JP2000314190A

JP2000314190A - 寒冷地住宅の断熱構造

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Publication number: JP2000314190A
Application number: JP11161431A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kamiide; 學神出
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】冬季における熱損失を最小限に抑え、換気を
含む住宅居室の快適を実現する。【解決手段】住宅基礎に配する断熱材は、コンクリー
ト基礎の外周フレームの内壁面全周と、床下空間の内側
に向かって突出する基礎壁の表面に配し、各断熱材の下
端部を少なくともコンクリート基礎の脚部上面位置まで
延設する。屋根に配する断熱材は、少なくとも、野地板
の裏面露出部分の全面と、当該野地板に接触しつつ当該
野地板を下方から直接支持する角材の表面蕗出部分と、
角材を下方から支える支持材の表面露出部分に配する一
方、支持材に配する断熱材は、野地板を直接支持する角
材に配した断熱材に連続させつつ長手方向８０〜１００
ｃｍの下方位置まで延設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高気密住宅の断熱構造
に係り、特に寒冷地住宅の断熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】家屋の気密性を十分に高めた、いわゆる
高気密住宅は、冷暖房の効率を経済化する技術として広
く普及するに至った。高気密住宅では、図３に示すよう
に家屋本体１の基礎２、外壁３、屋根４に連続的に断熱
材５を配し、窓開口や出入り口ドアを除き、家屋全体を
断熱材５によって覆うことによって気密性と断熱効果を
得る。

【０００３】基礎２に配する断熱材５は、通気口の部
分を除き、基礎コンクリートの外周全面に設ける。また
屋根４に配する断熱材５は、野地板８の上面に配し、屋
根葺材（瓦／トタン）を通して受ける太陽熱を野地板
８の直前で遮る構造をとる。屋根に断熱材を設ける代わ
りに屋根裏空間の仕切となる天井パネルを断熱成形する
場合も少なくない。

【０００４】外壁３、屋根４、床６に配する断熱材５の
パネル構造については、従来さまざまな提案がある。従
来提案された技術は、作業効率の向上あるいは建築コス
トの低減を目的とするものであり、断熱材５をユニット
化する点に特徴がみられ、優れて作業効率の向上に寄与
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の高気
密住宅の設計は、全国共通の断熱構造と断熱ユニットを
使用することによって、使用部材の点数を低減し、一定
水準の断熱性を確保しつつ建築コストをより低減するこ
とに重点があった。かかる設計思想は評価する余地が少
なくない。

【０００６】しかしながら、全国共通の住宅設計システ
ムは、一定の品質を低コストで実現するには向いていて
も、北海道の如き寒冷地では種々の問題を惹起する。

【０００７】大きな原因は、暖房効率を優先するか冷房
効率を優先するかの選択にある。従来の住宅設計は概ね
冷房効率に重点がある。人口比でいえば、北海道や東北
北部の人口は関東以南の人口の１０％以下であり圧倒的
に少ない。従って経済効率から云っても住宅供給メーカ
ーは寒冷地対策を考慮しつつも本質的な構造改善を実現
するに踏み切れない事情がある。

【０００８】暖房効率を優先するか冷房効率を優先する
かの問題は、寒冷地以外の地域においては検討する意味
を殆どもたない。冬季の外気温がマイナス０℃前後、夏
期の外気温が３５℃前後の地域では、冬季に通常の暖房
装置を稼働させれば室内温度は快適に保たれるからであ
り、むしろ連続する夏期の熱気を遮断することが生活の
快適を保つ上でより重要となるからである。

【０００９】しかし北海道のような寒冷地では、冬季の
外気温がマイナス１０〜２０℃を下回る日が幾日もあ
り、一方、夏期の外気温が３０℃を上回ることは滅多に
なく、しかも真夏日であっても夕刻になれば涼しくなる
ため冷房効率を最優先する理由がない。むしろ冬季の熱
損失を最小限に抑え生活の快適を追求することが必要で
ある。

【００１０】そこで本発明の目的は、高気密住宅におけ
る熱損失を最小限に抑え、換気を含む住宅居室の快適を
実現する断熱構造の提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る寒冷地住宅の断熱構造は、住宅基礎、
外壁、および屋根に連続的に断熱材を配する高気密住宅
の断熱構造を技術的前提として、前記住宅基礎に配する
断熱材は、少なくともコンクリート基礎の外周フレーム
を構成する部分の内壁面全周に配し、好ましくは床下空
間の内側に向かって突出する基礎壁の表面にも配し、各
断熱材の下端部を少なくともコンクリート基礎の脚部上
面位置まで延設する一方、床下空間の内側に向かって突
出する基礎壁に配する前記断熱材は、前記内壁面全周に
配した断熱材に連続させつつ長手方向に延設する。前記
断熱材は、所定寸法に予め成形したパネル材をコンクリ
ート型枠に配して設置することが望ましい。

【００１２】請求項１、請求項２に係るコンクリート基
礎は、外周フレームを構成する部分を全面所定肉厚のコ
ンクリートで連続一体成形する場合がある。つまり換気
開口を一切設けない。

【００１３】屋根に配する断熱材は、少なくとも、野地
板の裏面露出部分の全面と、当該野地板に接触しつつ当
該野地板を下方から直接支持する角材の表面露出部分
と、当該角材を下方から支える支持材の表面露出部分に
配する一方、当該支持材に配する断熱材は、野地板を直
接支持する角材に配した断熱材に速続させつつ長手方向
下方に延設する。また屋根に配する断熱材は、必要部位
に発泡樹脂を吹き付けて成形固定する場合がある。

【００１４】

【作用】本発明に係る寒冷地住宅の断熱構造は、住宅の
基礎まわりと、屋根の断熱を改善する。

【００１５】基礎の断熱の改善は、第一に、基礎の外周
フレームの内側面を全面的に断熱材で被覆し、第二に、
断熱材の下端縁を基礎の脚部まで延設する点にある。さ
らに好ましくは請求項２に記載したように、第三の改善
点として、同時に床下空間の内側に向かって突出する基
礎壁の表面を断熱材で被覆し、第四に、床下空間の内側
に向かって突出する基礎壁の表面にも断熱材を配する。

【００１６】第一、第二の点に関しては、従来、外周フ
レームの外側を断熱材で被覆することは知られている。
しかし内側に断熱材を配する提案はなく、また断熱材を
内側面に配することにより、降雪降雨等による断熱材の
損傷を確実に防止し、より長期にわたる断熱効果を保証
することを可能となるという効果を得る。

【００１７】第三および第四の点は、従来、このような
手段をとる構造はみられない。かかる断熱構造をとる結
果、冷気がコンクリート壁を伝わって床下空間の温度を
低下させる原因を確実に防止することが可能となる。コ
ンクリート壁を伝わる冷気の伝達は、外周フレームの外
側 → 外周フレームの内側 → 床下空間の内側に向
かって突出する基礎壁（袖）であるが、基礎壁の基端か
ら少なくとも８０〜１００ｃｍの範囲で被覆すれば、外
気による床下空気の冷却はほぼ確実に抑えることが出来
る。もちろん、基礎壁の両側表面全体を被覆しても良
い。

【００１８】第二の点は、寒冷地における凍結深度の問
題に対応する。マイナス気温によって地面が一定深度ま
で凍る問題であり、これは例えば札幌では４０〜６０ｃ
ｍ、旭川で６０〜１００ｃｍといわれる。地面が凍結す
ると、地面下にある基礎の脚部を介して絶えず冷気が伝
わるため、本発明では地面下まで断熱材を延設し、恒常
的な冷気伝達を遮断する。

【００１９】請求項３は、コンクリート基礎の断熱効果
を高めるため、基礎の外周フレーム部分を全面的にコン
クリート成形する。つまり通気口を基礎部分からすべて
排除するものである。このような基礎構造は従来まった
くみられない。床下の通気性を確保するためである。

【００２０】しかし、寒冷地においては床下に外気を導
入すると、冬の暖房効率が著しく低下する一方、夏は涼
しいので床下の通気性を確保する必要性はない。シロア
リのように高温多湿な条件で活動する生物も極めて少な
いため、通気口の開設による利益は殆ど無い。そこでコ
ンクリート基礎は、少なくとも外周フレーム部分につい
ては通気開口を設けず、かつ内側から断熱材を配するこ
とが望ましいわけである。

【００２１】屋根の断熱の改善は、第一に、野地板の裏
面露出部分の全面、および野地板に接触しつつ当該野地
板を下方から直接支持する角材の表面露出部分に断熱材
を配すること、第二に、当該角材を下方から支え西支持
材の表面露出部分にも断熱材を配すること、第三に、当
該支持材に配する断熱材は、野地板を直接支持する角材
に配した断熱材に連続させつつ長手方向に、好ましくは
少なくとも８０〜１００ｃｍの下方位置まで延設する、
とういう点にある。支持材全体を被覆しても良いが、一
定長の断熱被服でも十分な冷気遮断効果を得る。

【００２２】従来、根根の断熱は野地板の上面に断熱材
を葺いたが、これは太陽熱を遮断するには優れるが、家
屋内の暖房熱の損失を防ぐという点では改善すべき大き
な課題である。

【００２３】従来構造のように野地板の上面に断熱材を
配したのでは、暖房熱が野地板裏面とそれを支える部材
（垂木、母屋、およびそれらの支持材）に吸収され、屋
根裏空間において熱が無用に失われるからである。また
寒冷地では、屋根は降雪によって覆われていることが多
く、外気温がマイナス１０℃以下になっても雪の下面温
度は摂氏０℃程度であって、それ以下に温度が下がるこ
とは少ない。つまり野地板の表側を断熱する必要性は薄
い一方、野地板の裏面は十分に断熱を施した方が熱効率
が良い。

【００２４】とくに家屋の建築を木材に代えスチール材
を用いて行う場合（いわゆるスチールハウスの場合）
は、冷気の熱伝達に伴う暖房熱の損失が大きく、屋根裏
部分に十分な断熱を施すことが望まれる。そこで本発明
は、野地板裏面、それを直接支える角材（垂木または母
屋あるいはそれに相当するスチール製部材；以下同じ）
の露出面をすべて断熱被覆するとともに、垂木／母屋を
下方から支える垂直方向の支持材（木材またはスチール
材）にも所定長の断熱を施す。支持材に関して断熱長を
一定範囲に揃えるのは冷気の伝達長を考慮した結果であ
り、請求項２に記載した袖部分の断熱と同様の原理に基
づく。

【００２５】屋根裏の断熱は、作業効率を高めるため発
泡樹脂を吹き付けて固化させることが望ましい（請求項
５）。尚、基礎の断熱ではコンクリート型枠に断熱パネ
ル材を配してセメントを打設する方が有利である。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明に係る寒冷地住宅の断熱構造
を例示するものである。図面による断熱構造を特徴的に
表現するため、家屋１０の屋根１１は切妻状に表現し、
窓やドアの開口は省略した。屋根１１の葺材（瓦、トタ
ン等）は省略した。また野地板１２を直接支持する角材
として、母屋５０を示した。この部分が垂木であっても
良いことは勿論である。また母屋５０を下方から支える
支持材６０は、従来の一般的な木造建築構造とは必ずし
も一致しない。これは鋼製部材を用いるスチールハウス
における屋根の断熱構造の特徴を例示すためである。木
造建築でいう垂木の支持材、あるいは母屋の支持であっ
ても断熱材の配置原理は同様となる。

【００２７】図１において、１４は地面、１５は床下の
コンクリート底面、１６はコンクリート基礎の外周フレ
ーム、１８は基礎の脚部である。２０は、コンクリート
基礎の外周フレーム１６の内側面に配した断熱材、２５
は床下空間である。矢印Ａは空気の流れを示す。

【００２８】３０は床材、３２は当該床材３０の適当箇
所に設けた通気口、３５は外壁パネル、３７は居室の仕
切壁、３９は二階（最上階）の天井部材である。また４
０は居室の適当箇所に設けた排気用開口であり、必要に
応じて小型の強制ファンを配してある。

【００２９】図２は、基礎の断熱構造を例示する平面図
である。基礎の断熱は、外周フレーム１６の内側面に配
した断熱材２０と、床下空間２５の内側に向かって突出
する基礎壁１７の両表面に配した断熱材２４とからな
る。断熱材２０と断熱材２４は、例えば発泡スチロー
ル、ウレタンフォーム等、同一素材の発泡樹脂パネルを
使用して構わないが、互いの接合部に隙間が生じないよ
う、コンクリート打設前に確実に位置調整を施すことが
望ましい。接続部に適当な凹凸を形成し、嵌合させても
良い。尚、コンクリート打設の際に誤って隙間が生じた
場合は、モルタル等、適宜のコーティング処理を行い隙
間を埋めて断熱性を確保する。また断熱材２０と断熱材
２４のパネルの肉厚は、特に難しい建築条件でない限り
同一寸法であって構わない。

【００３０】床下空間に突出する基礎壁１７に配する断
熱材２４は、フレーム状を呈する外周基礎（１６）の内
壁面から８０〜１００ｃｍ、好ましくは９０ｃｍ程度の
長手方向寸法を備えるよう配置する。この寸法は、突出
する基礎壁１７への冷気暖気の伝導を防止するためのも
のであり、この程度の寸法があればフレーム状の外周基
礎（１６）の外側表面から基礎内部に伝わる冷気暖気を
確実に防止できる。尚、この寸法以上に断熱材２４を長
く設定しても良いが、床下空間の断熱効果が特に向上す
るわけではない。尚、床下空間内の基礎壁１７には自由
に空気を流動させるための開口２７を設けることが望ま
しい。

【００３１】図１に戻り、符号１９は、野地板１２の裏
面の露出面に配した断熱材、５６は、母屋５０の露出表
面に配した断熱材、６６は、支持材６０の表面に所定の
長さ（８０〜１００ｃｍ）をもって配した断熱材であ
る。尚、７０は屋根頂部の梁、７６は梁の露出面を被覆
する断熱材である。屋根構造によっては梁７０が存在し
ないことも少なくない。従って、その表面を被覆する断
熱材７６は本発明にとって必須の構成要件ではない。母
屋５０（または垂木あるいはそれらに相当する部材）を
支える支持材６０は、設計に応じた構造角度をもち、ま
た支持材同士を連絡する横方向の部材を必要とする場合
もある。その場合も、必要に応じて横方向の部材にも所
定長（２０ｃｍ程度；短寸で構わない）の断熱材を被覆
することが望ましい。野地板１２の断熱面１６から測っ
て断熱材長が８０〜１００ｃｍ程度になれば良い。

【００３２】以上の構成において、床材３０、外壁パネ
ル３５、天井部材３９は、木製パネル内に断熱樹脂を充
填した断熱ユニットパネル材を使用して構わない。いず
れにせよ、基礎、外壁、屋根に配する断熱構造が連続的
一体として機能すれば良い。本明細書でいう連続一体の
断熱構造は、家屋全体が構造的に断熱材によって被覆さ
れることを意味し、継目部分に僅かな隙間が生ずる等、
実際の建築実例において或いは経年劣化によって発生す
る隙間を厳密に否定するものではない。家屋１０には
窓、ドア、換気開口など、必ずしも断熱材を配置できな
い開口が必然的に存在するからである。

【００３３】かかる断熱構造によれば、寒冷地における
冬季の暖房効率を最大限に高めることが出来る。基礎部
分においては、断熱材２０により冷気を内側から遮断す
るとともに断熱材２６によって冷気の伝達による床下空
間２５の冷却を最小限に抑え、屋根裏部分においては、
断熱材１９によって冷気を野地板１２の裏側で遮断する
とともに断熱材５６，６６，７６冷気の伝達による屋根
裏空間の冷却を最小限に抑えるからである。外壁（３
５）に比べて断熱が格段に手薄であったこれらの部分に
十分な断熱構造をとることによって、家屋１０の気密性
は飛躍的に高まる。

【００３４】かかる断熱構造をとっても室内／床下空間
／天井空間の空気は常に清浄に保つことが出来る。この
場合の換気の原理は、家屋内の空気を自由に流動させる
一方で、単位時間当たり少量の空気を屋外へ排気するこ
とにある。例えば２４時間で１〜２回の空気の入れ替え
を行う程度の緩やかな換気で良い。尚、調理時の煙はキ
ッチンの換気扇で強制大量排出するか窓を開けて対処す
る。

【００３５】微量の空気を常時排出するため、家屋１０
の適当箇所、例えば風呂場／洗面所／トイレなどに排気
用開口４０と、好ましくはそれに付属させた小型ファン
モータを設ける。小型モータとはいえ、排気ファンの音
が気にならない箇所に設けることが望ましい。またファ
ンモータは通常の家屋であれば家屋全体で最低一個あれ
ば十分である。同時に床下空間、および一階二階の床面
３０に、空気を自由に流動させる通気口（３２，２７）
を設けておく。

【００３６】こうすると、床下空間２５を含めて空気が
絶えず循環し、いわゆる空気の淀みを生ずることがな
い。とくに床下空間２５は、一階床面（３０）の部材の
隙間を通しても空気が循環するので、基礎の外周フレー
ム１６に敢えて通気口を設けるまでもない。

【００３７】尚、微量とはいえ家屋内空気を常時排出す
ると、それに見合う量の外気導入も必要となるが、これ
は台所の換気扇やファンモータを備えない排気用開口４
０の隙間、あるいは玄関ドアの開閉、窓の開閉等によっ
て負圧を解消する程度に空気を流入できる。また床下空
間や居室の空気流動は、必要に応じて壁部、床、天井に
換気用パイプを配設しても良いことは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る寒冷地
住宅の断熱構造によれば、とくに冬季における熱損失を
最小限に抑え、換気を含む住宅居室の快適を実現するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る断熱構造を例示する図である。

【図２】本発明に係る基礎の断熱構造を例示する平面図
である。

【図３】従来の高気密住宅における断熱構造を例示する
図である。

【符号の説明】

１０家屋１１屋根１２野地板１４地面１５床下のコンクリート底面１６コンクリート基礎の外周フレーム１８基礎の脚部１９野地板の断熱材２０外周フレームの内側面に配した断熱材２５床下空間２６基礎壁の断熱材２７基礎壁の開口３０床材３２通気口３５外壁パネル３７居室の仕切壁３９天井部材４０排気用開口５０母屋５６母屋に配した断熱材６０支持材６６支持材に配した断熱材７０梁７６梁の断熱材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】住宅基礎、外壁および屋根に断熱材を配す
る高気密住宅の断熱構造であって、前記住宅基礎に配する断熱材は、少なくともコンクリート基礎の外周フレームを構成する
部分の内壁面全周に配し、断熱熱材の下端部を少なくと
もコンクリート基礎の脚部上面位置まで延設することを
特徴とする寒冷地住宅の断熱構造。
【請求項２】請求項１に記載する住宅基礎に配する前記
断熱材は、コンクリート基礎の外周フレームを構成する
部分の内壁面全周に配するとともに、床下空間の内側に
向かって突出する基礎壁の表面にも配し、各断熱材の下端部を少なくともコンクリート基礎の脚部
上面位置まで延設する一方、床下空間の内側に向かって突出する基礎壁に配する前記
断熱材は、前記内壁面全周に配した断熱材に連続させつ
つ長手方向に延設することを特徴とする寒冷地住宅の断
熱構造。
【請求項３】前記請求項１および請求項２に係るコンク
リート基礎は、外周フレームを構成する部分を全面所定
肉厚のコンクリートで連続一体成形することを特徴とす
る寒冷地住宅の断熱構造。
【請求項４】住宅基礎、外壁および屋根に断熱材を配す
る高気密住宅の断熱構造であって、屋根に配する断熱材は、少なくとも、野地板の裏面露出
部分の全面と、当該野地板に接触しつつ当夜野地板を下
方から直接支持する角材の表面露出部分と、当該角材を
下方から支える支持材の表面露出部分に配する一方、当該支持材に配する断熱材は、野地板を直接支持する角
材に配した断熱材に連続させつつ長手方向下方に延設す
ることを特徴とする奉冷地住宅の断熱構造。
【請求項５】屋根に配する断熱材は、必要部位に発泡樹
脂を吹き付けて成形固定することを特徴とする請求項４
記載の寒冷地住宅の断熱構造。
【請求項６】住宅基礎、外壁、および屋根に連続的に断
熱材を配する高気密住宅の断熱構造であって、住宅基礎に配する断熱材は、コンクリート基礎の外周フレームを構成する部分の内壁
面全周と、床下空間の内側に向かって突出する基礎壁の
表面に配し、各断熱材の下端部を少なくともコンクリー
ト基礎の脚部上面位置まで延設すし、床下空間の内側に
向かって突出する基礎壁に配する前記断熱材は、前記内
壁面全周に配した断熱材に連続させつつ長手方向８０〜
１００ｃｍの奥部位置まで延設する一方、屋根に配する断熱材は、少なくとも、野地板の裏面露出
部分の全面と、当該野地板に接触しつつ当該野地板を下
方から直接支持ずる角材の表面露出部分と、当該角材を
下方から支える支持材の表面露出部分に配し、当該支持
材に配する断熱材は、野地板を直接支持する角材に配し
た断熱材に連続させつつ長手方向８０〜１００ｃｍの下
方位置まで延設することを特徴とする寒冷地住宅の断熱
構造。