JP2008540996A - 乾式暖房システムの２枚上板の施工構造及び方法 - Google Patents

乾式暖房システムの２枚上板の施工構造及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】乾式暖房システムの２枚上板の施工構造及び方法を提供する。
【解決手段】暖房システムの上部から発生する継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持し、上板のベンディングを最小化するように、放熱体の上部に積層される上板を２層構造で構成し、２層構造の上板のうち下部の第１上板は積載荷重(生活空間に必要な物など)を保持しつつ上板下部の放熱体(温水を使う暖房パネルまたは温水パイプ)を保護する役割を果たし、上部の第２上板は継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持する役割を果たすように構成することによって、乾式暖房システムにおいて優れた施工品質を確保できる。

Description

本発明は暖房熱源として温水を使う暖房パネルまたは温水パイプのような放熱体を含む乾式暖房システムに係り、さらに詳しくは放熱体の上部に積層される上板を２層構造で構成して暖房システムの上部から発生する継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持し、暖房熱による上板のベンディングを最小化することによって優れた施工品質を確保できる乾式暖房システムの施工構造及び施工方法に関する。
一般に、一戸建て、マンションのような住宅用建築物に適用される暖房システムは湿式工法であって、コンクリート床にパイプを埋設し、このパイプに温水のような暖房流体を供給して床を加熱する構造が通常使用されている。
しかし、前記湿式暖房システムは断熱効果に劣って暖房システムの熱効率が低い実情であり、騒音と振動を効率よく遮断できなくて防音機能が微弱であり、暖房システムの補修が難しくなるのみならず、補修に多大な費用がかかる。
前記湿式暖房システムの問題点を解決するため、コンクリート、合成樹脂、黄土のような材質のパネルに温水パイプを内蔵したり、温水パイプを挿入するための凹溝または固定部材を備えた乾式暖房パネルが開発された。前記乾式暖房パネルは組立式暖房システムであって、予め作製された乾式パネルを現場で簡単に組み立てて施工することから、工期が短縮され維持補修が改善される長所がある。
しかし、このような組立式暖房システムは最終仕上げ材(ビニール床シート、オンドル床、ＰＶＣタイル類など)との互換性が低くて最終仕上げ材の施工品質に問題が発生することから、その商品的価値が低下する問題がある。
従来の組立式暖房システムは放熱上板に鋼板、無機質ボードのような放熱 上板を単一層で構成して継ぎ目に生じる段差を無くし難くて平滑度に問題があり、よって施工時、特に継ぎ目の処理作業に不都合が発生した。また、暖房熱などによる上板のベンディング現象が発生して継ぎ目の段差は目立ち、平滑度を維持し難くなる。
従って、本発明は前述した従来の技術の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持し、上板のベンディング現象を最小化することによって優れた施工品質を確保できる乾式暖房システムの施工構造及び施工方法を提供するところにある。
本発明は前述した目的を達成するため、放熱体と該放熱体の上部に積層される上板とを備え、該上板が第１上板と第２上板の２層構造よりなり、第１上板と第２上板が上下に交差するように積層されることを特徴とする乾式暖房システムの施工構造を提供する。
本発明は乾式暖房システムにおいて優れた施工品質を確保するためのもので、 特に暖房システムの上部から発生する継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持し上板のベンディングを最小化するように、放熱体の上部に積層される上板を２層構造で構成したことを特徴とする。２層構造の上板のうち下部の第１上板は積載荷重(生活空間に必要な物)を保持しつつ上板下部の放熱体(温水を使用する暖房パネルまたは温水パイプ)を保護する役割を果たし、上部の第２上板は継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持する役割を果たす。
前記第１上板の継ぎ目と第２上板の継ぎ目は互いに重畳せず、上下に交差するように積層されることが強度及び平滑度の確保面から望ましい。
前記第１上板と第２上板の厚さの和は９ｍｍ以上、望ましくは９ないし１２ｍｍであるべき、第１上板は厚さ６ｍｍ以上、望ましくは６ないし８ｍｍ、第２上板は厚さ３ないし６ｍｍのものを使用することが望ましい。
上板全体の厚さが厚いほど良いが、上限値を制限することは生活空間を考慮したもので、具体的に上板の全体厚さが１２ｍｍであり、放熱体パネルまで３２ｍｍならば全体システムの厚さが４４ｍｍに至り、既存の湿式システムの全厚さが１１０ないし１２０ｍｍのものと比較して約７０ｍｍ程度の生活空間をさらに確保できるようになる。特に、高層建物の場合、層高(スラブから最上層スラブまでの高さ)減少によってさらに効果的である。
１枚の場合より２枚を重ねる場合に局部荷重に対する強度が低下するので、全体として上板厚さの和が少なくとも９ｍｍ以上になってこそ、局部圧縮荷重(試験方法:KS F 2273)を受ける場合に求められる３０ｋｇｆ/ｃｍ２以上の力を受けられ、１００ｋｇｆの荷重時沈下深さが３ｍｍ以内になる。
第１上板の場合は上板下部の暖房資材を保護し、上部の荷重を支えるべきなので、撓み強度が１００ｋｇｆ/ｃｍ２以上でなければならず、第２上板の場合は第１上板の継ぎ目における急激な段差を緩やかな曲線の形状に変える役割を果たすので、柔軟性(Flexibility)を持つべきである。従って、第２上板の厚さが６ｍｍを超えると柔軟性が足りないせいで、厚さ３ないし６ｍｍのものを使用するのが望ましい。
本発明の望ましい実施例に係る乾式暖房システムの施工構造は、床をなすスラブ上に形成される断熱材と、該断熱材の側端に形成され前記スラブに固定されるサイドモールディング材と、前記断熱材の上部に設けられ熱源として温水を使用する放熱体と、該放熱体上に積層され前記サイドモールディング材に固定される第１上板と、該第１上板上に積層され接着剤によって固定される第２上板とを含む。
前記第１上板と第２上板は耐熱性エポキシ接着剤によって接着されることが望ましく、前記接着剤の塗布量は２ないし１０ｋｇ/坪、望ましくは２．５ないし５ｋｇ/坪である。前記接着剤の主剤/硬化剤の配合比は重量比で０．３ないし１．５であることが望ましい。
前記第１上板及び第２上板の材質としては無機質ボード、金属プレート、エンジニアリングプラスチック(ＥＰ)、ＷＰＣ(Wood Polymer Composite)などを使用できるが、上板の材質としては無機質ボードを使用するのが望ましい。
前記サイドモールディング材は上下左右を混同しないように横と縦の大きさが同じ正方形のものが有利であるが、建設現場の状況を考慮する際、一方角部に面取り部を設けるのが望ましい。これは、スラブと壁面が直角をなすことができなくて(これはスラブ工事時表面張力によって側部にラウンド（Round）が発生する現象)直角のモールディング材がスラブに密着できない現象が発生しうるので、このような部分を吸収できるようにするためのものである。撓み強度の側面では横と縦のサイズが３０ないし５０ｍｍのものが望ましい。
前記第１上板はセルフドリルスクリューによってサイドモールディング材に固定され、前記セルフドリルスクリューが第１上板をしっかり固定するように、サイドモールディング材内でセルフドリルスクリューの固定深さは２０ないし５０ｍｍのものが望ましい。
前記放熱体としては温水パイプ自体のみならず、この温水パイプを含む放熱パネル、自体の内部流路を有する放熱パネルなど全形態の乾式パネルが適用可能である。
また、本発明は床をなすスラブ上に断熱材を施工する段階と、前記断熱材の側端にサイドモールディング材を施工し、サイドモールディング材を前記スラブに固定させる段階と、前記断熱材の上部に熱源として温水を使用する放熱体を施工する段階と、前記放熱体上に第１上板を施工し第１上板を前記サイドモールディング材に固定させる段階、及び前記第１上板上に接着剤を塗布し第２上板を固定させる段階とを含む乾式暖房システムの施工方法を提供する。
前記接着剤の塗布時に使われるヘラは鋼板素材であって、幅と高さが３ないし７ｍｍの溝を有し、９ないし２２ｍｍのピッチと６ないし１５ｍｍのピッチ間隔を有するのが望ましい。
以上述べたように、本発明は特に暖房システムの上部から発生する継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持し、上板のベンディングを最小化するように放熱体の上部に積層される上板を２層構造で構成し、２層構造の上板のうち下部の第１上板は積載荷重を保持しながら上板下部の放熱体を保護する役割をし、上部の第２上板は継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持する役割を果たすように構成することによって、乾式暖房システムにおいて優れた施工品質が確保できる。
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施形態をさらに詳述する。
図１は本発明に係る乾式暖房システムの施工構造を示した断面図であって、本発明の暖房システムは床をなすスラブ１０上に形成される断熱材２０と、該断熱材２０の側端に形成されコンクリートターカーピン１００によって前記スラブ１０に固定されるサイドモールディング材７０と、前記断熱材２０の上部に設けられ熱源として温水を使用する放熱体３０と、該放熱体３０上に積層されセルフドリルスクリュー９０によって前記サイドモールディング材７０に固定される第１上板４０と、該第１上板４０上に積層され接着剤８０によって固定される第２上板５０とからなる。
前記断熱材２０は放熱体３０から放出される熱がスラブ１０の底部に伝達されることを遮断して熱効率を高めるためのもので、通常発泡ポリスチレンであるＥＰＳ(Expandable Polystyrene)材質を使用する。
前記放熱体３０は発熱体として実質的な暖房要素であり、暖房熱源として温水を使用することを特徴とする。前記放熱体３０としては温水パイプ自体のみならず、この温水パイプを含む放熱パネル、自体の内部流路を有する放熱パネルなど全形態の乾式パネルが適用可能である。
前記第１上板４０は放熱体３０を保護するために放熱体３０に加わる荷重をさらに堅固に保持するようにし、放熱体３０の表面を均一にカバーする。
前記第２上板５０は継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持することによって暖房システムの施工品質を向上させ、また床仕上げ材６０の施工をさらに容易にする。
前記第１上板４０と第２上板５０の材質としては熱伝達及び耐荷重性を増大させるように、無機質ボード、アルミニウムメッキ鋼板のような金属プレート、エンジニアリングプラスチック(EP)、木材-高分子複合体であるＷＰＣ(Wood Polymer Composite)などを使用することができる。
アルミニウムメッキ鋼板の場合熱伝導率は優れるが、床仕上げ材６０が木質床材の場合、熱が加わると金属類は熱膨張が行われ、木質は熱による水分が蒸発して収縮が起こることによってベンディング発生(Bimetal現象と類似)する恐れがあり、よって熱伝導率が金属よりは劣るが、蓄熱性能に優れた無機質ボードが上板の材質として望ましい。
特に、第１上板４０の場合、積載荷重を保持しつつ上板下部の放熱体を保護するように、無機質ボードのうちＣＲＣ(Cellulose fiber Reinforced Cement Board)のような繊維強化セメントボードが望ましく、第２上板５０の場合、継ぎ目の段差を無くして平滑度を維持するように、無機質ボードのうちマグネシウムボードが望ましい。
前記第１上板４０と第２上板５０は接着剤８０で接合される。この際、前記第１上板４０の継ぎ目と第２上板５０の継ぎ目は互いに重畳しないように、すなわち上下部の上板同士で互いに継ぎ目が上下に交差するように積層されることが強度及び平滑度の確保面から望ましい。
前記接着剤８０としては暖房熱によって接着力が低下しないように耐熱性エポキシ接着剤を使用するのが望ましい。前記接着剤８０の塗布量は必要な接着力を得るために２ないし１０ｋｇ/坪、望ましくは２．５ないし５ｋｇ/坪を使用する。前記接着剤８０は主剤の耐熱性エポキシ樹脂と該エポキシ樹脂を硬化させるためのアミン系、酸無水物系などの硬化剤よりなり、この主剤対硬化剤の配合比は０．３ないし１．５のものが望ましい。
前記第１上板４０と第２上板５０を接着剤８０で接合した後、エアタッカーピン１１０を用いて接着剤８０が硬化されるまで第１上板４０と第２上板５０を固定するのが望ましい。前記エアタッカーピン１１０はエア工具を用いて固定するタッカーピンであって、図１のようにＣ形態のエアターカーピン１１０を使って第２上板５０から第１上板４０まで固定するのが望ましい。
前記エアタッカーピン１１０で上板４０、５０を固定した後は継ぎ目処理(パテ作業)を施してから床仕上げ材６０を施工して仕上げる。
前記サイドモールディング材７０は第１上板４０を固定させるためのもので、壁(Ｗ)と断熱材２０との間に設けられる。前記サイドモールディング材７０は上下左右を混同しないようにその横断面上横と縦の大きさが同一な正方形のものを使用できるが、建設現場の状況を考慮する際、サイドモールディング材の一面が面取り処理されたものを使用するのが望ましい。撓み強度の側面において横と縦の大きさは３０ないし５０ｍｍのものが望ましい。前記サイドモールディング材７０は一字形のコンクリートターカーピン(tacker pin)１００を使ってスラブ１０に固定される。
前記セルフドリルスクリュー(Self Drill Screw)９０は第１上板４０をサイドモールディング材７０に固定させる手段であって、第１上板４０に対する十分な固定力を得るために、第１上板４０を貫通した後サイドモールディング材７０内でセルフドリルスクリュー９０の固定深さは２０ないし５０ｍｍのものが望ましい。
図２は本発明の乾式暖房システムに適用可能な放熱体の一実施例であって、円形ないし楕円形の内部流路を有する暖房パネルの切開斜視図である。前記暖房パネル３０は暖房流体が流れる内部流路３４を有するように向かい合う上下部プレート３１、３２が一体に成形されたパネルであって、前記上下部プレート３１、３２はこれらよりそれぞれ上下対称に延びる多数の接合部材３１ａ、３２ａと内部流路３４によって定義される。前記暖房パネル３０は接合部材３１ａ、３２ａに曲線部(ｄ)構造を適用し、接合部材３１ａ、３２ａ及びパネル連結部３３に溝構造(ａ、ｂ、ｃ)を適用することによって、円形に近い内部流路３４の構造を有するように作製したパネルである。
図３は本発明によって２枚上板の接着に使われる接着剤８０の塗布量別接着力を比較したグラフであって、塗布量が増加するにつれて接着力は増加することが確認できる。この際接着力テストは５０×２００ｍｍ2サイズの試片２つを５０×５０ｍｍ2の接着面積で引張器を使って引張力(接着力)テストを施したものである。
接着剤８０の塗布量が２．０ｋｇ/坪なら接着力が４．０ｋｇ/ｃｍ２(１ｍ2に４０tonの力)以上に接合力側面で適しているが、安全率(約２５％)を考慮して２．５ｋｇ/坪以上のものが望ましい。塗布量が多すぎる場合接着力対比費用が上昇するので、接着剤８０の塗布量は２．０ないし１０ｋｇ/坪、望ましくは２.５ないし５ｋｇ/坪が適切である。
図４は本発明により２枚上板の接着に使われる接着剤８０の主剤/硬化剤別接着力を比較したグラフであって、硬化剤が多く配合されるほど接合力は増加することが確認できる。硬化剤が少なすぎると必要な接合力を得難く、逆に多すぎる場合接合力は大幅に増加しないので、主剤/硬化剤の配合比は重量比で０．３ないし１．５のものが望ましい。しかし、通常の規格によって主剤対硬化剤の配合比を重量比で１：１にして使用する。
図５は本発明によって２枚上板の接着に使われる接着剤８０のロット(Lot)別接着力を比較したグラフであって、製造日と関連するロットによって接着力にはさほど差がなく、３ヶ月以内のものを使用すれば適切である。
図６は本発明によって２枚上板の固定に使用されるセルフドリルスクリュー９０の固定深さ別固定力を比較したグラフであって、サイドモールディング材７０内でセルフドリルスクリュー９０の固定深さが増加するほど第１上板４０に対する固定力は増加することが確認できる。セルフドリルスクリュー９０の固定深さが小さすぎると十分な接合力を得難く、セルフドリルスクリュー９０の長さとサイドモールディング材７０の厚さによって異なるが、約２０ないし５０ｍｍ、望ましくは２５ｍんｍ以上の固定深さが適切である。セルフドリルスクリュー９０の規格は平頭で長さ３８ｍｍのものを使用するのが適切である。
サイドモールディング材７０の形状は上下左右を混同しないようにその横断面上に正方形のものが望ましく、その大きさは３０ないし５０ｍｍが適切であり、テスト結果次の表１において確認できるように、横×縦が３２×３２ｍｍなら撓み強度側面において十分である。
Figure 2008540996
図２は接着剤の塗布時に使われるヘラの規格を決定するためのテスト結果であって、溝の幅と高さは大きいほど有利であり、ピッチ間隔は狭いほど有利であり、ピッチ長さは１７ｍｍ以下が望ましく、ヘラの素材としては磨耗を減らすために鋼板素材を使用するのが望ましい。
従って、ヘラ規格は鋼板素材として、幅と高さが３ないし７ｍｍの溝を有し、９ないし２２ｍｍのピッチと６ないし１５ｍｍのピッチ間隔を有するのが適切であり、例えば４．６ないし４．７ｋｇ/ｃｍ２の十分な接着力を得るために必要な２．５ないし２．８ｋｇ/坪の塗布量を考慮すれば、表２のケース１を補って溝幅５ｍｍ、溝高さ４ｍｍ、ピッチ長さ１５ｍｍの鋼板素材のヘラを使う。
Figure 2008540996
図７は本発明により２枚上板を構成する第１上板１０及び第２上板５０の組み合わせによって局部圧縮強度を比較したグラフであって、左側バーは断熱材２０であってＥＰＳ上部で測定したものであり、右側バーは放熱体３０パネルの上部で測定したものであり、ＣＲＣは繊維強化セメントボードであり、ＮＦはマグネシウムボードであり、ｔは厚さ (thickness)であって、例えば９ｔは厚さ９ｍｍを意味する。
図８は本発明に係る２枚上板を半球形(直径２５ｍｍ)の押込棒にて１００ｋｇｆ加圧時沈下深さを比較したグラフである。
前記第１上板４０と第２上板５０の厚さの和は９ｍｍ以上、望ましくは９ないし１２ｍｍであるべきであり、第１上板４０は厚さ６ｍｍ以上、望ましくは６ｍｍないし８ｍｍ、第２上板５０は厚さ３ないし６ｍのものを使用するのが望ましい。
図７から分かるように、一枚の場合(CRC 9t, NF 8t)より２枚を重ねた場合に局部荷重に対する強度が低下するので、全体として上板厚さの和が少なくとも９ｍｍ以上になってこそ局部圧縮荷重(試験方法: KS F 2273)を受ける場合、求められる３０ｋｇｆ/ｃｍ２以上の力を受けることができ(図７)、１００ｋｇｆの荷重時沈下深さが３ｍｍ以内になる(図８)。
第１上板４０の場合は上板下部の暖房資材を保護し、上部の荷重を保持しなければならないので、撓み強度が１００ｋｇｆ/ｃｍ２以上になるべきであり、第２上板５０の場合は第１上板４０の継ぎ目における急激な段差を緩やかな曲線の形状に変える役割を果たすので、柔軟性(Flexibility)を持つべきである。従って、第２上板５０の厚さが６ｍｍを超えると柔軟性が足りないので、厚さ３ないし６ｍｍのものを使用するのが望ましい。
以上、本発明の望ましい実施例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で色々変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
本発明に係る乾式暖房システムの施工構造を示した断面図である。 本発明の乾式暖房システムに適用可能な放熱体の一実施例であって、円形ないし楕円形の内部流路を有する暖房パネルの切開斜視図である。 本発明により２枚上板の接着に使われる接着剤の塗布量別接着力を比較したグラフである。 本発明により２枚上板の接着に使われる接着剤の主剤/硬化剤別接着力を比較したグラフである。 本発明により２枚上板の接着に使われる接着剤のロット別接着力を比較したグラフである。 本発明によって２枚上板の固定に使われるセルフドリルスクリューの固定深さ別固定力を比較したグラフである。 本発明によって２枚上板を構成する第１上板及び第２上板の組み合わせによる局部圧縮強度を比較したグラフである。 本発明に係る２枚上板を半球形(直径２５ｍｍ)の押込棒にて１００ｋｇｆ加圧時沈下深さを比較したグラフである。
符号の説明
１０ スラブ
２０ 断熱材
３０ 放熱体
３１ 上部プレート
３１ａ 上部接合部材
３２ 下部プレート
３２ａ 下部接合部材
３３ パネル連結部
３４ 内部流路
４０ 第１上板
５０ 第２上板
６０ 床仕上げ材
７０ サイドモールディング材
７１ 面取り面
８０ 接着剤
９０ セルフドリルスクリュー
１００ コンクリートターカーピン
１１０ エアターカーピン

Claims (12)

  1. 放熱体と、
    該放熱体の上部に積層される上板と、を備え、
    前記上板が第１上板と第２上板の２層構造よりなり、
    第１上板の継ぎ目と第２上板の継ぎ目が互いに重畳せず上下に交差するように積層されることを特徴とする乾式暖房システムの施工構造。
  2. 前記第１上板と第２上板の厚さの和が９ないし１２ｍｍであり、
    第１上板の厚さが６ないし８ｍｍであり、
    第２上板の厚さが３ないし６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  3. 床をなすスラブ上に形成される断熱材と、
    該断熱材の側端に形成され、前記スラブに固定されるサイドモールディング材と、をさらに備え、
    前記放熱体は、前記断熱材の上部に設けられ、熱源として温水を使い、
    前記第１上板は、該放熱体上に積層され、前記サイドモールディング材に固定され、
    前記第２上板は、前記第１上板上に積層され、該第１上板に接着剤によって固定されることを特徴とする請求項１に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  4. 前記第１上板と第２上板は耐熱性エポキシ接着剤により接着されることを特徴とする請求項３に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  5. 前記接着剤の塗布量は２ないし１０ｋｇ/坪であることを特徴とする請求項３に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  6. 前記接着剤の主剤/硬化剤の配合比は重量比で０．３ないし１．５であることを特徴とする請求項３に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  7. 前記第１上板及び第２上板は無機質ボード、金属プレート、エンジニアリングプラスチック、ＷＰＣ(Wood Polymer Composite)の中から選ばれる１種であることを特徴とする請求項１に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  8. 前記サイドモールディング材は、縦および横が３０ないし５０ｍｍの大きさを有することを特徴とする請求項３に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  9. 前記第１上板はセルフドリルスクリューによってサイドモールディング材に固定され、セルフドリルスクリューのサイドモールディング材内の固定深さは２０ないし５０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  10. 前記放熱体は温水パイプ、温水パイプを含む放熱パネルまたは自体の内部流路を有する放熱パネルであることを特徴とする請求項１に記載の乾式暖房システムの施工構造。
  11. 床をなすスラブ上に断熱材を施工する段階と、
    前記断熱材の側端にサイドモールディング材を施工し、サイドモールディング材を前記スラブに固定させる段階と、
    前記断熱材の上部に熱源として温水を使う放熱体を施工する段階と、
    前記放熱体上に第１上板を施工し第１上板を前記サイドモールディング材に固定させる段階と、
    前記第１上板上に接着剤を塗布し第２上板を該第１上板に固定させる段階と、を備えた乾式暖房システムの施工方法。
  12. 前記接着剤の塗布時に使われるヘラーは鋼板素材であって、幅と高さが３ないし７ｍｍの溝を有し、９ないし２２ｍｍのピッチと６ないし１５ｍｍのピッチ間隔を有することを特徴とする請求項１１に記載の乾式暖房システムの施工方法。
JP2008511038A 2005-05-18 2005-11-28 乾式暖房システムの２枚上板の施工構造及び方法 Expired - Fee Related JP4739408B2 (ja)

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