外壁パネルの補修方法及びパネル補強金物

【課題】外壁パネルに対し、専用の補強材を用いて補強しつつ補修することで、作業性を格段に向上させ、しかもその補修費用も取り替え費用に比べて格段に低コストで済ますことができる外壁パネルの補修技術を提供すること。
【解決手段】矩形状の外壁パネルＰを相互に間隔をおいて配設し、各外壁パネルどうしの間に目地材１０を施した外壁パネルの補修方法であり、補修対象外壁パネルの周囲に存在する目地材を除去する第１工程と、補修対象外壁パネルの上下左右の四つの側面部のうち上下の側面部１１、１２に対し接着剤を介して板状補強材２０をそれぞれ取り付ける第２工程と、補修対象外壁パネルに対し、その外面１５と、残り二つの左右の側面部１３、１４と、各板状補強材の表面とをそれぞれ覆う内面３０ａを有する箱形補強材３０を取り付ける第３工程と、箱形補強材の周囲に目地材を施す第４工程とを行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の外壁材として相互に間隔をおいて配設された矩形状の外壁パネルの補修方法及びそれに用いるパネル補強金物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば火力発電施設の建屋においては、矩形状の外壁パネルを相互に間隔をおいて升目状に並べて配設し、各外壁パネルどうしの間に目地材を施して外壁を施工することが従来から行われている。
【０００３】
この種の外壁パネルは、セメント系繊維補強パネル（ＧＲＣパネル等）で形成されていることが多い。このセメント系繊維補強パネルは、型枠にスラリー状のモルタルと耐アルカリ性ガラス繊維（ロービング：長さ３ｃｍ前後）を同時に吹き付けてパネルを製作する。このようにして制作される外壁パネルには、発電施設の騒音が外部に漏洩するのを低減するための吸音材も装備される。
【０００４】
ところで、外壁パネルには風圧力や地震力、重力等がかかる。風圧力は外壁に対し、正圧（押す方向）及び負圧（引く方向）に交互にかかる。地震力は外壁に対し、内側に働く方向へ、外側へ働く方向へ交互に働く。このため、外壁パネルに亀裂が発生すると、引っ張り力を負担する補強繊維が切れ、風圧力、地震力、重力により外壁パネルが崩落する恐れがある。
【０００５】
外壁パネルの崩落を未然に防止するためには、その亀裂の入った外壁パネルを取り替えるか補修する必要がある。火力発電施設の建屋においては発電施設との関係で、外壁の内側にも作業員を配置して外壁パネルを取り外すことは不可能な構造となっている場合が多い。その場合、作業員は建屋の外からのみ外壁パネルを取り替える作業を行うことになる。
【０００６】
図１５は従来から採用さている外壁パネルの取り替え工法例を示している。この例では、ゴンドラ１を利用し、取り替え対象の亀裂２入りの外壁パネルＰに手や頭を入れることができる大きさの穴３、３を開け、外壁パネルＰを支柱４等に取り付けている埋め込みボルトのナットを取り外すことで、外壁パネルＰを吊りワイヤ６で吊り降ろし、新たな外壁パネルと取り替える。なお、特許文献１には、プレキャストコンクリート版の背面側にプレキャストコンクリート版補強用の金属板を設ける技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−０３５００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、こうした従来の方法では、次のような課題がある。
第１に、外壁パネルＰの重量に起因する問題である。この種の外壁パネルＰは、軽量な吸音材が装備されているものの、縦１ｍ、横２ｍ、厚さ１０ｃｍ、重量１６０ｋｇにも及ぶ。そのため、これを取り替える作業は大掛かりで手間を要する上に作業性が悪いという問題があった。
【０００８】
第２に、取り替え費用の問題である。外壁パネルＰの取り替え作業は大掛かりで手間を要するため、その分、費用もかかる。特に、取り替える場合には新たな外壁パネルＰを制作しなければならないため、パネル制作費用まで加わり、コスト高になる問題があった。
【０００９】
よって、本発明の課題は、外壁パネルに対し、専用の補強材を用いて補強しつつ補修することで、作業性を格段に向上させ、しかもその補修費用も取り替え費用に比べて格段に低コストで済ますことができる外壁パネルの補修方法及びパネル補強金物の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明では以下の手段を採用した。
本発明は、セメント系繊維補強パネルにより形成された矩形状の外壁パネルを相互に間隔をおいて配設し、各外壁パネルどうしの間に目地材を施した外壁パネルの補修方法であって、補修対象外壁パネルの周囲に存在する前記目地材を除去する第１工程と、補修対象外壁パネルの上下左右の四つの側面部のうち上下の側面部に対し接着剤を介して板状補強材をそれぞれ取り付ける第２工程と、補修対象外壁パネルに対し、その外面と、残り二つの左右の側面部と、各板状補強材の表面とをそれぞれ覆う内面を有する箱形補強材を取り付ける第３工程と、箱形補強材の周囲に目地材を施す第４工程と、を行うことを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、補修対象外壁パネルに対し、板状補強材と箱形補強材とを備える専用のパネル補強金物を用いて補修することで、補修対象外壁パネルを十分に補強しつつ補修することができる。また、補修対象外壁パネルに箱形補強材を被せるようにして取り付けるので、重量物である外壁パネルごと取り替える場合に比べてその作業性を格段に向上させることができ、しかも金属板等を利用した制作容易な補強金物を用いた場合、その補修費用も取り替え費用に比べて格段に低コストで済ますことが可能になる。
【００１２】
本発明において、第３工程では、補強対象外壁パネルに対して接着剤により箱形補強材を取り付ける工程と、補強対象外壁パネルに対してネジ止めにより箱形補強材を固定する工程とを含むことが望ましい。このように、補強対象外壁パネルに対して箱形補強材を接着剤とネジ止めの両方で取り付けることにより、簡易な作業で確実かつ高精度に取り付けることができる。
【００１３】
本発明において、外壁パネルは上下の側面部間の寸法よりも左右の側面部間の寸法が大きい横長の長方形状であり、各板状補強材は外壁パネルの上下の側面部に沿ってそれぞれ延びる長方形状に形成され、その長手方向に添う両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部に形成されていることが望ましい。このように、板状補強材の長手方向に添う両側部分を屈曲部に形成することで、各板状補強材の長手方向の剛性を高めた形状とすることができる。従って、この剛性を高めた板状補強材を外壁パネルの上下の側面部に対して接着材でそれぞれ固定することにより外壁パネルの剛性を高めることができる。
【００１４】
一方、本発明は建物の外壁材として相互に間隔をおいて配設された矩形状の外壁パネルの補修に用いるパネル補強金物であって、前記補修対象外壁パネルの上下左右の四つの側面部のうち上下の側面部に対し接着剤を介して取り付けられる板状補強材と、前記補修対象外壁パネルに対し、その外面と、残り二つの左右の側面部と、前記板状補強材の表面とをそれぞれ覆う内面を有する箱形補強材とを備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明のパネル補強金物によれば、二つの板状補強材と一つの箱形補強材とを備える構成としているので、隣り合う外壁パネル間の間隔（隙間）が小さくてもその隙間を利用してまず板状補強材を差し込むようにして取り付けることができる。そして、板状補強材の取り付け後に、その板状補強材を覆うようにして箱形補強材を取り付けることが可能な構成とすることで、外壁パネルの補強機能向上作用と、パネル補強金物の取り付け作業の向上作用とを効果的に発揮させることができる。
【００１６】
ここで、板状補強材は外壁パネルの上下の側面部に沿って延びる長方形状に形成され、その長手方向の両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部に形成されていることが望ましい。このように、板状補強材の長手方向の両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部に形成されていることで、板状補強材に必要な剛性を付与できる他、外壁パネルの側面部に添う形状とすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外壁パネルに対し、専用の補強材を用いて補強しつつ補修することで、作業性を格段に向上させ、しかもその補修費用も取り替え費用に比べて格段に低コストで済ますことができる外壁パネルの補修方法及びパネル補強金物の技術を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例では、本発明に係る補修技術を、火力発電所の建屋の外壁に適用した例について説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、火力発電所の建屋の外壁部分を示すもので、（ａ）は建屋の部分立面図、（ｂ）はその断面図である。図２は外壁パネルの外観図である。図３は補強対象外壁パネルとパネル補強金物を示す外観図である。なお、これらの図において図１５と共通する部分には同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００２０】
建屋の外壁部分は、胴縁等を含む支柱４の外側に、植え込みボルト５ａとナット５により固定された多数の外壁パネルＰにより構成されている。各外壁パネルＰは、背景技術の欄で説明したものと同様に、縦１ｍ、横２ｍ、厚さ１０ｃｍ、重量１６０ｋｇ程度の横長の長方形状であって、相互に間隔をおいて平面長方形の升目状に並べて配設されている。各外壁パネルＰどうしの間には目地材１０が施されている。
【００２１】
この外壁パネルＰは、セメント系繊維補強パネル（ＧＲＣパネル）で形成されている。セメント系繊維補強パネルは、型枠にスラリー状のモルタルと耐アルカリ性ガラス繊維（ロービング：長さ３ｃｍ前後）を同時に吹き付けてパネルを製作したものである。この外壁パネルＰは、図４に示すように、支柱４に対向する面である内面側に凹所７が設けられ、その凹所７内に吸音材８が装填されている。凹所７は、図３において破線で示すように、横方向に並べて２箇所形成されている。
【００２２】
吸音材８は発電施設の騒音が外部に漏洩するのを低減すると共に外壁パネルＰの重量を軽減する機能も発揮する。実施例の外壁パネルＰの内面側には、吸音材８が装填された凹所７の蓋材の機能を有する金属プレート９が取り付けられている。この金属プレート９は、外壁パネル自体の吸音効果に配慮してステンレス製パンチングメタルにより形成されている。
【００２３】
実施例においては、図１に示すように亀裂２の入った外壁パネルＰを取り替える代わりに、図３及び図５に示すようなパネル補強金物Ｋを用いて補修する考え方を採用している。このパネル補強金物Ｋは、補修対象外壁パネルＰの上下左右の四つの側面部１１、１２、１３、１４のうち、上下の側面部１１、１２に対し接着剤を介してそれぞれ取り付けられる二つの板状補強材２０、２０と、補修対象外壁パネルＰに対し、その外面１５と、残り二つの左右の側面部１３，１４と、板状補強材２０の表面とをそれぞれ覆う内面３０ａ（図６参照）を有する箱形補強材３０とを備えている。
【００２４】
板状補強材２０、２０は、外壁パネルＰの上下の側面部１１，１２に沿って延びる長方形状に形成され、その長手方向の両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部２１、２２にそれぞれ形成されている。このように、板状補強材２０の長手方向の両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部２１、２２に形成されていることで、板状補強材２０に必要な剛性を付与できる他、外壁パネルＰの側面部１１、１２に添う形状とすることが可能になる。
【００２５】
なお、外壁パネルＰの外面１５側の縁取りが内面１６側の縁取りよりも大きく形成されているため、それに対応させて、屈曲部２１よりも屈曲部２２の方が大きく形成されている。
【００２６】
箱形補強材３０は、鋼板の曲げ加工と溶接により片面のみが開放した扁平な箱形に形成されている。具体的には、平面長方形状の一つの表面板３１と、上下の側面板３２、３３と、左右の側面板３４、３５とにより形成されている。但し、表面板３１と上下の側面板３２、３３とが連続する部分は板状補強材２０の屈曲部２２に対応させてテーパ面３２ａ、３３ａに形成されている。
【００２７】
この実施例のパネル補強金物Ｋによれば、二つの板状補強材２０と一つの箱形補強材３０とを備える構成としているので、隣り合う外壁パネルＰ間の間隔（隙間）Ｓが小さくてもその隙間Ｓを利用してまず板状補強材２０を差し込むようにして取り付けることができる。そして、板状補強材２０の取り付け後に、その板状補強材２０を覆うようにして箱形補強材３０を取り付けることが可能な構成とすることで、外壁パネルＰの補強機能向上作用と、パネル補強金物Ｋの取り付け作業の向上作用とを効果的に発揮させることができる。
【００２８】
次に、このパネル補強金物Ｋを用いたパネル補修方法について説明する。
この実施例のパネル補修方法は、図１及び図７に示すように、まず、補修対象外壁パネルＰの周囲に存在する既設シール（目地材）１０を除去する工程（第１工程）を行う。
【００２９】
次に、補修対象外壁パネルＰの上下左右の四つの側面部１１，１２，１３，１４のうち上下の側面部１１、１２に対し接着剤（図示せず）を介して板状補強材２０、２０をそれぞれ取り付ける工程（第２工程）を行う。板状補強材２０、２０は、その内面に接着剤を塗布してから、上下の外壁パネル間の隙間Ｓ（図４参照）に差し込むことにより取り付けることが好ましい。
【００３０】
板状補強材２０の取り付けに際しては、接着剤が必要な程度に硬化するまで、その板状補強材２０を上下の側面部１１，１２に対して充分に押し付けておくことが好ましい。例えば図１１に示すように、上下で隣り合う板状補強材２０、２０間にスペーサ３６を差し込んでおくことができる。
【００３１】
なお、必要に応じて、この第２工程の前に、あるいは第２工程の後に、補修対象外壁パネルＰに、箱形補強材３０を固定するための雌ねじ付きアンカー５０を複数（外壁パネルの四隅近くの４箇所と中間の２箇所程度）取り付けておく。例えば、図８に示すように、補修対象外壁パネルＰに電動ドリル５１により穴５２を開け、図９に示すように、穴５２内に注入具５３により接着剤５４を注入した後、アンカー５０を挿入して取り付けておく。
【００３２】
次に、補修対象外壁パネルＰに対し、その外面１５と、残り二つの左右の側面部１３、１４と、各板状補強材２０の表面とをそれぞれ覆う内面３０ａを有する箱形補強材３０を取り付ける工程（第３工程）を行う。
【００３３】
この第３工程では、補強対象外壁パネルＰに対して接着剤（図示せず）により箱形補強材３０を取り付ける工程と、補強対象外壁パネルＰに対してネジ止めにより箱形補強材３０を固定する工程とを含むことが望ましい。このように、補強対象外壁パネルＰに対して箱形補強材３０を接着剤とネジ止めの両方で取り付けることにより、簡易な作業で確実かつ高精度に取り付けることができる。
【００３４】
ここで、接着剤を用いる場合は、相互の接着硬化を高めるために、箱形補強材３０の内面３０ａ全体と補強対象外壁パネルＰの外面１５、両側の側面部１３、１４及び板状補強材２０の表面の双方に対して塗布することが好ましい。ネジ止めにより固定する場合は、図１２に示すように予め設けておいたアンカー５０に頭部付きボルト５５を電動ボックスレンチ５６によりねじ込むことで固定することが好ましい。その場合、アンカー５０に対応する箱形補強材３０の部分に予めボルト穴を設けておく。
【００３５】
上記のようにしてパネル補強金物Ｋの取り付け作業を終えたら、図１３に示すように、箱形補強材３０の周囲に目地材１０を施す工程（第４工程）を行う。なお、この第４工程においては、目地材１０の他に、補強済み外壁パネルＰのタッチアップ（頭部付き固定ボルトの塗装を含む）等の仕上げ作業を行い、完了とする。
【００３６】
実施例によれば、補修対象外壁パネルＰに対し、板状補強材２０と箱形補強材３０とを備える専用のパネル補強金物Ｋを用いて補修することで、補修対象外壁パネルＰを十分に補強しつつ補修することができる。また、補修対象外壁パネルＰに箱形補強材３０を被せるようにして取り付けるので、重量物である外壁パネルＰごと取り替える場合に比べてその作業性を格段に向上させることができ、しかも金属板等を利用した制作容易な補強金物を用いることで、その補修費用も取り替え費用に比べて格段に低コストで済ますことができる。
【００３７】
なお、図１４に亀裂あり外壁パネルの現状と補強強度試験結果を示す。ここでは、実験結果（正圧方向）、実験結果（負圧方向）、設計時の風圧力（正・負圧方向）、設計時のＧＲＣ基準強度、現状パネルの統計処理強度（正圧方向最小値）、現状パネルの統計処理強度（負圧方向最小値）を、パネルＡ〜パネルＤ及び鋼板補強パネル（１）〜鋼板補強パネル（６）についてそれぞれ示している。この実験結果に基づいて以下の点を確認した。
【００３８】
（ａ）亀裂のある外壁パネルの強度は、正・負方向とも新設時の基準強度を満足しない。（ｂ）パネルＡは現状のパネル、パネルＢ、Ｃ、Ｄは表面を鋼板・ポリエステルライニング・エポキシライニングしたパネル。パネルＡは正・負方向とも破壊強度、パネルＢ、Ｃ、Ｄについて正方向は破壊強度、負方向は機械の載荷最大荷重。
（ｃ）鋼板補強パネル（１）（２）（３）（４）は正方向で設計時の基準強度を確認、破壊までに至っていない。
（ｄ）鋼板補強パネル（３'）は（３）のパネルに掛けた荷重を戻し、再度、正方向に荷
重を加えたが破壊までに至っていない。
（ｅ）鋼板補強パネル（５）（６）は正方向の強度を確認、破壊までに至っていない。
【００３９】
この実施例によれば、次のような効果が得られる。
（ｉ）外壁パネルの上・下部にステンレス製の［］形のような板状補強材（補強金物）を、弾性エポキシ系接着剤を使用して取り付け、その上から箱形補強材を取り付けて補強した外壁パネルは、正・負方向とも新設時の基準強度を満足できた。
（ｉｉ）亀裂のある外壁パネルを鋼板補強すれば新設時の強度に復元できる。
（ｉｉｉ）一組で２０ｋｇ程度のパネル補強金物（箱形補強材と上下の板状補強材）と、弾性エポキシ接着剤を使用して、亀裂のある外壁パネルを補強することができた。
（ｉｖ）重量が外壁パネルよりも軽く、作業性が良い。
（ｖ）外壁パネルを取り替える半分の費用で補強できた。
【００４０】
なお、以上の実施例では、本発明を火力発電所の建屋の外壁部分に適用した例を示したが、基本的には重量のある外壁パネルを間隔をおいて配設した他の建屋の外壁部分に対しても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明が適用される既存の建屋の外壁部分を示すもので、（ａ）は部分立面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２】本発明が適用される既存の外壁パネルの外観図である。
【図３】本発明の実施例に係る補強対象外壁パネルとパネル補強金物を示す外観図である。
【図４】本発明の実施例に係る補強対象外壁パネルの一部省略断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る補強対象外壁パネルと板状補強材の一部省略断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る補強対象外壁パネルと板状補強材及び箱形補強材の一部省略断面図である。
【図７】本発明の実施例に係る補修方法（既設シール除去工程）を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例に係る補修方法（穴明け工程）を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例に係る補修方法（接着剤注入工程）を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例に係る補修方法（アンカー挿入工程）を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施例に係る補修方法（スペーサ挿入工程）を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施例に係る補修方法（ネジ止め工程）を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施例に係る補修方法（目地シール打ち工程）を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施例に係る補修方法の補強強度試験結果をグラフで示す説明図である。
【図１５】従来の外壁パネルの補修方法（取り替え）を説明する立面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ゴンドラ
２亀裂
３穴
４支柱
５ナット
５ａ植え込みボルト
６ワイヤ
１０目地材
１１、１２上下の側面部
１３、１４左右の側面部
１５外面
１６内面
２０板状補強材
２１、２２屈曲部
３０箱形補強材
３１表面
３２、３３上下の側面板
３４、３５左右の側面板
３６スペーサ
Ｐ外壁パネル
Ｋパネル補強金物

【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系繊維補強パネルにより形成された矩形状の外壁パネルを相互に間隔をおいて配設し、各外壁パネルどうしの間に目地材を施した外壁パネルの補修方法であって、
補修対象外壁パネルの周囲に存在する前記目地材を除去する第１工程と、
前記補修対象外壁パネルの上下左右の四つの側面部のうち上下の側面部に対し接着剤を介して板状補強材を取り付ける第２工程と、
前記補修対象外壁パネルに対し、その外面と、残り二つの左右の側面部と、前記補強金属板の表面とをそれぞれ覆う内面を有する箱形補強材を取り付ける第３工程と、
前記箱形補強材の周囲に目地材を施す第４工程と、を行うことを特徴とする外壁パネルの補修方法。
【請求項２】
前記第３工程では、前記補強対象外壁パネルに対して接着剤により前記箱形補強材を取り付ける工程と、前記補強対象外壁パネルに対してネジ止めにより前記箱形補強材を固定する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の外壁パネルの補修方法。
【請求項３】
前記外壁パネルは上下の側面部間の寸法よりも左右の側面部間の寸法が大きい横長の長方形状であり、前記板状補強材は前記外壁パネルの上下の側面部に沿って延びる長方形状に形成され、その長手方向の両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部に形成されている、請求項１に記載の外壁パネルの補修方法。
【請求項４】
建物の外壁材として相互に間隔をおいて配設された矩形状の外壁パネルの補修に用いるパネル補強金物であって、
前記補修対象外壁パネルの上下左右の四つの側面部のうち上下の側面部に対し接着剤を介して取り付けられる板状補強材と、
前記補修対象外壁パネルに対し、その外面と、残り二つの左右の側面部と、前記板状補強材の表面とをそれぞれ覆う内面を有する箱形補強材とを備えることを特徴とするパネル補強金物。
【請求項５】
前記板状補強材は前記外壁パネルの上下の側面部に沿って延びる長方形状に形成され、その長手方向の両側部分が互いに内面側へ向かって折れ曲がった屈曲部に形成されている、請求項４に記載のパネル補強金物。

【図１】