JP2007056635A - 建物外壁 - Google Patents

Abstract

【課題】 優れた断熱性能を有する真空断熱材を断熱材として利用して建物外壁の厚みの増加を抑えつつ断熱性能を向上でき、包装材の破れによる真空断熱材の断熱性能の低下を抑えることができる建物外壁を提供する。
【解決手段】 外装材３と内装材４を設けた建物外壁１内に配設される断熱材として真空断熱材５を備える。真空断熱材５は、片側又は両側の最外層を輻射熱を反射する金属層１５としたガスバリア性を有する包装材１０と、包装材１０内に真空状態で封入した芯材９とを備え、真空断熱部１６が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部１６がシール部１７で一連に接続されたシート状のものである。真空断熱材５を建物外壁１を構成する外壁構成材に固着する。建物外壁１内に真空断熱材５の金属層１５が面する空間層７及び又は８を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は内部に断熱材を配設した建物外壁に関する。

内装材と外装材を備えた建物外壁内には例えば特許文献１に示すようにグラスウールやウレタンフォーム等からなる断熱材が充填される。

しかしグラスウールやウレタンフォーム等の断熱材は断熱性能が低いという問題がある。また断熱材の厚みを厚くすれば建物外壁の断熱性能を高められるが、断熱材の厚みは建物外壁の厚みで制限されるため、断熱性能を向上するには建物外壁を厚くする必要があった。また特許文献１では外装材を桟材を介して柱材に設けることで断熱材と外装材との間に空間層を形成し、この空間層で断熱を行っているが、例えば外装材が太陽熱により高温になった場合にはこの外装材から断熱材側に向けて輻射熱が放射されて断熱材に伝わるため、この点でも建物外壁としての断熱性能が低かった。

また断熱材としては例えば特許文献２に示すような真空断熱材が知られている。このものは無機粉体や無機繊維からなる１つの芯材をガスバリア性を有する包装材内に略真空状態で封入して形成され、内部に芯材を封入した真空断熱部により断熱を行うものであり、上記したグラスウールやウレタンフォーム等からなる断熱材と比較して断熱性能が優れている。

そこで本発明者は本発明に到る前に前述の真空断熱材を建物外壁内に配設することで建物外壁全体としての厚みを抑えつつ建物外壁の断熱性能を向上することを想起した。

しかしこの真空断熱材は真空断熱材の全面に亘る真空断熱部を一つだけ有するものであるため、真空断熱部を覆う包装材の一部が破れただけで真空断熱材全体の真空が破壊されて断熱性能が低下してしまうという問題がある。従って真空断熱材を釘等の固着具を用いて建物外壁内に固着する際や、建物外壁の施工後に取付物を取付けるにあたって建物外壁の外面から釘等の固着具を打入した際等に誤って真空断熱材の包装材を破ってしまった場合、断熱材全体の真空が破壊されて断熱性能が大きく低下してしまう。更に特許文献２の真空断熱材の包装材は最外層にＰＥＴやナイロン等の樹脂層からなる保護層を形成し、この保護層により包装材が破れることを防止したり、包装材の強度を高めたりしているのだが、この保護層を形成するＰＥＴやナイロンからなる樹脂層は輻射熱を反射し難く熱を吸収しやすい。このため真空断熱材は輻射熱に対する断熱性能が低く、このような真空断熱材を輻射熱の影響が強い建物外壁内に配設した場合は真空断熱材が本来有する優れた断熱性能を発揮できない。
特開２００４−２９３０４２号公報 特開２００１−２３１６８１号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、優れた断熱性能を有する真空断熱材を断熱材として利用して建物外壁の厚みの増加を抑えつつ断熱性能を向上でき、しかも包装材の破れによる真空断熱材の断熱性能の低下を抑えることができる建物外壁を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る建物外壁は、外装材３と内装材４を設けた建物外壁１内に配設される断熱材として真空断熱材５を備え、該真空断熱材５は、片側又は両側の最外層を輻射熱を反射する金属層１５としたガスバリア性を有する包装材１０と、包装材１０内に真空状態で封入した芯材９とを備えて、芯材９を内部に備えた真空断熱部１６が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部１６が包装材１０の各真空断熱部１６の外周部をシールするシール部１７で一連に接続されたシート状のものであって、該真空断熱材５を建物外壁１を構成する外壁構成材に固着し、建物外壁１内に真空断熱材５の金属層１５が面する空間層（７及び又は８）を形成したことを特徴とするものである。

このように建物外壁１内に断熱性能に優れた厚みの薄いシート状の真空断熱材５を配設することで、建物外壁１の厚みの増加を抑えつつ建物外壁１に高い断熱性能を付与できる。またこの真空断熱材５はシール部１７に孔をあけても真空断熱部１６の真空が破壊さされないため、シール部１７に釘等の固着具を打入して外壁構成部材に取付けられ、シール部１７を建材に取付ける固着部として利用できる。またこの真空断熱材５は各真空断熱部１６の周囲をシール部１７でシールすることで各真空断熱部１６の内部を独立した空間としているので、真空断熱材５を釘等の固着具を用いて建物外壁１内に固着する際や、施工後の建物外壁１の外面に取付物を取付けるにあたって建物外壁１の外面から釘等の固着具を打入する際等に、誤って真空断熱材５の包装材１０を破ってしまったとしても真空断熱材５全体の断熱性能が大きく低下することがない。更には建物外壁１内に真空断熱材５の最外層に設けた金属層１５に面する空間層７、８を形成することで、該空間層７、８により建物外壁１の断熱性を高めることができ、またこの場合、外装材３や内装材４から真空断熱材５側に放射された輻射熱を金属層１５によって反射して輻射熱を抑制でき建物外壁１の断熱性能を一層高められる。

また複数並設した柱材２の屋外側に外装材３を配設すると共に屋内側に内装材４を配設した建物外壁１とし、真空断熱材５の包装材１０の両側の最外層を輻射熱を反射する金属層１５とし、該真空断熱材５を複数の柱材２に亘るように柱材２の屋外側に配設して該真空断熱材５と内装材４の間に包装材１０の片側の金属層１５が面する屋内側空間層８を形成すると共に、真空断熱材５の屋外側に桟材６を介して外装材３を配設して該外装材３と真空断熱材５の間に包装材１０の他側の金属層１５が面する屋外側空間層７を形成することも好ましい。

この場合、屋内側空間層８と屋外側空間層７の断熱効果と、包装材１０の屋内側空間層８側と屋外側空間層７側の両側の金属層１５による輻射熱の反射とで建物外壁１の断熱性能を一層高められる。

また上記真空断熱材５の包装材１０は、熱溶着層１１、ガスバリア性を有するガスバリア層１２、保護層１３を順に積層した積層フィルム１４を熱溶着層１１同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で熱溶着して形成したものであって、保護層１３の外面に上記輻射熱を反射する金属層１５が積層されたものであることも好ましい。

熱溶着層、ガスバリア層、保護層を積層した従来の真空断熱材の包装材の最外面に金属層１５を積層するだけで真空断熱材５の断熱性能を高めることができる。またこの場合、包装材１０にガスバリア性を有する金属層１５とガスバリア層１２とで二重にガスバリア性を付与できて、真空が破壊されることを確実に防止できる。

また上記真空断熱材５の包装材１０は、熱溶着層１１の表面に直接保護層１３を積層した積層フィルム１４を熱溶着層１１同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で熱溶着して形成したものであって、各積層フィルム１４の保護層１３の外面に上記輻射熱を反射する金属層１５が積層され、該金属層１５により包装材にガスバリア性が付与されることも好ましい。

輻射熱を反射する金属層１５で包装材１０にガスバリア性を付与できるため、包装材１０の層構成を単純にできる。

本発明では建物外壁内に断熱性能に優れた厚みの薄いシート状の真空断熱材を配設することで、建物外壁の厚みの増加を抑えつつ建物外壁に高い断熱性能を付与できる。またシール部に釘等の固着具を打入して外壁構成部材に取付けることができる。また真空断熱材を釘等の固着具を用いて建物外壁内に固着する際や、建物外壁の施工後に取付物を取付けるにあたって建物外壁の外面から釘等の固着具を打入する際等に、誤って真空断熱材の包装材を破ってしまったとしても真空断熱材全体の断熱性能が大きく低下することがない。更には建物外壁内に真空断熱材の最外層に設けた金属層に面する空間層により建物外壁の断熱性を高めることができ、また外装材や内装材から真空断熱材側に放射された輻射熱を金属層によって反射して輻射熱を抑制でき建物外壁の断熱性能を一層高められる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１に示す本例の建物外壁１は、基礎（図示せず）上に土台等を介して複数本並べて立設された間柱等からなる柱材２と、柱材２の屋外側に設けた外装材３と、柱材２の屋内側に設けた内装材４とを備えており、この建物外壁１内には断熱材として図２及び図３に示す矩形シート状の真空断熱材５を配設している。

真空断熱材５は、両側の最外層を輻射熱を反射する金属層１５としたガスバリア性（ガス不透過性）を有する包装材１０と、該包装材１０内に真空状態で封入した芯材９とで構成されており、芯材９を内部に備えた真空断熱部１６が所定間隔を介して多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部１６が包装材１０の各真空断熱部１６の外周部をシールするシール部１７で一連に接続されている。各真空断熱部１６は矩形板状に形成され、正面視で縦方向に複数並べて設けた真空断熱部１６の列が隣合う列の真空断熱部１６が縦方向において重複するように横方向に複数列設けられている。隣合う列及び行の真空断熱部１６は厚み方向の中間部同士が帯状のシール部１７で接続されており、シール部１７は正面視で格子状に形成されている。

真空断熱材５の芯材９としては熱伝導率が低い材料が用いられ、この材料としてはシリカやパーライト等の無機質紛体、グラスウール等の無機繊維、連続気泡の発泡ウレタン等の連通フォーム等が挙げられる。なお芯材９として粉体を用いる場合は粉体が包装材１０内を真空にすると共に吸引されることを防止するために不織布等の袋に充填して使用する。

包装材１０は図３のように熱溶着層１１、ガスバリア層１２、保護層１３、金属層１５を順に積層したガスバリアー性を有する積層フィルム１４をその熱溶着層１１同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で適宜箇所を熱溶着して袋状に形成したものであり、各積層フィルム１４の保護層１３の外面、に輻射熱を反射する金属層１５を積層している。即ち包装材１０の両側の最外層を金属層１５としている。なお包装材１０の各層１１、１２、１３、１５は包装材１０の全面に亘って積層されるものである。

熱溶着層１１は熱溶着性に優れた材料からなり、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の樹脂フィルムが用いられる。

ガスバリア層１２は少なくともアルミニウムや銀等の金属からなる層を有してこの層によりガスバリア性を有するものであり、金属箔、蒸着した金属層、又は金属蒸着を施した樹脂フィルムからなる。

保護層１３はガスバリア層１２を保護してガスバリア層１２に傷等がついて包装材１０の内部に外気が侵入しないようにし、尚且つ包装材１０の曲げ等に対する強度を保ってガスバリア層１２が変形して破れないように保護するものであり、熱溶着層１１よりも融点が高い樹脂フィルムが用いられる。具体的にはポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルムや、ナイロン等のアミド系フィルムの内少なくとも一つを含むものが保護層１３として用いられる。

また包装材１０の最外層の金属層１５としては銀等からなる金属箔や、上記保護層１３にアルミニウムや銀等を蒸着して形成した金属蒸着層からなる。保護層１３をアルミニウムや銀等の金属蒸着層とした場合は金属層１５の積層が容易になる。

ここで本例の真空断熱材５は、芯材９としてグラスウールを用い、また包装材１０の熱溶着層１１としてポリエチレンフィルムを用い、ガスバリア層１２としてアルミニウム箔を用い、保護層１３として外側のポリエチレンテレフタレートフィルムと内側のナイロンフィルムの２層からなるものを用い、最外層の輻射熱反射用の金属層１５としてアルミニウム箔を用いている。

真空断熱材５を形成する場合、例えば熱溶着層１１、ガスバリア層１２、保護層１３、金属層１５からなる積層フィルム１４間に多数の芯材９を所定間隔を介して縦横に並べて配置し、この包装材１０内を減圧して真空状態にし、これにより包装材１０の内面を多数の芯材９の外面にぴったりと沿わせ、この後、包装材１０の各芯材９の外周部（即ち芯材９が存在せず且つ積層フィルム１４の熱溶着層１１同士が直接接触した部分の全て）を熱溶着して各芯材９の外周部をシールする。

上記により一つの芯材９と包装材１０の同芯材９に対応する部分とで形成された矩形板状の真空断熱部１６が多数並設され、またこれら多数の真空断熱部１６が前記包装材１０の各芯材９の外周部を全周に亘って熱溶着してシールする部分からなるシール部１７で一連に接続された真空断熱材５が形成される。なお本例の真空断熱部１６の厚みは例えば５〜１０ｍｍとし、またシール部７の幅（即ち芯材５間の距離）は１０〜１５ｍｍとしているが、勿論これに限定されるものではない。

このように形成された真空断熱材５にあっては、包装材１０の内部がガスバリア層１２を有する包装材１０により外気と遮断されて１／１０００気圧程度の真空状態となり、これにより包装材１０内部の空気の対流による伝熱が防止される。従って真空断熱材５は対流による伝熱の防止と芯材９が有する断熱性とを備えた高い断熱性能を有するものとなる。具体的には一般のグラスウールからなる断熱材に比べて５〜２０倍、硬質ウレタンフォームからなる断熱材の３〜１０倍の断熱性能を有する。

またシール部１７により各真空断熱部１６内の芯材９を収納した空間が独立した空間となっており、包装材１０の特定の真空断熱部１６に対応する部位が破れて外気が侵入したとしても他の真空断熱部１６の真空度は低下しないようになっている。またこの積層フィルム１４を二重に重ねて溶着したシール部１７で容易に折り曲げられるようになっており、これにより真空断熱材５をシール部１７で折り曲げてコンパクトにして搬送することも可能である。

そして上記真空断熱材５は図１のように柱材２、外装材３、内装材４、桟材６等からなる建物外壁１を構成する外壁構成材に固着され、これにより建物外壁１内には真空断熱材５の金属層１５が面する空間層７、８が形成される。

真空断熱材５を外壁構成材に固着するには、例えば包装材１０におけるシール部１７を釘等の固着具で柱材２に固着する。図示例の建物外壁１にあっては、真空断熱材５を複数の柱材２に亘るように柱材２の屋外側の面に沿って配設し、柱材２の屋外側に真空断熱材５及び上下に長い桟材６を介して外装材３を固着してあり、これにより外装材３と真空断熱材５の間に包装材１０の片側の金属層１５に面する屋外側空間層７を形成すると共に、柱材２の屋内側の面に直接固着した内装材４と真空断熱材５との間に包装材１０の他側の金属層１５に面する屋内側空間層８を形成している。

ここで真空断熱材５は芯材９の夫々を互いに独立した空間に配してあるため、上記のように真空断熱材５を釘等の固着具を用いて建物外壁１内に固着する際や、建物外壁１の施工後に取付物を取付けるにあたって建物外壁１の外面から釘等の固着具を打入する際等に、誤って真空断熱材５の包装材１０を破ってしまったとしても真空断熱材５全体の断熱性能が大きく低下することがない。

上記のように建物外壁１内に断熱性能に優れた厚みの薄いシート状の真空断熱材５を配設することで、建物外壁１の厚みの増加を抑えつつ建物外壁１に高い断熱性能を付与できる。また内装材４と真空断熱材５の間には屋内側空間層８が形成され、また外装材３と真空断熱材５との間には屋外側空間層７が形成されるので、各空間層７、８で断熱がなされて建物外壁１の断熱性をより一層高められる。またこの場合、真空断熱材５の包装材１０の最外層である金属層１５は屋外側空間層７や屋内側空間層８に面しているので、外装材３や内装材４から真空断熱材５側に放射された輻射熱を金属層１５によって反射して輻射熱を抑制でき、さらに建物外壁１の断熱性能を高められる。

また本例の包装材１０は、熱溶着層１１、ガスバリア性を有するガスバリア層１２、保護層１３を順に積層した積層フィルム１４を熱溶着層１１同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で熱溶着して形成したものであって、この保護層１３の外面に金属層１５が積層されたものであるので、従来の熱溶着層、ガスバリア層、保護層を積層した真空断熱材の包装材の最外面に金属層１５を積層するだけで真空断熱材５の断熱性能を高めることができる。また包装材１０にガスバリア性を有する金属層１５とガスバリア層１２とで二重にガスバリア性を付与できて、真空が破壊されることを確実に防止できる。

なお本例の真空断熱材５では包装材１０の両側の最外層に輻射熱反射用の金属層１５を設けたが、屋外側空間層７側又は屋内側空間層８側のいずれか一方の最外層にのみ金属層１５を設けても良い。また本例では真空断熱材５を外壁構成材の一つである柱材２に固着した例を示したが、真空断熱材５は外装材３や内装材４、桟材６等のその他の外壁構成材に固着してあっても良い。また柱材２間に形成された屋内側空間層８内にはグラスウールやウレタンフォーム等からなる断熱材や真空断熱材５を配設しても良いし配設しなくても良い。また各空間層７、８は建物外壁１の外部と連通せず独立した空間であっても良いし、また建物外壁１の外部と連通して床下や室内を換気するための通気空間を形成するものであっても良い。

また特に真空断熱材５のシール部１７を釘等の固着具で柱材２に固着して取付ける場合は、隣合うシール部１７の中心間距離を建物のモジュールの整数分の１に設定したり、またシール部１７の幅を固着具を打入するためのハンマ等が当たらないような長さに設定することが好適である。

また本例の包装材１０の各積層フィルム１４にはガスバリア層１２を設けたが、このガスバリア層１２は図４のように設けなくても良い。同図の包装材１０は、熱溶着層１１の表面に直接保護層１３を積層した積層フィルム１４を熱溶着層１１同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で熱溶着して形成されるものであって、各積層フィルム１４の保護層１３の外面に上記輻射熱を反射する金属層１５が積層され、該金属層１５により包装材１０にガスバリア性が付与されている。つまり包装材１０は熱溶着層１１、保護層１３、金属層１５の三層からなる。具体的には両積層フィルム１４を共に、熱溶着層１１をポリエチレンフィルムとし、該熱溶着層１１に直接積層される保護層１３を外側のポリエチレンテレフタレートフィルムと内側のナイロンフィルムの２層とし、最外層をアルミニウム箔としている。この場合、輻射熱反射用の金属層１５で図３の包装材１０におけるガスバリア層１２を兼用でき、包装材１０の層構成を単純にできる。なお図４の真空断熱材５にあっても、輻射熱反射用の金属層１５をアルミニウムや銀等の金属蒸着層としても良いものとする。また包装材１０の各層１１、１３、１５は包装材１０の全面に亘って積層されるものとする。

次に更に他例の建物外壁１を図５に示す。なお上記図１の例と同一の構成については同一の番号を付与してあり、重複する説明は省略する。

本例の真空断熱材５は図３の真空断熱材５における包装材１０の片側の最外層のみを金属層１５としており、他方の積層フィルム１４を熱溶着層１１、ガスバリア層１２、保護層１３のみで構成している。また建物外壁１にあっては、複数の柱材２の屋外側の面に直接外装材３を固着してあり、桟材６を設けていない。また真空断熱材５を前記金属層１５が屋外側を向くように柱材２の屋内側の面に釘等の固着具で固着してあり、内装材４を柱材２の屋内側に真空断熱材５を介して配設している。

これにより外装材３と真空断熱材５との間にのみ空間層７が形成され、この空間層７により建物外壁１の断熱性を高めている。またこの場合、真空断熱材５の包装材１０の金属層１５は空間層７に面しており、これにより外装材３から真空断熱材５側に放射された輻射熱を金属層１５によって抑制し、さらに建物外壁の断熱性能を高めている。

次に更に他例の外壁を図６に示す。なお上記図１の例と同一の構成については同一の番号を付与してあり、重複する説明は省略する。

本例の真空断熱材５は図３の真空断熱材５における包装材１０の片側の最外層のみを金属層１５としており、他方の積層フィルム１４を熱溶着層１１、ガスバリア層１２、保護層１３のみで構成している。またこの真空断熱材５は前記金属層１５が屋内側を向くように柱材２の屋外側の面に釘等の固着具で固着している。また柱材２の屋外側に真空断熱材５のみを介して外装材３を固着してあり、桟材６を設けていない。

これにより内装材４と真空断熱材５との間にのみ空間層８が形成され、この空間層８により建物外壁１の断熱性を高めている。またこの場合、真空断熱材５の包装材１０の金属層１５は空間層８に面しており、これにより内装材４から真空断熱材５側に放射された輻射熱を金属層１５によって抑制し、さらに建物外壁の断熱性能を高めている。

本発明の実施の形態の一例を示す建物外壁の水平断面図である。 同上の真空断熱材の正面図である。 同上の真空断熱材の要部断面図である。 他例の真空断熱材を示す要部断面図である。 更に他例の建物外壁を示す水平断面図である。 更に他例の建物外壁を示す水平断面図である。

符号の説明

１ 建物外壁
２ 柱材
３ 外装材
４ 内装材
５ 真空断熱材
７ 屋外側空間層
８ 屋内側空間層
９ 芯材
１０ 包装材
１１ 熱溶着層
１２ ガスバリア層
１３ 保護層
１４ 積層フィルム
１５ 金属層
１６ 真空断熱部
１７ シール部

Claims (4)

1. 外装材と内装材を設けた建物外壁内に配設される断熱材として真空断熱材を備え、該真空断熱材は、片側又は両側の最外層を輻射熱を反射する金属層としたガスバリア性を有する包装材と、包装材内に真空状態で封入した芯材とを備えて、芯材を内部に備えた真空断熱部が多数並設されると共にこれら多数の真空断熱部が包装材の各真空断熱部の外周部をシールするシール部で一連に接続されたシート状のものであって、該真空断熱材を建物外壁を構成する外壁構成材に固着し、建物外壁内に真空断熱材の金属層が面する空間層を形成したことを特徴とする建物外壁。
2. 複数並設した柱材の屋外側に外装材を配設すると共に屋内側に内装材を配設した建物外壁とし、真空断熱材の包装材の両側の最外層を輻射熱を反射する金属層とし、該真空断熱材を複数の柱材に亘るように柱材の屋外側に配設して該真空断熱材と内装材の間に包装材の片側の金属層が面する屋内側空間層を形成すると共に、真空断熱材の屋外側に桟材を介して外装材を配設して該外装材と真空断熱材の間に包装材の他側の金属層が面する屋外側空間層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の建物外壁。
3. 上記真空断熱材の包装材は、熱溶着層、ガスバリア性を有するガスバリア層、保護層を順に積層した積層フィルムを熱溶着層同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で熱溶着して形成したものであって、保護層の外面に上記輻射熱を反射する金属層が積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建物外壁。
4. 上記真空断熱材の包装材は、熱溶着層の表面に直接保護層を積層した積層フィルムを熱溶着層同士が対向するように二枚重ね合わせた状態で熱溶着して形成したものであって、各積層フィルムの保護層の外面に上記輻射熱を反射する金属層が積層され、該金属層により包装材にガスバリア性が付与されていることを特徴とする請求項２に記載の建物外壁。

Images