外壁構造、外壁パネルおよび外壁の施工方法
【課題】地震等の外力が加わっても、表面仕上げ材であるタイル材が損傷し難く、良好な外観意匠性を長期間にわたって維持できるようにする。
【解決手段】建築物の屋外に面する外壁の構造であって、外壁の屋外側に配置され板状をなす外壁下地材５０と、外壁下地材５０の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材５２と、桟材５２を介して外壁下地材５０の外面を覆い、桟材５２に接着されてなるタイル材１０とを備える。
【解決手段】建築物の屋外に面する外壁の構造であって、外壁の屋外側に配置され板状をなす外壁下地材５０と、外壁下地材５０の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材５２と、桟材５２を介して外壁下地材５０の外面を覆い、桟材５２に接着されてなるタイル材１０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外壁構造、外壁パネルおよび外壁の施工方法に関し、詳しくは、住宅等の建築物において、屋外側に面する外壁の構造と、このような外壁を構築するのに使用される外壁パネルと、このような外壁を施工する方法とを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建築物の外壁をタイル貼りによって仕上げる技術は、外観意匠性に優れた仕上がりが得られるとして、広く採用されている。
従来のタイル仕上げは、建築物のモルタル壁やセメント板などの下地ボードを施工したあと、この平坦な下地面に、モルタルを団子状に配置し、その上にタイル片を貼り付けることが行われている。タイル片同士の継目に生じる目地隙間には、モルタルなどからなる目地剤やゴムなどからなる目地材を埋め込んで、目地の防水性、水密性を確保する。
特許文献１には、セメント硬化物などからなり概略矩形板状をなすタイル材の側辺に、合いじゃくり継手を設けて、前後左右の面方向にタイル材を連結した状態で施工する技術が示されている。合いじゃくり継手を構成するタイル材の側辺に設けられた貫通孔にネジ釘を挿入し、ネジ釘を外壁下地材にねじ込んで、タイル材を外壁下地材に固定している。この技術では、外壁の上下で隣接して配置されたタイル材同士が、合いじゃくり継手の部分で表と裏とで重ね合わされて、継目における防水性や水密性を果たす。合いじゃくり継手の構造を工夫することで、水密性を向上させている。
【０００３】
本件特許出願人の一部が先に特許出願した特願２００３−４０５７５９号には、タイル材の側辺に設けられたネジ釘取付用の貫通孔の裏面側に、取付孔を囲む凹部を設けておき、この凹部にコーキング剤を充填しておくことで、取付孔の部分における水密性を向上させる技術が提案されている。
下地板にタイルを貼り付けただけでは、外壁の断熱性が不足することがある。そこで、下地板とタイルとの間に、グラスウールや発泡ポリスチレンボードなどによる断熱材層を設ける技術が提案されている。
特許文献２には、矩形板状のタイルの裏面全体に発泡スチロールなどの断熱材を貼り付けておく技術が示されている。断熱材は、タイルの周縁からわずかに突出させておき、隣接して配置されるタイル同士の隙間までを断熱材で確実に塞げるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２６８９４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来におけるタイル仕上げの外壁構造では、外壁の構造強度や剛性は、外壁の内部構造を構成するコンクリート躯体や鋼材骨組、耐力板材などが負担し、仕上げ材であるタイル材は、外壁の構造強度には実質的に関与していなかった。外壁に構造部材とタイル材とは強固に一体接合されていなかった。
そのため、地震等の外力によって外壁の構造部材が変形したり歪みを生じたりすると、タイル材は構造部材の変形に追随することができない。建築物は、自重や構造部材の経年変化などの影響で、経時的に変形することも知られている。このような構造部材の経時的な変形にも、タイル材は追随することができない。タイル材が剥がれたり、割れたり、タイル材同士の目地隙間を埋めるモルタルにヒビが入ったりする。外壁の表面外観が損なわれてしまう。タイル材や目地部材の隙間から雨水などが侵入するようになる。
【０００５】
特許文献１のように、タイル材をネジ釘で外壁下地材に固定する形態では、かなり接合強度は高くなるが、それでも、ネジ釘による点位置での固定でしかないので、外壁下地材との一体性は十分ではない。
本発明の課題は、タイル仕上げを行う外壁構造における前記問題点を解消し、地震等の外力が加わっても、表面仕上げ材であるタイル材が損傷し難く、良好な外観意匠性を長期間にわたって維持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる外壁構造は、建築物の屋外に面する外壁の構造であって、前記外壁の屋外側に配置され板状をなす外壁下地材と、前記外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆い、前記桟材に接着されてなるタイル材とを備える。
〔建築物の外壁面〕
本発明が適用される建築物は、一般の住宅や集合住宅、オフィスビル、工場、その他の通常の各種建築物である。
建築物の外壁面は、側壁のほか、軒下の天井面や柱状構造の外周面など、建築物の外面に露出する構造部分の表面を含む。
【０００７】
〔外壁下地材〕
壁の屋外側に配置され板状をなす。タイル材を固定するための下地になる。
外壁下地材としては、合板、窯業系外壁下地材料など、通常の外壁施工に使用される下地材と同様の板状材料が使用される。外壁下地材は、コンクリート躯体や鉄骨構造、柱、梁などの構造部材に対して強固に一体接合される。外壁下地材を構造部材に接合する手段は、十分に狭い間隔で釘やネジ釘を打ち付けたり、接着剤で強力に接着したり、ネジ釘と接着を併用したりすることができる。
〔桟材〕
外壁下地材の外面に格子状に配置され接着される。
【０００８】
通常の建築構造において、表面に建材を貼り付けるために使用されている桟材と同様の材料や構造、施工方法が適用できる。
桟材の材料は、一般的には木材が使用される。合成木材や合成樹脂材、金属材を使用することも可能である。桟材の形状は、外壁下地材およびタイル材への接着面積が十分に確保でき、取り扱い易い形状が好ましい。通常は、断面正方形あるいは長方形をなす。台形状や円の両端を削ぎ落とした形状なども採用できる。
桟材の寸法は、外壁下地材およびタイル材と寸法や配置構造、要求性能などの条件に合せて設定される。通常、幅１〜１０ｃｍ、厚さ３〜３０ｍｍの範囲に設定できる。
【０００９】
桟材の配置は、一般的には、垂直方向と水平方向とに縦横に直線的に延びて互いに交差する格子状をなす。桟材が斜め方向に延びていたり、曲線状の桟材を組み合わせたりすることもできる。
桟材の格子間隔は、表面に配置されるタイル材の寸法形状に対応して設定される。通常、直線格子状に配置された桟材のピッチ間隔を、１５〜９００ｃｍの範囲に設定できる。
桟材の格子空間は、外壁の断熱性を高める機能や、タイル材から放出される水分を一時的に収容する空間としても機能する。
〔外壁用タイル材〕
桟材を介して外壁下地材の外面を覆い、桟材に接着される。
【００１０】
基本的には、通常の外壁タイル仕上げ用のタイル材と同様の材料や製造方法、構造および寸法形状が採用できる。
タイル材には、陶磁器材料などを成形して焼成した焼成タイルと、セメント系材料を成形して水和硬化させたりした非焼成タイルとがある。何れも使用できる。
セメント系材料からなるタイルで、比較的に面積の大きなものは、サイディング材と呼ばれることもある。セメント系材料として、漆喰や石膏も使用できる。セメントに繊維材料を混合して、強度などを向上させたものもある。タイル材料に、調湿機能を有する珪質頁岩などの調湿材を配合しておくことができる。タイル材料として通気性材料などの各種機能を有する材料も使用できる。
【００１１】
セメント系材料として、比重が１．３以上の繊維配合セメント硬化物が使用できる。繊維配合セメント硬化物は、硬化材料に、セメントや骨材などに加えて、ガラス繊維や合成樹脂繊維などの繊維を混入しており、硬化物として耐久性に優れたものとなる。セメント硬化物の比重が大きいほど、吸水し難く、凍害に強くなる。
タイル材の表面に、ガラス質の釉薬をかけて焼成硬化させたものや、塗料や樹脂材料を塗工して焼付などで硬化させたものなど、タイル材の本体部分と表面の化粧層とからなるものも使用できる。表面化粧層として、防水性のある材料を使用することができる。表面化粧層として、通気性を有するものや透湿性を有するものも使用できる。
【００１２】
タイル材の全体形状は、基本的には、通常の外壁タイルと同様の形状が採用できる。具体的には、全体が概略矩形板状をなす。正方形および長方形の何れでもよい。六角形などの多角形でもよい。外周辺の一部に凹凸を設けたり、一部を曲線状にしたりすることも可能である。全体の寸法としては、１辺が１５〜９００ｃｍで、厚みが５〜２５ｍｍの範囲に設定することができる。
タイル材の表面に、凹凸模様や浮彫り図案などを形成しておけば、外観意匠性が高まる。タイル材の裏面に、通気空間を設けたり、排水空間を設けたりすることもできる。タイル材の裏面のうち、裏側凸部の存在する側辺を除く個所を凹ませておけば、内設断熱材の収容空間を広く取れ、前記した通気空間や排水空間として利用できるとともに、製造材料の節約、重量軽減などを図ることができる。
【００１３】
本発明では、タイル材が外壁の構造強度の一部を負担することになるので、機械的強度に優れたものが好ましい。具体的には、平面引張強度１〜４Ｎ／ｃｍ２のタイル材が好ましい。
〔接着剤〕
外壁下地材に桟材を接着し、桟材にタイル材を接着する機能を果たす。
基本的には通常の建築分野で使用されている接着剤が使用できる。目的とする機能を達成するのに必要なヤング率や強度を備えていることが望ましい。具体的には、変成シリコン系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。
【００１４】
外装下地材に桟材を接着する接着剤と、桟材にタイル材と接着する接着剤とは、同じ接着剤を兼用することもできるし、それぞれの要求性能に合わせて異なる種類や特性の接着剤を使用することもできる。
強力な接合を果たすために、剪断接着強度１Ｎ／ｃｍ２以上であるものが好ましい。剪断接着強度２Ｎ／ｃｍ２以上がより好ましい。経時的に強度が低下し難い、長期耐久性を有するものが望ましい。
接着剤の塗工手段や塗工条件は、通常の接着剤と同様の技術範囲内で、使用する接着剤にとって適切な技術を適用すればよい。
【００１５】
接着剤の厚みは、十分な接合強度を発現させるためには、厚過ぎても薄過ぎても不適当であり、適切な厚み範囲がある。通常、塗工厚みを０．５〜３ｍｍに設定する。
〔合いじゃくり構造を有するタイル材〕
タイル材は、タイル材同士を連結できるようにしておくことができる。このような連結構造を有しているタイル材は、タイル材同士の間の目地構造を無くすこともできる。
具体的には、タイル材の側辺に、タイル材同士を前後左右の面方向に連結するための継手構造を備えておくことができる。タイル材の対向する側辺に、互いに連結可能な一対の連結構造を設ける。連結構造として、合いじゃくり構造が採用される。
【００１６】
合いじゃくり構造は、建築技術において、柱材や板材の連結構造として知られている。連結する部材の側辺同士に、厚み方向の途中までの切り欠きを表裏で逆に加工して、表側凸部と裏側凸部とを配置する。連結する部材の表側凸部と裏側凸部とを重ね合わせて連結する。
矩形状のタイル材の場合、隣接する２側辺に表側凸部が配置されると、残りの隣接する２側辺には裏側凸部が配置されることになる。表側凸部と裏側凸部とが、互いに対向する側辺に配置される。
合いじゃくり構造の細部形状や寸法などは、通常の合いじゃくり構造の場合と同様に、種々の変更が可能である。
【００１７】
通常の合いじゃくり構造では、対向する側辺の表側凸部と裏側凸部とは、完全な対称形状で寸法も同じに設定されることが多いが、表側凸部と裏側凸部との寸法を違えることもできる。
表側凸部および裏側凸部の突出長さは、７〜５０ｍｍ程度の範囲に設定できる。重ね合わせ距離を十分に確保することで、防水機能や連結強度を高めることができる。
裏側凸部の突出長Ｌ2を表側凸部の突出長Ｌ1よりも長くしておくと、敷設施工されたタイル材の表面に目地隙間を構成することができる。その結果、外観意匠性が高まるとともに、隣接タイル材間の不陸や傾き、ズレなどが目立ち難くなる。裏側凸部の突出長Ｌ2と表側凸部の突出長Ｌ1との差Ｌ2−Ｌ1＝７〜５０ｍｍに設定することができる。
【００１８】
表側凸部と裏側凸部との厚みは、同じに設定しておくことができるが、違っていても構わない。但し、表側凸部および裏側凸部の何れもが十分な機械的強度を維持できる程度の厚みに設定しておく。具体的には、４〜２０ｍｍの厚みに設定できる。
このような合いじゃくり構造を有するタイル材の場合、桟材に対するタイル材の接着は、タイル材の表側凸部を除いた全面を接着面として利用できる。格子状に配置された桟材にタイル材を接着するので、タイル材の外周辺のうち、表側凸部を有する辺を除いた辺で、裏側凸部の裏面を接着剤で桟材に接着することができる。
前記した特許文献１には、裏側凸部の端面を傾斜面にし、裏側凸部の傾斜端面が当接する相手側のタイル材の側辺も、裏側凸部の傾斜端面に対応する傾斜面にしておく技術が示されている。このような傾斜端面を採用することで、タイル材を連結配置したときに、当接面における接合性や防水機能を高めることができる。表側凸部の端面を傾斜面にすることもできる。
【００１９】
〔内設断熱材〕
タイル材の裏面側で表側凸部および裏側凸部よりも内側に、内設断熱材を配置しておくことができる。内設断熱材の個所では、タイル材を桟材に接着しない。
内設断熱材の材料は、通常の建築用の断熱材料が使用できる。例えば、ポリスチレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂の発泡体が挙げられる。グラスウールなどの繊維状断熱材も使用できる。複数の材料を組み合わせた複合断熱材も使用できる。
内設断熱材は、タイル材の裏面側のうち、表側凸部および裏側凸部よりも内側の全面に設けることもできるし、一部に設けることもできる。タイル材を桟材に接着するための接着面には内設断熱材が存在しないようにしておく。
【００２０】
内設断熱材の側端面とそれに対面する裏側凸部の内側端面との間、および、タイル材の施工時に内設断熱材の側端面と対面する別のタイル材における裏側凸部の内側端面との間に、３〜３０ｍｍの隙間Ｇを有することができる。これによって、施工状態で、内設断熱材の周囲に、タイル材の裏面が確実に露出する部分ができる。この露出部分が、タイル材からの水分放出作用を向上させる。
内設断熱材をタイル材の裏面に断続的に設けたり、内設断熱材の一部に貫通部分を設けたりすることで、タイル材の裏面側が露出する部分を構成することもできる。
内設断熱材の厚さは、断熱性を向上するには厚いほうがよい。タイル材の全厚みによる制約もあるが、通常、７〜３０ｍｍの範囲に設定できる。内設断熱材の場所によって厚みが違う個所があっても構わない。後述する通気空間を設ける場合は、その分だけ、内設断熱材の厚みを薄くしておくことができる。
【００２１】
〔通気空間〕
タイル材の対向する側辺の間を、裏面側において面方向に貫通する通気空間を設けておくことができる。タイル材の裏面側に浸入したり、タイル材から放出された水分を通気とともに排除したりする機能を有する。当然、通気空間では、タイル材を桟材に接着しないでおく。
通気空間は、タイル材の施工状態で、上下および左右の一方向あるいは両方向で貫通するように配置される。
タイル材の側辺のうち、裏側凸部が存在する個所では、裏側凸部の裏面側に凹溝や切り欠きを設けることで通気空間を構成できる。表側凸部が存在する個所では、もともと裏面側が解放されているので、特別な構造を設けなくても通気空間を構成できる。内設断熱材が存在する個所では、内設断熱材の裏面側に通気空間を配置することができる。内設断熱材に面方向に貫通する凹溝や孔、切り欠きなどを設けることもできる。通気空間は、タイル材の１方向に１本だけを設けてもよいし、１方向に複数本の通気空間を設けることもできる。
【００２２】
通気空間の大きさは、目的とする機能が発揮できれば良い。通常は、比較的に狭いものでも充分である。例えば、内設断熱材の裏面側に通気空間を配置する場合、内設断熱材の厚みが薄くなって断熱性が低下しない程度に、通気空間の厚みを設定する。具体的には、通気空間の厚みを２〜１０ｍｍに設定できる。通気空間の幅、タイル材の幅によっても異なるが、通常、２〜２０ｍｍの範囲に設定できる。
〔外壁パネル〕
本発明の外壁構造を、予め製造されて建築物に嵌め込むようにして施工される外壁パネルに適用することができる。
【００２３】
外壁パネルは、外壁を構成する構造部材から内装部材、外装部材、壁内部の断熱構造などを含めて、外壁を構成する材料層や部材の一部または全てを、工場などで予め一体的に組み立て接合して構成される。建築物の外壁を構成する場所に配置され、土台や柱、梁などにボルト締結などで固定されることで、外壁を構成する。柱や梁を使用せず、外壁パネル同士を接合することだけで、外壁の構造強度を発揮させることもできる。
外壁パネルを構成する基本の部材として、外壁パネルの外周形状に対応する鋼枠がある。鋼枠の両面に外装部材および内装部材が取り付けられる。そのうち、外装部材として、外壁パネルの施工時に屋外側に面する鋼枠の表面に配置され板状をなす外壁下地材と、外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、桟材を介して外壁下地材の外面を覆い、桟材に接着されてなるタイル材とを備えておくことができる。外壁パネルの施工時に屋内側に面する鋼枠の表面には、内装材が設けられる。鋼枠の内部には断熱材層が設けられる。
【００２４】
内装材および断熱材層は、通常の外壁パネルと同様の材料あるいは構造が適用される。
〔外壁の施工方法〕
外壁構造を構築するための施工方法として、以下の方法が採用できる。
外壁の屋外側に板状をなす外壁下地材を施工する工程（ａ）と、外壁下地材の外面に桟材を格子状に配置し接着する工程（ｂ）と、桟材を介して外壁下地材の外面を覆ってタイル材を配置し、タイル材の裏面を桟材に接着する工程（ｃ）とを含む。
基本的には、通常のタイル材による外壁の仕上げ工程と同様の手順および機器類を用いて施工できる。
【００２５】
外壁下地材の施工は、通常の建築施工と同様である。
桟材の施工は、外壁下地材の表面に格子状に接着剤を塗工するか、格子状に配置する桟材の裏面に接着剤を塗工するか、両方に接着剤を塗工するかの何れかで、外壁下地材と桟材とを接着すればよい。
桟材の表面にタイル材を配置し接着するときは、タイル材の裏面のうち十分な面積が桟材の表面に当接するようにして、タイル材を配置する。通常は、タイル材の外周辺を桟材に当接させて接着する。タイル材の外周辺のうち、異なる複数の外周辺で接着すれば、タイル材を面方向に確実に接着できる。
【００２６】
前記した合いじゃくり連結構造を有するタイル材の場合、裏側凸部が上辺側に配置される姿勢で、外壁面に当接して配置する。下辺側には表側凸部が配置されることになる。裏側凸部の裏面を桟材に当接させて接着する。このようにして一つのタイル材が施工されたあと、次に施工するタイル材は、先に固定されたタイル材の上方側に配置する。次のタイル材は、その下辺側に向けた表側凸部を、先のタイル材の裏側凸部に重ね合わせるように配置する。勿論、タイル材の裏側凸部が上辺側に配置される姿勢になる。後で施工するタイル材の表側凸部の裏面を、先に施工された裏側凸部の表面に接着することができる。このような作業工程を繰り返すことで、外壁面の下から上へとタイル材が施工される。なお、外壁面の水平方向においても、先に施工されたタイル材の裏側凸部に、次に施工されるタイル材の表側凸部を重ね合わせるようにして施工していく。タイル材が、面方向の全体に合いじゃくり継手によって連結された状態で、桟材に接着されることになる。
【００２７】
〔外壁構造〕
本発明のタイル材を用い、前記した施工方法を採用することで、建築物の外壁構造が構築できる。
外壁面にタイル材が並べて施工された外壁構造では、タイル材と桟材と外壁下地材とが互いに強固に接着されて、一体化された剛体構造を構成することになる。外壁構造に加わる外力に対して、外壁下地材、桟材およびタイル材の全体が一体的に抵抗力を示す。外力によって変形するときも、外壁下地材、桟材およびタイル材が一体的に変形する。
タイル材として、前記した合いじゃくり継手構造を備えている場合は、以下の機能も果たす。
【００２８】
外壁面を落下する雨水などは、外壁面の上下方向に連結されたタイル材同士における表側凸部と裏側凸部との当接個所の隙間までは浸入できても、その奥では、裏側凸部が垂直に立ち上がっているので、それ以上には浸入し難い。外壁面の左右方向に連結されたタイル同士でも、表側凸部と裏側凸部とによる連結構造で、水の浸入が良好に阻止される。但し、タイル材と雨水などが接触する個所では、タイル材に水が吸収されることがある。
タイル材は、裏側凸部の裏面が桟材に接着されているので、この接着個所を超えて水が浸入することが阻止される。隣接するタイル材同士を接着していれば、タイル材同士の隙間から内部に水が浸入することも遮断される。
【００２９】
タイル材の裏面側に内設断熱材を設けていれば、外壁の断熱性を高める。しかも、内設断熱材を、裏側凸部と表側凸部からなる合いじゃくり継手の内側に配置しておけば、タイル材の裏面には、内設断熱材で覆われず、タイル材自体が露出する個所を設けることができる。このタイル材の裏面側への露出個所からタイル材の裏面側に、タイル材に吸収された水分が放出されることによって、タイル材が水を吸収したままになり難い。
外壁構造のうち、タイル材が取り付けられる外壁下地材などよりも屋内側の構造については、特に限定されず、通常の建築物における外壁構造が採用できる。例えば、外装下地層の屋内側には、断熱材層や内装材層を備えることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる外壁構造は、仕上げ面を構成するタイル材が、外壁下地材に対して格子状に配置された桟材を介して取り付けられるとともに、外壁下地材に対する桟材の取り付け、桟材に対するタイル材の取り付けの何れをも、接着によって互いの固定が果たされている。
その結果、外壁の本来の骨組構造や躯体構造に加えて、外壁下地材、桟材およびタイル材を含めた外壁の全体構造が、一体となって耐力を負担することになり、外壁の構造強度が向上する。構造強度を負担させるための構造部材の厚みや太さを低減することができる。
【００３１】
しかも、外壁が変形するときには、タイル材を含めた外壁構造の全体が一体的に変形することになる。これによって、外壁の内部構造とタイル材とが別個に変形することによって生じる歪みで、タイル材あるいはタイル材の隙間を埋める目地材が割れたりヒビが入ったりすることが防止できる。ネジ釘による固定のように、経時的に緩みが生じたり、金具の腐食によって固定が弱くなったりする問題も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１〜７に示す実施形態は、住宅の外壁をタイル材で仕上げている。
図１、２に示すように、全体の平面外形が概略矩形状をなすセメント板からなるタイル材１０を、外壁面に並べて仕上げている。
〔外壁用タイル材〕
図３〜５に詳細構造を示す外壁用タイル材１０は、セメント系材料の成形硬化物からなり、全体が概略矩形板状をなしている。
図３に示すように、外壁用タイル材１０は、矩形板状をなす表面板部２０と、Ｌ字形の枠状をなす裏面枠部３０とで構成されている。表面板部２０と裏面枠部３０の厚みは同じに設定されている。
【００３３】
表面板部２０の表面には、レンガ壁状の凹凸模様が形成されているとともに、塗装による表面化粧層２８が設けられていて、外観意匠性を向上させている。表面化粧層２８は、透水性がないので、タイル材１０の表面から吸水したり、タイル材１０を厚み方向に水分が通過したりすることが防止できる。表面化粧層２８は、表面板部２０の側端面や裏面枠部３０の上面などには設けられていない。
＜合いじゃくり継手＞
表面板部２０の直交する２側辺は、裏面枠部３０の外側に張り出していて、表側凸部２２，２４となっている。図３に示すように、長辺側の表側凸部２４は、短辺側の裏側凸部３２の端部よりも長さＬ1だけ突出している。短辺側の表側凸部２２も、長辺側の裏側凸部３４の端部よりも同じ長さＬ1だけ突出している。
【００３４】
表面板部２０の残りの２側辺は、裏面枠部３０の直交する外側辺よりも内側に凹んでいる。表面板部２０よりも外側に張り出した裏面枠部３０の外側辺が裏側凸部３２、３４となっている。図３に示すように、長辺側の裏側凸部３４は、表面板部２０の長辺よりも長さＬ2だけ突出している。短辺側の裏側凸部３２も、表面板部２０の短辺よりも長さＬ2だけ突出している。
このような、互いに対向する側辺に配置された表側凸部２２、２４と裏側凸部３２、３４とによるタイル材１０の連結構造が、「合いじゃくり」と呼ばれる継手構造である。
前記した突出長さＬ1とＬ2とは、Ｌ1≧Ｌ2の関係に設定されている。Ｌ1とＬ2の差が、タイル材１０を施工したときに、隣接するタイル材１０，１０同士の目地間隔を決める。
【００３５】
＜通気空間＞
図４、５に示すように、裏側凸部３２、３４には、長さ方向の途中で、裏側凸部３２、３４の底面を断続的に切り欠いて、裏側凸部３２、３４を横断する矩形凹溝からなる通気空間３９が配置されている。通気空間３９は、長辺側の裏側凸部３４には２本、短辺側の裏側凸部３２には１本が設けられている。
その結果、タイル材１０の底面側で、面方向の縦横何れの方向にも通気可能になっている。
＜内設断熱材＞
図４、５に示すように、表面板部２０の裏側で、Ｌ形をなす裏面枠部３０の内側に、矩形板状をなす内設断熱材９０が配置されている。内設断熱材９０は、発泡ポリスチレンボードからなり、タイル材１０に接着されている。
【００３６】
裏面枠部１０を構成する各裏側凸部３２、３４の内側端面と、それと対面する内設断熱材９０の側端面との間には、隙間Ｇがあいている。また、裏側凸部３２、３４の先端面と、それと平行で隣接する内設断熱材９０の側端面との間にも、同様の隙間Ｇがあいている。タイル材１０の裏側で、内設断熱材９０の周囲に、表面板部２０の背面が露出する部分が周溝状に存在することになる。
図４に示すように、内設断熱材９０の厚みは、裏面枠部３０の高さよりも小さく、内設断熱材９０の下面が、通気空間３９の上端面と、略同じ位置に配置されている。内設断熱材９０が通気空間３９の通気を阻害しないようになっている。
【００３７】
＜外壁用タイル材の具体例＞
タイル材質：繊維配合セメント硬化板（ビニロン繊維配合、比重１．９）。
全体：外形３３０ｍｍ×４８０ｍｍ、厚み１２ｍｍ。
表面板部２０：外形３００ｍｍ×４５０ｍｍ。
裏面枠部３０：幅４５ｍｍのＬ字形。
表側凸部突出長Ｌ1＝２５ｍｍ、裏側凸部突出長Ｌ2＝２５ｍｍ。
通気空間３９：幅２０ｍｍ、高さ５ｍｍ、長辺側２個所、短辺側１個所。
内設断熱材９０：発泡ポリスチレン製、４００ｍｍ×２８０ｍｍ、厚み１０ｍｍ。
【００３８】
内設断熱材９０と裏側凸部３２、３４との隙間Ｇ＝５ｍｍ。
表面化粧層２８：樹脂モルタル下地仕上げ＋アクリルエマルジョン仕上げ、
合計膜厚０．１１ｍｍ。
〔外壁用タイル材の施工〕
図１、２に示すように、外壁用タイル材１０は、住宅などの建築物の壁面を構成する外壁下地材５０の表面に並べて施工される。
＜外壁下地材と桟材＞
図１に示すように、外壁下地材５０は、合板などで構成されている。図２に示すように、外壁下地材５０の表面には、縦横に一定間隔で配置され格子状をなす桟材５２がとり付けられている。
【００３９】
図１に示すように、桟材５２は、接着剤層５８を介して外壁下地材５０に接着固定されている。桟材５２の格子間隔は、タイル材１０の寸法に合わせて設定されている。桟材５２の表面に、タイル材１０を並べて取り付ける。桟材５２の幅は、タイル材１０の裏側枠部３０の幅と同じ程度に設定されている。桟材５２の厚さは、タイル材１０と外壁下地材５０との間に一定の間隔を設けることができ、桟材５２の構造強度も十分に持たせられる程度に設定されている。
桟材５２の具体例として、幅２０ｍｍ、厚さ９ｍｍの木材が使用できる。
＜タイル材の配置＞
図６に詳しく示すように、タイル材１０は、横長の矩形状で、上辺側に裏側凸部３４が配置され、下辺側に表側凸部２４が配置される姿勢で並べて配置される。その結果、図６の左辺側には裏側凸部３２、右辺側には表側凸部２２が配置される。隣接する上下および左右のタイル材１０同士は、常に、表側凸部２２、２４と裏側凸部３２、３４とが表裏で対面する形になる。
【００４０】
図１に示すように、垂直方向に設置された外壁下地材５０および桟材５２に対して、下側に配置されたタイル材１０の裏側凸部３４の表面側に、上側に配置されるタイル材１０の表側凸部２４が載る形で、互いに連結される。上側のタイル材１０の下辺に配置された表側凸部２４の下端面と、下側のタイル材１０における表面板部２０の上端面との間には、少し隙間があいている。これは、前記したタイル材１０の上下辺における突出長さＬ1とＬ2との差によって生じ、目地隙間２６が構成される。また、下側のタイル材１０の裏側凸部３４は、桟材５２の表面に当接している。
このような連結構造が「合いじゃくり」と呼ばれる。
【００４１】
この合いじゃくり継手構造は、水密性に優れた継手構造である。例えば、タイル材１０の表面に雨水などが降り注いで、表面板部２０に沿って水が流れ、表側凸部２４の下端から表面板部２０と表面板部２０との隙間に水が浸入したときに、表面板部２０の裏側では、下方側のタイル材１０に有する裏側凸部３４が立ち上がっているので、裏側凸部３４を超えて内部まで水が浸入することは困難である。雨の勢いが強かったり、壁面にホースで散水したりしても、裏側凸部３４による堰を超えるほどの強さで水が浸入することは難しい。但し、合いじゃくり継手構造でも、裏側凸部３４の表面まで水が浸入する可能性はある。
【００４２】
＜タイル材の固定＞
図１に示すように、タイル材１０の裏側凸部３４が、接着剤層５８を介して桟材５２に固定されている。
１枚のタイル材１０が外壁下地材５０に固定されれば、その上方あるいは左方に、次の新たなタイル材１０が配置され、前記同様にして、外壁下地材５０に固定される。このような作業を順次繰り返すことで、外壁全体にタイル材１０を施工することができる。
図１、図６に示すように、前後左右に施工されたタイル材１０は、互いの間に目地隙間が構成される。表面板部２０の表面に形成されたレンガ模様と前記目地隙間とによって、壁面全体がレンガ壁に類似した意匠性の高い外観を呈する。壁面の外観上からは、内設断熱材９０の存在は全く判らない。
【００４３】
なお、タイル材１０および桟材５２の取付固定を、接着剤層５８による接着固定に加えて、ねじ釘による固定をも行って、より強固な固定を果たすこともできる。例えば、タイル材１０の裏面凸部３４の表面から裏面凸部３４を貫通して桟材５２に、ねじ釘を取り付けることができる。ねじ釘として、裏面凸部３４の表面に突出しない皿頭ねじ釘などを使用すれば、タイル材１０同士の連結にも支障はない。
〔内設断熱材の機能〕
図７に示すように、施工されたタイル材１０の裏面側に配置された内設断熱材９０は、その上端面は、裏側凸部３４との間に隙間Ｇがあいている。内設断熱材９０の下端面は、下側のタイル材１０における裏側凸部３４の上端面との間に隙間Ｇをあけた状態で対面している。
【００４４】
内設断熱材９０の左右の側端面でも、内設断熱材９０が取り付けられたタイル材１０の裏側凸部３４、および、隣接する別のタイル材１０の裏側凸部３４との間に隙間Ｇがあいている。内設断熱材９０の全周に、裏側凸部３２、３４で囲まれた状態で、周溝状の隙間Ｇを有している。この隙間Ｇの部分では、表面板部２０の背面が露出した状態になっている。
図１に示すように、屋外からの強い日射や寒気によって、タイル材１０が強く加熱あるいは冷却されたとしても、タイル材１０の裏側に配置された内設断熱材９０が、壁の内部側への伝熱を遮断し、壁の内部が過剰に加熱されたり冷却されたりし難くなる。
【００４５】
内設断熱材９０は、タイル材１０の裏面側に配置されているので、屋外環境に露出することはない。タイル材１０の取扱いや施工作業時に、内設断熱材９０が傷付いたり欠けたりする心配も解消される。
しかも、内設断熱材９０の周囲には、隙間Ｇに対応して、表面板部２０の背面が露出している個所が存在する。タイル材１０が雨水や湿気を吸っても、表面板部２０の背面の露出個所から裏側の空間に水分が蒸発されてタイル材１０から取り除かれる。タイル材１０の材料が吸水したまま高含水状態になることが防止できる。その結果、寒冷地における凍害問題が解消できる。
【００４６】
内設断熱材９０の周囲の空間は、通気空間３９と連通しているので、タイル材１０から放出された水分は、通気空間３９へと送られる。
〔通気空間の機能〕
図１に示すように、通気空間３９は、内設断熱材９０の背面に露出した状態で、タイル材１０を貫通する空間を構成している。
図７に詳しく示すように、外壁面にタイル材１０が縦横に敷設された状態でも、各タイル材１０の通気空間３９が、外壁面の上下方向および水平方向の何れにも連通した状態である。
【００４７】
外壁面に雨や散水がかかったりして、タイル材１０同士の隙間からタイル材１０の裏面側まで、水分が浸入してくることがある。タイル材１０が水分を吸収し、吸収された水分がタイル材１０の裏面側から内部空間に水分が放出されることも起こる。タイル材１０の裏面側に密閉された空間があり、その空間が温まったり冷えたりすることで、結露を発生することがある。
このような場合でも、通気空間３９によって、タイル材１０の裏面側を空気が自由に流通する状態であれば、タイル材１０の裏面側に侵入した水分を、通気によって運び去ることができる。タイル材１０に吸収された水分も、タイル材１０と接触して流通する空気が運び去る。タイル材１０が吸水したままになり難いので、凍害の発生が防止できる。通気があれば結露も発生し難い。結露が発生しても、直ぐに通気とともに運び去ることができる。桟材５２や外壁下地材５０が、木材などのように、吸湿し易く、吸湿によって劣化したり腐食したりし易い材料であっても、吸湿や腐食の問題が低減できる。
【００４８】
特に、断熱性向上のために設けた内設断熱材９０に、雨水などの水分が吸収されたり、内部で結露が発生したりしたとしても、通気空間３９に隣接する内設断熱材９０の表面を通気が接触しながら通過するので、内設断熱材９０から水分や湿気を奪い取って、運び去ることができる。内設断熱材９０が劣化したり、内部でカビが発生したりすることが防止できる。
屋外側からの強い加熱や冷却がタイル材１０の裏面側まで伝達されたとしても、通気空間３９を通じて流通する空気が、熱を奪い去ったり熱を供給したりすることになり、外壁下地材５０から内側への伝熱を効率的に遮断することができる。
【００４９】
なお、外壁面の上部および下部では、通気空間３９は、屋外空間や床下空間に連通させている。上部では、屋根裏空間を介して軒下から屋外空間に連通させておく。その結果、通気空間３９を含むタイル材１０と外壁下地材５０との間の通気空間には、屋外から雨水などが浸入することはない。
〔外壁パネル〕
図８に示す実施形態は、前記実施形態の外壁構造を、外壁パネルに適用した場合である。基本的な構成は前記実施形態と共通する。以下では、外壁パネルに特有の構造を主に説明する。
【００５０】
外壁パネルＰは、Ｃ形鋼などを矩形の枠状に組み立てて溶接した鋼枠６０を基本構造にして、鋼枠６０の片面には、外壁下地材５０、桟材５２およびタイル材１０からなる外装部材が取り付けられている。反対面には、合板や石膏ボード、繊維ボード、壁紙などの複数の材料層を積層してなる内装部材５６が取り付けられている。鋼枠６０の内側空間には、ガラスウールなどからなる断熱材層５４が設けられている。図示を省略したが、鋼枠６０の外周端辺には、外壁パネルＰを建築物の土台にボルト締結によって連結したり、外壁パネルＰ同士を連結したりするための連結構造が設けられる。
外装部材となる外壁下地材５０から桟材５２、タイル材１０に至る構造は、前記した実施形態と共通するので詳しい説明を省略する。外壁下地材５０と桟材５２、桟材５２とタイル材１０は何れも、接着剤層５８によって接着固定されている。
【００５１】
このような構造を有する外壁パネルＰは、予め、工場などで製造される。製造された外壁パネルＰを、建築物の施工現場に搬入し、所定の位置に配置して連結固定するだけで、基本的な外壁構造が完成する。必要に応じて、外壁パネルＰ同士の連結部分を幕板で塞いだり、仕上げ処理を行ったりすればよい。例えば、図８に示す外壁パネルＰの場合、タイル材１０は、外壁パネルＰの外周端までは配置されていない。そこで、建築物に外壁パネルＰを施工したあと、外壁パネルＰ同士の連結個所や外壁パネルＰと土台との境界部分などに、タイル材１０を追加して施工したり、幕板で覆ったりすることになる。
この実施形態では、外壁パネルＰの構造強度を負担する鋼枠６０の全面を覆って、外壁下地材５０、桟材５２およびタイル材１０が一体的に固定されていることになるので、面方向の強度あるいは耐力が大幅に向上する。施工後の耐力向上だけでなく、外壁パネルＰを輸送保管したりしているときに、外壁パネルＰに加わる外力に対しても、強い耐力を発揮する。輸送中や施工作業中に、強い振動や衝撃が加わっても、タイル材１０がずれたり外れたりする損傷したりする心配がない。
【００５２】
〔板状タイル〕
図９に示す実施形態は、前記実施形態のような合いじゃくり継手構造を有しない単純な板状のタイル材を用いる。
外壁下地材５０の表面に接着剤層５８を介して桟材５２が接着固定され、桟材５２の表面に接着剤層５８を介してタイル材１０が接着固定されている。
タイル材１０は、矩形の板状をなすセメント板などからなる。タイル材１０の裏面外周の全体が、格子状に配置された桟材５２の表面に接着剤層５８で固定されることになる。タイル材１０の裏面中央で桟材５２の内側には、矩形で板状をなす内設断熱材９０が取り付けられている。内設断熱材９０は、発泡ポリスチレン樹脂ボードなどからなり、タイル材１０に接着されている。内設断熱材９０の外周は桟材５２との間に隙間をあけている。内設断熱材９０の裏面は、外壁下地材５０との間に隙間をあけている。
【００５３】
タイル材１０の側端面同士の間には目地隙間が設けられ、目地材８０が施工されている。
この実施形態では、タイル材１０の全周を桟材５２に接着固定しているので、タイル材１０と桟材５２との一体性が高い。但し、合いじゃくり継手による連結ではなく、目地材８０を施工するので、目地施工の手間はかかる。
【実施例】
【００５４】
本発明の具体的実施例とその性能を評価した結果を示す。
〔使用材料〕
タイル材：４５０×３００×１０ｍｍの矩形厚板状をなす繊維強化セメント板。
桟材：２０×３０ｍｍの角木材。
外壁下地材：９００×２４００×１６ｍｍの矩形板をなす繊維強化セメント板。
接着剤：ウレタン系接着剤。
〔試験体〕
全体外形が、幅３６００ｍｍ×高さ２５００ｍｍの４Ｐ外壁パネルを作製した。基本的な構造は、図８と共通する。
【００５５】
Ｃ−６０×５０厚さ２．３ｍｍのＣ形鋼材を組み立て溶接して鋼枠を構成している。
鋼枠の室内側面には、９００×２４００×１２ｍｍの矩形をなすパーティクルボードをビス止めした。ビスの口径は５ｍｍ、ピッチは３００ｍｍであった。
鋼枠の屋外側面には、前記外壁下地材をビス止めした。口径４ｍｍのビスをピッチ３００ｍｍでねじ込んだ。
外壁下地材の表面に、縦横の格子状に桟材を接着またはビス止めした。タテ桟は４５０ｍｍピッチ、ヨコ桟は３００ｍｍピッチで配置した。接着剤の厚みは１ｍｍに設定し、ビス止めは口径４ｍｍのビスをピッチ２２５ｍｍでねじ込んだ。
【００５６】
桟材の表面に、縦横に隙間なくタイルを、接着またはビス止めした。接着剤の厚みは１ｍｍに設定し、ビス止めは口径４ｍｍのビスをピッチ約３００ｍｍでねじ込んだ。
試験体として、タイル材および桟材の取付形態が異なるものを複数種類作製し、それぞれの性能を比較評価した。
比較例１：桟材およびタイル材を取り付けない状態の外壁パネルを用意した。
比較例２：外壁下地材に対する桟材の取り付け、および、桟材に対するタイル材の取り付けの何れをも、ビス止めで行った。
比較例３：外壁下地材に対する桟材の取り付けはビス止めを採用し、桟材に対するタイル材の取り付けは接着を採用した。
【００５７】
実施例１：外壁下地材に対する桟材の取り付け、および、桟材に対するタイル材の取り付けの何れをも、接着で行った。
〔試験方法〕
通常の外壁パネルに対する面内剪断試験を行い、最大荷重を測定した。使用装置および試験条件は、常法にしたがった。具体的には、外壁パネルの下辺側を固定した状態で、上辺側に外壁パネルの面に沿って水平方向の荷重を加え、剪断破壊が生じるまでの最大荷重を測定した。
〔試験結果〕
表１に試験結果を示す。表中、強度比率（％）は、比較例１に対する比較例２、３および実施例１の最大荷重の比率を示している。
【００５８】
【表１】
【００５９】
〔評価〕
(1) 桟材およびタイル材の取り付けの何れにも接着を採用した実施例１では、両方にビス止めを採用した比較例２、および、タイル材の取り付けだけに接着を採用した比較例３に比べても、格段に外壁パネルの剪断強度が向上している。
(2) 比較例２と比較例１とを対比すると、比較例２のビス止めでは、桟材およびタイル材を取り付けない比較例１に対して、全く強度の向上が認められない。外壁パネルの強度にタイル材は全く寄与していないことが判る。
(3) 実施例１では、桟材およびタイル材の両方が、外壁パネルに加わる荷重を負担することによって、外壁パネル全体の大幅な強度向上を達成できることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、例えば、住宅の屋外に面した外壁構造に適用できる。地震などの外力に対して高い耐力を示し、外壁の表面を仕上げるタイル材やその隙間を埋める目地材が損傷し難く、長期間にわたって優れた外観意匠性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態を表す外壁構造の断面図
【図２】タイル材の施工途中における平面図
【図３】タイル材の平面図
【図４】タイル材の一部断面側面図
【図５】タイル材の裏面図
【図６】タイル材同士の連結状態を表す平面図
【図７】タイル材同士の連結状態を表す裏面図
【図８】別の実施形態を表す外壁パネルの断面図
【図９】別の実施形態を表す外壁構造の断面図
【符号の説明】
【００６２】
１０ 外壁用タイル材
２０ 表面板部
２２、２４ 表側凸部
２６ 目地隙間
２８ 表面化粧層
３０ 裏面枠部
３２、３４ 裏側凸部
３９ 通気空間
５０ 外壁下地材
５２ 桟材
５８ 接着剤層
９０ 内設断熱材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外壁構造、外壁パネルおよび外壁の施工方法に関し、詳しくは、住宅等の建築物において、屋外側に面する外壁の構造と、このような外壁を構築するのに使用される外壁パネルと、このような外壁を施工する方法とを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建築物の外壁をタイル貼りによって仕上げる技術は、外観意匠性に優れた仕上がりが得られるとして、広く採用されている。
従来のタイル仕上げは、建築物のモルタル壁やセメント板などの下地ボードを施工したあと、この平坦な下地面に、モルタルを団子状に配置し、その上にタイル片を貼り付けることが行われている。タイル片同士の継目に生じる目地隙間には、モルタルなどからなる目地剤やゴムなどからなる目地材を埋め込んで、目地の防水性、水密性を確保する。
特許文献１には、セメント硬化物などからなり概略矩形板状をなすタイル材の側辺に、合いじゃくり継手を設けて、前後左右の面方向にタイル材を連結した状態で施工する技術が示されている。合いじゃくり継手を構成するタイル材の側辺に設けられた貫通孔にネジ釘を挿入し、ネジ釘を外壁下地材にねじ込んで、タイル材を外壁下地材に固定している。この技術では、外壁の上下で隣接して配置されたタイル材同士が、合いじゃくり継手の部分で表と裏とで重ね合わされて、継目における防水性や水密性を果たす。合いじゃくり継手の構造を工夫することで、水密性を向上させている。
【０００３】
本件特許出願人の一部が先に特許出願した特願２００３−４０５７５９号には、タイル材の側辺に設けられたネジ釘取付用の貫通孔の裏面側に、取付孔を囲む凹部を設けておき、この凹部にコーキング剤を充填しておくことで、取付孔の部分における水密性を向上させる技術が提案されている。
下地板にタイルを貼り付けただけでは、外壁の断熱性が不足することがある。そこで、下地板とタイルとの間に、グラスウールや発泡ポリスチレンボードなどによる断熱材層を設ける技術が提案されている。
特許文献２には、矩形板状のタイルの裏面全体に発泡スチロールなどの断熱材を貼り付けておく技術が示されている。断熱材は、タイルの周縁からわずかに突出させておき、隣接して配置されるタイル同士の隙間までを断熱材で確実に塞げるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２６８９４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来におけるタイル仕上げの外壁構造では、外壁の構造強度や剛性は、外壁の内部構造を構成するコンクリート躯体や鋼材骨組、耐力板材などが負担し、仕上げ材であるタイル材は、外壁の構造強度には実質的に関与していなかった。外壁に構造部材とタイル材とは強固に一体接合されていなかった。
そのため、地震等の外力によって外壁の構造部材が変形したり歪みを生じたりすると、タイル材は構造部材の変形に追随することができない。建築物は、自重や構造部材の経年変化などの影響で、経時的に変形することも知られている。このような構造部材の経時的な変形にも、タイル材は追随することができない。タイル材が剥がれたり、割れたり、タイル材同士の目地隙間を埋めるモルタルにヒビが入ったりする。外壁の表面外観が損なわれてしまう。タイル材や目地部材の隙間から雨水などが侵入するようになる。
【０００５】
特許文献１のように、タイル材をネジ釘で外壁下地材に固定する形態では、かなり接合強度は高くなるが、それでも、ネジ釘による点位置での固定でしかないので、外壁下地材との一体性は十分ではない。
本発明の課題は、タイル仕上げを行う外壁構造における前記問題点を解消し、地震等の外力が加わっても、表面仕上げ材であるタイル材が損傷し難く、良好な外観意匠性を長期間にわたって維持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる外壁構造は、建築物の屋外に面する外壁の構造であって、前記外壁の屋外側に配置され板状をなす外壁下地材と、前記外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆い、前記桟材に接着されてなるタイル材とを備える。
〔建築物の外壁面〕
本発明が適用される建築物は、一般の住宅や集合住宅、オフィスビル、工場、その他の通常の各種建築物である。
建築物の外壁面は、側壁のほか、軒下の天井面や柱状構造の外周面など、建築物の外面に露出する構造部分の表面を含む。
【０００７】
〔外壁下地材〕
壁の屋外側に配置され板状をなす。タイル材を固定するための下地になる。
外壁下地材としては、合板、窯業系外壁下地材料など、通常の外壁施工に使用される下地材と同様の板状材料が使用される。外壁下地材は、コンクリート躯体や鉄骨構造、柱、梁などの構造部材に対して強固に一体接合される。外壁下地材を構造部材に接合する手段は、十分に狭い間隔で釘やネジ釘を打ち付けたり、接着剤で強力に接着したり、ネジ釘と接着を併用したりすることができる。
〔桟材〕
外壁下地材の外面に格子状に配置され接着される。
【０００８】
通常の建築構造において、表面に建材を貼り付けるために使用されている桟材と同様の材料や構造、施工方法が適用できる。
桟材の材料は、一般的には木材が使用される。合成木材や合成樹脂材、金属材を使用することも可能である。桟材の形状は、外壁下地材およびタイル材への接着面積が十分に確保でき、取り扱い易い形状が好ましい。通常は、断面正方形あるいは長方形をなす。台形状や円の両端を削ぎ落とした形状なども採用できる。
桟材の寸法は、外壁下地材およびタイル材と寸法や配置構造、要求性能などの条件に合せて設定される。通常、幅１〜１０ｃｍ、厚さ３〜３０ｍｍの範囲に設定できる。
【０００９】
桟材の配置は、一般的には、垂直方向と水平方向とに縦横に直線的に延びて互いに交差する格子状をなす。桟材が斜め方向に延びていたり、曲線状の桟材を組み合わせたりすることもできる。
桟材の格子間隔は、表面に配置されるタイル材の寸法形状に対応して設定される。通常、直線格子状に配置された桟材のピッチ間隔を、１５〜９００ｃｍの範囲に設定できる。
桟材の格子空間は、外壁の断熱性を高める機能や、タイル材から放出される水分を一時的に収容する空間としても機能する。
〔外壁用タイル材〕
桟材を介して外壁下地材の外面を覆い、桟材に接着される。
【００１０】
基本的には、通常の外壁タイル仕上げ用のタイル材と同様の材料や製造方法、構造および寸法形状が採用できる。
タイル材には、陶磁器材料などを成形して焼成した焼成タイルと、セメント系材料を成形して水和硬化させたりした非焼成タイルとがある。何れも使用できる。
セメント系材料からなるタイルで、比較的に面積の大きなものは、サイディング材と呼ばれることもある。セメント系材料として、漆喰や石膏も使用できる。セメントに繊維材料を混合して、強度などを向上させたものもある。タイル材料に、調湿機能を有する珪質頁岩などの調湿材を配合しておくことができる。タイル材料として通気性材料などの各種機能を有する材料も使用できる。
【００１１】
セメント系材料として、比重が１．３以上の繊維配合セメント硬化物が使用できる。繊維配合セメント硬化物は、硬化材料に、セメントや骨材などに加えて、ガラス繊維や合成樹脂繊維などの繊維を混入しており、硬化物として耐久性に優れたものとなる。セメント硬化物の比重が大きいほど、吸水し難く、凍害に強くなる。
タイル材の表面に、ガラス質の釉薬をかけて焼成硬化させたものや、塗料や樹脂材料を塗工して焼付などで硬化させたものなど、タイル材の本体部分と表面の化粧層とからなるものも使用できる。表面化粧層として、防水性のある材料を使用することができる。表面化粧層として、通気性を有するものや透湿性を有するものも使用できる。
【００１２】
タイル材の全体形状は、基本的には、通常の外壁タイルと同様の形状が採用できる。具体的には、全体が概略矩形板状をなす。正方形および長方形の何れでもよい。六角形などの多角形でもよい。外周辺の一部に凹凸を設けたり、一部を曲線状にしたりすることも可能である。全体の寸法としては、１辺が１５〜９００ｃｍで、厚みが５〜２５ｍｍの範囲に設定することができる。
タイル材の表面に、凹凸模様や浮彫り図案などを形成しておけば、外観意匠性が高まる。タイル材の裏面に、通気空間を設けたり、排水空間を設けたりすることもできる。タイル材の裏面のうち、裏側凸部の存在する側辺を除く個所を凹ませておけば、内設断熱材の収容空間を広く取れ、前記した通気空間や排水空間として利用できるとともに、製造材料の節約、重量軽減などを図ることができる。
【００１３】
本発明では、タイル材が外壁の構造強度の一部を負担することになるので、機械的強度に優れたものが好ましい。具体的には、平面引張強度１〜４Ｎ／ｃｍ２のタイル材が好ましい。
〔接着剤〕
外壁下地材に桟材を接着し、桟材にタイル材を接着する機能を果たす。
基本的には通常の建築分野で使用されている接着剤が使用できる。目的とする機能を達成するのに必要なヤング率や強度を備えていることが望ましい。具体的には、変成シリコン系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。
【００１４】
外装下地材に桟材を接着する接着剤と、桟材にタイル材と接着する接着剤とは、同じ接着剤を兼用することもできるし、それぞれの要求性能に合わせて異なる種類や特性の接着剤を使用することもできる。
強力な接合を果たすために、剪断接着強度１Ｎ／ｃｍ２以上であるものが好ましい。剪断接着強度２Ｎ／ｃｍ２以上がより好ましい。経時的に強度が低下し難い、長期耐久性を有するものが望ましい。
接着剤の塗工手段や塗工条件は、通常の接着剤と同様の技術範囲内で、使用する接着剤にとって適切な技術を適用すればよい。
【００１５】
接着剤の厚みは、十分な接合強度を発現させるためには、厚過ぎても薄過ぎても不適当であり、適切な厚み範囲がある。通常、塗工厚みを０．５〜３ｍｍに設定する。
〔合いじゃくり構造を有するタイル材〕
タイル材は、タイル材同士を連結できるようにしておくことができる。このような連結構造を有しているタイル材は、タイル材同士の間の目地構造を無くすこともできる。
具体的には、タイル材の側辺に、タイル材同士を前後左右の面方向に連結するための継手構造を備えておくことができる。タイル材の対向する側辺に、互いに連結可能な一対の連結構造を設ける。連結構造として、合いじゃくり構造が採用される。
【００１６】
合いじゃくり構造は、建築技術において、柱材や板材の連結構造として知られている。連結する部材の側辺同士に、厚み方向の途中までの切り欠きを表裏で逆に加工して、表側凸部と裏側凸部とを配置する。連結する部材の表側凸部と裏側凸部とを重ね合わせて連結する。
矩形状のタイル材の場合、隣接する２側辺に表側凸部が配置されると、残りの隣接する２側辺には裏側凸部が配置されることになる。表側凸部と裏側凸部とが、互いに対向する側辺に配置される。
合いじゃくり構造の細部形状や寸法などは、通常の合いじゃくり構造の場合と同様に、種々の変更が可能である。
【００１７】
通常の合いじゃくり構造では、対向する側辺の表側凸部と裏側凸部とは、完全な対称形状で寸法も同じに設定されることが多いが、表側凸部と裏側凸部との寸法を違えることもできる。
表側凸部および裏側凸部の突出長さは、７〜５０ｍｍ程度の範囲に設定できる。重ね合わせ距離を十分に確保することで、防水機能や連結強度を高めることができる。
裏側凸部の突出長Ｌ2を表側凸部の突出長Ｌ1よりも長くしておくと、敷設施工されたタイル材の表面に目地隙間を構成することができる。その結果、外観意匠性が高まるとともに、隣接タイル材間の不陸や傾き、ズレなどが目立ち難くなる。裏側凸部の突出長Ｌ2と表側凸部の突出長Ｌ1との差Ｌ2−Ｌ1＝７〜５０ｍｍに設定することができる。
【００１８】
表側凸部と裏側凸部との厚みは、同じに設定しておくことができるが、違っていても構わない。但し、表側凸部および裏側凸部の何れもが十分な機械的強度を維持できる程度の厚みに設定しておく。具体的には、４〜２０ｍｍの厚みに設定できる。
このような合いじゃくり構造を有するタイル材の場合、桟材に対するタイル材の接着は、タイル材の表側凸部を除いた全面を接着面として利用できる。格子状に配置された桟材にタイル材を接着するので、タイル材の外周辺のうち、表側凸部を有する辺を除いた辺で、裏側凸部の裏面を接着剤で桟材に接着することができる。
前記した特許文献１には、裏側凸部の端面を傾斜面にし、裏側凸部の傾斜端面が当接する相手側のタイル材の側辺も、裏側凸部の傾斜端面に対応する傾斜面にしておく技術が示されている。このような傾斜端面を採用することで、タイル材を連結配置したときに、当接面における接合性や防水機能を高めることができる。表側凸部の端面を傾斜面にすることもできる。
【００１９】
〔内設断熱材〕
タイル材の裏面側で表側凸部および裏側凸部よりも内側に、内設断熱材を配置しておくことができる。内設断熱材の個所では、タイル材を桟材に接着しない。
内設断熱材の材料は、通常の建築用の断熱材料が使用できる。例えば、ポリスチレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂の発泡体が挙げられる。グラスウールなどの繊維状断熱材も使用できる。複数の材料を組み合わせた複合断熱材も使用できる。
内設断熱材は、タイル材の裏面側のうち、表側凸部および裏側凸部よりも内側の全面に設けることもできるし、一部に設けることもできる。タイル材を桟材に接着するための接着面には内設断熱材が存在しないようにしておく。
【００２０】
内設断熱材の側端面とそれに対面する裏側凸部の内側端面との間、および、タイル材の施工時に内設断熱材の側端面と対面する別のタイル材における裏側凸部の内側端面との間に、３〜３０ｍｍの隙間Ｇを有することができる。これによって、施工状態で、内設断熱材の周囲に、タイル材の裏面が確実に露出する部分ができる。この露出部分が、タイル材からの水分放出作用を向上させる。
内設断熱材をタイル材の裏面に断続的に設けたり、内設断熱材の一部に貫通部分を設けたりすることで、タイル材の裏面側が露出する部分を構成することもできる。
内設断熱材の厚さは、断熱性を向上するには厚いほうがよい。タイル材の全厚みによる制約もあるが、通常、７〜３０ｍｍの範囲に設定できる。内設断熱材の場所によって厚みが違う個所があっても構わない。後述する通気空間を設ける場合は、その分だけ、内設断熱材の厚みを薄くしておくことができる。
【００２１】
〔通気空間〕
タイル材の対向する側辺の間を、裏面側において面方向に貫通する通気空間を設けておくことができる。タイル材の裏面側に浸入したり、タイル材から放出された水分を通気とともに排除したりする機能を有する。当然、通気空間では、タイル材を桟材に接着しないでおく。
通気空間は、タイル材の施工状態で、上下および左右の一方向あるいは両方向で貫通するように配置される。
タイル材の側辺のうち、裏側凸部が存在する個所では、裏側凸部の裏面側に凹溝や切り欠きを設けることで通気空間を構成できる。表側凸部が存在する個所では、もともと裏面側が解放されているので、特別な構造を設けなくても通気空間を構成できる。内設断熱材が存在する個所では、内設断熱材の裏面側に通気空間を配置することができる。内設断熱材に面方向に貫通する凹溝や孔、切り欠きなどを設けることもできる。通気空間は、タイル材の１方向に１本だけを設けてもよいし、１方向に複数本の通気空間を設けることもできる。
【００２２】
通気空間の大きさは、目的とする機能が発揮できれば良い。通常は、比較的に狭いものでも充分である。例えば、内設断熱材の裏面側に通気空間を配置する場合、内設断熱材の厚みが薄くなって断熱性が低下しない程度に、通気空間の厚みを設定する。具体的には、通気空間の厚みを２〜１０ｍｍに設定できる。通気空間の幅、タイル材の幅によっても異なるが、通常、２〜２０ｍｍの範囲に設定できる。
〔外壁パネル〕
本発明の外壁構造を、予め製造されて建築物に嵌め込むようにして施工される外壁パネルに適用することができる。
【００２３】
外壁パネルは、外壁を構成する構造部材から内装部材、外装部材、壁内部の断熱構造などを含めて、外壁を構成する材料層や部材の一部または全てを、工場などで予め一体的に組み立て接合して構成される。建築物の外壁を構成する場所に配置され、土台や柱、梁などにボルト締結などで固定されることで、外壁を構成する。柱や梁を使用せず、外壁パネル同士を接合することだけで、外壁の構造強度を発揮させることもできる。
外壁パネルを構成する基本の部材として、外壁パネルの外周形状に対応する鋼枠がある。鋼枠の両面に外装部材および内装部材が取り付けられる。そのうち、外装部材として、外壁パネルの施工時に屋外側に面する鋼枠の表面に配置され板状をなす外壁下地材と、外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、桟材を介して外壁下地材の外面を覆い、桟材に接着されてなるタイル材とを備えておくことができる。外壁パネルの施工時に屋内側に面する鋼枠の表面には、内装材が設けられる。鋼枠の内部には断熱材層が設けられる。
【００２４】
内装材および断熱材層は、通常の外壁パネルと同様の材料あるいは構造が適用される。
〔外壁の施工方法〕
外壁構造を構築するための施工方法として、以下の方法が採用できる。
外壁の屋外側に板状をなす外壁下地材を施工する工程（ａ）と、外壁下地材の外面に桟材を格子状に配置し接着する工程（ｂ）と、桟材を介して外壁下地材の外面を覆ってタイル材を配置し、タイル材の裏面を桟材に接着する工程（ｃ）とを含む。
基本的には、通常のタイル材による外壁の仕上げ工程と同様の手順および機器類を用いて施工できる。
【００２５】
外壁下地材の施工は、通常の建築施工と同様である。
桟材の施工は、外壁下地材の表面に格子状に接着剤を塗工するか、格子状に配置する桟材の裏面に接着剤を塗工するか、両方に接着剤を塗工するかの何れかで、外壁下地材と桟材とを接着すればよい。
桟材の表面にタイル材を配置し接着するときは、タイル材の裏面のうち十分な面積が桟材の表面に当接するようにして、タイル材を配置する。通常は、タイル材の外周辺を桟材に当接させて接着する。タイル材の外周辺のうち、異なる複数の外周辺で接着すれば、タイル材を面方向に確実に接着できる。
【００２６】
前記した合いじゃくり連結構造を有するタイル材の場合、裏側凸部が上辺側に配置される姿勢で、外壁面に当接して配置する。下辺側には表側凸部が配置されることになる。裏側凸部の裏面を桟材に当接させて接着する。このようにして一つのタイル材が施工されたあと、次に施工するタイル材は、先に固定されたタイル材の上方側に配置する。次のタイル材は、その下辺側に向けた表側凸部を、先のタイル材の裏側凸部に重ね合わせるように配置する。勿論、タイル材の裏側凸部が上辺側に配置される姿勢になる。後で施工するタイル材の表側凸部の裏面を、先に施工された裏側凸部の表面に接着することができる。このような作業工程を繰り返すことで、外壁面の下から上へとタイル材が施工される。なお、外壁面の水平方向においても、先に施工されたタイル材の裏側凸部に、次に施工されるタイル材の表側凸部を重ね合わせるようにして施工していく。タイル材が、面方向の全体に合いじゃくり継手によって連結された状態で、桟材に接着されることになる。
【００２７】
〔外壁構造〕
本発明のタイル材を用い、前記した施工方法を採用することで、建築物の外壁構造が構築できる。
外壁面にタイル材が並べて施工された外壁構造では、タイル材と桟材と外壁下地材とが互いに強固に接着されて、一体化された剛体構造を構成することになる。外壁構造に加わる外力に対して、外壁下地材、桟材およびタイル材の全体が一体的に抵抗力を示す。外力によって変形するときも、外壁下地材、桟材およびタイル材が一体的に変形する。
タイル材として、前記した合いじゃくり継手構造を備えている場合は、以下の機能も果たす。
【００２８】
外壁面を落下する雨水などは、外壁面の上下方向に連結されたタイル材同士における表側凸部と裏側凸部との当接個所の隙間までは浸入できても、その奥では、裏側凸部が垂直に立ち上がっているので、それ以上には浸入し難い。外壁面の左右方向に連結されたタイル同士でも、表側凸部と裏側凸部とによる連結構造で、水の浸入が良好に阻止される。但し、タイル材と雨水などが接触する個所では、タイル材に水が吸収されることがある。
タイル材は、裏側凸部の裏面が桟材に接着されているので、この接着個所を超えて水が浸入することが阻止される。隣接するタイル材同士を接着していれば、タイル材同士の隙間から内部に水が浸入することも遮断される。
【００２９】
タイル材の裏面側に内設断熱材を設けていれば、外壁の断熱性を高める。しかも、内設断熱材を、裏側凸部と表側凸部からなる合いじゃくり継手の内側に配置しておけば、タイル材の裏面には、内設断熱材で覆われず、タイル材自体が露出する個所を設けることができる。このタイル材の裏面側への露出個所からタイル材の裏面側に、タイル材に吸収された水分が放出されることによって、タイル材が水を吸収したままになり難い。
外壁構造のうち、タイル材が取り付けられる外壁下地材などよりも屋内側の構造については、特に限定されず、通常の建築物における外壁構造が採用できる。例えば、外装下地層の屋内側には、断熱材層や内装材層を備えることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる外壁構造は、仕上げ面を構成するタイル材が、外壁下地材に対して格子状に配置された桟材を介して取り付けられるとともに、外壁下地材に対する桟材の取り付け、桟材に対するタイル材の取り付けの何れをも、接着によって互いの固定が果たされている。
その結果、外壁の本来の骨組構造や躯体構造に加えて、外壁下地材、桟材およびタイル材を含めた外壁の全体構造が、一体となって耐力を負担することになり、外壁の構造強度が向上する。構造強度を負担させるための構造部材の厚みや太さを低減することができる。
【００３１】
しかも、外壁が変形するときには、タイル材を含めた外壁構造の全体が一体的に変形することになる。これによって、外壁の内部構造とタイル材とが別個に変形することによって生じる歪みで、タイル材あるいはタイル材の隙間を埋める目地材が割れたりヒビが入ったりすることが防止できる。ネジ釘による固定のように、経時的に緩みが生じたり、金具の腐食によって固定が弱くなったりする問題も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１〜７に示す実施形態は、住宅の外壁をタイル材で仕上げている。
図１、２に示すように、全体の平面外形が概略矩形状をなすセメント板からなるタイル材１０を、外壁面に並べて仕上げている。
〔外壁用タイル材〕
図３〜５に詳細構造を示す外壁用タイル材１０は、セメント系材料の成形硬化物からなり、全体が概略矩形板状をなしている。
図３に示すように、外壁用タイル材１０は、矩形板状をなす表面板部２０と、Ｌ字形の枠状をなす裏面枠部３０とで構成されている。表面板部２０と裏面枠部３０の厚みは同じに設定されている。
【００３３】
表面板部２０の表面には、レンガ壁状の凹凸模様が形成されているとともに、塗装による表面化粧層２８が設けられていて、外観意匠性を向上させている。表面化粧層２８は、透水性がないので、タイル材１０の表面から吸水したり、タイル材１０を厚み方向に水分が通過したりすることが防止できる。表面化粧層２８は、表面板部２０の側端面や裏面枠部３０の上面などには設けられていない。
＜合いじゃくり継手＞
表面板部２０の直交する２側辺は、裏面枠部３０の外側に張り出していて、表側凸部２２，２４となっている。図３に示すように、長辺側の表側凸部２４は、短辺側の裏側凸部３２の端部よりも長さＬ1だけ突出している。短辺側の表側凸部２２も、長辺側の裏側凸部３４の端部よりも同じ長さＬ1だけ突出している。
【００３４】
表面板部２０の残りの２側辺は、裏面枠部３０の直交する外側辺よりも内側に凹んでいる。表面板部２０よりも外側に張り出した裏面枠部３０の外側辺が裏側凸部３２、３４となっている。図３に示すように、長辺側の裏側凸部３４は、表面板部２０の長辺よりも長さＬ2だけ突出している。短辺側の裏側凸部３２も、表面板部２０の短辺よりも長さＬ2だけ突出している。
このような、互いに対向する側辺に配置された表側凸部２２、２４と裏側凸部３２、３４とによるタイル材１０の連結構造が、「合いじゃくり」と呼ばれる継手構造である。
前記した突出長さＬ1とＬ2とは、Ｌ1≧Ｌ2の関係に設定されている。Ｌ1とＬ2の差が、タイル材１０を施工したときに、隣接するタイル材１０，１０同士の目地間隔を決める。
【００３５】
＜通気空間＞
図４、５に示すように、裏側凸部３２、３４には、長さ方向の途中で、裏側凸部３２、３４の底面を断続的に切り欠いて、裏側凸部３２、３４を横断する矩形凹溝からなる通気空間３９が配置されている。通気空間３９は、長辺側の裏側凸部３４には２本、短辺側の裏側凸部３２には１本が設けられている。
その結果、タイル材１０の底面側で、面方向の縦横何れの方向にも通気可能になっている。
＜内設断熱材＞
図４、５に示すように、表面板部２０の裏側で、Ｌ形をなす裏面枠部３０の内側に、矩形板状をなす内設断熱材９０が配置されている。内設断熱材９０は、発泡ポリスチレンボードからなり、タイル材１０に接着されている。
【００３６】
裏面枠部１０を構成する各裏側凸部３２、３４の内側端面と、それと対面する内設断熱材９０の側端面との間には、隙間Ｇがあいている。また、裏側凸部３２、３４の先端面と、それと平行で隣接する内設断熱材９０の側端面との間にも、同様の隙間Ｇがあいている。タイル材１０の裏側で、内設断熱材９０の周囲に、表面板部２０の背面が露出する部分が周溝状に存在することになる。
図４に示すように、内設断熱材９０の厚みは、裏面枠部３０の高さよりも小さく、内設断熱材９０の下面が、通気空間３９の上端面と、略同じ位置に配置されている。内設断熱材９０が通気空間３９の通気を阻害しないようになっている。
【００３７】
＜外壁用タイル材の具体例＞
タイル材質：繊維配合セメント硬化板（ビニロン繊維配合、比重１．９）。
全体：外形３３０ｍｍ×４８０ｍｍ、厚み１２ｍｍ。
表面板部２０：外形３００ｍｍ×４５０ｍｍ。
裏面枠部３０：幅４５ｍｍのＬ字形。
表側凸部突出長Ｌ1＝２５ｍｍ、裏側凸部突出長Ｌ2＝２５ｍｍ。
通気空間３９：幅２０ｍｍ、高さ５ｍｍ、長辺側２個所、短辺側１個所。
内設断熱材９０：発泡ポリスチレン製、４００ｍｍ×２８０ｍｍ、厚み１０ｍｍ。
【００３８】
内設断熱材９０と裏側凸部３２、３４との隙間Ｇ＝５ｍｍ。
表面化粧層２８：樹脂モルタル下地仕上げ＋アクリルエマルジョン仕上げ、
合計膜厚０．１１ｍｍ。
〔外壁用タイル材の施工〕
図１、２に示すように、外壁用タイル材１０は、住宅などの建築物の壁面を構成する外壁下地材５０の表面に並べて施工される。
＜外壁下地材と桟材＞
図１に示すように、外壁下地材５０は、合板などで構成されている。図２に示すように、外壁下地材５０の表面には、縦横に一定間隔で配置され格子状をなす桟材５２がとり付けられている。
【００３９】
図１に示すように、桟材５２は、接着剤層５８を介して外壁下地材５０に接着固定されている。桟材５２の格子間隔は、タイル材１０の寸法に合わせて設定されている。桟材５２の表面に、タイル材１０を並べて取り付ける。桟材５２の幅は、タイル材１０の裏側枠部３０の幅と同じ程度に設定されている。桟材５２の厚さは、タイル材１０と外壁下地材５０との間に一定の間隔を設けることができ、桟材５２の構造強度も十分に持たせられる程度に設定されている。
桟材５２の具体例として、幅２０ｍｍ、厚さ９ｍｍの木材が使用できる。
＜タイル材の配置＞
図６に詳しく示すように、タイル材１０は、横長の矩形状で、上辺側に裏側凸部３４が配置され、下辺側に表側凸部２４が配置される姿勢で並べて配置される。その結果、図６の左辺側には裏側凸部３２、右辺側には表側凸部２２が配置される。隣接する上下および左右のタイル材１０同士は、常に、表側凸部２２、２４と裏側凸部３２、３４とが表裏で対面する形になる。
【００４０】
図１に示すように、垂直方向に設置された外壁下地材５０および桟材５２に対して、下側に配置されたタイル材１０の裏側凸部３４の表面側に、上側に配置されるタイル材１０の表側凸部２４が載る形で、互いに連結される。上側のタイル材１０の下辺に配置された表側凸部２４の下端面と、下側のタイル材１０における表面板部２０の上端面との間には、少し隙間があいている。これは、前記したタイル材１０の上下辺における突出長さＬ1とＬ2との差によって生じ、目地隙間２６が構成される。また、下側のタイル材１０の裏側凸部３４は、桟材５２の表面に当接している。
このような連結構造が「合いじゃくり」と呼ばれる。
【００４１】
この合いじゃくり継手構造は、水密性に優れた継手構造である。例えば、タイル材１０の表面に雨水などが降り注いで、表面板部２０に沿って水が流れ、表側凸部２４の下端から表面板部２０と表面板部２０との隙間に水が浸入したときに、表面板部２０の裏側では、下方側のタイル材１０に有する裏側凸部３４が立ち上がっているので、裏側凸部３４を超えて内部まで水が浸入することは困難である。雨の勢いが強かったり、壁面にホースで散水したりしても、裏側凸部３４による堰を超えるほどの強さで水が浸入することは難しい。但し、合いじゃくり継手構造でも、裏側凸部３４の表面まで水が浸入する可能性はある。
【００４２】
＜タイル材の固定＞
図１に示すように、タイル材１０の裏側凸部３４が、接着剤層５８を介して桟材５２に固定されている。
１枚のタイル材１０が外壁下地材５０に固定されれば、その上方あるいは左方に、次の新たなタイル材１０が配置され、前記同様にして、外壁下地材５０に固定される。このような作業を順次繰り返すことで、外壁全体にタイル材１０を施工することができる。
図１、図６に示すように、前後左右に施工されたタイル材１０は、互いの間に目地隙間が構成される。表面板部２０の表面に形成されたレンガ模様と前記目地隙間とによって、壁面全体がレンガ壁に類似した意匠性の高い外観を呈する。壁面の外観上からは、内設断熱材９０の存在は全く判らない。
【００４３】
なお、タイル材１０および桟材５２の取付固定を、接着剤層５８による接着固定に加えて、ねじ釘による固定をも行って、より強固な固定を果たすこともできる。例えば、タイル材１０の裏面凸部３４の表面から裏面凸部３４を貫通して桟材５２に、ねじ釘を取り付けることができる。ねじ釘として、裏面凸部３４の表面に突出しない皿頭ねじ釘などを使用すれば、タイル材１０同士の連結にも支障はない。
〔内設断熱材の機能〕
図７に示すように、施工されたタイル材１０の裏面側に配置された内設断熱材９０は、その上端面は、裏側凸部３４との間に隙間Ｇがあいている。内設断熱材９０の下端面は、下側のタイル材１０における裏側凸部３４の上端面との間に隙間Ｇをあけた状態で対面している。
【００４４】
内設断熱材９０の左右の側端面でも、内設断熱材９０が取り付けられたタイル材１０の裏側凸部３４、および、隣接する別のタイル材１０の裏側凸部３４との間に隙間Ｇがあいている。内設断熱材９０の全周に、裏側凸部３２、３４で囲まれた状態で、周溝状の隙間Ｇを有している。この隙間Ｇの部分では、表面板部２０の背面が露出した状態になっている。
図１に示すように、屋外からの強い日射や寒気によって、タイル材１０が強く加熱あるいは冷却されたとしても、タイル材１０の裏側に配置された内設断熱材９０が、壁の内部側への伝熱を遮断し、壁の内部が過剰に加熱されたり冷却されたりし難くなる。
【００４５】
内設断熱材９０は、タイル材１０の裏面側に配置されているので、屋外環境に露出することはない。タイル材１０の取扱いや施工作業時に、内設断熱材９０が傷付いたり欠けたりする心配も解消される。
しかも、内設断熱材９０の周囲には、隙間Ｇに対応して、表面板部２０の背面が露出している個所が存在する。タイル材１０が雨水や湿気を吸っても、表面板部２０の背面の露出個所から裏側の空間に水分が蒸発されてタイル材１０から取り除かれる。タイル材１０の材料が吸水したまま高含水状態になることが防止できる。その結果、寒冷地における凍害問題が解消できる。
【００４６】
内設断熱材９０の周囲の空間は、通気空間３９と連通しているので、タイル材１０から放出された水分は、通気空間３９へと送られる。
〔通気空間の機能〕
図１に示すように、通気空間３９は、内設断熱材９０の背面に露出した状態で、タイル材１０を貫通する空間を構成している。
図７に詳しく示すように、外壁面にタイル材１０が縦横に敷設された状態でも、各タイル材１０の通気空間３９が、外壁面の上下方向および水平方向の何れにも連通した状態である。
【００４７】
外壁面に雨や散水がかかったりして、タイル材１０同士の隙間からタイル材１０の裏面側まで、水分が浸入してくることがある。タイル材１０が水分を吸収し、吸収された水分がタイル材１０の裏面側から内部空間に水分が放出されることも起こる。タイル材１０の裏面側に密閉された空間があり、その空間が温まったり冷えたりすることで、結露を発生することがある。
このような場合でも、通気空間３９によって、タイル材１０の裏面側を空気が自由に流通する状態であれば、タイル材１０の裏面側に侵入した水分を、通気によって運び去ることができる。タイル材１０に吸収された水分も、タイル材１０と接触して流通する空気が運び去る。タイル材１０が吸水したままになり難いので、凍害の発生が防止できる。通気があれば結露も発生し難い。結露が発生しても、直ぐに通気とともに運び去ることができる。桟材５２や外壁下地材５０が、木材などのように、吸湿し易く、吸湿によって劣化したり腐食したりし易い材料であっても、吸湿や腐食の問題が低減できる。
【００４８】
特に、断熱性向上のために設けた内設断熱材９０に、雨水などの水分が吸収されたり、内部で結露が発生したりしたとしても、通気空間３９に隣接する内設断熱材９０の表面を通気が接触しながら通過するので、内設断熱材９０から水分や湿気を奪い取って、運び去ることができる。内設断熱材９０が劣化したり、内部でカビが発生したりすることが防止できる。
屋外側からの強い加熱や冷却がタイル材１０の裏面側まで伝達されたとしても、通気空間３９を通じて流通する空気が、熱を奪い去ったり熱を供給したりすることになり、外壁下地材５０から内側への伝熱を効率的に遮断することができる。
【００４９】
なお、外壁面の上部および下部では、通気空間３９は、屋外空間や床下空間に連通させている。上部では、屋根裏空間を介して軒下から屋外空間に連通させておく。その結果、通気空間３９を含むタイル材１０と外壁下地材５０との間の通気空間には、屋外から雨水などが浸入することはない。
〔外壁パネル〕
図８に示す実施形態は、前記実施形態の外壁構造を、外壁パネルに適用した場合である。基本的な構成は前記実施形態と共通する。以下では、外壁パネルに特有の構造を主に説明する。
【００５０】
外壁パネルＰは、Ｃ形鋼などを矩形の枠状に組み立てて溶接した鋼枠６０を基本構造にして、鋼枠６０の片面には、外壁下地材５０、桟材５２およびタイル材１０からなる外装部材が取り付けられている。反対面には、合板や石膏ボード、繊維ボード、壁紙などの複数の材料層を積層してなる内装部材５６が取り付けられている。鋼枠６０の内側空間には、ガラスウールなどからなる断熱材層５４が設けられている。図示を省略したが、鋼枠６０の外周端辺には、外壁パネルＰを建築物の土台にボルト締結によって連結したり、外壁パネルＰ同士を連結したりするための連結構造が設けられる。
外装部材となる外壁下地材５０から桟材５２、タイル材１０に至る構造は、前記した実施形態と共通するので詳しい説明を省略する。外壁下地材５０と桟材５２、桟材５２とタイル材１０は何れも、接着剤層５８によって接着固定されている。
【００５１】
このような構造を有する外壁パネルＰは、予め、工場などで製造される。製造された外壁パネルＰを、建築物の施工現場に搬入し、所定の位置に配置して連結固定するだけで、基本的な外壁構造が完成する。必要に応じて、外壁パネルＰ同士の連結部分を幕板で塞いだり、仕上げ処理を行ったりすればよい。例えば、図８に示す外壁パネルＰの場合、タイル材１０は、外壁パネルＰの外周端までは配置されていない。そこで、建築物に外壁パネルＰを施工したあと、外壁パネルＰ同士の連結個所や外壁パネルＰと土台との境界部分などに、タイル材１０を追加して施工したり、幕板で覆ったりすることになる。
この実施形態では、外壁パネルＰの構造強度を負担する鋼枠６０の全面を覆って、外壁下地材５０、桟材５２およびタイル材１０が一体的に固定されていることになるので、面方向の強度あるいは耐力が大幅に向上する。施工後の耐力向上だけでなく、外壁パネルＰを輸送保管したりしているときに、外壁パネルＰに加わる外力に対しても、強い耐力を発揮する。輸送中や施工作業中に、強い振動や衝撃が加わっても、タイル材１０がずれたり外れたりする損傷したりする心配がない。
【００５２】
〔板状タイル〕
図９に示す実施形態は、前記実施形態のような合いじゃくり継手構造を有しない単純な板状のタイル材を用いる。
外壁下地材５０の表面に接着剤層５８を介して桟材５２が接着固定され、桟材５２の表面に接着剤層５８を介してタイル材１０が接着固定されている。
タイル材１０は、矩形の板状をなすセメント板などからなる。タイル材１０の裏面外周の全体が、格子状に配置された桟材５２の表面に接着剤層５８で固定されることになる。タイル材１０の裏面中央で桟材５２の内側には、矩形で板状をなす内設断熱材９０が取り付けられている。内設断熱材９０は、発泡ポリスチレン樹脂ボードなどからなり、タイル材１０に接着されている。内設断熱材９０の外周は桟材５２との間に隙間をあけている。内設断熱材９０の裏面は、外壁下地材５０との間に隙間をあけている。
【００５３】
タイル材１０の側端面同士の間には目地隙間が設けられ、目地材８０が施工されている。
この実施形態では、タイル材１０の全周を桟材５２に接着固定しているので、タイル材１０と桟材５２との一体性が高い。但し、合いじゃくり継手による連結ではなく、目地材８０を施工するので、目地施工の手間はかかる。
【実施例】
【００５４】
本発明の具体的実施例とその性能を評価した結果を示す。
〔使用材料〕
タイル材：４５０×３００×１０ｍｍの矩形厚板状をなす繊維強化セメント板。
桟材：２０×３０ｍｍの角木材。
外壁下地材：９００×２４００×１６ｍｍの矩形板をなす繊維強化セメント板。
接着剤：ウレタン系接着剤。
〔試験体〕
全体外形が、幅３６００ｍｍ×高さ２５００ｍｍの４Ｐ外壁パネルを作製した。基本的な構造は、図８と共通する。
【００５５】
Ｃ−６０×５０厚さ２．３ｍｍのＣ形鋼材を組み立て溶接して鋼枠を構成している。
鋼枠の室内側面には、９００×２４００×１２ｍｍの矩形をなすパーティクルボードをビス止めした。ビスの口径は５ｍｍ、ピッチは３００ｍｍであった。
鋼枠の屋外側面には、前記外壁下地材をビス止めした。口径４ｍｍのビスをピッチ３００ｍｍでねじ込んだ。
外壁下地材の表面に、縦横の格子状に桟材を接着またはビス止めした。タテ桟は４５０ｍｍピッチ、ヨコ桟は３００ｍｍピッチで配置した。接着剤の厚みは１ｍｍに設定し、ビス止めは口径４ｍｍのビスをピッチ２２５ｍｍでねじ込んだ。
【００５６】
桟材の表面に、縦横に隙間なくタイルを、接着またはビス止めした。接着剤の厚みは１ｍｍに設定し、ビス止めは口径４ｍｍのビスをピッチ約３００ｍｍでねじ込んだ。
試験体として、タイル材および桟材の取付形態が異なるものを複数種類作製し、それぞれの性能を比較評価した。
比較例１：桟材およびタイル材を取り付けない状態の外壁パネルを用意した。
比較例２：外壁下地材に対する桟材の取り付け、および、桟材に対するタイル材の取り付けの何れをも、ビス止めで行った。
比較例３：外壁下地材に対する桟材の取り付けはビス止めを採用し、桟材に対するタイル材の取り付けは接着を採用した。
【００５７】
実施例１：外壁下地材に対する桟材の取り付け、および、桟材に対するタイル材の取り付けの何れをも、接着で行った。
〔試験方法〕
通常の外壁パネルに対する面内剪断試験を行い、最大荷重を測定した。使用装置および試験条件は、常法にしたがった。具体的には、外壁パネルの下辺側を固定した状態で、上辺側に外壁パネルの面に沿って水平方向の荷重を加え、剪断破壊が生じるまでの最大荷重を測定した。
〔試験結果〕
表１に試験結果を示す。表中、強度比率（％）は、比較例１に対する比較例２、３および実施例１の最大荷重の比率を示している。
【００５８】
【表１】
【００５９】
〔評価〕
(1) 桟材およびタイル材の取り付けの何れにも接着を採用した実施例１では、両方にビス止めを採用した比較例２、および、タイル材の取り付けだけに接着を採用した比較例３に比べても、格段に外壁パネルの剪断強度が向上している。
(2) 比較例２と比較例１とを対比すると、比較例２のビス止めでは、桟材およびタイル材を取り付けない比較例１に対して、全く強度の向上が認められない。外壁パネルの強度にタイル材は全く寄与していないことが判る。
(3) 実施例１では、桟材およびタイル材の両方が、外壁パネルに加わる荷重を負担することによって、外壁パネル全体の大幅な強度向上を達成できることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、例えば、住宅の屋外に面した外壁構造に適用できる。地震などの外力に対して高い耐力を示し、外壁の表面を仕上げるタイル材やその隙間を埋める目地材が損傷し難く、長期間にわたって優れた外観意匠性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態を表す外壁構造の断面図
【図２】タイル材の施工途中における平面図
【図３】タイル材の平面図
【図４】タイル材の一部断面側面図
【図５】タイル材の裏面図
【図６】タイル材同士の連結状態を表す平面図
【図７】タイル材同士の連結状態を表す裏面図
【図８】別の実施形態を表す外壁パネルの断面図
【図９】別の実施形態を表す外壁構造の断面図
【符号の説明】
【００６２】
１０ 外壁用タイル材
２０ 表面板部
２２、２４ 表側凸部
２６ 目地隙間
２８ 表面化粧層
３０ 裏面枠部
３２、３４ 裏側凸部
３９ 通気空間
５０ 外壁下地材
５２ 桟材
５８ 接着剤層
９０ 内設断熱材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の屋外に面する外壁の構造であって、
前記外壁の屋外側に配置され板状をなす外壁下地材と、
前記外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、
前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆い、前記桟材に接着されてなるタイル材と
を備える外壁構造。
【請求項２】
前記外壁下地材に桟材を接着し、前記桟材にタイル材を接着する接着剤が、
変成シリコン系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤からなる群から選ばれる接着剤であり、
厚み０．５〜３ｍｍであり、
剪断接着強度１Ｎ／ｃｍ２以上である
請求項１に記載の外壁構造。
【請求項３】
前記タイル材が、最大辺長１５〜９００ｃｍ、厚さ５〜２５ｍｍの概略板状をなし、平面引張強度１〜４Ｎ／ｃｍ２であり、
前記桟材が、幅１〜１０ｃｍ、厚さ３〜３０ｍｍの角材からなる
請求項１または２に記載の外壁構造。
【請求項４】
前記タイル材が、全体が概略矩形板状をなし、対向する側辺に配置されタイル材同士を面方向に連結する合いじゃくり継手となる表側凸部および裏側凸部と、前記表側凸部および裏側凸部よりも内側でタイル材の裏面側に配置された内設断熱材とを有し、
前記タイル材の裏側凸部の裏面が前記桟材に接着されてなる
請求項１〜３の何れかに記載の外壁構造。
【請求項５】
建築物の屋外に面する外壁構造を構築する外壁パネルであって、
前記外壁パネルの外周形状に対応する鋼枠と、
前記外壁パネルの施工時に屋外側に面する前記鋼枠の表面に配置され板状をなす外壁下地材と、
前記外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、
前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆い、前記桟材に接着されてなるタイル材と
前記前記外壁パネルの施工時に屋内側に面する前記鋼枠の表面に配置される内装材と、
前記鋼枠の内部に配置される断熱材層と
を備える外壁パネル。
【請求項６】
建築物の屋外に面する外壁の施工方法であって、
前記外壁の屋外側に板状をなす外壁下地材を施工する工程（ａ）と、
前記外壁下地材の外面に桟材を格子状に配置し接着する工程（ｂ）と、
前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆ってタイル材を配置し、タイル材の裏面を桟材に接着する工程（ｃ）と
を含む外壁の施工方法。
【請求項１】
建築物の屋外に面する外壁の構造であって、
前記外壁の屋外側に配置され板状をなす外壁下地材と、
前記外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、
前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆い、前記桟材に接着されてなるタイル材と
を備える外壁構造。
【請求項２】
前記外壁下地材に桟材を接着し、前記桟材にタイル材を接着する接着剤が、
変成シリコン系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤からなる群から選ばれる接着剤であり、
厚み０．５〜３ｍｍであり、
剪断接着強度１Ｎ／ｃｍ２以上である
請求項１に記載の外壁構造。
【請求項３】
前記タイル材が、最大辺長１５〜９００ｃｍ、厚さ５〜２５ｍｍの概略板状をなし、平面引張強度１〜４Ｎ／ｃｍ２であり、
前記桟材が、幅１〜１０ｃｍ、厚さ３〜３０ｍｍの角材からなる
請求項１または２に記載の外壁構造。
【請求項４】
前記タイル材が、全体が概略矩形板状をなし、対向する側辺に配置されタイル材同士を面方向に連結する合いじゃくり継手となる表側凸部および裏側凸部と、前記表側凸部および裏側凸部よりも内側でタイル材の裏面側に配置された内設断熱材とを有し、
前記タイル材の裏側凸部の裏面が前記桟材に接着されてなる
請求項１〜３の何れかに記載の外壁構造。
【請求項５】
建築物の屋外に面する外壁構造を構築する外壁パネルであって、
前記外壁パネルの外周形状に対応する鋼枠と、
前記外壁パネルの施工時に屋外側に面する前記鋼枠の表面に配置され板状をなす外壁下地材と、
前記外壁下地材の外面に格子状に配置され接着されてなる桟材と、
前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆い、前記桟材に接着されてなるタイル材と
前記前記外壁パネルの施工時に屋内側に面する前記鋼枠の表面に配置される内装材と、
前記鋼枠の内部に配置される断熱材層と
を備える外壁パネル。
【請求項６】
建築物の屋外に面する外壁の施工方法であって、
前記外壁の屋外側に板状をなす外壁下地材を施工する工程（ａ）と、
前記外壁下地材の外面に桟材を格子状に配置し接着する工程（ｂ）と、
前記桟材を介して前記外壁下地材の外面を覆ってタイル材を配置し、タイル材の裏面を桟材に接着する工程（ｃ）と
を含む外壁の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２１７９１８（Ｐ２００７−２１７９１８Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３８１１７（Ｐ２００６−３８１１７）
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（０００００４６７３）パナホーム株式会社 (319)
【出願人】（０００２３７０５３）富士スレート株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（０００００４６７３）パナホーム株式会社 (319)
【出願人】（０００２３７０５３）富士スレート株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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