(57)【要約】【課題】防耐火性能に優れた薄板軽量形鋼造の外壁構造及び屋根構造を提供する。【解決手段】薄板軽量形鋼からなる枠組のスタッド１の室内側フランジ１ａに、ファスナー５ａにより内装材３が固定されると共に、屋外側フランジ１ｂに面材４と、断熱材７とがファスナー５ａ，５ｂによって固定され、更に、断熱材７の屋外側の面には通気胴縁８を介して外装材９が固定されている外壁構造において、面材４を、少なくとも一方の面にめっき処理が施された平板状鋼板４ａと、少なくとも一方の面にめっき処理が施された波型成形鋼板４ａとを、めっき処理が施された面同士が相互に対向するように重ね合わせた構成とし、断熱材と枠組と間に、平板状鋼板４ａと波型成形鋼板４ｂにより囲まれた表面放射率が低い空間を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板軽量形鋼からなる枠材と外装材との間に断熱材が配置された外張り断熱方式の外壁構造であって、
前記断熱材と前記枠材との間には面材が設けられており、
前記面材は、少なくとも一方の面にめっき処理が施された平板状鋼板と、少なくとも一方の面にめっき処理が施された波型成形鋼板とを有し、前記平板状鋼板及び前記波型成形鋼板をめっき処理が施された面同士が相互に対向するようにして重ね合わせることで、低放射空間が形成されていることを特徴とする外壁構造。
【請求項２】
前記波型成形鋼板の枠材側にもめっき処理を施し、低放射性能を付与したことを特徴とする請求項１に記載の外壁構造。
【請求項３】
前記面材は、前記平板状鋼板が断熱材と波型成形鋼板との間に配置されると共に、前記波型成形鋼板が前記枠材側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の外壁構造。
【請求項４】
前記面材は、前記平板状鋼板と前記波型成形鋼板により形成される空隙に面する面の表面放射率が０．６以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の外壁構造。
【請求項５】
前記断熱材は、発泡性プラスチックにより形成されており、この断熱材と前記外装材との間には通気層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外壁構造。
【請求項６】
薄板軽量形鋼からなる枠材と屋根葺材との間に断熱材が配置された外張り断熱方式の屋根構造であって、
前記断熱材と前記枠材との間には面材が設けられており、
前記面材は、少なくとも一方の面にめっき処理が施された平板状鋼板と、少なくとも一方の面にめっき処理が施された波型成形鋼板とを有し、前記平板状鋼板及び前記波型成形鋼板をめっき処理が施された面同士が相互に対向するようにして重ね合わせることで、低放射空間が形成されていることを特徴とする屋根構造。
【請求項７】
前記波型成形鋼板の枠材側にもめっき処理を施し、低放射性能を付与したことを特徴とする請求項６に記載の屋根構造。
【請求項８】
前記面材は、前記平板状鋼板が断熱材と波型成形鋼板との間に配置されると共に、前記波型成形鋼板が前記枠材側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の屋根構造。
【請求項９】
前記面材は、前記平板状鋼板と前記波型成形鋼板により形成される空隙に面する面の表面放射率が０．６以下であることを特徴とする請求項６乃至８に記載の屋根構造。
【請求項１０】
前記断熱材は、発泡性プラスチックにより形成されており、この断熱材の屋外側の面には野地板あるいは金属製折版等の屋根葺材が設けられ、前記野地板と前記屋根葺材との間には通気層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールハウスに代表される薄板軽量形鋼造の建築物（住宅・非住宅）に適用される外壁構造及び屋根構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＫＣ型スチールハウスは、木造２×４住宅の枠材をスチール（亜鉛めっきを施した厚さ１ｍｍ前後の軽量形鋼）に置きかえた枠組壁工法の住宅であり、薄板軽量形鋼造の分野において業界標準となっている。このＫＣ型スチールハウスには、従来、２階建てまでという建築制限があったが、平成１３年１１月に国土交通省より公布・施行された薄板軽量形鋼造告示（平成１３年国交省告示第１６４１号）により、現在では３階建てまでの建築が可能となっている。
【０００３】
そこで、３階建てにも対応可能な高強度・高剛性の外壁構造の開発が進められており、例えば、セメント系無機材料とケイ酸含有物質と軽量骨材と補強繊維とを水に分散させたスラリーを抄造脱水してフォーミングした単層マットを、複数層積層してプレス成形した後、硬化養生して得たセメント板を、構造用面材として使用したスチールハウス用耐力壁が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、都心部、具体的には防火地域に、３階建ての共同住宅又は戸建住宅を建築する場合、一般的に１時間耐火性能が要求される。このため、薄板軽量形鋼造の建築物には、上述した構造性能に加えて、防耐火性能の付与も必須となっている。これに対して、本発明者らは、従来、薄板軽量形鋼製の枠材に不燃材料からなる構造耐力用面材と室内側防火被覆構造耐力用面材とを二重張りして構造耐力上の主要部分を構成すると共に、構造耐力用面材の屋外側に発泡プラスチック系断熱材と外装材下地兼通気用の木胴縁をこの順に配置して断熱層部分を構成し、更に木通気胴縁の外側に窯業系の外装材を設置した薄板軽量形鋼造の外壁構造を提案している（特許文献２参照）。この特許文献２に記載の外壁構造では、屋外火災時には、外装材と断熱材が先行して火災に抵抗するため、薄板軽量形鋼の温度上昇を防止することができ、鎮火後にも構造本体の荷重支持能力が保持される。また、室内火災時においては、室内側防火被覆材が耐火性能を負担するため、構造耐力上主要な部分の損傷を防止することができる。
【０００５】
一方、近時、住宅には、室内空間の快適性と省エネルギー性の両立を図る温熱性能も求められている。スチールハウスは、外張り断熱・通気工法を標準仕様としているため、温熱性能が高く、特に、冬季の暖房においては省エネルギー化に効果を発揮しているが、冷房の省エネルギー化については、必ずしも効果的ではなかった。そこで、本発明者らは、夏季の冷房においても省エネルギー化に効果を発揮する遮熱技術を開発し、提案している（特許文献３参照）。この特許文献３に記載の外壁・屋根構造では、外装材の外側に、外面側は日射反射率及び放射率の両方が高くかつ内面側は放射率が低い皮膜を設け、更に断熱材の通気側には放射率が低い皮膜を設けることにより、外壁・屋根の断熱・遮熱性能を向上させている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３６１７８３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４６５９０号公報
【特許文献３】特開２００６−１７７１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、特許文献１及び２に記載されている外壁構造では、外壁面材として繊維補強セメント板（非木面材）を使用しているため、従来の構造よりも建築物の構造性能及び防耐火性能を著しく向上させることができるが、この面材は、無機材料を使用し、湿式で製造しているため、極めて小幅ではあるが品質にばらつきが発生するという問題点がある。また、このような面材は、製造時に切断小口から吸水すると強度が低下するため、防水性を確保するためのシーラー処理が必要となるという問題点もある。
【０００８】
一方、特許文献３に記載の外壁・屋根構造では、防耐火性能についての検討はなされていない。また、特許文献３に記載の外壁・屋根構造では、アルミ箔等の低放射シートを通気層に面する外装材裏面と断熱材表面に貼付し、例えば夏季の日射による高温環境から遮熱し室内空間の快適性の確保や省エネルギー性を実現することとしているが、屋外火災においては、薄板軽量形鋼へ遮熱による熱影響最小化効果を発揮する前に、早期に低放射シートが酸化・消失してしまう虞がある。
【０００９】
また、今後、４階建てスチールハウスが実現される可能性もあり、その場合、より高品質で安定的な防耐火性能が求められることが予想され、したがって、より高品質で安定的な防耐火構造が望まれている。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであって、防耐火性能に優れた薄板軽量形鋼造の外壁構造及び屋根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】
【００１１】
本発明に係る薄板軽量形鋼造の外壁構造は、薄板軽量形鋼からなる枠材と外装材との間に断熱材が配置された外張り断熱方式の外壁構造であって、前記断熱材と前記枠材との間には面材が設けられており、前記面材は、少なくとも一方の面にめっき処理が施された平板状鋼板と、少なくとも一方の面にめっき処理が施された波型成形鋼板とを有し、前記平板状鋼板及び前記波型成形鋼板をめっき処理が施された面同士が相互に対向するようにして重ね合わせることで、低放射空間が形成されていることを特徴とする。また、前記波型成形鋼板の枠材側の面もめっき処理を施し、低放射性能を付与したことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る屋根構造は、薄板軽量形鋼からなる枠材と屋根葺材との間に断熱材が配置された外張り断熱方式の屋根構造であって、前記断熱材と前記枠材との間には面材が設けられており、前記面材は、少なくとも一方の面にめっき処理が施された平板状鋼板と、少なくとも一方の面にめっき処理が施された波型成形鋼板とを有し、前記平板状鋼板及び前記波型成形鋼板をめっき処理が施された面同士が相互に対向するようにして重ね合わせることで、低放射空間が形成されていることを特徴とする。また、前記波型成形鋼板の枠材側の面もめっき処理を施し、低放射性能を付与したことを特徴とする。
【００１３】
これら外壁構造及び屋根構造における前記面材は、前記平板状鋼板が断熱材と波型成形鋼板との間に配置されると共に、前記波型成形鋼板が前記枠材側に配置されていてもよい。
【００１４】
また、前記面材は、前記平板状鋼板と前記波型成形鋼板により形成される空隙に面する面の表面放射率が０．６以下であることがこのましい。
【００１５】
更に、前記断熱材は、発泡性プラスチックにより形成されていてもよく、その場合、外壁構造では、前記断熱材と前記外装材との間に通気層が設けられていてもよく、また、屋根構造では、前記断熱材の屋外側の面に野地板あるいは金属製折版等の屋根葺材が設けられ、前記野地板と前記屋根葺材との間に通気層が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、薄板軽量形鋼からなる枠材と断熱材の間に、平板状めっき鋼板と波型成形しためっき鋼板とからなる面材を配置して、枠材の屋外側に表面放射率が低い空間を形成しているため、屋外火災における薄板軽量形鋼の温度上昇を抑制することができ、従来の外壁構造・屋根構造と同等以上の防耐火性能を安定的に発揮させることができる。さらに、波型成形しためっき鋼板の枠材側の面も低い表面放射率となるため、枠材側への熱放射量も小さくなり、火災時温度環境の低温化に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の外壁構造は、スチールハウスに代表される薄板軽量形鋼造の建築物に適用される外張り断熱方式の外壁構造である。図１は本実施形態の外壁構造を示す横断面図である。図１に示すように、本実施形態の外壁構造は、板厚が例えば１．０ｍｍの薄板軽量形鋼からなるスタッド１及びランナー（図示せず）によって枠組が構成されており、この枠組のスタッド１の室内側フランジ１ａに、釘又はドリルねじ等のファスナー５ａにより、石膏ボード等の内装材３が固定されている。
【００１８】
一方、スタッド１の屋外側フランジ１ｂには、スタッド１側から順に、鋼板で形成された面材４と、ポリスチレンフォーム等の発泡プラスチックからなる断熱材７とが、夫々ファスナー５ａ，５ｂによって固定されている。そして、断熱材７の屋外側の面には、所定の間隔を空けて複数の通気胴縁８が固定されており、この通気胴縁８に窯業系サイディング等からなる外装材９が固定されている。これにより、断熱材７と外装材９との間に通気胴縁８を配置することにより、断熱材７とその外側（屋外側）に配置された外装材９との間に、通気層６となる隙間が形成されている。この通気層６は、湿度を調節するためのものであり、外気を取り入れるための開口部と、内部の空気を排出するための開口部とが設けられていてもよい。
【００１９】
また、本実施形態の外壁構造における面材４は、従来の繊維補強セメント板に代えて、平板状の鋼板４ａと、波型成形された鋼板４ｂの２種類の鋼板によって構成されている。図２は本実施形態の外壁構造における面材４の構成を示す分解縦断面図であり、図３は面材４の固定部を示す拡大縦断面図である。また、図４は波型成形された鋼板４ｂの取り付け状態を示す図である。図２に示すように、断熱材７側に平板状の鋼板４ａが配置され、枠組側に波型成形された鋼板４ｂが配置されている。そして、図３及び図４に示すように、波型成形された鋼板４ｂは、その山部（枠組側から見た場合の凸部）からファスナー５ａを螺入することにより、枠組のスタッド１及びランナー２に直接固定されている。一方、平板状の鋼板４ａは、ファスナー５ｂよって断熱材７と共にスタッド１に固定されている。
【００２０】
この面材４における鋼板４ａ，４ｂとしては、少なくとも一方の面にＡｌ，Ｚｎ等からなるめっき層が形成されためっき鋼板を使用することができ、各鋼板４ａ，４ｂは、めっき層が形成された面が相互に対向するように重ねあわされて配置されている。これにより、スタッド１及びランナー２により構成される枠組（薄板軽量形鋼）の屋外側に、表面放射率が低い空間が形成されるため、屋外火災時に、薄板軽量形鋼（スタッド１，ランナー２）の温度上昇を抑えることができる。さらに、波型成形しためっき鋼板の枠材側の面も低い表面放射率となるため、枠材側への熱放射量も小さくなり、その結果、１時間耐火性能を従来の外壁構造と比較した場合、構造部材の火災時温度環境が低温化し、火災時の構造安全性をより高めることができる。
【００２１】
また、本実施形態の外壁構造においては、面材４を構成する鋼板４ａ，４ｂにより形成される空隙１０に面する面の表面放射率を０．６以下にすることが望ましい。これにより、更に防耐火性能を向上させることができる。ここでいう表面放射率は、ＪＩＳ  Ａ  １４２３に規定される方法で測定した値である。空隙１０に面する面の表面放射率が０．６以下にする方法としては、例えば、アルミニウムを表層に凝縮させためっき鋼板を使用したり、表面を研磨して輝度を高めためっき鋼板を使用したりする等の方法がある。
【００２２】
更に、波型成形された鋼板４ｂとしては、折版鋼板、角波鋼板及び大波鋼板等を使用することができる。また、その板厚は、防耐火性能上よりもむしろ構造耐力に影響し、一般的には０．４ｍｍ〜１．６ｍｍ程度であるが、必要とされる構造耐力に応じて適宜設定することができる。一方、平板状の鋼板４ａの厚さは、波型成形された鋼板４ｂよりも薄く、例えば０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ程度である。更に、波型成形された鋼板４ｂにおける山谷寸法は、特に限定するものではないが、山長さ（枠組側から見た場合の凸部の幅）よりも、谷長さ（枠組側から見た場合の凹部の幅）が大きい方が望ましい。これにより、面材４の枠材への設地面積が小さくなるため、入熱を小さくすることができる。
【００２３】
更にまた、図１〜４には波型成形された鋼板４ｂを横貼り（波の配列方向が縦方向）したものを示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、波型成形された鋼板４ｂの取り付け方向は、縦貼り（波の配列方向が横方向）、横貼りのいずれでもよい。図５（ａ）は波型成形された鋼板４ｂを縦貼りした状態を示す図であり、（ｂ）は波型成形された鋼板４ｂを縦貼りした面材の構成を示す縦断面図である。。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、波型成形された鋼板４ｂを縦貼りした面材１４においても、同様の効果が得られ、更に鋼板４ａ，４ｂにより形成される空隙１１に面する面の表面放射率を０．６以下にすることにより、優れた防耐火性能が得られる。ただし、より高い構造耐力を必要とする場合は、波型成形された鋼板４ｂは横貼りすることが望ましい。
【００２４】
上述の如く、本実施形態の外壁構造においては、断熱材と薄板軽量形鋼（スタッド１，ランナー２）との間に配置する面材を、従来の繊維補強セメント板に代えて、平板状の鋼板４ａと、波型成形された鋼板４ｂの２種類の鋼板により構成しているため、薄板軽量形鋼造の壁パネルとしての品質が安定し、構造強度はもとより、狙いとする防耐火性能を安定的に発揮することができる。また、本実施形態の面材４は、従来の繊維補強セメント板よりも軽量であるため、施工時のハンドリング性能が向上する。更に、薄板軽量形鋼（スタッド１，ランナー２）の屋外側に表面放射率が低い層が形成され、屋外火災における薄板軽量形鋼の温度上昇が抑制されるため、従来の外壁構造と比べて防耐火性能が向上し、火災時の構造安全性をより高めることができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、上述した面材４を、薄板軽量形鋼造の外壁構造に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、薄板軽量形鋼の屋根構造に適用した場合でも同様の効果が得られる。その場合、断熱材７の屋外側の面には野地板あるいは金属製折版等の屋根葺材が設けられ、この野地板上に通気胴縁８を介して屋根葺材が設けられる。即ち、野地板と屋根葺材との間に通気層が形成される。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例及び本発明の範囲から外れる比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、図１〜図３に示す面材４を横貼りした外壁構造について、国が定める指定性能評価機関が有する試験業務方法書で規定される1時間耐火性能試験を行った。その際の条件は、まず炉内温度の時間経過が下式で表される数値(最大９４５℃)となるよう加熱する。
Ｔ＝ｌｏｇ10（８ｔ＋１）  ＋２０
但し、Ｔは平均炉内温度(℃)、tは経過時間(分)である。
次に、外壁は常時鉛直荷重を支持するので、構造部材である薄板軽量形鋼のスタッド断面に長期許容応力度に相当する応力度が生じるように載荷する。このような条件の下で、最終的には、原則、６０分載荷・加熱し、その後１８０分、後追い観察し、試験体が座屈など損傷しないことを確認する。
また、比較例として、面材に繊維補強セメント板を使用した従来の外壁構造についても、本発明の実施例と同じ条件で１時間耐火性能試験を行った。図３は横軸に試験時間、縦軸に温度をとって、本発明の実施例及び比較例の外壁構造の１時間耐火性能試験結果を示すグラフ図である。図６に示すように、本発明の実施例の外壁構造の場合は、７５分経過時において、４００度であり、比較例の５００度より、１割以上より低温で推移することを確認した。また、本発明の構造の場合は、比較例と同様６０分載荷・加熱し、その後１８０分、後追い観察しても、試験体が座屈など損傷しないことを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る外壁構造を示す横断面図である。
【図２】面材４の構成を示す分解縦断面図である。
【図３】面材４の固定部を示す拡大縦断面図である。
【図４】波型成形された鋼板４ｂの取り付け状態を示す図である。
【図５】（ａ）は波型成形された鋼板４ｂを縦貼りした状態を示す図であり、（ｂ）は波型成形された鋼板４ｂを縦貼りした面材の構成を示す縦断面図である。
【図６】横軸に試験時間、横軸に温度をとって、実施例及び比較例の外壁構造の１時間耐火性能試験結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  スタッド
１ａ，１ｂ  フランジ
２  ランナー
３  内装材
４，１４  面材
４ａ，４ｂ  鋼板
５ａ，５ｂ  ファスナー
６  通気層
７  断熱材
８  通気胴縁
９  外装材
１０，１１  空隙
【図１】
2008248608.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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