JP2007063877A

JP2007063877A - 冷暖房床

Info

Publication number: JP2007063877A
Application number: JP2005252666A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tomomoto; 聡友本; Tetsumi Nakamura; 哲巳中村; Tatsuhiko Kokubu; 達彦國分; Yasusuke Fukumitsu; 安祐福満; Masaki Atsumi; 匡喜渥美
Original assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Current assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】床を速く所望の温度に調節することができる冷暖房床を提供する。
【解決手段】温度調節された液体冷熱媒(18)の流路を内部に有する放冷熱パネル(24)と、放冷熱パネル(24)の上に積層されており、床面を形成する床仕上げ材(22)とで構成されている冷暖房床(10)であって、床仕上げ材(22)には、木質材よりも熱伝導性のよい無機質板(28)が用いられることにより、放冷熱パネル(24)を流れる液体冷熱媒(18)の温度を、床仕上げ材(22)に速く伝えることができるので、床を速く所望の温度に調節することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、床を速く所望の温度に調節することができる冷暖房床に関する。

従来から、建屋の床を冷暖房する床冷暖房システムが知られている。このシステムには、液体冷熱媒の温度調節器と、ポンプと、液体冷熱媒を循環するための往路および復路配管と、液体冷熱媒を循環させる流路を有する冷暖房床とが備えられている。温度調節器で温度調節された液体冷熱媒をポンプから送り出し、室内の冷暖房床に供給して、当該冷暖房床で放熱または冷却させた後に、温度調節器に戻すようになっている（例えば、特許文献１）。

このような床冷暖房システムに用いられる冷暖房床は、液体冷熱媒の流路を内部に有する放冷熱パネルと、床仕上げ材とで構成されている。一般的には、床仕上げ材として、住宅用の木質床仕上げ材（例えば、合板や木質繊維板を基材として表面に突板や木目柄化粧シートが貼着された木質床仕上げ材等）が用いられている。
特開平１０−１７６８４８

しかし、木質床仕上げ材は熱伝導性に乏しい材料であるため、床面が所望の温度に達するまでに時間がかかり、液体冷熱媒の流路からの距離によって床面に温度ムラが生じることがあった。

また、床面を速く所望の温度まで冷却するために、通常よりも温度の低い液体冷熱媒を循環させると、放冷熱パネルと木質床仕上げ材との間に結露が生じ、結露水により木質床仕上げ材などが腐食し、カビが発生するおそれがあった。

さらに、木質床仕上げ材を用いた床面を踏むと、足裏の体温が木質床仕上げ材に伝達し難く、発散しないことから、足裏と床面との間で体温がこもったような状態となり、床面を冷房したことによる快適感を良好に得られ難いという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、床冷房時において床面の温度ムラが少なく、かつ、内部結露が発生し難く、さらに、足裏などの床面に接する部分からも快適な冷涼感を得ることができる冷暖房床を提供することを目的とする。

請求項１に記載された冷暖房床(10)は、「温度調節された液体冷熱媒(18)の流路を内部に有する放冷熱パネル(24)と、放冷熱パネル(24)の上面に積層されており、床面を形成する床仕上げ材(22)とで構成されている冷暖房床(10)であって、床仕上げ材(22)には、木質材よりも熱伝導性のよい無機質板(28)が用いられていること」を特徴とする。

この発明によれば、無機質板(28)の熱伝導性が、木質材よりも高いことにより、放冷熱パネル(24)を流れる液体冷熱媒(18)の温度を、床仕上げ材(22)に速く伝えることができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載された冷暖房床(10)における床仕上げ材(22)が、「無機質板(28)よりも薄い木質材(30)および(32)を無機質板(28)の表面および裏面に積層して構成されていること」を特徴とする。

この発明によれば、無機質板(28)の表面および裏面に木質材(30)および(32)が積層されていることにより、床仕上げ材(22)の曲げ強度などの剛性を向上させることができる。

請求項１に記載した発明によれば、液体冷熱媒(18)の温度を床仕上げ材(22)に速く伝えることができるとともに、液体冷熱媒(18)の流路からの距離による熱伝導性の差が少なくなることにより、床仕上げ材(22)の温度ムラが少なく、床仕上げ材(22)に反りやひずみが生じ難い。また、冷房時において、液体冷熱媒(18)の温度を低くしなくても床面が所望の温度に速く到達することから、床仕上げ材(22)と放冷熱パネル(24)との間の結露の発生を抑制することができる。さらに、足裏の熱が床仕上げ材(22)に伝達されやすくなるので、床面と足裏との間に熱がこもったような状態になり難く、足裏に心地よい冷涼感を得ることができる。

請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加えて、床仕上げ材(22)の曲げ強度等の剛性を向上させることができるので、床仕上げ材(22)の反りやねじれ等の変形が生じるのを防止することができ、取り扱い性も向上し、施工性に優れたものとなる。さらに、木質的外観を備えるので、床面の美感を良好にすることができる。

以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。

本発明が適用された冷暖房床(10)は、図１ないし図３に示すように建屋基礎上の土台や床束(12)、大引(14)および根太(16)と協働して、住宅の床を構成するとともに、床を冷暖房するための熱源である液体冷熱媒(18)と液体冷熱媒循環装置(20)とを組み合わせることで、床冷暖房システムが構成されている。

大引(14)は、根太(16)の直下において、根太(16)と直交するように配設されており、根太(16)を支持し、根太(16)からの重量を土台や床束(12)を通して基礎に伝える役割を有する角材である。

根太(16)は、冷暖房床(10)の直下に配設されており、冷暖房床(10)、家具、および人などの重量を大引(14)に伝える役割を有する角材であって、大引(14)よりも細い角材である。

冷暖房床(10)は、床仕上げ材(22)と、放冷熱パネル(24)と、構造用合板(26)とで構成されている。

床仕上げ材(22)は、冷暖房床(10)の最上面に配置されている板材であって、無機質板(28)と、表面用板(30)と、裏面用板(32)とで構成されている。

無機質板(28)は、木質材よりも熱伝導性のよい板材が用いられている。本実施例では、鉱物質繊維としてロックウール４７重量％、無機質粉状体としてシラス発泡体２７重量％、結合剤としてフェノール樹脂２１％、その他有機繊維、撥水剤、凝集剤などを水中混合したスラリーを湿式抄造して得られた湿潤マットに熱圧プレスを施して２層構造として、厚さ３ｍｍ、比重１．４５となった板材を用いている。このような湿式抄造による湿潤マットは、繊維の向きを板面と平行に揃えることができるので、繊維の向きを揃えることが難しい乾式の板材に比べて、強度の強い板材を得ることができる。また、繊維を伝って熱が伝達されることから、無機質板(28)の表面にかけた熱は平面的に拡散する。このため、熱のこもりが少ない板材を得ることができる。

表面用板(30)は、冷暖房床(10)の表面材であって、床施工後に目にふれる面であり、人の足裏などが直接触れる床面を形成する木質化粧板材である。本実施例では、視覚的な美感を考慮して、表面にＵＶ塗装を施した０．３ｍｍの木質化粧単板を用いており、無機質板(28)に接着剤（本実施例では、変性酢酸ビニルエマルジョンが用いられている。）により貼着されている。

裏面用板(32)は、温度や湿度の変化による床仕上げ材(22)の反りの発生などを防止するため、無機質板(28)の裏面に取り付けられている木質板材である。本実施例では、表面用板(30)と同じ０．３ｍｍの木質単板を用いているが、裏面用板(32)は、床施工後、目にふれない面であるから、ＵＶ塗装および化粧板は用いられていない。なお、表面用板(30)および裏面用板(32)を取り付けずに、無機質板(28)のみで床仕上げ材(22)を構成することもできるし、裏面用板(32)または表面用板(30)のどちらか一方のみを取り付けることもできる。

放冷熱パネル(24)は、床仕上げ材(22)の下に積層されている板状材であって、均熱材(34)と、冷温水管(36)と、放冷熱材(38)と、断熱材(40)とで構成されている。

均熱材(34)は、液体冷熱媒(18)と床仕上げ材(22)との伝熱を均一化するために、熱伝導性のよい材料で製作されている薄板材であり、放冷熱パネル(24)の最上面に取り付けられている。本実施例の場合、厚さ０．０８ｍｍのアルミ箔が用いられている。

冷温水管(36)は、内部に液体冷熱媒(18)を通すための流路を備えている複数のパイプであって、それぞれ適当な間隔をもって、平行または蛇行状に水平に配置されている。従来は、金属材料（例えば銅）が用いられていたが、金属材料の腐食の問題や床材の軽量化の要望などにより、耐久性、柔軟性のある樹脂管が用いられている。本実施例では架橋ポリエチレン管が用いられている。

放冷熱材(38)は、均熱材(34)と同様に、液体冷熱媒(18)と床仕上げ材(22)との伝熱を均一化するために、熱伝導性のよい材料で製作された薄板材であり、冷温水管(36)の下面に取り付けられている。本実施例の場合、厚さ０．０４ｍｍのアルミ箔が用いられている。

断熱材(40)は、放冷熱パネル(24)と、根太(16)が配設されている床下空間との間を断熱し、液体冷熱媒(18)と床仕上げ材(22)との熱交換効率を高めるために設けられた、熱伝導率の低い板材であり、放冷熱パネル(24)の最下面に取り付けられている。本実施例では、厚さ９ｍｍの発泡ポリスチレンが用いられている。

構造用合板(26)は、冷暖房床(10)の最下面に取り付けられている板材であって、根太(16)に載置されることにより、冷暖房床(10)などの重量を根太(16)に伝える役割を有する。本実施例では、厚さ１２ｍｍの合板が用いられている。

液体冷熱媒(18)は、床を冷暖房するための熱源となる液体であって、液体冷熱媒循環装置(20)および冷温水管(36)内の流路を循環する。本実施例では、液体冷熱媒(18)として、水が用いられている。

液体冷熱媒循環装置(20)は、冷温水管(36)と協働して液体冷熱媒(18)を循環させるための装置であり、温度調節器(42)と、連絡管(44)と、循環ポンプ(46)とで構成されている。

温度調節器(42)は、液体冷熱媒(18)の温度を床冷暖房に適した温度に調節するための器具であり、本実施例では、ヒートポンプが用いられている。

連絡管(44)は、冷温水管(36)と温度調節器(42)とを連通するためのパイプであり、液体冷熱媒(18)が温度調節器(42)から冷温水管(36)へ移動する際に通過する往路連絡管(44a)と、液体冷熱媒(18)が冷温水管(36)から温度調節器(42)へ戻る際に通過する復路連絡管(44b)が設けられていることにより、液体冷熱媒(18)を循環させることができる。

循環ポンプ(46)は、液体冷熱媒(18)を循環させるためのポンプであり、本実施例では、往路連絡管(44a)と温度調節器(42)との間に設けられている。

本発明が適用された冷暖房床(10)を用いて床冷房を行う場合について、以下に説明する。

循環ポンプ(46)を操作して液体冷熱媒(18)を循環させるとともに、温度調節器(42)を操作して、液体冷熱媒(18)の温度を２５ないし２７℃に設定する。

上記温度となった液体冷熱媒(18)が、冷温水管(36)の内部を連続的に通過すると、温度の高い床仕上げ材(22)の有する熱が液体冷熱媒(18)に移動する。これにより、床仕上げ材(22)の表面温度が低下し、床冷房状態となる。

このとき、無機質板(28)の熱伝導率が高いことにより、床面の温度ムラが生じ難く、床面の温度変化が速い。これにより、放冷熱パネル(24)と床仕上げ材(22)との間に結露が生じるような、低温度の液体冷熱媒(18)を循環させる必要が無いので、結露水による床仕上げ材(22)などの腐食や、カビなどが発生しない。

また、床面を踏んだ場合、足裏からの熱が素早く拡散されるので、体温が足裏と床面との間にこもらない。これにより、床面を冷房したことによる快適感を良好に得ることができる。

なお、床暖房を行う場合は、液体冷熱媒(18)の温度を４０ないし６０℃に設定する。すると冷房時とは逆方向に熱が移動し、床面の温度が上昇する。

なお、建築工法の違いや、床を敷設する階などの状況によって、冷暖房床(10)を、大引(14)や根太(16)とは異なる支持方法によって支持することも可能である。例えば、図４に示すように、構造用合板(26)の下面に支持板(48)を取り付け、支持脚(50)によって床全体を支持する方法がある。

無機質板(28)は、ケイ酸カルシウム板、硬質セメントケイ酸カルシウム板、スラグ石膏板、火山性ガラス質複層板などを用いることができる。また、無機質板の厚さは特に限定されないが、２ｍｍないし５ｍｍ厚が好適である。２ｍｍより薄いと、床仕上げ材(22)としての強度を維持することが困難になり、５ｍｍより厚いと、熱伝導性が悪くなって、本件発明の効果を十分に奏することが困難になるからである。

また、無機質板(28)は、鉱物質繊維と、無機質粉状体と、結合剤とを必須成分とし、比重が１．０以上のものが、適度な靱性を備え薄くても脆弱さの少ない床仕上げ材(22)として好適である。

鉱物質繊維としては、ロックウール、スラグウール、ガラスウール、ガラス繊維などがあり、これらを単体もしくは複数混合して用いることができる。鉱物質繊維の添加量は、３５ないし７０重量％、特に４５ないし６０重量％の割合で添加することが好適である。３５重量％未満であると強度が弱くなり、生産性も悪い。逆に、７０重量％を超えると、相対的に添加される無機粉体状の添加量が少なくなり、高い密度を得ることが難しくなる。

無機質粉状体としては、シラス発泡体、シリカフラワー、ガラス発泡体、炭酸カルシウム、酸化アルミ、バーミキュライトなどがあり、これらを単体もしくは複数混合して用いることができる。無機質粉状体の添加量は、２０ないし５５重量％が望ましい。２０重量％未満であると、強度が弱くなって生産性も悪くなる。５５重量％を超えると相対的に添加される鉱物質繊維の添加量が少なくなり、高い密度を得ることが難しくなる。

結合剤としては、メラミン樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂、ポリビニールアルコール、アクリルエマルジョン、酢ビエマルジョン、およびこれらの変性物の他、澱粉、コーンスターチ、大豆粉、小麦粉などがあり、これらを単体もしくは複数混合して用いることができる。結合剤の添加量としては、５ないし２５重量％が望ましい。５重量％未満であると、強度不足を生じる。２５重量％を超えると、コストアップであるとともに、相対的に鉱物質繊維の添加量が少なくなり、曲げ強度が弱くなる。

表面用板(30)および裏面用板(32)としては、木質単板、合板、ＬＶＬ、ＭＤＦ、ＯＳＢ、ウェハボード、パーティクルボード、インシュレーションボードなどの木質板、およびこれらの複合板などを用いることができる。また、厚さは、０．２ｍｍないし０．８ｍｍが好適である。０．２ｍｍよりも薄いと、表面用の板としては薄くなりすぎて破損するおそれがあり、無機質板(28)の曲げ強度を補強する効果にも乏しくなる。０．８ｍｍよりも厚いと、床仕上げ材(22)全体としての熱伝導性が低下して、本件発明の効果を十分に奏することが困難になるからである。

放冷熱パネル(24)の断熱材(40)としては、ポリスチレン系、ウレタン系、フェノール系などの発泡樹脂断熱材などを用いることができる。

温度調節器(42)は、ヒートポンプに限られず、チラーユニット、吸収式冷凍機、およびボイラなどを用いてもよい。

液体冷熱媒(18)は、水に限られず、不凍液、その他の水溶液を用いることができる。

本件発明に係る冷暖房床を適用した床構造を示す断面図である。本件発明に係る冷暖房床の構造を示す断面図である。液体冷熱媒循環装置の概略構成図である。本件発明に係る冷暖房床を適用した他の床構造を示す断面図である。

符号の説明

(10)…冷暖房床
(18)…液体冷熱媒
(22)…床仕上げ材
(24)…放冷熱パネル
(26)…構造用合板
(36)…冷温水管

Claims

温度調節された液体冷熱媒の流路を内部に有する放冷熱パネルと、
前記放冷熱パネルの上面に積層されており、床面を形成する床仕上げ材とで構成されている冷暖房床であって、
前記床仕上げ材には、木質材よりも熱伝導性のよい無機質板が用いられていることを特徴とする冷暖房床。
前記床仕上げ材は、前記無機質板よりも薄い木質材を前記無機質板の表面および裏面に積層して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷暖房床。