JP2015137448A

JP2015137448A - 建物ユニットの断熱構造

Info

Publication number: JP2015137448A
Application number: JP2014007631A
Authority: JP
Inventors: 遼吉崎; Ryo Yoshizaki
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-20
Also published as: JP6289115B2

Abstract

【課題】建物ユニットの骨組構成部材の中空部内に断熱材を充填しながら、工場での骨組構成部材の溶接の際に中空部内の断熱材を焦がすことのない断熱構造を提供する。【解決手段】柱２と、梁３と、その柱２及び梁３間に設けられ金属板を溶接して略ボックス状に形成される接合部材４とからなる骨組構成部材によって骨組が構成された建物ユニットの断熱構造であって、骨組構成部材のうち、中空状に形成された骨組構成部材２・３・４の中空部内に断熱材５が充填されており、その断熱材５の少なくとも骨組構成部材２・３・４の溶接箇所に面する部分を、耐火性能を具備する耐火断熱材６とする。具体的には、略ボックス状の接合部材４の中空部内で金属板の溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設ける。また、柱２または梁３の中空部の端部内で接合部材４に対する溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、建物ユニットの骨組を構成する骨組構成部材の断熱構造に関する。

建物ユニットの骨組は、四隅の鉄骨柱と、その鉄骨柱の端部間に架設する鉄骨梁とから構成され、その鉄骨柱と鉄骨梁は略ボックス状の接合金具を介して連結される（例えば特許文献１参照）。
また、特許文献２には、鉄骨柱等のヒートブリッジ対策用として、鉄骨柱等に対し室内側及び外壁側に沿って断熱材をそれぞれ配置した断熱構造が開示されている。

特開平５−９９８０号公報特開２００７−２９１６３９号公報

ところで、複数の建物ユニットで構成されるユニット式建物では、特に外壁側の鉄骨にヒートブリッジ対策が必要となり、その場合、外壁側に位置する中空鉄骨内に断熱材を充填することが考えられる。
しかし、鉄骨柱、鉄骨梁、及び接合金具は工場で溶接するため、溶接により中空鉄骨内の断熱材を焦がしてしまう問題がある。

そこで、本発明は、建物ユニットの骨組を構成する部材の中空部内に断熱材を充填しながら、工場での骨組構成部材の溶接の際に中空部内の断熱材を焦がすことのない断熱構造を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、
柱２と、梁３と、その柱２及び梁３間に設けられ金属板を溶接して略ボックス状に形成される接合部材４とからなる骨組構成部材によって骨組が構成された建物ユニットの断熱構造であって、
前記骨組構成部材のうち、中空状に形成された骨組構成部材２・３・４の中空部内に断熱材５が充填されており、
前記断熱材５の少なくとも前記骨組構成部材２・３・４の溶接箇所に面する部分を、耐火性能を具備する耐火断熱材６としたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、建物ユニットの中空状に形成された骨組構成部材２・３・４の中空部内に充填する断熱材５の少なくとも溶接箇所に面する部分を、耐火性能を具備する耐火断熱材６としたので、工場での骨組構成部材２・３・４の溶接の際に中空部内の断熱材５・６を焦がすことがない。

請求項２に記載の発明は、例えば図２、図３に示すように、
請求項１に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記略ボックス状の接合部材４の中空部内で前記金属板４１・４２・４３・４４・４７の溶接箇所ｗに沿って前記耐火断熱材６を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、略ボックス状の接合部材４の中空部内で金属板４１・４２・４３・４４・４７の溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設けたので、工場での金属板４１・４２・４３・４４・４７の溶接の際に接合部材４内の断熱材５・６を焦がすことがない。

請求項３に記載の発明は、例えば図３に示すように、
請求項１に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記柱２は中空状に形成されており、この柱２の中空部の端部内で前記接合部材４に対する溶接箇所ｗに沿って前記耐火断熱材６を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、中空状の柱２の中空部端部内で接合部材４に対する溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設けたので、工場での接合部材４に対する溶接の際に柱２の中空部内の断熱材５・６を焦がすことがない。

請求項４に記載の発明は、例えば図１に示すように、
請求項１に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記梁３は中空状に形成されており、この梁３の中空部の端部内で前記接合部材４に対する溶接箇所ｗに沿って前記耐火断熱材６を設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、中空状の梁３の中空部端部内で接合部材４に対する溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設けたので、工場での接合部材４に対する溶接の際に梁３の中空部内の断熱材５・６を焦がすことがない。

請求項５に記載の発明は、例えば図５、図６に示すように、
請求項１から４のいずれか一項に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記建物ユニットの外壁側に位置する前記中空状の骨組構成部材２・３・４にのみ前記中空部内に前記断熱材５・６を充填することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、建物ユニットの外壁側に位置する中空状の骨組構成部材２・３・４にのみ中空部内に断熱材５・６を充填することで、特に外壁側で問題となるヒートブリッジ対策が効果的に行え、しかも、外壁側以外の骨組構成部材には断熱材を必要としないことから、コストを抑制できる。

請求項６に記載の発明は、例えば図４に示すように、
請求項３または４に記載の建物ユニットの断熱構造において、
角柱状の前記断熱材５を、その角形断面において繊維方向と交差する方向で切断して、前記柱２または梁３の中空部内に挿入することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、角柱状の断熱材５を、その角形断面において繊維方向と交差する方向で切断して、柱２または梁３の中空部内に挿入することで、断熱材５を繊維方向と交差する方向に圧縮変形させることにより、柱２または梁３の中空部内への断熱材５の挿入がスムーズに行える。

本発明によれば、建物ユニットの骨組構成部材の中空部内に充填した断熱材を、工場での骨組構成部材の溶接の際に焦がすことがない。

本発明に係る建物ユニットの断熱構造を示す縦断面図である。図１の下部接合部材の構成とともに必要部のみ耐火断熱材とした断熱材の一例を示した分解斜視図（ａ）と、必要部のみ耐火断熱材とした断熱材の裏側の一例を示した斜視図（ｂ）である。図１の下部接合部材と柱とその柱に挿入する断熱材の一例を示した分解斜視図である。柱に挿入する断熱材の切断の仕方の一例を示した斜視図である。本発明を適用するユニット式建物の１階プラン例を示した平面図である。本発明を適用するユニット式建物の２階プラン例を示した平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施形態）
図１は本発明に係る建物ユニットの断熱構造を示すもので、１は外壁パネル、２は柱、３は梁、４は接合部材、５は断熱材、６は耐火断熱材である。

建物ユニットは、図示のように、外壁パネル１を備える骨組が、四隅の中空鉄骨による柱２の上下端部間に梁３を、鉄板による略ボックス状の接合部材４を各々介し連結して構成される。
なお、本実施形態の梁３は、断面コ字状の溝形鋼が用いられている。

そして、外壁パネル１を備える側の骨組構成部材のうち、中空状に形成された骨組構成部材である柱２及び接合部材４の各々中空部内には、例えばグラスウール、ロックウールなどの無機繊維系等の断熱材５が充填されている。
さらに、その充填される断熱材５のうち、少なくとも柱２及び接合部材４の溶接箇所に各々面する部分（必要部）には、耐火性能を具備する、例えば耐熱性に優れるセラミックファイバーからなる耐火断熱材６が使用されている。

図２（ａ）及び（ｂ）は図１の下部の接合部材４の構成とともに必要部のみ耐火断熱材６とした断熱材５の一例を示したもので、図示のように、接合部材４の中空部内に必要部のみ耐火断熱材６とした断熱材５を充填する。

接合部材４は、鉄板による垂直なウェブ４１及び上下の水平なフランジ４２・４３を有する断面コ字形の端部に垂直な平板状の鉄板４４を溶接して、直交方向に位置する梁接合部４５・４６を備えている。

以上の接合部材４の内部に、矢印で示すように、予め角柱状に形成された必要部のみ耐火断熱材６とした断熱材５を入れてから、断面Ｌ字形の鉄板４７をウェブ４１、フランジ４２・４３及び鉄板４４にそれぞれ溶接する（図３の溶接箇所ｗ参照）。
また、上方のフランジ４２には、柱２の下端が溶接される（図２（ａ）の溶接箇所ｗ参照）。

以上の必要部のみ耐火断熱材６とした断熱材５は、図２（ｂ）に示すように、予め角柱状の断熱材５の周囲に対し、接合部材４のウェブ４１、フランジ４２・４３、鉄板４４及び鉄板４７の溶接箇所ｗ（図３参照）に対応して直交する二側面と、上方のフランジ４２と柱２との溶接箇所ｗ（図２（ａ）参照）に対応して上面を、耐火断熱材６で形成してなる。

本実施例では、このように、溶接箇所ｗに対応した必要部のみ耐火断熱材６とした断熱材５を接合部材４に充填するものとしたが、例えば角柱状の耐火断熱材６のみで構成された断熱材を充填してもよい。

なお、図１に示したように、上部の接合部材４に対しては、その下方のフランジ４３に柱２の上端が溶接される。その場合、上部の接合部材４内に充填する断熱材５・６は、図示のように、下部の接合部材４内に充填する断熱材５・６と上下逆の関係になる。

図３は図１の下部の接合部材４と柱２とその柱２に挿入する断熱材５・６の一例を示したもので、図示のように、柱２に挿入する断熱材５の下端のみ耐火断熱材６としている。
すなわち、予め角柱状の断熱材５の下端を耐火断熱材６で形成しておく。

このような下端を耐火断熱材６とした角柱状の断熱材５を、矢印で示すように、柱２の内部に挿入してから、柱２の下端を接合部材４のフランジ４２に溶接する（図２（ａ）の溶接箇所ｗ参照）。

図４は柱２に挿入する断熱材５の切断の仕方の一例を示したもので、柱２に挿入する断熱材５を、図示のように、その角形断面において繊維方向（矢印Ｙ方向）と交差する直交方向で切断する（点線ｃ参照）。
すなわち、予め角柱状の断熱材５を、その角形断面において、矢印Ｙ方向で示した繊維方向と交差する直交方向に沿って、点線ｃで示すように、切断する。

このように、角柱状の断熱材５を、その角形断面において、矢印Ｙ方向で示した繊維方向と交差する直交方向に沿って、点線ｃで示すように、切断してから、柱２内に挿入するため、断熱材５を繊維方向と交差する直交方向に圧縮変形させることにより、柱２内への断熱材５の挿入がスムーズに行える。

なお、図１に示したように、上部の接合部材４のフランジ４３に柱２の上端が溶接されるため、図示のように、柱２に挿入する角柱状の断熱材５の上端を耐火断熱材６で形成しておく。

図５は本発明を適用するユニット式建物の１階プラン例を示すもので、図示のように、外壁側に位置する柱２の全ての中空部に断熱材５・６がそれぞれ充填される。
すなわち、複数の建物ユニットを組み合わせて、例えば図示のような１階プラン例として構成されるユニット式建物において、その各居室等の外壁側に位置する柱２の全ての中空部に断熱材５・６がそれぞれ充填されている。

具体的には、図示の１階プラン例において、１０１は玄関、１０２は玄関ポーチ、１０３はホール、１０４はカーポート、１０５は平面視Ｌ字状に形成された多目的広場としてのプラザ、１０６はピロティ（開放空間）である。
図示例においては、玄関１０１の玄関ポーチ１０２に沿った外壁側、ホール１０３のカーポート１０４に沿った外壁側、平面視Ｌ字状に形成されたプラザ１０５のピロティ１０６に沿った部分を含む外壁側の全ての柱２が、中空部に断熱材５・６を充填したものとなっている。

図６は本発明を適用するユニット式建物の２階プラン例を示すもので、図示のように、外壁側に位置する柱２の全ての中空部に断熱材５・６がそれぞれ充填される。
すなわち、例えば図示のような２階プラン例においても、１階と同様に、その各居室等の外壁側に位置する柱２の全ての中空部に断熱材５・６がそれぞれ充填されている。

具体的には、図示の２階プラン例において、２０１はホール、２０２は浴室・洗面所・トイレを有するサニタリー、２０３はバルコニー、２０４はキッチン、２０５はリビングルームとダイニングルームの機能を一室に併存させた部屋、２０６はバルコニー、２０７は主寝室、２０８はバルコニーである。
図示例においては、サニタリー２０２のバルコニー２０３に沿った外壁側、キッチン２０４の外壁側、リビングルームとダイニングルーム機能併存の部屋２０５のバルコニー２０６に沿った部分を含む外壁側、主寝室２０７のバルコニー２０８に沿った部分を含む外壁側の全ての柱２が、中空部に断熱材５・６を充填したものとなっている。

なお、図示しないが、接合部材４についても、外壁側に位置する全てに断熱材５・６がそれぞれ充填される。
また、本実施形態の梁３は、上述のように断面コ字状の溝形鋼が用いられているが、外壁側に位置する梁３を、柱２と同様に中空鉄骨とし、その中空部に断熱材５・６を充填してもよい。
その場合、上下何れの接合部材４に対しても、その直交方向に位置する梁接合部４５・４６の各々に、柱２と同様、予め断熱材５・６を充填した梁３がそれぞれ溶接されるため、角柱状の断熱材５の端部を耐火断熱材６で形成しておく。

以上、実施形態によれば、建物ユニットの骨組構成部材２・３・４の中空部内に充填した断熱材５・６を、工場での骨組構成部材の溶接の際に焦がすことがない。
これによって、断熱材５・６による断熱効果を十分に発揮できる。

すなわち、柱２または梁３の端部内において、接合部材４に対する溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設けたため、工場での接合部材４に対する溶接の際に柱２または梁３内の断熱材５・６を焦がすことがない。

さらに、略ボックス状の接合部材４内において、そのウェブ４１、フランジ４２・４３、鉄板４４及び鉄板４７の溶接箇所ｗに沿って耐火断熱材６を設けたため、工場でのウェブ４１、フランジ４２・４３、鉄板４４及び鉄板４７の溶接の際に接合部材４内の断熱材５・６を焦がすことがない。

また、角柱状の断熱材５を、その角形断面において繊維方向と交差する直交方向で切断して、柱２または梁３内に挿入するため、断熱材５を繊維方向と交差する直交方向に圧縮変形させることにより、柱２または梁３内への断熱材５の挿入がスムーズに行える。

そして、建物ユニットの外壁側に位置する柱２、梁３及び接合部材４にのみ中空部内に断熱材５・６を充填するため、特に外壁側で問題となるヒートブリッジ対策が効果的に行え、しかも、外壁側以外の柱２、梁３及び接合部材４には断熱材を必要としないことから、コストを抑制できる。

（変形例）
以上の実施形態においては、鉄骨や鉄板としたが、材質はこれに限られるものではなく、溶接可能な金属であればよい。
また、断熱材の種類や形状等は任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
例えば断熱材としては、前述したグラスウール、ロックウールなどの無機繊維系の他、ビーズ法ポリスチレンフォーム、押出法ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォームなどの発泡プラスチック系や、セルロースファイバー、羊毛断熱材、炭化発泡コルクなどの天然素材系であってもよい。
また、例えば耐火断熱材としては、前述したセラミックファイバーの他、アルミナファイバーやケイ酸カルシウムなどからなる耐火断熱材であってもよい。さらに、耐火被覆材として用いられる特定のロックウールを耐火断熱材としてもよい。

１外壁パネル
２柱（骨組構成部材）
３梁（骨組構成部材）
４接合部材（骨組構成部材）
４１ウェブ（金属板）
４２フランジ（金属板）
４３フランジ（金属板）
４４金属板
４５梁接合部
４６梁接合部
４７金属板
５断熱材
６耐火断熱材
ｗ溶接箇所

Claims

柱と、梁と、その柱及び梁間に設けられ金属板を溶接して略ボックス状に形成される接合部材とからなる骨組構成部材によって骨組が構成された建物ユニットの断熱構造であって、
前記骨組構成部材のうち、中空状に形成された骨組構成部材の中空部内に断熱材が充填されており、
前記断熱材の少なくとも前記骨組構成部材の溶接箇所に面する部分を、耐火性能を具備する耐火断熱材としたことを特徴とする建物ユニットの断熱構造。
請求項１に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記略ボックス状の接合部材の中空部内で前記金属板の溶接箇所に沿って前記耐火断熱材を設けたことを特徴とする建物ユニットの断熱構造。
請求項１に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記柱は中空状に形成されており、この柱の中空部の端部内で前記接合部材に対する溶接箇所に沿って前記耐火断熱材を設けたことを特徴とする建物ユニットの断熱構造。
請求項１に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記梁は中空状に形成されており、この梁の中空部の端部内で前記接合部材に対する溶接箇所に沿って前記耐火断熱材を設けたことを特徴とする建物ユニットの断熱構造。
請求項１から４のいずれか一項に記載の建物ユニットの断熱構造において、
前記建物ユニットの外壁側に位置する前記中空状の骨組構成部材にのみ前記中空部内に前記断熱材を充填することを特徴とする建物ユニットの断熱構造。
請求項３または４に記載の建物ユニットの断熱構造において、
角柱状の前記断熱材を、その角形断面において繊維方向と交差する方向で切断して、前記柱または梁の中空部内に挿入することを特徴とする建物ユニットの断熱構造。