(57)【要約】【課題】屋外側板ガラスと室内側板ガラスとが中空層を介して配置され、中空層に空気を導入する板ガラス構造において、屋外側板ガラスと室内側板ガラスとに風圧力をほぼ均等に負担させることができる板ガラス構造を提供する。【解決手段】板ガラス１、２の対向する２辺がサッシ枠５に支持されないダブルスキン構造において、屋外側板ガラス１および室内側板ガラス２のそれぞれの非支持辺において隣り合う板ガラスとの間の目地部６に、これら板ガラス１、２と直角方向にリブガラス３を配設する。リブガラス３は、板ガラス１、２のそれぞれの目地部６において、サッシ枠５に対して離間して、目地部６の長さ方向の両端部を除いた中間部に配置される。各板ガラス１、２とリブガラス３とを、各板ガラス１、２の非支持辺中央付近において目地部６に充填されたシーリング材で接着し、板ガラス１と板ガラス２とをリブガラス３を介して連結する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板ガラスの対向する２辺がサッシ枠に支持されるとともに、建物の屋外側に配設された屋外側板ガラスと、この屋外側板ガラスに対して中空層を介して対向配設された室内側板ガラスと、屋外側板ガラスおよび室内側板ガラスのそれぞれの非支持辺において、隣り合う板ガラスとの間の目地部に、これら板ガラスと直角方向に配設される連結部材とから構成された板ガラス構造であって、
前記連結部材は、屋外側板ガラスおよび室内側板ガラスのそれぞれの目地部において、前記サッシ枠に対して離間して、該目地部の両端部を除いた中間部に配置され、屋外側板ガラスと室内側板ガラスとが連結部材を介して連結されたことを特徴とする板ガラス構造。
【請求項２】
前記連結部材は、前記屋外側板ガラスと前記室内側板ガラスとが連結される方向における両端部が前記目地部を貫通して配設されることを特徴とする請求項１記載の板ガラス構造。
【請求項３】
前記連結部材は、前記屋外側板ガラスと前記室内側板ガラスとが連結される方向における両端部が前記目地部に当接され、連結部材の全体が前記中空層に配置されることを特徴とする請求項１記載の板ガラス構造。
【請求項４】
前記連結部材は、リブガラスであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の板ガラス構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の躯体開口部に板ガラスが内外に二重に配置されるダブルスキン構造などのように、建物の外装が複数枚の板ガラスで構成される板ガラス構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築物では、サッシを用いることなく多数枚の板ガラスを支持し、これらの板ガラスによって外壁を構築する例が増えている。リブガラスを用いたガラススクリーン構法（例えば、特許文献１）や、ＤＰＧ（ドット・ポイント・グレージング）構法（例えば、特許文献２）などがその例である。
【０００３】
また、近年、建物の空調負荷の軽減や建物内の快適性の追求を目的とするダブルスキン構造が注目され、前述の構法との組み合わせによるダブルスキン構造も増えてきている。
【０００４】
ダブルスキン構造は、建物の躯体開口部に板ガラスを内外に二重に配置されてなる板ガラス構造であり、屋外側の板ガラスと室内側の板ガラスとの間に画成される中空層の上部及び下部に屋外通気口を形成し、この中空層に外気を導入・排出する構造のものも提案されている（例えば、特許文献３）。また、屋外側のガラス突き合わせ部（目地部）をシーリングしない空目地とすることにより、中空層へ外気を導入する構造のものも提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−６７８８３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２３１５７１号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−２５６６３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中空層に空気を導入する従来のダブルスキン構造は、屋外側および室内側の各板ガラスの風圧力に対する分担率が明確になっていないため、安全上、両者の板ガラスのそれぞれが単独で全ての風圧力を負担できるように設計されているのが現状であった。
【０００９】
一方、一般の事務所ビルなどでは、横連窓の板ガラス二辺支持構造が多用される場合が多い。通常のサッシ部材を使った場合では、縦目地のサッシ部材が眺望の妨げとなるため、板ガラスを二辺支持構造とすることで、縦のサッシ部材を無くし、眺望を確保しようとするためである。ダブルスキン構造でも同様であり、二辺支持構造による眺望の確保は重要である。しかし、二辺支持構造では、風圧を受けたときに、非支持辺の変位、応力が大きくなるため、板ガラスの剛性を高める必要があり、板ガラスが厚くなるという欠点があった。
【００１０】
また、屋外側板ガラスに形成された開口部の大きさによっては、屋外側板ガラスはほとんど風圧力を受けず、ほぼ室内側板ガラスのみで風圧力を受けることが知られている。この場合、当然、室内側板ガラスで全ての風圧力を受けることになるが、屋外側板ガラスが有する面剛性をうまく利用できれば、室内側板ガラスを薄く、またはガラス面積を大きくできるという利点がある。
【００１１】
本発明は、従来技術が有していた前述の課題を解消するものであり、その目的は、屋外側および室内側の両方の板ガラスによって風圧力による荷重を分担できる板ガラス構造を提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、板ガラスの対向する２辺がサッシ枠に支持されるとともに、建物の屋外側に配設された屋外側板ガラスと、この屋外側板ガラスに対して中空層を介して対向配設された室内側板ガラスと、屋外側板ガラスおよび室内側板ガラスのそれぞれの非支持辺において、隣り合う板ガラスとの間の目地部に、これら板ガラスと直角方向に配設される連結部材とから構成された板ガラス構造であって、前記連結部材は、屋外側板ガラスおよび室内側板ガラスのそれぞれの目地部において、前記サッシ枠に対して離間して、該目地部の両端部を除いた中間部に配置され、屋外側板ガラスと室内側板ガラスとが連結部材を介して連結されたことを特徴とする板ガラス構造を提供する。
【００１３】
連結部材としては、リブガラスや、支持金物及びつなぎ材からなる連結部材を例示できる。支持金物は、屋外側及び室内側の板ガラスの面外方向の荷重に対して大きな変位が生じる位置付近、具体的にはサッシ枠に支持されない辺（非支持辺）の中間部の少なくとも１ヶ所に固定される。また、屋外側板ガラスに取り付けられた支持金物および室内側板ガラスに取り付けられた支持金物は、つなぎ材を介して連結されて、これらの板ガラスと一体になっている。なお、板ガラスの非支持辺に代えて、板ガラス面内の中央付近の少なくとも１ヶ所に支持金物を固定することも可能である。
【００１４】
また、本発明の連結部材は、前記屋外側板ガラスと前記室内側板ガラスとが連結される方向における両端部が目地部を貫通して配設されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の連結部材は、前記屋外側板ガラスと前記室内側板ガラスとが連結される方向における両端部が目地部に当接され、連結部材の全体が前記中空層に位置されるされることを特徴としている。
【００１６】
更に、本発明の連結部材は、リブガラスであることを特徴としている。
【００１７】
板ガラスとリブガラスとを接着する場合には、耐久性の優れたシリコーン系シーリング材を使用するのが好ましい。連結される方向におけるリブガラスの両端部が目地部を貫通して配設された板ガラス構造の場合は、シリコーンシーリング材のせん断強度を利用したものである。また、連結される方向における両端部が目地部に当接され、リブガラスの全体が前記中空層に位置された板ガラス構造の場合は、シリコーンシーリング材の引張強度を利用したものである。
【００１８】
また、リブガラスとしては、熱線反射ガラス、熱線吸収ガラス、セラミックプリントを例示でき、または模様付フイルムなど日射透過を低減する材料が形成、貼着されたガラスでもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る板ガラス構造の好ましいの実施の形態を詳説する。
【００２０】
図１に示した第１の実施の形態の板ガラス構造は、屋外側板ガラス１および室内側板ガラス２を中空層４を介して設置するとともに、これらの板ガラス１、２の上下辺部をサッシ枠５、５に支持させた二辺支持型のダブルスキン構造である。なお、ここでは単板の板ガラス１、２について説明するが、単板の板ガラス１、２に代えて、２枚の以上の板ガラスがスペーサを介して重ね合わされて構成された複層ガラスでも適用できる。
【００２１】
屋外側板ガラス１および室内側板ガラス２のそれぞれの非支持辺において、隣り合う板ガラスとの突き合わせ部である目地部６には、板ガラス１、２を貫通する形で矩形状のリブガラス（連結部材に相当）３の両端部（連結方向における両端部に相当）３Ａ、３Ａが挿入配置される。このリブガラス３は、板ガラス１、２の非支持辺の中央部に、その上下端部（接着方向における両端部に相当）３Ｂ、３Ｂがサッシ枠５、５に支持されない状態で配置され、目地部６に充填されたシリコーン系シーリング材で目地部６に接着固定されている。
【００２２】
シーリング材は、板ガラス１、２の小口とリブガラス３との間の隙間に充填されるため、シーリング材のせん断強度を利用して、風圧などの荷重を支持することとなる。
【００２３】
また、リブガラス３は、その上下端部３Ｂ、３Ｂがサッシ枠５、５に支持されず、目地部６の長さ方向の中間部に浮いた状態で設置されているため、目地部６の下部で、下側のサッシ枠５にリブガラス３の自重を受けるための部材（図示せず）が配置されている。すなわち、リブガラス３は、この部材を介してその自重を支持される。リブガラス３の自重を受けるための部材としては、目地部６内に配置され且つ下側のサッシ枠５内の板ガラス目地間のウェザーシールにより固定されるものが好ましく、材質としてはアルミニウム合金製、硬質ゴム製、ポリカーボネート製などの棒状部材が好適である。リブガラス３を、上側の開口部７を介して設けられた吊下部材（不図示）によって吊り下げ支持することも可能である。また、板ガラス１、１間や板ガラス２、２間の目地部６に配されるシーリング材は、構造上必要のない部分には充填せず、空目地とすることもできる。空目地の部分は、外気の中空層４への導入口となるため、ダブルスキン構造の熱性能向上に寄与する。
【００２４】
なお、補強部材としてリブガラスを適用したが、リブガラス３に代えて棒状、板状の連結部材を適用してもよく、また、ガラス製に限定されず、金属製またはプラスチック製でもよく、すなわち、板ガラス１と板ガラス２とを連結し風圧による荷重を板ガラス１と板ガラス２とでほぼ均等に分担させる作用効果を奏する部材であれば、好適に使用できる。
【００２５】
板ガラス１と板ガラス２との間の隙間に形成される中空層４には、外部空気を下部から導入して上部から排出するための開口部７が連通される。この開口部７は、サッシ枠５、５間に形成されている。
【００２６】
図２は、本発明の第２の実施の形態の板ガラス構造を示したものである。図２の板ガラス構造の基本的な構成は、図１の板ガラス構造と同じであるが、本構成では、板ガラス１、２のそれぞれの非支持辺における、隣り合う板ガラスとの突き合わせ部（目地部）にリブガラス３の両端部３Ａ、３Ａを挿入することなく、板ガラス１、２のそれぞれの突き合わせ部を直接突き合わせ、複数の板ガラス１で形成される屋外側板ガラス壁面および複数の板ガラス２で形成される室内側板ガラス壁面ともに面一になるように構成したものである。
【００２７】
また、図２のリブガラス３においては、その全体が中空層４の中に納まるように配置されている。すなわち、リブガラス３は、板ガラス１、２の非支持辺の中央部に、その上下端部３Ｂ、３Ｂがサッシ枠５、５に支持されない状態で配置され、リブガラス３の両縁部３Ａ、３Ａが各目地部６に中空層４の内側から当接されてシリコーン系シーリング材で接着固定されている。前述のように、リブガラス３は、自重を支持するために、目地部６の下部に自重を受けるための部材（図示せず）を配置したり、上部開口部７を介して配設された吊下部材（図示せず）によって吊り下げ支持したりすることも可能である。
【００２８】
図２の目地部６に充填されるシーリング材は、風圧などの荷重に対して、板ガラス１または板ガラス２がリブガラス３に対して押される場合は圧縮応力が発生するが、逆に板ガラス１または２がリブガラス３に対して引っ張られる場合は、引張応力により抵抗することとなる。
【００２９】
施工手順は、リブガラス３の固定方法にもよるが、通常はリブガラス３を板ガラス１、２に固定するため、建物の躯体開口部端部から板ガラス１、２、リブガラス３と交互に施工していく。リブガラス３を上から吊り下げる場合は、先にリブガラス３を所定の位置に取り付けた後、板ガラス１、２を施工していくことも可能である。
【００３０】
なお、図１および図２に示した実施の形態では、通常の建築物の外壁面として使用する場合のように、板ガラス１、２が垂直に直立した姿勢で配設される板ガラス構造を説明したが、建築物の天井面（天窓）として使用する場合のように、板ガラス１、２が水平となるように配設された板ガラス構造の場合でも、屋外側板ガラス１を上側に配置し、室内側板ガラス２をその下側に配置して、これらの板ガラス１、２を本例の連結部材を用いて上下方向に連結すれば同様の効果を期待できる。
【００３１】
また、リブガラス３は１枚の板ガラスで構成してもよいが、例えば設計上の理由から、リブガラス３の形状を細長いものとする必要が生じた場合などに、リブガラス３を小サイズのガラス片に分割し、これらのガラス片をリブガラスとして適用してもよい。さらに、板ガラス１、１間や板ガラス２、２間の目地部６においてシーリング材を配設せず、金具を用いてリブガラス３を板ガラス１、２に固定してもよい。
【００３２】
図３は、本発明の第３の実施の形態の板ガラス構造を示したものである。図３の板ガラス構造によれば、板ガラス１、２はその上下辺部がサッシ枠５、５に支持され、非支持辺である縦辺中央部付近に位置する支持金物８、つなぎ材９により連結されて支持されている。風圧を受けた場合には、支持金物８により、屋外側の板ガラス１の変形を室内側の板ガラス２に伝える。
【００３３】
また、支持金物８は、屋外側及び室内側の板ガラス１、２の面外方向の荷重に対して大きな変位が生じる位置付近、具体的にはサッシ枠５、５に支持されない縦辺の中間部の少なくとも１ヶ所に固定することが望ましい。屋外側板ガラス１に取り付けられた支持金物８、および室内側板ガラス２に取り付けられた支持金物８は、つなぎ材９を介して連結されて、これらの板ガラス１、２と一体になっている。なお、板ガラスの非支持辺に代えて、板ガラス１、２のそれぞれの面内中央部付近の少なくとも１ヶ所に支持金物８を固定することも可能である。
【００３４】
【実施例】
本発明の一例について、有限要素法解析により、その効果を明確にする。
【００３５】
図１および図２に示す板ガラス構造について、板ガラス１、２の寸法を幅１６００ｍｍ、高さ３０００ｍｍ、中空層４を６００ｍｍとした場合の有限要素法解析を実施した。図１および図２の場合ともに、リブガラス３の高さ方向の寸法は約２６００ｍｍとし、リブガラス３とフェイスガラス（屋外側板ガラス１および室内側板ガラス２）は、目地部６で高モジュラスのシーリング材によって接着し、屋外側から風圧力（正圧）を加えた。なお、中空層４に開口部７がないものとして解析を行った。
【００３６】
解析結果によると、内外それぞれの板ガラス１、２の風圧分担率は、図１および図２の場合ともに、屋外側板ガラス１が５５〜６０％、室内側板ガラス２が４５〜４０％であり、両方の板ガラス１、２で風圧力の負担を分担できることが確認でき、風圧１５６８Ｐａ時のガラス厚さは、図１のタイプで屋外側が１５ミリ、室内側が１２ミリで構成可能であることが判明した。
【００３７】
一方、従来のダブルスキン構造のようにリブガラス３などの連結部材がない場合は、屋外側板ガラス１と室内側板ガラス２の受風圧比は、８０：２０であることが確認されていて、屋外側板ガラス１によってほとんどの風圧力を負担することとなる。その結果、リブガラス３を用いない場合は、屋外側板ガラスは厚くなり、室内側板ガラスについても衝撃など、居住者の安全上ある程度のガラス厚さが必要となり、全体として両方とも厚い板ガラスが必要となる。前述と同じ条件の場合のガラス厚さは、屋外側が２２ミリ、室内側が１２ミリであり、非常に厚いガラスを用いる必要があった。
【００３８】
また、連結部材を用いない従来のダブルスキン構造において、図１および図２に示すような中空層４に開口部７がある場合、この開口部７が屋外側に連通されているか、または室内側に連通されているかにより、風圧力のほとんどは、前者の場合は室内側板ガラス２のみで、後者の場合は屋外側板ガラス１のみで負担することも判明している。
【００３９】
これに対してリブガラス３を用いた本発明では、中空層４に開口部７を設けた場合であっても、屋外側板ガラス１および室内側板ガラス２の両方でほぼ均等に風圧力を負担するため、屋外側板ガラス１または室内側板ガラス２のどちらか一方を極端に厚くせずにすむので、全体として効率的な厚さの板ガラスを使用可能となる。また、リブガラス３を熱線反射ガラスやセラミックプリントガラスなどのような日射遮蔽性能を有するガラスを用いた場合、リブガラスは日除けとして機能し、室内への侵入日射量を低減する効果も併せ持つことができる。
【００４０】
更に、耐震性能を考えると、通常のガラススクリーン構法の場合、層間変形を受けた場合、リブガラス３と板ガラス１、２の変形が異なる。そのため、リブガラス３が、板ガラス１、２の動きとの差に起因するＳ字形状の変形を起し、破損する現象が発生し、この対策として、リブガラス３と板ガラス１、２との間の目地部６に充填するシリコーン系シーリング材を、接着方向の中央部では高モジュラス（５０％モジュラスの引張応力が０．４Ｎ／ｍｍ２  以上）のシーリング材を使用し、変形の大きな、接着方向の上下端部付近では変形追従性に優れる低モジュラス（５０％モジュラスの引張応力が０．２Ｎ／ｍｍ２  以下）又は中モジュラス（５０％モジュラスの引張応力が０．２Ｎ／ｍｍ２  以上、０．４Ｎ／ｍｍ２  以下）のシーリング材を用いるという具合に変化させ、リブガラス３への応力の発生を抑えることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、板ガラスの対向する２辺がサッシ枠に支持され、屋外側板ガラス、室内側板ガラス、及び屋外側板ガラスおよび室内側板ガラスのそれぞれの非支持辺において、隣り合う板ガラスとの間の目地部に、これら板ガラスと直角方向に配設される連結部材から構成された板ガラス構造であって、前記連結部材を、屋外側板ガラスおよび室内側板ガラスのそれぞれの目地部において、前記サッシ枠に対して離間して、該目地部の両端部を除いた中間部に配置し、屋外側板ガラスと室内側板ガラスとを連結部材を介して連結したので、屋外側および室内側の両方の板ガラスによって風圧力による荷重をほぼ均等に分担することができる板ガラス構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る板ガラス構造の基本構成を示す斜視図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る板ガラス構造の基本構成を示す斜視図
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る板ガラス構造の基本構成を示す斜視図
【符号の説明】
１…屋外側板ガラス、２…室内側板ガラス、３…リブガラス、４…中空層、５…サッシ枠、６…目地部、７…開口部、８…支持金物、９…つなぎ材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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