外壁の被覆材: 材料、システム、規制

外壁の外装材 は、建物の構造ファブリックを雨、風、紫外線、熱サイクルから保護すると同時に、ファサードの視覚的特徴を定義するという 2 つの機能を同時に果たします。間違った被覆システムを選択したり、正しい被覆システムを誤って設置したりすると、湿気の侵入、熱ブリッジ、材料の早期破損が発生し、最悪の場合は火災の危険が生じます。決定には美観だけよりもはるかに多くの変数が関係しており、それらの変数を事前に理解しておくことで、建物の耐用年数にわたる大幅なコストと混乱を節約できます。

外壁被覆システムの構造

最新の外部被覆材の設置のほとんどは、壁に直接適用される単一の層ではなく、連携して動作するコンポーネントのシステムです。そのシステムの構造を理解すると、個々の材料の選択が相互に、またその下の基板と相互作用する理由が明確になります。

典型的な換気雨よけクラッディング システム (住宅用建物と商業用建物の両方で最も広く使用されているアプローチ) は、内側から外側まで次の層で構成されています。

• 構造壁 - 石積みブロック、コンクリート、木枠、または鉄骨のいずれであっても、耐力基材。
• 絶縁層 — 壁面またはキャビティ内に固定されたミネラルウール、硬質 PIR ボード、または EPS。厚さは、目標 U 値と Part L (英国) または同等のエネルギー規制への準拠によって決まります。
• 通気膜または耐候性バリア — 内部への液体の水の浸透を防ぎながら、水蒸気を外部に逃がす蒸気透過性シート。
• 換気されたキャビティ — 通常、断熱面と被覆パネルの背面の間には 25 ～ 50 mm の空気層があります。この空洞により、外皮に浸透した湿気は蓄積するのではなく排出され、蒸発します。
• サブフレーム/キャリアシステム — キャビティの寸法を維持しながらクラッドパネルを構造壁に固定するアルミニウムまたは亜鉛メッキ鋼のレールとブラケット。
• 外装パネルまたはボード — 指定されたマテリアルの目に見える外面。

通気キャビティを使用せずにクラッディングを固定する直接固定システムは、よりシンプルで安価ですが、湿気管理の許容度が低くなります。これらは、保護された場所または低曝露の場所に適しています。露出した海岸または高地の場所では、換気式レインスクリーンの原則を強くお勧めします。

外部クラッド材: 性能特性の比較

被覆材の選択により、メンテナンス要件、耐火性能、熱質量寄与、音響特性、および設計の柔軟性が決まります。以下の資料は、現在使用されている主なオプションを表しています。

レンガのスリップと石積み

伝統的なレンガや石は、他のシステムの耐久性と外観を判断する基準となります。レンガスリップ (裏当てパネルに機械的に固定または接着された薄いベニヤ) は、わずかな重量で同じ美観を実現するため、基礎をアップグレードすることなく既存の構造物に後付けするのに適しています。 完全な石積みのクラッディングは 60 ～ 100 年の耐用年数を提供します 定期的なジョイントの再ポイント以外の最小限のメンテナンスで済みます。

木材クラッディング

フェザーエッジ、シップラップ、スクエアエッジ、チャンネルラスティックなどの形状の木材ボードは、住宅や低層の商業ビルによく選ばれています。ウエスタンレッドシダー、シベリアカラマツ、熱変性木材などの広葉樹は、自然にシルバーグレーの緑青を得るまで仕上げや風化をほとんどまたはまったく必要としません。針葉樹は、表面のひび割れや生物的攻撃を防ぐために、定期的に染色または塗装する必要があります。すべての木製クラッディングには、その後ろに通気性の良い空洞が必要です。適切な乾燥空気の流れがないと、湿気が滞留して腐敗し、10 ～ 15 年以内に早期故障が発生します。

ファイバーセメントボード

ファイバーセメントパネルは、セメント、セルロースファイバー、砂を組み合わせて、寸法が安定した不燃性のボードを作成し、滑らかな、質感のある、または木目調の仕上げが可能です。湿気、昆虫、紫外線劣化に耐性があり、耐久性があります。 A2-s1、d0 または A1 火災分類 ほとんどの製剤において欧州規格に準拠しています。ファイバーセメントは、木材の美しさが求められるものの、高さ 11 m を超える可燃性材料は消防法により禁止されている住宅計画で広く使用されています。

アルミニウム複合パネル (ACM) およびシングルスキンアルミニウム

アルミニウム複合材料（2 枚の薄いアルミニウムのスキンをコアに接着）は、商業施設や高層ビルのファサードに適した軽量でフラットな大型パネルを提供します。 2017 年のグレンフェルタワー火災後、英国ではポリエチレンコアを備えた ACM パネルの高さ 18 メートルを超える住宅建物への設置が禁止され、他の管轄区域でも同様の規制が制定されています。 耐火性ミネラルコア（FRコア）を備えたACMは承認を維持 適格な申請のために。シングルスキンアルミニウムカセットパネルまたは穴あきスクリーンは定義上不燃性であり、そのような制限はありません。

テラコッタおよびセラミックパネル

押し出し成形されたテラコッタ レインスクリーン パネルは、セラミック素材として優れた耐久性、自然な色の安定性、および固有の耐火性を備えています。これらは主に、耐用年数が長く、メンテナンスの手間がかからないため、より高い初期コストが正当化される、文化的、市民的、および高級商業ビルに指定されています。パネルの幅と表面仕上げは投影に合わせてカスタマイズでき、中空の押出成形プロファイルにより有用な程度の音響質量が得られます。

レンダリング システム (EWI)

外壁断熱（EWI）システムは、薄膜レンダーまたはETICS（外部断熱複合システム）と呼ばれることが多く、断熱材を壁面に直接接着し、パネルではなく強化レンダーコートで仕上げます。これらは、後付け熱アップグレードを受ける固体壁の物件にとって、最もコスト効率の高い外部被覆ルートです。レンダリング仕上げは連続的に行われるため、サブフレームのコストは削減されますが、システムは衝撃による損傷に弱く、断熱材の後ろに水がたどるのを防ぐために、露出部分、敷居、欄干の細部に注意を払う必要があります。

火災安全規制と高さの制限

防火性能は、特にヨーロッパとオーストラリア全土での大規模なファサード火災事故に伴う規制の見直しを受けて、外装被覆材の仕様において最も法的に重要な要素です。重要な基準値と義務は管轄区域によって異なりますが、共通のロジックはあります。つまり、建物の高さが高くなるほど、外部エンベロープの可燃性に関する要件が厳しくなります。

イングランドとウェールズでは、2010 年建築規則改正により次のことが求められています。

• 18m以上の住宅 断熱材、キャリアパネル、固定具を含む外壁システムのすべての要素に、可燃性が制限された被覆材（欧州分類 A2-s1,d0 以上）を使用する必要があります。
• 高さ11m～18mの建物 規範的要件はそれほど厳しくありませんが、適切な資格を持つエンジニアによるシステムレベルのテストまたはデスクトップ評価を通じて、適切な延焼抵抗性を実証する必要があります。
• 高さ11m以下の建物 火災安全原則が引き続き適用され、建築管理の裁量が適用されますが、同じ規範的な可燃性要件の対象にはなりません。

重要な実際的な意味は次のとおりです。 建物の関連する高さと用途クラスを事前に確認せずに可燃性外装材を指定することは、コンプライアンスのリスクとなります。 その結果、強制執行、保険の拒否、または完成した建物の売却や抵当権の取得ができなくなる可能性があります。これは、新築プロジェクトにも修復プロジェクトにも同様に当てはまります。

長期的なパフォーマンスを決定するインストールの詳細

材料の品質は、被覆システムの長期的な性能の約半分を占めます。残りの半分は、設置の仕上がりと、水の侵入に対して最も脆弱な接合部の詳細によって決まります。実際に外壁被覆材が破損する原因の多くは、以下の詳細が原因です。

• 窓とドアが明らかになります — クラッディングが窓枠と接する部分では、適切にラップまたはシールされたディテールによって水が外側に向けられる必要があります。露出部分の隙間やサポートされていないエッジは、押し寄せた雨の最も一般的な侵入点です。
• 開口部のキャビティの閉鎖 — 換気された空洞は、すべての開口部の周囲、多階建ての建物の床レベル、およびすべての壁の上部に、適切な耐火性の空洞バリアで閉じられなければなりません。空洞の障壁を省略すると、垂直方向の火災の広がりを加速する煙突効果が生じます。
• 壁排水の基礎 — 空洞は、空洞の底部に溜まった水を構造物に溜まるのではなく、自由に排水できるように、オープンジョイントまたは穴の開いたクローザーで地表より上で終端する必要があります。
• 動きの関節 — 金属および繊維セメントパネルの熱膨張は、パネルが大きくなると顕著になります。可動ジョイントの供給が不十分であると、設置後数年以内に座屈、ファスナーの抜け、またはパネルの亀裂が発生します。
• 固定仕様 — ステンレス鋼または溶融亜鉛メッキの固定具を全体的に使用する必要があります。電気メッキされた亜鉛固定具は、露出した状態で数年以内に腐食し、パネルが支持されず、被覆材の表面に汚れが流れ出すことがあります。

複雑なプロジェクトや高価値のプロジェクトの場合、重要な段階、特にキャビティの形成、ブリーザ膜のラッピングとテーピング、キャビティバリアの取り付けなどでの設置の仕上がりを第三者機関が検査することは、修復コストに対して価値のある投資です。