JP2012531549A - ファサードを断熱するための補助的断熱システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ファサードを補助的に断熱するためのシステムおよび方法に関する。このシステムは、２つ以上のユニット（１１２）を備え、各ユニット（１１２）が、少なくとも１つの耐力要素（１１０）に固定された耐圧縮性断熱材料（１０４）と、前記ユニット（１１２）の間の１つまたは複数の空間内に位置するように適合された中間断熱材料（１０２）と、システムを元のファサード（１０１）に固定するための手段（１０３）とを備える。少なくとも１つの耐力要素（１１０）の断面がＴ字形である。

Description

本発明は、後付けで元のファサードを断熱するためのシステムに関し、該システムは２つ以上のユニットを備え、各ユニットが、少なくとも１つの耐力要素に固定された耐圧縮性断熱材料を備え、各ユニットが、元のファサードに向けて位置するように適合された内側と、元のファサードとは逆向きに面して位置するように適合された外側とを有し、該システムはさらに、前記ユニットの間の１つまたは複数の空間内に位置するように適合された中間断熱材料と、システムを元のファサードに固定するための手段とを備える。

気候の変化などに鑑みて、多くの異なる分野でエネルギー効率への注目が高まっている。これらの分野の１つは、建造物内のエネルギー消費である。加熱または冷却のためのエネルギー消費を最小限にするための１つの方法は、建造物の元のファサードに断熱材の層を追加することによるものである。元のファサードに断熱材の追加層を固定するために、当技術分野で様々な方法が知られている。

スウェーデン特許第４０５０２８号では、断熱システムが開示されている。このシステムは、間に断熱材料が配置された木製梁など２つの耐力要素を備えるサンドイッチスタッドまたは軽量複合材のラスの使用に基づいている。これらのサンドイッチスタッドの間に中間断熱材料を配置することができる。

通常、そのようなサンドイッチスタッドは、サンドイッチの３層すべてを貫通するねじ、釘、またはスパイクによって元のファサードに取り付けられる。しかし、このサンドイッチ要素では、所期の通りにねじを真直ぐに位置決めすることが難しいことがある。なぜなら、ねじは、第１の梁に入った直後に、サンドイッチ内でより軟質の断熱材に入らなければならないからである。別の問題は、せん断強さである。壁構造では、サンドイッチスタッドが水平または傾斜姿勢ではなく垂直姿勢で外装材を保持しなければならないので、材料に及ぼされるせん断力が屋根における場合よりも大きい。このため、せん断力が、比較的弱い断熱材料のせん断強さを超えるとき、スタッドが裂けることがある。

上述したことに鑑みて、本発明の目的は、上述したタイプのシステムであるが、ユニットを元のファサードに取り付けるときに安定性がより高く、取付けがより簡単なシステムを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、上述したタイプのシステムは、少なくとも１つの耐力要素の断面がＴ字形であることを特徴とする。これは、固定手段をよりしっかりと支持し、固定手段は、より軟質であることが多い耐圧縮性断熱材料に入る前に、ヘッドと耐力Ｔ字要素の本体との両方によって支持される。

１つの好ましい実施形態によれば、ユニットの断面が実質的に長方形である。ユニットの断面を実質的に長方形にすることによって、ユニットは、例えばユニットと並べて位置決めされることがある中間断熱材料と簡単に組み合わせることができる。

別の好ましい実施形態によれば、耐力要素が、ヘッドと本体からなり、本体が、元のファサードに実質的に垂直である。これは、当技術分野で知られているものに比べて改良された剛性を備えるユニットを提供する。

別の実施形態によれば、本体が元のファサードに向いている。これは、システムが外側から元のファサードに固定されるときに、固定手段のための最良の支持を提供する。さらに、本体は、耐圧縮性断熱材料に向いているときに、より高いせん断強さをユニットに与える。

あるいは、本体が元のファサードと逆向きに向いているときには、この突き出た本体を、例えば外装材または遮風材の取付けのためにさらなる層が追加されるときに使用することができる。これらのさらなる層は、突き出た本体の側部に当接させて取り付けることができ、それによりさらなる表面または新たなファサードを形成する。この本体は常に、遮風材と外装材の間で通常用いられる距離プロファイルの代わりとなってよい。

別の実施形態によれば、ユニットが２つの耐力要素を備える。２つの耐力要素を有することによって、ユニットは、より剛性になり、例えば窓枠の取付けのための基礎を提供することができる。これはさらに、より高いせん断強さ、および中間断熱材料のより堅固な接合をユニットに提供する。

１つの好ましい実施形態は、上述したように、耐力要素がユニットの外側に位置され、耐力要素の本体がユニットの内側に向いているものである。この外側への位置付けは、外側からの支持を提供し、通常はその側から取付け手段を挿入する／ねじ込むので、この位置付けによって、例えばスパイクやねじを用いてユニットをより簡単に元のファサードに取り付けることができるようになる。一方、この外側への位置付けは、ユニットの主要な耐力機能が元のファサードとは離れた位置にあり、したがって支承すべき外装材に近いことも意味し、これは力のより直接的な伝達をもたらし、最適な曲げ剛性を与える。

有利には、耐力要素の本体は、耐圧縮性断熱材料の溝内に配置することができる。これは、力を均一に伝達し、新たなファサードに対する風の影響で耐圧縮性断熱材料の形が崩れる危険を低減する。さらに、断熱材料と耐力要素の堅固な接合を提供する。製造を容易にするために、耐圧縮性断熱材料は、本体のサイズおよび形状、場合によってはヘッドのサイズおよび形状にも合致する溝を備えるように予め形作られることがある。

別の実施形態によれば、システムはさらに、１つまたは複数の外装部材および／または遮風材を備える。これにより、新たなファサードを、施行され得る地域計画に適合させ、また耐水性および／または耐候性の表面を提供する。地域計画は、地方自治体によって採用される計画である。地域計画は、特定の地域の使用、レイアウト、および外観の枠組を定める。

別の実施形態によれば、システムの外面が耐水性である。これにより、建造物が風雨の影響に耐えることができるようになり、遮風材および／または外装部材が不要になる。

別の実施形態によれば、耐圧縮性断熱材料が、ミネラルウール、グラスウール、発泡ポリマーもしくは押出ポリマー、またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される。これらの材料は、好ましくは０．０４２Ｗ／ｍＫ未満の低い熱貫流率（λ値）を有する良好な断熱特性を有し、かつ十分な強度を有する。

有利には、耐力要素は、ヘッドと、第１の本体と、第２の本体とを備えることができ、耐力要素の断面が十字形状である。十字形状は、片側で耐圧縮性断熱材料の堅固な接合を提供し、また第２の本体をスペーシング部材として使用することができるので、スペーシング部材を省くことができる可能性を提供する。これは、ユニットを現場外で製造することができるので、建設段階中の時間を節約する。

別の実施形態によれば、耐圧縮性断熱材料が、接着剤によって耐力要素に固定されるか、または少なくとも１つの耐力要素を備える金型内で鋳造される。これによって、Ｔ字形だけで提供されるよりも、耐圧縮性断熱材料を耐力要素にしっかりと固定できる。

別の実施形態によれば、システムを元のファサードに固定するための手段が、ねじ、ボルト、アンカ、スパイク、および釘、またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される。これらの手段によって、システムの簡単な取付けが可能になる。

別の実施形態によれば、耐力要素が、木材、金属、ポリマー、コンクリート、複合材、繊維強化複合材、またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される材料からなる。適切な材料を選択して、耐力要素に、個々の建設プロジェクトに適合された強度および可撓性を与えることができる。

別の実施形態によれば、中間断熱材料が自己適合する。したがって、中間断熱材料を定位置に保つために、外装材や、ねじなど他の取付け手段は必要ない。

別の実施形態によれば、中間断熱材料と、１つまたは複数の外装部材および／または遮風材とが１つの要素を構成し、それにより上述したような耐水性のシステムに寄与する。このようにすると、後で遮風材および／または外装材を加える必要がなく、要素を工場で形成することができ、これは建設現場での建設時間を短縮する。さらに、建設段階中でさえ、中間断熱材料が水および／または風に耐えることができるようにする。この場合、当然、外に露出されているか否かに関わらず、ユニットの外面、すなわち耐力要素または耐圧縮性断熱材料の外面に同様の表面を提供することも有利である。

ユニットに全体として十分な耐力能力を与えるために、耐圧縮性断熱材は、好ましくは、７０〜１８０ｋＰａの間、より好ましくは９０〜１６０ｋＰａの間、最も好ましくは１１０〜１４０ｋＰａの間の、２％変形時の圧縮強度を有する。高い圧縮強度は、より高い強度をユニットに与え、またユニットをより剛性にし、それにより、新たなファサード外装材から伝達される荷重をより良く担持できるようにする。

別の実施形態によれば、システムはさらに、前記遮風材と前記１つまたは複数の外装部材との間にエアギャップを備え、エアギャップは、１つまたは複数のスペーサ部材によって、またはＴ字形の耐力要素の突き出た本体によって形成される。これは、断熱効果のあるさらなる層を形成し、かつ／または新たなファサードの層間の通気および排水を可能にする。

本発明の第２の態様によれば、元のファサードを補助的に断熱するための方法が提供される。この方法は、２つ以上のユニットを取り付けるステップであって、各ユニットが、Ｔ字形断面を有する少なくとも１つの耐力要素に固定された耐圧縮性断熱材料を備えるステップと、前記ユニットの間の１つまたは複数の空間内に中間断熱材料を配置するステップと、システムを元のファサードに固定するステップとを含む。

第１の態様の任意の特徴を第２の態様に適用することができる。本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な開示、添付の独立請求項、および図面から明らかになろう。

次に、本発明を、図面を参照しながら、いくつかの実施形態の例を用いて、以下により詳細に説明する。

本発明のシステムの一実施形態の断面図である。 本発明のシステムの一実施形態の斜視図である。 本発明のシステムの別の実施形態の斜視図である。 図１および図２の実施形態の斜視拡大図である。 第３の実施形態の断面図である。

図１および図２は、中間断熱材料１０２からなる隔離層で覆われた壁１０１と、本発明によるユニット１１２とを示す。

この実施形態において元のファサードを構成する壁１０１は、粘土れんが、コンクリート、木材、複合壁、サンドイッチ要素、または外壁に適した任意の他の材料もしくは材料の組合せから形成されてもよい。元のファサードにユニット１１２が取り付けられ、各ユニット１１２は、耐圧縮性断熱材料１０４と耐力要素１１０からなる。

耐圧縮性断熱材料１０４としては、グラスウールやロックウールなどのミネラルウールが好ましいが、ポリスチレンやポリウレタンなど硬化した発泡ポリマー材料を適用してもよい。耐圧縮性断熱材料１０４は、場合によっては耐力要素１１０の本体１０６が中に嵌まる溝を設けられるが、実質的には長方形である。

ユニット１１２は、ユニット間の距離が、それらの長手方向軸に対して垂直に見て６００〜９００ｍｍになるように、ねじ、ボルト、アンカ、スパイク、および釘、またはそれらの任意の組合せによって壁１０１に固定することができる。

固定手段１０３は、好ましくはねじまたはボルトであり、これは、図１および図２に示されるように外側からユニットに通される。しかし、フック形状や鉤形のものでもよい。例えば、まず固定手段１０３を壁１０１に取り付けてもよく、次いでユニット１１２が固定手段１０３の上に配置される。この場合、固定手段１０３は、好ましくは鉤形にすることができる。また、ユニット１１２に予め穴が開けられていることもあり、それにより固定手段がユニット１１２に容易に貫入することができる。別の選択肢は、壁１０１に壁用アンカが提供されることであり、壁用アンカ上で、予め開けられた穴を有するユニットが摺動することができ、その後、このユニットを、壁用アンカの固定によって、または他の二次固定具を用いた取付けによって壁１０１に取り付けることができる。

このとき、外面には、ナットまたは他の二次固定具を受け入れるための窪みを設けてもよく、それにより、ナットまたは他の二次固定具は窪み内に入り込み、外面から突出しない。また、外側から打ち込まれるねじまたはスパイクによってユニット１１２が取り付けられる場合にも窪みが使用されることがある。

中間断熱材料１０２はユニット１１２の間に配置される。中間断熱材料１０２は、耐候性または耐風性の表面を設けられるように、および／または材料が自立または自己適合するように処理することができる。適切な中間断熱材料は、ＩＳＯＶＥＲ Ｆｌｅｘ（登録商標）１６ｋｇ／ｍ^３など、可撓性の軽量グラスウール断熱材でよい。

図１および図２から分かるように、遮風材１０７が、中間断熱材料１０２およびユニット１１２の上に配置され、ユニット１１２に固定される。遮風材１０７の上にスペーシング部材１０９が配置されており、エアギャップ１０８を提供する。次いで、外装材１１１が、スペーシング部材１０９に取り付けられる。スペーシング部材１０９は、木材、ポリマー、繊維材料、例えば耐圧縮性断熱材料、金属、複合材、または任意の他の適切な材料からなることがある。

外装材１１１は、木材、金属、ガラス、複合材、粘土タイル、またはモルタルおよびメッシュ補強材によって形成された下塗りした組積造からなる任意のファサード外装材料でよい。

エアギャップ１０８は省かれることもある。

また、耐力要素は、壁１０１に当接させて位置決めされることもあり、本体が壁１０１とは逆向きに向く。これは、ユニット１１２が例えば壁用アンカの形態の固定手段１０３を壁１０１から受け取る場合に、固定手段１０３をよりしっかりと支持するので有利である。

耐圧縮性断熱材料１０４と耐力要素１１０のより堅固な接合を得るために、耐力要素１１０の表面に形状加工を施すこともできる。これは、例えば耐圧縮性断熱材料１０４を耐力要素１１０に固定するための接着剤を塗布するための、より大きな表面を提供する。

この実施形態では、システムが壁１０１に関して使用されるが、屋根、非耐力壁、または任意の他の構造の補助的な断熱に使用することもできる。

図３は、システムの別の実施形態を示す。ここでは、ユニット３０１が垂直にも水平にも適用される。ここでは、ユニット３０１が２つの耐力要素１１０を設けられている。この実施形態は、窓枠の取付けに関連して有利である。その際、ユニット３０１の内側と外側の両方で支承が必要とされる。ヘッド１０５、本体１０６、および耐圧縮性断熱材料１０４からなるユニット３０１は、窓１１３を取り付けるための支持体として使用されている。複合材や合板などのプレート材料１１４がユニット３０１に取り付けられる。次いで、窓１１３が、プレート材料１１４と実質的に気密の接続で取り付けられる。

この構造も、遮風材１０７、スペーシング部材１０９、および外装材１１１を備える。

窓１１３は、ファサードと窓の間のアセンブリを通る熱損失を最小限にするように、断熱面内に位置決めされる。

元のファサードの窓およびドアは、新たなファサードに新たな窓およびドアが完成されたとき、建設プロセス中に後で取り外すことができる。

また、遮風材１０７が中間断熱材料１０２の一部でもよい。また、例えば、中間断熱材料１０２が遮風材１０７と外装材１１１の両方を備えるサンドイッチ要素である場合、外装材１１１も多かれ少なかれ中間断熱材料１０２の一部でよい。

また、１つの耐力要素１１０を備えるユニット３０１が水平適用形態で使用されることもある。また、少なくとも１つの耐力要素１１０を備えるユニット３０１が間仕切り壁構造で使用されることもある。

耐力要素１１０の本体１０６は、元のファサードに向いている、および／または元のファサードとは逆向きに向いていてもよい。また、耐力要素１１０のヘッド１０５は、例えば窓やドアのための開口部で元のファサードに垂直に位置決めしてもよい。

上では、耐力要素１１０の本体１０６がユニット３０１の中心に向いているものとして図示して説明した。しかし、耐圧縮性断熱材料１０４とは逆向きに、かつ壁１０１とは逆向きに向いてもよいことを理解されたい。この実施形態は、スペーシング部材１０９を使用することなく、中間断熱材料１０２と外装材１１１の間にエアギャップ１０８を実現する。

図４は、図１および図２からのユニット１１２の拡大図である。ユニット１１２が耐圧縮性断熱材料１０２と耐力要素１１０から構成されていることがより明瞭に示されている。耐力要素は、ヘッド１０５と本体１０６から構成される。

図５は、本発明による第３の実施形態を示す。ここで、耐力要素は十字部材５１０の形態であり、本体１０６、５０６がヘッド１０５の各側から突出する。ユニット５１２は、十字部材５１０の形態の耐力要素と、耐圧縮性断熱材料１０４とを備える。十字部材５１０の形態の耐力要素が壁１０１とは離れて位置決めされるとき、スペーシング部材を使用することなく、中間断熱材料１０２と外装材１１１の間にエアギャップ１０８を実現する。遮風材１０７およびエアギャップ１０８の厚さは、本体５０６の長さに対応する。遮風材は、本体５０６の各側部でヘッドに取り付けられ、外装材１１１は本体５０６に取り付けられる。この耐力要素は、本体１０６が耐圧縮性断熱材料１０４に向いているので、耐圧縮性断熱材料の堅固な接合を可能にする。さらに、本体５０６の形態の組み込まれたスペーシング部材を有する。これにより、後でスペーシング部材を取り付ける必要がなくなり、建設段階における時間が節約できる。

十字部材５１０の形態の耐力要素が壁１０１に向けて位置決めされる場合、エアギャップは、壁１０１と断熱材のさらなる層との間に提供される。さらに、本体１０６が耐圧縮性断熱材料１０４に向いているので、耐圧縮性断熱材料１０４の堅固な接合を可能にする。

「元のファサード」と言うとき、これは、断熱され、それにより新たなファサードを形成する既存のファサードであることを意味する。ファサードは、外壁でも内壁でもよい。

異なる実施形態からの異なる要素を適切な組合せで組み合わせることができることが、当業者には理解されよう。

Claims (18)

1. 元のファサード（１０１）を補助的に断熱するためのシステムであって、
   ２つ以上のユニット（１１２、３０１、５１２）を備え、各ユニット（１１２、３０１、５１２）が、少なくとも１つの耐力要素（１１０）に固定された耐圧縮性断熱材料（１０４）を備え、各ユニット（１１２、３０１、５１２）が、元のファサード（１０１）に向けて位置するように構成された内側と、前記元のファサード（１０１）とは逆向きに面して位置するように構成された外側とを有し、システムがさらに、
   前記ユニット（１１２、３０１、５１２）の間の１つまたは複数の空間内に位置するように構成された中間断熱材料（１０２）と、
   前記システムを前記元のファサード（１０１）に固定するための手段（１０３）
   を備え、
   前記少なくとも１つの耐力要素（１１０）の断面がＴ字形であることを特徴とする、システム。
2. 前記ユニット（１１２）の断面が実質的に長方形である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記耐力要素（１１０）が、ヘッド（１０５）と本体（１０６）を備え、前記本体（１０６）が、前記元のファサード（１０１）に実質的に垂直である、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記耐力要素（１１０）の前記本体（１０６）が、前記耐圧縮性断熱材料（１０４）の溝内に配置される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記ユニット（１１２、３０１、５１２）が２つの耐力要素（１１０）を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記耐力要素（１１０）が、前記ユニット（１１２、３０１、５１２）の外側に配置され、前記耐力要素（１１０）の前記本体（１０６）が、前記ユニット（１１２、３０１、５１２）の内側に向けられる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記耐圧縮性断熱材料（１０４）が、ミネラルウール、グラスウール、発泡もしくは押出ポリマー、またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記耐圧縮性断熱材料（１０４）が、接着剤によって前記耐力要素（１１０）に固定されるか、または前記少なくとも１つの耐力要素（１１０）を備える金型内で鋳造される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記システムを前記元のファサード（１０１）に固定するための手段が、ねじ、ボルト、アンカ、スパイク、および釘、またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記耐力要素（１１０）が、木材、金属、ポリマー、コンクリート、複合材、繊維強化複合材、またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される材料からなる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記システムの外面が耐水性である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記中間断熱材料（１０２）が自己適合する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記耐圧縮性断熱材料（１０４）が、７０〜１８０ｋＰａの間、より好ましくは９０〜１６０ｋＰａの間、最も好ましくは１１０〜１４０ｋＰａの間の、２％変形時の圧縮強度を有する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記耐圧縮性断熱材料（１０４）が、０．０４２Ｗ／ｍＫ未満の熱貫流率を有する、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 前記耐力要素（５１０）が、ヘッド（１０５）と、第１の本体（１０６）と、第２の本体（５０６）とを備え、前記耐力要素（５１０）の断面が十字形状である、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. １つまたは複数の外装部材（１１１）および／または遮風材（１０７）をさらに備える、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のシステム。
17. 前記中間断熱材料（１０２）と、前記１つまたは複数の外装部材（１１１）および／または遮風材（１０７）とが１つの要素を構成する、請求項１６に記載のシステム。
18. 元のファサード（１０３）を補助的に断熱するための方法であって、
    ２つ以上のユニット（１１２、３０１、５１２）を取り付けるステップであって、各ユニット（１１２、３０１、５１２）が、Ｔ字形断面を有する少なくとも１つの耐力要素（１１０）に固定された耐圧縮性断熱材料（１０４）を備えるステップと、
    前記ユニット（１１２、３０１、５１２）の間の１つまたは複数の空間内に中間断熱材料（１０２）を配置するステップと、
    前記システムを前記元のファサード（１０１）に固定するステップ
    を含む、方法。

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