JP2010203739A - 床暖房構造 - Google Patents

Abstract

【課題】蟻害を良好に防止することができる床暖房構造の提供を目的とする。
【解決手段】立ち上がり基礎１上に固定された土台２を介して支持され、上方に配置された床材３を放熱により暖める蓄熱層４と、
蓄熱層４の下方に形成され、蓄熱層４を床材３反対側において保温する保温層５と、
保温層５の下方において外気交換可能に形成され、前記蓄熱層４の保温層５を介した地盤６側を冷却する通気層７とを有して構成する。
通気層７によって蓄熱層４の下方側を積極的に冷却可能にすることにより、蓄熱層４からの放熱の一部が保温層５を介して下方に作用しても、暖められてしまうことを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は床暖房構造に関するものである。

蓄熱式の床暖房構造としては、従来、特許文献１に記載されるように、地表部に防湿シート、断熱材、蓄熱層を積層し、さらにこの上方に床下空間を介して床材を配置、形成したものが知られている。この従来例において、上記蓄熱層はコンクリート層として構成されて地表部により支持され、放熱により床下空間を介して床材を暖める。

また、特許文献２や３には、大引の上に断熱層、蓄熱層を積層した床暖房構造が記載されている。

特開２００３-３２２３５１号公報 特開平８-１７８３２１号公報 特開２００３-２０２１１７号公報

しかしながら、上述した各従来例は、いずれも蟻害を受けやすいおそれがある。

すなわち、蓄熱式の床暖房の場合、日中に暖房を機能させるために夜間に蓄熱しておくことにより割安な深夜電力を活用することが可能になるが、この場合、蓄熱層は極めて長時間に渡って蓄熱できるものでなければならず、その保温対策が重要になる。上述した各従来例において蓄熱層の下方に形成される断熱層はその厚さからも明らかなようにこの点を考慮して蓄熱層を冷めにくくしたものに過ぎず、蓄熱層の熱の一部が断熱層を介して地盤側に及ぶことにより、温暖な環境を好むシロアリを呼び寄せることになってしまう。例えば特許文献２や３に記載のように大引の上に断熱層、蓄熱層を形成した場合においても、上述したように蓄熱層の保温を重視すれば床下空間の密閉性が高められてしまうことから、床下空間に暖気がこもりやすくなり、同様にシロアリを誘因しまう。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、蟻害を良好に防止することができる床暖房構造の提供を目的とする。

本発明によれば上記目的は、
立ち上がり基礎１上に固定された土台２を介して支持され、上方に配置された床材３を放熱により暖める蓄熱層４と、
蓄熱層４の下方に形成され、蓄熱層４を床材３反対側において保温する保温層５と、
保温層５の下方において外気交換可能に形成され、前記蓄熱層４の保温層５を介した地盤６側を冷却する通気層７とを有する床暖房構造を提供することにより達成される。

蓄熱層４は、立ち上がり基礎１上に固定された土台２を介して支持され、布基礎の地業天端面、あるいはベタ基礎のベース部分の上面から適宜離隔する高さ位置に形成される。保温層５は、このように地業天端面等から離隔する蓄熱層４の下方に形成され、蓄熱層４を床材３反対側において保温する。これにより蓄熱層４は、保温層５のない上方側に向かって積極的に放熱し、床材３を長時間に渡って暖めることができる。

地業天端面等から離隔する位置に蓄熱層４を配置する本発明において、蓄熱層４の下方に配置される保温層５のさらに下方には床下空間が確保され、このスペースを利用して、蓄熱層４の保温層５を介した地盤６側を冷却する通気層７が設けられる。この通気層７は外気交換可能に形成され、外気により保温層５の下方、すなわち床下空間およびその下方の地盤６側、具体的には布基礎であれば地業側、ベタ基礎であれば基礎のベース部分側を冷却する。通気層７によって蓄熱層４の下方側を積極的に冷却可能にすることにより、蓄熱層４からの放熱の一部が保温層５を介して下方に作用しても、床下空間等が暖められてしまうことを防止することができる。

したがって本発明によれば、蓄熱層４の地盤６側を冷却することができ、蟻害を良好に防止することができる。また、蓄熱層４は保温層５によって保温されるために冷めにくくすることが可能である。なお、保温層５の厚さや材質は気候条件等を考慮して適宜決定することができる。

上述した蓄熱層４は、蓄熱容量が大きいなどの蓄熱性能に優れた各種の蓄熱材料からなる蓄熱体８を用いて構成することが可能であるが、遠赤外線の放射率に優れる砂利やモルタル、コンクリート、セラミックス等の遠赤外線放射材を蓄熱体８として用いたときには、床材３のみならず、内壁材、さらには居住者をも遠赤外線により良好に暖めることができる。この場合、遠赤外線の反射率に優れるアルミニウム等からなる反射材で遮熱層９を形成し、これを蓄熱層４と通気層７との間に配置すれば、遠赤外線を遮断して通気層７や地盤６側への暖房効果を効率的に規制することができる。

また、蓄熱層４は、上述したモルタルあるいはコンクリートからなる蓄熱体８中にシーズヒータ１２を埋設して形成することが可能であり、このように熱源に電熱式を採用することにより、温水式をとるときに必要なボイラー等が不要で、メンテナンスも容易にすることができる。また、蓄熱体８として上述したモルタル等を用いることにより、容易に水平出しすることができ、施工も簡単になる。この場合において、シーズヒータ１２に近接してワイヤメッシュ１４をモルタル等からなる蓄熱体８中に埋設した場合には、蓄熱体８の強度を高めることができ、ひび割れを防止することができるとともに、シーズヒータ１２からの熱をワイヤメッシュ１４によって蓄熱体８の広い範囲に効率的に分散させることができ、通風層７による冷却効果に抗して、蓄熱体８の広範囲での蓄熱を良好に図ることができる。また、ワイヤメッシュ１４はモルタル等からなる熱伝導率の低い蓄熱体８に埋設されるために、その高い熱伝導率によって蓄熱体８を冷やしやすくしてしまうこともない。

保温層５は、少なくとも蓄熱層４よりも熱伝導率が低い材料を用いて構成することが可能であり、例えばグラスウールやポリスチレンフォーム等の熱伝導率が極めて低く、断熱性に極めて優れた材料を用いるほか、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）などの熱伝導率がある程度低く、断熱性にある程度優れた材料を用いても構成することが可能である。特に軽量気泡コンクリートなどの強度に優れた材料を用いた場合には、床暖房設備を支持するための構造部材の使用を軽減することができる。

通気層７は、上述したように床下空間を利用したものであり、蓄熱層４から保温層５を介して伝わる熱を外気交換によって冷ますことが期待できる程度の適宜の断面積、具体的には高さ寸法に形成される。通気層７の外気交換は、基礎に形成される床下換気口を介して行うことができるほか、立ち上がり基礎１と土台２との間に所定間隔で介装されるパッキング材１０同士の隙間１１を介して行うことも可能で、このようにパッキング材１０の隙間１１を用いれば、全周換気によって換気効率を高めることが可能で、また、床下換気口を設けないで済むために、一般に重くなりやすい蓄熱層４を支えるための立ち上がり基礎１の強度も確保しやすい。上述した全周換気を有効に機能させるためには、パッキング材１０の高さ位置で水平方向に通気可能に通気層７を形成することが
望ましく、この場合、保温層５は土台２の底面よりも上方に配置される。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、蟻害を良好に防止することができ、長期に安心で快適な床暖房を提供することができる。

本発明に係る床暖房構造の要部断面図である。 通風層や蓄熱層の構造を説明する図で、（ａ）はパッキング材の配置と通風状態を説明するためにパッキング材の高さ位置で家屋の基礎部分を捉えた要部断面図、（ｂ）はシーズヒータによる蓄熱作用を説明するための図である。 本発明の変形例を示す図で、床暖房構造の要部断面図である。

図１に本発明の実施の形態を示す。この実施の形態はべた基礎２０を用いた木造二階建て住宅の新築時に床暖房を設備したもので、上記べた基礎２０は、割栗地業２１の上面に敷設された基礎用防湿シート２２の上に施工される。べた基礎２０の立ち上がり部分（立ち上がり基礎１）の上には、その長手方向に沿って所定間隔で配置されたパッキング材１０を介して土台２が図示しないアンカーにより固定される。また、対向配置された土台２間には適宜間隔で大引２３が架設され、この大引２３の上に構造用合板等からなる床下地材２４を介して蓄熱設備が施工される。なお、図１において２５は床束である。

上記蓄熱設備は、電熱式のヒータ１２と、このヒータ１２により加熱される蓄熱体８と、この蓄熱体８からの放射熱を遮断する遮熱材２６と、上記蓄熱体８の地盤６側を保温する保温材２７とを有する。上記ヒータ１２はシーズヒータであり、図２（ａ）に示すように、蓄熱体８の水平方向の広さに応じて所定間隔で並列配置され、コントロールボックス２７を介して単層三線式の配線により給電される。このコントロールボックス２７にはシーズヒータ１２への給電を制御する図示しないコントローラが接続されており、該コントローラにより給電が自動制御され、また、これを操作することによりシーズヒータ１２の発熱量を調整することができる。また、上記シーズヒータ１２は図示しない耐熱ゴムにより覆われるなどして漏水対策が施される。

上記蓄熱体８はモルタルであり、上述したシーズヒータ１２が高さ方向中央部分に埋設される。シーズヒータ１２によって加熱されたモルタル８から遠赤外線を放射させることにより、効率的な暖房効果を発揮することができる。このモルタル８の内部には、図１および図２（ｂ）に示すように、シーズヒータ１２の上面に接するようにしてワイヤメッシュ１４が水平方向に蓄熱体８の端縁部８ａを除く領域に埋設され、これにより蓄熱体８の強度が補強されるとともに、上述したように並列配置されるシーズヒータ１２の熱が端縁部８ａを除いてほぼ均等に伝熱しやすいようにされる。また、蓄熱体８は、柱２９や土台２への伝熱をできるだけ避けるため、後述する遮熱材２６や保温材２７とは異なり、これらに過度に接近しない位置や大きさ、この実施の形態においては土台２の内方にほぼ収まるような程度に形成される。

上記遮熱材２６は、防湿シートの表面にアルミ箔を蒸着して形成される。アルミニウムが上述した遠赤外線を反射することにより、モルタル８からの輻射熱を良好に遮断することができる。また、防湿シートを兼ねることにより、モルタル８を防湿することができる。

上記保温材２７はＡＬＣパネルであり、その低い熱伝導率によってモルタル８との熱交換が抑制され、モルタル８の蓄熱量の減小を長時間に渡って低く抑えることができる。また、その高い強度によって上述した大引２３によるモルタル８の支持を補強する。

以上の蓄熱設備は、保温材２７、遮熱材２６、内部にヒータ１２が埋設された蓄熱体８の順に積層して形成される。これにより蓄熱設備は、保温層５、遮熱層９、蓄熱層４の順に形成され、蓄熱層４は、その下方への輻射熱が遮熱層９により反射され、また保温層５によって下方への熱の伝達が抑制される。なお、上記保温材２７の裏面には保温材用防湿シート３０が配置され、これにより防湿層が設けられる。また、図示省略されるが、蓄熱設備には例えば上記保温材用防湿シート３０の裏面等の適宜位置において保湿材からなる耐火層が設けられる。

また、蓄熱設備の上方には床支持部材３１が形成され、この床支持部材３１によって蓄熱体８から適宜間隔離隔する高さ位置に床部材３２が支持される。床部材３２は、この実施の形態においてはフローリング材からなる床材３と、この床材３の裏面に重なるようにして形成される捨てばり３３とからなる。この捨てばり３３は、例えば構造用合板により形成することができる。

一方、上記床支持部材３１は、以上の床部材３２を適宜の空隙３４を介して蓄熱体８の上方に支持するものであり、ＡＬＣ等の断熱材料などにより形成される。上述したように蓄熱体８の端縁部８ａ近傍にワイヤメッシュ１４を埋設しないこの実施の形態において、この端縁部８ａの上に床支持部材３１を配置することによりその加熱を比較的抑えることができる。この床支持部材３１は、蓄熱体８と床部材３２との間に形成される空隙３４と、後述する暖気通路３５とが連通するようにその配置や大きさが決定され、上述したように蓄熱体８の端縁部８ａに配置される場合には、例えば所定間隔で設けられるなどされる。以上の床支持部材３１の素材や配置については、床強度を考慮して実験により適宜決定することができる。

また、上述した土台２の上には適宜間隔で柱２９が立設され、この柱２９同士の間には断熱材３６が充填されるとともに、柱２９の外面側には、図示しない適宜のブラケット等が取り付けられてこれを介して外装材３７が固定される。上記ブラケット等により外装材３７と柱２９や断熱材３６との間には適宜の間隙が確保され、外装材３７の下端に対して、室内側の部材、例えば基礎２０の立ち上がり部分１などが離隔することにより、外気交換可能な通気スペース３８が形成される。なお、外装材３７の上端側にも直接的、あるいは図示しない屋根裏を介するなどして間接的に外気に連通する開口が設けられ、また、外装材３７と柱２９等の間には図示しない透水防湿シートが貼り付けられる。

さらに、上記柱２９の内面側には、同様に適宜のブラケット等を介して内壁材３９が固定され、これにより内壁材３９と柱２９や断熱材３６との間にも適宜の間隙が確保される。内壁材３９は石膏ボードにビニルクロスを貼り付けて形成され、その下端が上述した床材３の端縁部８ａの上面に合わせられる。これにより、内壁材３９と柱２９や断熱材３６との間に形成される間隙は、上述した蓄熱体８と床部材３２との間の空隙３４に連通し、蓄熱体８によって暖められた暖気が蓄熱体８と床部材３２との間から内壁材３９と柱２９や断熱材３６との間に移動することで、上述した暖気通路３５として機能する。この暖気通路３５は、図示しない屋根まで連続して形成され、さらに、１階の天井裏と２階の床下との間の間隙、２階の屋根裏空間にも連結される。

これにより１階床下の蓄熱体８からの暖気が、内壁材３９と断熱材３６との間の隙間を利用して家屋全体に巡り、家屋全体に暖房効果がもたらされる。また、この実施の形態において図示しない屋根裏空間は棟、すなわち屋根の頂部から排気可能に形成され、全体に暖気が行き渡るようにされる。これによって、床暖房設備を活用して屋根に融雪機能が付与される。

また、以上のようにして形成される戸立て住宅には、グランドラインＧＬ、すなわち地盤６の基準高さ位置から所定高さ範囲内に防蟻、防腐処理が施される。また、上述した蓄熱体８には、コントローラに接続された図示しない温度センサーが埋設され、コントローラにより蓄熱体８の温度を管理することでシーズヒータ１２への給電を自動制御可能にされる。

以上の床暖房構造の施工作業は、土台２に大引２３を固定した後、大引２３の上に床下地材２４、保温材２７、遮熱材２６、蓄熱体８を順に形成してなされる。この後、床部材３２と内壁材３９の設置位置を墨出しした後、これに合わせて床支持部材３１を蓄熱体８上の適宜位置に固定し、続いて床部材３２を取り付ける。蓄熱体８の形成は、最初にヒータ１２が埋設される高さ方向中間位置までモルタルを施工し、次いでこの上にヒータ１２、ワイヤメッシュ１４を順に載置した後、これらヒータ１２等を埋設するように残余の高さ分のモルタルを再度施工してなされる。また、上述した大引２３上への床部材３２等の施工に前後して、あるいはこの施工に並行して躯体工事、屋根や内外装の工事が行われ、暖気通路３５や通気スペース３８が形成されて一連の作業が完了する。

以下に床暖房の運転状態を説明する。上述したコントローラには予めシーズヒータ１２への夜間における給電時間が設定され、安価な深夜電力により加熱されるシーズヒータ１２によって蓄熱体８が蓄熱する。蓄熱した蓄熱体８からの輻射熱は遮熱材２６に反射されることでほとんどが床部材３２側に放射されて床材３や内壁材３９を暖める。また、蓄熱体８により該蓄熱体８と床部材３２との間の空隙３４の空気が暖められ、これにより床部材３２がさらに暖められる。加えて、蓄熱体８と床部材３２との間の暖気は暖気通路３５を通って上方に移動し、１階の天井裏と２階の床下の間、２階の内壁材３９および天井の裏に至り、１階の内壁材３９や天井、２階の床材３や内壁材３９、天井を暖めて内装材を介して外側から家屋内を暖める。また、このように外装材３７や内壁材３９に沿って断熱材３６の内側を暖気が流れることにより、家屋の断熱性能をより向上させることができる。なお、蓄熱体８と床部材３２との間の空隙３４は、加熱された蓄熱体８から床材３への伝熱量を緩衝するものとしても機能することができる。

加えて、蓄熱体８は、保温材２７により地盤６側を保温され、これによりシーズヒータ１２による加熱が終了した後も長時間に渡って蓄熱状態を維持することができる。蓄熱体８の熱が保温層５の下方に漏れても、外気交換が行われることによって通気層７に暖気がこもることはなく、べた基礎２０もその周囲と同じ程度の温度に保持される。この通気層７における外気交換は、図２（ｂ）に示すように外気が風向きに従ってべた基礎２０のほぼ全体をまんべんなく通り抜けるようにしてなされ、これにより高効率でなされる。

また、夏期などの床暖房の運転休止時においても、外気交換により、通気層７に周囲よりも高温の熱気がこもることはなく、また、遮熱材２６の防湿機能により蓄熱体８も適宜の乾燥状態に保持される。さらに、蟻害防止のための床下の点検についても通気層７の高さを利用して容易に行うことができる。加えて、万一ヒータ１２が故障した場合には、床部材３２を取り外すことにより蓄熱体８を容易に露出させることができ、この後、蓄熱体８のみを補修すればよく、メンテナンスに多大な手間を取ることはない。

図２に本発明の変形例を示す。この変形例において上述した実施の形態と同一の構成要素は図中に同一の符号を付して説明を省略する。この変形例においては床支持部材３１は省略され、床部材３２は蓄熱設備上に直接配置される。このため蓄熱体８の熱は直接接触している床部材３２に良好に伝えられ、また、輻射熱は同様に内壁材３９等を暖める。さらに、この変形例において床下地材２４はその厚さがより薄くされ、蓄熱設備の支持強度を補うために土台２同士の間には、大引２３の直交方向に根太４０が架設される。

したがってこの変形例においては、蓄熱体８の熱を床材３に対してより伝わりやすくすることができる。なお、この変形例において蓄熱体８と床部材３２との間に適宜の断熱材を配置することも可能で、この場合には蓄熱体８が高温になってしまったときの床材３の過剰な加熱を抑えることができる。

なお、以上においては床暖房設備を住宅の新築時に施工する場合を示したが、改築時に行うことも可能で、この場合、既存の床部材３２を取り外して床下地材２４を露出させた後、蓄熱設備を施工し、この後、床部材３２を元に戻せば足り、通気層７は既存の床下換気を流用して構成することができる。また、以上においては土台２を支持する基礎としてべた基礎２０を用いた場合を示したが、布基礎を用いることも可能で、この場合には通気層７やパッキング材１０の高さ寸法を適宜調整して外気交換効率を調節し、地業表面が周囲の地盤６と同程度の温度になるようにすれば足りる。

１ 立ち上がり基礎
２ 土台
３ 床材
４ 蓄熱層
５ 保温層
６ 地盤
７ 通気層
８ 蓄熱体
９ 遮熱層
１０ パッキング材
１１ 隙間
１２ シーズヒータ
１３ ワイヤメッシュ

Claims (4)

1. 立ち上がり基礎上に固定された土台を介して支持され、上方に配置された床材を放熱により暖める蓄熱層と、
   蓄熱層の下方に形成され、蓄熱層を床材反対側において保温する保温層と、
   保温層の下方において外気交換可能に形成され、前記蓄熱層の保温層を介した地盤側を冷却する通気層とを有する床暖房構造。
2. 前記蓄熱層は遠赤外線放射材からなる蓄熱体を備え、
   前記蓄熱層と通気層との間には、遠赤外線の反射材からなる遮熱層が形成される請求項１記載の床暖房構造。
3. 前記通気層は、前記立ち上がり基礎と土台との間に所定間隔で介装されるパッキング材同士の隙間を介して外気交換可能に形成される請求項１または２記載の床暖房構造。
4. 前記蓄熱層は、モルタルあるいはコンクリートからなる蓄熱体の内部にシーズヒータを埋設して形成され、
   かつ、前記蓄熱体にはシーズヒータに接する位置においてワイヤメッシュが埋設される請求項１ないし３のいずれかに記載の床暖房装置。

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