JPH10159204A - 構造用断熱パネル及びその接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 風断熱性及び耐火性に優れた屋根構造を容易
に施行できる構造用断熱パネルを提供すること。 【解決手段】 本発明の構造用断熱パネルは、構造用耐
火面材、断熱耐火面材、断熱材及び構造用面材を、順次
積層して一体的に形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造用断熱パネル
に関し、詳しくは、断熱性及び耐火性に優れた構造用断
熱パネル及び該構造用断熱パネルの接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】日本の伝統的な住宅の屋根構造は、棟木
と垂木からなる構造材で屋根を構成し、これに瓦などを
載せる構造となっている。具体的には１８２０ミリメー
トル（１間）から３６４０ミリメートル（２間）程度の
スパンに梁を配置し、その上部に束を建て９１０ミリメ
ートル（半間）ピッチで母屋、それに直行して４５５ミ
リメートルピッチで垂木、その上部に屋根材を葺く野地
板を止め付け屋根として構成する。これに対し、近年で
は、構造用積層材間に断熱材を挟装させてなる構造用断
熱パネルを、構造材の外側からボルトなどの接合具を介
して該構造材に添設することにより、垂木などを使わず
に且つ断熱性に優れた屋根構造を構成する工法が、特に
冬季の寒さの厳しい地域で少しずつ実施されるようにな
ってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この建
築工法は、断熱性の確保及び工程の簡素化という観点か
らは優れた工法であるが、火災に対する安全性の観点か
らは問題があった。即ち、パネル工法自体はなんら防火
に寄与するものではない。また、従来の構造用断熱パネ
ルにおいては、耐火性を向上させようとする場合には、
屋根を施行した後に防火材を別途取り付けなくてはなら
ないという煩雑な作業工程を必要としていた。また、室
内より火災が発生した場合、従来の屋根構造では重量物
の瓦、石綿スレートなどが積載されており、棟木と垂木
からなる屋根構造であれ、断熱性能を有する構造用パネ
ルを用いた屋根構造であれ、火災時に一度に屋根が脱落
落下する危険があった。従って、本発明は、断熱性及び
耐火性に優れ、断熱性及び耐火性に優れた屋根構造を容
易に施行することができる構造用断熱パネル及び該構造
用断熱パネルの接合構造を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、構造用耐火面材、断熱耐火面材、断熱材及び構造用
面材を、順次積層して一体的に形成されていることを特
徴とする構造用断熱パネルを提供することにより上記目
的を達成したものである。請求項２に記載の発明は、請
求項１に記載の発明において、上記断熱耐火面材の厚み
が、上記構造用断熱パネル全体の厚みの２０％〜５０％
である構造用断熱パネルを提供するものである。請求項
３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明におい
て、上記構造用耐火面材が、無機軽量骨材からなる中間
層を無機繊維層間に介在させた３層構造の積層体である
構造用断熱パネルを提供するものである。

【０００５】請求項４に記載に発明は、上記構造用断熱
パネル同士を接合した接合構造であって、隣接する一方
の構造用断熱パネルは、上記構造用耐火面材及び上記構
造用面材を上記断熱耐火面材及び上記断熱材により形成
された端面よりも突出させて形成されてなり、他方の構
造用断熱パネルは、その構造用断熱パネル全体の厚みが
上記一方の構造用断熱パネルの該構造用耐火面材の上端
面と該構造用面材の下端面との距離に略等しくなるよう
に形成されてなり、該一方の構造用断熱パネルの該構造
用耐火面材の上端面及び該構造用面材の下端面間に形成
される凹陥部に該他方の構造用断熱パネルの端部を嵌合
させて固定してなることを特徴とする構造用断熱パネル
の接合構造を提供するものである。

【０００６】請求項５に記載の発明は、上記構造用断熱
パネル同士をジョイントブロックを介して接合した接合
構造であって、該構造用断熱パネルは、上記構造用耐火
面材及び上記構造用面材を上記断熱耐火面材及び上記断
熱材により形成された端面よりも突出させて形成された
凹陥部を備え、上記ジョイントブロックは、構造用耐火
面材、断熱耐火面材、断熱材及び構造用面材が順次積層
されてなる積層体であり、互いに隣接する該構造用断熱
パネルの該凹陥部に、それぞれ該ジョイントブロックの
一端部及び他端部を嵌挿させて接合されてなることを特
徴とする構造用断熱パネルの接合構造を提供するもので
ある。請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明
において、互いに隣接する上記構造用断熱パネルが、上
記構造用耐火面材及び上記構造用面材の端面同士を当接
させて接合されてなる構造用断熱パネルの接合構造を提
供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構造用断熱パネル
の好ましい実施態様について図面を参照しながら説明す
る。図１〜３は、本実施態様の構造用断熱パネルを示し
たもので、図１は断面斜視図、図２は施工状態を示す斜
視図、図３は軒下部である下端部の断面図である。本実
施形態の構造用断熱パネル１は、図１に示されるよう
に、構造用耐火面材２、断熱耐火面材３、第１断熱材４
ａ、第２断熱材４ｂ及び構造用面材５を、順次積層して
一体的に形成されている。また、上記断熱耐火面材２の
厚みａは、上記構造用断熱パネル１全体の厚みｂの２０
％〜５０％であり、該構造用耐火面材２は、無機軽量骨
材からなる中間層を無機繊維層間に介在させた３層構造
の積層体である。以下、本実施形態の構造用断熱パネル
１をより詳細に説明する。

【０００８】上記構造用耐火面材２は、耐火性を備えた
積層板状体であり、詳しくは、無機軽量骨材を含有する
中間層及び該中間層の両側に位置する無機繊維を含有す
る二つの無機繊維層からなる３層構造の積層体である。
上記無機軽量骨材としては、パーライト系軽量骨材が好
適に用いられる。該パーライト系軽量骨材を採用する
と、特に軽量で耐火性に優れた断熱パネルを得ることが
できる。上記中間層は、該無機軽量骨材の他に結合材及
びサイズ材を含有してなり、該結合材としてはでんぷん
系結合材が、該サイズ材としてはワックス系サイズ材が
好適に用いられる。

【０００９】上記無機繊維としては、ロックウール粒状
綿等の特殊鉱物無機繊維が好適である。該特殊鉱物無機
繊維を使用すると、引張り強度を大きくすることができ
る。上記無機繊維層も、該無機繊維の他に水酸化アルミ
ニウム、でんぷん質結合材、ワックス系サイズ材等を含
有してなる。該無機繊維層を構成する無機繊維層は、無
機繊維や他の成分の構成が上記中間層の両側で同じであ
っても良いし異なっていても良い。本実施形態における
構造用耐火面材２は、該中間層の両側に該無機繊維層を
設け、これらを加熱プレスすることにより一体成形され
ている。本実施形態の構造用断熱パネル１は、このよう
に無機原料を使っている構造用耐火面材２を使用してい
るため、防虫剤などが不要で薬品公害を未然に防ぐこと
ができる。また、本実施形態の構造用断熱パネル１は、
上記構成を有する構造用耐火面材２を用いてなるので軽
量で高強度且つ長尺化が可能である上に加工性にも優れ
る。

【００１０】本発明における構造用耐火面材の物性値と
しては、比重が０．２７以下、曲げ強度が２５０Ｋｇ／
ｃｍ² 以上、寸法安定度が０．１２以上、重量が１２．
７Ｋｇ／ｍ² 未満であることが好ましい。このような条
件を満たす構造用耐火面材を用いると、構造用断熱パネ
ルに必要な強度が確保されると共に、取り扱い性に優れ
施工を容易で、火災時の屋根脱落の危険性を特に低減さ
せることができる構造用断熱パネルを得ることができ
る。このような条件を満たす構造用耐火面材としては、
大建工業株式会社製の商品名「ダイライト」などを挙げ
ることができる。

【００１１】上記断熱耐火面材３としては、ケイ酸カル
シウム保温材を好適に使用することができる。上記断熱
耐火面材３として該ケイ酸カルシウム保温材のように高
耐火性のものを用いると、得られる構造用断熱パネル１
は特に断熱性及び耐火性に優れたものとなる。この発明
において、該断熱耐火面材２の厚みａは、構造用断熱パ
ネル１全体の厚みｂの２０％〜５０％であることが好ま
しく、特に４０％〜５０％であることが好ましい。該断
熱耐火面材２の厚みａの構造用断熱パネル１全体の厚み
ｂに対する割合が２０％未満であると、構造用断熱パネ
ル１の火災時の構造安定性が不十分となり易く、５０％
を越えると、断熱性が不十分となり易いこと及びコスト
の面から好ましくない。

【００１２】上記第１断熱材４ａ及び第２断熱材４ｂと
しては、それぞれポリスチレン樹脂の発泡成形体が用い
られている。尚、本実施形態の構造用断熱パネル１は、
第１断熱材４ａ及び第２断熱材４ｂの２種類の断熱材４
を使用して構成されているが、本発明においては、単一
種類の断熱材を使用して構造用断熱パネルを構成しても
良い。単一の断熱材４を使用して構造用断熱パネル１を
構成した例を図４に示した。

【００１３】本発明における断熱材としては、一つの断
熱材を使用しても良いし、単一種類あるいは異なる種類
の断熱材を複数積層して使用しても良い。発泡成形断熱
材は、求められる強度に応じて発泡倍率を変え、２層以
上で構成しても良い。また、押し出し発泡ポリスチレン
で接着成型することもできる。また、２層以上の各層に
ケイ酸カルシウム板などの軽量耐熱材を混合接着成形す
ることにより耐熱性を高めたものを断熱材として用いる
構成とすることもできる。尚、本実施形態においては、
発泡倍率の異なる２種類の発泡成形体を積層したものを
断熱材４として用いている。また、本発明における断熱
材の形成素材としては、ウレタン樹脂，ポリスチレン樹
脂等の樹脂や、セラミック等を用いることができ、特に
硬質ポリウレタン、低発泡ポリスチレンなどが好適であ
る。

【００１４】上記構造用面材５としては、単板積層材や
ウエハーボードを用いることができ、特にウエハーボー
ドのうちＯＳＢが好適である。該構造用面材としてＯＳ
Ｂを用いると、低価格で高強度、大型且つ長尺で表面仕
上施行に適したパネルとなる。

【００１５】上記構造用耐火面材２、断熱耐火面材３、
第１断熱材４ａ、第２断熱材４ｂ及び構造用面材５は、
順次積層され部材同士間を適当な接着剤を介して接着さ
れ、あるいは溶着により接着されることにより、一体的
に形成されている。尚、構造用断熱パネルの形状や広
さ、パネル全体の厚さ等に特に制限はなく、所定の形状
等に予め設計し、これをそのまま使用して屋根の施行を
しても良いし、所定形状のパネルを所望の形状に加工し
て使用しても良い。

【００１６】上記構造用断熱パネル１を用いた屋根の一
施工態様を図２に示した。該構造用断熱パネル１は、図
２に示すように、例えば最大間隔が最大３６４０ミリメ
ートルに設計されたパネル受け棟木６、母屋（図示せ
ず）、隅木７等の構造材に、上記構造用耐火面材２が下
側（室内側）になるように添設され、これにより屋根が
構成される。このように、本発明の構造用断熱パネル１
によると、極めて屋根施工が容易である。また、建物の
内部側に構造用断熱パネルの構造用耐火面材が面し且つ
内部に断熱耐火面材を有しているため、別途耐火材を設
けなくとも耐火性が確保され、更に、仕上げ下地材を不
要として仕上げ施行ができる。また、図３に示すよう
に、木造住宅の屋根構造では、構造用断熱パネルの下端
部により構成される軒先部においてもその軒先下面の仕
上げで、耐火物による耐火構造などの付加工事を省くこ
とができる。

【００１７】次に、本発明の構造用断熱パネルの接合構
造の一実施形態について図５及び６を参照して説明す
る。図５は、本発明の構造用断熱パネルの接合構造の一
実施形態を示す断面図であり、図６は、該接合構造を説
明するための断面斜視図である。

【００１８】本実施形態の構造用断熱パネルの接合構造
は、図５に示すように、互いに隣接する構造用断熱パネ
ル１ａ，１ｂ同士を接合した接合構造であって、隣接す
る一方の構造用断熱パネル１ａは、上記構造用耐火面材
２及び上記構造用面材５を上記断熱耐火面材３及び上記
断熱材４ａ，４ｂにより形成された端面１０よりも突出
させて形成されてなり、他方の構造用断熱パネル１ｂ
は、その構造用断熱パネル全体の厚みｂが上記一方の構
造用断熱パネル１ａの該構造用耐火面材の上端面３ａと
該構造用面材５の下端面５ａとの距離ａに略等しくなる
ように形成されてなり、該一方の構造用断熱パネル１ａ
の該構造用耐火面材の上端面３ａ及び該構造用面材の下
端面５ａ間に形成される凹陥部１１に該他方の構造用断
熱パネル１ｂの端部１２を嵌合させて固定されてなる。

【００１９】該接合構造について、より詳しく説明する
と、上記構造用断熱パネル１ａにおける、上記構造用耐
火面材２の端部２０及び上記構造用面材５の端部５０
は、図５及び図６に示されるように、上記断熱耐火面材
３及び上記断熱材４ａ，４ｂにより形成された端面１０
よりも突出するように形成されている。また、上記他方
の構造用断熱パネル１ｂは、図６に示されるように、上
記一方の構造用断熱パネル１ａと同様な積層構造を有し
ているが、そのパネル全体の厚みｂが上記一方の構造用
断熱パネル１ａの厚みよりも薄く形成されている。具体
的には、構造用耐火面材の上端面３ａと該構造用面材５
の下端面５ａとの距離ａに略等しくなるように形成され
ている。

【００２０】このような構成を有する両構造用断熱パネ
ル１ａ及び構造用断熱パネル１ｂは、上記凹陥部１１に
構造用断熱パネル１ｂの端部１２を嵌挿させた状態で図
示しない接着剤やビス８で固定され接合される。本実施
形態の接合構造における上記構造用断熱パネル１ｂは、
上記構造用断熱パネル１ａの凹陥部１１にその片側半分
が嵌挿され、他の片側半分は、上記構造用断熱パネル１
ａと同様な構成を有する構造用断熱パネル１ｃの凹陥部
に嵌挿されている。従って、該構造用断熱パネル１ｂは
ジョイントブロックとして機能している。尚、請求項４
に記載の発明においては、該構造用断熱パネル１ｂのよ
り少ない端部のみが該凹陥部１１に嵌挿されてなるもの
であっても良く、該構造用断熱パネル１ｂの上記構造用
断熱パネル１ａの凹陥部１１に嵌挿されない側の端部
は、他の構造用断熱パネルの凹陥部に嵌挿されていても
嵌挿されていなくても良い。本実施形態の構造用断熱パ
ネルの接合構造は、構造用断熱パネル１ｂも構造用断熱
パネル１ａと同様に、下端に構造用耐火面材を備え且つ
断熱耐火面材を備えてなるので、構造用断熱パネル１ａ
及び構造用断熱パネル１ｂの接合部においても十分に耐
火性が確保される。従って、該構造用断熱パネルの接合
構造によれば、耐火性能に優れた屋根構造を容易に施工
することができる。

【００２１】次に、請求項５又は請求項６に記載の構造
用断熱パネルの接合構造の一実施形態について説明す
る。該接合構造においては、上記実施形態における構造
用断熱パネル１ｂをジョイントブロックとして把握し、
構造用断熱パネル１ａ及び構造用断熱パネル１ｃを隣接
する構造用断熱パネルとして把握している。本実施形態
の接合構造は、図５及び図６に示すように、互いに隣接
する構造用断熱パネル１ａ，１ｃ同士をジョイントブロ
ック１ｂを介して接合した接合構造であって、該構造用
断熱パネル１ａ，１ｃは、上記構造用耐火面材２及び上
記構造用面材５を上記断熱耐火面材３及び上記断熱材４
ａ、４ｂにより形成された端面１０よりも突出させて形
成された凹陥部１１を備え、上記ジョイントブロック１
ｂは、構造用耐火面材２、断熱耐火面材３、断熱材４及
び構造用面材５が順次積層されてなる積層体であり、互
いに隣接する該構造用断熱パネルの該凹陥部１１に、そ
れぞれ該ジョイントブロック１ｂの一端部６０及び他端
部６１を嵌挿させて接合されてなる接合構造である。

【００２２】上記構造用断熱パネル１ａ，１ｃにおけ
る、上記構造用耐火面材２の端部２０及び上記構造用面
材５の端部５０は、図５及び図６に示されるように、上
記断熱耐火面材３及び上記断熱材４ａ，４ｂにより形成
された端面１０よりも突出するように形成されている。
従って、構造用断熱パネル１ａ，１ｃには、該構造用耐
火面材２の上端面２ａ及び該構造用面材の下端面５ａ間
に凹陥部１１が形成されている。上記ジョイントブロッ
ク１ｂは、図６に示されるように、構造用断熱パネル１
ａ，１ｃと同様な積層構造を有している。即ち、構造用
耐火面材２、断熱耐火面材３、断熱材４及び構造用面材
５が順次積層されてなる積層体である。但し、その厚み
ｂは、上記構造用断熱パネル１ａ，１ｃの厚みよりも薄
く形成され、上記構造用耐火面材の上端面２ａと該構造
用面材５の下端面５ａとの距離ａに略等しくなるように
形成されている。そして、構造用断熱パネル１ａの凹陥
部１１に該ジョイントブロック６の一端部６０を嵌挿
し、構造用断熱パネル１ｃの凹陥部１１に該ジョイント
ブロック１ｂの他端部６１を嵌挿し、図示しない接着剤
やビス８で固定することにより構造用断熱パネル１ａ及
び構造用断熱パネル１ｃが接合されている。

【００２３】本実施形態の接合構造におけるジョイント
ブロック１ｂは、上記構造用断熱パネル１ａの凹陥部１
１にその片側半分が嵌挿され、他の片側半分は、上記構
造用断熱パネルｃの凹陥部に嵌挿されている。即ち、構
造用断熱パネル１ａ，１ｃが、上記構造用耐火面材２及
び上記構造用面材５の端面同士を当接させて接合されて
いる。

【００２４】本実施形態の構造用断熱パネルの接合構造
は、ジョイントブロック１ｂも構造用断熱パネル１ａ，
１ｃと同様に、下端に構造用耐火面材２を備え且つ断熱
耐火面材３を備えてなるので、接合部においても耐火性
が確保される。従って、該構造用断熱パネルの接合構造
によれば、耐火性能に優れた屋根構造を容易に施工する
ことができる。

【００２５】

【実施例】次に、本発明の構造用断熱パネルの実施例に
ついて説明する。また、この実施例及び及び比較のため
の比較例について耐火性能を評価した。 ＜実施例＞構造用耐火面材として上記大建工業株式会社
製の「ダイライト」（商品名，厚さ１０ｍｍ）、断熱耐
火面材としてシリカボード（厚さ２５ｍｍ）、断熱材と
して発泡ポリスチレン（厚さ７５ｍｍ）、構造用面材と
してＯＳＢ（厚さ１２ｍｍ）をそれぞれ使用し、これら
を順次積層して構造用断熱パネルを構成した。 ＜比較例＞ 比較例１ 上記シリカボードを使用せず、上記ポリスチ
レン発泡体の厚さを１００ｍｍとした他は、上記実施例
におけるのと全く同様にして構造用断熱パネルを構成し
た。 比較例２ 断熱材として厚さ５０ｍｍの硬質ポリウレタ
ンを使用し、これを厚さ２２．５ｍｍのＯＳＢ（下側）
及び厚さ１１．５ｍｍのＯＳＢ（上側）間に介装して構
造用パネルを構成した。

【００２６】上記実施例及び比較例について、ＪＩＳ
Ａ１３０４に準拠して耐火時間を測定した。その結果、
実施例については、耐火時間は３０分以上であり、耐火
性に優れる（省令準耐火）ことが確かめられた。一方、
比較例１については、耐火時間は１５分以上（省令準耐
火）で耐火性が十分とは言えないものであり、比較例２
については、耐火時間は３〜５分で殆ど耐火性がなかっ
た。また、上記実施例及び比較例について、断熱性能を
評価するために熱貫流率（ｋcal/m ² h ℃）を求めた。
熱貫流率は、ＪＩＳ Ａ１４１２に準拠して各々の材料
の熱伝導率を測定し、その合計より算出した。その結
果、実施例は0.252 であり、断熱性能に優れることが確
かめられた。比較例１については0.230 であったが、比
較例２については0.429 であった。

【００２７】

【発明の効果】本発明の構造用断熱パネルによれば、施
行が容易で、断熱性及び耐火性に優れた構造用断熱パネ
ルを提供することができる。また、断熱性及び耐火性に
優れた屋根構造を容易に施行できる構造用断熱パネルの
接合構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の構造用断熱パネルの一実施形
態を示す断面斜視図である。

【図２】図２は、本発明の構造用断熱パネルの一施行態
様を示す斜視図である。

【図３】図３は、本発明の構造用断熱パネルの一実施形
態における下端部を示す断面図である。

【図４】図４は、本発明の構造用断熱パネルの他の実施
形態を示す断面斜視図である。

【図５】図５は、本発明の構造用断熱パネルの接合構造
の一実施形態を示す断面図である。

【図６】図６は、図５に示した構造用断熱パネルの接合
構造を説明するための断面斜視図である。

【符号の説明】

１ 構造用断熱パネル １ａ 一方の構造用断熱パネル １ｂ 他方の構造用断熱パネル（ジョイントブロック） ２ 構造用耐火面材 ３ 断熱耐火面材 ４ 断熱材 ４ａ 第１断熱材 ４ｂ 第２断熱材 ５ 構造用面材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造用耐火面材、断熱耐火面材、断熱材
   及び構造用面材を、順次積層して一体的に形成されてい
   ることを特徴とする構造用断熱パネル。
2. 【請求項２】 上記断熱耐火面材の厚みが、上記構造用
   断熱パネル全体の厚みの２０％〜５０％である請求項１
   に記載の構造用断熱パネル。
3. 【請求項３】 上記構造用耐火面材が、無機軽量骨材か
   らなる中間層を無機繊維層間に介在させた３層構造の積
   層体である請求項１又は２に記載の構造用断熱パネル。
4. 【請求項４】 上記構造用断熱パネル同士を接合した接
   合構造であって、隣接する一方の構造用断熱パネルは、
   上記構造用耐火面材及び上記構造用面材を上記断熱耐火
   面材及び上記断熱材により形成された端面よりも突出さ
   せて形成されてなり、他方の構造用断熱パネルは、その
   構造用断熱パネル全体の厚みが上記一方の構造用断熱パ
   ネルの該構造用耐火面材の上端面と該構造用面材の下端
   面との距離に略等しくなるように形成されてなり、該一
   方の構造用断熱パネルの該構造用耐火面材の上端面及び
   該構造用面材の下端面間に形成される凹陥部に該他方の
   構造用断熱パネルの端部を嵌合させて固定してなること
   を特徴とする構造用断熱パネルの接合構造。
5. 【請求項５】 上記構造用断熱パネル同士をジョイント
   ブロックを介して接合した接合構造であって、 該構造用断熱パネルは、上記構造用耐火面材及び上記構
   造用面材を上記断熱耐火面材及び上記断熱材により形成
   された端面よりも突出させて形成された凹陥部を備え、 上記ジョイントブロックは、構造用耐火面材、断熱耐火
   面材、断熱材及び構造用面材が順次積層されてなる積層
   体であり、 互いに隣接する該構造用断熱パネルの該凹陥部に、それ
   ぞれ該ジョイントブロックの一端部及び他端部を嵌挿さ
   せて接合されてなることを特徴とする構造用断熱パネル
   の接合構造。
6. 【請求項６】 互いに隣接する上記構造用断熱パネル
   が、上記構造用耐火面材及び上記構造用面材の端面同士
   を当接させて接合されてなる請求項５に記載の構造用断
   熱パネルの接合構造。