JP2005273235A

JP2005273235A - 地中熱利用建物

Info

Publication number: JP2005273235A
Application number: JP2004086398A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Chiyooka; 英一千代岡; Shigeki Iwaoka; 重樹岩岡; Takashi Sasaki; 隆佐々木
Original assignee: ATOMU KENCHIKU KANKYO KOGAKU K; ATOMU KENCHIKU KANKYO KOGAKU KENKYUSHO KK; Fujishima Kensetsu Kk
Current assignee: ATOMU KENCHIKU KANKYO KOGAKU K; ATOMU KENCHIKU KANKYO KOGAKU KENKYUSHO KK; Fujishima Kensetsu Kk
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】基礎杭の中に熱媒体管を引き込む工事が容易で、保守点検もしやすいようにする。
【解決手段】鋼管杭１０を埋設したら、各杭の上端から少し下がったところにあごプレート１１を溶接する。このあごプレートの上に支持されるように、鉄筋コンクリート製のべた基礎１２を作る。各杭１０の上端部はべた基礎のスラブ１２ａを貫いて上に突出するようにする。基礎ができたら、各杭の中に熱媒体管１３を挿入し、ヒートポンプと接続する。
【選択図】図４

Description

本発明は建物を支える基礎杭を利用した地中熱利用技術に関する。

地中の温度は年間を通して温度変化が少なく、気温に比べて冬は高く、夏は低い。したがって、地中と地上の間で熱交換を行えば、暖冷房や給湯設備のエネルギー消費を大幅に低減することが可能になる。そのためには、図１に示すように地中深く熱媒体管を埋設する必要があるが、ボーリングなどの工事費が高いものにつく。そこで、図２に示すように、建物を支持している基礎杭１０の中に熱媒体管１３を引き込むようにしたアイディアがある（例えば、特許公開２００１−１４７０５６）。このように基礎杭を採熱に利用するためには、地下水位が高く、基礎杭が地下水に浸っていることが必要である。

軟弱地盤に木造住宅を建てる場合、耐震性を増すため基礎杭は有効であるが、コストの問題があって余り普及していない。しかし、基礎杭を利用して冷暖房費の節約が可能なので、長い目で見てコストの問題は解消できる。

ところで、従来の杭基礎では、図３に示すように、基礎杭の頭の上にコンクリート基礎が載っかる構造なので、基礎を作る前に基礎杭の中に熱媒体管を導いて置く必要があり、後で基礎コンクリートを打設すると、基礎杭への冷媒管引き込み部がコンクリート中に埋め殺しになってしまう。このため、工事が面倒になり、後々の保守点検もやりにくいという問題がある。

この発明は、基礎杭への熱媒体管の引き込み工事が容易で、保守点検もしやすいようにすることを課題とする。

この発明に係る地中熱利用建物は、地中に埋設された基礎杭の上端近くに支持部材が固定されており、その支持部材の上に支持されるようにべた基礎が構築され、基礎杭の上端部はべた基礎のスラブ部を貫いて開口しており、その開口から熱媒体管を基礎杭の中に通すようにしたものである。

このように基礎杭に固定した支持部材で基礎（べた基礎）を支持するようにしたので、基礎ができ上がってから、基礎の上に突出する基礎杭の開口から熱媒体管を基礎杭の中に通すことができ、配管工事が極めて容易になり、後々の維持管理も容易になるという効果がある。

この発明の実施形態を図４を用いて説明する。木造住宅を軟弱地盤上に建てるに際し、まず、基礎杭１０を埋設する。ここでは、先端に羽根を持った回転埋設式鋼管杭（外径140mm）を用いた。杭の長さは12m、総本数は32本である。なお、建物は延べ面積130m²の２階建てである。

杭を埋設したら、各杭の上端から少し下がったところに支持部材としてつば状のあごプレート１１を溶接する。次いで、このあごプレートの上に支持されるように、鉄筋コンクリート製の基礎１２を作る。この基礎はいわゆるべた基礎であって、建物の下がすべてコンクリートスラブ１２ａで覆われており、壁や柱の下にそれらを支える立上がり部１２ｂを設けたものである。各杭１０の上端部はスラブ１２ａを貫いて上に突出するようにする。

基礎ができたら、各杭の中に、不凍液が流れる熱媒体管１３を挿入する。熱媒体管としてここでは架橋ポリエチレンチューブをＵ字状に折り返した用いたものを用いた。杭１０の開口は蓋１５で塞ぐ。

各杭の中に挿入したそれぞれの熱媒体管１３は全部を直列に接続した上でヒートポンプに繋ぐ（図２）。なお、基礎杭１０の中は液体（水ないし不凍液さらにはオイル等）１６で満たす。

この基礎杭を用いたシステムでは、熱媒体管１３内を流れる不凍液は、基礎杭の中を通過する間に地中熱を吸収してこれをヒートポンプに運ぶ。ヒートポンプはこの熱を利用して建物の暖房や給湯を行う。

ここで設置したヒートポンプは暖房能力が7.0kw、定格消費電力が1.7kwなので、その差5.3kwが地中から汲み取る必要採熱量となる。各基礎杭の長さは12mあるが、有効長を9mとして、これに杭の本数32本を乗じると、総有効管長は288mとなる。そして、単位長さあたりの採熱量を20w/mと仮定すると、地中から得られる熱量は5.76kwとなり、上記必要採熱量を賄うことができる。

採熱管を地中に埋めた地中熱利用システムの説明図である。同じく、基礎杭を利用するものの説明図である。従来の杭基礎の説明図である。本発明による杭基礎の説明図である。

符号の説明

１０基礎杭
１１支持部材としてのあごプレート
１２べた基礎
１２ａスラブ
１３熱媒体管
１６杭内部の液体

Claims

地中に埋設された基礎杭の上端近くに支持部材を固定し、該支持部材の上に支持されるようにべた基礎を構築し、該基礎杭の上端部は該べた基礎のスラブ部を貫いて開口しており、該開口から熱媒体管を該基礎杭の中に挿入するようにした地中熱利用建物。