生して軽量気泡コンクリートパネルを得た。それぞれの実施例および比較例の配合表を表１に示す。
【００８６】
本実施例では、輻射熱吸収反射成分として、ケイ酸ジルコニウム（メーカー：ハクスイテック（株）、商品名：ジルコシル、平均粒径：２４μｍ）と、炭化ケイ素（メーカー：太平洋ランダム（株）、商品名：ＲＣ−１００Ｆ、平均粒径：２０μｍ）を用いた。
【００８７】
【表１】
2019056303.tif 000003
【００８８】
＜軽量気泡コンクリートパネルの密度ｄ＞
軽量気泡コンクリートパネルから１００（ｍｍ）×１００（ｍｍ）×４０（ｍｍ）のサイズのブロックを切りだし、そのブロックを１０５℃の乾燥機で恒量になるまで乾燥させた。その乾燥後の重量Ｗ（ｋｇ）と、そのブロックの体積Ｖ（ｍ３）を測定し、式（１）により算出した。
密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）＝Ｗ／Ｖ…（１）
【００８９】
＜軽量気泡コンクリートパネルの厚さｔ＞
ノギスによって、１ｍｍの単位まで軽量気泡コンクリートパネルの厚さｔを測定した。
【００９０】
＜軽量気泡コンクリートパネルの強熱減量値α＞
軽量気泡コンクリートを粉末状になるまで粉砕させた。その粉末を１０５℃の乾燥機で恒量になるまで乾燥させた。その乾燥後の重量をＡ（ｇ）とした。次に、その恒量になった粉末を１０００℃の電気炉を用いて、１時間加熱した。加熱後の重量を計測し、その重量をＢ（ｇ）とした。強熱減量値αは式（２）により算出した。
強熱減量値α（ｗｔ％）＝（Ａ−Ｂ）×１００／Ｂ…（２）
【００９１】
＜軽量気泡コンクリートパネルの含水率β＞
軽量気泡コンクリートパネルから６００（ｍｍ）×６００（ｍｍ）×４０（ｍｍ）のサイズのブロックを切りだし、そのブロックの重量Ｃ（ｋｇ）を計測した。そのブロックを１０５℃の乾燥機で恒量になるまで乾燥させた。その乾燥後の重量Ｄ（ｋｇ）を計測する。軽量気泡コンクリートパネルの含水率βは式（３）により算出した。
含水率β（ｗｔ％）＝（Ｃ−Ｄ）×１００／Ｄ…（３）
【００９２】
＜軽量気泡コンクリートパネル中の輻射熱吸収反射成分の定量方法＞
Ｘ線回折による内部標準法によって、軽量気泡コンクリートパネル中の輻射熱吸収反射成分の定量を行った。以下にその手順を記す。
（ａ）絶乾の粉末状の軽量気泡コンクリートに幾つかの既知量の粉末状の輻射熱吸収反射成分を混ぜ、よく混合させた。
（ｂ）上記の混合された粉末状の試料についてＸ線回折測定を行い、輻射熱吸収反射成分特有の回折強度を計測した。
（ｃ）以上の結果を基に、横軸に軽量気泡コンクリートと輻射熱吸収反射成分の合計量に対する輻射熱吸収反射成分の割合（ｗｔ％）、縦軸に各々で観測された輻射熱吸収反射成分特有の回折強度をプロットし、検量線を作成した。未知の輻射熱吸収反射成分の含有量の軽量気泡コンクリートについて、Ｘ線回折の測定を行い、輻射熱吸収反射成分特有の回折強度を計測し、上記で求めた検量線から、軽量気泡コンクリート中に含有している輻射熱吸収反射成分の定量を行った。
【００９３】
＜耐火外壁構造の耐火性能評価法＞
耐火外壁構造の試験体を屋外または屋内から、ＩＳＯ−８３４に規定された加熱曲線に従って１時間の加熱を行い、その後、加熱を止め、そのまま３時間放置した。その後、試験体を解体し、構造部材２の炭化や着火の有無を目視で検査した。また、屋外からの加熱の時には、構造用面材２４の屋外側の表面に熱電対を取り付け、データロガーを用いて、１分毎に温度を計測した。その時に計測された最高の温度を「構造用面材２４の最高温度」と呼ぶ。
【００９４】
表２に軽量気泡コンクリートパネルの物性値である、密度ｄ、厚さｔ、強熱減量値α、ｄ×ｔ３×α÷１０００００、含水率β、輻射熱吸収反射成分の含有量、及び、耐火性能評価結果から得られた、構造部材の炭化や着火の有無、構造用面材の最高温度を示す。
【００９５】
【表２】
2019056303.tif 000004
【００９６】
実施例１〜１６に示すように、屋内側および屋外側からの加熱を行った結果、構造部材２に炭化や着火が見られなかったことから、耐火外壁構造１は「耐火構造」であることが確認できた。
【００９７】
比較例１〜３は、屋外からの加熱試験中、発火が見られため試験を途中で中断した。その後、試験体を解体したところ、構造部材に炭化が見られた。
【００９８】
木造建築物の耐火外壁構造を、施工が簡便で、低コストであり、外装部材が僅か一種類で、かつ一層の外装部材だけで耐火構造として達成するには、鋭意検討の結果、その外装部材は軽量気泡コンクリートパネルである結論に至った。その耐火外壁構造は、木材で構成された構造部材の屋外側に取り付けられた構造用面材と、該構造用面材の屋外側の面に取り付けられた胴縁材と、該胴縁材の屋外側の面に外装部材として軽量気泡コンクリートパネル４４が構成され、該軽量気泡コンクリートパネル４４の密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつその厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつその強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３０００以上３００００以下であり、かつ前記軽量気泡コンクリートパネル４４を構成する全固形分に対して、輻射熱吸収／反射成分を１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下含有している。
【００９９】
以上、本発明の一実施例形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態は、木造枠組壁工法に用いる壁体に、本発明を適用した場合を一例として説明したが、木造軸組工法などの他の壁体に適用しても良い。
【０１００】
本実施例では、軽量気泡コンクリートパネル４４中に輻射熱吸収反射成分を含有させる方法としては、軽量気泡コンクリートパネル４４の製造過程である、軽量気泡コンクリートパネル４４の原材料中に輻射熱吸収反射成分を添加する方法であるが、他の方法としては、輻射熱吸収反射成分が含有した液体中に軽量気泡コンクリートパネル４４を含浸させ、その軽量気泡コンクリートパネル４４中に輻射熱吸収反射成分を含有させる方法でもよい。
【０１０１】
続いて、木造建築物の耐火外壁構造の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る耐火外壁構造は、輻射熱吸収反射成分Ｓが塗膜層４７としてパネル本体部４６上に形成されている点で参考例に係る耐火外壁構造と相違する（図３の（ｂ）部参照）。以下、軽量気泡コンクリートパネル４８について詳細に説明する。
【０１０２】
軽量気泡コンクリートパネル４８は、パネル本体部４６と塗膜層４７とを有している。塗膜層４７は、パネル本体部４６における構造部材２と対面する室内面４６ａの上に形成されている。この塗膜層４７は、パネル本体部４６を構成する全固形分に対して、輻射熱吸収反射成分の付着量が１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下になるように、輻射熱吸収反射成分を含有した塗料を、パネル本体部４６における室内面４６ａの上に塗布することにより形成される。前記付着量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましく、２ｗｔ％以上６ｗｔ％以下がより好ましい。該塗料の塗布量は特に限定されないが、パネル本体部４６における室内面４６ａの単位面積当たり０．７ｋｇ／ｍ２以上１０ｋｇ／ｍ２以下の量であることが好ましい。
【０１０３】
ここで、塗料とは、輻射熱吸収反射成分、樹脂、硬化剤及び水が混合されたペースト状の塗料を指す。また、塗膜層４７とは、パネル本体部４６の室内面４６ａに塗料を塗布した後、乾燥させて塗膜とした層を指す。
【０１０４】
塗料を構成する輻射熱吸収反射成分とは輻射熱を吸収または反射する成分を指し、輻射熱吸収反射成分としては、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、鉄チタン酸化物、酸化鉄、二酸化クロム、二酸化マンガン、グラファイトから選ばれる一種の成分またはその混合成分である。この中で炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタンが好ましい。
【０１０５】
塗料中の輻射熱吸収反射成分の濃度は特に限定されないが、５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であり、好ましくは２５ｗｔ以上７５ｗｔ％以下、より好ましくは５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下である。５ｗｔ％未満であると、塗膜層４７を有する軽量気泡コンクリートパネル４８は高い耐火性能を有することができない。また、８０ｗｔ％を超えると、良好な塗膜層４７を形成することができない。
【０１０６】
また、輻射熱吸収反射成分の平均粒径は０．１〜１５０μｍであることが好ましく、１μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、３μｍ〜５０μｍであることがさらに好ましい。０．１μｍ未満であると、その輻射熱吸収反射成分が含有した塗料の粘度が高すぎるため、良好な塗膜層４７を形成することができない。１５０μｍを超えると、外観上、良好な塗膜層４７を形成することができない。
【０１０７】
塗料を構成する樹脂としてはアクリル樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂などを用いることが好ましい。この中でアクリル樹脂、ウレタン樹脂が特に好ましい。塗料中の樹脂成分は、５ｗｔ％以上、８０ｗｔ％以下であり、好ましくは８ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下、より好ましくは１０ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下である。５ｗｔ％未満であると、良好な塗膜層４７を形成することができない。８０ｗｔ％を超えると、塗膜層４７が構成された軽量気泡コンクリートパネル４８は高い耐火性能を有することができない。また、上述したように樹脂としては有機系の樹脂であるが、塗膜層４７を構成できれば、無機系のものを用いても構わない。
【０１０８】
塗料を構成する硬化剤は樹脂を重合させて、塗膜層４７を硬化させる役割を持つものである。硬化剤としては、公知のものを使用しても構わない。
【０１０９】
塗料中の水の含有割合は、５ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下であり、好ましくは１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下、より好ましくは１５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下である。５ｗｔ％未満であると、塗料の粘度が高すぎるために、良好な塗膜層４７を形成することができない。５０ｗｔ％を超えると、塗料の粘度が低すぎるために、良好な塗膜層４７を形成することができない。水の含有割合が上記範囲内にあることにより、適度な粘性を保持し、パネル本体部４６に塗布したときに容易に塗膜層４７を形成することができる。
【０１１０】
また、塗膜層４７を外観上、綺麗にしたり、塗料を塗布しやすくするために、必要に応じて、塗料に界面活性剤、成膜剤や消泡剤を添加することが好ましい。
【０１１１】
塗料の作成方法について説明する。まず、輻射熱吸収反射成分、樹脂および水を混ぜ、撹拌装置を用いて、撹拌させる。撹拌時間は１５分〜６０分とすることが好ましい。その後、硬化剤を添加し、撹拌させる。撹拌時間は１０分〜３０分とすることが好ましい。それで得られたものがペースト状の塗料である。
【０１１２】
次に塗膜層４７の形成方法について説明する。パネル本体部４６の室内面４６ａに塗料を塗布する方法としては公知の塗布方法を採用することができる。具体的には刷毛塗り、スプレー噴霧や機械によるフローコーター等の方法を挙げることができる。パネル本体部４６の室内面４６ａに塗料を均一に塗布後、そのまま、乾燥させると、塗料が硬化し、パネル本体部４６の室内面４６ａにしっかりと付着した塗膜層４７を形成することができる。乾燥条件は室温で、そのまま放置させても構わないが、乾燥時間を短くしたければ、乾燥機を用いて温度をかけて、乾燥しても構わない。
【０１１３】
塗料の塗布量はパネル本体部４６の単位面積当たり、０．７ｋｇ／ｍ２以上、１０ｋｇ／ｍ２以下であり、好ましくは０．８ｋｇ／ｍ２以上、７ｋｇ／ｍ２以下、より好ましくは０．９ｋｇ／ｍ２以上、５ｋｇ／ｍ２以下である。０．７ｋｇ／ｍ２未満になると、塗布量が少ないため、パネル本体部４６の室内面４６ａに均一な塗膜層４７を形成することができない。１０ｋｇ／ｍ２を超えると、塗布量が多すぎて、良好な塗膜層４７を形成することができない。
【０１１４】
かかる構成にすれば、耐火外壁構造の屋外からの火災に対して、塗膜層４７中に存在する輻射熱吸収反射成分が、その加えられた輻射熱を吸収または反射するため、木材で構成された構造部材２に伝達される火災の熱を減少させ、木材で構成された構造部材２の炭化や着火を防ぐことができる。
【０１１５】
次に、塗膜層４７を有する軽量気泡コンクリートパネル４８を適用した耐火外壁構造を用いて、耐火性能評価試験を行った場合の実施例について説明する。ここで、実施形態に係る耐火外壁構造は、軽量気泡コンクリートパネル４８が塗膜層４７を有する点を除き、参考例に係る耐火外壁構造１と同様の構成を有するため、共通する外壁構造の構成要素については説明を省略する。また、本発明は以下の実施例に例示される具体的な寸法に限定されるものではない。
【０１１６】
次に軽量気泡コンクリートパネル４８の製造方法、軽量気泡コンクリートの物性値の測定方法、軽量気泡コンクリートパネル４８の塗膜層４７を形成する方法、および外壁構造の耐火性能評価試験法について説明する。
【０１１７】
＜軽量気泡コンクリートパネルの製造方法＞
珪石（実施例１７、１８、２１、２２及び比較例４、６ではブレーン値が７５００ｃｍ２／ｇの珪石、実施例１９、２０、２３、２４及び比較例５、７ではブレーン値が３０００ｃｍ２／ｇの珪石を使用）珪砂および解砕屑（半硬化体を破砕したもの）に水を加え、撹拌し、続いて生石灰粉末、早強ポルトランドセメント、及び二水石膏を添加し、撹拌した。次に金属アルミニウム粉末（発泡剤）を添加し、型枠に注入し、６０℃にて３時間発泡及び硬化させ、半硬化体を得た。次に半硬化体をピアノ線で所定の厚さに切断した。続いて、半硬化体を飽和水蒸気雰囲気下で１８０℃１０時間オートクレーブ養生して軽量気泡コンクリートパネルを得た。それぞれの実施例および比較例の配合表を表３に示す。
【０１１８】
【表３】
2019056303.tif 000005
【０１１９】
軽量気泡コンクリートパネルの密度ｄ、軽量気泡コンクリートパネルの厚さｔ、軽量気泡コンクリートパネルの強熱減量値α軽量気泡コンクリートパネルの含水率βは、実施例１〜１６と同様の方法により測定した。
【０１２０】
＜軽量気泡コンクリートパネルの表面に塗膜層を形成する方法＞
輻射熱吸収反射成分６５．０重量部、水２１．０重量部、アクリル樹脂１２．５重量部を混合させ、撹拌機を用いて、３０分間、撹拌させた。その後、その混合物に硬化剤１．５重量部を添加し、１５分間、撹拌させた。得られたものが塗料である。その塗料をパネル本体部４６の室内面４６ａに垂らし、刷毛塗りでパネル本体部４６の室内面４６ａに均一に塗布した。塗布量は、パネル本体部４６の単位面積当たり１ｋｇ／ｍ２とした。塗布した後、室温で乾燥させ、パネル本体部４６の室内面４６ａにしっかり付着した、塗膜層４７を形成させた。その塗膜層４７の厚さは５０μｍである。
【０１２１】
本実施例では、輻射熱吸収反射成分として、ケイ酸ジルコニウム（メーカー：ハクスイテック（株）、商品名：ジルコシル、平均粒径：２４μｍ）と炭化ケイ素（メーカー：太平洋ランダム（株）、商品名：ＲＣ−１００Ｆ、平均粒径：２０μｍ）を用いた。また、本比較例では塗膜層４７は形成されていない。
【０１２２】
＜外壁構造の耐火性能評価法＞
実施例１〜１６と同様の評価方法に基づいて、実施例１７〜２４及び比較例４〜７を実施した。
【０１２３】
表４に軽量気泡コンクリートパネル４８のパネル本体部４６の物性値である、密度ｄ、厚さｔ、強熱減量値α、ｄ×ｔ３×α÷１０００００、含水率、用いた輻射熱吸収反射成分、及び、耐火性能評価結果から得られた、構造部材の炭化や着火の有無、構造用面材の最高温度を示す。
【０１２４】
【表４】
2019056303.tif 000006
【０１２５】
実施例１７〜２４に示すように、屋内側および屋外側からの加熱を行った結果、構造部材２に炭化や着火が見られなかったことから、耐火外壁構造１は「耐火構造」であることが確認できた。
【０１２６】
比較例４〜７は、屋外からの加熱試験中、発火が見られため試験を途中で中断した。その後、試験体を解体したところ、構造部材２に炭化が見られた。
【０１２７】
木造建築物の外壁構造を、施工が簡便で、低コストであり、外装部材が僅か一種類で、かつ一層の外装部材だけで耐火構造として達成するには、鋭意検討の結果、その外装部材は軽量気泡コンクリートパネル４８に至った。その外壁構造は木材で構成された構造部材の屋外側に取り付けられた構造用面材２４と、該構造用面材２４の屋外側の面に取り付けられた胴縁材４２ａと、該胴縁材４２ａの屋外側の面に外装部材として軽量気泡コンクリートパネル４８が構成され、該軽量気泡コンクリートパネル４８のパネル本体部４６の密度ｄが２００ｋｇ／ｍ３以上５５０ｋｇ／ｍ３以下であり、かつその厚さｔが４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、かつその強熱減量値αが５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下であり、かつｄ（ｋｇ／ｍ３）×ｔ３（ｍｍ３）×α（ｗｔ％）÷１０００００の値が３０００以上３００００以下であり、塗膜層４７は、パネル本体部４６を構成する全固形分に対して、輻射熱吸収反射成分の付着量が１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下になるように、輻射熱吸収反射成分を含有した塗料を、パネル本体部４６における室内面４６ａの上に塗布して形成されている。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明によれば、外装部材を僅か一種類の材料でかつ一層の外装部材、すなわち軽量気泡コンクリートパネル４４で構成することができ、施工が容易な、低コストの木造建築物の耐火外壁構造を提供することができる。よって、木造の耐火建築物を容易に建築することが可能となり、木造建築のより大きな普及を図ることができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１…耐火外壁構造、２…構造部材、３…内装部材、４…外装部材、２１…枠材、２２…上枠材、２３…下枠材、２４…構造用面材、２５…断熱材、３１…内装下張層、３２…内装上張層、４１…防水層、４２…通気層、４２ａ…胴縁材、４３…軽量気泡コンクリートパネル層、４４，４８…軽量気泡コンクリートパネル、４４ａ，４６…パネル本体部、４７…塗膜層、Ｄ…重量、ｄ…密度、ｔ…厚さ、Ｖ…体積、Ｓ…輻射熱吸収反射成分、Ｗ…重量、α…強熱減量値、β…含水率。
【図１】
2019056303.tif 000007
【図２】
2019056303.tif 000008
【図３】
2019056303.tif 000009