(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
日射を反射し得る機能を発揮する反射面と、日射を吸収し得る機能を発揮する吸収面とからなる建築用外装材を、建築物の外面の所定位置に横桟または横方向に設けたレールからなる取付部材によって取り付ける取付構造であって、建築用外装材は、表裏面が反転可能に取り付けられており、反射面が露出するように取り付けられたときは吸収面と建築物の外面との間に空隙が形成され、吸収面が露出するように取り付けられたときは反射面と建築物の外面とが極めて接近或いは接触するように構成され、更に、反射面が露出するように取り付けたときは取付部材に設けられた開口によって空隙内の空気の流出及び空隙内への大気の流入がなされるよう構成されたことを特徴とする建築用外装材の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外壁や屋根面を含む建築物の外装に建築用外装材を表裏面を反転可能に取り付ける取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の外装を構成する場合、外壁材として軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネルやコンクリート（ＰＣ）パネル或いはサイディングを用いることがあり、また屋根材として鋼板やスレート板或いは瓦を用いるのが一般的である。
【０００３】
外壁材や屋根材には、屋内を屋外から遮蔽し屋内を外気温や風雨から防御する遮蔽性，音から防御する防音性，建築物を火災から防御する耐熱性や耐火炎性等の機能を発揮することが求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
外壁材や屋根材には、冬季には日射熱を吸熱し、夏季には日射熱を遮断するような性能を発揮することが好ましいが、上記外壁材や屋根材が常に同一面を暴露している以上、前記性能を発揮することは出来ないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、日射による熱の影響を排除し或いはエネルギとして積極的に回収することが出来る建築用外装材の取付構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る建築用外装材の取付構造は、日射を反射し得る機能を発揮する反射面と、日射を吸収し得る機能を発揮する吸収面とからなる建築用外装材を、建築物の外面の所定位置に横桟または横方向に設けたレールからなる取付部材によって取り付ける取付構造であって、建築用外装材は、表裏面が反転可能に取り付けられており、反射面が露出するように取り付けられたときは吸収面と建築物の外面との間に空隙が形成され、吸収面が露出するように取り付けられたときは反射面と建築物の外面とが極めて接近或いは接触するように構成され、更に、反射面が露出するように取り付けたときは取付部材に設けられた開口によって空隙内の空気の流出及び空隙内への大気の流入がなされるよう構成されたことを特徴とする。
【０００７】
上記取付構造では、外壁面，屋根面等の建築物の外面の所定位置に設けた取付部材に外装材を表裏面を反転可能に取り付けることで、外装材に於ける表裏面の仕上面を選択して露出させることが出来る。特に、建築物の外面に取付部材を設けたので、該取付部材に対する外装材の取り付けを容易に行なうことが可能となり、専門家の手を必要とせずに居住者が独自に所望の仕上面を選択して取り付け、或いは外装材を反転させて取り付け、且つ新たな外装材に交換することも出来る。更に、このように外装材が簡易に着脱し得るため、外装材を補修し或いは再塗装するような場合も外装材を建築物から取り外して作業性の良い場所に移動させて行なうことが出来る。このため、保守作業の安全性を確保し、且つ高い品質を保持した保守を行なうことが出来る。
【０００８】
また上記外装材を建築物に取り付けたとき、建築用外装材と建築物の外面との間に空隙を形成することが好ましい。外装材をこのように取り付けることで、外装材と外面の間に形成された空隙を利用して日射熱を制御することが出来る。
【０００９】
例えば、上記空隙の上下両端部に空気を流通させる開口を設けた場合、空隙内の温度が上昇するのに伴って該空隙に上昇気流が発生し、上端側の開口から温度が上昇した空気が流出すると共に、下端側の開口から温度の低い大気が流入し、この空気流によって外壁面を冷却することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の外装材及び取付構造の好ましい実施例について図を用いて説明する。図１は外装材の例を説明する図である。図２は外装材の縦方向の断面の例と取付構造を説明する図である。図３は外壁材と外壁面との位置関係の例を説明する図である。図４は日射の影響を確認する実験を実施する際の外壁材と外装材との関係を説明する図である。図５は日射の影響を確認する実験を実施したときの温度の検出部位を説明する図である。
【００１１】
先ず、図１により外装材１について説明する。外装材１は所定の厚さを持った鋼板からなり、一方の仕上面が日射を反射し得る機能を有する反射面１ａとして形成され、他方の仕上面が日射を吸収し得る機能を有する吸収面１ｂとして形成されている。前記反射面１ａは白色塗装が施されており、吸収面１ｂは黒色塗装が施されている。
【００１２】
図２は図１に示す外装材１を外壁３に取り付けたとき、外壁３との間に空隙を形成し、或いは接触させるようにした取付構造を説明する図である。
【００１３】
外壁３には外装材１の長手方向の寸法と略等しい間隔を持って取付部材となるコ字状の一対のレール16が設けられており、外装材１の上下両端部をレール16に嵌合させることで、外壁３に取り付けられている。尚、レール16には図示しない空気を流通させる穴及び雨水抜き用の穴が形成されている。
【００１４】
同図（ａ）に示すように、外装材１の少なくとも上下両端には枠体20が取付られており、この枠体20の厚さ方向に偏心した位置であって、外装材１の反射面１ａから離隔した位置に係止突起20ａが形成されている。前記偏心寸法は、外壁３に設けた取付部材となるレール16の溝16ａから外壁３までの距離に対応した寸法を有している。即ち、溝16ａの中心から外壁３までの距離と、係止突起20ａの中心から反射面１ａの表面までの距離が略等しい値に設定されている。
【００１５】
従って、同図（ｂ）に示すように、外装材１の反射面１ａを露出させた状態で枠体20の係止突起20ａをレール16の溝16ａに嵌合させたとき、吸収面１ｂと外壁３との間には空隙22が形成され、また同図（ｃ）に示すように、吸収面１ｂを露出させた状態で係止突起20ａを溝16ａに嵌合させたとき、反射面１ａが外壁３に極めて接近し或いは接触する。
【００１６】
また同図（ｄ）に示す外装材25は、所定の厚さを持ったパネル状に形成されており、且つ上下両端部であって吸収面25ｂと同一面側に係止突起25ｃが形成されている。外装材25の厚さは、レール16の溝16ａと外壁３との距離に対応する寸法を持って形成されており、係止突起25ｃをレール16の溝16ａに嵌合させることで、外壁３に取り付けることが可能である。
【００１７】
そして、同図（ｅ）に示すように、外装材25の反射面25ａを露出させた状態で係止突起25ｃをレール16の溝16ａに嵌合させたとき、吸収面25ｂと外壁３との間に空隙22が形成され、同図（ｆ）に示すように、吸収面25ｂを露出させて係止突起25ａを溝16ａに嵌合させたとき、反射面25ａが外壁３に極めて接近し或いは接触する。
【００１８】
次に、例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように、反射面１ａと吸収面１ｂを有する外装材１を外壁３に取り付けるに際し、反射面１ａを露出させて吸収面１ｂと外壁３の間に空隙22を形成した場合、及び吸収面１ｂを露出させて反射面１ａを外壁３に接触させた場合の作用について説明する。
【００１９】
同図（ａ）に示すように、外壁３をＡＬＣパネルによって構成し、外装材１の吸収面１ｂ（黒色塗装面）を露出させると共に反射面１ａを外壁３に接触させたとき、日射による熱は吸収面１ｂから吸収され、外装材１の熱伝導によって反射面１ａ側に伝達され、該反射面１ａから外壁３を構成するＡＬＣパネルに伝達される。ＡＬＣパネルは極めて熱伝導率が小さく且つ熱容量が大きいため、外装材１を介して伝達された熱を保持しておくことが可能である。このため、日射による熱を保有しておき、日射がなくなったとき、屋内へ放熱し暖房効果を向上させることが可能である。
【００２０】
特に、冬季は太陽高度が低く、外装材３に対する日射の入射角が大きくなり、熱を受ける効率が高くなるため、熱の利用効率を向上させることが可能である。
【００２１】
また同図（ｂ）に示すように、外装材１の反射面１ａ（白色塗装面）を露出させると共に吸収面１ｂと外壁３との間に空隙22を形成した場合、日射による熱は反射面１ａによって反射されるものの、全ての日射が反射されるものではなく、外装材１の温度が上昇し、この影響を受けて空隙22内の空気温度も上昇する。しかし、空隙22の空気層が熱のクッション（断熱性能）となって外壁３が直接日射に曝されるのと比較すると影響は小さくなり、ＡＬＣパネルが保持する熱量を軽減することが可能となる。更に、空隙22の上下方向に空気を流通させる穴を形成することで、空隙22内の熱も排除される。従って、屋内への熱の影響を大幅に軽減することが可能となり、冷房効率を大幅に向上させることが可能である。
【００２２】
空隙22内の空気は、外装材１を通して伝達された熱によって温度が上昇して矢印ａ方向に流れる。空隙22の上下両端部がレール16によって閉鎖されている場合、温度が上昇した空気は空隙22の内部で対流することとなる。この場合、空隙22内の空気は温度が更に上昇し、ＡＬＣパネルの熱伝導率や熱容量等の条件に応じた温度まで上昇して定常状態となる。この状態では、屋内に対する熱の影響を排除しえない。
【００２３】
しかし、空隙22の上下両端部が空気の流通を許容し得るように形成されている場合、空隙22内の空気は上昇気流となって空隙22の上方から流出し、これに伴って空隙22の下方から新たな空気が流入する。従って、外装材１が日射の影響を受けている間、矢印ａ方向への空気流は定常的になり、外気温度との兼ね合いがあるものの、空隙22の内部温度は略一定の値を保持する。
【００２４】
このように、空隙22の上下両端部を空気の流通を許容し得るように構成するには、例えば、外装材１を幅方向の両端部を利用して外壁３に取り付ける構造、或いは横方向の部材となるレール16を有する場合、これらのレール16に図示しない開口を形成することで実現することが可能である。
【００２５】
本件発明者は、外壁３をＡＬＣパネル３によって構成するものとし、該ＡＬＣパネル３を直接日射に曝した場合と、外装材１の反射面１ａを露出させると共に空隙22を形成して日射に曝した場合と、吸収面１ｂを露出させると共に空隙22を形成して日射に曝した場合と、の比較実験を試みた。尚、本実験に於いて、空隙22の効果を比較するために、ＡＬＣパネル３の露出面には外装材１の反射面１ａと同等の塗装を施している。
【００２６】
この実験は図４，図５に示すように、幅610mm，長さ2600mmのＡＬＣパネル３を用い、図４（ａ）に示すＡＬＣパネル３を直接日射に曝したテストピース27、同図（ｂ）に示すＡＬＣパネル３の片側の面から30mm離隔させて空隙22を形成すると共に反射面１ａを露出させた外装材１を取り付けたテストピース28、同図（ｃ）に示すＡＬＣパネル３の片側の面から30mm離隔させて空隙22を形成すると共に吸収面１ｂを露出させた外装材１を取り付けたテストピース29で、且つ各空隙22は上下両端が開放されているものとした。尚、外装材１は厚さが0.27mmの鋼板によって形成されている。
【００２７】
各テストピース27〜29は、上端側から210mmの位置、下端から1300mmの位置、下端から200mmの位置で、ＡＬＣパネル３の屋内側に相当する面には高さ方向中央に測定点32，35，38を設定し、ＡＬＣパネル３の空隙22側の面に測定点41〜49を設定し、空隙22の厚さ方向の中央に測定点54〜59を設定し、外装材１の空隙22側の面に測定点64〜69を設定して夫々の温度を計測した。
【００２８】
尚、各テストピース27〜29は同一条件で日射に曝されるように固定した。また各テストピース27〜29に設定された測定点の温度は同時に計測するものとし、経時的な変化、各テストピース27〜29に於ける変化を比較した。
【００２９】
ここで、テストピース27の測定点42が最高温度を示したときの各テストピース27〜29に於ける温度の測定結果について簡単に説明する。測定点42の最高温度は40.8℃であり、このときの気温は31.9℃であった。
【００３０】
上記状態に於けるテストピース27の測定点32は32.9℃を示し、点41は39.4℃，点43は35.7℃であった。
【００３１】
テストピース28に於ける測定点35は32.2℃を示し、点44は33.2℃，点45は36.0℃，点46は32.9℃を示し、点54は35.7℃，点55は34.8℃，点56は33.2℃を示し、点64は38.1℃，点65は38.6℃，点66は35.2℃を示した。
【００３２】
テストピース29に於ける測定点38は33.0℃を示し、点47は39.5℃，点48は39.6℃，点49は33.3℃を示し、点57は41.0℃，点58は39.0℃，点59は34.9℃を示し、点67は52.6℃，点68は56.0℃，点69は40.9℃を示した。
【００３３】
上記結果から、ＡＬＣパネル３の日射面側の条件に関わらず、屋内側に相当する面の温度は略一定であるが、ＡＬＣパネル３は熱伝導率が小さいため、点42，45の温度の差は数時間後の点32，35の温度に影響を与える。即ち、点32，35のピークは点42，45のピークの数時間後になる。従って、テストピース27の露出面がテストピース28の反射面１ａと同一仕様の仕上面であることから、点42，45の現在の温度差は、反射面１ａを露出させた外装材１及び空隙22の効果があらわれていることが判明する。
【００３４】
次に、外装材１が反射面１ａを露出させるか、吸収面１ｂを露出させるかによって空隙22の内部温度は異なる値となることが判明した。特に、テストピース27の直接日射に曝される面の最高温度が点42の40.8℃であるのに対し、テストピース28では点65の温度が38.6℃であり、これは空隙22を流通する空気の効果があらわれている。更に、テストピース29では点68の温度が56.0℃であり、明らかに吸収面１ｂによる熱の吸収効果があらわれている。
【００３５】
またテストピース28，29に於ける空隙22の中央に対応する点54〜56，点57〜59を比較すると、下方から上方に行くのに従って、テストピース28では2.5℃上昇し、テストピース29では6.1℃上昇している。このことは、空隙22の内部で上昇気流が発生し、上端側から温度が上昇した空気を放出し、この放出に伴って下端側から冷えた大気が流入していることを示している。
【００３６】
上記の如く、外装材１の一方の仕上面を日射の反射面１ａとし、且つ他方の仕上面を日射の吸収面１ｂとし、外装材１と外壁３との間に空隙22を形成すると共に該空隙22の上下両端部位に空気が流通する通路を形成することによって、空隙22に上昇気流を発生させて外壁３に対する日射による熱の影響を軽減することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る外装材の取付構造では、夏季には日射を反射して屋内に対する熱の影響を排除し、冬季には日射を吸収して暖房効率を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  外装材の例を説明する図である。
【図２】  外装材の縦方向の断面の例と取付構造を説明する図である。
【図３】  外壁材と外壁面との位置関係の例を説明する図である。
【図４】  日射の影響を確認する実験を実施する際の外壁材と外装材との関係を説明する図である。
【図５】  日射の影響を確認する実験を実施したときの温度の検出部位を説明する図である。
【符号の説明】
１                      外装材
１ａ，25ａ              反射面
１ｂ，25ｂ              吸収面
３                      外壁，ＡＬＣパネル
16                      レール
16ａ                    溝
20                      枠体
20ａ                    係止突起
22                      空隙
32〜69                  測定点
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004401019.tif 000004
【図４】
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【図５】
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