JP2005105755A - 断熱パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 安価に迅速に施工でき、遮熱性能が長期維持でき、特に、扁平な状態で保管、移送し、施工現場において、支持材を用いることなく容易に箱状に組み立てて、自立状態で敷設できる断熱パネルの提供。
【解決手段】 上下シート材１０，２０を二重に重ねた扁平筒状体３の軸方向端部に側部立壁用折曲線４０を形成して、この側部立壁用折曲線から曲げ成形することで、上面壁４１、下面壁４２、左右の側部立壁４３，４３を有すると共に、少なくとも内面の一面が低放射率面とした断面矩形筒状体４に組み立て可能に形成され、上下シート材の前後端部に端部立壁用折曲線５を形成して、この端部立壁用折曲線から曲げ成形することで、断面矩形筒状体４の前後開口端面に端部立壁５０を有すると共に、内部に空隙を有する箱状パネル６に組み立て可能に形成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、太陽により加熱された家屋外殻材からの熱が、直接、もしくは中間材を介して室内へ伝達することを抑制するための技術に関するもので、特に、屋根からの入熱抑制に有効で、かつ、既築の構造物への適用も可能な、主に放射伝熱による室内への入熱の低減をなす断熱パネルに関する。

近年、省エネルギーの観点から住宅の断熱化が重要となってきている。断熱対象となる部位は、屋根、壁、床などが考えられるが、特に夏季の日中の屋根断熱が室内温度の低減には有効であり、以下、主に屋根断熱について詳述する。

従来、断熱材に工夫を凝らすことで断熱性能を上げることが、盛んに開発されてきた。
例えば、屋根断熱を目的として、セメント系板材に断熱材と反射材を積層して断熱性に優れた屋根材とした技術がある（特許文献１参照：以下、先行技術１）。
また、壁や屋根パネル裏面に断熱材を貼り、前記断熱材を覆うシートを内面に隙間を持たせて設けて鉛直方向に繋がる空間を作り、外部からの断熱と空気温度差による前記空間でのトンネル効果気流による冷却を狙った技術が提案されている（特許文献２参照：以下、先行技術２）。
さらに、壁から屋根に連なる高気密のアルミニュウム被覆断熱ボードを、外壁および屋根との間に通気層を形成するように設けて、家屋の外郭を二重壁構造とする高気密高断熱家屋の提案がされている（特許文献３参照：以下、先行技術３）。
これらは、いずれも、まず固体の伝導熱抵抗を増すことを主体に、厚みのある断熱性の高いボード状断熱材を主材として単品面材を構成し、この単品面材を連ねたり、重ねたりして全面としての断熱層を形成するもので、部材の柔軟性がないので、敷設に際し単品面材の寸法がぴったり合う必要があり、施工に時間を要し、特に既築家屋に後施工として適用することは難しい。
また、工場の建屋のように、天井に相当する部材がなく、屋根材が直接家屋内に剥き出しの構造の家屋では、屋根材を支える構造部材との干渉が生じて、変形性に乏しい面材の全面取り付けは施工が困難で、工費がかかり、また、既築家屋への後施工取付は実質的には不可能に近い。

なお、これらの解決技術となる断熱構造体について、本発明者が既に提案している（特願２００３−１１１４１６号（以下、先行技術４））。
特許第３０３０４２９号公報 特開平９−１５８３５３号公報 実用新案登録第３００９５１２号公報

以上説明したように、既存の屋根断熱技術は、伝導による入熱抵抗を上げることに主体をおいているので、断熱材板厚が厚くて施工の簡便性に乏しく、部材は所要寸法精度の高いものを必要とし、また、断熱材と直接接触する構成としているため、十分な熱遮断が達成できていないなどの問題点があった。

つまり、先行技術１にあっては、セメント系板材に熱伝導係数の高い金属反射板を接触積層して屋根材としているために、多量の熱量が接触熱伝導で貫通し、また、既築家屋では屋根材全てを取り替える必要があり、柔軟な適用が困難である等の問題点がある。

また、先行技術２にあっては、自然通気による抜熱を行う構造としているため、入熱量の大半を占める放射熱対策がなされておらず、また、本技術においても既築家屋では屋根材そのものを取り替える必要が生じるので、部材の所要寸法精度は高いものが必要であり、柔軟な適用が困難である。

さらに、先行技術３にあっては、気密性を目的としたアルミニュウム被覆断熱ボードであり、アルミニュウム被覆を硬質ウレタンフォーム室内面側に接触させて貼っているために、外部からの放射入熱と接触伝熱の入熱は殆んど遮断できず、また、特に部材の所要寸法精度は高いものが必要で、可撓性が乏しく、施工に技術と時間を要し、また、既築家屋や、工場や倉庫建物への適用はできない等の問題点がある。

また、先行技術４にあっては、少なくとも片面を低放射率素材で構成した柔軟性のあるシート同士を接合して低放射率面を一面以上内面配置として２層以上の複数層シートを形成し、かつ前記各シート間に支持材を着脱可能に介在させて各シート間に空隙を形成させるようにしたもので、特に、空隙を形成させるために、支持材を用いた点に特徴がある。
従って、支持材を必要とする分だけ、部品点数が多くなるし、組み立て手間も煩雑になるなど、コスト面及び作業能率の面で問題を残していた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、安価に迅速に施工でき、遮熱性能が長期維持でき、特に、扁平な状態で保管、移送し、施工現場において、支持材を用いることなく容易に箱状に組み立てて、自立状態で敷設できる断熱パネルを提供することである。

本発明者らの調査・研究の結果では、瓦などの屋根材は、太陽放射熱で数十℃を超える温度に加熱されており、この裏面から発する放射熱も大変大きくなる。
このことから、放射率の低いシートを屋根裏に敷設することで放射伝熱量を少なくし、入熱の遮断を可能にしたもので、すなわち、シート同士の間に間隙を持たせて、効果的に放射熱の遮断を行う。

また、屋根裏断熱工事は狭いうえに障害物が多くあり、時としては高所作業となるので、施工する素材が軽く、用いる部品数が少なく、寸法許容精度が大きいもので、折り畳んだ状態で持ち込んで、天井裏で組み立てて施工できるなど、施工自由度が高く、狭い空間への搬入と広い面積への取り付けが容易で、低い寸法精度で施工しても遮熱性能が低下しないものであることが、非常に重要である。
さらに、気中の埃が多い環境での長期遮熱性能維持も重要であり、支持材を用いることなく、シート材の組み立て構造のみで箱状に成形できるようにした本発明はこれを可能にしたものである。

上記の課題を解決するために、本発明の断熱パネル（請求項１）は、
少なくとも片面を低放射率面に形成した上下シート材を、二重に重ねて軸方向端部を接合した扁平筒状体に形成され、
前記扁平筒状体の軸方向端部に側部立壁用折曲線を形成して、この側部立壁用折曲線から曲げ成形することで、上面壁、下面壁、左右の側部立壁を有すると共に、少なくとも内面の一面が低放射率面とした断面矩形筒状体に組み立て可能に形成され、
前記上下シート材の前後端部に端部立壁用折曲線を形成して、この端部立壁用折曲線から曲げ成形することで、断面矩形筒状体の前後開口端面に端部立壁を有すると共に、内部に空隙を有する箱状パネルに組み立て可能に形成されている構成とした。

又、本発明の断熱パネル（請求項２）は、
請求項１記載の断熱パネルにおいて、前記側部立壁用折曲線又は／及び端部立壁用折曲線の全長又は一部において、シート材の厚さを不連続に減じることで、折れに対する反発力を残しながら折れ癖を与えるように形成した態様になっている。

又、本発明の断熱パネル（請求項３）は、
請求項１又は２記載の断熱パネルにおいて、端部立壁用折曲線を屈曲形成することで、この端部立壁用折曲線から端部立壁を屈曲させたときに、この端部立壁に端部立壁用折曲線を介して連続した上面壁又は／及び下面壁の一部が不等高さになるようにアーチ形状又は山形形状又は谷形形状に形成されている態様とした。

屋根材から室内に流入する太陽入熱は、瓦等の不透明屋根材を介しても放射入熱が圧倒的に大きく、断熱のためには放射伝熱量の低減が最も重要であり、かつ、効果が高い。
このため、シート材として、放射率が低く、柔軟で相互に空隙を持たせた、例えば、空気内包樹脂シートにアルミシートを張り合わせて形成し、このシート材を箱状のパネルに組み立てて、屋根裏に敷設し、入熱の大半である放射伝熱の遮断を行う断熱パネルとして敷設することが有効である。
すなわち、表面の放射率が低い柔軟性のあるシート材を、扁平に折り畳んだ状態で保管・移送し、施工現場で容易に箱状に成形して敷設可能とし、かつ、埃堆積などの経時劣化を防止できる遮断性の高い断熱パネルの提供が可能になる。

以上のように、本発明を用いれば、障害物が多くあり、時としては高所作業となる屋根裏断熱工事の安全性や作業性が向上し、扁平に折り畳んだ状態で保管・移送し、施工現場で容易に箱状に成形して敷設可能であるため、施工自由度が高く、狭い空間への搬入と広い面積への容易な取り付けが可能で、迅速で効果の高い屋根断熱が実施できる。

また、塵埃の多い環境で使用し、気中の埃が時の経過と共にシートに堆積し、シート表面の放射率を低下させても、断熱パネルの内表面には埃堆積が生じないので、全体としての初期遮熱性能を維持でき、既存の家屋にシート断熱を後施工することも容易になる等の利点もある。

このように、本発明によれば、特に冷房負荷の低減に非常に有効な夏季の日中の屋根断熱が、簡易、かつ安全で安価に達成でき、工場の熱的労働環境を改善し、また、地球環境を守るために重要テーマとなっている住宅の高断熱化による省エネルギーに大きく貢献できるものである。

上下シート材の低放射率面は、放射熱遮断の効果が期待できるものであればなんでも良く、例えば、アルミニュウム、銅などの金属系のフィルムやシート、これらの片を混入した塗装面でも良いが、光沢を持たせた面とすることが最も好ましい。
また、放射率は好ましくは０．５以下、さらには０．３以下で小さいほど好ましく、さらに、前記シート材の屋根に対向する側の面の放射率が、該シートの裏面より低い放射率とすることが最も好ましい。
さらに、シート材を内部に空隙を有する箱状パネルに組み立て可能とし、そして、箱状パネルの内部への空気の流入をなくせば、空気中の埃が内部に堆積することによる、つまり、内面の放射率低下が防止でき、埃の多い環境においても断熱パネルとしての遮熱性能は、ほぼ初期性能の維持が可能となる。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。
図１は実施例の断熱パネルを箱状パネルに組み立てた状態の斜視図、図２〜図４は断熱パネルを作る手順を示す斜視図である。又、図５はシート材の切欠斜視図である。

この断熱パネルＡは、図２に示すように、片面を低放射率面に形成した下シート材２０と、同様に片面を低放射率面に形成した上シート材１０を用いて形成される。
前記下シート材２０（上シート材１０も同様）は、図５に示すように、多数の空気内包突起２１が形成された樹脂シート２２の片面に、アルミシート２３が張り合わされたもので、そのアルミシート２３の表面が低放射率面２４に形成され、又、空気内包突起２１によって、やや厚みを有すると共に、やや剛性のある可撓性シートに形成されている。

なお、下シート材２０（上シート材１０も同様）としては、ダンボールシートの片面に低放射率シート（アルミシートや銅などの金属系シート等）を張り合わせたもの、又、ハニカム構造のシートの片面に低放射率シートを張り合わせたもの等を使用できるもので、やや厚みを有すると共に、やや剛性のある可撓性シートに形成されているものを用いるようにしている。

次に、図１〜図４により断熱パネルを作る手順を説明する。
まず、図３に示すように、上シート材１０と下シート材２０とを二重に重ねて軸方向端部を溶着３０により接合した扁平筒状体３を形成する。
このとき、上シート材１０及び下シート材２０には、図２に示すように、予め扁平筒状体３の軸方向端部に側部立壁用折曲線４０を形成しておく。
そして、この側部立壁用折曲線４０から曲げ成形することで、図４に示すように、上面壁４１、下面壁４２、左右の側部立壁４３，４３を有すると共に、下シート材２０の上面を低放射率面２４とした断面矩形筒状体４に組み立て可能に形成される。

又、前記上シート材１０と下シート材２０の溶着による接合部によって、両シート１０，２０の軸方向端部に張り出し部分４４，４４を形成している。
なお、張り出し部分４４，４４の前後端部分については、非接着としている。

又、上シート材１０と下シート材２０の溶着について、このシート材１０，２０にはアルミシート２３が張合わされているため、上シート材１０と下シート材２０同士を直接溶融することが難しい。そこで、樹脂シート２２の溶融温度以上に熱した針状物で、シート材１０，２０を２枚通して突き刺して、孔開け溶融接合するのが好ましい。
なお、上シート材１０と下シート材２０の接合手段としては、溶着に限らず、糸による縫合や通称ホッチキス針などを用いた機械的接合でもよい。
又、上シート材１０と下シート材２０を別部材の２枚のシート材としているが、例えば、１枚のシート材を２つ折りして、一方の軸方向端部が一体に連続した上シート材と下シート材に形成し、他方の軸方向端部のみ接合させるようにしてもよい。これにより、上シート材と下シート材の接合工数を減じることができる。この場合においても、少なくとも内面となる半分の面を低放射率面にする必要がある。

次に、図４に示すように、前記上下シート材１０，２０の前後端部に端部立壁用折曲線５を形成して、この端部立壁用折曲線５から曲げ成形することで、図１に示すように、断面矩形筒状体４の前後開口端面に端部立壁５０を形成すると共に、内部に空隙を有する箱状パネル６に組み立て可能に形成されている。
この場合、図４に示すように、扁平筒状体３の前端部分において、上シート材１０に端部立壁５０用の切り込み５１，５１を形成すると共に、この切り込み５１，５１の奥端間に端部立壁用折曲線５を形成している。
又、図示省略したが、同様に扁平筒状体３の後端部分において、下シート材２０に端部立壁用の切り込みを形成すると共に、この切り込みの奥端間に端部立壁用折曲線を形成している。

このとき、端部立壁５０と、側部立壁４３との間には、切り込み５２，４５によって互いに絡み合うように形成され、これにより、箱状パネル６に組み立てたときの成形形状を安定させるようにしている。
この端部立壁５０と、側部立壁４３との絡み合いは、糊やテープや針などで結合させてもよいし、図６に示すように、端部立壁５０の端部に形成した片５３を側部立壁４３の外面又は内面に重合させて接合させるようにしてもよいし、この端部立壁５０を折り込むための切り込みの入れ方（場所と方向）は、本例に限らない。

又、前記側部立壁用折曲線４０及び端部立壁用折曲線５は、その全長又は一部において、シート材１０，２０の厚さを不連続に減じることで、折れに対する反発力を残しながら折れ癖を与えるように形成されている。
この実施例では、側部立壁用折曲線４０及び端部立壁用折曲線５上において、図７に示すように、樹脂シート２２に形成された空気内包突起２１を部分的に潰すことによって、シート材１０，２０の厚さを不連続に減じるようにしている。

従って、保管や搬送に際しては、上記図３の扁平筒状体３の状態で行い、これを屋根裏等の断熱施工場所に運び入れたのち、その施工現場で、図４のように断面矩形筒状体４に成形すると共に、引き続き図１のように、箱状パネル６に組み立て、これを所定の施工場所に敷詰める状態に敷設するものである。

上記のように、本実施例の断熱パネルＡは、扁平な状態で保管、移送し、施工現場において、支持材を用いることなく容易に箱状に組み立てて、自立状態で敷設できる。

次に、図８は断熱パネルの他例であって、箱状パネルに組み立てた状態の斜視図である。
この断熱パネルＢは、端部立壁用折曲線５を湾曲状に屈曲形成して、この端部立壁用折曲線５から端部立壁５０を屈曲させたときに、この端部立壁５０に端部立壁用折曲線５を介して連続した上面壁４１が中央部が高いアーチ形状になるように形成したものである。
なお、端部立壁用折曲線５をへ字状に屈曲形成させて、上面壁４１が中央部が高い山形形状になるように形成してもよいし、中央部が低い谷形形状になるように形成してもよい。

即ち、シート材１０，２０の膜剛性と箱状パネル６の上面壁４１の広さの兼ね合いで定まることではあるが、上面壁４１が大きく垂れ下がるようであれば、上記のように、端部立壁用折曲線５を屈曲形成させて、上面壁４１を平担面でなくアーチ曲面にすると、膜としての面剛性が向上するので、簡単に上面壁４１の垂れ下がりを減少できる。

夏季の日中の冷房負荷の低減に非常に有効な断熱−特に屋根断熱を、容易、かつ安全で安価に実現して、地球環境を守るために重要テーマとなっている住宅の高断熱化による省エネルギーに寄与し、また、工場の熱的労働環境を改善できる断熱パネルを提供する。
つまり、太陽により加熱された屋根材からの熱が、直接、もしくは天井材を介して室内へ伝達することを抑制する構造において、特に、既築の構造物への適用も可能な、主に放射伝熱による室内への入熱の低減をなす屋根裏の断熱パネルであって、扁平な状態で保管、移送し、施工現場において、支持材を用いることなく容易に箱状に組み立てて、自立状態で敷設できる断熱パネルを提供できる。

実施例の断熱パネルを箱状パネルに組み立てた状態を示す斜視図である。 断熱パネルを作る手順を示す斜視図である。 断熱パネルを作る手順を示す斜視図である。 断熱パネルを作る手順を示す斜視図である。 シート材の切欠斜視図である。 端部立壁と、側部立壁との絡み合いの他例を示す斜視図である。 シート材の厚さを不連続に減じたときのシート材を示す断面図である。 断熱パネルの他例であって、箱状パネルに組み立てた状態の斜視図である。

符号の説明

１０ 上シート材
２０ 下シート材
２１ 空気内包突起
２２ 樹脂シート
２３ アルミシート
２４ 低放射率面
３ 扁平筒状体
３０ 溶着部
４ 断面矩形筒状体
４０ 側部立壁用折曲線
４１ 上面壁
４２ 下面壁
４３ 側部立壁
４４ 張り出し部分
５ 端部立壁用折曲線
５０ 端部立壁
５１ 切り込み
５２ 切り込み
５３ 片
６ 箱状パネル
Ａ 断熱パネル
Ｂ 断熱パネル

Claims (3)

1. 少なくとも片面を低放射率面に形成した上下シート材を、二重に重ねて軸方向端部を接合した扁平筒状体に形成され、
   前記扁平筒状体の軸方向端部に側部立壁用折曲線を形成して、この側部立壁用折曲線から曲げ成形することで、上面壁、下面壁、左右の側部立壁を有すると共に、少なくとも内面の一面が低放射率面とした断面矩形筒状体に組み立て可能に形成され、
   前記上下シート材の前後端部に端部立壁用折曲線を形成して、この端部立壁用折曲線から曲げ成形することで、断面矩形筒状体の前後開口端面に端部立壁を有すると共に、内部に空隙を有する箱状パネルに組み立て可能に形成されていることを特徴とする断熱パネル。
2. 請求項１記載の断熱パネルにおいて、前記側部立壁用折曲線又は／及び端部立壁用折曲線の全長又は一部において、シート材の厚さを不連続に減じることで、折れに対する反発力を残しながら折れ癖を与えるように形成した断熱パネル。
3. 請求項１又は２記載の断熱パネルにおいて、端部立壁用折曲線を屈曲形成することで、この端部立壁用折曲線から端部立壁を屈曲させたときに、この端部立壁に端部立壁用折曲線を介して連続した上面壁又は／及び下面壁の一部が不等高さになるようにアーチ形状又は山形形状又は谷形形状に形成されている断熱パネル。

Images