JP2010013840A - 住宅 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱材を適用した住宅において、高い断熱効果を発揮するとともに防露性を有する断熱防露構造の実現を目的とする。
【解決手段】室内空間を形成する壁２に対し、断熱材６および内装材８を施工する断熱防露構造５を有し、断熱材６として芯材１１を難透湿性のガスバリアフィルム１２にて減圧密封したものを適用し、断熱材６の端部に胴縁７を配置する構造とした。断熱材６は真空断熱と同等の高断熱性能を発揮することできるとともに、ガスバリアフィルム１２の難透湿性により、断熱材６を通過して水蒸気が移動することがなく、さらに断熱材６の端部には胴縁７が配置されるので、端部が押圧されており、水蒸気が端部の隙間を通じて断熱材６の低温側に侵入することがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、室内空間を形成する壁、天井、床に対して断熱材が施工される住宅に関するものである。

近年、地球温暖化抑制の観点より、家電製品や産業機器の省エネルギー化と並び住宅起因のエネルギー削減も取り組むべき重要な課題である。住宅起因のエネルギー消費としては冷暖房運転の影響が大きいため、住宅駆体の断熱強化が重要な取り組みとなっている。そのため様々な断熱構造や各種断熱材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１４は、特許文献１により開示されている断熱壁の概略断面図である。図１４に示すように、特許文献１における従来の断熱構造は、躯体α上にボード１０２を形成した既存壁よりなる下地１０１上に略台形状の胴縁１０３を複数本固定し、壁下地全面に現場発泡型の合成樹脂発泡体１０４を吹き付けると共に胴縁１０３間に空間１０５ができるように形成し、胴縁１０３の表面に貼付した粘着テープによって、胴縁１０３上に防水シート１０６と乾式壁材１０７を施工している。
特開平７−１１７１７号公報

特許文献１に記載の断熱壁よりも高い断熱効果を得るためには、高性能の断熱材を適用することが必要であるが、その場合、断熱材の表裏間で大きな温度勾配が発生するため低温側で結露発生の懸念がある。

本発明は、上記課題に鑑み、高い断熱効果を発揮するとともに防露性を有する住宅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、本発明の住宅は、室内空間を形成する壁、天井、床に対し、断熱材および内装材を施工する断熱構造を有し、断熱材として芯材を難透湿性のガスバリアフィルムにて減圧密封したものを適用し、胴縁により断熱材の端部を室内空間を形成する壁と天井と床のいずれかの室内側表面に密着させたのである。

これにより、高い断熱効果を発揮するとともに防露性を有する住宅を提供することができる。

本発明の住宅に適用する断熱材は、難透湿性のガスバリアフィルムで空隙構造を有する芯材を減圧密封することで、芯材空隙部における気体成分の熱伝導の影響が無視できるようになり、真空断熱と同等の高断熱性能を発揮することできる。

また、難透湿性のガスバリアフィルムにより、断熱材を通過して水蒸気が移動することがなく、さらに断熱材の端部には胴縁が配置されるので、端部は押圧されており、水蒸気が端部の隙間を通じて断熱材の低温側に侵入することがない。

請求項１に記載の住宅の発明は、室内空間を形成する壁、天井、床と、前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に配置された断熱材と、前記断熱材の室内側に配置された内装材とを有する住宅であって、前記断熱材は難透湿性のガスバリアフィルムで空隙構造を有する芯材を減圧密封したものであり、前記断熱材の端部の室内側表面に胴縁を配置して前記胴縁により前記断熱材の端部を前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に密着させたのである。

従って、断熱材が真空断熱と同等の高断熱性能を有するとともに、難透湿性のガスバリアフィルムを構成要素とするため、断熱材を通過して室内側の水蒸気が移動することがなく、また、断熱材の端部は胴縁の配置により押圧され壁等に密着するので、室内側の水蒸気が断熱材端部の隙間を通じて断熱材の低温側に侵入することがない。このような構成とすることで、断熱性と防露性とを兼ね備えた構造となる。

請求項２に記載の住宅の発明は、室内空間を形成する壁、天井、床と、前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に配置された複数枚の断熱材と、前記断熱材の室内側に配置された内装材とを有する住宅であって、前記断熱材は難透湿性のガスバリアフィルムで空隙構造を有する芯材を減圧密封したものであり、隣り合う前記断熱材の端部が重なる重なり部を設け、前記重なり部の室内側表面に胴縁を配置して前記胴縁により前記重なり部を前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に密着させたのである。

従って、本発明の住宅では、請求項１に記載の発明と同様に、断熱材が真空断熱と同等の高断熱性能を有するとともに、難透湿性のガスバリアフィルムを構成要素とするため、断熱材を通過して室内側の水蒸気が移動することがなく、重なり部は胴縁の配置により押圧され壁等に密着するので、室内側の水蒸気が重なり部の隙間を通じて断熱材の低温側に侵入することがない。

また、断熱材の端部はラミネートフィルムのみで構成される無効断熱部であり、重なり部を設けることで無効断熱部の面積比率を低減することができる。このような構成とすることで、断熱性と防露性とを兼ね備えた構造となる。

請求項３に記載の住宅の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、ガスバリアフィルムが複層構造を有し、ガスバリア層として金属箔が適用されているものである。

従って、金属箔の高い透湿抵抗とガスバリア性により、断熱材を通過して室内側の水蒸気が移動することがなく、また、断熱材における芯材の減圧密封構造を長期にわたり維持することができる。

請求項４に記載の住宅の発明は、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、胴縁として発泡樹脂系断熱材が適用されているものである。

従って、無効断熱部に配置される胴縁を断熱材とするため、住宅全体の断熱効果を高めることができる。

また、発泡樹脂系断熱材も透湿抵抗を有するため、防露性を更に高めることに寄与できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

なお、以下の実施の形態では、住宅の壁に対する説明をしているが、天井及び床と置き換えても、本発明における同等の効果を発現するため、天井及び床の実施例は省略する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における住宅の概略断面図、図２は同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の要部断面図、図３は同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工途中を示す要部断面斜視図、図４は同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の要部断面斜視図、図５は同実施の形態の住宅に用いた断熱材の平面図、図６は図５のＡ−Ａ線における断面図、図７は同実施の形態の住宅に用いた断熱材の製造工程を示す概略断面図、図８は同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工手順を示す要部断面図である。

本発明の実施の形態１における住宅１は、図１における壁２、天井３、床４に対して断熱強化構造５を有するものである。断熱強化構造５を有する壁２は、一階であっても二階であってもよく、階数は問わない。また室外側は屋外であっても屋内であってもよいが、一般的に室内外の温度差が大きくなるので、本実施の形態では、室外側が屋外となる方が効果は高い。

また、断熱強化構造５は住宅全体に対して構築するだけでなく、居住者が主に生活するする空間だけに構築することも可能である。

本実施の形態における住宅１は、室内空間を形成する壁２、天井３、床４と、壁２と天井３と床４のいずれかの室内側表面に配置された断熱材６と、断熱材６の室内側に配置された内装材８とを有する住宅１であって、断熱材６は難透湿性のガスバリアフィルム１２で空隙構造を有する芯材１１を減圧密封したものであり、断熱材６の端部の室内側表面に胴縁７を配置して胴縁７により断熱材６の端部を壁２と天井３と床４のいずれかの室内側表面に密着させたものである。

なお、本実施の形態では、住宅の壁２に対する説明をしているが、天井３及び床４と置き換えても、同等の効果を発現するため、天井３及び床４の実施の形態は省略する。壁２は、所定間隔で並んだ横断面が長方形の柱１０の室内側の面に内面板２ａを設け、柱１０の室外側の面に外面板２ｂを設けたものである。

本実施の形態では、内装材８は石膏ボードを適用しており、胴縁７は発泡樹脂系断熱材を適用している。

内装材８は剛性を有し、断熱防露構造５の室内側面を仕上ることができるものであれば、他のボードを選定することもある。また、内装材８の上には壁紙で仕上ることで外観品位をあげることもある。

胴縁７としては、断熱材の中でも透湿抵抗が高いとされる硬質ウレタンフォームを選定している。その他に発泡樹脂系断熱材としてポリスチレンフォームやフェノールフォーム等を用いることもできる。

また、胴縁７は、本実施の形態においては、縦方向に配置しているが横方向に配置させこともある。更に縦方向及び横方向と同時に胴縁７を配置することもある。

なお、ここで胴縁７の厚みは断熱材６の芯材１１の厚みと同等のものを用いるが、同等以上としても良い。この場合、断熱材６と内装材８との間に空間が形成され、それが空気層として機能するため断熱効果の向上に寄与することとなる。従って、本実施の形態では胴縁７の厚みは、断熱材６の芯材１１の厚み以上と規定する。

図５は本実施の形態における断熱材６を示しており、基本的に芯材１１とガスバリアフィルム１２とで構成されている。芯材１１は空隙構造を有し、気相比率が９０％前後の材料を用いており、気相部の真空度を高めるべく、ガスバリアフィルム１２にて減圧密封されている。

芯材１１としては、工業的に利用できるものとして、粉体、発泡体、繊維体等があり、その使用用途や必要特性に応じて公知の材料を利用することができる。

粉体としては乾式シリカ、湿式シリカ、パーライト等を主成分とするもの、発泡体としてはポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリフェノールフォーム等の連続気泡体、繊維体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、ロックウール等が挙げられる。

図６に示すように、ガスバリアフィルム１２は複層構造を有しており、芯材１１側に熱溶着層１３、他にガスバリア層１４、保護層１５で構成されている。熱溶着層１３は、減圧空間中で加熱加圧されることでガスバリアフィルム１２の内部にある芯材１１を減圧密封するものであり、加熱加圧された箇所は熱溶着部１６が形成される。

なお、ガスバリアフィルム１２のガスバリア層１４は金属箔であり、ガスバリアフィルム内の真空度を長期にわたり維持することができる。本実施の形態では金属箔として６μｍの厚みであるアルミニウム箔を用いている。

また、保護層１５はガスバリアフィルム１２の表面における埃や塵等による傷つきや、摩擦、折り曲げ、さらには芯材１１による突き刺し等によるピンホールの発生を防ぐものである。

このようにして作製した断熱材６の熱伝導率は、平均温度２４℃において、０．００１５〜０．００４０Ｗ／ｍ・Ｋであり、汎用的な断熱材である硬質ウレタンフォームの約６〜１６倍の断熱性能である。

本実施の形態では、芯材１１は２つで構成されるが、芯材１１の数はいくつであってもよい。

なお、断熱材６としては、実施の形態２における断熱材２４に置き換えることも可能である。

次に断熱材６の作製手順について図７をもとに以下に述べる。

チャンバー１７内にガスバリアフィルム１２と芯材１１とを投入した後、真空バルブ１８を開放して真空排気を行う。チャンバー１７内が所定真空度に達した後、ヒートシールバー１９によって、芯材１１の上下を熱溶着層１３が向かい合うように配置されたガスバリアフィルム１２を挟み込んで加熱圧縮させる。その後、開放バルブ２０を開放して得られたものが、断熱材６である。なお、ガスバリアフィルム１２は上下に２枚配置されているが、袋状に形成されたものであってもよい。

こうして作製された断熱材６は、図５の正面図で見ると芯材１１の部分と芯材周囲に形成されるガスバリアフィルム１２のみで構成される部分とを有する。ここで、本明細書では前記のガスバリアフィルム１２のみで構成される部分を断熱材６の端部と定義することとする。従って、端部は熱溶着部１６と未溶着の部分を含むことになる。

以下に断熱防露構造５について図８をもとに詳述する。

断熱材６は固定部材２１によって熱溶着部１６を介して壁２に固定される。胴縁７はガスバリアフィルム１２の端部に配置され、固定部材２２によって壁２に固定される。ここで固定部材２２は熱溶着部１６を介して柱１０に到達する。また、胴縁７は端部全体にわたって配置される必要はない。

内装材８は断熱材６と胴縁７の上に配置され、固定部材２３によって胴縁７を介して壁２に固定される。ここで固定部材２３は熱溶着部１６を介して柱１０に到達する。

なお、固定部材２１，２２，２３は柱１０のない箇所に打ち付けることもある。

固定部材２１，２２，２３としては、タッカー、釘、ビス等の固定対象を貫通して打ち付けるものであればよい。

以上のように、本実施の形態では、断熱材６はガスバリアフィルム１２で空隙構造を有する芯材１１を減圧密封したものであり、高い断熱効果を得られる。また、断熱材６の表裏面において大きな温度勾配が発生し、低温側における結露が懸念されるが、ガスバリアフィルム１２が難透湿性を有するので室内側の水蒸気が断熱材６を通過することがなく、断熱材６の端部は胴縁７が配置されて壁に密着し隙間から水蒸気が回り込むことがないので結露が発生することはない。

また、ガスバリアフィルム１２のガスバリア層１４として金属箔が適用されているので、金属箔の高い透湿抵抗とガスバリア性により、断熱材６を通過して室内側の水蒸気が移動することがなく、また、断熱材６における芯材１１の減圧密封構造を長期にわたり維持することができる。

また、胴縁７として発泡樹脂系断熱材が適用されているので、無効断熱部である断熱材６の端部に配置される胴縁７が断熱材となるため、住宅全体の断熱効果を高めることができるとともに、発泡樹脂系断熱材も透湿抵抗を有するため、防露性を更に高めることに寄与できる。

（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２の住宅に用いた断熱材の平面図、図１０は図９のＢ−Ｂ線における断面図、図１１は同実施の形態の住宅に用いた断熱材の製造工程を示す概略断面図、図１２は同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工手順を示す要部断面図、図１３は同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工途中を示す要部断面斜視図である。

本実施の形態では、実施の形態１で説明した断熱材６とその配置方法に代わる住宅１の断熱防露構造５を説明するものである。

本実施の形態における住宅１は、室内空間を形成する壁２、天井３、床４と、壁２と天井３と床４のいずれかの室内側表面に配置された複数枚の断熱材２４と、断熱材２４の室内側に配置された内装材８とを有する住宅１であって、断熱材２４は難透湿性のガスバリアフィルム１２で空隙構造を有する芯材１１を減圧密封したものであり、隣り合う断熱材２４の端部が重なる重なり部２６を設け、重なり部２６の室内側表面に胴縁７を配置して胴縁７により重なり部２６を壁２と天井３と床４のいずれかの室内側表面に密着させたものである。

本実施の形態における断熱材２４は、図９に示すように実施の形態１における断熱材６と同様で、基本的に空隙構造を有する芯材１１とガスバリアフィルム１２とで構成され、芯材１１はガスバリアフィルム１２にて減圧密封されている。ここで断熱材２４は、芯材１１がない箇所における上下のガスバリアフィルム１２は内外圧差によって密着しており、その箇所は図１０に示すように熱溶着部１６が形成されている。

このようにして作製した断熱材２４の熱伝導率は、平均温度２４℃において、０．００１５〜０．００４０Ｗ／ｍ・Ｋであり、汎用的な断熱材である硬質ウレタンフォームの約６〜１６倍の断熱性能である。

なお、断熱材２４は、図９の正面図で見ると芯材１１の部分と芯材周囲に形成されるガスバリアフィルム１２のみで構成される部分とを有する。ここで、本明細書ではガスバリアフィルム１２のみで構成される部分を断熱材２４の端部と定義することとする。従って、端部はガスバリアフィルム１２の熱溶着部１６を示すことになる。

断熱材２４は、実施の形態１で説明したチャンバー１７にて作製された断熱材６を用いて加工していくことが一般である。断熱材６は、図６に示すように、芯材１１を外被材１２で包み込み、熱溶着部１６が形成されて減圧密封を施されている。ここで、芯材１１がない箇所における上下のガスバリアフィルム１２は内外圧差によって密着することとなる。

断熱材６は芯材１１がなく上下のガスバリアフィルム１２が密着する箇所を熱溶着するべく、図１１で示すように、恒温槽２５の中に投入する。恒温槽２５の内部における雰囲気温度はガスバリアフィルム１２における熱溶着層１３の融点よりも５℃から３０℃程度に高く設定している。数分程度の所定時間が経過した後、取り出したものが、図９、図１０で示す本実施の形態における断熱材２４となる。

なお、ここで芯材１１の数量は１個で構成されているが、それ以上であっても良い芯材１１の数量については、住宅１の間取り等に応じて、適宜、適正化を図ることが重要である。

断熱材２４については、実施の形態１における断熱材６と置き換えることも可能である。但し、断熱材２４は端部が全て熱溶着部１６となるため、固定部材２１，２２，２３を用いる際も確実に熱溶着部１６を介することになるので、真空破壊が生じることがないので、断熱材６よりも好適である。

次に断熱防露構造５について図１２をもとに説明する。

断熱防露構造５は隣り合う断熱材２４の端部を重ねるように配置され、重なる部２６が形成される。なお、個々の断熱材２４は、固定部材２１により熱溶着部１６を介して壁２に固定されことになる。そして、胴縁７が重なり部２６の上に配置され、固定部材２２によって壁２に固定される。ここで固定部材２２は熱溶着部１６を介して柱１０に到達する。また、胴縁７は端部全体にわたって配置される必要はない。

その後、内装材８が断熱材２４と胴縁７の上に配置され、固定部材２３によって胴縁７を介して壁２に固定される。ここで固定部材２３は熱溶着部１６を介して柱１０に到達する。なお、固定部材２１，２２，２３は柱１０のない箇所に打ち付けることもある。

固定部材２１，２２，２３としては、タッカー、釘、ビス等の固定対象を貫通して打ち付けるものであればよい。

断熱材２４は、図１３に示すように芯材１１が突き合うように配置させることもできる。この構造とすることで断熱材２４における有効断熱部である芯材１１の面積比率を高めることができる。

ここで芯材１１は縦方向において突き合うように配置されるが、横方向で芯材１１が付き合うように配置されることもある。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態１と同様に断熱材２４が真空断熱と同等の高断熱性能を有するとともに、難透湿性のガスバリアフィルムを構成要素とするため、断熱材２４を通過して室内側の水蒸気が移動することがなく、重なり部２６は胴縁７の配置により押圧され壁２に密着するので、室内側の水蒸気が重なり部２６の隙間を通じて断熱材２４の低温側に侵入することがない。

また、断熱材２４の端部はラミネートフィルム１２のみで構成される無効断熱部であり、重なり部２６を設けることで無効断熱部の面積比率を低減することができる。このような構成とすることで、断熱性と防露性とを兼ね備えた構造となる。

本発明における住宅は、壁、天井、床の室内側の面に対して空隙構造を有する芯材を減圧密封した真空断熱と同等の断熱性能を有する断熱材を配置するともに、難透湿性のガスバリアフィルムにより断熱材を貫通して水蒸気が移動することがなく、さらに断熱材の端部には胴縁が配置されるので、端部が押圧され、水蒸気が端部の隙間を通じて断熱材の低温側に侵入することがない。このような構成により、断熱性と防露性を兼ね備えた構造を実現している。

本発明の住宅は新築および既築を対象としており、既存住宅を対象とした場合は、断熱リフォームを実施することになり、簡易で確実な施工を実現できる。また、壁、天井、床の室内側の面に断熱材が配置される構造だけでなく室外側に断熱材が配置される可能性を考えられる。

本発明の実施の形態１における住宅の概略断面図 同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の要部断面図 同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工途中を示す要部断面斜視図 同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の要部断面斜視図 同実施の形態の住宅に用いた断熱材の平面図 図５のＡ−Ａ線における断面図 同実施の形態の住宅に用いた断熱材の製造工程を示す概略断面図 同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工手順を示す要部断面図 本発明の実施の形態２の住宅に用いた断熱材の平面図 図９のＢ−Ｂ線における断面図 同実施の形態の住宅に用いた断熱材の製造工程を示す概略断面図 同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工手順を示す要部断面図 同実施の形態の住宅の断熱防露構造の壁の施工途中を示す要部断面斜視図 従来の断熱壁の概略断面図

符号の説明

１ 住宅
２ 壁
３ 天井
４ 床
６ 断熱材
７ 胴縁
８ 内装材
１１ 芯材
１２ ガスバリアフィルム
１４ ガスバリア層
２４ 断熱材
２６ 重なり部

Claims (4)

1. 室内空間を形成する壁、天井、床と、前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に配置された断熱材と、前記断熱材の室内側に配置された内装材とを有する住宅であって、前記断熱材は難透湿性のガスバリアフィルムで空隙構造を有する芯材を減圧密封したものであり、前記断熱材の端部の室内側表面に胴縁を配置して前記胴縁により前記断熱材の端部を前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に密着させた住宅。
2. 室内空間を形成する壁、天井、床と、前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に配置された複数枚の断熱材と、前記断熱材の室内側に配置された内装材とを有する住宅であって、前記断熱材は難透湿性のガスバリアフィルムで空隙構造を有する芯材を減圧密封したものであり、隣り合う前記断熱材の端部が重なる重なり部を設け、前記重なり部の室内側表面に胴縁を配置して前記胴縁により前記重なり部を前記壁と前記天井と前記床のいずれかの室内側表面に密着させた住宅。
3. ガスバリアフィルムが複層構造を有し、ガスバリア層として金属箔が適用されている請求項１または請求項２に記載の住宅。
4. 胴縁として発泡樹脂系断熱材が適用されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の住宅。

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