(57)【要約】【課題】    環境対策及び省エネルギーを実現する為に、断熱性能・気密性能の高い住宅を、簡単な工夫を加えることで、施工精度を高め・施工工程の簡略化を図ることの出来る建物及び建物の建築方法を提供する。【解決手段】  建物の気密性能・断熱性能を確保する上で必要な部材の開発・部材の組み合わせ・部材の組み合わせの方法の開発を図り、施工工程の複雑化を避けながら、気密性能・断熱性能の向上を実現し、結果として、省エネルギーで快適な環境と共生できる建物及び建築方法を提供する。【選択図】  図４
2007071009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
図１に示す建物を構造的に支える基礎・土台・柱・桁・梁・小屋組みから構成される構造躯体並びに気密断熱層・通気胴縁・屋根通気層・外側通気層・屋根・外壁を具備する屋根体・壁体から構成され、構造耐力を備え、桁上の垂木受けによって屋根体と壁体との気密断熱層を連結し、隣接する屋根体の気密断熱層を連結し、基礎と壁体の気密断熱層を連結する建物であって、
壁体及び屋根体の気密断熱層は、断熱パネルを構造躯体の外側に貼置きし、断熱パネルと構造躯体の接触面で、気密材もしくは内側から気密シート・気密材を介して密着して、パネルどうしを互いに接合し、気密シートを併せて二種類の気密ラインを形成し、
垂木受けと桁との間の接合部に気密シートを挟み置きし、気密シートの両端は屋根体及び壁体の気密シートに連結し、
隅木・谷木を含む棟木と垂木受けとの間に気密シートを挟み置きし、気密シートの両端を屋根体の気密シートに連結し、
垂木受けと屋根体の断熱パネルとの間の接触面に気密材を配置して接合し、垂木受けは気密材を介して接合する部位と気密シートを介して接合する部位との両部位で屋根体を受け、
垂木受けと壁体の断熱パネルとの間の接触面に気密材を配置して接合し、垂木受けは気密材を介して接合する部位と気密シートを介して接合する部位との両部位で壁体との間に二層の気密ラインを形成し、
基礎の天端と土台との接触面は、基礎天端・気密材・気密シート・土台の順に配置し、気密シートの一端は壁体の気密シートに連結し、気密シート・気密材を介して基礎及び土台と胴縁受けとを緊結し、
胴縁受けは壁体の気密断熱層に気密材を介して接合し、基礎天端から壁体・屋根体・棟に至る気密断熱層に二種類の気密ラインを形成することを特徴とする建物及び建物の建築方法。
【請求項２】
前記屋根体は、屋内側から垂木・板状断熱材・気密シート・板状断熱材・垂木・野地板・屋根材から構成され、垂木の一端はそれぞれ桁及び垂木受けに緊結し、
前記垂木受けは、図４に示す様に屋根体の気密断熱層の一層目の断熱材と二層目の断熱材を段違いに受け、二層目の断熱材と垂木受けとの間に気密材を貼置きし、二層目の断熱材どうしを内側から気密材で接合し、
気密シートは、垂木受けと桁との間から垂木受けと垂木及び断熱材との接面部に、その両端を３０CM程余して挟み置きすることを特徴とする請求項２に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項３】
前記断熱材の内、屋根体の断熱材の一層目は杉厚板材であることを特徴とする請求項２に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項４】
前記杉板材は垂木を兼ねることを特徴とする請求項３に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項５】
前記柱と土台、柱と桁との間を気密材により密接し、内側の板状断熱材は柱と柱との間に、且つ、断熱材の外側面と柱の外側面とを均一面に配置し、均一面で気密材を介して断熱材と柱・土台・桁との間を接合して別途壁体の気密ラインを形成することを特徴とする請求項３又は４に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項６】
前記柱と土台、柱と桁との間を気密材により密接し、内側の板状断熱材は柱と柱との間に、且つ、断熱材の外側面と柱の外側面とを均一面に配置し、均一面で気密材を介して断熱材と柱・土台・桁との間を接合し、
屋根体の屋内側の板状断熱材間を気密材により接合し、壁体及び屋根体の気密ラインを別途形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項７】
前記の垂木受けと桁との間の接合部に挟み置きする気密シートは、壁側シートと屋根側シートに分割し、壁側シートは桁と気密材と気密シートと垂木受けの順に配置し、屋根側シートは桁と気密シートと気密材と垂木受けの順に配置し、分割された壁側シートと屋根側シートとの隙間に気密材を配置し、桁と垂木受けとを直接接合することを特徴とする請求項６に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項８】
前記基礎の天端と土台との接触面の屋内側半分を活用して基礎天端・気密材・土台の順に配置し、接触面の屋外側半分を活用して、基礎天端・気密材・気密シート・土台の順に配置し、気密シートの一端は壁体の気密シートに連結し、基礎から壁体・屋根体・棟に至る気密ラインを別途形成することを特徴とする請求項７に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項９】
前記柱間の間隔は１０００ミリメートルをモジュールとして配置し、柱の隅を幅１５ミリメートル断熱材の厚さ分切り欠きし、幅９１０ミリメートルの断熱材を嵌め込み、断熱材の外側面と柱・桁・土台の外側面とを均一面にし、断熱材と構造材とを気密材を介して接合することを特徴とする請求項１乃至８に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項１０】
前記断熱材に吸放湿性を具備する断熱材を用い、前記気密シートに透湿防風防水シートを用いることを特徴とする請求項１乃至９に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項１１】
前記壁体の内側の断熱材は杉厚板材を用いる板倉造りであることを特徴とする請求項２又は３又は４又は７に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項１２】
前記北側の壁体の内側の断熱材は吸放湿性を具備せず、防湿層を形成することを特徴とする請求項１０に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項１３】
前記断熱パネルの外側で結合金物を介して屋根体と壁体とを緊結し、壁体と構造躯体とを緊結し、基礎・土台・胴縁受けを介して柱より外側の壁体部を構造躯体に支持し、胴縁受けの働きに応じて屋根体に架かる壁体の荷重を縮減することを特徴とする請求項１乃至１２に記載の建物及び建物の建築方法。
【請求項１４】
前記断熱パネルは構造耐力を具備し、結合金物を介して断熱パネルと屋根体とを緊結することを特徴とする請求項１３に記載の建物及び建物の建築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の気密性能・断熱性能を確保する上で必要な部材の開発・部材の組み合わせ・部材の組み合わせの方法の開発を図り、施工工程の複雑化及び施工のロスを避けて施工精度を向上し且つ施工コストを削減しながら、気密性能・断熱性能の向上を実現し、結果として、省エネルギーで快適な環境と共生できる住宅を提供する建物及び建物建築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
壁体・屋根体のパネル化は、高気密・高断熱住宅を建築するにあたり、現場施工の工程を簡素化しながら施工の精度と施工期間の短縮を図る手段として、これまで進められ、一定の成果を得られた。只、従来の方法では気密性能の更なる向上は難しい。
断熱材として合成樹脂系のボード状の資材が普及するにつれ、断熱材そのものが単体としてパネル化され、構造躯体との組み合わせの中で、断熱性能のみならず気密性能の確保に活用され、断熱・気密を図る施工方法は多様化している。
内側通気層を確保し、尚且つ、施工性（施工手間・精度・性能）の向上を図る上で、断熱材のボード化は重要である。只、内断熱の手法を採用する場合、筋交い・耐震金物等の耐力壁の形成に必要な資材及び電気配線が施工性の向上を図る上で障害となっている。その様な事情もあり、ボード状の断熱材を用いる工法では外断熱の方向に進まざるを得ない。只、外断熱方式の場合、金物で構造材に支える形をとる限り、用いる断熱材の厚みには限界がある。→断熱材を金物以外で支えることが課題となる。
内断熱工法を採用する場合、壁体内への湿気の侵入を阻止する目的も兼ねて防湿層が採用され、同時に気密性能も確保できる。防湿層の形成には、一般に防湿シートが用いられる。
又、構造用合板を併せて用いれば、構造耐力を得られるので、構造耐力壁の形成に必要な筋交い・金物等を省略できる。その上、断熱性能及び気密性能の向上を図れる。
更に、構造用合板の外側にボード状の断熱材を付加すれば、耐力壁を兼ねた外断熱工法に進展する。
そこから壁体の積層パネル化への進展は難しくない。具体的には、外断熱方式であれ、内断熱方式であれ、現場施工の工程及び工期の縮減を図る場合、パネル化は自然の流れである。しかも、パネル化によって、現場施工の精度のばらつきが小さくなり、平均して気密性能は向上した。只、数値的に表せば、相当隙間面積のＣ値は２．０見当と言った所である。
更に積層パネル化の効能を挙げれば、ボード状のものに限らず、グラスウール等を使用しながら気密化を図る事ができる点である。この様な事情は、壁体のパネル化に限らず、屋根体のパネル化にも共通するものである。
【０００３】
パネル化された壁体・屋根体を用いて建物の断熱・気密を図る場合、断熱性能の上限は設計段階で決まる。それで、断熱・気密の性能を確保するための要諦は、断熱パネルの気密性能・断熱パネル相互間の接合部の気密性能・壁体パネルと屋根体パネルとの連結部の気密性能・基礎と土台、土台と柱、柱と桁、桁と垂木受け、棟木と垂木受けという具合に構造部材間の接合部の気密性能を確保する事にある。
屋根体の断熱パネルと垂木受けとの接合部において、気密を確保する工夫に関しては、特開Ｈ７−５４４３５号（特許文献１）に開示されている。記載内容には、屋根体のパネルと垂木受けとの接合部について、気密を図る手段を提示されている。
しかし、垂木受けと桁との間の接合部について、気密を図る手段の記載は見られない。垂木受けと桁との接触面は、密着しているわけでもなく、資材の変形等により時間の経過とともに漏気は大きくなる。結局は、気密性能をどの水準に求めるかという問題意識の違いに基づくものである。結局、断熱パネルと桁との接合部において、線の接触から面の接触へと、気密を図る工夫の跡は認められるものの、Ｃ値換算で１．０未満を達成する為に必要な工夫には到達していない。
断熱パネルの気密性能は重要であるが、建築された建物の全体としての気密性能は、パネル材の取り付け方法・構造部材の施工方法に影響される。それで、従来以上の高い気密性能を追求すれば、施工精度の高さ及び施工の手間が要求される。それは、積層パネル化を図るか否かに関係ないものである。断熱パネルを用いた場合でも、更なる気密性能の向上を図るために、同様の施工手間を必要とする。只、同様の施工手間をかけるのであれば、現場施工方式は積層パネル方式よりも施工のロスおよび施工コストを削減できる工夫の余地を残し、且つ、性能の向上余地を大きく残している。
【０００４】
特開２００５−２６４６４５号（特許文献２）に提起されたものは、屋根体と壁体との境で気密シートを用いて気密性能を確保し、施工工程の改善を成し遂げるものである。
具体的には、屋根体と壁体とを繋ぐ箇所に気密シートを配置し、気密シートの一端を屋根体の気密シートに接合し、屋根工事終了後に気密シートの他端を壁体の気密シートに接合するものである。
長所として、気密シートの屋根側シート部はその施工後直ちに屋根材で覆う事が可能であり、又、気密シートの壁側シート部も、屋根材によって雨等から保護することが可能である。それで、屋根材を葺き終わるまで気密シートを雨や日光等の外的環境にさらされて、劣化させる事を避けることが出来る。
ところで、屋根体の断熱材と壁体の断熱材との境には充填材が用いられ、断熱欠損を避ける工夫は見られる。但し、屋根断熱材を気密シートで覆い、屋根葺せ工事完了後で壁体の断熱材の取り付け工事を待って充填材の施工は可能となる。作業手順から、断熱欠損の補完作業の完全さは保証できない。増してや、気密性に関しては、充填材によって気密を図る意図は認められない。又、現実問題として、充填材で高い気密性を確保し、気密シートと別途の気密ラインを形成することはできない。  
しかも、気密シートは施工後特別の保護策が図られず、屋外環境に晒されていることに変わりはなく、昼間は絶えず太陽熱の影響を受け、又、風雨に晒される。その様な環境のもとでは、断熱層の外側に露出する形に貼置きされた気密シートの性能は経年変化以上の劣化を避けることは出来ない。
【０００５】
住宅金融公庫等の高気密住宅の基準では、隙間相当面積であるＣ値５．０以下が求められている。次に、２．０以下、最高レベルとして１．０以下である。只、最高レベルの基準をクリアーして認定を受けた住宅は、国内を通じて数社を数えるのみである。１．０の基準はそれだけ厳しい基準であるし、施工技術の水準として目標とされる数値でもある。
壁体部の高い気密性能を図る手段として、ボード状の断熱材又は耐力壁を兼ねる断熱材（例えば、構造用合板）を構造躯体に気密材を介して接合する方法、あるいは、気密シート（防湿シート・透湿防風防水シート）を用いる方法が採用されている。その他の部位の気密性を確保できれば、何れの方法によっても、気密性能を数値に表すＣ値２．０を新築時に達成する事は不可能ではない。
【０００６】
特開２００３−２３９４４４号（特許文献３）には、杉厚板材を垂木として活用しながら断熱材と天井内装材を兼ねられる方法が提起されている。
天井内装工事に伴う下地及び仕上げ工程を省けるので、施工の手間のみならず工期及びコストを縮減できる点では注目すべき工法である。
但し、垂木を兼用する杉厚板材どうしを実で結合するのみで、他に有力な気密を図る手段が準備されていないので、高い気密性能を要求される住宅には不向きである。この場合、仮に二層の垂木兼断熱材の間に気密シートを挟んで三層に構成しても、事情は大きくは変わらない。長手方向に気密を図る手段が用意されていず、しかも、屋根体と壁体との境で気密を図る手段が用意されていないので、高い気密性能（Ｃ値１．０以下）を確保することは難しい。
【０００７】
屋根体の気密断熱層に杉厚板材を用いて高い気密性を確保するには、杉厚板材どうしを実で結合した場合、途方もない手間を要し、実用的な手段ではないと言わざるを得ない。これは、杉厚板材によって建物全体の気密性能をＣ値１．０以下の水準に求める場合、実の結合部の一つ一つで気密材（パッキン）を用いて必要な気密性能を確保しなければならない。それは、不可能ではないにしろ、その手間・コストを考慮すれば、別の工夫によって必要な気密性能を確保する方が達成に要する手間・コストは少なく済みそうであるということである。その上、屋根体と壁体との結合部及びその他の結合部において、高い気密性能を実現できる工夫が必要となる。
【０００８】
気密断熱層に防湿層を設ける施工法が見られる。これは、単純に湿気の屋内外への移動を排して、結露等の弊害を避ける工夫である。
特開２００５−８３１６４号（特許文献４）には、壁体に厚板材とその外側に防湿シートを配し、防湿シートの外側に外側通気層・外装材を配す構成が示されている。壁体の中核材である厚板材の吸放湿性を活かす為に、屋外からの湿気の逆流による浸入を阻止する工夫として防湿シートが設けられている。
問題は、壁体中核部から屋外へ湿気を移動させる事ができない。その結果、湿度調節能力・効果は吸放湿材である厚板材の吸湿容量に制約される。又、夏季はエアコン利用の冷房が普及しているので、その影響により壁体内の湿気は結露を起こし易い。しかも、昼間の太陽熱エネルギーの日射取得により気化が生じても、湿気を屋外に排出する機能が欠けているので、湿気は壁体内に篭ることとなる。
厚板材の吸湿容量に制約されずに屋内の湿度調節機能・効果を得るには、屋内から屋外への湿気の移動を実現し、且つ、屋外から屋内への湿気の移動を抑制する必要がある。しかも、気密性能は高いレベルを求められる。
屋外への湿気の移動を可能にするには、少なくとも、気密シートに防湿層を選択できず、透湿性の気密シートを選択する必要が有る。
更なる問題は、断熱層兼耐力壁の外側に気密シートによる気密ラインの形成が図られているので、気密シートは夏季の太陽熱の影響から逃れられず、劣化の速度は著しく、気密性能は短期間の内に消失しかねない。
尚、湿気の移動にはエネルギー移動も併せて行われる。
【０００９】
T-０１８に提起した発明のポイントは、気密断熱層内での湿気の移動を制御（促進又は抑制）し、しかも、エネルギー移動を制御するところにある。つまり、単純に湿気の移動・浸入を防止すれば済む問題ではない。その様な事情から気密断熱層の構造そのものが単純ではなく、壁体と屋根体との接合部においては高度な工夫が求められる。それは、必要な性能・機能の確保に貢献しながら、施工工程の簡略化・工期短縮・コスト削減に貢献できることが求められる。
【００１０】
気密シートの外側でボード材を用いて気密ラインを形成すれば、二つの気密ラインの内側では必ずしも別途気密ラインを必要としない。そこに、杉厚板材・セルロースファイバー等の断熱材を用いる事の許容される所以が在る。
【００１１】
特開平９−２１７４５６号（文献番号５）において、軒先の屋根体と壁体とを結合金物を介して緊結する場合、結合金物に起因する結露を回避し、且つ、壁の通気胴縁のずり落ちを補強する手段を開示するものである。
具体的には、「断熱屋根構造と、通気胴縁、断熱材を含む外張り断熱壁構造との結合構造であって、上記通気胴縁の上端部が、ひねり金物・あおり止め金物などの結合金物を介して、断熱屋根構造と緊結」されている。
高気密・高断熱住宅で外断熱構造を採用する場合、断熱材・通気胴縁・外壁で構成される壁体は、断熱材の厚さの分構造材の外側に構造材から離れる。それで、壁体の加重によるずり落ちが要因となり、断熱材の厚みを増すことで断熱性能の向上を図ることを阻みがちとなる。ところで、従来ひねり金物は、屋根体と構造躯体とを緊結して、台風等の強風時に下から呷られて屋根が離れるのを防ぐ目的で施工されてきた。
さて、上記文献では、「ひねり金物が結露を起こす危険性がある」旨を指摘し、「高いコストをかけることなく、しかも、結露の問題を解決する新規な外張り断熱屋根および断熱壁の結合構造を提供する」ことを課題として提起され、効果として「重量ある断熱壁の外装材を通気胴縁にて支えるに際し、通気胴縁が屋根部材（屋根通気垂木など）に結合されているので、外装材の下方へのズレを防止することができる」「通気垂木を屋根垂木に止めるための釘の本数を減らすことができる」旨、記載されている。
しかし、従来の外断熱の施工では、構造躯体と断熱材との間に上記ひねり金物は施工されるので、現実問題としてひねり金物が熱橋となって結露を起こす危険性はないと言わざるを得ない。只、ひねり金物が障害となって構造躯体と断熱材との間に隙間を作るとすれば別問題である。その場合は、必要とする気密性能を確保できず、隙間相当面積の数値であるＣ値は低下せざるを得ない。但し、断熱材をひねり金物の形に切り欠きし、断熱材を充填すれば、気密性確保、結露防止の問題は解決する。その意味では、施工法の問題と言うべきものである。只、ひねり金物ごとの施工の手間等を考慮すれば、別の方法で解決すべきである。
そこで、先行する技術による解決策であるが、軒先の屋根体は構造的に垂木により支えられている。それで、壁体を垂木により支えるとすれば、本来の加重を超える加重が垂木に加わる事となる。その結果、垂木はその強度を増すためにも、その断面積を増して大きな資材を用いざるを得ない。それは、コスト増を招く要因となり、課題に背反することとなる。更に、屋根部の垂木によって、常時重量のある外装材等の下方へのずり落ちを防止する構造となっている。先行技術では、背反する力は互いに打ち消しあい減衰するという立場である。（技術常識）この常識は、屋根体と壁体とが桁で接合する点が屋根体と壁体とをひねり金物等を用いて緊結する垂直方向のライン上にある場合に主張できる。しかし、ラインが構造躯体から離れるにつれ、ベクトル的に合わさった力が水平方向に新たに生まれる。つまり、桁と垂木の接合点から屋根体と壁体との結合部が水平方向に離れるに応じて、台風時等の呷り風により生じる上方へ引っ張り上げる力と下方への力とはベクトル的に合算された力が、屋根体と壁体との結合部に集中することとなる。その力の方向は水平に引き抜く方向に働く。それで、構造的に破壊されやすい要因を抱えるものとなり（新たな課題）、結合部を強化する必要性が増す点では、釘の本数を減らすことは難しい。
結局、提起されている課題には問題・異論があるに止まらない。その上、上記問題は課題として把握・提起されていない。それで、解決する手段を発明の構成要素とすることは難しい。（構成の困難さ）
【００１２】
【特許文献１】特開Ｈ７−５４４３５号
【特許文献２】特開２００５−２６４６４５号
【特許文献３】特開２００３−２３９４４４号
【特許文献４】特開２００５−８３１６４号
【特許文献５】特開平９−２１７４５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
パネル工法と軸組在来工法との比較では、現場施工における工程数及び施工手間及び工期の縮減、施工精度の向上を目指してパネル工法を選択される。只、パネル工法は、組立工場でのパネル製作に工程及び手間を必要とし、総合的に見れば価格は割高になる傾向がある。それにも関わらず、パネル工法が一定の市場占有率を確保できるのは、現場施工の工期短縮及び施工精度向上という要請に応えるためです。それだけ、施工現場の工期短縮は重要視されている。
只、工期短縮を図るにしても、施工の精度は高気密・高断熱住宅を建築するに当たっては重要視される。そこで、従来の施工法に比較して、現場施工の工期短縮を図りながら施工の精度を確保して、その上で、従来のパネル工法以上の気密性能及び低コストを実現できることを課題とする。
在来工法の現場施工の精度向上及び気密性能向上に寄与し、尚且つ、パネル工法の性能向上にも寄与することを課題とする。
気密性能の具体的な数値は、Ｃ値換算で１．０以下の水準を達成できることを課題とする。
【００１４】
壁体・屋根体の気密もしくは防湿を図る手段として、気密シートが用いられてきた。只、断熱材の外側に貼り置きする方法では、日射取得する太陽熱エネルギーの影響を受けやすく、経年変化は著しく進み、その性能を長期に渡り維持することは難しい。そこで、気密シートの性能を長期に渡り維持できる事を課題とする。
防湿層の形成にあたり気密シートに代えてボード状断熱材の活用を図り、現場施工の精度を確保しつつ、且つ、気密性能の向上を図ることを課題とする。又、気密シートに透湿性の気密シートを選択できることを課題とする。
気密シートに透湿性の気密シートを選択することで、気密断熱層に新たな機能を創出できることを課題とする。
【００１５】
施工工程の複雑化及び増加を招かずに、施工方法の工夫により、壁体部・屋根体部において二重の気密ラインを形成し、気密性能の向上及び気密ラインの耐久性の向上を実現することを課題とする。
更に、屋根体と壁体との結合部において二重の気密ラインを形成し、併せて、用いる気密シートは気密ラインの耐久性を確保できることを課題とする。
【００１６】
壁体には通常屋内に光・風を取り入れる為の窓を設ける。窓には、ペアガラス・断熱サッシを用い、断熱化と気密化を図られている。又、開閉を採用する限り、気密性の確保には限界がある。それでも、気密性能の高い機材を選択することで、建物全体との比較で窓部分のＣ値を０．１前後に抑え、建物全体のＣ値を０．２未満に抑えることは可能である。
さて、窓からの漏気を除外した残りの漏気の許容範囲は、Ｃ値換算で０．１未満となる。この高い性能を追求するには通常の気密を図る方法では困難である。しかも、新築時に限定される性能ではなく、長期にわたり性能を確保できる耐久性をも求められる。以上の高い気密性能の実現並びに長期に渡る性能の維持の可能な建築方法の創造を課題とする。
具体的な数値としては、建物全体でコンスタントにＣ値０．５未満を達成し、０．２未満の数値を窺うことを課題とする。
【００１７】
壁体の断熱材に吸放湿性を具備する断熱材を用いる場合、吸放湿に伴う湿度調節の効果を期待できる。しかも、周囲の相対湿度の制約を越えて、屋内の湿度調節の効果を上げることが出来ることを課題とする。只、その機能を十分発揮するには、高い気密性能は必要条件となる。
吸放湿材を用いるメリットは、湿度調節に留まらない。吸放湿をエネルギー移転に利用することで、断熱性に背反する伝熱性を創出し、屋内の除湿効果を得ながら、併せて、昼間に日射取得する太陽熱エネルギーを潜熱化して排出し、遮熱効果をも得られることを課題とする。その条件として、壁体内等に内側通気層等を通じて、冷却エネルギーを供給することが必要となる。又、高い気密性能を実現できれば、換気システムとの併用により、建物内の空気流路を循環する過程で冷却エネルギーの生成・流通を可能とし、前記遮熱・除湿効果を得られる。
除湿に当たって、エアコン等を用いた凝縮熱の生成・廃棄を縮減し、湿気を潜熱のまま排出し、更に、顕熱である太陽熱を潜熱化して排出することで、ヒートアイランド化抑制の一助となることを課題とする。
尚、二層の断熱材の間に透湿防風防水シートを挟む工夫により、伝熱性の創出は促進するのみならず抑制することが可能となり、好適な制御により冬季の熱損失を抑え、しかも、断熱性能を表示された数値以上に高めることを課題とする。
【００１８】
胴縁受けによって断熱パネルと通気胴縁の重量を支えて、ずり落ちを阻止するのみならず、構造躯体と断熱パネルとの間に気密シートとは別途気密ラインを形成し、建物全体として求められる気密性能の実現に貢献する事を課題とする。
構造躯体と屋根体との緊結をもたらすひねり金物等の結合金物は、断熱パネルを構造躯体へ接合し、高い気密性を確保する上で、施工上障害となっている。そこで、気密性を確保しながら、構造躯体の桁と垂木受けとの緊結を補完し、その上、構造躯体及び壁体と屋根体との緊結を補完し、尚且つ、軒先の垂木に過大な負荷をかけずに壁体のずり落ちを阻止することを課題とする。
台風時等の呷り風により生じる上方へ引っ張り上げる力と下方への力とはベクトル的に合算された力が、屋根体と壁体との結合部に集中することとなる。その力の方向は壁体を構造躯体から水平に引き抜く方向に働く。この引き抜く力を増幅しないことを課題とする。（課題の新規性）
【００１９】
施工方法の工夫により施工工程を更に複雑化せずに二つの気密ラインを形成でき、積層断熱パネルを用いた施工に比較して施工精度を向上し、気密性能の向上と施工コストの縮減という背反的命題を止揚出来る事を課題とする。
その上更に、施工コスト面でも、現場施工及び組立工場でパネル製作を含めた総合的なコスト面でも、積層断熱パネルを用いた施工に比較して優位を保ち、尚且つ、内側通気層を確保できることを課題とする。
施工方法の工夫により施工工程を更に複雑化せずに三つの気密ラインを形成でき、気密性能の向上と施工コストの縮減という背反的命題を更に高い水準で止揚出来る事を課題とする。
構造材を活用して壁体に三層の気密ラインを形成する構成は、施工方法に関して、あるいは、求める気密性能の水準に関しても、単純に積層断熱パネル単体を用いた施工方法では難しい。そこで、積層断熱パネルと断熱パネルとを組み合わせた施工により、三層の気密ラインを形成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
先の課題を解決する手段として、本発明は次の構成を行う。
第一に、図１に示す建物を構造的に支える基礎・土台・柱・桁・梁・小屋組みから構成される構造躯体並びに気密断熱層・通気胴縁・屋根通気層・外側通気層・屋根・外壁を具備する屋根体・壁体から構成され、構造耐力を備え、桁上の垂木受けによって屋根体と壁体との気密断熱層を連結し、隣接する屋根体の気密断熱層を連結し、基礎と壁体の気密断熱層を連結する建物であって、
壁体及び屋根体の気密断熱層は、断熱パネルを構造躯体の外側に貼置きし、断熱パネルと構造躯体の接触面で、気密材もしくは内側から気密シート・気密材を介して密着して、パネルどうしを互いに接合し、気密シートを併せて二種類の気密ラインを形成し、垂木受けと桁との間の接合部に気密シートを挟み置きし、気密シートの両端は屋根体及び壁体の気密シートに連結し、  隅木・谷木を含む棟木と垂木受けとの間に気密シートを挟み置きし、気密シートの両端を屋根体の気密シートに連結し、垂木受けと屋根体の断熱パネルとの間の接触面に気密材を配置して接合し、垂木受けは気密材を介して接合する部位と気密シートを介して接合する部位との両部位で屋根体を受け、垂木受けと壁体の断熱パネルとの間の接触面に気密材を配置して接合し、垂木受けは気密材を介して接合する部位と気密シートを介して接合する部位との両部位で壁体との間に二層の気密ラインを形成し、基礎の天端と土台との接触面は、基礎天端・気密材・気密シート・土台の順に配置し、気密シートの一端は壁体の気密シートに連結し、気密シート・気密材を介して基礎及び土台と胴縁受けとを緊結し、胴縁受けは壁体の気密断熱層に気密材を介して接合し、基礎天端から壁体・屋根体・棟に至る気密断熱層に二種類の気密ラインを形成することを特徴とする建物及び建物の建築方法。
【００２１】
第二の構成は、前記屋根体は、屋内側から垂木・板状断熱材・気密シート・板状断熱材・垂木・野地板・屋根材から構成され、垂木の一端はそれぞれ桁及び垂木受けに緊結し、
前記垂木受けは、図４に示す様に屋根体の気密断熱層の一層目の断熱材と二層目断熱材を段違いに受け、二層目の断熱材と垂木受けとの間に気密材を貼置きし、二層目の断熱材どうしを気密材で接合し、気密シートは、垂木受けと桁との間から垂木受けと垂木及び断熱材との接面部に、その両端を３０CM程余して挟み置きすることを特徴とする請求項２に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２２】
第三の構成は、前記断熱材の内、屋根体の断熱材の一層目は杉厚板材であることを特徴とする請求項２に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２３】
第四の構成は、前記杉板材は垂木を兼ねることを特徴とする請求項３に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２４】
第五の構成は、前記柱と土台、柱と桁との間を気密材により密接し、内側の板状断熱材は柱と柱との間に、且つ、断熱材の外側面と柱の外側面とを均一面に配置し、均一面で気密材を介して断熱材と柱・土台・桁との間を接合して別途壁体の気密ラインを形成することを特徴とする請求項３又は４に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２５】
第六の構成は、前記柱と土台、柱と桁との間を気密材により密接し、内側の板状断熱材は柱と柱との間に、且つ、断熱材の外側面と柱の外側面とを均一面に配置し、均一面で気密材を介して断熱材と柱・土台・桁との間を接合し、屋根体の屋内側の板状断熱材間を気密材により接合し、壁体及び屋根体の気密ラインを別途形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２６】
第七の構成は、前記の垂木受けと桁との間の接合部に挟み置きする気密シートは、壁側シートと屋根側シートに分割し、壁側シートは桁と気密材と気密シートと垂木受けの順に配置し、屋根側シートは桁と気密シートと気密材と垂木受けの順に配置し、分割された壁側シートと屋根側シートとの隙間に気密材を配置し、桁と垂木受けとを直接接合することを特徴とする請求項６に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２７】
第八の構成は、前記基礎の天端と土台との接触面の屋内側半分を活用して基礎天端・気密材・土台の順に配置し、接触面の屋外側半分を活用して、基礎天端・気密材・気密シート・土台の順に配置し、気密シートの一端は壁体の気密シートに連結し、基礎から壁体・屋根体・棟に至る気密ラインを別途形成することを特徴とする請求項７に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２８】
第九の構成は、前記柱間の間隔は１０００ミリメートルをモジュールとして配置し、柱の隅を幅１５ミリメートル断熱材の厚さ分切り欠きし、幅９１０ミリメートルの断熱材を嵌め込み、断熱材の外側面と柱・桁・土台の外側面とを均一面にし、断熱材と構造材とを気密材を介して接合することを特徴とする請求項１乃至８に記載の建物及び建物の建築方法。
【００２９】
第十の構成は、前記断熱材に吸放湿性を具備する断熱材を用い、前記気密シートに透湿防風防水シートを用いることを特徴とする請求項１乃至９に記載の建物及び建物の建築方法。
【００３０】
第十一の構成は、前記壁体の内側の断熱材は杉厚板材を用いる板倉造りであることを特徴とする請求項２又は３又は４又は７に記載の建物及び建物の建築方法。
【００３１】
第十二の構成は、前記北側の壁体の内側の断熱材は吸放湿性を具備せず、防湿層を形成することを特徴とする請求項１０に記載の建物及び建物の建築方法。
【００３２】
第十三の構成は、前記断熱パネルの外側で結合金物を介して屋根体と壁体とを緊結し、壁体と構造躯体とを緊結し、基礎・土台・胴縁受けを介して柱より外側の壁体部を構造躯体に支持し、胴縁受けの働きに応じて屋根体に架かる壁体の荷重を縮減することを特徴とする請求項１乃至１２に記載の建物及び建物の建築方法。
【００３３】
第十四の構成は、前記断熱パネルは構造耐力を具備し、結合金物を介して断熱パネルと屋根体とを緊結することを特徴とする請求項１３に記載の建物及び建物の建築方法。
【００３４】
断熱パネルとして用いられる断熱材には、構造用合板、板状の珪酸カルシウム材、板状の発泡ポリスチレン・硬質ウレタンフォーム等の合成樹脂系断熱材、軟質繊維板・硬質鉱物繊維板（ロックウール板等）等の無機繊維系断熱材、及びこれ等の板状断熱材又は無機繊維系断熱材（グラスウール・セルロースファイバー等）と合板等の建材との積層材等がある。
その内、吸放湿性を具備する断熱材としては、木質無垢板材（杉厚板材等）、構造用合板、板状の珪酸カルシウム材、軟質繊維板、セルロースファイバー、土壁材等を挙げられる。土壁材は、そのままでは断熱性能を表す数値が低い。そこで、地域特性によって異なるものの、必要とする断熱性能を実現できる工夫を組み合わせることが重要となる。併せて、気密性能の確保に繋げる。土材は、組み合わせの工夫による断熱性能の向上を実現することで、壁体部・屋根体部の何れにも使用できる。
吸放湿性を具備しない断熱材としては、透湿抵抗値の高い板状の発泡ポリスチレン・硬質ウレタンフォーム等の合成樹脂系の断熱材を挙げられる。
構造耐力を備える断熱材としては、構造用合板が代表的で、又、構造用合板と他の断熱材との組み合わせにより種々の積層材を利用できる。尚、杉厚板材で構成する板倉造りの壁は、断熱性を備え、吸放湿性を備え、構造耐力性を兼ね備える。
【００３５】
気密ラインの形成に用いられる気密シートには、アルミクラフト紙・金属と紙又は樹脂フィルムとの複合材・合成樹脂系の各製品が有り、使用する目的により、防湿性で防風・防水性を特長とするもの、及び、透湿性であるが防風・防水性を特徴とするものがある。
気密材には、気密パッキン・気密テープ（片面・両面）を適宜用いる。
気密パッキンは、圧縮変形性・曲げ変形性を有し、且つ、弾力性と接着性によって接合部材どうしを密着することができる。尚、材質としては、軟質発泡ウレタン・発泡ポリスチレン等が用いられる。接着性は、ウレタン系・アクリル系等の接着剤を用いて得られる。接合する木質材は乾燥等により変形は避けられず、接触面で隙間が生じ易い。それで、圧縮変形性と弾力性の高い気密材を用いることで、変形に対応しながら接着を維持することを可能とし、長期に渡り接触面で気密性能を維持することができる。
気密テープは、気密シートの接合及び断熱パネルの接合に用い、接合部で互いを覆い・接着することにより気密性を確保する。材質としては、ブチルゴム系・アスファルト系・アクリル系等が有り、接着性は、ウレタン系・アクリル系等の接着剤を片面もしくは両面に用いて得られる。
気密材の接着力は何れも断熱パネル等の重量物を緊結する能力を有するものでは無く、緊結を必要とする場合は、釘・ビス等の接合金物を併せて用いる。
【００３６】
Ａ：吸放湿機能を具備する断熱材の内、機能の違いにより二種類に分類し、
Ｘ ：気体状のＨ２Ｏ、液体状のＨ２Ｏのいずれをも吸収できる断熱材
代表例  ケイ酸カルシュウム主成分（ヒューミライト等）、土壁材
Ｙ : 気体状のＨ２Ｏのみ吸収できる断熱材
代表例  杉無垢板
上記の組み合わせの内、気密断熱層を３層構造にする場合、断熱材ＡはＸ＋Ｘ、Ｘ＋Ｙ、Ｙ＋Ｙの３通りの重ね合わせから選択する。尚、上記の代表例に限定するものではなく、同等の性能を持つものであれば各種の断熱材を使用できる。
選択の際、地域の気候条件を考慮することは重要である。Ｘ＋Ｘの重ね合わせは、断熱材の属性によって吸湿・吸冷の効率を高めることが出来るので、夏季の遮熱・除湿の効率を高める上では貢献する。只、冬季氷点下の気候条件のもとでは、先のＸを用いると結露を通り過ぎて氷結する可能性がある。そのマイナス面は、氷結の際の水の膨張の影響が懸念される。氷結と融解を繰り返す内に、耐久性の阻害される恐れがある。それで、内側にＸ、外側にＹの重ねあわせを採用すると互いの長所を活かし、短所を縮減することが出来る。
前記のセルロースファイバーは、一般に吸湿した状態で液化を生じにくい断熱材として知られている。それで、通常の使用例ではＹの特性を有する断熱材に含められる。只、親水性も備えているので、Ｘ・Ｙの何れの特性を有するかは不明。尚、古くから建物の使用されてきた土壁類はＸの特性を有する資材として扱うことが出来る。但し、単独での使用には断熱性能の面から難があるが、工夫を加えることで断熱性能を改善し、潜熱式の蓄熱性能を活かすことができる。
【００３７】
熱貫流率で表される断熱性能は、暖かい空間から冷たい空間への熱エネルギーの移動に関するもので、冬季の寒さ対策を構築する上で重要で、その断熱性能を数値的に表わす上で役に立つものである。
さて、夏季の暑さ対策を構築する上では、冬季の貢献に比較すると一様ではない。それは、夏季に日射取得する太陽熱エネルギーの大きさから来るものである。具体的には、熱貫流率で表わされる断熱性能が高くても、一部は反射もせず、伝熱もせず、断熱材内に滞留する。夏季の日射取得される太陽熱エネルギーの量は膨大で、その一部が断熱材内で滞留するのみでも、その影響は大きい。具体的には、断熱材内に滞留し、蓄積された熱エネルギーは放射熱エネルギーの形で屋内の温熱環境に影響する。所謂輻射熱は対流熱エネルギーに比較すると、その影響は異なる。熱源である太陽の日没後も断熱材からの輻射熱の影響は持続し、更に、エアコンにより冷却エネルギーを対流熱エネルギーの形で供給しても、伝熱しにくい断熱材を対象とするので、冷却効果が出るには時間がかかる。つまり、断熱性能が高くても、放射熱エネルギーの発生を阻止できないので、日没後も屋内の温熱環境への影響は持続する。
結局、夏季の暑さ対策の構築に当たっては、熱還流率で表わされる断熱性能にのみ依存しても夏季に求められる性能を確保できないので、太陽熱エネルギーを吸収するか、反射するかの手段を備える必要がある。つまり、太陽熱エネルギーを吸収・反射して放射熱エネルギーの発生・影響を抑制し、断熱する方法である。以後、この方法を遮熱と呼ぶ。
【００３８】
従来の技術では、断熱層に吸放湿性を具備する断熱材を用いるにしろ、吸放湿性を具備しない断熱材を用いるにしろ、概ね日射取得する太陽熱エネルギーを如何に効率よく排熱するかを課題としている。それも、顕熱の形での排熱である。
それに対して、顕熱の形での排熱を否定するものではないが、逆に、太陽熱エネルギーを作用の一部として活用を図る。同様に、壁体等で生じる結露に関して、従来は防止すべきものとして大きな課題と見做されてきた。ここでは、逆に結露を作用の一部として活用を図る。しかも、この結露と潜熱的排熱とはそれぞれ独立した作用でありながら、気密断熱層によって隔絶される二つの空間の補完的連携、並びに、常温・通常気圧の下での吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携、この二つの連携の交差に結びつけ、しかも、断熱性と伝熱性という背反するものを止揚する契機を見出すところに、この発明の発想の独自性がある。更に、従来相変化によるエネルギー移転は、常温での液体状のＨ２Ｏから気体状のＨ２Ｏへの変化及び気化熱の利用について注目されてきた。ここでは更に進んで、太陽熱エネルギーから放射熱エネルギーとして運動エネルギーを取得し、相変化（気化）のエネルギーとし、太陽熱エネルギーを湿気という潜熱の形に閉じ込めることが、伝熱性による冷却エネルギー供給の制御の可能性により、制御（促進）出来る点、並びに、屋内側での液化を経て屋内の湿度調節に繋げられる点で画期的である。
さて、日射取得する太陽熱エネルギーを屋外で吸収する冷却エネルギーを気密断熱層を介して屋内から供給するには、断熱材に伝熱性を確保しなければならない。只、伝熱性は冬季に求められる断熱性とは背反し・矛盾するものである。この発明は、冬季に求められる断熱性能によって太陽熱エネルギーを遮り、且つ、伝熱性能によって太陽熱エネルギーを吸収し、断熱性と伝熱性という背反する機能を止揚して、遮熱機能を高めるものである。
太陽熱エネルギーを作用の一部として活用を図る上で、気密断熱層によって隔絶された二つの空間の補完的連携は不可欠である。更に、気密断熱層で起こる湿気移動の方向性及びエネルギー移動の方向性を制御できなければ、好適な温湿度を実現できず、それらが逆転するとエネルギー損失を招く。具体的には、屋内の湿気を取り除いても、屋外から気密断熱層を通じて湿気の浸入を招き、屋内湿度の顕著な改善に支障が出る。又、冬季は屋内を暖房中に屋外の冷気を誘引し、エネルギー損失を招く。
湿気移動に関する補完的連携の制御（促進・抑制）をまとめると、
「相変化を媒介する吸放湿を意図する方向に促進する補完的連携」は、屋内側で冷却エネルギーを供給され、相対湿度上昇及び相変化（液化）促進による吸湿促進、且つ、屋外側で日射取得する太陽熱エネルギー及びファン稼動により、相対湿度低下・相変化（気化）促進による放湿（平衡含水率との乖離・運動エネルギーの供給）及び気圧上昇の抑制もしくは気圧低下の誘引による放湿（気圧と沸点の関係）を促し、気密断熱層内でのＨ２Ｏ移動の圧力を方向付け、保持される。尚、吸放湿機能とＨ２Ｏの相変化との連携により断熱性に背反する伝熱性を生み、太陽熱エネルギーを湿気という潜熱の形で吸収し、屋外から建物外へ排出できる。
「相変化を媒介する吸放湿を意図しない方向を抑制する補完的連携」は、屋内側で冷却エネルギーを供給され、且つ、屋外側でファン停止により、保持される。
さて、冷房に利用するエネルギーを冷（却）エネルギーと言い、蓄冷・放冷・冷気と言う言葉を用いる。暖房に利用するエネルギーを暖エネルギーと言い、蓄暖・放暖・暖気という言葉を用いる。尚、蓄熱には蓄暖・蓄冷の両方、放熱には放暖・放冷の両方の意味をもつ。
【００３９】
さて、内側通気層・天井裏空間の流路を通じて冷却エネルギーを屋内側から気密断熱層に供給する。その冷却エネルギーを屋内側でのＨ２Ｏの液化の制御・吸湿の制御に活用し、太陽熱エネルギーを屋外側でのＨ２Ｏの気化の制御・放湿野制御に活用する。そして、吸放湿とＨ２Ｏの相変化に伴うエネルギー移転との連携によって、気密断熱層における伝熱性を確保する。その伝熱性によって、屋内側で供給する冷却エネルギーを、気密断熱層を通じたエネルギー移動を可能にし、その上で、屋外側での太陽熱エネルギーの吸収に活用する。更に、太陽熱エネルギーの効率的排熱という課題に対し、湿気という潜熱の形で排熱する新規な手段により応える。
ところで、以上に見られる様に、冷却エネルギーの屋内での供給による、エネルギー伝熱の方向並びに吸放湿の方向は、屋外での太陽熱エネルギーの日射取得も合わさり、同一方向に促進される。それで、Ｈ２Ｏの相変化に伴うエネルギー移転と吸放湿機能との連携は好適に保持され、吸放湿を利用した気密断熱層内でのエネルギー移動が可能となる。
【００４０】
吸放湿性を具備する断熱材は、その吸湿の特徴から二つに別けることが出来る。一つは、Ｈ２Ｏの液体の状態で吸収し、且、湿気の状態でも吸収出来る。一つは、Ｈ２Ｏの液体の状態では吸収できないが、Ｈ２Ｏの気化した状態では吸収できる。前者の例は、ケイ酸カルシュウムを主成分とする断熱材である。後者の例は、自然素材の代表格である杉板等である。
エネルギー移転である潜熱的蓄冷との関連で言及すると、前者の例では、Ｈ２Ｏの液体の状態で吸収できるので、吸湿直前に冷気の吸収の効率を高めて飽和状態に至れば、液化を促し、液体の状態のまま吸収される。潜熱的蓄冷の一例である。又、湿気の状態での吸湿・放湿煮は、空気中の相対湿度と素材の含水率との関係が影響する。それは、空気中の温度を下げれば相対湿度は上昇し、平衡含水率との乖離が生じ、その分吸湿は促される。逆に、空気中の温度が上昇すれば相対湿度は下降し、平衡含水率との乖離が生じ、その分放湿派促される。この吸放湿の過程で液化という相変化を生じると、併せて凝縮熱を生じる。この凝縮熱を吸収することで、潜熱的蓄冷を行なうことが出来る。潜熱的蓄冷は、湿気を液化するために冷却エネルギーを投入し、相変化を伴う。
前者の例に示されるように、Ｈ２Ｏの液体の状態でも吸収出来る素材から作られる断熱材を用いると、前記二種類の潜熱的蓄冷手段を冷却エネルギー移転に利用する上では好適である。
さて、一般にＨ２Ｏの沸点は１気圧のもとでは１００℃である。只、多孔質の物質の介在により運動エネルギー吸収の効率を高めると、１気圧のもと３０℃前後の常温で、液体から気体への相変化である気化を生じる。具体的には、３０℃の水１リットルが気化する際、周囲から５８８キロカロリーを奪う。これが気化熱の冷却エネルギーである。
これを吸放湿の見地から表現すれば、相変化を伴なう放湿である。前記二種類の潜熱的蓄冷手段と合わさり、Ｈ２Ｏの相変化を媒介する吸放湿性を具備する断熱材は、吸放湿煮当たり、液化により液体状の水と凝縮熱を生成し、気化により水蒸気（湿気）と気化熱を生成する。しかし、吸放湿速度に関しては相変化を伴う場合、吸湿に比較して放湿速度は劣る。それで、太陽熱エネルギーの日射取得がないと、含水率は高止まりする。それで、含水率管理に太陽熱は不可欠である。
相変化を伴わない放湿では、湿気の状態を保持されて、そのまま放出される。通常、相対湿度の変化による放湿の一部がこれに当たる。尚、相変化を経る場合でも、断熱材の内部で必要量の運動エネルギーを供給されて気化を生じる場合は、吸放湿材の表面では相対湿度の変化に応じて放湿できる。
尚、上記の通り、１気圧・３０℃の下、太陽熱エネルギーの日射取得を得られない場合でも、吸放湿材の媒介によってＨ２Ｏの相変化（気化）による冷却エネルギーの利用は可能である。只、気化熱の影響で周囲に冷却効果が現れ、温度低下すれば、そのままの状態では相変化は持続しなくなる。それに対し、太陽熱エネルギーを日射取得できれば、放射熱エネルギーの効果により、気密断熱層に運動エネルギーを直接・持続的に供給できる。それで、相変化は持続する。かかる効果の有無を考慮のうえで、北側の気密断熱層は仕様を変更する。
【００４１】
断熱されていながら「吸放湿とＨ２Ｏの相変化の連携による伝熱手段」を確保し、屋内への冷却エネルギー供給によって隔絶された領域での太陽熱エネルギーの吸収・排熱を方法的・量的に制御することが出来る。
ところで、二種類の吸湿を促進すると、断熱材内の含水率は高まる。又、気密断熱層を移動する圧力を保つ上では、屋内側の含水率は高止まりせざるを得ない。只、含水率は高すぎると弊害を生む可能性がある。そこで、出来るだけ含水率の上昇を避けながら断熱性に背反する伝熱性を保持するには、吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率を高く維持することが重要である。「連携の比率」を高く維持するには、一つには、相変化を伴わない吸湿を抑えることが大切で、課題となり、一つには、吸湿の際に効率よく冷却エネルギーを供給・吸収し、液化を促進する。それで、液体状のＨ２Ｏを吸収でき、結露を起こさない断熱材を用いる。更に、湿気の吸収後に冷却エネルギー吸収等により液化を経れば、連携の比率は高まる。
さて、隔絶性を構成する気密性と断熱性の内、気密性を高めると屋内への湿気の浸入を阻止できる。それは、吸湿すべき湿気の量の削減に繋がり、冷却エネルギー供給に対して吸放湿とＨ２Ｏの相変化の「連携の比率」を高める効果を表わす。それで、含水率上昇の抑制を視野に入れながら、潜熱的蓄冷手段を効果的に利用することが出来る。尚、含水率の計算上、吸放湿材の保持する気体状・液体状のＨ２Ｏの割合は考慮されず、保持するＨ２Ｏの重量比で算出される。
【００４２】
さて、相対湿度と平衡含水率との乖離により吸湿を促し含水率を上げたとしても、直ちに断熱材内での相変化（液化）の促進に繋がるわけではない。液化の促進は液化に伴い生成する凝縮熱を処理できる冷却エネルギーの吸収促進に依存する。ところが、断熱材はその断熱性により内部に冷却エネルギーを伝導する能力は低い。つまり、冷却エネルギーの伝導が緩慢な分、液化も緩慢である。潜熱的蓄冷を図るにしても、効率はよくない。それでは、たとえ冷却エネルギーの供給を増加したとしても、吸冷を促進することが難しい。それで、効率的な潜熱的蓄冷を図ることが課題となる。
以上を潜熱的蓄冷の過程との関係で把握すれば、気密断熱層の表面で液化したＨ２Ｏを吸収できる特性を備える断熱材を用いると、空気中の湿気を吸収する際に凝縮熱を吸収し・液化を促進し、かつ、液体状のＨ２Ｏを吸引・吸収することで、吸放湿とＨ２Ｏの相変化の「連携の比率」を高く維持することに貢献する。それで、昼間含水率の低下した場合でも、冷却エネルギーの吸収・保持に繋げて、効率的なエネルギー移動を継続し、遮熱・除湿効果の維持に繋げることができる。尚余談ながら、潜熱的蓄冷が顕熱的蓄冷に比較して周囲の温度低下を招かないのは、冷却エネルギーが凝縮熱の吸収に用いられるからである。
さて、液体状のＨ２Ｏを吸収・吸引できる断熱材は、表面に多孔質の形質を保持している。しかも、湿気伝導率との関係で連続した空隙は多い。それで、円滑なＨ２Ｏの移動に乗ってエネルギーの移動も可能となる。ところが、断熱材内の空隙の連続性が増すと気密性に問題が出てくる。具体的に記すと、断熱材に液体状のＨ２Ｏを含水する量の多い夏季と液体状のＨ２Ｏを含水する量の少ない冬季とを比較すると、エネルギーの伝導性とともに気密性能に差が出てくる。その差の生じる源は断熱材内の空隙にある。しかも、空隙の連続性を保持された断熱材ほど湿気伝導率は高い。只、湿気伝導率が高いと気密性の保持が困難で、湿気の浸入を制御することが難しくなる。その意味から、湿気の移動は断熱材の属性である湿気伝導率に依存してその効率を向上させる試みは限界を持っている。
それで、素材と素材以外の要素の組み合わせの中で、湿気移動の効率を向上することが求められる。あるいは、湿気伝導率の異なる断熱材の重ね併せにより課題を解決する。
【００４３】
そこに送風ファンの力を借りると、昼間断熱材の屋外側で含水率の著しい低下を招く。それは、Ｈ２Ｏの移動の圧力となり、先の空隙の浸透をより促進することとなり、同時に、空隙内の気圧の低下を通じ更なるＨ２Ｏの気化を促進する。つまり、Ｈ２Ｏの相変化に伴い生じる気圧の上昇の結果である湿気の浸透との相乗効果により、太陽熱エネルギー吸収を伴うＨ２Ｏ移動の圧力を創出・保持することが出来る。このＨ２Ｏ移動の圧力を活用することで、エネルギー移動及び太陽熱エネルギー吸収（遮熱）の効率の向上を図れる。又、湿気の移動によって、断熱材内の気圧の低下を促された分、空隙内で更なるＨ２Ｏの気化を促進することが出来る。
具体的には、連通する外側通気層・小屋裏空間を通じて排熱・排湿を促進する送風ファンの働きを利用します。つまり、日没後も送風ファンを稼動すると、逆に屋外からの吸湿・吸冷を促す。それを阻止する為に、日没後は停止します。停止によって屋外からの湿気の吸収を抑制し、創出・保持されたＨ２Ｏ移動の圧力を日没後も保つことが出来ます。しかも、内側通気層・天井裏空間でのエアコンを通じた大量の冷却エネルギーの供給と連携して別種の作用を促進します。即ち、断熱材に液体状のＨ２Ｏを吸収できれば、吸冷には液化の際に吸湿が伴うので、屋内の除湿効果は高まります。吸湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率が高いので、断熱材内でのＨ２Ｏ移動の効率向上は屋内からの吸湿・吸冷の効率の向上に直結し、含水率の高低に係り無く除湿効率を高めます。
結局、送風ファンの活用によって、含水率管理の上では、吸湿とＨ２Ｏの相変化との連携を高め、太陽熱エネルギーの日射取得等を活用し、断熱材の属性の改良にのみ依存せずに、屋内から大量に供給された冷却エネルギーを効率的に吸収し、効率的なエネルギー移動に繋げながら、遮熱・除湿の効果を高めて課題を解決するものです。エアコンの冷却エネルギー生成・供給能力を活かし、断熱材の伝熱性能を飛躍する上で、構成する要素の組み合わせの妙といえます。この組み合わせによって、際立って優れた効果・異質の効果を奏する。
【００４４】
問題点の着目（問題の指摘）
除湿装置を利用して、吸放湿材の吸湿能力を強制的に回復し、除湿装置を稼動しない昼間の時間帯に吸放湿材の吸湿能力に依存する形で室内空間の湿度を所定の範囲に収める試みが成功するか否かは、吸放湿材それぞれに備わった特性を正しく認識し、その上で、吸放湿材内で起こり得る液化現象に対する対応を適切に行わなければならない。
しかし、現実には背景技術の項（００２６）で指摘した通り、吸放湿材内で起こる液化現象に対して正しく認識されず、液化現象を起こしやすい吸放湿材を選別することなく選択・使用する例が示されている。それがどの様な結果を招くのかについて、つまり液化現象を起こし易い吸放湿材を用いた場合にどの様な事態が起こり得るのかについて、具体的に例示したい。
技術水準
吸湿に液化が伴うことについては、ぼんやりではあるが知られている。一つの例として、吸放湿材の吸放湿機能に着目して室内空間の湿度調節を行う場合、室内温度は無視されがちである。これは、純粋に吸放湿現象のみを取り出して、そこに起こり得る液化現象を無視し、凝縮熱の生成をも無視する姿勢に繋がる。
事例で述べた現象についての認識が不十分で、またその対処の工夫も実施されていない。例えば、
１：吸湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い（弱い）材料を選別して使用する。その上で、吸放湿の必要量を確保する。
２：吸放湿材にその機能を求める範囲で実現できる環境を整える。
イ：冷気の供給を抑制する。
ロ：太陽熱エネルギーを利用した気化・放湿によるエネルギー移転に繋げて、
元の吸湿能力の回復を図れる工夫を加える、等の工夫は実施されていない。
具体的に説明すると、木材の相対湿度と平衡含水率との関係は相対湿度６０％に対し概ね１１％で、７５％に対し概ね１５％見当である。それで、吸放湿材内で液化が進行していなければ、含水率１５％の吸放湿材は相対湿度６０％の環境の下、１１％近辺にまで含水率は低下する。しかし、液化が進行し、吸湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率が高くなると、相対湿度６０％に対する平衡含水率は１５％近辺まで上昇し、相対湿度６０％の環境の下でも含水率は１５％から低下しなくなる。つまり、液化の進行の影響によって吸放湿材の吸湿能力は回復することが出来ないのである。その結果、先の１５％の含水率の吸放湿材は概ね８５％以上の相対湿度の環境の下でのみ吸湿することが出来るようになる。
つまり、上記の例で考えれば、相対湿度６０％未満の環境の下吸放湿材から放湿でき、また、相対湿度８５％以上の環境の下吸放湿材は吸湿できる。結局、相対湿度６０％から８５％の範囲の環境の下では、吸放湿材の機能は吸湿面で作用効果を得られなくなる。尚、上記の例は潜熱的蓄冷を進行できるという前提のもとでの数字である。現実には、木材を吸放湿材として選択した場合、冷気の吸収は効率よく進行せず、吸湿と液化との連携の比率を高めることは難しい。それで、問題を明示する為の数字的な例である。
【００４５】
この技術水準では、吸湿の際の平衡含水率と放湿の際の平衡含水率との乖離を小さくすることを課題としながら、吸放湿材の機能を利用して除湿装置を使用しない状況下において、室内の湿度を快適の目安とされる７０％に調節することには想到出来ない。それで、課題として提示することに想到できない。
この場合、湿度７０％に調節できる為には、吸湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い吸放湿材を用い、更に、液化によって生成する凝縮熱を吸収する冷気の供給を抑える必要がある。別の表現をすれば、潜熱的蓄冷の作用を抑制する必要がある。
吸放湿材内部で生じる液化に伴い生成される凝縮熱を吸収する上で必要な冷エネルギーを含む冷気を供給することで生じる現象は、作用面では潜熱的蓄冷の一形態である。
夏季は室内の除湿を行うだけでは快適な温熱環境を維持できない。冷房も必要になる。只、冷房によって冷エネルギーの供給が増加すれば、液化を伴う吸湿の割合は高くなるだけでなく、潜熱的蓄冷の量も増大する。それは、放湿の面から言えば、相変化を伴わない放湿は減縮することを意味する。それで、太陽熱の日射取得による熱エネルギーの取得でもない限り、気化・放湿は十分に機能せず、含水率は下がらない。
結局、ものの特性としての平衡含水率自体が、先の連携の比率或は用いる環境によって大きく影響され、上下する。それで、除湿機の機能アップにより室内の湿度を十分下げても、吸放湿材から放湿できず、含水率は必要な水準まで下降しない。それで、昼間の吸湿能力を回復するに足るまで、夜間に放湿することが出来ない。
以上のような理由によって、快適とされる７０％を確保するには、昼間も除湿装置を稼動せざるを得なくなる。しかし、気密性能を向上し、吸放湿材を適材のものに代えれば、夜間の除湿のみで昼間は除湿せずとも、昼間の湿度を７０％以下に維持することは可能である。
ところで、吸放湿に液化・気化が伴うか否か、あるいは、液化・気化をどの様に活用するかは、重要ではあるものの、ここでは問題の核心といえるものではない。要は、液化・気化を促進したり・抑制したりという形で制御すると言う発想及び制御する手段を如何に応用して、成果に繋げられるか否かに在る。具体的には、含水率管理の好適な実施・湿度調節の好適な実施・エネルギー移動の制御（背反する断熱性と伝熱性とを止揚し、創出された伝熱機能を増幅もしくは抑制する形で制御する）及びエネルギー移動を伴わないＨ２Ｏ移動の制御及び屋内外の相対湿度の高低差に依存しない吸放湿の方向性の制御の好適な実施に繋げられるか否かにあります。そこが、課題の新規性の核心部分です。
【００４６】
寒冷地では、夏季の夜間の外気温の低下は著しく、２０℃前後の日が続く。昼夜の温度差は１０度を超え、夜間の放射冷却エネルギーの利用は期待できる。
それに対し、温暖地では、夏季の夜間の外気温の低下は鈍く、２５℃を超える熱帯夜が連日続く。その場合、夜間の放射冷却の利用は期待できない。むしろ逆に、夜間でも外側通気層・屋根通気層内の気圧上昇を制御できれば、屋外への気化・放湿を持続することが可能である。
吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い吸放湿材（断熱材を含む）は、液化・気化を伴わない純粋に吸放湿のみを行っているわけではなく、若干の液化・気化を伴っている。只、それは含水率の高止まりを招くに至っていないのである。一つの例として、構造材に杉材は広く用いられている。北側に面する位置にも用いられるが、太陽熱エネルギーを日射取得できないからと言って、直ちに杉材等の構造材の含水率は高く止まるわけではない。
先に記した様に、温暖地では熱帯夜が続き、昼夜を問わず、気密断熱層からの気化・放湿は持続する。それで、太陽熱エネルギーを日射取得できない北側の気密断熱層においては、その気化・放湿の能力の範囲に収まっている限り、屋内から吸湿・吸冷を継続したとしても、含水率の高止まりの要因とはならない。
天井裏空間・床下空間の流路内でエアコンを稼動する場合に比較すると、生活するうえでの快適温度との兼ね合いもあり、エアコンを室内に設置しても室温を大きく下げることは出来ない。
温暖地では、北側の気密断熱層の内側に吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い吸放湿材を用い、室内空間でエアコンから冷却エネルギーを供給すれば、室内空間の温度は下降し、外気温に比較して低くなる。その場合、相対湿度は屋内側が屋外側より高くなり、屋内側から吸湿し・屋外側へ放湿する吸放湿の方向性は堅持される。
更に、屋内側で吸湿・吸冷により液化が進行すれば、吸湿時の平衡含水率と放湿時の平衡含水率との間に乖離が生じ、その分屋内側への放湿は阻止され、屋内側から吸湿し・屋外側へ放湿する吸放湿の方向性は更に堅持される。
つまり、Ｈ２Ｏの移動に太陽熱エネルギーの日射取得を必ずしも必要としないので、温暖地では条件が整えば太陽の日射しない夜間でも、又、東西南北に関係無く、屋内側から吸湿し・屋外側へ放湿する吸放湿の方向性を堅持することが出来る。
ところで、冬季の断熱性能及びＨ２Ｏの移動に伴うエネルギー損失の発生を防止するには、吸放湿性を具備する断熱材を二層に分け、その間に透湿防風防水シートを張設し、気密断熱層を三層構造に構成するのが望ましい。ところが、透湿防風防水シートは夏季には冬季と逆方向への働きを現す可能性がある。それは、以下のよう事情による。
北側の気密断熱層は太陽熱エネルギーを日射取得できない。それで、北側の気密断熱層の気化・放湿の能力は屋外の気圧・温度に影響される。一般に、温暖地・寒冷地を問わず夏季の昼間の外気温は３０℃を越えるので、北側の気密断熱層を通じた気化・放湿は起こりえるものである。しかし、先に記した様に屋内側から屋外側への液化したＨ２Ｏの移動は、透湿防風防水シートの介在によって阻止される。それで、屋外側での気化・放湿は持続せず、気密断熱層内の含水率を低下させる機能はこの面では働かない。
さて、液化したＨ２Ｏの移動は難しくとも、気体状のＨ２Ｏ（湿気）は移動する。そこで、気密断熱層の屋内側に吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い断熱材を用いれば、適度の含水率管理を実施しながら、屋内側から吸湿し、屋外側に放湿する吸放湿の方向性を維持しながら、しかも、屋外側から屋内側への吸放湿の逆転現象を阻止する上で貢献する。
構造材に用いる杉材等は吸放湿性を備えているが、温暖湿潤な地域で用いても含水率管理上問題は無い。それで、吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い水準の目安は杉材等に表される。
【００４７】
さて、エアコンを用いて冷却エネルギーを生成・供給する場合に、屋内の除湿効果及び昼間の太陽熱の遮熱効果を現すのは、以下の様な次第である。
北側の気密断熱層の屋内側に吸放湿とＨ２Ｏの相変化との連携の比率の低い断熱材を用いた場合、連携の比率が低い材料でも液化を生じないわけではない。それで、液化を生じた分、吸湿時の平衡含水率と放湿時の平衡含水率との間に乖離が発生する。それが、吸放湿の方向性を堅持できる要因である。更に、先に記した様に気密断熱層を透湿防風防水シート利用の三層構造とした場合、屋内側で吸湿・吸冷により液化したＨ２Ｏを吸収しても、屋外側への移動は阻止され、屋外側から気化・放湿されない。只、気体状のＨ２Ｏは屋外側へ放湿可能であるから、含水率が上昇すれば、屋外の相対湿度との関係で屋外へ放湿される。適度に含水率管理の実施される所以である。
さて、気密断熱層内の透湿防風防水シートを境に屋内側では気体状のＨ２Ｏの割合は低くなり、液体状のＨ２Ｏの割合は高くなる傾向にある。それで、屋内側からの吸湿時の平衡含水率と放湿時の平衡含水率との間に生じる乖離は更に拡大する。それで、北面を除いた東西南面の気密断熱層は昼間の太陽熱の日射取得による含水率低下で、夜間に屋内からの吸湿は促され、室内の湿度は低下するものの、一方、北側の気密断熱層では、先の乖離の拡大により屋内側への放湿は抑制され、屋外側から屋内側への湿気の逆流は阻止される。その結果、屋内の湿度を好適に維持することが出来る。以上の要因に加えて、温暖地では以下の要因も加わる。
吸放湿材の吸湿・放湿は主に周囲の相対湿度との関係に規定される。さて、温暖地では夜間の外気温は２５℃を越える熱帯夜が続く。それで、エアコンの冷房機能に頼らざるを得ない。そして、冷却エネルギーを生成・供給すれば、屋内の気温は低下し、その気温低下に応じて屋内の相対湿度は上昇する。その結果、気密断熱層を通じて、屋内側から吸湿し・屋外側へ放湿する吸放湿の方向性は堅持されることとなる。
エアコンの生成・供給する冷却エネルギーを気密断熱層にて吸収するメリットは、以上に見られた屋内の除湿効果であり、即ち、夜間に深夜電力を利用して潜熱的に蓄冷して得られる除湿効果に代表されながら、北側以外の気密断熱層を通じて得られる昼間の遮熱効果である。極論すれば、給湯のエネルギーを夜間に蓄える過程で冷却エネルギーを生成・供給できるが、その冷却エネルギーを利用して屋内の除湿・遮熱効果を得ることが出来る。
ところで、吸放湿性を備えている断熱材の中で、羊毛あるいはセルロースファイバーを原料とする断熱材は湿気を吸収しても液化を生じない旨を謳い文句に販売されている。只、使用方法次第では、湿気を吸収後に液化を生じないわけではないものの、通常の使い方では液化を生じにくい。それで、吸湿時の平衡含水率と放湿時の平衡含水率との間に乖離は生じ難く、その乖離を利用して、屋内外の吸放湿の方向性を制御するには工夫を要する。又、気密性能を確保するにも工夫を要する。
【００４８】
北側を除く壁体は断熱材を二層にし、透湿防風防水シートで三層構造に構成し、その外側は吸放湿機能を具備する断熱材とする。この場合、外側の断熱材は冬季の外気のもたらす冷気により冷やされる。只、断熱材の保持するＨ２Ｏの相変化によって、この冷気を吸収することが可能である。つまり、液化という相変化の際に生成される凝縮熱の働きを利用して、冷気を吸収する。それで、外気の冷たさは緩和される。
昼間は、太陽熱の日射取得により壁面は暖められ、外側通気層内の相対湿度は低下する。更に、冬季でも気化という相変化に必要な運動エネルギーを日射取得し、断熱材内での気化・膨張及び湿気の伝導を経て壁体からの放湿を促す。昼間のこの働きは、夜間の冷気を吸収する準備であると位置づけられる。
この凝縮熱の働きを勘案すると、断熱材の実際の断熱性能は、熱貫流率という数値で表される数値以上の性能を有することになる。それで、夜間の冷気による外壁を通じた熱損失を軽減することが出来る。更に、屋外の冷気により液化したＨ２Ｏは透湿防風防水シートを透過しない。それで、屋内の循環流路に暖気を供給したとしても、内側通気層を通じた熱損失を増幅することはない。輻射暖房効果を実現する場合に、好都合である。但し、これは地域の気候特性を参照しながら、採用しなければならない。
ところで、遮熱機構の働きの上で、液化による相変化を経て「水」を確保する。先に言及した様に、最初から「水」の状態で供給すれば、液化に必要な冷却エネルギーを消費することも無い。
そこで、断熱材を二層構造とした場合、外側の断熱材に直接「水」を吸収させても、透湿・防水フィルム並びに合成樹脂系の断熱材の働きにより、内部まで吸収されない。それで、太陽の日射取得及び相変化によって、屋外に湿気を排出できる。つまり、直接「水」を吸収し、その気化熱により太陽熱を吸収する効果を得ながら、吸収した水の弊害を抑えることが出来る。
【発明の効果】
【００４９】
気密性能の面でＣ値１．０以下を目指し、断熱材により気密ラインを構成・形成する場合、用いる断熱材は限定される。しかし、気密ラインを気密シートの外側に配設することで、気密シートの内側に用いる断熱材は板状のものに限定されず使用できる。一口に吸放湿性と言っても、液化・気化の相変化を媒介する機能を考慮すれば、多様である。又、吸放湿性を具備する断熱材は一般に価格が高い。そこが、普及を阻む要因となっている。
住宅に投下できる資金と求める性能との兼ね合いを考慮しながら、即ち、コスト対効果を見ながら、多様な資材群の中から選択することが出来る。具体的には、付加断熱によるコスト増を避けながら、しかも、高い気密性能は維持しながら、板状でないコストの低い断熱材あるいは気密性の低い短幅の杉厚板材も選択の視野に入れられる。
【００５０】
垂木受け・胴縁受け等の工夫及び資材・施工における単位に影響するモジュールにメーターモジュールを採用する等の施工方法の工夫により、施工工程を更に複雑化せずに二つの気密ラインを形成でき、積層断熱パネルを用いた施工に比較して施工精度を向上し、気密性能の向上と施工コストの縮減という背反的命題を止揚することが出来る。更に、Ｃ値０．５以下を実現でき、その上、０．２の数値を窺うことができる
その上更に、施工コスト面でも、現場施工及び組立工場でパネル製作を含めた総合的なコスト面でも、積層断熱パネルを用いた施工に比較して優位を保ち、尚且つ、内側通気層を確保できることを課題とする。
受け材・構造材を活用した気密性の向上（二つの気密ラインの形成）を気密シートの両側で図り、三つの気密ラインを形成出来るわけであるが、同様の工夫によって積層断熱パネルを用いての気密性能の更なる向上を実現できる
【００５１】
壁体の断熱材に吸放湿性を具備する断熱材を用いる場合、吸放湿に伴う湿度調節の効果を期待できる。しかも、周囲の相対湿度の制約を越えて、屋内の湿度調節の効果を上げることが出来る。只、その機能を十分発揮するには、高い気密性能は必要条件となる。
吸放湿材を用いるメリットは、湿度調節に留まらない。吸放湿をエネルギー移転に利用すれば、断熱性に背反する伝熱性を創出し、屋内の除湿効果を得ながら、併せて、昼間に日射取得する太陽熱エネルギーを潜熱化して排出し、遮熱効果をも得られる。その条件として、壁体内等に内側通気層等を通じて、冷却エネルギーを供給することが必要となる。又、高い気密性能を実現できれば、換気システムとの併用により、建物内の空気流路を循環する過程で冷却エネルギーの生成・流通を可能とし、前記遮熱・除湿効果を得られる。
除湿に当たって、エアコン等を用いた凝縮熱の生成・廃棄を縮減し、湿気を潜熱のまま排出し、更に、顕熱である太陽熱を潜熱化して排出することで、ヒートアイランド化抑制の一助となる。
尚、二層の断熱材の間に透湿防風防水シートを挟む工夫により、伝熱性の創出は促進するのみならず抑制することが可能となり、好適な制御により冬季の熱損失を抑え、しかも、断熱性能を表示された数値以上に高めることができる。
【００５２】
従来の外断熱工法に比較して構造躯体の外側の断熱材の厚みが薄くなる分、あるいは、通気胴縁の厚さの分、屋根体と壁体との結合部は構造躯体から離れる距離を短くできる。又、壁体部から垂直に上に伸ばして垂木に結合する箇所と垂木受けとの距離も短くなる。それで、壁体と屋根体とを結合金物で緊結した場合でも、梃子の原理からして垂木にかかる負荷を縮減できる。更に、ベクトル効果により発生する水平方向への引っ張り力は縮減でき、その引張り力に対しては、釘・ビス等の構造躯体へ打ち込みの深さを十分確保できるので、結合部での破壊を免れる能力は向上する。しかも、胴縁受けによって壁体部を支えるので、垂木にかかる負荷は更に縮減でき、ベクトル効果の結果である水平に引っ張る力も更に縮減できる。
ひねり金物を介して屋根体と壁体との緊結を図りながら、桁と垂木受けとの緊結を図り、更に、構造躯体と断熱パネルとの緊結及び気密性の確保を図ることができ、その上、屋根体と構造躯体との緊結を図れる。
そして、断熱パネルは土台に緊結する胴縁受けによって支えられるので、屋根体を通じた上部からの支え（換言すると、屋根体に架かる壁体の荷重）を縮減しながら、構造躯体に強固に支えられる。
更に、断熱パネルは土台に緊結する胴縁受けを介して基礎天端に強固に支えられるので、屋根体を通じた上からの支えを最小限に縮減し、ベクトル効果により生じる引っ張る力の発生を抑えることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示す概略断面図。図２乃至４は、図１に示す建物の壁体と屋根体の詳細断面図である。図５は、桁上断熱の建物の壁体と屋根体の詳細断面図である。図６は、図１に示す建物の壁体の斜断面図である。図７乃至９は、図１に示す建物の壁体と基礎の接合部の詳細断面図である。図１０乃至１３は、図１に示す建物の壁体の断面図である。
これらの図において、１は棟換気口、２は屋根、３は屋根通気層、４は野地板、５は垂木、６は垂木受け、７は断熱材、８は気密断熱層、９は外側通気層、１０は気密材、１１は基礎、１２は桁、１３は柱、１４は土台、１５は内壁、１６は杉厚板材、１７は実、１８は、内側断熱材、１９は胴縁受け、２０は連通口、２１は胴縁、２２は外壁、２３は基礎天端、２４は結合金物（ひねり金物）、２５は接合金物、２６は吸気口、２７は熱交換式換気扇、２８は気密シート、２９は内側通気層、３０は床、３１は床下空間、３２は１０００ＭＭ、３３は１５ＭＭ、３４は９１０ＭＭ、３５は切り欠き部を示している。
【００５４】
断熱パネルの施工の際、どの様な施工法・施工手順によって高い気密性能の確保に繋げられるかが重要である。
先ず、構造躯体を構築する。その後、桁上に気密シートを貼り置きし、その上に垂木受けを配置し、接合金物を打ち込み垂木受けと桁とを緊結する。その際、気密シートは両端を余し、壁体部の気密シート及び屋根体部の気密シートに接続し、接合できる余地を残す。
同じ様な手順により、屋根部の棟・谷について垂木受けを構造躯体に緊結する。その際、気密シートも同様に施工し、隣接する屋根体の気密シートとの接合の際に利用できる余地を残す。
尚、構造躯体と垂木受けの緊結部分には、気密材を配置してもよい。
それから、桁の垂木受けと棟の垂木受けとの間に合板・板状断熱材等を敷き置きし、その上に気密シートを貼り置きする。屋根体の気密シートの端と、桁部分の垂木受けに繋がる気密シートの端とを気密材を介して接合する。一方、屋根体の気密シートの他端と、棟部分の垂木受けに繋がる気密シートの端とを気密材を介して接合する。谷部分についても、同様の手順で気密材を介して隣接する屋根体の気密シートどうしを接合する。それで、気密シートの形成する気密ラインにより、屋根部の気密性を確保できる。
次に、気密シートの上に気密材を敷き置きする。その間隔は、屋根体の構成に用いる断熱パネルどうしの接合部に沿って、敷き置きする。それで、断熱パネルを敷き置きするだけで、内側から接合され、断熱材の形成する気密ラインにより気密性を確保できる。尚、接合金物を用いての構造躯体との緊結は、断熱パネルの上に通気胴縁を敷き置きした後に、通気胴縁と構造躯体との間で行う。
その後、野地板・防水層を敷き置きし、屋根を葺いて屋根工事は終了する。屋根工事の終了するまで、壁体部については特に施工する必要はない。尚、野地板の表面にアルミ箔を貼り置きすると、屋根体の遮熱性能を高め、防水層を兼ねられる。
【００５５】
さて、構造躯体構築の際に、基礎天端と土台との間に基礎・気密材・気密シート・土台の順に敷き置きする。それで、基礎天端と土台との間の隙間を埋めることができ、気密性を確保できる。その後、屋根工事完了後に壁体の工事に入るが、その気密シートの端を、壁体の構造躯体の外側に貼り置きする気密シートに気密材を介して接合する。
さて、屋根工事完了後、壁体部の施工に入る。先ず、基礎天端と土台とを跨ぐ様に気密シートの外側に気密材を介して胴縁受けを土台に緊結する。そして、気密シートの外側に断熱パネルの接合部に沿って気密材を貼り置きし、内側から断熱パネルを互いに接合する。断熱パネルの外側に通気胴縁を貼り置きし、接合金物を用いて通気胴縁と構造躯体及び胴縁受けとを緊結する。
桁上の垂木受けと断熱パネルとの接触部位に気密材を貼り置きし、接合金物を断熱パネルの外側から構造躯体に向かって打ち込む。緊結を図りながら、気密パッキンの弾力性・変形性・接着性、気密テープの接着性により構造躯体と断熱パネルとを直接に接着して、気密性を確保できる。
気密パッキンは、その弾力性・変形性により伸び縮みできるので、木質材の反り等による変形に対応しながら接着性を維持できる。それで、新築時のみならず長期間に渡り、初期の気密性能を維持することができる。
結合金物により緊結するには、釘・ビス等の接合金物を用いる。接合金物を打ち込む先は断熱パネル・構造躯体で断熱性を有し、しかも、互いの接触面では気密材を貫通するので、互いの接触面で接着している限り屋内の空気に直接触れる機会は無く、熱橋としてエネルギー伝達を促進する可能性は小さい。それで、結合金物の外側は屋外環境の影響を受けるものの、屋内側で熱橋として働き結露を生じることは無い。
尚、壁体に外側通気層を作る為に、通気胴縁を断熱パネルの外側に配置する。その際、外側を含めた壁体の重量を支えてずり落ちるのを防止する必要から、接合金物を胴縁に打ち込む際は、断熱パネルを貫通して構造躯体に達するようにして緊結する。その効果により、構造躯体と断熱パネルとの接触部位での接合の密着度は強化される。
尚、気密シートで構造躯体を覆う形で気密性を確保する。気密シートは、できれば幅３Ｍものを用い、構造躯体を一回りする形で覆う。それで、構造躯体と断熱パネルは直接接触できない部位が出てくる。その部位で断熱パネルどうしを接合する場合は、構造躯体の外側に貼り置きする気密シートの外側に気密材を貼り置きし、断熱パネルどうしの接合部を内側から気密材で覆うように固定する。その際、気密材は、断熱パネルの接合部に沿って気密シートの外側に貼り置きする。尚、断熱パネルの外側から気密材を介して接合しても、長期に渡り性能を維持することはできないが、短期的には効果を表す。
尚、気密シートと断熱材と合板との積層された断熱パネルを用いても、上記に準じた施工手順を踏めば、Ｃ値１．０以下の気密性能を確保することはできる。
【００５６】
隙間相当面積のＣ値０．５以下を求める場合、構造躯体そのものの気密性能を高める必要が有る。具体的には、構造躯体により気密ラインを構成し、形成する。
基礎天端と土台との間は、土台の反りとか基礎天端表面の凹凸により、気密性を確保する事は難しい。それで、構造躯体構築時にそれらの間に基礎パッキンを２本用いて、施工する。先ず、１本を用いて基礎天端の内側に沿って貼り置きし、基礎に沿って１周する形に施工する。そして、基礎天端・基礎パッキン・土台の順に施工し、基礎天端と土台とを密着する。残る一本は、基礎天端の外側に沿って貼り置きするが、基礎天端・基礎パッキン・気密シート・土台の順に用いて施工する。気密シートを基礎天端全面に貼り置きする場合に比較して、気密シートを含めて三層の気密ラインを形成できる。以下は、同様に三層の気密ラインを形成することを視野に入れた工夫である。
土台と柱との間、柱と桁との間は、構造躯体構築時に気密パッキンを敷き置きして、気密性能の確保を図る。
構造躯体の構築後に桁上に垂木受けを取り付ける手順は、請求項１の内容と同様であるが、気密材である気密パッキンと気密シートの貼り置き方及び垂木受けによる垂木の受け方に工夫を加える。
桁上に貼り置きする気密シートは、二つに分割する。一片は、桁・気密シート・気密パッキン・垂木受けの順に構成して接合し、片方も、桁・気密シート・気密パッキン・垂木受けの順に構成して接合する。分割した気密シートは、間を空けて桁上に敷き置きするが、その空きスペースに気密パッキンを敷き置きし、桁と垂木受けを直接接合・密着する。尚、垂木受けから桁に向かって接合金物を打ち込み、垂木受けと桁とを緊結することにより密着度は更に増す。
図４に示すように、垂木受けは断熱材を二段に受ける。先ず、垂木・断熱材を施工するが、断熱材の垂木受けに当たる部分を垂木受け・気密材・気密シートの順に構成して配置し、垂木と気密シートの両方に跨る様に断熱材を敷き置きする。そして、気密テープを介して内側の断熱材どうしを接合する。更に、垂木受けに繋がる残余の気密シートを屋根体の気密シートに接合する。二層目（外側）の断熱材の施工は先に記載した方法によるが、垂木受けと断熱材が直接接触する面に気密パッキンを敷き置きして、気密を確保する。尚、棟・谷部の気密確保も、桁部と同様の方法により行う。
【００５７】
壁体部の断熱性能を高める場合、断熱材の厚みを増すのは基本的手法であるが、外壁の重みの支えとの兼ね合いで外断熱の弱点が出てくる。そこで、配置すべき断熱材を二層に分割して施工する。一層目（内側）の断熱材は柱と柱との間に、且つ、断熱材の外側面と柱の外側面とを均一面に配置し、断熱材と柱・土台・桁との間は気密テープを用いて気密を確保する。その上、気密シートで全体を囲み、気密性の向上を図る。最後に、二層目（外側）の断熱材を柱の外側に配置する。更に、二層目の断熱材相互の繋ぎ目を内側から気密材で塞ぐ。二層目の断熱材は、一層目の断熱材の気密性能を確保する為の気密材及び構造躯体の外側に貼り置きする気密シート・気密材を外からの暑さ・寒さから保護する役割を果たし、耐久性を増すことで、長期間に渡り気密性能の維持に貢献する。
以上の施工の手順・手段を注意深く踏むことで、気密性能はＣ値０．５以下を実現できる。更に、０．２以下の高い性能をうかがうことができる。
【００５８】
さて、木造軸組工法では、古くから尺貫法により寸法取りが行われてきた。それに伴い、内装材のボード類・外装材のボード類・断熱材等は工場出荷時に９１０ＭＭ単位に加工・切断されている。そして、その寸法取りを採用することで、個別の施工現場における施工時の手間及び資材のロスを最小限に抑えることが出来る。
ところで、図１０乃至１３に示す様に壁体の二層の断熱材は施工時の寸法が異なる。それで、柱と柱との間の寸法にメーターモジュールを採用するにしろ、尺貫法の９１０ＭＭモジュールを採用するにしろ、現場にて切断・加工しなければ、施工時に使用することが出来ない。又、内側の断熱材を柱間に嵌め込むには、柱もしくは桁・土台に受け材を配設する必要が有る。それは、施工工程の増加に繋がる。
切断・加工に当たっては、合成樹脂系のボード状の断熱材は現場で比較的簡単に出来る。それに対して、珪酸カルシュウム系のボード状の断熱材は、現場での切断・加工時の扱いが比較的難しい。それに伴い、資材のロス及び手間のロスも増大する。施工効率を追求する上での障害となる。
さて、図１０乃至１３に示す、隣接する柱間の寸法をメーターモジュールにより１０００ＭＭ確保する。そして、図１３に示す様に、１２０ＭＭ幅の柱の隅を１５ＭＭ分切り欠き、柱と柱との間の切り欠き部に断熱材の両縁部をはめ込んで貼設するとすれば、その寸法幅は９１０ＭＭとなり、尺貫法の９１０ＭＭモジュールにより工場出荷された資材は現場で加工することなくそのまま使用・施工できる。しかも、柱の外側に貼設する断熱材は、メーターモジュールにより工場出荷された資材を現場で加工することなく、そのまま使用できる。その分、現場で作業工程は減少し、施工の効率は向上する。ちなみに、ボード類の寸法は１０００×３０００・１０００×２０００・９１０×１８２０等が製造・流通している。
尚、先の柱の隅の切り欠きについては、プレカットの工程の一部として工場での加工が可能である。それで、柱間に受け材を取り付けずに済ませられ、現場施工を簡略化することができる。
【００５９】
板倉造りは従来の方法による。簡単に記せば、３０ＭＭの杉厚板材を用意し、柱の中央に設ける溝に嵌め込む。厚板材には実加工を施し、実によって互いに接合することができる。それで、互いに実によって接合しながら、土台面から梁面まで柱の溝に沿って嵌め込んで積み上げていく。
積み上がった杉厚板材は、そのまま内装材として利用されるのが普通で、内装材・内装下地材の施工手間及び資材を削減することが出来る。更に、板倉造りの壁は、耐震構造に必要な構造耐力壁として認められている。それで、筋交い等による耐力壁の施工に伴う資材及び施工手間を省くことができる。
板倉造りの壁の気密性能は高くない。それで、壁体の気密性能を確保するには、柱より外側で気密を確保する方法との組み合わせが必要となる。
屋根体に杉厚板材を断熱材として用いる場合も、実どうしを接合する。垂木受け・垂木の施工後に、垂木受け・垂木を上側から覆うように構成し、施工する。只、気密性を確保できないのは、壁体部の構成と同様である。それで、二つの気密ラインを杉厚板材とは別途に確保できるように構成し、施工する。尚、小屋組みを変更すれば、杉厚板材を垂木兼用として使用することができる。
この場合も、用いた杉厚板材は、そのまま内装材として利用でき、内装材・内装下地材の施工手間及び資材を削減することが出来る。
【００６０】
壁体の断熱材に吸放湿性を具備する断熱材を用いる場合、吸放湿に伴う湿度調節の効果を期待できる。只、その機能を十分発揮するには、高い気密性能は必要条件となる。
吸放湿材を用いるメリットは、湿度調節に留まらない。吸放湿をエネルギー移転に利用すれば、断熱性に背反する伝熱性を創出し、屋内の除湿効果を得ながら、併せて、昼間に日射取得する太陽熱エネルギーを潜熱化して排出し、遮熱効果をも得られる。その条件として、壁体内等に内側通気層等を通じて、冷却エネルギーを供給することが必要となる。又、換気システムとの併用により、建物内の空気を循環する過程で冷却エネルギーの生成・流通を可能な様に構成する。
尚、二層の断熱材の間に透湿防風防水シートを挟む工夫により、伝熱性の創出は促進するのみならず抑制することが可能となり、好適な制御により冬季の熱損失を抑え、しかも、断熱性能を数値以上に高めることができる。
只、吸放湿をエネルギー移転に利用するには、液化・気化の現象を伴わざるを得ない。液化は結露と同義語で、古来避けるべきものとして忌み・嫌われてきた。それで、かかる技術常識を打破する必要がある。しかも、現実問題として解決すべき課題も浮上する。それは、含水率の管理である。吸放湿は相対湿度と平衡含水率との関係によってその方向は定まるので、従来、含水率管理に様々な状況において活用されてきた。それに対し、含水率の好適な管理に、日射取得する太陽熱エネルギーを活用する。その結果、含水率の好適な管理のみならず、顕熱である太陽熱エネルギーを湿気という潜熱の形に変えて排出することができる。
【００６１】
壁体・屋根体に用いる杉厚板材は、吸放湿性を備えるという見地で考えれば、防湿層としての機能は見出せない。
ところで、現実の吸放湿に伴う吸放湿材内の湿気移動は、非常に緩慢である。例えば、一日の内で吸放湿に関われるのは、表面の２ＭＭ程度である。それで、部材の表面と内部とを比較して、湿気伝導率が同じと仮定しても、１２０ＭＭ厚の杉柱材を透過するには、単純計算でも６０日を要する。湿気は、概ね一夏をかけて移動する形になる。
防湿層としての働きを考慮するとき、６０日を超える期間を想定しているわけではない。概ね、１乃至２日の単位とする期間のことである。それで、柱材として用いる厚みを確保できる素材は、吸放湿材でありながら、防湿材としての機能を兼ねたものとして使用することができる。
北側の壁体部に吸放湿性を具備しない断熱材を用いた場合、柱に用いる杉材が吸放湿性を備えていても、柱と断熱材とを総合的に勘案して防湿層としての機能を北側の壁体部に期待する事ができる。それで、壁体部の断熱材は湿気を吸収できず、たとえ北側の壁体内に冷気の供給を継続しても液化を生ずる余地は存在しない。併せて、建物の含水率管理の好適な実施に活用する事ができる。
【００６２】
屋根体と壁体とを緊結して、台風時の下から上への呷り風に対処する目的で、ひねり金物等の結合金物を用いる。この建物の場合、桁上に垂木受けを配置する構成をとっているので、桁及び垂木受けもしくは垂木受けとの間に結合金物を介して屋根体に緊結する。只、そのまま桁・垂木受け材の外側に気密材を介して断熱材を貼り設しても、結合金物が障害となり気密性能の確保は難しい。気密性を図る構成及びその気密性は不可欠である。
それで、桁・垂木受け材の外側に気密材を介して断熱パネルを貼り設後、断熱パネルの外側から釘・ビス等の接合金物を構造躯体に打ち込む。その際、ひねり金物を用いて、屋根体と壁体とを結合する。つまり、ひねり金物を介して屋根体と壁体との緊結を図りながら、桁と垂木受けとの緊結を図り、更に、構造躯体と断熱パネルとの緊結及び気密性の確保を図ることができ、その上、屋根体と構造躯体との緊結を図れる。
そして、断熱パネルは土台に緊結する胴縁受けによって支えられるので、屋根体を通じた上部からの支え（換言すれば、屋根体にかかる壁体の荷重）を縮減しながら、構造躯体に強固に支えられることとなる。
【実施例１】
【００６３】
施工の精度を確保し、施工工程を縮減し、尚且つ、施工コストを抑制するには、以下の様な構成・施工の方法を採用する。
モジュールは１０００ＭＭ単位とする。壁体部の柱は１２０ＭＭとして、柱の隅を幅１５ＭＭ、深さは断熱材の厚さの分切り欠く。一層目の断熱材は、工場出荷時の寸法である９１０×１８２０の板状断熱材を、そのまま柱間に嵌め込む。断熱材と柱・断熱材と桁・断熱材と土台を跨ぐ様に気密材を介して接合し、構造躯体に沿って気密ラインを形成する。そして、柱・土台・桁・断熱材を覆うように気密シートを貼り置きする。更に、構造用合板の寸法に沿って気密材を気密シートの外側に貼り置きし、１０００×３０００のサイズの構造用合板を、柱芯を基準に気密材を介して内側から接合し、気密シート及び構造躯体に結合する。その上、通気胴縁・構造用合板を貫通するように接合金物を打ち込み、構造躯体との緊結を図る。
構造用合板は、次世代省エネルギー住宅の評定の上でも断熱材として扱われている。又、構造耐力壁の形成には筋交いと金物が用いられるが、構造用合板は構造耐力性能を認められているので、筋交い等の施工を省略しても、構造耐力壁を兼ねることが出来る。この面で、施工工程を縮減できる。更に、ひねり金物等の結合金物を用いた屋根体と壁体との緊結も、構造用合板を介して好適に行える。具体的には、断熱パネルに構造用合板を用いると、１０ＭＭ前後の厚みであるから、断熱パネルに直接ひねり金物を用いた結合のラインは構造躯体から大きく離れる事は避けられる。それだけ、台風時等に生じる呷り風によりベクトル的合成の結果生じる水平方向の引っ張り力は最小に抑えることが出来る。
以上から、壁体部の施工に関しては、積層断熱パネル材を用いた建築方法に比較して、施工の精度を確保し、施工工程を縮減し、尚且つ、施工コストを抑制しながら、より高い気密性能であるＣ値０．５以下の実現に貢献することが出来る。
【実施例２】
【００６４】
通気胴縁の外側にひねり金物を取り付けて接合金物を打ち込んでも、断熱パネルに直接打ち込む場合に比較して同様の効果を得ることは可能である。
胴縁受けによって壁体を支える事が出来るので、ひねり金物を通じた垂木への負荷は小さくすることが出来る。それで、結合金物で結合する部位が構造躯体から離れても、ひねり金物を通じた垂木への負荷とのベクトル的合成によって出来る引張り力は縮減される。
只、構造躯体からひねり金物との間の距離が離れる分、梃子の原理からして上方に引っ張り上げる力に抵抗する力は小さくなり、呷り風から屋根体を保護する力は弱くなる。
胴縁受けを通じて重量のある壁体を構造躯体に緊結し、支えられるには、以下の様な施工法を採用するといい。具体的に記載すれば、基礎天端の幅を１３０ＭＭ確保し、基礎天端の内側に沿って土台を敷けば、土台の幅１２０ＭＭから１０ＭＭの余裕が生じる。その残余の１０ＭＭ部分の基礎天端に胴縁受けを乗せる。断熱材の厚みが３０ＭＭであれば、胴縁受けも３０ＭＭの厚みとなり、三分の一の１０ＭＭは基礎に支えられ、その上に荷重となる断熱材・通気胴縁・外壁の壁体を基礎から支えることができる。
尚、壁体の構築時に、基礎天端の１０ＭＭの残余部分上には、気密シートにかかる様に気密材を貼り置きし、その上に胴縁受けを敷き置きして土台に結合する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略断面図
【図２】図１に示す建物の壁体と屋根体の詳細断面図である。
【図３】図１に示す建物の壁体と屋根体の詳細断面図である。
【図４】図１に示す建物の壁体と屋根体の詳細断面図である。
【図５】桁上断熱の建物の壁体と屋根体の詳細断面図である。
【図６】図１に示す建物の壁体の斜断面図である。
【図７】図１に示す建物の壁体と基礎の接合部の詳細断面図である。
【図８】図１に示す建物の壁体と基礎の接合部の詳細断面図である。
【図９】図１に示す建物の壁体と基礎の接合部の詳細断面図である。
【図１０】図１に示す建物の壁体の断面図である。
【図１１】図１に示す建物の壁体の断面図である。
【図１２】図１に示す建物の壁体の断面図である。
【図１３】図１に示す建物の壁体の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１．棟換気口          ２．屋根              ３．屋根通気層      
４．野地板            ５．垂木              ６．垂木受け
７．断熱材            ８．気密断熱層        ９．外側通気層      
１０．気密材          １１．基礎            １２．桁
１３．柱              １４．土台            １５．内壁
１６．杉厚板材        １７．実              １８．内側断熱材
１９．胴縁受け        ２０．連通口          ２１．胴縁      
２２．外壁            ２３．基礎天端        ２４．結合金物（ひねり金物）
２５．接合金物        ２６．吸気口          ２７．熱交換式換気扇
２８．気密シート      ２９．内側通気層      ３０．床
３１．床下空間        ３２．１０００ＭＭ    ３３．１５ＭＭ
３４．９１０ＭＭ      ３５．切り欠き部
【図１】
2007071009.tif 000003
【図２】
2007071009.tif 000004
【図３】
2007071009.tif 000005
【図４】
2007071009.tif 000006
【図５】
2007071009.tif 000007
【図６】
2007071009.tif 000008
【図７】
2007071009.tif 000009
【図８】
2007071009.tif 000010
【図９】
2007071009.tif 000011
【図１０】
2007071009.tif 000012
【図１１】
2007071009.tif 000013
【図１２】
2007071009.tif 000014
【図１３】
2007071009.tif 000015