JP2001349566A - 建物の床暖房装置 - Google Patents

建物の床暖房装置

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JP2001349566A
JP2001349566A JP2000173944A JP2000173944A JP2001349566A JP 2001349566 A JP2001349566 A JP 2001349566A JP 2000173944 A JP2000173944 A JP 2000173944A JP 2000173944 A JP2000173944 A JP 2000173944A JP 2001349566 A JP2001349566 A JP 2001349566A
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heat
heating
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heat storage
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Kenji Omiya
健次 大宮
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

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  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 深夜電力による発熱を用いて,起床後の人の
活動時間帯に合わせて床暖房を行なう床暖房装置を提供
する。 【解決手段】 住宅床下の土間コンクリート層12に電
気発熱体11を埋込設置し,深夜電力による発熱によっ
て土間コンクリート層12に暖房温熱を1次的に蓄熱
し,更に暖房温熱を2次的に蓄熱する床5との間に設置
した断熱密封空間13を介して床5に対して暖房温熱を
間接的に伝導することによって,深夜電力による発熱か
ら5時間程度の時間差をおいて床5の暖房を開始するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,建物の床暖房装置
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の床暖房装置として,温水式のもの,電気発熱式のも
の,蓄熱式のもの等が知られているが,これらは建物の
床に一体又はその付設の暖房装置とされており,一般に
設置の初期コストが高価のものとなりやすく,またラン
ニングコストも高価になる傾向が強く,一般の戸建住宅
を含めた建物に広く使用することが困難である。
【0003】本発明は,かかる事情に鑑みてなされたも
ので,その解決課題とするところは,簡易な構造にして
耐久性に優れ,初期コスト及びランニングコストを比較
的低価格に抑制し,エネルギーの効率的利用に資するこ
とが可能であるとともに快適且つ健康的な暖房を得ら
れ,一般の戸建住宅を含めて建物に広く設置し得るよう
にした建物の床暖房装置を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題に沿って研究し
た結果,床暖房用の発熱体と,この発熱体の発熱によっ
て暖房温熱を蓄熱する1次的な床下蓄熱体を用いる一
方,これらを床から離隔した床下に設置するとともに,
特に床に暖房温熱を供給する床下蓄熱体と床との間に,
周囲に断熱措置を施し且つ床下通気口等を有することな
く密封して形成した断熱密封空間を設置するようにして
床暖房装置を構成すると,初期コストは発熱体,床下蓄
熱体の床下設置の費用の比較的低価格のものとし得るこ
と,このとき断熱密封空間から外部への暖房温熱の放出
は極く限定されるとともに床下地表乃至地中等への暖房
温熱の放出も,当初に加熱されれば冷却することは少な
いために同様に極く限定される結果,断熱密封空間が2
次的な蓄熱を行なって,その暖房温熱は極めて効率よく
床暖房に使用可能となること,また断熱密封空間が床暖
房を行なう以前に床下蓄熱体の暖房温熱を受けて上記2
次的な蓄熱を行なうのに相当程度の時間を必要とするた
め,発熱体の発熱とこれによる床暖房の時間との間に時
間差を介在させることが可能となり,またその空間厚さ
を規制することによってこの時間差を長短調整すること
が可能となるから,例えば深夜電力等の低価格電力によ
って発熱体の発熱を行ない,人の就寝時間帯を上記時間
差で吸収して,床暖房を起床後の人の活動時間帯に合わ
せて行なうことが可能となり,ランニングコストを可及
的に低下させ,エネルギーの効率的利用に資するととも
に快適且つ健康的な暖房を実現することが可能となるこ
との知見を得るに至った。
【0005】請求項1に記載の発明は,上記知見に基づ
いてなされたものであって,これを,床暖房用の発熱体
と,該発熱体の発熱による暖房温熱を1次的に蓄熱する
床下蓄熱層と,該床下蓄熱層の表面と床との間に介設し
上記暖房温熱を2次的に蓄熱する断熱密封空間とを備
え,上記床下蓄熱層が蓄熱した暖房温熱を断熱密封空間
を介して間接的に伝導することによって発熱体の発熱時
間とその床暖房時間との間に時間差を介在してなること
を特徴とする建物の床暖房装置とするものである。
【0006】請求項2に記載の発明は,上記に加えて,
例えば一般に断熱密封空間の空間厚さ(ここで空間厚さ
というとき,これを床下蓄熱層と,根太等の床構造上に
設置した床仕上材下面との間隔をいう)を20cm程度
以上としたとき,発熱体の発熱と床暖房との上記時間差
を好ましい5時間程度以上とし得る一方,5cmを下回
る程度になると,一般に時間差が短すぎてその実用的に
有効な設定が困難になり,また35cm程度を上回ると
時間差が長すぎて同じくその実用的に有効な設定が困難
になるとともに,例えば戸建住宅等の建物においては一
般に床下蓄熱層と断熱密封空間の確保のために嵩上げ等
の措置を必要とする傾向を生じることから,上記空間厚
さを,これによって得られる時間差を実用的に有効な範
囲とし得るように,これを上記断熱密封空間の空間厚さ
を,20±15cm程度としてなることを特徴とする請
求項1に記載の建物の床暖房装置とするものである。
【0007】請求項3に記載の発明は,同じく上記に加
えて,上記床下蓄熱層を特殊の材料等を使用することな
く,低廉な工事で床下に形成可能で,初期コストを大き
く低下させ得るとともに比較的熱容量が大きく1次蓄熱
層として好ましい蓄熱性能を発揮し得る土間コンクリー
ト層(本発明において該土間コンクリートは,鉄筋の有
無を問わず且つ骨材を用いないモルタルによるものを含
む意味に用いる)とするとともにこの土間コンクリート
層への発熱体の蓄熱効率のよい設置を可能とするよう
に,これを,上記床下蓄熱層を土間コンクリ一ト層と
し,上記発熱体を該土間コンクリート層の下面に敷設設
置し又は土間コンクリート層内に埋込設置してなること
を特徴とする請求項1又は2に記載の建物の床暖房装置
とするものである。
【0008】請求項4に記載の発明は,同じく上記に加
えて,床下蓄熱層の暖房温熱によって遠赤外線を放射し
て床暖房を更に効率的且つ有効に行い得るものとするよ
うに,これを,上記床下蓄熱層が,遠赤外線放射手段を
備えてなることを特徴とする請求項l,2又は3に記載
の建物の床暖房装置とするものである。
【0009】請求項5に記載の発明は,同じく上記に加
えて,上記発熱体の発熱と床暖房の時間差によって,深
夜電力等の低価格電力時間帯に発熱を開始し,終了する
ことによって,ランニングコストを可及的に低下し得る
ように,これを,上記発熱体を,コントロール手段によ
つてコントロールした電気発熱体とし,該電気発熱体の
発熱を低価格電力時間帯に行なうようにしてなることを
特徴とする請求項1,2,3又は4に記載の建物の床暖
房装置とするものである。
【0010】本発明は,これらをそれぞれ発明の要旨と
して,上記課題解決のための手段としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面の例に従って本発明を更
に具体的に説明すれば,Aは一般の戸建住宅の1階部分
の床下に設置し,該床5の暖房を行なうようにした床暖
房装置であり,該床暖房装置Aは,床暖房用の発熱体1
1と,該発熱体11の発熱による暖房温熱を1次的に蓄
熱する床下蓄熱層12と,該床下蓄熱層12の表面と床
5との間に介設し上記暖房温熱を2次的に蓄熱する断熱
密封空間13とを備え,上記床下蓄熱層12が蓄熱した
暖房温熱を断熱密封空間13を介して間接的に伝導する
ことによって発熱体11の発熱時間とその床暖房時間と
の間に時間差を介在したものとしてあり,本例にあって
上記床下蓄熱層12は,これを土間コンクリ一ト層と
し,上記発熱体11を該土間コンクリート層内に埋込設
置したものとしてある。
【0012】即ち本例の発熱体11は,これを電気発熱
体によるものとし,特に線状又は面状の電気発熱体,本
例にあっては例えば線状のベルトヒーターを用いて,こ
れを土間コンクリートの中間に埋込設置して,該発熱体
11の発熱によって床下蓄熱層12の土間コンクリート
を加熱し,暖房温熱を蓄熱するようにしてある。
【0013】このとき電気発熱体とした上記発熱体11
は,これを,コントロール手段によつてコントロール
し,該電気発熱体の発熱を低価格電力時間帯に行なうよ
うにしてあり,本例にあって該コントロール手段はタイ
マー,温度センサー等のうちから,例えば床下蓄熱層1
2の表面温度を測定する図示省略の温度センサーによる
ものとし,その感温の表面温度を,例えば20°C程度
で発熱体11を作動させ,40°C程度で発熱体11の
発熱を中止させるように設定してあり,これによって現
状低価格電力時間帯の深夜電力を用いて発熱体11を発
熱し,該発熱により床下蓄熱層12へ暖房温熱を蓄熱す
るようにすることによって,そのランニングコストを低
減したものとしてある。
【0014】戸建住宅の床下は,グランドレベルをなす
地表に12cm程度厚さに砂利層6を配置し,その上に
戸建住宅の壁面を一連に覆うように厚さ1mm以下の防
湿シート7,例えばポリエチレン等の合成樹脂製のシー
トを配置し,該防湿シート7上に断熱材8,例えば厚さ
2.5cm程度にして独立気泡の発泡合成樹脂による,
例えばポリスチレンボードをそれぞれ敷設配置した上,
該断熱材8上に上記床下蓄熱層12の土間コンクリート
を現場打設することによって,例えば10cm程度の厚
さに形成してあり,このとき上記発熱体11の床下蓄熱
層12への埋込設置は,上記現場打設を下層と上層の2
回に区分して行い,先ず下層を打設し,これを相当程度
乾燥硬化させた後に発熱体11をその表面に載置し,上
層を打設をすることによって,これを行い,発熱体11
の変形等を防止して,床下蓄熱層12の上下中央位置に
これを設置したものとしてある。
【0015】断熱密封空間13は,本例において上記戸
建住宅の床下を単一の断熱密封空間とするようにこれを
形成配置してあり,本例において該断熱密封空間13
は,断熱材9を地中埋込状にして,布基礎1の外側面に
密着配置し,該断熱材7や布基礎1に床下通気口等の外
部と連通する開口を一切設置することなく,戸建住宅の
外周を断熱材9で完全に被覆することによって,その断
熱性と密封性を高度に確保した床下構造としてあり,こ
のとき上記断熱材9を,例えば厚さ5cm程度にして,
上記床下の断熱材8と同様に独立気泡の発泡合成樹脂,
例えばポリスチレンボードを用いて,その断熱性と密封
性を特に高度に確保するようにしてある。
【0016】断熱密封空間13は,例えばその空間厚さ
を20±15cm程度,特に本例においてはこれを30
cm程度として,これを上記床下蓄熱層12の表面と床
5との間に介設したものとしてある。
【0017】以上の構造による本例の床暖房装置Aは,
例えば上記深夜電力によって夜間に発熱体11を作動さ
せ,その発熱により上記床下蓄熱層12に,これが所定
温度になるように暖房温熱を1次的に蓄熱し,床下蓄熱
層12に蓄熱された該暖房温熱を,断熱密封空間13,
特にその空気層を加熱し,該断熱密封空間13を2次的
な蓄熱層としてこれに暖房温熱を蓄熱して,床5に対し
て暖房温熱を間接的に伝導し,その暖房を行なうように
することによって,発熱体11の発熱と床暖房時間との
間に時間差を介在するようにしてあり,このとき本例に
あっては断熱密封空間13を20cm以上の,例えば3
0cm程度としたことによって,5時間以上の,例えば
6〜7時間の時間差を設定して床暖房を開始することが
でき,例えば深夜の低価格電力時間帯の電力利用によっ
て,起床以後の人の活動時間帯に合わせた床暖房を行な
うことが可能になり,またこのとき本例にあっては床下
蓄熱層12の表面温度を,例えば上記40°C程度とす
るようにその蓄熱を行なうことによって,断熱密封空間
13を介した床暖房は,床5の表面温度を,快適にして
健康的な暖房として好ましい20°C程度にして,特に
好ましい例えば21乃至22°C程度とすることが可能
になる。
【0018】更に必要に応じて,上記床下蓄熱層12
が,遠赤外線放射手段を備えたものとすることができ,
例えば遠赤外線放射手段は,これをカーボン等の遠赤外
線放射材料を混合した塗料を床下蓄熱層12の表面に塗
布すること,木炭粉等の遠赤外線放射材料を床下蓄熱層
12の表面に散布すること,床下蓄熱層12の形成に際
して遠赤外線材料を混合配置すること等によって,これ
を備えることが可能であり,また遠赤外線放射材料を用
いた遠赤外線放射手段を備えることによって,床暖房に
際して床5の表面温度を更に5±2°C程度上昇するこ
とが可能になるから,この場合は床下蓄熱層12の蓄熱
による表面温度を低下することが可能になり,電力消費
を更に半永久的に減少することが可能になる。
【0019】図中2は土台,3は柱,4は根太等の床構
造材,10は柱3に密着した上記断熱材9の表面に設置
したタイル,サイディング等の外壁仕上げ材を示す。
【0020】上記に示した例に加えて,発熱体を温水に
よる線状又は面状の発熱体とすること,床下蓄熱層を,
上記現場打設の土間コンクリート層に代えて,工場成形
にして発熱体を具備したコンクリートパネルのユニット
を敷設したものとし,また例えば各種の蓄熱材を密封梱
包した蓄熱材ユニットを敷設したものとすること,発熱
体を床下蓄熱層の下面に敷設設置したものとすること,
床下の断熱材設置を省略すること,上記戸建住宅に用い
るとき必要な部屋単位で床暖房装置を設置すること,ス
ラブ上に上記発熱体,床下蓄熱層及び断熱密封空間を配
置して,マンション等の高層建物に同様に床暖房装置を
設置すること等を含めて,本発明の実施に当って,床暖
房用の発熱体,床下蓄熱層,断熱密封空間,必要に応じ
て使用する土間コンクリート層,遠赤外線放射手段,コ
ントロール手段等の各具体的構造,形状,材質,寸法,
これらの関係,これらに対する付加等は,上記各発明の
要旨に反しない限り様々の形態のものとすることができ
る。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上のとおりに構成したから,
請求項1に記載の発明は,簡易な構造にして耐久性に優
れ,初期コスト及びランニングコストを比較的低価格に
抑制し,エネルギーの効率的利用に資することが可能で
あるとともに快適且つ健康的な暖房を得られ,一般の戸
建住宅を含めて建物に広く設置し得るようにした建物の
床暖房装置を提供することができ,請求項2に記載の発
明は,上記に加えて,発熱体の発熱と床暖房との間の時
間差の長短調整を空間厚さを好ましい範囲のもとするこ
とができ,請求項3に記載の発明は,同じく上記に加え
て,上記床下蓄熱層を特殊の材料等を使用することな
く,低廉な工事で床下に形成可能で,初期コストを大き
く低下させ得るとともに比較的熱容量が大きく1次蓄熱
層として好ましい蓄熱性能を発揮し得るものとするとと
もに土間コンクリート層への発熱体の蓄熱効率のよい設
置を可能とすることができ,請求項4に記載の発明は,
同じく上記に加えて,床下蓄熱層の暖房温熱によって遠
赤外線を放射して床暖房を更に効率的且つ有効に行い得
るものとすることができ,請求項5に記載の発明は,同
じく上記に加えて,上記発熱体の発熱と床暖房の時間差
によって,深夜電力等の低価格電力時間帯に発熱を開始
し,終了することによって,ランニングコストを可及的
に低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】戸建住宅の1階に設置した床暖房装置を示す縦
断面図である。
【符号の説明】
A 床暖房装置 5 床 11 発熱体 12 床下蓄熱層 13 断熱密封空間

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床暖房用の発熱体と,該発熱体の発熱に
    よる暖房温熱を1次的に蓄熱する床下蓄熱層と,該床下
    蓄熱層の表面と床との間に介設し上記暖房温熱を2次的
    に蓄熱する断熱密封空間とを備え,上記床下蓄熱層が蓄
    熱した暖房温熱を断熱密封空間を介して間接的に伝導す
    ることによって発熱体の発熱時間とその床暖房時間との
    間に時間差を介在してなることを特徴とする建物の床暖
    房装置。
  2. 【請求項2】 上記断熱密封空間の空間厚さを,20±
    15cm程度としてなることを特徴とする請求項1に記
    載の建物の床暖房装置。
  3. 【請求項3】 上記床下蓄熱層を土間コンクリ一ト層と
    し,上記発熱体を該土間コンクリート層の下面に敷設設
    置し又は土間コンクリート層内に埋込設置してなること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の建物の床暖房装
    置。
  4. 【請求項4】 上記床下蓄熱層が,遠赤外線放射手段を
    備えてなることを特徴とする請求項l,2又は3に記載
    の建物の床暖房装置。
  5. 【請求項5】 上記発熱体を,コントロール手段によつ
    てコントロールした電気発熱体とし,該電気発熱体の発
    熱を低価格電力時間帯に行なうようにしてなることを特
    徴とする請求項1,2,3又は4に記載の建物の床暖房
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006064295A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Tetsuzo Fukuda 床暖房建築物
JP2013217561A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Tetsuzo Fukuda 床暖房建築物と建築物の床暖房施工方法

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