JP2015532955A - モジュール式ハイブリッド壁組立体 - Google Patents

Abstract

本発明は、建築物の建設に使用するためのハイブリッド壁組立モジュール（２３）、および、前記モジュールを有するモジュール式ハイブリッド壁組立体に関し、断熱材および支持構造要素に関連して熱交換器システムを有する完全建設ユニットを提供するものであり、モジュール式ハイブリッド壁組立モジュールは、前板ならびに流体管と、構造要素と、管と主構造要素との間の断熱材とを備える。ハイブリッド壁組立モジュールおよびモジュール式ハイブリッド壁組立体は、スナップフィット方式で取付け可能な堅固で実用的な建設ユニットを提供する。【選択図】図８

Description

本発明は、温度調節設備と共に供給されるモジュール式ハイブリッド壁組立モジュールに関する。様々な地理的条件および環境条件による熱負荷値に対して調節可能な設計になっている、支持構造要素を有する放射加熱パネルおよび／または放射冷却パネル（ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐａｎｅｌｓ）の最適調節が、居住用建築物および商用建築物の内壁と外壁の両方に関して提案される。

発明の背景

建築物の内部空間の室温を効果的に調節するのは重要な問題であり、この問題を解決するために多くの方法が数年来提案されている。

温水放熱器（ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｒａｄｉａｔｏｒｓ）の使用は、非常に高い燃料焼却温度を有する危険な表面、例えばストーブを利用することの問題を解決してきた方法である。しかし、放熱器表面の温度は気楽に触れるには依然として高いので、放熱器表面に触れるのは依然として危険である。放熱器表面に無意識に触れると、予期せぬ突然の不快感のために、事故に続いて起こり得る傷害および損傷につながる可能性がある。

さらに、従来型放熱器のごく限られた表面を使用して空気を加熱し、放射量だけで熱伝達を制限し、主として自然対流を利用するという問題により、従来型放熱器は理想的な温度調節に対して依然として不十分な解決策のままである。したがって、部屋全体の温度プロファイルは依然として非常に変わりやすく、依然として不快であり、不健康であり、かつ予測不可能であった。

空調装置および送風機付き加熱器／冷却器を利用することは、特に物品にとって好都合な、部屋全体の温度プロファイルの両側の差を減少させるための代替解決策と見なされ得る。しかし、これらの装置は、強制対流から生じる連続的でしばしば不健康な空気流を発生させ、このことはその空気流にさらされた人々を困らせる。

床、天井および壁に管を埋め込むことは、より大きな熱伝達面で部屋の加熱および／または冷却を支援する別の手法である。この手法は、室温により近い温度値をもつ流体を利用するのにも役立ち、したがって傷害および事故のリスクが低下した。これに先立ち、壁に埋め込まれたコンクリート管または金属管を含む剛性流路を使用するとともに、建築物の壁の構築時にその剛性流路を明礬（ａｌｕｍ）またはプラスタ（ｐｌａｓｔｅｒ）で覆う技法が適用されている。この手法には、費用のかかる破壊を伴わずに修理することができない漏れの修復コストが高いという問題がある。

その後、当業界は、予め取り付けられたパイプラインを有するモジュール式パネル（オーストリア特許第４０５４２９号明細書および欧州特許出願公開第２３９７３２２号明細書）、あるいは既存の壁に加熱用マットもしくは管を取り付け、プラスタを塗ること（ＡｌｌＦｏｒｍ（商標）、ＵＳＨ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｅｎ ＧｍｂＨ、独国）などのより実用的な解決策を考え出した。この手法は、既存の壁に加熱／冷却システムを設置するのに役立つが、支持構造要素の構築に加えてフレキシブルで好都合な放射パネルモンタージュ（ｒａｄｉａｎｔ ｐａｎｅｌ ｍｏｎｔａｇｅ）の収集を依然として同時には支援しない。

構造上、広く使用されている加熱／冷却パネルを壁概念自体から離れて考えることはほぼ不可能である。壁構造による熱損失および熱利得は土木プロジェクトを展開する間に計算され使用される。したがって、加熱／冷却パネルの存在および特性は壁自体の特性に大きく依存する。

断熱材のタイプ、断熱材の厚み、管相互間の距離などの極めて重要なパラメータは、熱伝達率および投資コストを計算する間に検討されるべきであるが、市場に出ているパネルは、重要な変量、例えば複数の構造的細部および気候条件に応じて設計されるのではなく、ほんの数標準タイプのものしか提供されていない。

このことは、パネル相互間のエネルギー、コストおよび快適性ならびに建築物の既存の構造上の特性の不適切な調節および最適化の欠如につながる。さらに、別個の無関係な用途、プロジェクトおよび労働者が相互にフォローすると、コストおよび時間損失を劇的に増大させる。

建築物の建設後局面での外部断熱には多大な労力を必要とし、適用された断熱はプロジェクト予測に比べて低い性能を示す傾向がある。これは、欠点および欠陥が困難な技量によって引き起こされる可能性が高いためである。さらに、これらの欠陥は断熱材の有効寿命を劇的に短くする。

断熱材および支持構造要素を同時に提供するハイブリッドモジュール式製造物のいくつかの例が市販されているが、これらの例はどれも、支持構造要素と一体化された加熱および／または冷却システムを提供しない。

したがって、本発明は、放射加熱システムおよび支持構造要素を同時に迅速にモンタージュするモジュール式壁組立体を提供して、時間、労力および設備の節約、したがって低コストを可能にする。

発明の目的

本発明の顕著な目的のうちの１つは、温度調節設備と共に供給されるモジュール式ハイブリッド壁組立体を提供することである。

本発明の別の目的は、建築物の内壁と外壁の両方のためにモジュール方式で提案される支持構造要素を有する放射加熱および／または冷却パネルの最適な開発、生産、調節およびモンタージュにより建築物のエネルギー消費を最小限に抑えることである。

本発明の別の目的は、建築物の内壁と外壁の両方のために提案される支持構造要素を有する放射加熱および／または冷却パネルの最適調節を提供することである。

本発明の別の目的は、環境の熱的条件ならびに建築物内の壁の位置および機能に関して建築物の加熱、冷却および機械的支持の必要性を含む可変要件および責務に適合する改善された調節のための代替実施形態を提供することである。

本発明の別の目的は、気候設備、断熱材、支持構造要素、および内外プラスタ塗りを完全な解決策で提供することにより建設の財務コストおよび時間コストを最小限に抑えることである。

本発明の別の目的は、より低い密度の壁要素を供給することにより建築物の静荷重を最小限に抑えることである。

本発明の別の目的は、建設後の局面での被覆要件をなくすこと、および、被覆中の困難な作業によって引き起こされる経済的損失および断熱欠陥をなくすことである。

本発明の別の目的は、壁を通るガス移動を軽減するとともに壁面上での結露抑制を提供することである。

本発明の別の目的は、主に放射による熱伝達によって熱的快適性を提供することである。

本発明の別の目的は、熱的快適性に悪影響を与える要因を最小限に抑えることにより、すなわち、部屋の中の表面を好都合な温度に保ち、人体と人体の周囲との間の熱平衡を維持することにより快適な居住空間を提供することである。

本発明の別の目的は、エネルギー移動システムとしてエネルギー効率の改善を提供することである。

追加の目的は、下記の明細書および詳細な説明を本明細書全体にわたって精査することにより、さらに明瞭に理解することができる。

本発明は、建築物の建設に使用するためのハイブリッド壁組立モジュールであって、前板と、主構造要素と、加熱もしくは冷却流体用の導管として役目を果たす複数の管および管と主構造要素との間の断熱材を有する熱交換器システムと、を備えるハイブリッド壁組立モジュールに関し、管は、前記前板と主構造要素との間に配置され、前記前板、熱交換器システムおよび主構造要素が、ハイブリッド壁組立体を形成するようになっているモジュール式一体型壁モジュールを形成するように固定して装着される。前記モジュールは、前記ハイブリッド壁組立体を形成するようにモジュールを互いにスナップフィットさせるための、前記モジュールの各垂直端部における凹部および突出部をさらに備える。本発明は、前述のモジュールのうちの少なくとも２つを備えるモジュール式ハイブリッド壁組立体にも関する。

添付図面は、ハイブリッド壁組立体を例示するためだけに提供され、ハイブリッド壁組立体の従来技術に勝る諸利点について上記に概説し、以下で詳細に説明する。

本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの一実施形態の分解図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの別の実施形態の分解図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの別の実施形態の分解図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの別の実施形態の分解図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの別の実施形態の分解図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの別の実施形態の斜視図および詳細図である。 本発明によるハイブリッド壁組立モジュールの別の実施形態の斜視図および詳細図であり、配管モンタージュの斜視図および詳細図がハイブリッドパネル上に概略的に示されている。 本発明の一実施形態による２つのモジュールによって形成されたハイブリッド壁組立体の例示的な配置を示す図である。 本発明の一実施形態による２つのモジュールによって形成されたハイブリッド壁組立体の別の例示的な配置を示す図である。

ここで上記に概説した諸図を参照すると、本発明のモジュール式ハイブリッド壁組立体は、環境条件および所望の仕様に応じて極端な自由度を有するように設計される。

図１に、本発明によるハイブリッド壁組立モジュール（２３）の一実施形態の分解図（ａ）および断面図（ｂ）が示されている。モジュール（２３）は、開放輪郭管路（ｏｐｅｎ ｐｒｏｆｉｌｅ ｐｉｐｅ ｃｈａｎｎｅｌｓ）（１６）をその上に有する溝付き内部断熱材（ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）（４）と、断熱材（４）の前に備え付けられるべき放射板（２）であって、この場合も開放輪郭管路（１５）を含み、管の幾何形状に従って形成され得る放射板（２）と、断熱材（４）上の開放輪郭管路（１６）と放射板（２）上の開放輪郭管路（１５）との間に配置されるべき管（３）と、開放輪郭管路（１４）をその上に有する前板（１）であって、パネル構造の相補的品目である前板（１）と、壁の主構造要素（５）と、外部断熱材（７）と、外部プラスタ（８）と、前述の部分を互いに固定するための化学接着剤と、を備える。

パネルモジュール（２３）の高さおよび幅は、建築プロジェクトにおける床面高さおよび部屋寸法によって異なる。壁主構造要素（５）、外部プラスタ（８）、および外部断熱材（７）の厚みもまた、建築プロジェクトの要件および選択された材料によって異なる。壁面全体にわたってより均一な温度分布をもたらすように、アルミニウム箔が放射板（２）の材料として利用され得る。

管（３）相互間の距離および断熱材（４）の厚みは、建築物にかかる熱負荷の関数および壁モジュール（２３）に使用される複数の材料の特性の関数として見なすことができる。任意の断熱材、例えばＸＰＳ（押出ポリスチレン）、ＥＰＳ（発泡ポリスチレン）、またはロックウールが、本発明の対象であるモジュール式ハイブリッド壁組立モジュール（２３）に利用され得る。

管（３）の材料は、プラスチック誘導体、例えばＰＥ（ポリエチレン）またはＰＰ（ポリプロピレン）から選択されることが好ましい。管（３）は、前板（１）上の開放輪郭管路（１４）と断熱材（４）上の開放輪郭管路（１６）との間に分散されてもよく、または代替手段として、管（３）は専ら前板（１）の中に配置されてもよい。管（３）の幾何学的特性、例えば直径および壁厚は、実施形態および選択された壁組立システムに応じて異なることができる。モジュール（２３）に衛生設備および配線設備用の空隙容積を割り当てることができる。

図２に、モジュール式ハイブリッド壁組立モジュール（２３）の別の実施形態が示されている。この実施形態では、ハイブリッド壁システムが代替材料で作られた煉瓦の形をした壁ブロック（１０）を使用して組み立てられ、すなわち、キルン（ｋｉｌｎ）、軽石コンクリート、オートクレーブ養生気泡コンクリート（ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ ａｅｒａｔｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ）がモノブロック支持要素の代わりに主構造要素として利用され得る。管（３）は、乾式壁前板（９）内の閉鎖輪郭管路（１７）の中に配置される。壁と管（３）との間の熱流を妨げるために、溝なし内部断熱材（６）が前板（９）の後ろに配置され得る。パネル組立モジュール（２３）は、主構造要素として使用される壁ブロック（１０）に取り付けられるべき前板（９）、管（３）、および溝なし内部断熱材（６）を備える。モンタージュは、外部断熱材（７）および外部プラスタ（８）を装着した後で完成されるべきである。

図３に示されている別の実施形態は、充填物を有するサンドイッチ断熱壁材が使用されているハイブリッド壁組立モジュール（２３）である。この実施形態は、サンドイッチ壁主構造要素（１１）、好都合な中間断熱材（１２）で作られた分離サンドイッチ軽量構造要素、および外部プラスタ（８）に加えて、管（３）付きパネルシステム、溝なし内部断熱材（６）、および閉鎖輪郭管路（１７）付き前板（９）をも備える。

図４に示されている別の実施形態は、管（３）と、溝なし内部断熱材（６）と、閉鎖輪郭管路（１７）付き前板（９）と、低熱伝達率の主構造要素（１３）と、外部プラスタ（８）とを有するモジュール（２３）を備える。ここで、低熱伝達率の主構造要素（１３）を利用すると追加の外部断熱層が不要になり、したがって組立てが簡略化される。

図５に示されている別の実施形態は、パネルモジュール（２３）の後ろの内部断熱材が除去されている後の実施形態とは異なる。このモジュール（２３）は、管（３）と、閉鎖輪郭管路（１７）付き前板（９）と、低熱伝達率の主構造要素（１３）と、外部プラスタ（８）とを備える。

図６に示されている別の実施形態は、前述した組立体と比較して異なる状況に基づいている。放射モジュール（２３）は、溝なし内部断熱材（６）に加えて閉鎖輪郭管路付き前板（９）を備え、支持構造要素は支持輪郭部（１８）によって実装される。この輪郭部（１８）は、放射パネルと支持構造要素との間に空所（１９）を提供する。空所（１９）は、余分の断熱特性で役目を果たし、湿度最適化を促進する。

図７は、ハイブリッド壁要素の配管モンタージュを概略的に示す。ハイブリッド壁モジュール（２３）がハイブリッドパネルモンタージュ輪郭部（２０）に取り付けられる。このようにして、前述した実施形態のいずれかのハイブリッド壁組立モジュール（２３）の隣り合う層が組み合わされ据え付けられることになる。前記モンタージュ輪郭部（２０）は、モジュール（２３）の水平方向の強固な固定を可能にする。

好ましい実施形態では、管を流れる流体用の分配継手および収集継手のための空間を確保するために、壁組立体の下部仕切りには加熱／冷却パネルがない。壁組立体の残り部分に適合する面を得るためには、継手の設置に続いて、これらの仕切りを、管を備えていないカバーパネル（２８）で覆うべきである。

図７に包括的に示されているように、パネルへの調整流体入口（２６）およびパネルからの調整水出口（２７）は、それぞれ主分配器戻りライン（２５）および主分配器出発ライン（２４）に取り付けられる。したがって、流体回路は閉じられる。他の多くの代替ジャンクション継手の中で、分割Ｔ継手（２９）および結合Ｔ継手（３０）を使用すると、調整流体を本発明のモジュール式ハイブリッド壁モジュール（２３）および組立体全体にわたって分配および収集することが可能になるが、このことは上記の２つの継手の使用に限定されるものではない。

ハイブリッド壁組立モジュール（２３）相互間のフィット連結を容易にすることができるハイブリッド壁組立モジュール（２３）の有利な構造は、本発明のさらなる態様を形成する。図８は、図３を用いて上述したハイブリッド壁組立体の一実施形態のモンタージュを示す。図８（ａ）および図８（ｂ）は、スナップフィット方式のモンタージュを明確に理解できるようにするために、組立体の詳細斜視図および水平断面の代表的な図を示す。図８は、右側のモジュール（２３）の突出部が左側のモジュールの凹部に介入することによる２つのハイブリッド壁モジュール（２３）のモンタージュを示す。前記突出部と前記凹部との間の接触面（３１、３２）は、実質性を高めるために化学接着剤を使用して強化されてもよい。モジュール（２３）はそれぞれ、多くの壁モジュール（２３）の間のモジュール式スナップフィッティングのために、一端に縦凹部（４１）を備え、反対端に垂直方向（ｙ）に延びる縦突出部（４２）を備える。この目的は、言及した凹部（４１）および突出部（４２）がモジュール（２３）の端面に出現し得るように、例えば中間層の軸線方向のシフト、すなわち断熱材（１１）の水平方向（ｘ）のシフトによって達成することができる。当業者なら、これらの凹部（４１）および突出部（４２）の部分は、主構造要素（１１）の軸線方向の変位により、またはモジュール構造の中間層を適当な大きさにすることにより代替的に形成され得ることを容易に理解するであろう。

図９は、前述したハイブリッド壁組立体の別のモンタージュ実施形態を示す。図９（ａ）および図９（ｂ）は、スナップオン態様でのモンタージュを明確に理解できるようにするために、組立体の詳細斜視図および水平断面の代表的な図を示す。図９は、相対的に突出するレベルと相対的に陥凹するレベルとを組み合わせることにより整合モジュールを配置構成することによるハイブリッド壁組立体のモンタージュ態様を示す。モジュール（２３）相互間の接触面（３３、３４）は、実質性を高めるために化学接着剤を使用して強化されてもよい。この実施形態では、層のうちの１つまたは層の群が構造要素の残りの部分に対して軸線方向にシフトされ、その結果、前述の突出部（４２）部分および凹部（４１）部分が縦端面に形成されることになる。

別の態様として、図８および図９に示されているスナップフィット領域（Ａ）において、水平接触面（３２）がスナップフィット構造によって形成されるように、直線でない相並んだモジュール（２３）の垂直接触面（３１）が設けられる。この配置は、例えば、上記で説明したように水平方向（ｘ）のモジュール（２３）の中間層の軸線方向変位によって容易に達成され得る。

次いで、事前に製造されるべき壁組立モジュール（２３）は、床および天井に装着された輪郭部相互間に１つずつ位置合せされる。並置する壁はスナップフィット方式で互いに容易に固定される。放射パネルは、専用下部仕切り内の分配ラインおよび収集ラインからの循環水によって熱調整される。継手の設置に続いて、パイプラインを備えていないカバーパネル（２８）に適合する表面を得る。放射熱の大部分は、加熱／冷却流体が管（３）を流れることにより前板を流れる。放射板（２）の後ろの内部断熱材（４、６）は、いくつかの実施形態で述べたように、壁組立体による熱損失を最小限に抑えることを意図している。支持主構造要素（５、１０、１１および１３）は、モジュール式ハイブリッド壁組立体の本体として役目を果たす。壁組立体表面から断熱材（４、６）までの距離はプロジェクト設計必要性に依存する。断熱材は、壁組立体を構成する層の中央部の周りに配置されてもよく、あるいは壁組立体の両面のどちらかの近くに配置されてもよい。

本発明のハイブリッドモジュール式壁組立体に使用されるべき材料、材料の位置決めおよび厚み、管相互間の距離、ならびに壁モジュールおよび実施形態の寸法は、関連プロジェクトの構造的必要性、熱的必要性および経済的最適化必要性によって異なっていてもよい。

上記で取り組まれた本発明のモジュール式ハイブリッド壁組立体により、室内空間の分離および外壁の構築が効率的な放射加熱／冷却システムとともに得られる。このハイブリッド組立体は、気候順応、構造および断熱、ならびに別々のモジュール（２３）の間のロバストフィッティングを含む技術的問題に対する完全な解決策を提供する。

Claims (14)

1. 建築物の建設に使用するためのハイブリッド壁組立モジュール（２３）であって、前板（１、９）と、主構造要素（５、１０、１１、１３）と、加熱もしくは冷却流体用の導管として役目を果たす複数の管（３）および前記管（３）と前記主構造要素（５、１０、１１、１３）との間の断熱材（４、６）を有する熱交換器システムと、を備え、前記管（３）が、前記前板（１、９）と前記主構造要素（５、１０、１１、１３）との間に配置され、前記前板（１、９）、前記熱交換器システム、および前記主構造要素（５、１０、１１、１３）が、ハイブリッド壁組立体を形成するようになっている一体型壁モジュール（２３）を形成するように固定して装着され、前記モジュール（２３）が、モジュール式ハイブリッド壁組立体を形成するようにモジュールを互いにスナップフィットさせるために垂直方向（ｙ）に沿って延びる、前記モジュール（２３）の垂直端部における凹部（４１）および突出部（４２）をさらに備える、ハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
2. 前記前板（１）および前記断熱材（４）が、前記管（３）を受け入れるための開放輪郭管路（１４、１６）を備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
3. 前記前板（９）が、前記管（３）を受け入れるための閉鎖輪郭貫通路（１７）を備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
4. 中間断熱材（１２）および外部断熱材（７）の少なくとも一方をさらに備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
5. 前記モジュール（２３）の最外部におけるプラスタ層（８）をさらに備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
6. 前記主構造要素（５、１０、１１、１３）がモノブロック支持要素または煉瓦の形をしている、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
7. 前記前板（１、９）と前記管（３）との間に配置される、開放輪郭管路（１５）を有する放射パネル（２）をさらに備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
8. 前記放射パネル（２）がアルミニウム箔の形をしている、請求項７に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
9. 前記管（３）と前記主構造要素（５、１０、１１、１３）との間に複数の輪郭部（１８）によって形成された空間層（１９）をさらに備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
10. ２つの相並んだモジュール（２３）の最上水平端部および最下水平端部から前記２つの相並んだモジュール（２３）に係合するようになっているモンタージュ輪郭部（２０）をさらに備える、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
11. モジュール（２３）を互いにスナップフィットさせるために前記垂直方向（ｙ）に沿って延びる、前記モジュール（２３）の垂直端部における凹部（４１）および突出部（４２）が形成されるように、前記主構造要素（５、１０、１１、１３）の層および前記断熱材（４、６、７、１２）の層の少なくとも一方が、水平方向（ｘ）において前記層の残りの層に対して軸線方向にシフトされる、請求項１または４に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
12. 前記管（３）がプラスチック製である、請求項１に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のハイブリッド壁組立モジュール（２３）を備えるモジュール式ハイブリッド壁組立体。
14. 前記組立体が、２つの前記モジュール（２３）の間に垂直接触面（３１）および水平接触面（３２）を有するスナップフィット領域（Ａ）を備え、前記垂直接触面（３１）が、前記組立体を強化するために前記モジュール（２３）の断面に沿って直線状にならないように配置される、請求項１３に記載のモジュール式ハイブリッド壁組立体。

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