JP2022183726A - 木質材利用カーテンウォール外壁素材構造、木質材利用カーテンウォール外壁構造、木質材利用カーテンウォール外壁構築工法 - Google Patents

Abstract

【課題】木質材をカーテンウォールの外壁として利用し、環境負荷の低減を図る。
【解決手段】
パネル状の木質材２と、この木質材２の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部４と、木質材２の内面側に位置させた内面被覆部６と、木質材２と外面被覆部４および内面被覆部６の間に位置させた防水材５と、木質材２の複数個所において木質材２を外面側から貫通して木質材２の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材１０と、を有し、支承材１０は、カーテンウォールの支持ファスナーに対して固定可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、木質材利用カーテンウォール外壁素材構造、木質材利用カーテンウォール外壁構造、木質材利用カーテンウォール外壁構築工法に関する。

（高層）建築物の外壁には、カーテンウォール構造が汎用されている。
カーテンウォールは、建物自体の荷重を負担しない耐力壁以外の内部と外部の空間をカーテンのように仕切る壁であり、地震や台風などの外力に対して十分な耐力を持ち、上下階に変位が生じても、外壁が脱落、破損することなく追従する。カーテンウォールの素材又はユニットは工場で製造され、ファスナーと呼ばれる取付金物を用いて建物に取り付けられる。

カーテンウォールの外壁としては、例えばガラスカーテンウォールと呼ばれる全面ガラス張りの外壁、ハニカムアルミパネル、チタンパネル、セラミックパネル、ＰＣ（プレキャスト）カーテンウォールなどがある。

これらは概して環境負荷が大きい材料である。
本発明者は、環境負荷の低減、天然材料の有効利用などの観点から、カーテンウォールの外壁に木質材を利用することに着眼した。

他方、近年、木質材の利用について着目され、木質材そのもののほか、他の部材との複合材として利用することも指向されている。
例えば、強度を高めたＣＬＴを利用することが指向されている、ＣＬＴとは、Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒの略で、ひき板（ラミナ）を並べた後、繊維方向が直交するように積層接着した木質材である。

ＣＬＴについては種々の応用があり、その例として特許文献１などを挙げることができる。
しかし、本発明者は、ＣＬＴなどの木質材をカーテンウォールの外壁として利用することの先行技術について情報を得ていない。

特開２０１８－１４９７５４号公報

したがって、本発明の主たる目的は、ＣＬＴなどの木質材をカーテンウォールの外壁として利用し、環境負荷の低減を図ることができる木質材利用カーテンウォール外壁素材構造、木質材利用カーテンウォール外壁構造、木質材利用カーテンウォール外壁構築工法を提供することにある。

上記課題を解決する手段として、以下の態様を含む。
＜第１の態様＞
パネル状の木質材と、
この木質材の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部と、
前記木質材の内面側に位置させた内面被覆部と、
前記木質材の複数個所において木質材を外面側から貫通して木質材の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材と、を有し、
前記支承材は、カーテンウォールの支持ファスナーに対して固定可能である、
ことを特徴とする木質材利用カーテンウォール外壁素材構造。

＜第２の態様＞
パネル状の木質材と、
この木質材の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部と、
前記木質材の内面側に位置させた内面被覆部と、
前記木質材の複数個所において木質材を外面側から貫通して木質材の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材と、を有し、
前記支承材は、カーテンウォールの支持ファスナーに対して固定されている、
ことを特徴とする木質材利用カーテンウォール外壁構造。

＜第３の態様＞
パネル状の木質材と、
この木質材の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部と、
前記木質材の内面側に位置させた内面被覆部と、
前記木質材と前記外面被覆部および前記内面被覆部の間に位置させた防水材部と、
前記木質材の複数個所において木質材を外面側から貫通して木質材の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材と、を有する外壁部材を、
建築物の躯体側に設けたカーテンウォールの支持ファスナーに対して、前記支承材を固定することにより、建築物の外壁を構築することを特徴とする木質材利用カーテンウォール外壁構築工法。

本発明によれば、ＣＬＴなどの木質材をカーテンウォールの外壁として利用し、環境負荷の低減を図ることができる。

外壁構造材の一例を示す室外側からの正面図である。 外壁構造材の一例を示す室内側からの裏面図である。 ３―３線矢視断面図である。 部分分解斜視図である。 外壁例の室外側からの正面図である。 実施形態２の外壁構造材を示す部分分解斜視図である。

（実施形態１）
（外壁構造材（木質材耐火性カーテンウォール））
図１～図４は、木質材耐火壁を構成する外壁構造材の一例を示す図である。
外壁構造材１は、例えば４枚のひき板などの単位木質材３を、繊維方向が直交するように積層接着したパネル状の（ＣＬＴ）木質材２と、木質材２の外面と側面を（他の材料層を介して間接に又は）直接に覆うように形成された被覆部４と、木質材２の裏面を（他の材料層を介して間接に又は）直接に覆うように形成された内面被覆部６と、を有する。
図１において、外壁構造材１の形状は平面視正方形、長方形状など適宜の形状とすることができる。また、外壁構造材１の大きさも特に限定されるものではない。
なお、本発明の木質材耐火壁は、建築物のカーテンウォール外壁に使用されることを想定して作成されたものであり、外壁構造材１は、表側が建造物の外側、裏側が建造物の内側となるように配置される。

単位木質材３は、例えば木材又は集成材からなる板状部材である。
集成材としては、複数の平面視略長方形状のひき板（ラミナ）が、長辺を互いに接触接合されてなる配向板が含まれる。
単位木質材３は３枚以上９枚以下であることが好ましい。２枚以下では、十分な強度が得られず、１０枚以上では、嵩張り過ぎ取り扱いが困難となる傾向がある。
単位木質材３の厚さが１ｃｍ以上３．６ｃｍ以下であることが好ましい。１ｃｍ未満では、十分な強度が得られず、３．６ｃｍ超では、嵩張り過ぎて取り扱いが困難となることがある。
単位木質材３が難燃薬剤注入木材であることが好ましい。これにより、耐火性をより高められる。

「木質材」
複数の単位木質材３を積層接着した木質材２を備える。木質材２は、単位木質材が積層接着された部材である。
木質材２がＣＬＴ（Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）であり、前記ＣＬＴは、複数の配向板が配向の向きが互いに直交するように積層接着されてなり、前記配向板は、複数の平面視略長方形状のひき板（ラミナ）が、長辺を互いに接触接合されてなることが好ましい。これにより、強度をより高められる。

木質材２の外面は防水処理により防水材部５を形成することが好ましい。これにより、防水性をより高め、例えば被覆部の形成にモルタル材料などを使用する場合、その被覆部中の水分が木質材２へ侵入することを妨げ、木質材２の耐久性を向上させることができる。
この防水処理としては、各種撥水材の塗布、アスファルト防水、シート防水、塗膜防水等の防水材によるもの、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、無機系等の塗料が塗布したものなどを使用することもできる。

「外面被覆部」、「内面被覆部」
木質材２の外面、下面及び両側面、好ましくは上面についても、外面被覆部４を備える。外面被覆部４は、難燃又は耐火性材料であり、かつ対雨性を有する材料で形成される。これにより外壁構造材１の難燃又は耐火性、ならびに対雨性を高めることができる。
ここで、難燃又は耐火性材料としては、建築基準法施行令第１０７条に適合するものが望ましい。

さらに、木質材２の裏面に内面被覆部６を備えている。
内面被覆部６としては、対雨性を必ずしも要求されないが、対雨性を有する又は有しない難燃又は耐火性材料を使用できる。

外面被覆部４の難燃・耐火材料としては、例えば繊維補強モルタルあるいは鉄筋等で補強されたモルタルであることが好ましい。これにより、木質材２の外面、下面、両側面、上面にかけて難燃・耐火材料により覆うことができ、耐久性を確保しながら難燃・耐火性を向上することができる。
内面被覆部６は、繊維補強モルタルあるいは鉄筋等で補強されたモルタルのほか、強化石膏ボードを使用することもできる。強化石膏ボードは木質材２の裏面に容易に取り付けることができ、耐火性を高められる。
ちなみに、外面被覆部４として例えば石膏ボード材料などで形成した場合、雨に晒される外壁の条件では、水分を吸収したりすることにより強度が低下する。したがって、対雨性が必要となる。

繊維補強モルタルの繊維としては、ガラス繊維（ＧＲＣ）、炭素繊維（ＣＦＲＣ）、ポリプロピレン樹脂繊維、鋼繊維（ＳＦＲＣ）、ステンレス繊維などを挙げることができる。
外面被覆部４の外面と側面（下面及び上面を含む）は止水部材７を設けることが望ましい。これにより、雨水の浸入や、火災時における外から放水に対して、外壁構造材より内方の材料への防護を図ることができる。

「防水材部」
木質材２と外面被覆部４および内面被覆部６の間には、防水材部５が形成されている。
このように、木質材２の外面は防水処理することが好ましい。これにより、防水性をより高め、例えば被覆部の形成にモルタル材料などを使用する場合、その被覆部中の水分が木質材２へ侵入することを妨げ、木質材２の耐久性を向上させることができる。

「被覆部固定部材」
また、木質材２に被覆部固定部材９が取り付けられて、外面被覆部４の固定・一体化がなされている。これにより、取り扱いがし易い外壁構造材１とすることができる。
被覆部固定部材９としては、例えばコーチボルトなどを挙げることができる。コーチボルトの頭部を外面被覆部に埋設するようにし、外面被覆部４の固定、剥落を防止できる。
図１では、木質材２の外面側の４隅に被覆部固定部材９を取り付けるとともに、各側面の２隅に被覆部固定部材９を取り付けて、外面被覆部４と木質材２の一体化を図っているが、被覆部固定部材９の数、打ち込み位置はこれに限られるものではない。
図３、４は、被覆部固定部材９の数、打ち込み位置が異なる別の実施形態を示す。これらの図に示すように、被覆部固定部材９の数を増やし、多数打ち込むことが好ましい。これにより、より固定を安定化でき、一体化できる。

「荷重支承支承材及びファスナー」
木質材２の複数個所において、木質材２を外面側から貫通して木質材２の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材１０を有する。

支承材１０は、例えば頭部が六角などの形状を有し、木質材２の外面の座刳り溝内に入り込み、外面側から貫通して木質材２の内面側に延在し、その先端には連結プレート１０ａが一体している。

さらに、連結プレート１０ａは、例えばその周囲において溶接などにより取付荷重受けファスナー８と一体化されている。

取付荷重受けファスナー８は、（高層）建築物の躯体側に設けた、例えば鉄骨梁や柱に固定したカーテンウォールの支持ファスナー２０に係止、溶接、ボルト連結などにより連結され、カーテンウォール外壁が構築される。
図１では、外壁構造材１の取付荷重受けファスナー８の数は４つだが、外壁構造材１の大きさなどに応じて適宜、その数を決定すればよい。また耐火性能を有する部分から飛び出している荷重受けファスナー部は、鉄骨造で用いる公知の耐火被覆材により被覆することで、耐火性能を有するようにできる。

「止水部」
外面被覆部４における、少なくとも隣接する２つの面の被腹部の外面に、地震時等の建物変形に追従しながら止水性能も保つことができる止水部７が設けられており、止水部７としては例えば止水ゴムである。この止水部７としては、４周全体に設けるほか、少なくとも隣接する面（側面と上面又は下面）に設けて、隣接する外壁との間で等圧を確保することにより止水を図ることもできる。なお、止水部７の一部に止水性能を阻害しない程度の切欠部などを有していてもよい。
外壁構造材１を例えば図５に示すように、左右及び上下に隣接させたとき、外壁構造材１間からの水の侵入を妨げることができる。ＣＷはカーテンウォール外壁を示す。

（実施形態２）
図６は、実施形態２の外壁構造材２１を示す一部断面斜視分解図である。
外壁構造材２１は、外面被覆部４の外面に化粧材１１を設けたほかは、実施形態１の外壁構造材１と同一の構成を備える。
仕上げ材として木質系の化粧材１１を使用することにより、外部から木質を把握でき、外壁としての美観性を向上させることができるとともに、環境負荷の少ない材料を使用している建築物であることを強調できる。

本発明の外壁構造材及び木質材耐火壁は、軽く、取り扱いやすいという木質材の特性を生かしつつ、十分な強度、耐火性、止水性を有するものなので、木質系の（高層）建築物の構造材（木質材耐火性カーテンウォール）として活用が期待できる。

１…外壁構造材、２…木質材、３…単位木質材、４…外面被覆部、５…防水材部、６…内面被覆部、７…止水部材、８…取付荷重受けファスナー、９…被覆部固定部材（コーチボルト）、１０…支承材、１１…化粧材、２１…外壁構造材。

Claims (10)

1. パネル状の木質材と、
   この木質材の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部と、
   前記木質材の内面側に位置させた内面被覆部と、
   前記木質材の複数個所において木質材を外面側から貫通して木質材の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材と、を有し、
   前記支承材は、カーテンウォールの支持ファスナーに対して固定可能である、
   ことを特徴とする木質材利用カーテンウォール外壁素材構造。
2. 前記木質材は、複数枚のひき板を繊維方向が直交するように積層して接着した木質材である請求項１記載の木質材利用カーテンウォール外壁素材構造。
3. 前記木質材と前記外面被覆部および前記内面被覆部との間に防水材部を有する請求項１記載の木質材利用カーテンウォール外壁素材構造。
4. パネル状の木質材と、
   この木質材の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部と、
   前記木質材の内面側に位置させた内面被覆部と、
   前記木質材の複数個所において木質材を外面側から貫通して木質材の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材と、を有し、
   前記支承材は、カーテンウォールの支持ファスナーに対して固定されている、
   ことを特徴とする木質材利用カーテンウォール外壁構造。
5. 前記木質材と前記外面被覆部および前記内面被覆部との間に防水材部を有する請求項４記載の木質材利用カーテンウォール外壁構造。
6. 前記木質材の外面の外側に位置された被覆部の外面側に化粧材が設けられている請求項４又は５項に記載の木質材利用カーテンウォール外壁構造。
7. 前記化粧材が木材である請求項６記載の木質材利用カーテンウォール外壁構造。
8. 前記木質材の上面、下面及び両側面のうち少なくとも隣接する２つの面の被腹部の外面に対して、その被覆部に対向する部材との間の止水化を図る止水部が設けられている請求項４～７のいずれか１項に記載の木質材利用カーテンウォール外壁構造。
9. 前記木質材は、複数枚のひき板を繊維方向が直交するように積層して接着した木質材である請求項４～８のいずれか１項に記載の木質材利用カーテンウォール外壁構造。
10. パネル状の木質材と、
    この木質材の少なくとも外面、上面、下面、及び両側面の外面側に位置させた、難燃又は耐火性であり、かつ対雨性を有する外面被覆部と、
    前記木質材の内面側に位置させた内面被覆部と、
    前記木質材と前記外面被覆部および前記内面被覆部の間に位置させた防水材と、
    前記木質材の複数個所において木質材を外面側から貫通して木質材の内面側に延在し、木質材の荷重を支承する支承材と、を有する外壁部材を、
    建築物の躯体側に設けたカーテンウォールの支持ファスナーに対して、前記支承材を固定することにより、建築物の外壁を構築することを特徴とする木質材利用カーテンウォール外壁構築工法。

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