JP2016151403A

JP2016151403A - 断熱構造及びフェノールフォーム

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Publication number: JP2016151403A
Application number: JP2015030426A
Authority: JP
Inventors: 征希遠山; Masaki Tooyama; 敏正白方; Toshimasa Shirakata; 康史川端; Yasushi Kawabata
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2016-08-22
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: JP6514908B2

Abstract

【課題】高い断熱性と防火性を備えた断熱材であるフェノールフォーム及び該フェノールフォームを用いた層厚が薄く施工が簡易な断熱構造を提供する。【解決手段】室内温度が１０℃以下となる冷凍冷蔵倉庫の外壁４の室内側に断熱材を複数枚積層する断熱構造であって、最も室内側に配置される前記断熱材である内層フォーム８ｂが制限酸素指数２８％以上、熱伝導率０．０２２Ｗ／ｍＫ以下のフェノールフォームから構成され、かつ前記内層フォームの室内側表面に予め不燃性材料層８ｃが積層され、複数枚積層された前記断熱材の合計の熱抵抗値が５．０ｍ２Ｋ／Ｗ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍冷蔵倉庫の断熱構造及び冷凍冷蔵倉庫の断熱構造に用いられるフェノールフォームに関するものである。

従来、冷凍食品などを低温で貯蔵することを目的とした冷凍冷蔵倉庫においては、通常の室内温度が氷点下となることから極めて高い断熱構造を有することが要求される。具体的には、通常１５０〜３００ｍｍ程度の厚さの断熱材を用いて倉庫内の断熱を行う必要がある。

現在このような断熱構造としては、例えば、１５０ｍｍ以上の厚さを有する押出法ポリスチレンフォームを用いた断熱構造が知られている（特許文献１参照）。

また、冷凍冷蔵倉庫用の断熱材としては熱抵抗値が５．０ｍ２Ｋ／Ｗ以上であることが好ましいとされている（特許文献２参照）。

特開２００９−５２３６９号公報特開２０１３−１３００３２号公報

しかしながら、上述の断熱構造においては、押出法ポリスチレンフォームの熱伝導率が０．０２８Ｗ／ｍＫと高いことから（図２参照）、確実に冷凍冷蔵倉庫の断熱性を確保するためには複数の断熱板を積層する必要が生じた。この場合、断熱層の層厚が厚くなり、冷凍冷蔵倉庫内の利用可能な空間が狭くなるという問題があった。

また、一定の規模を有する倉庫には、屋内消火栓設備として原則的にスプリンクラー設備を設けることが消防法上義務付けられているが、室内温度が氷点下となる冷凍冷蔵倉庫のようにスプリンクラー設備を設置することが適していない構造物の場合には、スプリンクラー設備に代えて不燃材で断熱材を覆うことにより防火性を確保することが例外的に認められている。

例えば、図４に示すように、押出法ポリスチレンフォームのような可燃性の断熱材を積層した従来の断熱構造においては、断熱材の室内側に石膏ボード等の不燃材料を配置することにより、スプリンクラー設備を設置せずに冷凍倉庫の防火性を確保することが可能である。

しかしながら、この場合、不燃材料である石膏ボード等を断熱材とは別に施工する必要が生じるため断熱構造の施工が煩雑になるという問題があった。

本発明の目的は、高い断熱性と防火性を備えた断熱材であるフェノールフォーム及び該フェノールフォームを用いた層厚が薄く施工が簡易な断熱構造を提供することである。

本発明の断熱構造は、室内温度が１０℃以下となる冷凍冷蔵倉庫の外壁の室内側に断熱材を複数枚積層する断熱構造であって、最も室内側に配置される前記断熱材である内層フォームが制限酸素指数２８％以上、熱伝導率０．０２２Ｗ／ｍＫ以下のフェノールフォームから構成され、かつ前記内層フォームの室内側表面に予め不燃性材料層が積層され、複数枚積層された前記断熱材の合計の熱抵抗値が５．０ｍ２Ｋ／Ｗ以上であることを特徴とする。

また、本発明の断熱構造は、前記不燃性材料層が、アルミ箔または無機質板を含むことを特徴とする。

また、本発明の断熱構造は、前記外壁と前記内層フォームの間に、１枚のフェノールフォームで構成される外層フォームが配置され、前記外層フォームが前記内層フォームよりも厚いことを特徴とする。

また、本発明のフェノールフォームは、室内温度が氷点下となる冷凍冷蔵倉庫の外壁の室内側に断熱材を複数枚積層する断熱構造において前記断熱材に用いられるフェノールフォームであって、制限酸素指数が２８％以上、熱伝導率が０．０２２Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、高い断熱性と防火性を備えた断熱材であるフェノールフォーム及び該フェノールフォームを用いた層厚が薄く施工が簡易な断熱構造を提供することである。

実施の形態に係る断熱構造を示す図である。実施の形態に係る断熱構造に用いるフェノールフォーム及び従来の断熱構造に用いる押出法ポリスチレンフォームの熱抵抗値を示すグラフである。実施の形態に係る断熱構造の施工手順を示す図である。従来の断熱構造を示す図である。

以下、図面を参照して、実施の形態に係る断熱構造について、室内温度が１０℃〜−６０℃程度の冷凍冷蔵倉庫の断熱を行う壁体を例に説明する。図１は、実施の形態に係る壁体２の断熱構造を示す図である。壁体２は、図１に示すように、ＲＣ躯体外壁４、防湿層６、断熱層８、胴縁９、固定ビス１１、角波鋼板１２を備えている。

ＲＣ躯体外壁４は、冷凍冷蔵倉庫の躯体の一部を構成する鉄筋コンクリート造の外壁である。防湿層６は、ＲＣ躯体外壁４の室内側に配置され、断熱層８に結露が発生することを防止するシートである。ここで、冷凍冷蔵倉庫における防湿層６は、屋外の暖かく湿った空気が断熱層８に侵入しないように、断熱層８の屋外側に配置される。なお、一般の建築物では、防湿層は、室内の暖かく湿った空気が断熱層に侵入しないように断熱層の室内側に配置される。

断熱層８は、防湿層６の室内側に配置されるフェノールフォームの層であり、外層フォーム８ａの室内側に内層フォーム８ｂを積層した合計２枚のフェノールフォームによって構成される。外層フォーム８ａ及び内層フォーム８ｂには、図２に示す、熱伝導率が０．０．０２２Ｗ／ｍＫ以下のフェノールフォームＡ（密度２８ｋｇ／ｍ３以上、熱伝導率０．０１９Ｗ／ｍ・ｋ、透湿係数２５ｎｇ／ｍ２・Ｓ・Ｐａ以下、制限酸素指数３０％以上、ｐＨ５〜６）、フェノールフォームＢ（密度２７ｋｇ／ｍ３以上、熱伝導率０．０２０Ｗ／ｍ・ｋ、透湿係数４２ｎｇ／ｍ２・Ｓ・Ｐａ以下、制限酸素指数２８％以上、ｐＨ５以下）、フェノールフォームＣ（密度２５ｋｇ／ｍ３以上、熱伝導率０．０２２Ｗ／ｍ・ｋ、透湿係数６０ｎｇ／ｍ２・Ｓ・Ｐａ以下、制限酸素指数２８％以上、ｐＨ４以下）の何れかが用いられる。

また、外層フォーム８ａには、内層フォーム８ｂよりも厚いフェノールフォームを用いるのが望ましい。例えば、外層フォーム８ａに厚さが９０ｍｍのフェノールフォームを用い、内層フォーム８ｂに厚さが６０ｍｍのフェノールフォームを積層して１５０ｍｍの層厚の断熱層８を施工する。なお、外層フォーム８ａとして内層フォーム８ｃと同じ厚さのものを積層しても良い。

ここで、図２に示すように、外層フォーム８ａ及び内層フォーム８ｂにそれぞれフェノールフォームＡを使用して断熱層８の層厚を１５０ｍｍとした場合、断熱層８の合計熱抵抗値は７．８９となる。また、外層フォーム８ａ及び内層フォーム８ｂにそれぞれフェノールフォームＢを使用して断熱層８の層厚を１５０ｍｍとした場合、断熱層８の合計熱抵抗値は７．５０となる。同様に、外層フォーム８ａ及び内層フォーム８ｂにそれぞれフェノールフォームＣを使用して断熱層８の層厚を１５０ｍｍとした場合の断熱層８の合計熱抵抗値は６．８２となる。

即ち、フェノールフォームを積層して形成された１５０ｍｍの層厚の断熱層８の熱抵抗値は、押出法ポリスチレンフォームを用いて形成された同じ層厚の断熱層（熱抵抗値５．３６）よりも高くなる。このように、フェノールフォームを積層して断熱層８を形成することにより、断熱層８の断熱性を向上させることができる。

なお、図２に示すフェノールフォームは、１枚の厚さが１５０ｍｍ以上の部材が製造しにくいため、層厚が１５０ｍｍ以上の断熱層８を施工する場合には、２枚以上のフェノールフォームを積層する必要がある。

また、フェノールフォームは、制限酸素指数が２８％以上の不燃性部材である。制限酸素指数は燃焼に必要な酸素の濃度であり、制限酸素指数が大きいほど部材が燃えにくくなる。なお、制限酸素指数が２６％以上の部材は不燃材料として取り扱われ、制限酸素指数が２６％未満の部材は可燃材料として取り扱われる。また、フェノールフォームの中でも特にフェノバボード（登録商標）は、制限酸素指数が３０％以上であり、高い防火性を備えた不燃性部材である。更に、フェノバボードは、グラスウールや押出法ポリスチレンフォームよりも高い断熱性を備えており、ｐＨも６とほぼ中性であることから固定ビス１１として金属製のものを用いても錆びることが無い。

また、不燃性材料層８ｃは、予め内層フォーム８ｂの少なくとも片側の面に積層された不燃性の面材である。即ち、内層フォーム８ｂは、不燃性材料層８ｃとフェノールフォームから成る複合部材である。不燃性材料層８ｃは、例えば、厚さが０．０３〜０．２ｍｍのアルミ箔により構成され、内層フォーム８ｂはアルミ箔を室内側にして配置される。より具体的な不燃性材料層８ｃの構成としては、内層フォーム８ｂにガラス繊維混抄紙、アルミ箔、水酸化アルミニウム紙をこの順に積層したものや、内層フォーム８ｂにケイ酸マグネシウム、不織布、アルミ箔をこの順に積層したものなどが挙げられ、各層は接着層を介して接着される。

ここで、アルミ箔は透湿抵抗が大きいため、アルミ箔を不燃性材料層８ｃとして断熱層８の室内側の面に配置することにより、室内の湿気が断熱層８に侵入することを防止できる。なお、アルミ箔の透湿抵抗値は、防湿層６の透湿抵抗値と同程度である。

また、防湿層６と不燃性材料層８ｃを用いて断熱層８を挟むことにより、室内および室外から断熱層８に湿気が浸入することをより効果的に防止することができる。室内外からの断熱層８への湿気の浸入を防止するためには、内層フォーム８ｂの両面にアルミ箔を有する不燃性材料層８ｃを設けても良く、外層フォーム８ａの室外側の面または両面にアルミ箔を有する不燃性材料層８ｃを設けても良い。なお、外層フォーム８ａの室外側にアルミ箔を有する不燃性材料層８ｃを設けた場合には外層フォーム８ａとＲＣ躯体外壁４の間の防湿層６を省略しても良い。

このように、断熱層８の室内側の面に不燃性材料層８ｃを配置することにより、従来の断熱材量のように、断熱層の室内側に不燃材料である石膏ボードを別途施工する必要がなくなる。

また、不燃性材料層８ｃには、アルミ箔に代えて、不燃性の無機質板（例えば、ケイ酸マグネシウム板、ケイ酸カルシウム板等）を用いてもよい。不燃性材料層８ｃとして無機質板を用いた場合の不燃性材料層８ｃの層厚は１．０〜１２．０ｍｍである。

胴縁９は、一方向に長い金属製の部材であり、内層フォーム８ｂの室内側に配置される。固定ビス１１は、断熱層８をＲＣ躯体外壁４に固定するための部材であり、角波鋼板１２の上から胴縁９を貫通させてＲＣ躯体外壁４に打ち込まれる。この実施の形態では、不燃性材料層８ｃとして軟質のアルミ箔を積層しているため、石膏ボードを使用した場合に比べて固定ビス１１及び胴縁９を打ち込みやすい上、石膏ボードの割れや粉砕片が発生しないため施工が容易である。

角波鋼板１２は、不燃性材料層８ｃの室内側に配置され、断熱層８を保護する仕上材である。仕上材として金属製の角波鋼板１２を配置することにより、例えば、貯蔵物の運搬作業時にフォークリフトのフォーク先端が壁体２に接触した場合等に、断熱層８が傷付かないようにすることができる。

次に、図３を参照して、実施の形態に係る断熱構造の施工方法について説明する。まず、作業員は、（１）ＲＣ躯体外壁４の室内側に防湿層６を施工する。次に、作業員は、（２）図示しない両面テープと接着剤を用いて、防湿層６の室内側に外層フォーム８ａを貼り付ける。同様に、（３）両面テープと接着剤を用いて、外層フォーム８ａの室内側に内層フォーム８ｂを貼り付ける。ここで、作業員は、図１に示すように、内層フォーム８ｂの目地８ｅの位置が外層フォーム８ａの目地８ｄの位置と重なり合わないように内層フォーム８ｂを配置する。これにより室外側からの湿気が目地を通して室内へと浸透するのを防ぐことができる。次に、（４）内層フォーム８ｂの目地８ｅの位置に図示しないアルミテープなどの気密テープを貼り付けて内層フォーム８ｂの目地に防湿を施す。

次に、（５）内層フォーム８ｂの室内側に胴縁９を配置する。ここで、胴縁９は、例えば、上下方向に９１０ｍｍのピッチで配置される。次に、（６）角波鋼板１２を内層フォーム８ｂの室内側に配置し、（７）角波鋼板１２の上から胴縁９の位置に固定ビス１１を貫通させて固定ビス１１の先端をＲＣ躯体外壁４に打ち込む。これにより、断熱層８がＲＣ躯体外壁４に固定される。なお、固定ビス１１は、例えば、胴縁９に沿って水平方向に１２００ｍｍのピッチで打ち込まれる。

この実施の形態に係る発明によれば、熱伝導率が０．０２２Ｗ／ｍＫ以下で制限酸素指数が２８％以上のフェノールフォームを断熱層８に用いることにより、高い断熱性と防火性を備えかつ層厚が薄く施工が簡易な断熱構造を提供することができる。

即ち、図２に示すように、フェノールフォームは、押出法ポリスチレンフォームよりも熱抵抗値が高いため、フェノールフォームを断熱層８に用いることにより、断熱層８の断熱性を向上させることができる。また、フェノールフォームは、制限酸素指数が２８％以上の不燃材料であるため、制限酸素指数が２６％未満で可燃性の押出法ポリスチレンフォームを用いた場合のように室内側に不燃材料である石膏ボードを配置しなくても高い防火性を保持することができる。

また、フェノールフォームが高い断熱性、防火性を有するため断熱層８を薄くすることができ、かつ従来のように不燃材料として石膏ボードを配置する必要がないため、壁体２内の部材の積層枚数を低減でき、壁厚が薄い断熱構造を提供することができる。

例えば、９０ｍｍのフェノールフォームと６０ｍｍのフェノールフォームを２枚重ねて断熱層８を構成した場合（図１参照）、従来のように、７５ｍｍの押出法ポリスチレンフォームを３枚重ねて室内側に石膏ボードを配置した場合（図４参照）に比較して、壁体２の壁厚を８７．５ｍｍ薄くすることができる。

また、壁体２内の部材の積層枚数を低減することにより、作業が少なく簡易に施工できる壁体２を提供することができる。また、壁体２の壁厚を薄くすることにより、利用可能な室内容積を大きくすることができる。また、フェノールフォームを断熱層８に用い、石膏ボードを備えないことにより、壁体２を軽量化できるため、冷凍冷蔵倉庫の耐震性を向上させることができる。

また、断熱層８に用いられるフェノールフォームは、熱硬化性樹脂であるため高温で熱せられた場合に溶解せず炭化する。このため、火災が発生した場合において、断熱層８が溶解して角波鋼板１２を倒壊しないように角波鋼板１２の位置を保持することができる。一方、従来のように、熱可塑性樹脂である押出法ポリスチレンフォームを断熱層に用いた場合、火災が発生した際に押出法ポリスチレンフォームが高熱で溶解し、角波鋼板が倒壊するおそれがある。

また、従来の断熱構造（図４参照）とは異なり断熱層と角波鋼板との間に石膏ボードを配置しないため、胴縁を目視しながら角波鋼板を配置することができる。このため、固定ビスを打ち込む位置がわかり易くなり施工を容易にすることができる。

なお、上述の実施の形態に係る断熱構造において、断熱層８は、厚さが６６ｍｍ以上の外層フォーム８ａに厚さが５０ｍｍ以下の内層フォーム８ｂを積層して構成するのが好ましい。特に、厚さが８０ｍｍ以上の外層フォーム８ａに厚さが３５ｍｍ以下の内層フォーム８ｂを積層して断熱層８を構成するのが最善である。

また、断熱層８の合計熱抵抗値を５．０ｍ２Ｋ／Ｗ以上とする場合、フェノールフォームＡを用いるのであれば断熱層８の厚さが９５ｍｍ以上となるように、フェノールフォームＢを用いるのであれば断熱層８の厚さが１００ｍｍ以上となるように、フェノールフォームＣを用いるのであれば断熱層８の厚さが１５０ｍｍ以上となるように内層フォーム８ｂ、外層フォーム８ａを組み合わせれば良い。

また、上述の実施の形態に係る断熱構造において、外層フォーム８ａに従来の断熱材である押出法ポリスチレンフォーム等を用いてもよい。

また、上述の実施の形態に係る断熱構造において、外層フォーム８ａは、複数枚のフェノールフォームまたは押出法ポリスチレンフォームによって構成されていてもよい。

２…壁体、４…ＲＣ躯体外壁、６…防湿層、８…断熱層、８ａ…外層フォーム、８ｂ…内層フォーム、８ｃ…不燃性材料層、１２…角波鋼板

Claims

室内温度が１０℃以下となる冷凍冷蔵倉庫の外壁の室内側に断熱材を複数枚積層する断熱構造であって、
最も室内側に配置される前記断熱材である内層フォームが制限酸素指数２８％以上、熱伝導率０．０２２Ｗ／ｍＫ以下のフェノールフォームから構成され、かつ前記内層フォームの室内側表面に予め不燃性材料層が積層され、
複数枚積層された前記断熱材の合計の熱抵抗値が５．０ｍ２Ｋ／Ｗ以上であることを特徴とする断熱構造。
前記不燃性材料層は、アルミ箔または無機質板を含むことを特徴とする請求項１記載の断熱構造。
前記外壁と前記内層フォームの間には、１枚のフェノールフォームで構成される外層フォームが配置され、
前記外層フォームは前記内層フォームよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の断熱構造。
室内温度が氷点下となる冷凍冷蔵倉庫の外壁の室内側に断熱材を複数枚積層する断熱構造において前記断熱材に用いられるフェノールフォームであって、
制限酸素指数が２８％以上、熱伝導率が０．０２２Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とするフェノールフォーム。