JP2008156910A - 建築用部材及び建築構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】真空断熱材を適用したパネル状の建築用部材において、建築用部材を貫通する釘などの固定部材で固定する場合の断熱性能の劣化の低減を図る。
【解決手段】建築用部材１１は、真空断熱材１２を発泡断熱材１３で覆っており、真空断熱材１２は、面積の大きさの異なる複数種類の複数の芯材１４と、片面に熱溶着層を有するガスバリア性で可撓性のラミネートフィルムからなる外被材１５とを有し、熱溶着層同士が対向する外被材１５の間に複数の芯材１４が相対的に面積が大きい長方形の芯材１４の周囲に相対的に小さい芯材１４が位置するように配置されて、複数の芯材１４のそれぞれが互いに独立した空間内に位置するように芯材１４の周囲の外被材１５の間に芯材１４が無い部分の外被材１５同士が圧熱溶着されて減圧密封されてなる。また、建築用部材１１の両表面には、面材１６を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築用部材及び建築構造物に関するものである。

近年、地球環境保護の観点より、家電製品や産業機器と並び住宅等の建物の省エネルギー化も取り組むべき重要な課題となっている。そのため、様々な断熱材の適用や各種断熱施工法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１により開示されている従来の建物１の概略断面図である。図９に示すように、特許文献１における従来の建物１は、断熱材として熱伝導率が０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である硬質ポリウレタンフォーム２が外壁仕上材３及び屋根材４の内側部分に設けられていることにより、断熱性を確保している。

硬質ポリウレタンフォーム２は、断熱性能が優れるため、薄くして施工することができる。そのため、施工する際、長い釘やビスを必要とせず、一般に多用される五寸釘等の施工釘を使用することができる。

図１０は、従来の断熱施工工程を説明するための図である。従来の断熱施工工程では、図１０の従来の建物１の外壁部１ａの斜視断面図に示すように、コンクリート基礎５の上の土台柱６に木軸７を組み、木軸７に構造用面材８を貼り、その上に複数の木下地９ａを垂直方向に並行に組む。そして、各木下地９ａの間に硬質ポリウレタンフォーム２を配置し、硬質ポリウレタンフォーム２の上に合板１０を貼り、合板１０の上に複数の木下地９ｂを垂直方向に並行に組み、木下地９ｂに外壁仕上材３を固定する。
特開２００３−２７８２９０号公報

しかしながら、従来の建物１の構成では、所定の断熱性の確保のためには硬質ウレタンフォーム１０２の厚みを厚くする必要があった。

本発明は、上記課題を考慮し、断熱性能が良好な建築用部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、真空断熱材を発泡断熱材で覆った複合断熱材よりなる建築用部材における前記真空断熱材を、大きさの異なる複数種類の複数の芯材と、片面に熱溶着層を有するガスバリア性で可撓性の外被材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記複数の芯材が相対的に大きい芯材の周囲に相対的に小さい芯材が位置するように配置されて、前記複数の芯材のそれぞれが互いに独立した空間内に位置するように前記外被材の間に芯材が無い部分の前記外被材同士が圧熱溶着されて減圧密封されてなる真空断熱材にしたのである。

これにより、建築用部材の端部を柱、間柱に合わせて釘等により建物に固定する場合において、釘等により破袋する真空断熱材の面積を小さくできるため、有効に働く真空断熱材の面積が多くなり、この建築用部材の建築構造物への設置後の建築用部材に対する熱伝導率が小さく有効に機能する真空断熱材の面積比率の向上を行うことができ、これより設置後の建築用部材の熱伝導率を低減することができ、更には建築構造物の断熱性能を向上できる効果が得られる。

本発明によれば、建築用部材の建築構造物への設置後の建築用部材に対する熱伝導率が小さく有効に機能する真空断熱材の面積比率の向上を行うことができ、これより設置後の建築用部材の熱伝導率の劣化を低減することができ、更には建築構造物の断熱性能を向上できる効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の建築用部材の発明は、真空断熱材を発泡断熱材で覆った複合断熱材よりなる建築用部材であって、前記真空断熱材は、大きさの異なる複数種類の複数の芯材と、片面に熱溶着層を有するガスバリア性で可撓性の外被材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記複数の芯材が相対的に大きい芯材の周囲に相対的に小さい芯材が位置するように配置されて、前記複数の芯材のそれぞれが互いに独立した空間内に位置するように前記外被材の間に芯材が無い部分の前記外被材同士が圧熱溶着されて減圧密封されてなることを特徴とする。

この建築用部材は、断熱性能が良好な複数の芯材よりなる真空断熱材を有しており、建築用部材を柱・間柱に固定するためには建築用部材の端部近傍に釘を打つことにより固定する。

そのため、建築用部材の端部近傍の芯材面積を小さくすれば、この釘打ち時のミスにより建築用部材の端部近傍の芯材を覆う外被材に孔があいて、その芯材が位置する空間の内部圧力が増加して、その部分の断熱性能が低下しても、外被材に孔があいて断熱性能が低下する部分の面積は小さいため、損傷による影響を小さくできる。

これより、建築用部材を住宅に適用した場合に有効に働く真空断熱材の建築用部材に対する面積比率を大きく取れることより、建築用部材の熱伝導率を低減することができるため、建築構造物の断熱を高くできる効果、または建築構造物の壁厚を薄くできる効果が得られる。

また、請求項２に記載の建築用部材の発明は、請求項１に記載の発明において、真空断熱材の端部に相対的に小さい芯材が隣接していることを特徴とする。

真空断熱材の端部に相対的に（面積が）小さい芯材が隣接しているため、釘打ちのミスにより建築用部材の端部近傍の芯材を覆う外被材に孔があいて、その芯材が位置する空間の内部圧力が増加して、その部分の断熱性能が低下しても、外被材に孔があいて断熱性能が低下する部分の面積は小さいため、損傷による影響を小さくできる効果が得られる。

これより、建築用部材を住宅に適用した場合に有効に働く真空断熱材の建築用部材に対する面積比率を大きく取れることより、建築用部材の熱伝導率を低減することができるため、建築構造物の断熱を高くできる効果、または建築構造物の壁厚を薄くできる効果が得られる。

また、請求項３に記載の建築用部材の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、相対的に小さい芯材をその周囲の少なくとも一部に有する相対的に大きい芯材は、ほぼ同寸法・同形状の芯材を横方向に配置し、更にこれらを縦方向に配置していることを特徴とするものであり、釘打ちにより破袋した場合大きな影響が出る支障が出るその面積が大きい部分の位置をほぼそろえることができる。これにより、請求項１の発明の効果に加え、建築用部材の釘打ちにおいて、間違って芯材の大きな部分を破袋することを防止できる効果が得られる。

また、請求項４に記載の建築用部材の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、複合断熱材の表面に面材を設けると共に、面材に芯材の位置を記載したことを特徴とするものであり、請求項１の発明の効果に加え、釘打ち時に真空断熱材の位置を意識的に避けて釘を打つことにより、真空断熱材破袋防止を図ることができる効果が得られる。

また、請求項５に記載の建築用部材の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、複合断熱材の表面に面材を設けると共に、面材に芯材が存在しない場所に釘打ち可能部を記載したことを特徴とするものであり、請求項１の発明の効果に加え、釘打ち可能部へ釘を打つことにより、真空断熱材は破袋しないため、真空断熱材破袋防止を確実に図ることができる効果が得られる。

また、請求項６に記載の建築構造物の発明は、柱または間柱と、前記柱にその端部を固定した請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建築用部材よりなる建築構造物である。

この建築構造物は、建築用部材の建築構造物への固定において、破袋しても大きな支障が出ない部分を釘打ちにより固定しているため、施工完了時には、建築用部材の熱伝導率の劣化つまり建築構造物の施工による断熱性能の低下を小さく抑えることができる。これより、建築構造物の断熱性を高くできたり、または建築構造物の壁厚を薄くできる効果が得られると共に、真空断熱材の位置を気にせず建築用部材の端部近傍に釘打ちを行うことにより簡単に建築構造物の建設を行うことができる効果が得られる。

また、請求項７に記載の建築構造物の発明は、柱または間柱と、前記柱に面材に記載した真空断熱材の芯材の位置表示を避けて固定した請求項４に記載の建築用部材よりなる建築構造物である。

この建築構造物は、その建築用部材の固定において、釘打ち時に建築用部材の面材に記載された真空断熱材の位置を意識的に避けて釘を打つことにより、真空断熱材を破袋させることなく建築構造物の断熱性能を良好に保持できる効果が得られ、建築構造物の断熱性を高くできたり、または建築構造物の壁厚を薄くできる効果が得られる。また、真空断熱材の位置を避けて釘打ちを行うことにより、簡単に建築用部材の中の真空断熱材の破袋防止を行うことができる効果が得られる。

また、請求項８に記載の建築構造物の発明は、柱または間柱と、前記柱に面材に記載されている釘打ち可能部に釘を打つことにより固定した請求項５に記載の建築用部材よりなる建築構造物である。

この建築構造物は、その建築用部材の固定において、釘打ち時に建築用部材の面材に記載された釘打ち可能部分に釘を打つことにより、真空断熱材を知らない人に対しても、非常に簡単に真空断熱材を破袋させることなく建築構造物の断熱性能を良好に保持できる効果が得られる。これより建築構造物の断熱性を高くできたり、または建築構造物の壁厚を薄くできる効果が得られる。

次に、真空断熱材の構成材料について詳細に説明する。

芯材に使用する材料は、気相比率９０％前後の多孔体をシート状または板状に加工したものであり、工業的に利用できるものとして、発泡体、粉体、および繊維体等がある。これらは、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を使用することができる。

このうち、発泡体としては、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォーム等の連続気泡体が利用できる。また、粉体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物を利用できるが、工業的には、乾式シリカ、湿式シリカ、パーライト等を主成分とするものが使用できる。

また、繊維体としては、無機系、有機系、およびこれらの混合物が利用できるが、コストと断熱性能の観点から無機繊維が有利である。無機繊維の一例としては、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール等、公知の材料を使用することができる。

また、これら、発泡体、粉体、および繊維体等の混合物も適用することができる。

外被材に使用するラミネートフィルムは、最内層を熱溶着層とし、中問層にはガスバリア層として、金属箔、或いは金属蒸着層を有し、最外層には表面保護層を設けたラミネートフィルムが適用できる。また、ラミネートフィルムは、金属箔を有するラミネートフィルムと金属蒸着層を有するラミネートフィルムの２種類のラミネートフィルムを組み合わせて適用しても良い。

なお、熱溶着層としては、低密度ポリエチレンフィルム、鎖状低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレンービニルアルコール共重合体フィルム、或いはそれらの混合体等を用いることができる。

表面保護層としては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムの延伸加工品など、公知の材料が利用できる。

以下、本発明による実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における建築用部材の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線での建築用部材の断面図である。また、図３は真空断熱材の平面図、図４は図３のＢ−Ｂ線での真空断熱材の断面図である。

本実施の形態の建築用部材１１は、真空断熱材１２を発泡断熱材１３で覆った複合断熱材よりなる建築用部材１１であって、真空断熱材１２と硬質ウレタン発泡断熱材等の発泡断熱材１３はほぼ同一寸法で一体発泡して作製されており、真空断熱材１２は建築用部材１１の表面に配置されているか、または発泡断熱材１３の中に配置されている。

真空断熱材１２は、繊維体からなり厚みが同じ（厚さ２〜２０ｍｍ）で面積の大きさの異なる複数種類の複数の芯材１４と、片面に熱溶着層を有するガスバリア性で可撓性のラミネートフィルムからなる外被材１５とを有し、熱溶着層同士が対向する外被材１５の間に複数の芯材１４が相対的に面積が大きい長方形の芯材１４の周囲に相対的に小さい芯材１４が位置するように配置されて、複数の芯材１４のそれぞれが互いに独立した空間内に位置するように芯材１４の周囲の外被材１５の間に芯材１４が無い部分の外被材１５同士（熱溶着層同士）が圧熱溶着されて減圧密封されてなる。

相対的に面積が大きい長方形の芯材１４は、４つあり、格子状（碁盤目状に）に、縦方向に２列、横方向に２列、配置されている。また、相対的に面積が大きい長方形の芯材１４の短辺には、相対的に面積が大きい長方形の芯材１４の短辺とほぼ同じ大きさの長辺をもつ相対的に面積が小さい長方形の芯材１４の長辺が隣接しており、相対的に面積が大きい長方形の芯材１４の長辺には、相対的に面積が大きい長方形の芯材１４の長辺の半分より若干小さい長辺をもつ相対的に面積が小さい長方形の２つの芯材１４の長辺が隣接している。

また、外被材１５は、芯材１４側より、熱溶着層、１０μｍ以下のアルミ箔、ナイロンまたはポエチレンテレフタレート等よりなる第２の保護層、ナイロンまたはポエチレンテレフタレート等よりなる第１の保護層より構成されている。

また、建築用部材１１の表面・裏面には、真空断熱材１２と発泡断熱材１３を一体発泡した時に設けられた面材１６を有している。

また、真空断熱材１２の端部１７に相対的に小さい芯材１４が隣接しており、相対的に小さい芯材１４をその周囲の少なくとも一部に有する相対的に大きい芯材１４は、ほぼ同寸法・同形状の芯材１４を横方向に配置し、更にこれらを縦方向に配置している。

図５、図６は、本実施の形態の建築用部材１１を用いて建築構造物２４を建設する工程を説明するための図であり、図５は建築構造物２４の概略断面図、図６は図５のＣ−Ｃ位置の紙面表から裏方向に対する断面図である。

本実施の形態の建築構造物２４では、コンクリート基礎２５の上の土台２６に柱２７を組み、柱２７及び柱２７間に設けられている間柱２８に建築用部材１１を釘等により固定する。この時、建築用部材１１は、外壁との間に通気層を設けるため、胴縁２９、建築用部材１１，柱２７（間柱２８）の順に設けられる。また、胴縁２９に外壁仕上材３０を固定する。

建築用部材１１を柱２７と柱２７または柱２７と間柱２８または間柱２８と間柱２８に固定する場合、建築用部材１１の端部近傍１８及び真空断熱材の近傍を釘打ち位置とし釘等で固定する。この時に、建築用部材１１の端部近傍１８及び真空断熱材１２の端部１７近傍に存在する芯材１４を覆う外被材１５が釘打ちのミスによる損傷により破袋する可能性がある。

しかし、釘打ちのミスによる損傷により破袋する可能性がある建築用部材１１の端部近傍１８に近い芯材１３の面積は、相対的に小さいため、釘打ちによる建築用部材１１の損傷を小さく抑えることができる。つまり、真空断熱材１２の中で柱２７または間柱２８への釘打ちによる固定により破袋する芯材部の比率を小さくすることができ、更に建築構造物２４完成後における熱伝導率が低く有効に機能する真空断熱材１２の建築用部材１１に対する比率は建築用部材１１の端部近傍１８に相対的に小さい芯材を配置していないもの（複数の芯材の大きさを同じにしたもの）より大きくとれるため、建築構造物２４に適用した建築用部材１１の熱伝導率を小さく良好にできる効果が得られる。これより、建築用部材１１の熱伝導率を低減することができ、この建築用部材１１を適用した建築構造物２４の断熱性を高くできたり、また建築構造物２４の壁厚を薄くできる効果が得られる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における建築用部材の平面図である。

建築用部材１１の表面には、真空断熱材１２と発泡断熱材１３を一体発泡した時に設けられた面材３１を有しており、面材３０には真空断熱材１２の芯材位置表示３２が記載されている。

この建築用部材１１を建築構造物２４の適用においては、建築構造物２４のコンクリート基礎２５の上の土台２６に柱２７を組み、柱２７及び柱２７間に設けられている間柱２８に建築用部材１１を釘等により固定する。建築用部材１１は、外壁との間に通気層を設けるため、胴縁２９、建築用部材１１，柱２７（間柱２８）の順に設けられる。また、胴縁２９に外壁仕上材３０を固定する。

建築用部材１１を柱２７と柱２７または柱２７と間柱２８または間柱２８と間柱２８に固定する場合、建築用部材１１の端部近傍１８で、真空断熱材１２の芯材１４が配置されていない場所を面材３１に記載された芯材の位置表示３２を参考に真空断熱材１２の芯材１４のない場所を選定し、これを釘打ち位置とし釘等で固定する。

この時には、釘打ちにより真空断熱材１２における芯材１４を密封している部分が破袋することを防止できる効果が得られ、また、建築構造物２４完成後における熱伝導率が低く有効に機能する真空断熱材１２の建築用部材１１に対する比率は建築用部材１１の端部近傍１８に相対的に小さい芯材を配置していないもの（複数の芯材の大きさを同じにしたもの）より大きくとれるため、建築構造物２４に適用した建築用部材１１の熱伝導率を小さく良好にできる効果が得られる。これより、建築用部材１１の熱伝導率を低減することができ、この建築用部材１１を適用した建築構造物２４の断熱性を高くできたり、また建築構造物２４の壁厚を薄くできる効果が得られる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における建築用部材の平面図である。

建築用部材１１の表面には、真空断熱材１２と発泡断熱材１３を一体発泡した時に設けられた面材３３を有しており、面材３３には釘打ちを行っても真空断熱材１２の芯材１４を密封している部分が破袋しない釘打ち可能部３４が記載されている。

この建築用部材１１を建築構造物２４の適用においては、建築構造物２４のコンクリート基礎２５の上の土台２６に柱２７を組み、柱２７及び柱２７間に設けられている間柱２８に建築用部材１１を釘等により固定する。建築用部材１１は、外壁との間に通気層を設けるため、胴縁２９、建築用部材１１，柱２７（間柱２８）の順に設けられる。また、胴縁２９に外壁仕上材３０を固定する。

建築用部材１１を柱２７と柱２７または柱２７と間柱２８または間柱２８と間柱２８に固定する場合、面材３３に記載された釘打ち可能部分３４に釘等で固定する。この時には、釘打ちにより真空断熱材１２の芯材１４を密封している部分が破袋することを防止できる効果が得られると共に真空断熱材１２の有無を考えず機械的に簡単に釘打ちを行うことができるため真空断熱材１２を知らない人でも簡単に作業を行うことができ、また、建築構造物２４完成後における熱伝導率が低く有効に機能する真空断熱材１２の建築用部材１１に対する比率は建築用部材１１の端部近傍１８に相対的に小さい芯材を配置していないもの（複数の芯材の大きさを同じにしたもの）より大きくとれるため、建築構造物２４に適用した建築用部材１１の熱伝導率を小さく良好にできる効果が得られる。これより、建築用部材１１の熱伝導率を低減することができ、この建築用部材１１を適用した建築構造物２４の断熱性を高くできたり、また建築構造物２４の壁厚を薄くできる効果が得られる。

以上のように、本発明は、建築用部材の端部を釘等により建物に固定する場合において、固定後の建築用部材の熱伝導率の劣化を低減でき、建築構造物の断熱性能を向上できるので、パネル状の建築用部材を釘等により固定して断熱性を向上させる建物（建築物）に適用できる。

本発明の実施の形態１における建築用部材の平面図 図１のＡ−Ａ線断面図 同実施の形態の建築用部材に用いた真空断熱材の平面図 図３のＢ−Ｂ線断面図 同実施の形態の建築用部材を用いた建築構造物の概略断面図 図５のＣ−Ｃ線断面図 本発明の実施の形態２における建築用部材の平面図 本発明の実施の形態３における建築用部材の平面図 従来の建物の概略断面図 同従来の建物の断面斜視図

符号の説明

１１ 建築用部材
１２ 真空断熱材
１３ 発泡断熱材
１４ 芯材
１５ 外被材
１６，３１，３３ 面材
２４ 建築構造物
２７ 柱
２８ 間柱
３２ 芯材の位置表示
３４ 釘打ち可能部

Claims (8)

1. 真空断熱材を発泡断熱材で覆った複合断熱材よりなる建築用部材であって、前記真空断熱材は、大きさの異なる複数種類の複数の芯材と、片面に熱溶着層を有するガスバリア性で可撓性の外被材とを有し、前記熱溶着層同士が対向する前記外被材の間に前記複数の芯材が相対的に大きい芯材の周囲に相対的に小さい芯材が位置するように配置されて、前記複数の芯材のそれぞれが互いに独立した空間内に位置するように前記外被材の間に芯材が無い部分の前記外被材同士が圧熱溶着されて減圧密封されてなることを特徴とする建築用部材。
2. 真空断熱材の端部に相対的に小さい芯材が隣接している請求項１に記載の建築用部材。
3. 相対的に小さい芯材をその周囲の少なくとも一部に有する相対的に大きい芯材は、ほぼ同寸法・同形状の芯材を横方向に配置し、更にこれらを縦方向に配置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建築用部材。
4. 複合断熱材の表面に面材を設けると共に、面材に芯材の位置を記載したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建築用部材。
5. 複合断熱材の表面に面材を設けると共に、面材に芯材が存在しない場所に釘打ち可能部を記載したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建築用部材。
6. 柱または間柱と、前記柱にその端部を固定した請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建築用部材よりなる建築構造物。
7. 柱または間柱と、前記柱に面材に記載した真空断熱材の芯材の位置表示を避けて固定した請求項４に記載の建築用部材よりなる建築構造物。
8. 柱または間柱と、前記柱に面材に記載されている釘打ち可能部に釘を打つことにより固定した請求項５に記載の建築用部材よりなる建築構造物。

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