(57)【要約】【課題】強い日射等による屋内空間の温度上昇を、分厚い断熱層を外壁に設けることなく、効果的に防止できるようにする。【解決手段】建築物の屋外空間と屋内空間との間を仕切る外壁の構造であって、外壁の基礎構造である基体部１０と、基体部１０の屋外側の表面に配置される非透水層３０と、非透水層３０の表面に配置される吸放湿壁材２０と、吸放湿壁材２０に水４２を供給する給水ノズル４０などの水供給手段とを備える。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の屋外空間と屋内空間との間を仕切る外壁の構造であって、
前記外壁の基礎構造である基体部と、
前記基体部の屋外側の表面に配置される非透水層と、
前記非透水層の表面に配置される吸放湿壁材と、
前記吸放湿壁材に水を供給する水供給手段と
を備える外壁構造。
【請求項２】
前記吸放湿壁材が、粒径５ｍｍ以下の無機調湿材を１０〜７０重量％配合してなるセメント材料を脱水成形し水和硬化させてなり、吸放湿量５０〜６００ｇ／ｍ２である
請求項１に記載の外壁構造。
【請求項３】
前記無機調湿材が、珪質泥岩、珪質頁岩、アロフェン、イモゴライトから選ばれる少なくとも何れか１種である
請求項１または２に記載の外壁構造。
【請求項４】
前記吸放湿壁材の表面に、透水度１０００ｇ／ｍ２以上の透水保護層をさらに備える
請求項１〜３の何れかに記載の外壁構造。
【請求項５】
前記透水保護層が、漆喰を主体とするバインダーと無機調湿材とを含有する
請求項１〜４の何れかに記載の外壁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の外壁構造に関し、詳しくは、住宅などの建築物において、屋外空間と屋内空間とを仕切る外壁の構造を対象にしている。
【０００２】
【従来の技術】
住宅の屋根や側壁などの外壁を、パネル状あるいはタイル状のセメント板やセラミック板からなる外装板を貼り付けて構築することが行われている。このような外装板による外壁は、機械的強度や耐久性に優れ、雨などに対する耐水性にも優れたものである。外壁の耐水性を向上させるために、外壁表面に耐水性のある塗装やコーティングを施すことも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
建築物の外壁に、強い日射が長時間にわたって当たると、大量の熱エネルギーが外壁に供給されて、外壁の温度が上昇する。外壁に貯えられた熱エネルギーで、屋内空間の温度までが上昇することがある。屋内空間を冷房していても、外壁から伝達される熱で、冷房の効果が低下することがある。
外壁の内部に、分厚い断熱層を設けておけば、外壁から屋内への熱の伝達を低減することができる。しかし、分厚い断熱層は、施工に手間がかかり、施工コストが高くつき、外壁の厚みが増える分だけ屋内空間が狭くなるという欠点もある。さらに、外壁の断熱性が高過ぎると、調理や給湯などのために発生した熱が、屋内空間にこもってしまい、屋内空間の温度を上昇させるという問題もある。
【０００４】
花粉症をもつ居住者がいると、屋外空気との接触を避けるために、窓などの開口を閉めておくことが多くなり、前記した屋内空間での熱の蓄積が増える。騒音のひどい環境では、防音のために窓などを閉め切ったままにしなければならないこともあり、同様にして、屋内空間に熱がこもり易い。
本発明の課題は、前記した強い日射等による屋内空間の温度上昇を、前記したような分厚い断熱層を外壁に設けることなく、効果的に防止できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる外壁構造は、建築物の屋外空間と屋内空間との間を仕切る外壁の構造であって、前記外壁の基礎構造である基体部と、前記基体部の屋外側の表面に配置される非透水層と、前記非透水層の表面に並べて敷かれる吸放湿壁材と、前記吸放湿壁材に水を供給する水供給手段とを備える。
〔外壁〕
建築物の屋外空間と屋内空間との間を仕切る外壁であれば、側壁、屋根壁など、各種の外壁に適用できる。
【０００６】
外壁の基本的な構造は、鉄骨やコンクリート柱、木柱、コンクリート盤などによる骨組構造あるいは基礎構造に対して、屋外側には外装下地材や外装仕上げ材が施工され、屋内側には内装下地材や内装仕上げ材が施工される。壁内部には、断熱材や防音材、給排水用の配管などを施工することができる。
本発明では、外装仕上げ材および内装仕上げ材を除いた外壁の基本的な構造部分を基体部と呼ぶ。基体部の屋外側の表面には、通常、外装下地材が配置される。外装下地材がなく、骨組構造や基礎構造のままの場合もある。
外装下地材としては、合板、木質繊維板、パーティクルボードなど、通常の外壁に利用されている外装下地材と同様の材料が使用される。
【０００７】
〔非透水層〕
基体部の屋外側の表面に配置される。
雨水など、屋外環境から浸入してくる水を基体部側に透過させない非透水性の材料が使用される。具体的には、アクリル系、ウレタン系、フッ素系、エポキシ系、シリコン系、変性シリコン系の樹脂膜が、壁構造に適した材料として挙げられる。アスファルトルーフィング、塩ビルーフィングなどのシート状防水材が、屋根構造に適した材料として挙げられる。
非透水層の施工は、予めシート状に形成された非透水性シートを、外装下地材の表面に、接着剤や釘打ちなどの固定手段で貼り付けることができる。硬化時に非透水性になる塗工剤を、外装下地材の表面に塗工して、非透水層を形成することもできる。外装下地材として、非透水性材料を用いたり、非透水層が積層された材料を用いたりすることで、外装下地材に非透水層を兼用させることもできる。外装下地材の継目には水密処理を施すことが望ましい。
【０００８】
〔吸放湿壁材〕
非透水層の表面に並べて敷かれ、外壁の屋外側の表面を構成する外装仕上げ材となる。
外装仕上げ材としての基本的な強度や耐久性、外観性などの機能に加えて、吸放湿性に優れた材料が使用される。具体的には、吸放湿性に優れた無機調湿材を含有するセメント板やセラミック板が使用できる。
無機調湿材の具体例として、珪質泥岩、珪質頁岩、アロフェン、イモゴライトなどが挙げられる。複数の材料を組み合わせて使用することもできる。無機調湿材は、粉粒状や繊維状をなすものが、セメント板などに含有させ易く、高い吸放湿性が発揮できる。無機調湿材の粉体として、粒径５ｍｍ以下のものが使用でき、粒径３ｍｍ以下のものが好ましい。
【０００９】
無機調湿材を含有するセメント板は、通常のセメント板と同様のセメント材料に、無機調湿材を配合したスラリーを調製し、このセメントスラリーを脱水成形したあと、水和硬化させることで製造できる。セメントスラリーには、着色剤やバインダー材その他の各種添加剤を配合しておくこともできる。セメント板の成形性や硬化強度と吸放湿性などを勘案して、無機調湿材の配合量を、セメントスラリー全体の１０〜７０重量％に設定しておくことができる。好ましくは１０〜６０重量％である。
吸放湿壁材の吸放湿量は、５０〜６００ｇ／ｍ２に設定できる。調湿材の配合量や粒度の設定によって、適切な吸湿量を発揮する吸放湿壁材が得られる。
【００１０】
＜透水保護層＞
吸放湿壁材の表面特性を向上させるために、吸放湿壁材の表面に、透水度１０００ｇ／ｍ２以上の透水保護層をさらに備えることができる。
透水保護層は、吸放湿壁材の表面質感を良好にしたり、表面の色調や質感を改善したり、耐久性や防汚性、耐候性などを向上させたりすることができる。
透水保護層として、無機調湿材を含有する塗工剤やシート材が使用できる。吸放湿壁材を成形する際に、透水保護層の材料を積層成形しておき、吸放湿壁材の硬化と同時に透水保護層も硬化させて一体化させることができる。
【００１１】
透水保護層として、漆喰を主体とするバインダーと無機調湿材とを含有させておけば、漆喰による優れた外観性や表面特性を発揮させるとともに、透水保護層自体に吸放湿性を与えることができる。
透水保護層として、しっくい系塗料、セメント系塗料、シリケートポリマー系塗料が使用できる。アクリル系、アクリルウレタン系、アクリルシリコン系の多孔質透水有機塗料も使用できる。
〔水供給手段〕
吸放湿壁材に供給する水は、上水道から供給される上水のほか、河川や井戸から供給される天然水や、雨水や降雪の貯留水など、建築物の周辺で得られる水資源が利用できる。外気温や建築物の外壁温度よりも低温の水を用いれば、外壁の冷却効果が向上する。
【００１２】
吸放湿壁材の目詰まりや汚染を生じないように、水を浄化してから供給することもできる。浄化手段として、フィルターや沈殿槽などが使用できる。
水の供給源から吸放湿壁材の表面に至る配水路を設けることができる。配水路は、屋根や側壁などの外壁の外面に沿って配置することもできるし、外壁から離れて配水路を設けることもできる。外壁の内部に配水路を埋め込んでおくこともできる。例えば、吸放湿壁材の内部に配水管や配水溝を設置することができる。
配水路には、水を放出する供給ノズルや供給口が設けられる。吸放湿壁材の全体に均等に水が供給されるように、供給口を配置することが望ましい。供給口には、水を広い範囲に散布する散布器やシャワー、噴霧器などを備えることができる。
【００１３】
外壁が、屋根のような傾斜面の場合、傾斜面の上端辺に沿って水の供給口を配置しておけば、傾斜面に沿って落下する水が吸放湿壁材の全体に効率的に供給される。外壁が側壁の場合にも、側壁の上端辺に沿って水の供給口を設けることができる。外壁の内部に設置された配水路の供給口から吸放湿壁材の内部あるいは裏側から水を供給することもできる。
吸放湿壁材に供給する水の量は、吸放湿壁材に供給された水の蒸発量に見合うように設定できる。供給水が吸放湿壁材を通過しながら蒸発して吸放湿壁材の端部で丁度なくなる程度に設定するのが、水の利用効率が高くなる。但し、供給水の一部が吸放湿壁材から排出されるようでも構わない。
【００１４】
水の蒸発量は、日射量や湿度条件などによっても異なる。水の蒸発量は、周囲の物体から奪う潜熱量に影響する。通常、温度が高くなるほど蒸発量が増えるので、潜熱量も大きくなり、冷却作用も強くなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、住宅の屋根に適用された外壁構造を示す。
住宅の屋根は、柱や梁を組立てた骨組構造の山形をなす傾斜面に、屋根下地材１０が施工されている。
屋根下地材１０の上面に、アスファルトルーフィングからなる厚み０．２ｍｍの非透水シート３０が貼設されている。非透水シート３０の上面には、概略矩形の瓦状をなす吸放湿壁材２０が敷き詰められている。
吸放湿壁材２０は、無機調湿材を含有するセメント板からなり、端部には、あいじゃくり連結構造を備えている。吸放湿壁材２０の表面には、しっくい系塗料等からなる透水保護層２２が積層されている。吸放湿壁材２０の具体的寸法として、例えば、縦４００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み２０ｍｍに設定できる。
【００１６】
傾斜した屋根の稜線に沿って、水供給ノズル４０が設置されている。図示を省略したが、水供給ノズル４０は配管を経て、水道管などの給水源に連結されている。水供給ノズル４０の先端から屋根面に向かって、水４２が供給される。
吸放湿壁材２０の表面に供給された水４２は、一部が吸放湿壁材２０の透水保護層２２を通過して吸放湿壁材２０の内部に吸収され、一部は吸放湿壁材２０の表面に沿って軒先側に流下する。流下する水４２は徐々に吸放湿壁材２０に吸収される。
吸放湿材２０に吸収された水４２の一部は、吸放湿材２０に含有される無機調湿材に吸水保持される。残りの水４２は、屋根の傾斜に沿って吸放湿材２０の内部を通過しながら軒先側へ移動し、徐々に吸放湿材２０に吸収される。さらに水４２の一部は、吸放湿壁材２０の裏側まで浸透するが、非透水シート３０によって、屋根下地材１０側への浸透は阻止される。吸放湿材２０の表面、内部および裏側を軒先まで移動した水は、軒先から落下する。
【００１７】
このようにして、吸放湿材２０には十分な量の水４２が吸収保持される。
〔吸放湿材の機能〕
日射が強く建築物の外壁が過剰に熱せられ易い夏期などに、前記した水４２の供給を行うと、まず、水４２そのものの温度すなわち水温と、吸放湿材２０を含む外壁との温度差で、外壁の温度が下がる。これは水４２の顕熱による冷却作用である。
次に、供給された水４２が吸放湿壁材２０に吸収保持された状態で、日射が強くなると、日射の熱エネルギーで、吸放湿壁材２０に吸収保持された水４２の一部が蒸発を始める。水４２が蒸発するとき、すなわち、水４２が液相から気相に相転移するときには、周囲の物質、この場合は吸放湿壁材２０から、潜熱を奪う。この潜熱は、水４２が液相の状態で温度変化するときの熱の出入り、すなわち顕熱に比べて、格段に大きな熱の出入りが生じる。具体的には、水４２の蒸発熱は５３９ｃａｌ／ｇ、顕熱は１ｃａｌ／℃・ｇである。
【００１８】
その結果、吸放湿壁材２０を含む外壁は効率的に冷却される。強い日射が当たっても、外壁が過剰に昇温することが防止できる。
水４２の潜熱による外壁の冷却作用は、吸放湿壁材２０に含まれる水４２が全て蒸発してしまうまで機能する。水４２が蒸発している限り、吸放湿壁材２０を含む外壁の温度は上昇しない。
日射が特に強くて、供給された水４２が無くなりそうになれば、水供給ノズル４０から水４２を追加供給することが有効である。
また、日射の強い昼間は、水４２を供給しても直ぐに蒸発して無くなってしまい、外壁の冷却作用が十分に機能しない場合、日が落ちる夕方頃に水４２を供給すれば、夕方から夜間において、吸放湿壁材２０からの水４２の蒸発潜熱による冷却作用が効率的に発揮され、蒸し暑い夜間においても、外壁を有効に冷却することができる。夜間に十分に冷却された外壁は、次の日に日射が強くなり出しても、直ぐには温度が上がらず、居住者にとって、冷房などに頼らずとも快適な時間を長く保つことができる。冷房機を稼動させる場合も、消費電力を低減することができる。
【００１９】
〔側壁への適用〕
図２に示す実施形態は、建築物の屋内空間Ｉと屋外空間Ｏとを仕切る側壁を表す。
側壁の基体部５０は、鉄骨や木柱による骨組構造や断熱層などを含んでいる。基体部５０の屋内側には内装材が施工されるが、図示を省略している。また、基体部５０の屋外側には、外装下地材として合板などが配置されている。
基体部５０の屋外側表面に、前記同様の非透水シート３０が貼りつけられている。
【００２０】
非透水シート３０の表面には、壁タイル状の吸放湿壁材２０が前後左右に並べて貼りつけられている。吸放湿壁材２０は、接着剤や釘打などの固定手段で基体部５０に固定される。
側壁構造の上方には、図示を省略しているが、前記した水供給ノズル４０と同様にして水４２を供給する機構を備えている。例えば、軒下に設置される樋のような配水路を設け、樋の底で壁側に多数の孔を貫通させるなどして、側壁の全面に均等に水４２が供給できるようにしておくことができる。
側壁の外面を流下する水は、徐々に吸放湿壁材２０に吸収される。吸放湿壁材２０に吸収された水４２の一部は無機調湿材に吸収保持され、残りの水４２は吸放湿壁材２０の内部を下方に落下移動していく。
【００２１】
側壁の吸放湿壁材２０に吸収保持された水４２も、前記屋根の場合と同様の作用で、蒸発に伴う潜熱によって、側壁を冷却することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明にかかる建築物の外壁構造では、吸放湿壁材に供給された水が蒸発するときに周囲の物体から奪う潜熱が、外壁を効率的に冷却する作用を有し、外壁及び外壁に面した屋内空間の過剰な温度上昇を防止できる。外壁の基礎構造である基体部と吸放湿壁材との間には非透水層が配置されているので、吸放湿壁材に吸収された水が基体部から内側の外壁に悪影響を与えることも防げる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す屋根構造の断面図
【図２】別の実施形態を表す側壁構造の断面図
【符号の説明】
１０　　屋根下地材
２０　　吸放湿壁材
２２　　透水保護層
３０　　非透水シート
４０　　水供給ノズル
４２　　水
５０　　側壁基体部
Ｉ　　　屋内空間
Ｏ　　　屋外空間
【図１】
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【図２】
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