JP2010528201A - 換気ダクトを有する断熱要素 - Google Patents

Abstract

特にプレート状の、建物の外壁に外で取り付けられるために備えられた建物の断熱用の要素が存在する。要素（２）は、換気ダクトとして用いることができるダクト（３）を有する。ダクト（３）は、端部領域以外のすべての側で要素（２）によって取り囲まれる。ダクト（３）は、要素（２）の各領域で、ダクト（３）は要素（２）の端部に向かって延び、要素（２）を外壁に取り付けるとき、ダクトの外壁への接続（４）は所望の位置で形成され、これを介して空気を建物の中に入れるか建物の外に出す。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、建物の断熱のための要素に関する。

多くの場合、建物の断熱は、断熱要素を建物の外壁に取り付けることにより行われる。これは、据え付けによって行うこともできる。したがって、外壁を熱技術的に改良することは、一般的に合成断熱システムによって実行される。この合成断熱システムとは、外壁の外で取り付けられているポリスチレン硬質フォームパネルの形式による断熱である。

建物の断熱では、壁の断熱を改良するだけでなく、換気を改良することもしばしば有用である。この目的のために必要な中央換気システムは、既存の建物では実現することができない。というのも、通常は天井の高さが低く、換気ダクトに膨大なスペースが必要とされるからである。したがって、侵入する熱の損失を、透過する熱の損失と同じ程度の効率で減らすことはできない。階と階の間が高い建物でのみ換気システムを備え付けるのであれば道理にかなう。

この場合、釣り天井を取り付け、そこに換気ダクトを収容する。戦後に建てられた建物では、釣り天井を取り付けるには階と階の間が一般に十分には高くない。この場合従来は、建物の部屋ごとに新鮮な空気を供給することを可能とする非中央型システムを実現することのみが可能であった。しかしながら、このタイプのシステムの熱交換効率は、中央システムの効率に比べてはるかに低い。換気効率もまたより低い。このタイプの非中央型システムは高コストでもある。この理由はとりわけ、大量のファンが必要となることである。中央換気システムを据え付けるために特に適した第一の方法は、外部の断熱箇所に換気ダクトを取り付けることである。

建物を熱技術的に改良するにあたって断熱部を外壁の外に取り付ける場合、中央換気システムのための換気ダクトを中に収容することができる。この目的のために、金属製のらせんパイプを、ばらばらの間隔で外部の断熱部にオンサイト（on-site）にできたくぼみに挿入する。建物の内側領域には、硬質ポリスチレンフォームの換気ダクトを用いることができ、これは円形の断面を内側に、正方形の断面を外側に有するものとなる。取り付けられた換気ダクトおよび必要な防音性能を有する、適切に生成された外部断熱パネルは、これまで存在しなかった。

断熱材については特開２００４−６０２８８号公報に開示されている。これは、各領域に中空のダクトを有し、ここから換気に必要な空気を流すことができる。概して厚い断熱材が、選択された領域にある薄い金属断熱材のみによって構成されるように、この中空のダクトが形成される。したがって、この断熱要素は、この領域では薄い。断熱要素を外壁に取り付けるとき、上述の換気ダクトは、金属断熱材と外壁との間に形成される。

ドイツ特許公開公報ＤＥ３６１８４５７は、断熱層を有する断熱の外壁を開示しているが、これは断熱パネルによって構成されており、保護すべき構造壁の外側に配置されている。カバー層、特に石こう（plaster）の層が、外側に向かうカバーに用いられる。ダクトは断熱パネル内に備えられ、ここをダクトが一方を隣にある他方に、ほぼ垂直または斜めに通し、それにより断熱層の表面の延びにつながる。ダクトの端部は周囲に対して開かれている。ダクトは、断熱部から望ましくない蒸気を出すために用いられる。その結果としてダクトシステムは、建物の内部に何らつながっていない。

本発明の目的は、建物の断熱および換気のための改良されたシステムを開示することである。

この目的のために、特にプレート状の要素を建物の断熱のために提案しており、この要素は建物の外壁に取り付けるために備えられ、換気ダクトとして用いることのできるダクトを有している。概してこれは、平面の壁に取り付けられる平面状の要素である。しかしながらこの要素は、たとえば円周状の壁に取り付ける場合は円周状にすることもできる。

従来技術にかかる既存の外壁。 従来技術にかかる熱技術的に改良された外壁。 換気ダクトを有する改良された外壁の垂直断面。 換気ダクトを有する改良された外壁の水平断面。 換気ダクトを有する改良された外壁のさらなる断面。

ダクトが、端部領域を別としてすべての側で要素に取り囲まれるものとして、要素について説明する。すなわち、ダクトの配置は要素の内部であって端部ではない。その結果、ダクトには部分的に外壁によって区切られない部分が生ずる。もちろん、要素は端部領域のすべての側でダクトを取り囲むことはできない。その代わり、要素を通るダクトは要素の端部で開いており、それによってある要素から隣接する要素に空気が流れる。要素の各領域において、ダクトは要素の端部へと延び、それによって要素が外壁に取り付けられているとき、ダクトの外壁への接続が所望の位置で実現される。これらが、空気が建物の中に導かれ、または建物の中から導かれるべき位置である。上述のような問題点があるにもかかわらず、ダクトの外壁への接続は、これらの位置でなければならない。

ダクトをこのような形で配置することにより、いくつかの利点がある。もしダクトを従来技術に知られるように、外壁によって部分的に取り囲む場合、換気ダクト内の音は、外壁を介して建物の内部に伝わる。このことは、建物の住民や利用者にとって明らかに不快である。換気ダクト内の音は、そのようにしてフローノイズに由来しうるものであり、またはいわば室内から換気されるべく運ばれたりしうるものである。

さらに、不快なにおいを有する気体または混合気体は、特に新しく建てられた外壁の場合に、外壁から出ることがある。換気ダクトが外壁に直接接続されたとすると、不快なにおいを有する気体または混合気体は、高濃度の流入空気になってしまう。本発明に係るプレート状の要素によって、簡単な方法で上述の不都合を回避することができる。

特に好ましい実施の形態では、さらなるステップを必要とすることなく、ワンピース（ひとかたまり）の要素の生成中に断熱材料を除去することによってダクトを形成し、要素を得ることができる。ダクトの領域で、熱透過率はプレート状の構成要素の残りの領域に比べて２５％程度高く、好ましくは２０％程度高くなるようにするには、断熱材料を除去することで十分である。このように、ダクトはとても簡単な方法で提供される。このように、プレハブ（prefabricated）要素が生成されるが、特別な訓練を受けていない職人によっても建設現場で処理することが可能である。熱透過値の増加が限られた中でも、望まれない熱ブリッジの形成を大幅に避けることができる。従来用いられてきた断熱材料は十分厚く、所望の換気ダクトが配置されるべき領域で断熱材料を除去する中での熱透過値の上昇は、上述の合理的な範囲内になる。

プレート状要素に適した建設材料は、ポリスチレン硬質フォームパネルである。この種のポリスチレン硬質フォームは、断熱要素として知られ、断熱および防音の良好な特性を持つ。さらに、これは加工が容易である。

ダクトを形成するための特に容易で廉価な方法は、ホットワイヤで断熱材料を切り取ることである。この方法は、特にポリスチレン硬質フォームについて実際に試し、テストしてきた。これは従来技術として知られたものでも比較的費用対効果の高い方法である。

所望の防音および音減衰を改良するために、ダクトの壁を、防音・音減衰する方法で組み込むことができる。この目的のために、たとえば直径１−２ｍｍで深さ約１０−１２ｍｍの穴を、ダクト壁からはじまる断熱材料に備えることが可能である。微細な穴の開いた吸収体がこのように作成されるが、これは音減衰作用をするものとして知られている。

ダクトの断面積を所望の空気の流れをもたらすのに十分な大きさにする一方で、熱透過値の増加を制限するためには、ダクトをほぼ長方形にしてダクトの幅を奥行きの約１０倍にすることが好都合である。もちろん、完全な長方形にすることはここでは重要ではない。重要な要因は、ダクトの奥行きがダクトの領域の熱透過値の増加を決定するという点である。ダクト全体の熱特性を最適化するためには、熱透過値を、より小さい領域における明らかな増加に耐えられる以上に、より大きい領域で幾分増加するようにすることがより好ましい。したがって、ダクトを奥行きよりもはるかに大きくすることがより好ましいということになる。ダクトの幅のより好ましい測定値は、約３０ｃｍである。幅と奥行きについての与えられた比率に従うと、これに対応して奥行きは約３ｃｍということになる。

製造技術上の理由からほぼ円形の断面となるダクトを生成することが容易であるということになった場合は、上述のように奥行きに対して幅が広いほぼ長方形のダクトとすることの利点にも関わらず、そのようにすることも可能である。

いずれにしても、要素の厚さは少なくとも１０ｃｍとしなければならない。それにより、ダクトが位置する領域の熱透過値を十分に小さくすることができる。

要素は好ましくは接続装置を有し、これを配置することでいくつかの要素をつなげることができ、それにより所望のダクトシステムを生成することができる。特に要素は、対応する凸部と凹部などの、くぼみとこれに嵌る嵌合部品を有することができ、それにより専門的でないスタッフでも適切な方法で要素を相互接続することができる。組み立てのときの失敗は、それにより防ぐことができる。

建物の断熱システムは、このようにして上述の複数の要素で生成することができる。この目的のために、開口を建物の外壁につくることができ、この開口により建物の内部をダクトシステムにつなげ、これを通して空気をプレート状の要素に送る。プレート状の要素内のダクトは、まさにこのダクトシステムを形成する。

外壁の開口部を閉じることができるようなつくりとした場合、それによって個々の部屋の要望に合わせて換気を制御することができる。

上述の要素の製造にはさほどコストがかからない。たとえばワンピースの断熱要素から断熱材料を除去することによってダクトが形成されるという点において、要素を生成することができる。既に説明したように、商業的に入手が容易なポリスチレン硬質フォームを用いることができ、ここから断熱材料をホットワイヤを用いて容易に除去することができる。

一般論に限定されることなく、本発明は後述のように実施例に基づいて説明される。

図１ａは、既存の外壁を示すが、従来技術として知られたものであり広く用いられている。もしもこの粗末な断熱状況を改善しようという場合、少なくとも１０ｃｍの厚さのポリスチレン硬質フォームパネルによる断熱要素２を、図１ｂに示すように外部に取り付けることができる。

図２ａにおいて、換気ダクト３を有し熱技術的に改良された外壁１を垂直断面によって示す。換気ダクト３が断熱要素２の中央に位置し、下方および上方に延びていることが認められる。選択された位置４において、外壁は開口５を有し、それにより換気ダクト３からの空気が建物の各部屋に流れ込み、またはこれにしたがって部屋から流れ出る。図２ｂは、垂直断面を示しており、それにより換気ダクト３の幅が認められる。図２ｃのさらなる断面は、換気ダクト３が円形の断面を有していることを示す。

１ 外壁
２ 断熱要素
３ 換気ダクト
４ エクステンション
５ 外壁開口

Claims (14)

1. 特にプレート状の、建物の外壁に外で取り付けられるために備えられた建物の断熱用の要素であって、
   換気ダクトとして用いることができ、端部領域以外のすべての側で該要素（２）によって取り囲まれるダクト（３）を有し、
   前記要素（２）の個々の領域で、前記ダクト（３）は前記要素（２）の端部に向かって延び、前記要素（２）が外壁に取り付けられるとき、前記ダクトの前記外壁への接続（４）が所望の位置で形成され、該所望の位置を介して空気を建物の中に入れるまたは建物の外に出す要素。
2. さらなるステップを必要とすることなく、ひとかたまりの前記要素（２）の生成とともに断熱材料を除去することによって、前記要素（２）を取得することを特徴とする請求項１に記載の要素。
3. 熱透過率は、前記ダクト（３）の領域で、前記要素（２）の残りの領域に比べて２５％程度高く、好ましくは２０％程度高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の要素。
4. 前記要素（２）は、ポリスチレン硬化フォームからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の要素。
5. ホットワイヤを使って前記断熱材料を切り取ることにより、前記ダクト（３）を得ることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の要素。
6. 前記ダクト（３）の壁は、防音、音減衰するように組み込まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の要素。
7. 前記ダクト（３）はほぼ長方形であり、前記ダクトの幅は前記奥行きの約１０倍であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の要素。
8. 前記ダクト（３）の幅は、約３０ｃｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の要素。
9. 前記ダクト（３）はほぼ円形の断面を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の要素。
10. 前記要素（２）の厚さは少なくとも１０ｃｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の要素。
11. 複数の要素が接続可能となりそれにより所望のダクトシステムを生成するように、くぼみとこれに嵌る嵌合部品などの接続装置が、存在し配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の要素。
12. 前記建物の前記外壁に開口（５）が存在し、該開口は前記建物の内部を、前記要素（２）の前記ダクト（３）によって形成される前記ダクトシステムにつなげることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の複数の前記要素から形成される建物のための断熱システム。
13. 前記外壁（１）の前記開口（５）は閉じることが可能であることを特徴とする請求項１２に記載の断熱システム。
14. ワンピースの断熱要素、特にワンピースの断熱パネルから断熱材料を取り除くことにより、前記ダクト（３）が形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の要素を生成する方法。

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