(57)【要約】【課題】  外観石張り仕上げで、かつ防火性能を有する外壁を、総壁厚さを薄く、施工性良く、安価なコストで作ること。【解決手段】  石板２０の裏面に石膏３０を打設した外壁パネル１０であって、石板２０の裏面に固定した補強材４０を石膏３０の中に埋め込んでなるもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石板の裏面に石膏を一体に設けてなる外壁パネルであって、石板の裏面に固定した補強材を石膏の中に埋め込んでなる外壁パネル。
【請求項２】
前記石板の厚みを30mm以上60mm以下、石膏の厚みを10mm以上40mm以下とし、外壁パネルの総厚みを70mm未満とする請求項１に記載の外壁パネル。
【請求項３】
前記石膏を二水石膏とする請求項１又は２に記載の外壁パネル。
【請求項４】
前記石板の裏面に複数の金属アンカーが取付けられ、金属アンカーの間に耐熱性を有する線材が張られ、これらの金属アンカーと耐熱性を有する線材を補強材とする請求項１〜３のいずれかに記載の外壁パネル。
【請求項５】
前記耐熱性を有する線材が、予め火災時の熱による線膨張分の伸びを与える張力を導入して金属アンカー間に張られたものである請求項４に記載の外壁パネル。
【請求項６】
前記補強材となる耐熱性を有する線材を石板から離された位置で、石板と石膏の境界面である石膏表面から一定の深さに配置された請求項４又は５に記載の外壁パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外壁パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石単体で防火、防水、強度性能を備えた外壁を構成するためには、非特許文献１に記載の如く、石の厚みを70mm以上とする必要がある。
【非特許文献１】平成12年5月30日建設省告示第1399号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非特許文献１に記載の外壁では、石の厚みを70mm以上とする必要があり、以下の問題点がある。
【０００４】
(1)外壁が厚くなり、壁厚が厚い建物となるため特に狭小地等での建築では、内部空間が幾分小さくなり敷地活用上不利になる。
【０００５】
(2)外壁が重くなり（石比重2.6のとき壁厚70mmで、182kg/m2）、建物の構造体による負担が大きくなるし、部品ハンドリング負荷も大きくなり、建設コスト高になる。
【０００６】
(3)石自体の材積が多く、材料コスト高になる。
【０００７】
尚、防火構造を有する壁を下地として、その外側に、小割にした薄板状の石を金具や接着剤、モルタル等で貼る従来の方式は、壁の軽量化を図ることができるものの、防火性能を有する壁の施工コストに加え、石仕上げ張りの施工コストがかかり、コスト高になる。また、壁の機能（防火、防水、強度）を持つものの上に壁の機能を持ち得る石（この場合は防火、強度とも石単体では不足するがある程度はある。防水は石単独で満足し得る）を貼っているため機能の重複があり、不経済である。
【０００８】
本発明の課題は、外観石張り仕上げで、かつ防火性能を有する外壁を、総壁厚さを薄く、施工性良く、安価なコストで作ることにある。尚、外壁は当然、防水及び強度性能も備える。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、石板の裏面に石膏を一体に設けてなる外壁パネルであって、石板の裏面に固定した補強材を石膏の中に埋め込んでなるようにしたものである。石板としては、火成岩、水成岩、変成岩などの天然石やテラゾー、パーライトなどの石材製品が使用できる。特に、火成岩（花崗岩・安山岩など）は耐久性が高く、吸水性が低いため好ましい。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の外壁パネルにおいて更に、前記石板の厚みを30mm以上60mm以下、石膏の厚みを10mm以上40mm以下とし、外壁パネルの総厚みを70mm未満とするようにしたものである。各厚みについては、表面に凹凸がある場合はその凹部での厚みのことを指す。但し、パネル端部などのパネル同士の接合部分などは納まり上、薄くなっても良いものとする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の外壁パネルにおいて更に、前記石膏を二水石膏とするようにしたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの外壁パネルにおいて更に、前記石板の裏面に複数の金属アンカーが取付けられ、金属アンカーの間に耐熱性を有する線材が張られ、これらの金属アンカーと耐熱性を有する線材を補強材とするようにしたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の外壁パネルにおいて更に、前記耐熱性を有する線材が、予め火災時の熱による線膨張分の伸びを与える張力を導入して金属アンカー間に張られたものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項４又は５の外壁パネルにおいて更に、前記補強材となる耐熱性を有する線材を石板から離された位置で、石板と石膏の境界面である石膏表面から一定の深さに配置されたものである。
【発明の効果】
【００１５】
（請求項１）
(a)外壁パネルが石板の裏面に石膏を打設することにより、外観石張り仕上げで、かつ防火性能を有する外壁の総壁厚さを薄く作ることができ、敷地の有効活用ができる。石板の厚みを従来の例えば70mmより薄くすることにより、石板の裏面温度が上がり易くなるが、石板の裏面に打設した石膏がパネル裏面（即ち石膏の裏面）の温度上昇を抑える。
【００１６】
(b)外壁パネルの総壁厚さを薄く作ることができることにより、単位面積当たりの壁重量も軽くでき、施工性が良くなる。例えば、石厚30mm、石膏厚10mm、総厚さ40mmの場合ではおよそ、石重量78kg/m2＋石膏重量10kg/m2＝88kg/m2にとできる。
【００１７】
(c)石膏だけでは強度、防水性能が殆んどないため外壁にはなり得ないが、石板の部分が強度、防水性能を担うため、石板と石膏を組合せることで防火、防水、強度性能が揃った外壁となる（機能の重複もなく、無駄がない）。
【００１８】
(d)外壁パネルにおいて、石膏は安価な上、石材を減らせるので経済的な外壁ができる。
【００１９】
（請求項２）
(e)外壁パネルの石板の厚みを30mm以上、石膏の厚みを10mm以上とすることにより、防火30分構造の防火性能を満足できる（防火構造認定試験では、加熱30分後の外壁裏面の温度上昇を初期温度＋140℃以下に抑えなければならない）。また、総厚みが70mm未満となるので石単体の場合より薄く外壁を形成できる。
【００２０】
（請求項３）
(f)外壁パネルにおいて、二水石膏を用いるとき、二水石膏は結晶水を多く含んでおり、外壁パネルが外から加熱されて石裏面の温度が上がったとき、二水石膏の結晶水が蒸発して熱を奪い、外壁パネルの裏面（二水石膏の面）の温度上昇を抑える。
【００２１】
（請求項４）
(g)外壁パネルにおいて、前記石板の裏面に複数の金属アンカーを取付け、金属アンカーの間に耐熱性を有する線材を張り、これらの金属アンカーと耐熱性を有する線材を補強材とする。二水石膏の石板の側の近傍部は、結晶水が蒸発してしまうと、二水石膏が無水石膏に変化していき、粉体化して石板への付着力を失ってしまう。石膏のみでは石板から脱落してしまうものの、金属アンカーと耐熱性を有する線材で補強して二水石膏が石板から脱落しないように固定することができる。
【００２２】
（請求項５）
(h)予め火災時の熱による線膨張分の伸びを与える張力を線材に導入しておくと、線材の温度が火災時の温度を超えるまで線材内には引張り応力が残ることになり、線材の長さ寸法を初期（常温）と同じに保つことができる。その結果、線材が火災時の熱によって伸びて暴れ、石膏を部分的に破壊したり、石膏を伴って石板から離れる方向に変形することを防ぐことができる。
【００２３】
（請求項６）
(i)線材を石板から離して石膏の中に配置することにより、火災時の外側からの加熱による線材の温度上昇を小さくすることができる。その結果、線材の温度上昇による伸びで石膏を部分的に破壊したり、石膏を伴って石板から離れる方向に変形する力を低減することができる。
【００２４】
ここで、耐熱性を有する線材とは、金属アンカーからの熱伝導に耐え得る耐熱性（概ね400℃程度）を有する材料を言い、例えば金属・ガラス・鉱物繊維で作られた線材が挙げられる。以下の実施例においては、耐熱性を有する線材として、針金を用いたもので説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は外壁パネルを示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図、図２は石板を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は針金を張った裏面図、図３はアンカーに針金を巻いた状態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、図４は針金の下にスペーサを設けた状態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、図５は外壁パネルの取付構造を示す斜視図、図６は図５の横断面図、図７は図５の縦断面図、図８はリップ溝形鋼間柱に外壁パネルを取付けた構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図、図９は鋼管間柱に外壁パネルを取付けた構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図、図１０はＨ形鋼間柱に外壁パネルを取付けた構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図、図１１は外壁パネルの防火性能試験方法を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、図１２は防火性能試験データを示す図表、図１３は試験体番号Ｔ−７、Ｔ−８、Ｔ−９、Ｔ−１０の防火性能試験データを示す図表、図１４は図１３に対応する線図、図１５は試験体番号Ｔ−５、Ｔ−６、Ｔ−１、Ｔ−２の防火性の試験データを示す図表、図１６は図１５に対応する線図、図１７は試験体番号Ｔ−１１、Ｔ−１２、Ｔ−３、Ｔ−４の防火性能試験データを示す図表、図１８は図１７に対応する線図である。
【実施例】
【００２６】
外壁パネル１０は、建物の外壁を構成し、図１に示す如く、石板２０の裏面に石膏、本実施例では二水石膏３０を打設したものであり、石板２０の裏面に固定した補強材４０（金属アンカー４１と不燃材からなる針金（金網でも可）４２）を石膏３０の中に埋設したものである。
【００２７】
石板２０は、例えば花崗岩（例えばJIS A 5003 １等品）からなり、図２に示す如く、好適には厚み30mm以上60mm以下の矩形状薄板（例えば長辺904mm、短辺382mm、厚み35mm）をなす。石板２０は、裏面の外周沿いの複数位置に予め穿設した有底孔２１のそれぞれに金属アンカー４１を取付ける。このとき、金属アンカー４１はその頭が石板２０の裏面より若干浮くように取付けられ、金属アンカー４１間に針金４２をたすき掛けに張る。針金４２は、図３に示す如く、金属アンカー４１の首下に１周巻き、金属アンカー４１間でピンと張るように最後に適当なところで絞る（絞り部４２Ａ）。針金４２は、図４に示す如く、石板２０の裏面との間に一定厚み（例えば６mm）のスペーサ４３を介し、後工程で打設される石膏３０の面から飛び出ないように、かつ石板２０の裏面に触れないように張る。
【００２８】
石膏３０（比重１）は、補強材４０（金属アンカー４１、針金４２）が設けられた石板２０の裏面に、好適には10mm以上40mm以下の厚みで打設される。
【００２９】
外壁パネル１０は、図５〜図８に示す如く、建物の間柱５０（下地材）に取付けられて外壁を構成する。このとき、間柱５０は、２個のリップ溝形鋼５１のウエブ同士を背中合せで一体化したものにて構成され、一定高さ位置に支持金具５２を固定してある。支持金具５２は上向き支持爪５２Ａ、取付部５２Ｂを備える。また、外壁パネル１０は、裏面の両側に、高さ方向に延在する取付金具１１をビス等の留付材１２により固定してある。取付金具１１は、下向き取付爪１１Ａを下端部に備え、上向き取付片１１Ｂを上端部に備える。
【００３０】
外壁パネル１０の間柱５０への取付手順は以下の如くになされる。尚、建物の外壁において、左右に相隣る外壁パネル１０は、間柱５０の２個のリップ溝形鋼５１、５１のそれぞれに取付けられる。このとき、左右の外壁パネル１０、１０のつなぎ部には目地材１４Ａ、１４Ｂが介装される。
【００３１】
(1)建物の基礎１の上面に水切り２、シーリング３を介して、最下段の外壁パネル１０の下端面を載せる（図５、図７）。
【００３２】
このとき、最下段の外壁パネル１０の取付金具１１の下向き取付爪１１Ａを間柱５０の最下段に設けてある支持金具５２の上向き支持爪５２Ａに上から係止する（図７）。
【００３３】
そして、最下段の外壁パネル１０の取付金具１１の上向き取付片１１Ｂを間柱５０の中段に設けてある支持金具５２の取付部５２Ｂにビス等の留付材１３により取付ける（図５〜図８）。これにより、最下段の外壁パネル１０の取付けが完了する。
【００３４】
(2)最下段の外壁パネル１０の上に配置されるべき中段の外壁パネル１０の下面を、最下段の外壁パネル１０の上面の上に、目地材１４Ａ、１４Ｂを介して載せる（図５、図７、図８）。中段の外壁パネル１０の石板２０の下面の表面側凸部２０Ａが最下段の外壁パネル１０の石板２０の上面の表面側凹部２０Ｂに上から係合する（図８）。
【００３５】
このとき、中段の外壁パネル１０の取付金具１１の下向き取付爪１１Ａを間柱５０の中段に設けてある支持金具５２の上向き支持爪５２Ａに上から係止する（図７、図８）。
【００３６】
そして、中段の外壁パネル１０の取付金具１１の上向き取付片１１Ｂを間柱５０の上側の中段に設けてある支持金具５２の取付部５２Ｂにビス等の留付材１３により取付ける（図５〜図８）。これにより、中段の外壁パネル１０の取付けが完了する。
【００３７】
(3)最上段の外壁パネル１０を含む他の外壁パネル１０を、順に、上述(2)と同様に、中段の外壁パネル１０の上部に取付けていく。
【００３８】
図９は間柱５０を鋼管により構成したものであり、図１０は間柱５０をＨ形鋼により構成したものである。
【００３９】
以下、本実施例の外壁パネル１０の防火性能を、比較例と比較して説明する。防火性能試験は、図１１に示す如く、外壁パネル１０の外壁表面（石板２０の面）をバーナー１００で加熱し、外壁パネル１０の外壁裏面（石膏３０の面）の中央部１０Ａの温度を測定した。加熱30分後の外壁裏面の温度上昇が初期温度より１４０℃以下なるものを合格とする。
【００４０】
試験体番号Ｔ−１〜Ｔ−４は、石材にケイカル板を裏打ちした比較例であり、石材厚みと裏打ち厚み、30分後裏面上昇温度、合否判定は図１２に示す通りである。
【００４１】
試験体番号Ｔ−５〜Ｔ−８、Ｔ−１１、Ｔ−１２は、石材に石膏を打設した本発明例（外壁パネル１０）であり、石材厚みと裏打ち厚み、30分後裏面上昇温度、合否判定は図１２に示す通りである。
【００４２】
試験体番号Ｔ−９、Ｔ−１０は、石材に石膏ボードを裏打ちした比較例であり、石材厚みと裏打ち厚み、30分後裏面上昇温度、合否判定は図１２に示す通りである。
【００４３】
尚、図１３は、石材厚みを30mmとした試験体番号Ｔ−７〜Ｔ−１０のそれぞれにおける、試験経過時間に対する裏面上昇温度の推移を図表にして示したものである。図１４はその線図である。
【００４４】
図１５は、石材厚みを35mmとした試験体番号Ｔ−５、Ｔ−６、Ｔ−１、Ｔ−２のそれぞれにおける、試験経過時間に対する裏面上昇温度の推移を図表にして示したものである。図１６はその線図である。
【００４５】
図１７は、石材厚み40mmとした試験体番号Ｔ−１１、Ｔ−１２、Ｔ−３、Ｔ−４のそれぞれにおける、試験経過時間に対する裏面上昇温度の推移を図表にして示したものである。図１８はその線図である。
【００４６】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)外壁パネル１０が石板２０の裏面に石膏３０を打設することにより、外観石張り仕上げで、かつ防火性能を有する外壁の総壁厚さを薄く作ることができ、敷地の有効活用ができる。石板２０の厚みを従来の例えば70mmより薄くすることにより、石板２０の裏面温度が上がり易くなるが、石板２０の裏面に打設した石膏３０がパネル裏面（即ち石膏３０の裏面）の温度上昇を抑える。
【００４７】
(b)外壁パネル１０の総壁厚さを薄く作ることにより、単位面積当たりの壁重量も軽くでき、施工性が良くなる。総厚さ40mmの場合、石重量78kg/m2）＋石膏３０重量10kg/m2＝88kg/m2になる。
【００４８】
(c)石膏３０だけでは強度、防水性能が殆んどないため外壁にはなり得ないが、石板２０の部分が強度、防水性能を担うため、石板２０と石膏３０を組合せることで防火、防水、強度性能が揃った外壁となる（機能の重複もなく、無駄がない）。また、石膏３０は補強材４０を介して石板２０に打設されており、石板２０から脱落するおそれもない。
【００４９】
(d)外壁パネル１０において、石膏３０は安価な上、石材を減らせるので経済的な外壁ができる。
【００５０】
(e)外壁パネル１０の石板２０の厚みを30mm以上、石膏３０の厚みを10mm以上とすることにより、防火30分構造の防火性能を満足できる（防火構造認定試験では、加熱30分後の外壁裏面の温度上昇を初期温度＋140℃以下に抑えなければならない）。
【００５１】
(f)外壁パネル１０において、二水石膏３０を用いるとき、二水石膏３０は結晶水を多く含んでおり、外壁パネル１０が外から加熱されて石裏面の温度が上がったとき、二水石膏３０の結晶水が蒸発して熱を奪い、外壁パネル１０の裏面（二水石膏３０の面）の温度上昇を抑える。
【００５２】
(g)外壁パネル１０において、前記石板２０の裏面に複数の金属アンカー４１を取付け、金属アンカー４１の間に針金４２を張り、これらの金属アンカー４１と針金４２を補強材４０とする。二水石膏３０の石板２０の側の近傍部は、結晶水が蒸発してしまうと、二水石膏３０が無水石膏３０に変化していき、粉体化して石板２０への付着力を失ってしまう。石膏３０のみでは石板２０から脱落してしまうものの、金属アンカー４１と針金４２で補強して二水石膏３０が石板２０から脱落しないように固定することができる。
【００５３】
(h)予め火災時の熱による線膨張分の伸びを与える張力を針金４２に導入しておくと、針金４２の温度が火災時の温度を超えるまで針金４２内には引張り応力が残ることになり、針金４２の長さ寸法を初期（常温）と同じに保つことができる。その結果、針金４２が火災時の熱によって伸びて暴れ、石膏３０を部分的に破壊したり、石膏３０を伴って石板２０から離れる方向に変形することを防ぐことができる。
【００５４】
(i)針金４２を石板２０から離して石膏３０の中に配置することにより、火災時の外側からの加熱による針金４２の温度上昇を小さくすることができる。その結果、針金４２の温度上昇による伸びで石膏３０を部分的に破壊したり、石膏３０を伴って石板２０から離れる方向に変形する力を低減することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は外壁パネルを示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】図２は石板を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は針金を張った裏面図である。
【図３】図３はアンカーに針金を巻いた状態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】図４は針金の下にスペーサを設けた状態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】図５は外壁パネルの取付構造を示す斜視図である。
【図６】図６は図５の横断面図である。
【図７】図７は図５の縦断面図である。
【図８】図８はリップ溝形鋼間柱に外壁パネルを取付けた構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図９】図９は鋼管間柱に外壁パネルを取付けた構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１０】図１０はＨ形鋼間柱に外壁パネルを取付けた構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１１】図１１は外壁パネルの防火性能試験方法を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１２】図１２は防火性能試験データを示す図表である。
【図１３】図１３は試験体番号Ｔ−７、Ｔ−８、Ｔ−９、Ｔ−１０の防火性能試験データを示す図表である。
【図１４】図１４は図１３に対応する線図である。
【図１５】図１５は試験体番号Ｔ−５、Ｔ−６、Ｔ−１、Ｔ−２の防火性の試験データを示す図表である。
【図１６】図１６は図１５に対応する線図である。
【図１７】図１７は試験体番号Ｔ−１１、Ｔ−１２、Ｔ−３、Ｔ−４の防火性能試験データを示す図表である。
【図１８】図１８は図１７に対応する線図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  外壁パネル
２０  石板
３０  石膏
４０  補強材
４１  金属アンカー
４２  針金
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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