JP2007016477A - 外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造及び既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易にかつ低コストに抑えられた施工で、省エネルギー性や快適性を向上し、建物の長寿命化及びシックハウスを誘発しない建物の断熱・気密・換気改修構造及び既設建物の断熱・気密・換気改修構造の改修方法を提供する。
【解決手段】 断熱・気密・換気構造２は、既設建物１の基礎部３に留め付ける略板状の基礎用断熱材２６と、既設建物１の基礎部３の上部３ａに位置する外壁部６、８に留め付ける略板状の外壁用断熱材２８と、既設建物１の２階天井部１６の上部１６ａに吹き込まれた略綿状の天井用断熱材３２とを備える。基礎用断熱材２６の上端部は、既設建物１の土台４の下端部４ｂより５ｃｍ以上上方の土台４あるいは外壁部６に位置し、基礎部３及び外壁部６、８は高気密とし、天井部１６は低気密とすることができる。さらに、強制排気機構３４によって、２階天井部１６からの自然給気とする計画換気となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造及び既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法に関する。

国の住宅政策である「良質な住宅ストック形成」や、京都議定書に代表される地球温暖化の防止、そして化学物質過敏症といった問題からシックハウス対策が強く求められる中、新築建物の断熱・気密・換気構造とともに、既設建物の断熱・気密・換気構造の改修への関心がいっそう高まっている。

これまで、既設建物の断熱・気密・換気改修工事には、多種、多様な素材や手法が用いられてきたが、特に新築建物並みに気密性を確保することは、従来の改修工事において、困難を極めるものであった。それは、床・壁・天井の連続した防湿・気密層の施工を行うために、既設住宅の内部のすべての建材、下地材の張替えが必要となっていたためである。このような改修に要する作業量・費用は膨大であるにも関わらず、それでも新築建物並みの性能を確保するのは不可能とされてきた。

中途半端な断熱・気密改修工事は、壁内部、床下、小屋裏などで結露を誘発させ、結果として建物は短寿命となる。さらに、部屋間及び上下間での温度差が解消されないために、快適性の向上には繋がらず、快適さを得るために居住者は冷暖房機器をより高負荷で運転し続ける。結果として、化石燃料を大量に消費し、地球温暖化の要因であるＣＯ_２を増加させているのが現状である。

そして、中途半端な断熱性と気密性しか有していない建物では、機械換気設備を設置したとしても計画換気とならないため、各部屋に適度に新鮮な空気が供給されず、シックハウス症候群を誘発する原因の一つとなってしまう。
近年、外張断熱工法による改修方法も一部で見られるようになり、比較的容易に断熱・気密性能を高めることは可能となった（例えば、特許文献１参照）。
登録実用新案第３１００５６３号公報

しかしながら、これらの既設建物の改修方法は、計画換気の実現や快適な室内環境を維持するだけの性能を確保するまでには至っていない。これは、基礎から土台部分に気密施工が集中しているからである。従来、土台と基礎部との接合部分は、異なる材質の部材を接合させる部分であることから、気密な状態にすることが難しかった。この接合部分にさらに、断熱材の境界を設けることは、完全に気密な状態にすることを困難にさせた。このため、外壁部、基礎部の高気密化が困難で、結果的に計画換気を行うことができなく、また小屋裏への湿気の流入によって結露が発生し、建物の腐食、断熱性能の低下が懸念されていた。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、容易にかつ低コストに抑えられた施工で、省エネルギー性や快適性を向上し、建物の長寿命化及びシックハウスを誘発しない建物の断熱・気密・換気改修構造及び既設建物の断熱・気密・換気改修構造の改修方法を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、建物の外面に断熱材を貼り付けて所定の断熱性及び気密性を保持させる外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造であって、前記断熱材は、前記建物の基礎部に留め付ける略板状の基礎用断熱材と、前記建物の前記基礎部の上部に位置する外壁部に留め付ける略板状の外壁用断熱材と、前記建物の天井部の上部に吹き込まれた略綿状の通気可能な天井用断熱材とを備え、前記基礎用断熱材の上端部は、前記建物の土台の下端部より所定間隔上方の該土台あるいは前記外壁部に位置し、前記建物の前記基礎部及び前記外壁部を高気密とし、前記天井部を低気密とすることを特徴としている。

この発明に係る外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造によれば、基礎部、外壁部及び天井部を基礎用断熱材、外壁用断熱材及び天井用断熱材で覆うので、建物の断熱性能を高めることができる。また、基礎部に留め付ける基礎用断熱材の上端部を土台の下端より所定間隔上方の土台あるいは外壁部に位置させることで、基礎用断熱材と外壁部に留め付ける外壁用断熱材との境界を、土台と基礎部との接合部分より上方とすることができる。このため、従来土台付近に集中していた気密処理施工を分散することができ、気密性の向上を図ることができる。また、天井部には通気性を有する天井用断熱材を使用することで、天井部には気密性を持たせない。このため、この外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造を備えた建物では、外壁部及び基礎部は従来よりも高気密とすることができ、天井部は外壁部及び基礎部と比べて、ある程度の開放性を持たせた低気密とすることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造において、前記基礎用断熱材の前記上端部は、前記建物の前記土台の前記下端部より５ｃｍ以上上方であることを特徴としている。
この発明に係る外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造によれば、基礎用断熱材の上端部を建物の土台の下端部より５ｃｍ以上上方とすることで、さらに外壁部及び基礎部の気密性を高めることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造において、機械式の強制排気機構が設けられ、該強制排気機構によって前記建物の居住空間は負圧となり、外部との気圧差によって、前記天井部から前記建物の前記居住空間に給気されることを特徴としている。

この発明に係る外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造によれば、機械式の強制排気機構によって、建物の居住空間を排気すると、建物の居住空間は負圧となる。基礎部及び外壁部は気密性が高く、天井部は気密性が低いので、建物の内外の気圧差を解消するために、外壁部及び基礎部において建物の外部から居住空間へ空気が漏れること無く、建物の外部の空気は天井部から自然給気される。このため、逆に、建物の居住空間の空気が天井部から漏洩することが無く、天井部から放出される建物の居住空間の熱量も極めて少なくなる。さらに、建物の居住空間から天井部への湿気の移動も減少するので、小屋裏結露の可能性が低減する。また、排気と給気の経路が明確となり、計画換気とすることができる。

請求項４に係る発明は、既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法であって、前記既設建物の既存の外装材を取り外し、該外装材の内側に既存の合板が設けられている場合はそのまま残し、無い場合は新たに合板を敷設し、既存の柱、桁などの躯体に留め付け、前記合板と前記合板との継目を気密テープで塞ぎ、前記既設建物の土台の下端より５ｃｍ以上上方の位置に断熱材受け材を延設し、前記既設建物の基礎部及び該基礎部の上部に位置する外壁部のそれぞれの外面で、地盤面より１０ｃｍ以上下方から前記断熱材受け材の下端部までの範囲に、基礎用断熱材を留め付け、前記既設建物の前記外壁部の前記外面で、前記断熱材受け材の上端部より上方に、外壁用断熱材を留め付け、前記既設建物の天井部には、該天井部の上部に略綿状の天井用断熱材を吹き込み、機械式の強制排気機構を設けることを特徴としている。

この発明に係る既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法によれば、既設の建物の基礎部及び外壁部を従来よりも高気密とし、天井部は基礎部及び外壁部と比べて、低気密とすることができる。機械式の強制排気機構が稼動すれば、既設建物の居住空間に負圧が生じ、天井部から通気することによって、給気が行われる。このため、逆に建物の居住空間の空気が天井部から漏洩することが無く、小屋裏への熱・湿気の移動を少なくすることができる。また、排気と給気の経路が明確となり、計画換気を実現することができる。さらに、外装材を取り外し、建物の外部から基礎用断熱材、外壁用断熱材を留め付け、小屋裏から天井用断熱材を吹き込むだけなので、構造が単純であり、内装工事が基本的に不要なので、工期短縮、低コスト化、廃棄物の減量を望むことができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法において、前記既設建物の前記基礎部の前記外面から前記基礎用断熱材を留め付け、前記外壁部の前記外面から前記外壁用断熱材を留め付ける工法であるため、前記既設建物の工法、構造を問わずに施工することが可能であることを特徴としている。

この発明に係る既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法によれば、既設建物の基礎部及び外壁部のそれぞれの外面に基礎用断熱材及び外壁用断熱材を留め付けて、断熱性、気密性を高めることができる。このため、既設建物の基礎部及び外壁部の工法、構造と関係無く施工を行うことができる。

本願発明によれば、基礎部及び外壁部を高気密とし、天井部を低気密とすることで、建物の居住空間への給気を天井部から行うことができる。このため、天井部から放出される熱量が極めて少なくなり、断熱性能つまりは省エネルギー性能を高めることができる。また、小屋裏への湿気の移動も低減され、小屋裏結露の可能性が低減し、建物の耐久性を高めることができる。さらに、機械式の強制排気と天井部からの自然給気の計画換気とすることができ、シックハウスの可能性も低減させることができる。また、内装工事を不要とすることができ、従来に比べて作業を簡略化することができるので、既設の居住者が居住している建物を改修するにあたっては、居住者の負担を軽減させることができ、さらには、工期の短縮、コストの低減、廃棄物の減量を望むことができる。

このような外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造を有する建物においては、冬季期間中は、断熱材と暖房により室内温度及び床下温度が上昇し、床・壁の居住空間側の表面温度が高くなり居住者の快適性を向上させることができる。逆に、夏季期間中は、床・壁の居住空間側の表面温度を低く保つことが可能で、居住者に快適性を与えることができる。また、建物の居住空間において、天井部への熱の移動を低減させて、計画換気を実施することができることで、上下間の温度差が減少し、さらに居住者の快適性を向上することができる。また、基礎部の断熱も行われているので、年間を通して床下環境が安定し、床下地盤面に防湿フィルムを設けなくても、床下結露の可能性を低減させることができる。

図１及び図２は、この発明に係る実施形態を示している。図１に既設建物１に断熱・気密・換気構造の改修を実施した全体断面図、図２に基礎部の詳細断面図を示す。ここでは、木造、２階建ての既設建物１に、外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造２を施す改修工事を例として説明する。

図１に示すように、既設建物１は、地盤Ｇに下部が埋設された基礎部３と、基礎部３の上端部３ａに据付けられた土台４と、土台４の上部４ａに立設された柱（不図示）及び間柱（不図示）と、柱（不図示）の上端部において柱（不図示）間に略水平に架設される横架材５とを備えている。柱（不図示）及び間柱（不図示）と、土台４と、横架材５とで囲まれた部分には、外壁部６が設けられて、既設建物１の居住空間１ａと外部１ｂとを遮蔽している。また、既設建物１は、２階建てなのでさらに、横架材５の上部５ａに立設された柱（不図示）及び間柱（不図示）と、柱（不図示）の上端部において柱（不図示）間に略水平に架設される横架材７と、柱（不図示）及び間柱（不図示）と横架材５、７で囲まれた部分に設けられた外壁部８とを備えている。また、既設建物１の居住空間１ａにおいて、１階床部９には、床用断熱材１０が設けられ、その上にさらに床材１１が設けられている。また、１階天井部１２には、天井材１３が、２階床部１４には、床材１５が架設されている。さらに、２階天井部１６には、天井材１７が設けられ、さらにその上方には屋根部１８が設けられて、小屋裏１９が形成されている。

外壁部６、８は、２枚のボードを平行に配設し、その中間部に既設の断熱材が設置された構造となっている。この外壁部６、８の外側６ａ、８ａには、外装材（不図示）が設けられ、内側６ｂ、８ｂには、内装材２０が設けられている。また、基礎部３には、床下換気（不図示）が設けられている。

次に、外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造２の構成、及びこの断熱・気密・換気構造２による既設建物１の改修工事について説明する。まず、既設建物１の外壁部６、８の外側６ａ、８ａに設けられている外装材を撤去する。また、既設の断熱材は劣化の程度により撤去しても良いし、そのまま残しても良いこととする。次に、外壁部６、８の外側６ａ、８ａに合板２１を、釘等によって隙間無く留め付ける。この際、下端部２１ａは、土台４の下端部４ｂまで、上端部２１ｂは、２階の横架材７の下端部７ａよりも上方まで留め付ける。また、既設建物１の外壁部６、８と外装材（不図示）との間に合板が設けられていた場合は、そのまま利用しても良い。次に、留め付けた合板２１の端部及び継目を気密テープ２２で塞ぐ。気密テープ２２は、後述の外壁用断熱材２８の仮留めを行うために両面式のものが好ましい。以上で、下地作業が完了であり、次に、断熱材の取り付け作業を行う。

まず、断熱材受け材２３を、下端部２３ａが土台４の下端部４ｂよりも５ｃｍ以上上方となるように、略水平に延設する。また、横架材５、７の外側５ｂ、７ｂにも、断熱材受け材２４、２５を略水平に延設する。

次に、図２に示すように、断熱材受け材２３の下端部２３ａから、地盤Ｇの地盤面ＧＬより１０ｃｍ以上下方まで基礎用断熱材２６を留め付ける。基礎用断熱材２６は、ある程度の厚さを有する略板状の断熱材で、より詳しくは、プラスチック系などの断熱材である。また、基礎用断熱材２６を留め付ける際、既設建物１の基礎部３に形成されている床下換気孔（不図示）、あるいは基礎部３と土台４との間に隙間が生じている場合には、充填処理をしておく。すべての基礎用断熱材２６の留め付けが完了したら、化粧仕上げとして、基礎用断熱材２６の外側２６ａに、少なくとも地盤面ＧＬより上の範囲において、モルタル２７を塗布する。

次に、図１に示すように、断熱材受け材２３の上端部２３ｂから断熱材受け材２４の下端部２４ａまで、及び断熱材受け材２４の上端部２４ｂから断熱材受け材２５の下端部２５ａまでのそれぞれに外壁用断熱材２８を留め付ける。外壁用断熱材２８は、ある程度の厚さを有する略板状の断熱材で、より詳しくは、プラスチック系などの断熱材である。この際、下地の合板２１の継目に貼り付けた気密テープ２２が両面式なので、これを利用して、仮留めを行う。次に、仮留めした外壁用断熱材２８の継目を気密テープ２２で塞ぐ。最後に、断熱ビス（不図示）等で、横架材５、７、柱（不図示）などの躯体に留め付ける。

外壁用断熱材２８の外側２８ａには、１５から２０ｍｍの幅の通気層２９を形成して、外装材３０が設けられる。より詳しくは、外壁用断熱材２８の外側２８ａに、角材等からなり、通気層２９の幅に対応する厚さを有する複数の胴縁３１を、水平方向に所定の間隔を設けて、略鉛直に留め付ける。さらに、外装材３０を胴縁３１に取り付けることによって、外壁用断熱材２８と外装材３０との間に通気層２９が形成されるようにする。通気層２９の上部２９ａは、小屋裏１９と連通し、下部２９ｂには、通気用水切り３０ａが設けられ、外気と連通している。

次に、２階天井部１６の上部１６ａに、天井用断熱材３２が設けられる。より詳しくは、天井用断熱材３２は、略綿状のグラスウール等からなり、小屋裏１９から吹き込むことで設けられる。このため、天井材１７の上面及び天井材１７を保持する野縁３３とを隙間無く充填させることができる。また、天井用断熱材３２と２階天井部１６との間には、気密層を設けない。

以上に示すような断熱・気密・換気構造２とすることで、基礎用断熱材２６、外壁用断熱材２８、天井用断熱材３２で、１階、２階、及び床下環境が一体となった断熱構造とすることができる。ここで、基礎用断熱材２６と外壁用断熱材２８との接合部である断熱材受け材２３の下端部２３ａの位置を、土台４の下端部４ｂより５ｃｍ以上上方とすることで、土台４と基礎部３の接合部分と、基礎用断熱材と外壁用断熱材との境界とをずらすことができる。土台４と基礎部３は異なる材質であり、従来気密にすることが困難であったこの付近に集中していた気密処理施工を分散することができ、基礎部３、外壁部６、８を従来よりも高気密とすることができる。このため、床下環境は、年間を通して、安定した環境となり、結露の発生を防止することができるので、床下の地盤面ＧＬの防湿措置を行う必要がない。また、天井用断熱材３２には気密層を設けないので、２階天井部１６は、基礎部３及び外壁部６、８に比べて低気密となる。また、外壁部６、８の外側６ａ、８ａに侵入した水や湿気は、通気層２９を通って、上部２９ａあるいは下部２９ｂから大気へ放出される。

さらに、この断熱・気密・換気構造２においては、既設建物１の居住空間１ａの排気は、機械式の強制排気機構３４が設けられて、強制的に排気が行われる。また、１階には、外壁部６、外壁用断熱材２８及び外装材３０を貫通して設けられる給気孔３５が設けられる。より詳しくは、強制排気機構３４は、台所、便所、浴室、寝室などに設けられる。また、給気孔３５は、１階における一般居室に設けられる。

この強制排気機構３４を稼動させると、既設建物１の居住空間１ａは負圧となる。ここで、基礎部３及び外壁部６、８は高気密となっているので、既設建物１の外部１ｂの大気圧との気圧差によって、１階は給気孔３５から、２階は低気密である２階天井部１６から自然給気される。このように、断熱・気密・換気構造２においては、基礎部３、外壁部６、８を高気密とし、２階天井部１６を低気密として、強制排気することで、自然給気の計画換気が可能となり、室内の空気を清浄に保つことができ、シックハウスの可能性を低減させることができる。従来、２階天井部１６においては、気密・防湿措置を実施していたものの、改修工事においてはそれを完全とすることが困難だったため、小屋裏１９に既設建物１の居住空間１ａの湿気を含んだ暖気が流入してしまい、小屋裏１９の結露の発生による断熱効率の低下、木材の腐朽が問題視されていた。しかし、この断熱・気密・換気構造２とすることで、気圧差によって、小屋裏１９から既設建物１の居住空間１ａへの空気の流れとなるので、暖気が小屋裏に流れ込まなく、省エネルギーを実現することができる。また、既設建物１の居住空間１ａの湿気も小屋裏１９に流入しないため、結露に起因する腐食を防止することができて、既設建物１の耐久性も高まる。また、結露によって、天井用断熱材３２が湿潤状態となって、断熱性能が低下する恐れもない。

なお、強制排気機構３４は、ダクトタイプ、ダクトレスタイプいずれの方法を採用しても良い。また、ダクトタイプとして、小屋裏１９あるいは、給気孔３５において、強制排気機構３４で排出される暖気と熱交換させて、給気孔３５あるいは２階天井部１６から自然給気される給気を暖めるようにしても良い。この際、小屋裏１９では、既設建物１の外部１ｂから小屋裏１９への給気位置を計画的に配置させることによって、小屋裏１９において空気を循環させて、小屋裏１９の環境を安定させることができる。

以上にように、この断熱・気密・換気構造２では、床下、壁、天井いずれの部分においても、防湿、気密フィルムを貼り付ける等の防湿措置を不要とすることができる。特に、既設の建物の改修で、このような防湿措置を施すことは、作業に困難を極めるので、作業が簡略化され、工期短縮、コストの縮減も望める。また、この断熱・気密・換気構造２の改修工事では、作業は、既設建物１の外部１ｂ及び小屋裏１９からのみなので、居住範囲である既設建物１の居住空間１ａに立ち入る必要が無く、居住者の負担も軽減することができる。また、既設建物１の外部１ｂからの作業ということで、既設建物１が、この実施形態のような木造軸組在来工法だった場合だけでなく、２×４工法、軽量鉄骨造、木質パネル、コンクリートブロック造等といった様々の場合に対応することができ、また当然のことながら、新築の建物にも導入することが可能である。また。内装材２０を撤去しないで済むので、工期短縮、コストの縮減だけでなく、廃棄物の減量も望むことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の実施形態の既設建物の全体断面図である。 この発明の実施形態の既設建物の基礎部の詳細断面図である。

符号の説明

１ 既設建物
１ａ 居住空間
１ｂ 外部
２ 断熱・気密・換気構造
３ 基礎部
３ａ 上端部
４ 土台
４ｂ 下端部
６、８ 外壁部
１６ ２階天井部
１６ａ 上部
１７ 天井材
１９ 小屋裏
２１ 合板
２２ 気密テープ
２３、２４、２５ 断熱材受け材
２３ａ、２４ａ、２５ａ 下端部
２３ｂ、２４ｂ 上端部
２６ 基礎用断熱材
２８ 外壁用断熱材
３２ 天井用断熱材
３４ 強制排気機構
Ｇ 地盤
ＧＬ 地盤面

Claims (5)

1. 建物の外面に断熱材を貼り付けて所定の断熱性及び気密性を保持させる外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造であって、
   前記断熱材は、前記建物の基礎部に留め付ける略板状の基礎用断熱材と、前記建物の前記基礎部の上部に位置する外壁部に留め付ける略板状の外壁用断熱材と、前記建物の天井部の上部に吹き込まれた略綿状の通気可能な天井用断熱材とを備え、前記基礎用断熱材の上端部は、前記建物の土台の下端部より所定間隔上方の該土台あるいは前記外壁部に位置し、前記建物の前記基礎部及び前記外壁部を高気密とし、前記天井部を低気密とすることを特徴とする外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造。
2. 請求項１に記載の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造において、
   前記基礎用断熱材の前記上端部は、前記建物の前記土台の前記下端部より５ｃｍ以上上方であることを特徴とする外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造において、
   機械式の強制排気機構が設けられ、該強制排気機構によって前記建物の居住空間は負圧となり、外部との気圧差によって、前記天井部から前記建物の前記居住空間に給気されることを特徴とする外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造。
4. 既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法であって、
   前記既設建物の既存の外装材を取り外し、該外装材の内側に既存の合板が設けられている場合はそのまま残し、無い場合は新たに合板を敷設し、既存の柱、桁などの躯体に留め付け、前記合板と前記合板との継目を気密テープで塞ぎ、前記既設建物の土台の下端より５ｃｍ以上上方の位置に断熱材受け材を延設し、前記既設建物の基礎部及び該基礎部の上部に位置する外壁部のそれぞれの外面で、地盤面より１０ｃｍ以上下方から前記断熱材受け材の下端部までの範囲に、基礎用断熱材を留め付け、前記既設建物の前記外壁部の前記外面で、前記断熱材受け材の上端部より上方に、外壁用断熱材を留め付け、前記既設建物の天井部には、該天井部の上部に略綿状の天井用断熱材を吹き込み、機械式の強制排気機構を設けることを特徴とする既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法。
5. 請求項４に記載の既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法において、
   前記既設建物の前記基礎部の前記外面から前記基礎用断熱材を留め付け、前記外壁部の前記外面から前記外壁用断熱材を留め付ける工法であるため、前記既設建物の工法、構造を問わずに施工することが可能であることを特徴とする既設建物の外張り断熱工法による断熱・気密・換気構造の改修方法。
   
   

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