JP2004169385A - 建物壁構造およびカーテンウォール - Google Patents

Abstract

【課題】意匠性、軽量性、断熱性、耐火性、透湿性および耐久性に優れた建物壁構造およびカーテンウォールの提供。
【解決手段】本発明の建物壁構造１０は、建物躯体２０に固定された枠体２１、２２ の室外側にガラス板５０を配置するととともに、同じく室内側に表面凹凸模様６１を有するＡＬＣパネル６０を配置したことを特徴とし、また本発明のカーテンウォールは、ガラス板と表面凹凸模様を有するＡＬＣパネルとが金属枠体内に並置固定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物壁構造およびカーテンウォールの改良に関するものであり、さらに詳しくは、意匠性、軽量性、断熱性、耐火性、透湿性および耐久性に優れた建物壁構造およびカーテンウォールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量気泡コンクリートパネル（以下、ＡＬＣパネルと呼ぶ）は、珪酸カルシウム板、中空パネルおよびＰＣ板などのコンクリート系パネルと違って、内部に気孔を有する多孔質構造となっている。
このため軽量性および断熱性に優れており、これらの特性を生かして建物壁構造用素材、例えば建物の内外壁用パネルや屋根パネルなどとして広く使用されている。
【０００３】
また、コンクリート系パネルを鉄骨梁などの建物躯体に取付ける方法としては、（１）建物躯体に固定された枠体にコンクリート系パネルを取付け固定する方法、（２）コンクリート系パネルの周縁小口面に金属枠を予め固設したカーテンウォールを建物躯体に取付け固定する方法などが挙げられる。
【０００４】
なかでも、カーテンウォールは、アルミ製に代表される金属枠が有する持ち味が新鮮で、さらに柔軟性に富み、耐侯性、耐食性、耐火性、気密性および軽量性などに優れており、高層建築物の外壁などの広い分野に多用されている。
【０００５】
そして、このようなカーテンウォールの製法については、従来から種々の検討がなされている。
例えば、コンクリート系パネルの周縁部に金属枠を一体的に設けたプレキャストパネル（特許文献１）、コンクリート系パネルの周縁に嵌合溝を設けてこの嵌合溝に裏面に突出片を有する金属枠を嵌合させた複合パネル（特許文献２）、パネルの外径寸法に応じた金属枠を型枠内に固定してモルタルを注入し一体化したプレキャストパネル（特許文献３）、金属フレームをコンクリート製壁材の成形時の型枠フレームと兼用した建築用壁材（特許文献４）、および金属製枠材の枠内側へ突出する縁取り部を形成してこの縁取り部の自由端をコンクリート内へ埋入した複合パネル建材（特許文献５）などが提案されている。
【０００６】
さらに、近年の建築物の多様化や建築技術の進歩に応じて、カーテンウォールは一層の高性能化が要求されるようになった。
例えば、新規なデザインからなる意匠性および気密性などの改善を目的としたカーテンウォールとして、金属枠体内にガラス板とコンクリート系パネルとを並置固定した複合カーテンウォール（特許文献６）、（特許文献７）が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６０−１００４２号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１００４３号公報
【特許文献３】
特開昭６０−８０１１号公報
【特許文献４】
特開平６−６５９８５号公報
【特許文献５】
特開平８−２３２３９５号公報
【特許文献６】
特開昭６０−１４１９４２号公報
【特許文献７】
特開平２−１７１４４８号公報
【０００８】
しかし、上記従来の複合カーテンウォールにおいては、耐火性能を有するコンクリート系パネルとして珪酸カルシウム板が採用されていたために、次のような欠点を有していた。
【０００９】
珪酸カルシウム板は抄造により製造されて多量の水分を含んでいるため、厚さ５０ｍｍ以上の厚物パネルを当初から製造しようとしても、完成したパネルに大きなソリを発生したり、パネルの全体重量が増加して軽量化が図られないという問題があった。
そのため、通常製造される２０〜３５ｍｍの薄物パネルを複数枚張り合わせて厚物パネルを形成することが検討されたが、前記ソリや重量増加の問題は解決されなかった。
そして、このパネルの大きなソリは、金属枠を変形させて隣接するカーテンウォールとの間の目地部のシーリングに亀裂を発生させていた。
さらに、これらの不具合は雨水の止水性に悪影響を与えるばかりか、経年することによりその問題がより顕著となり、カーテンウォールおよび建物全体の耐久性を大きく阻害する要因となっていた。
【００１０】
また、珪酸カルシウム板は吸湿能力が高すぎてソリが発生し易いため、実際の施工現場では板表面に吸湿防止用塗装が塗布された珪酸カルシウム板が採用されていた。
そして、この塗装された珪酸カルシウム板は、建物に取付けられて日射あるいは外気温により加熱される。すると、珪酸カルシウム板内部の水分が表面から蒸発しようとして、塗膜を浮き上がらせたり、ひび割れ、剥離などを生じさせていた。
さらに、ガラス板が室外側に設けられた複合構造であると、それらの間に挟まれた空間が密閉状態となっているため、珪酸カルシウム板がより暖められることになり、前記不具合の発生が助長されるとともに、蒸発した水蒸気がガラス板の内側に結露して、カーテンウォールの景観およびその品質、耐久性を著しく阻害していた。
【００１１】
また、珪酸カルシウム板は平坦なパネルとして耐火認定を受けている。
このため、その意匠性を改良しようとして、表面に深さが１０ｍｍ以上の溝を切削加工すると、十分な耐火性能が得られなくなってしまう。
このため珪酸カルシウム板は、塗装による画一的な外観意匠しか設けることができないというデザイン上の制約条件を有していた。
【００１２】
一方、ＡＬＣパネルは内部に多数の気孔を有しているため、通気性に優れた多孔質材料であり、空気中の湿気の吸放湿および透湿性を有している。
しかし、直接風雨や炭酸ガスその他の薬剤にさらされる部位への使用は、その表面を耐候性の仕上げ塗剤などで処理する必要があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものであり、本発明の目的は、意匠性、軽量性、断熱性、耐火性、透湿性および耐久性に優れた建物壁構造およびカーテンウォールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、建物躯体に固定された枠体の室外側にガラス板を配置するとともに、同じく室内側に表面凹凸模様を有するＡＬＣパネルを配置した建物壁構造とした。
【００１５】
また、ガラス板と表面凹凸模様を有するＡＬＣパネルとが金属枠体内に並置固定されているカーテンウォールとした。
【００１６】
なお、本発明の建物壁構造およびカーテンウォールに共通して、下記の（１）および（２）がいずれも好ましい条件として挙げられ、これらの条件を適用した場合には、さらに優れた効果を発揮する。
【００１７】
（１）前記表面凹凸模様が切削加工による溝模様および／または割壊加工による割石調模様であること。
（２）前記ＡＬＣパネルの表面に透湿性塗料が塗布されていること。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の建物壁構造およびカーテンウォールについて詳述する。
【００１９】
図１は本発明の建物壁構造の一例を示す分解斜視図、図２は同じくカーテンウォールの一例を示す分解斜視図である。
【００２０】
図１に示したように、本発明に係る建物壁構造１０は、建物躯体２０に固定された枠体２１、２２の室外側にガラス板５０を配置するとともに、同じく室内側に表面凹凸模様６１を有するＡＬＣパネル６０を配置したことを主要な構成要件としている。
【００２１】
また、本発明に係るカーテンウォール３０は、ガラス板５０と表面凹凸模様６１を有するＡＬＣパネル６０とが金属枠体４０内に並置固定されていることを主要な構成要件としている。
【００２２】
図１に示した建物壁構造１０にすると、室外側がガラス板５０で覆われるため、ＡＬＣパネル６０は直接風雨や炭酸ガスなどの薬剤にさらされることがなくなるとともに、気孔の吸放湿による調湿効果あるいは遮音効果が十分に発現されるようになる。
したがって、ＡＬＣパネル６０表面の加熱による水蒸気は室内側へ抜け出ることが可能となる。
これにより、ＡＬＣパネル６０の表面に透湿性塗料が塗布されていても、塗料の浮きや剥離を生じさせないとともに、空気中の湿気がＡＬＣパネル６０に吸湿されてガラス板５０の表面に結露が生じることがなくなり、カーテンウォールの景観および耐久性を向上させる。
【００２３】
また、図２に示したカーテンウォール３０においても、上記と同様の効果を呈するとともに、ＡＬＣパネル６０はソリが生じない。
そのため、従来のカーテンウォールと違って、金属枠体４０が変形することがなく、軽量性および耐久性が一層改善されるという効果が得られる。
【００２４】
本発明のカーテンウォール３０は、図２に示すように、ガラス板５０と表面凹凸模様６１を有するＡＬＣパネル６０とが金属枠体４０内に並置固定されている。
ＡＬＣパネル６０およびガラス板５０は、金属枠体４０の内側に設けられた室内側嵌合溝４１、室外側嵌合溝４２に嵌入されて、各々の表面が離隔して平行となるように配置されている。
ＡＬＣパネル６０は、複数のＡＬＣパネルの小口面を接着して大型化した集成パネルを使用しても良い。その際に、集成パネルの外周に囲枠を取付けておくと、一体化したパネルの取り扱いが容易になり、さらに、金属枠体４０の室内側嵌合溝４１にＡＬＣパネル６０を嵌入させるときのパネル角部の欠けをなくすことができて好ましい。
さらに、この囲枠と金属枠体４０の嵌合溝４１とのギャップを２〜３ｍｍに設定しておくことにより、容易に嵌入できるとともに嵌入後のガタつきも少なくなり望ましい。
囲枠の材質は鉄またはアルミが好ましく、また金属枠体４０と囲枠との間にクッション材を介在させておくと、パネルのガタつきがなくなり望ましい。
【００２５】
また、本発明のカーテンウォール３０は、次のような構造としても良い。
すなわち、ＡＬＣパネル６０に埋設された補強鉄筋に固定されている複数のアンカー部材（図示せず）と、金属枠体４０とがボルト等の係止部材により緊結されており、さらに、ＡＬＣパネル６０と金属枠体４０との間にモルタル材が充填されている。
この構造により、金属枠体４０の変形および、それによるＡＬＣパネル６０の亀裂発生がなくなり、カーテンウォール３０自体の耐久性が一層高められる。
【００２６】
本発明の建物壁構造およびカーテンウォールに共通して、ＡＬＣパネル６０の厚みは３５〜１５０ｍｍが好ましく、特に３５〜５０ｍｍの範囲が軽量性、断熱性、透湿性の面で望ましい。
また、ガラス板５０の厚みは６〜１９ｍｍの範囲が好ましく、特に６〜１５ｍｍであると強度および透過性などの面で望ましい。
さらに、ガラス板５０とＡＬＣパネル６０との間隔を４５〜２５０ｍｍにすると外観の意匠性に優れるとともに、それらの間の空間が十分に広く保たれるため、結露がより生じにくくなる。さらに、その間隔が４５〜２２０ｍｍであると最も好適である。
【００２７】
本発明で使用するガラス板５０の種類は特に制限はなく、熱線吸収ガラス、熱線反射板ガラス、高性能熱線反射板ガラス、複層ガラス、強化ガラス、電磁波遮蔽ガラスおよび合わせガラスなどを、用途に応じて適宜選択使用することができる。
【００２８】
本発明の建物壁構造およびカーテンウォールは、その意匠性を高めるために、少なくともガラス板５０に対向するＡＬＣパネル６０の表面に表面凹凸模様６１を設ける。
また、その表面凹凸模様６１は、切削加工による溝模様および／または割壊加工による割石調模様が好ましい。
切削する溝等の深さは、パネル厚が３５ｍｍ付近では３〜８ｍｍ、パネル厚が５０ｍｍ付近では５〜１１ｍｍ、パネル厚が７５ｍｍ以上では１０〜３５ｍｍであると、意匠模様のコントラストが明瞭となり好ましい。
さらに、パネル厚が５０ｍｍ付近では７〜１０ｍｍがより好ましく、また、パネル厚１００ｍｍ以上では溝深さを５０ｍｍまで設けることができて、より好ましい十分な意匠性が得られるようになる。
【００２９】
この溝模様および割石調模様の具体例としては、図３（ａ）〜（ｌ）に示したような断面形状の模様を例示することができる。
さらに、これらの模様を適宜組み合わせることにより、格子模様、斜線模様、積煉瓦模様、凹凸模様、山谷模様および千鳥模様などの新規なデザインを表出することも可能である。
【００３０】
図３において、（ａ）〜（ｄ）は、通常の切削加工により形成した溝模様を示し、（ｅ）〜（ｌ）は割壊加工により形成した割石調模様を示す。
割石調模様は、模様面にＡＬＣパネル６０の気孔が露出することになるため、吸湿性および透湿性が一層優れたものとなる。
また、溝模様と割石模様とを組み合わせることにより、優れた表面凹凸意匠模様が得られる。
割壊加工による割石調模様の形成は、例えば特開平６−１５５４３７号公報（特許文献８）および特開２００１−１３８３２０号公報（特許文献９）などに記載される加工装置および加工方法により形成される。
【００３１】
【特許文献８】
特開平６−１５５４３７号公報
【特許文献９】
特開２００１−１３８３２０号公報
【００３２】
なお、ＡＬＣパネル６０表面の切削加工による溝模様および／または割壊加工による割石調模様は、少なくともガラス板５０に対向して室外側から見えるパネル表面に設ける。
また、ＡＬＣパネル６０の室内側の面にも併せて設けることが可能であり、これにより室内側からも表面凹凸模様の意匠を楽しむことが可能となる。
【００３３】
また、本発明の建物壁構造１０およびカーテンウォール３０は、ＡＬＣパネル６０の表面に透湿性塗料が塗布されていると、ＡＬＣパネル６０表面に水に溶解した炭酸ガスが接触することにより炭酸カルシウムが生成されて、パネル表面に亀裂を発生するという不具合が解消されるとともに、透湿性も十分に維持されて望ましい。
さらに、透湿性塗料として撥水性を有するものを使用すると、雨水の侵入によるＡＬＣパネル６０の劣化を効果的に防止することが可能となる。
【００３４】
本発明で使用することができる透湿性塗料としては、シリコーン系またはシラン系の撥水剤をアルコール系溶剤に溶解したアルコール溶剤系撥水剤および植物系油脂を主成分とするものが挙げられる。
この透湿性塗料は着色のための顔料や染料を含んでいてもよい。
また、植物系油脂としては、亜麻仁油、向日葵油、大豆油、アザミ油、椰子油、ユーカリ油、カルナバワックス、カンデリラワックスなどを主成分とし、溶剤としてアルコール系溶剤を使用したものが、揮発性有害物質の発生がないことから好ましく使用される。
【００３５】
透湿性塗料による塗膜の厚みは、数十μｍ〜数ｍｍの範囲であることが望ましく、厚みを必要以上に厚くした場合には、透湿性の低下を招くことになる。
【００３６】
図２に示すカーテンウォール３０は、例えば、次のようにして製造される。
まず、補強鉄筋が配設された型枠内に、ケイ酸質および石灰質原料を主成分とするＡＬＣ原料スラリーを打設する。
そして、水和により形成された半硬化体をパネル形状に切断したのちオートクレーブ養生により本硬化させて、補強鉄筋が埋設されたＡＬＣパネルを製造する。
さらに、得られたＡＬＣパネル表面に、切削または割壊の加工を施して表面凹凸模様を形成する。
【００３７】
金属枠体４０の開放させた一辺側から室内側嵌合溝４１に沿って、表面凹凸模様を有するＡＬＣパネル６０を嵌入させて金属枠体４０内に設置する。
また、同様にガラス板５０を金属枠体４０の室外側嵌合溝４２に嵌入させて金属枠体４０内に設置する。
そして、金属枠体４０の開放していた一辺側の枠片を取付けて四方枠を完成させて、ＡＬＣパネル６０およびガラス５０を金属枠体４０内に固定する。
【００３８】
また、本発明のカーテンウォールにおいて、金属枠体をパネル内部に埋設されたアンカー部材に緊結させたものは、下記の方法により製造することができる。
まず、アンカー部材が溶接固定された補強鉄筋を型枠内に配設し、ケイ酸質及び石灰質原料を主成分とするＡＬＣ原材スラリーをその型枠内に打設する。
そして、水和により形成された半硬化体をパネル形状に切断したのちオートクレーブ養生させて、補強鉄筋およびアンカー部材が埋設されたＡＬＣパネルを製造する。
さらに、得られたＡＬＣパネル表面に、切削または割壊の加工を施して表面凹凸模様を形成する。
【００３９】
次に、この表面凹凸模様を有するＡＬＣパネルを金属枠体内に配置して、その小口面に開口したアンカー部材の係止部に係止部材（ボルト）を差込み締付けて金属枠体にＡＬＣパネルを固定する。
【００４０】
そして、金属枠体とＡＬＣパネルとの間の隙間にモルタル材を注入し、これを硬化させた後、モルタル材の不要部分をカットする。
なお、必要に応じてＡＬＣパネルの小口面にモルタル材との付着性を改良するためのプライマを塗布したり、金属枠体とＡＬＣパネルとの間の隙間にウレタン製のバックアップ材を詰めたりすることも可能である。
【００４１】
次に、金属枠体の室外側にガラス板を嵌め込み、パッキング材などを介して金属枠体とガラス板とを固定することにより、本発明のカーテンウォールが完成する。
【００４２】
このようにして得られる本発明のカーテンウォールによれば、強度、剛性が向上してＡＬＣパネルが金属枠体内でがたつくことがない。
さらに、ＡＬＣパネルに埋設された補強鉄筋と金属枠体とがアンカー部材を介して緊結されているため、金属枠体の変形およびそれによるＡＬＣパネルやモルタル材充填部における亀裂発生がなくなり、カーテンウォールの耐久性が著しく改善される。
すなわち、建築材料としての耐久性を向上させるとともに、意匠性、軽量性、断熱性、耐火性および吸放湿性、透湿性が改良される。
【００４３】
【実施例】
次に、実施例により本発明の構成・効果をさらに説明する。
【実施例１】
図２に示すカーテンウォール３０は、ガラス板５０と表面凹凸模様を有するＡＬＣパネル６０とが金属枠体４０内に並置固定されている。
ＡＬＣパネル６０は内部にラス網が埋設された厚さ５０ｍｍ、長さ１５００ｍｍ、幅６００ｍｍの薄形ＡＬＣパネルである。
また、ガラス板５０は厚さ８ｍｍ、長さ１５００ｍｍ、幅６００ｍｍである。
ＡＬＣパネル６０の表面には、表面凹凸模様６１として幅２２ｍｍ、深さ１０ｍｍの複数の凹溝模様が形成されている。
【００４４】
また、金属枠体４０は材質がアルミであり、その内側にはＡＬＣパネル６０およびガラス板５０が嵌入できるように、２本の嵌合溝４１が平行に枠に沿って形成されている。
そして、ＡＬＣパネル６０は、その凹凸模様が形成されている表面をガラス板５０に対向させて、金属枠体４０の室内側嵌合溝４１に嵌入して固定されている。
また、ガラス板５０は金属枠体４０内側の室外側嵌合溝４２に嵌入して固定されている。
これにより、ＡＬＣパネル６０とガラス板５０とは、各々の表面が平行に５０ｍｍ離隔された状態で金属枠体４０の内部に配置されている。
【００４５】
また、金属枠体をＡＬＣパネルの内部に埋設されたアンカー部材に係止固定させたカーテンウォールの、実施例を次に示す。
【実施例２】
補強鉄筋が縦／横方向にそれぞれ４本／６本埋設され、かつそれぞれの短辺小口面にアンカー部材の係止部がひとつづつ開口している。
そして、長辺小口面にはアンカー部材の係止部がそれぞれ三つづつ開口している。
それらのアンカー部材は前記補強鉄筋に溶接固定されてＡＬＣパネル（厚さ１００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、幅６００ｍｍ）内に埋設されている。
さらに、ＡＬＣパネルの室外側表面には、深さ１０ｍｍ、幅２２ｍｍの切削溝からなる凹溝模様が５０ｍｍ間隔で施されている。
また、パネル表面に透湿性塗料（菊水化学工業社製アルコート）の塗膜厚が５００μｍ〜１ｍｍとなるように塗布されている。
このＡＬＣパネルの各小口面にアルミ製の金属枠体が嵌め込まれ、さらに金属枠体の外側から各アンカー部材の係止部にボルトが差込まれて、金属枠体がＡＬＣパネルに固定されている。
【００４６】
金属枠体とＡＬＣパネルとの間の隙間にはモルタル材が注入されている。
さらに、金属枠体の室外側にガラス板（厚さ８ｍｍ、長さ２０００ｍｍ、幅６００ｍｍ）が、パッキンを介して嵌め込まれて金属枠体に固定されている。
ＡＬＣパネル表面とガラス板表面との離隔寸法は５０ｍｍとした。
【００４７】
これらのカーテンウォールを、鉄骨梁上に壁材として取付け固定し、その耐久性を評価した。
その結果、一年経過後でも金属枠体の変形およびそれによるＡＬＣパネルやモルタル材充填部での亀裂が全く発生することなく、隣接パネル間シーリング部も良好に維持されており、優れた耐久性を発揮することが確認された。
しかも、外気温度と室内温度の相違にもかかわらず、ガラス板に結露を生じることがなく、ガラス板を介して斬新なデザイン性を有するＡＬＣパネルの表面外観を楽しむことができた。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の建物壁構造およびカーテンウォールによれば、意匠性、軽量性、断熱性、耐火性、透湿性および耐久性が均衡して優れるという効果を奏する。
また、建築物に対して新規かつ斬新な意匠デザインを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の建物壁構造の一実施例を示す分解斜視図。
【図２】図２は同じくカーテンウォールの一実施例を示す分解斜視図。
【図３】図３（ａ）〜（ｌ）は溝模様および割石調模様の代表例を示す断面図。
【符号の説明】
１０ 建物壁構造
２０ 建物躯体
２１ 枠体
２２ 枠体
３０ カーテンウォール
４０ 金属枠体
４１ 室内側嵌合溝
４２ 室外側嵌合溝
５０ ガラス板
６０ ＡＬＣパネル
６１ 表面凹凸模様

Claims (6)

1. 建物躯体に固定された枠体の室外側にガラス板を配置するとともに、同じく室内側に表面凹凸模様を有する軽量気泡コンクリートパネルを配置したことを特徴とする建物壁構造。
2. 前記表面凹凸模様が、切削加工による溝模様および／または割壊加工による割石調模様であることを特徴とする請求項１記載の建物壁構造。
3. 前記軽量気泡コンクリートパネルの表面に透湿性塗料が塗布されていることを特徴とする請求項１または２記載の建物壁構造。
4. ガラス板と表面凹凸模様を有する軽量気泡コンクリートパネルとが金属枠体内に並置固定されていることを特徴とするカーテンウォール。
5. 前記表面凹凸模様が、切削加工による溝模様および／または割壊加工による割石調模様であることを特徴とする請求項４記載のカーテンウォール。
6. 前記軽量気泡コンクリートパネルの表面に透湿性塗料が塗布されていることを特徴とする請求項４または５記載のカーテンウォール。

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