JP2014043762A - 遮熱板材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の遮熱板材は、基材(金属基板1)の表裏のうちの一方の面に、空気層を介在させることなく、輻射熱に対して高反射率の素材による層を含む遮熱層2を設け、該遮熱層を設けた面を太陽光が直接又は間接的に照射される面とは反対側の面として用いることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、店舗や工場等に使われているシャッターは、巻取りドラムに巻き取りして使用される物が多い。しかし、これらにはこれまで殆ど断熱施工がされていない。
さらに、鶏舎や牛舎等農業用の建物では、家畜の糞尿から発生するアルカリ性物質により金属屋根では短期間に腐食してしまうため、これらの農業用建物にはスレート屋根の使用が殆どであった。しかし、スレート屋根材のアスベスト問題が発覚した以降は脱スレート化が進み、新築建物では金属製折板屋根材に切り替わりつつある。しかし、アルカリ性物質から金属屋根材の腐食を阻止できるものは数少ない。
まず、工場や倉庫等の鉄骨の建物では、折板等金属屋根が殆どであって、この金属屋根には、結露防止用の薄いシートを使っているものはあるが、断熱施工は殆どされておらず、また外壁としても、断熱材を備えていない金属板が用いられている。そのため、夏場の室内は非常に暑く、逆に冬場は寒い劣悪な作業環境におかれている。
なお、これらの金属屋根や外壁の室内側に断熱工事や遮熱工事を施工すれば、冷暖房効率も向上し、作業環境も大きく変えることが出来るものの、前述のように施工費用がかさむというという問題があった。また、壁面に設置されているシャッターの多くは、断熱工事がされておらず、室内の熱効率を落とす要因でもあるが、これは、前述のようにシャッターが巻取りドラムに巻かれて使用されるためで、シャッター材に断熱材を取り付けると、巻取りドラムが大きくなりすぎ、現実的に使用は困難になるという問題があった。また、断熱材を薄くすると、断熱効果が少ないばかりか、仮に取り付けてもシャッターは常時可動するため、容易に剥がれ落ちてしまう恐れがあり、殆どのシャッターは何もなされていないのが現状である。
加えてこの鶏舎や牛舎等の農業用の建物では、肉用動物等の体重増加に及ぼす著しいストレスの原因として、ブラックグローブ現象という自然現象がある。これは気温25℃を越えると起こる現象で、鶏、豚、牛等の生産性が大幅に低下するという問題であるが、この現象を阻止するには、屋根や外壁から放射される輻射熱の量を如何に減らすかが重要な問題である。しかしながら、スレート屋根材や金属製屋根材又は外壁材等では、輻射熱を多く放射する素材が殆どで、生産性の向上はとてもおぼつかないだけでなく、鶏等に至っては死亡率も年々増加傾向にある。
なお、上記の「太陽光が直接又は間接的に照射される面とは反対側の面」とは、建物の室内側の面を指すものであって、また「高反射率」とは、およそ80〜90%以上の反射率を指すものである。また、「輻射熱に対して高反射率の素材による層」とは、以下の説明では「高反射率層」と簡略して説明することもある。
なお、上記の「アルミニウム層」とは、一般的に0.005〜0.035mmの厚さの板状(フィルム状)であるアルミニウム箔(アルミホイルとも言われる)でも良いし、より極薄のアルミ蒸着層でもよい。
なお、本発明の遮熱板材は、それ自体を外壁材や屋根材、シャッター材として成形加工するものに限定されず、例えば公知の屋根瓦(和瓦や洋瓦など)やコンクリートブロック、鋼材等を基材として用い、その内側に前記遮熱層を添設することにより、本発明の遮熱板材とすることができ、屋根瓦やコンクリートブロック、鋼材等に容易に前述の遮熱効果を付与することができる。
米国の多くの機関の報告によると、建物を移動する熱の平均75%は輻射熱であると言われている。しかも、屋根からの熱の出入りの70〜93%が輻射熱であるとされ、壁方向の輻射熱の量は壁全体の65〜80%とされている。従って、このような輻射熱をカットすることが最も効率的な省エネルギー工法といえる。
金属の反射率と放射率の和は壱(1)である。即ち反射率が高い物質は放射率が低く、高反射率の素材は低放射性の素材である(=熱反射率が高い素材は熱放射性が低い素材である)といえる。例えばアルミニウム箔(アルミホイル)やアルミ蒸着などのアルミニウム層では、輻射熱に対して97〜98%の反射率を持っているので、放射率は僅か2〜3%ということになる。また、この輻射熱に対して高反射率の素材としては、アルミニウムに限定されるものではなく、金や銀などの貴金属等を用いてもよい。
また、輻射熱に対する反射率は高いほど効果的であり、少なくても95%以上のもが望ましい。
即ち建物を移動する熱流は、夏季等の温暖期と冬季等の寒冷期では逆転するので、温暖期には低放射性の性能を有効に利用でき、寒冷期には輻射熱に対して高反射性の性能を有効に利用できる。
なお、プラスチック基板としては、硬質の各種の樹脂板が使用できる。
また、陶器製の板材とは屋根瓦であり、コンクリート製の板材とはやコンクリートブロックであり、日常的に用いられているこれらの建築資材を、本発明では基材として使用することができる。そのため、これらの陶器製の板材やコンクリート製の板材の場合にも、厚みはあまり重要ではない。
ここで用いる電食防止層は、前述のものと全く同一でも良いが、家畜の糞尿から発生するアルカリ性物質による腐食を考慮して高分子ポリ系フィルムなどの高透過樹脂を接着することが好ましい。
そして、前記合計2層構造の場合には、金属基板と遮熱層とを、空気層を介在させないように接合すればよい。前記合計3層構造の場合には、電食防止層と遮熱層とを溶着又は接着した後、この溶着又は溶着されたシートを、電食防止層が金属基板に直接接触するように再度接着又は溶着すればよい。
この様に一体化された本発明の合計2層〜4層構造の遮熱板材は、全体厚みが極めて薄いので各種の成型機にかけてどのように加工することも可能である。
図2に示す遮熱板材の実施例2は、基材(金属基板)1の裏面側に、高反射率層2のみからなる遮熱層を形成した合計2層構造の構成である。
図3に示す遮熱板材の実施例3は、基材(金属基板)1の裏面側に、電食防止層3と高反射率層2と電食防止層3とからなる遮熱層を形成した合計4層構造の構成である。
なお、これらの図1〜3は何れも断面構成を示すために模式的に示すものであって、厚み等に関して写実的に示すものではない。
これらの実施例1〜3における基材(金属基板)1としては、厚み0.5mmの化粧鋼板を用い、高反射率層2としては、厚み15μmのアルミニウム層(アルミホイル)を用い、電食防止層3としては、厚み0.3mmの化学繊維シート(PE不織布)を用いた。
また、図2の遮熱板材を作製する際には、前記電食防止層3と高反射率層2とを溶着して接合した(詳しくは不織布にPEを介してアルミホイルを熱溶着して遮熱シートを作製した)後、この遮熱シートを、電食防止層3が金属基板1に直接接触するように接着(又は溶着)して一体化した。さらに、図3の遮熱板材を作製する際もほぼ同様に電食防止層3と高反射率層2と電食防止層3とを溶着して接合した後、この接合したシートを金属基板1に接着(接合)して一体化した。
前記実施例2の遮熱板材を用い、屋根材、外壁材としてそれぞれ成形加工を行った。なお、比較例として、前記金属基板1と同じ金属板を用い、同じように屋根材、外壁材としてそれぞれ成形加工を行った。
なお、屋根材としての成形加工は、山部と谷部とが交互に連続する折板屋根の形状とした。また、外壁材としての加工は、略平坦状の中央部分の左右が傾斜状に立ち上げられた形状とした。
前記実施例2の遮熱板材を用いて、前述のように成形して屋根材、外壁材としたものを実施例とし、前記金属基板1と同じ金属板を用いて、前述のように成形して屋根材、外壁材としたものを比較例とし、これらを同一条件にて並べて屋外に放置し、その室内側(太陽光が照射される面とは反対側の面)の温度を測定して比較した。
外気温が32℃のとき、実施例2の屋根材の室内側の温度は42.2℃であり、これに対し、比較例の屋根材(金属基板1のみ)の室内側の温度は46.2℃であり、その差は4℃であった。
外気温が32℃のとき、実施例2の外壁材の室内側の温度は37.2℃であり、これに対し、比較例の外壁材(金属基板1のみ)の室内側の温度は46.4℃であり、その差は9.2℃であった。
本発明の実施例2の遮熱板材は、全体の厚みが非常に薄いので、表面に凹凸の形状を付けるどのような加工(圧延加工や曲げ加工など)も、容易に行うことができる。したがって、金属基板1のみで構成される比較例と同様に、長尺物も簡単に短時間に製作可能である。
また、実施例1〜3の遮熱板材は、何れも裏面側がアルミニウム層等の高反射率層であるため、台風等の強い風が吹き込んでも内面側がアルミニウム層等の高反射率層であるため、全く問題は発生しなかった。
コンクリートブロックの内側に前記高反射率層2のみから遮熱層を添設した構成の遮熱板材を実施例とし、熱源(800Wヒーター)からの距離を100mm〜500mmまで変えてその内側の温度を測定して比較した。
表1より明らかなように、熱源からの距離が100〜300mmである場合に、本発明の遮熱板材は、遮熱層が存在しない比較例に比べて明らかな遮熱効果が認められた。それに対し、熱源からの距離が400〜500mmでは、風等の影響がデータに反映されたものと考える。
2 電食防止層
3 アルミニウム層(高反射率層)
4 鋼板からなる外壁材
なお、「高反射率」とは、およそ80〜90%以上の反射率を指すものである。また、「輻射熱に対して高反射率の素材による層」とは、以下の説明では「高反射率層」と簡略して説明することもある。
なお、「高反射率」とは、およそ80〜90%以上の反射率を指すものである。また、「輻射熱に対して高反射率の素材による層」とは、以下の説明では「高反射率層」と簡略して説明することもある。
そして、前記合計2層構造の場合には、金属基板と遮熱層とを、空気層を介在させないように接合すればよい。前記合計3層構造の場合には、電食防止層と遮熱層とを溶着又は接着した後、この溶着又は溶着されたシートを、電食防止層が金属基板に直接接触するように再度接着又は溶着すればよい。
この様に一体化された本発明の合計2層〜4層構造の遮熱板材は、全体厚みが極めて薄いので各種の成型機にかけてどのように加工することも可能である。
図2に示す遮熱板材の実施例2は、基材(金属基板)1の裏面側に、高反射率層(遮熱層)2を形成した合計2層構造の構成である。
図3に示す遮熱板材の実施例3は、基材(金属基板)1の裏面側に、電食防止層3と高反射率層(遮熱層)2と電食防止層3とを形成した合計4層構造の構成である。
なお、これらの図1〜3は何れも断面構成を示すために模式的に示すものであって、厚み等に関して写実的に示すものではない。
これらの実施例1〜3における基材(金属基板)1としては、厚み0.5mmの化粧鋼板を用い、高反射率層2としては、厚み15μmのアルミニウム層(アルミホイル)を用い、電食防止層3としては、厚み0.3mmの化学繊維シート(PE不織布)を用いた。
また、図2の遮熱板材を作製する際には、前記電食防止層3と高反射率層2とを溶着して接合した(詳しくは不織布にPEを介してアルミホイルを熱溶着して遮熱シートを作製した)後、この遮熱シートを、電食防止層3が金属基板1に直接接触するように接着(又は溶着)して一体化した。さらに、図3の遮熱板材を作製する際もほぼ同様に電食防止層3と高反射率層2と電食防止層3とを溶着して接合した後、この接合したシートを金属基板1に接着(接合)して一体化した。
Claims (4)
- 基材の表裏のうちの一方の面に、空気層を介在させることなく、輻射熱に対して高反射率の素材による層を含む遮熱層を設け、該遮熱層を設けた面を太陽光が直接又は間接的に照射される面とは反対側の面として用いることを特徴とする遮熱板材。
- 輻射熱に対して高反射率の素材による層が、アルミニウム層であることを特徴とする請求項1に記載の遮熱板材。
- 遮熱層は、金属基板の表裏のうちの一方の面に接する化学繊維シート、樹脂製シート、樹脂皮膜、樹脂塗膜の何れかによる電食防止層と前記輻射熱に対して高反射率の素材による層とから構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱板材。
- 建築物の外壁材、屋根材、シャッター材として用いられることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の遮熱板材。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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