JP2016223255A - 空気流通パネル - Google Patents

Abstract

【課題】建造物の屋根パネル内部に空気を流通することで建造物全体に空気を循環させる建造物内空気流通機構に用いる屋根パネルとなる空気流通パネルを提供する。【解決手段】挟持部と支持部とからなる断面逆Ｔ字条の角柱体に形成された垂木と、断熱性を有する断熱ボードと、平板からなる野地板と、からなり、一対の垂木が一枚の断熱ボードを両側から挟持固定するように、一の垂木の挟持部が断熱ボードの一方の側面に連接し、更に他の垂木が断熱ボードの他方の側面に連接して挟持部の上端と断熱ボードの立上りの上端とを面一に挟持固定しており、野地板は、垂木の挟持部上端に固定設置することにより垂木を介して断熱ボードと一体となるとともに、断熱ボードの立上りと野地板の間に空気を流通する空気流通層を形成した構成である。【選択図】 図３

Description

本発明は、建造物の屋根に設置するパネルに関し、建造物の屋根パネル内部に空気を通すことにより建造物全体に空気を循環させる建造物内空気流通機構に用いる屋根パネルを構成する空気流通パネルに関する。

従来より、建造物内の空調設備に供される機器として、夏季はクーラー等の冷房装置が広く使用されており、冬季はストーブやガスヒーター等の暖房装置が広く一般的に使用されている。また、近年では、床下暖房機器等の暖房設備も広く普及しており、建造物内全体の温度や湿度等を自動的に管理するとともに上記冷暖房機器を自動制御して、建造物内の空調を一元管理する居住空間の快適性および経済性を追求したシステムが普及している。

このような各機器は、エアコン等は電気を使用し、ストーブは灯油を使用し、床下暖房は電気またはガスを利用しているが、これらは何れもエネルギー源を必ず必要とするものあり、空調一元管理システム自体も電気を利用しないと効率の良い空調管理の作動は不可能となっている。災害等によりエネルギー源が遮断された場合は当然に機器の使用は不能となるため、空調が全く聞かなくなるという問題がある。このような中、環境に配慮した省エネ型の建造物内の空調設備に関する技術が求められる近年では、電気等のエネルギーを用いない空調が注目されている。

本発明の出願人は、特許第３１７９３３号（特開平１０−３２５５８５号）および特許第４９４７７４６号（特開２０１２−２１９４７６号）の特許権者である。特許第３１７９３３号（特開平１０−３２５５８５号）には、建造物内に２重壁による空気を流通させる空間を設け、ここを太陽光が加熱することにより自然に暖められ、または、冷却されることにより空気が循環始動する構造が開示されており、これを促進・加速することにより建造物内における暖房または冷房に積極的に利用・加担し、暖冷房に消費される燃料を削減し、化石燃料への負荷を軽減する技術が開示されている。

また、特許第４９４７７４６号（特開２０１２−２１９４７６号）には、建造物の壁面および屋根に二重構造からなる空気流通層を設けてここを暖気が上昇気流によって流通する事により、電気的な制御を行うことなく、自然の力を利用して建造物全体の空気循環を促進する技術が開示されている。
これらはいずれも、建造物の壁面の構造に特徴があるため、このような構造の壁面パネルを空気漏れや結露が発生しない特殊な構造とする必要があった。

建造物の壁面を構成するための技術としては、特開２０１４−１７７８０５号公報が存在する。ここでは、野地合板と断熱材とを接合して一体化し、それらの間に通気層を設け、通気層の内底面に金属薄膜を貼着して熱線反射層を設けることにより、通気層の内底面に遮熱性を付与する技術や、断熱材を透湿比抵抗が低い多孔質材とするとともに、熱線反射層に複数の孔を設けることで、通気層の内部への透湿性を付与する技術が開示されている。これにより、透湿性能と通気性能を維持しつつ遮熱性能を確保することが可能となり、更に、屋根パネルの製造と施工に係る手間の簡易化や短時間化を図ることができる旨が示唆されている。

この技術によれば、透湿性能と通気性能を維持しつつ遮熱性能を高めた屋根パネルを製造することが可能となると考えられるが、空気を建物全体に流通させるという点においては、密封性および結露防止を実現する構造となっていないため、不十分であった。また、密封性を確保する製造方法としては不十分と言わざるを得ず、パネル内を空気が絶えず流通する空気流通層を有する建造物の壁パネルには対応できないという問題があった。

自然に負荷を与えることのない建造物への居住を希望する人は増加傾向にあり、このような要望に対応した高品質な建造物を効率よく製造することが求められており、上記のような問題点を解消した、建造物の屋根パネルとして用いる空気流通パネルの開発が待たれていた。
特開平１０−３２５５８５号公報 特開２０１２−２１９４７６号公報 特開２０１４−１７７８０５号公報

本発明は、上記問題を解決するため、建造物内の空気を循環させる建造物内空気流通機構に用いる空気流通パネルであって、建造物の屋根パネル内部に空気を流通することで建造物全体に空気を循環させる建造物内空気流通機構に用いる屋根パネルとなる空気流通パネルを提供する。

上記の目的を達成するために本発明に係る空気流通パネルは、建造物の屋根部に設置する空気流通層を有する空気流通パネルであって、前記空気流通パネルは、挟持部と該挟持部の下端面の両側に突設した支持部とからなる断面逆Ｔ字条の角柱体に形成された垂木と、該垂木と同長で両側に立上りを挟持部の上端と同じ高さに立設した直方体からなる断熱性を有する断熱ボードと、建造物の屋根を構成する平板からなる野地板と、からなり、前記垂木は、一対の垂木が一枚の断熱ボードを両側から挟持固定するように、断熱ボードを垂木の下端の支持部に載設するとともに挟持部が断熱ボードの一方の側面に連接し、更に他の垂木が前記断熱ボードの他方の側面に連接して挟持部の上端と断熱ボードの立上りの上端とを面一に挟持固定しており、前記野地板は、前記垂木の挟持部上端に固定設置することにより前記垂木を介して前記断熱ボードと一体となるとともに、前記断熱ボードの立上りと前記野地板の間に空気を流通する空気流通層を形成した構成である。

また、前記断熱ボードは、空気流通層内の密閉性を高めるために、両側の別部材からなる立上りに替え、直方体からなる長手方向両側面の両端に該断熱ボードと同長の断面長方形からなるタブ条の角柱突起部を形成し、該角柱突起部を前記断熱ボードの上面両角が切断されずに接続した状態で該両角を軸とする軸回転移動を行って前記断熱ボードの上面に回転移動し、接触面を接着形成して立上りを形成し、挟持部の上端と面一になる構成である。

また、前記角柱突起部は、前記野地板に密着して空気流通層を形成する構成である。
また、前記断熱ボードは、発泡スチロール、ポリウレタン樹脂、高発泡ポリエチレン、発泡ガラスより選ばれた一の樹脂により形成されている構成である。
また、前記空気流通パネルは、前記垂木と前記断熱ボードを交互に配置して前記垂木が前記断熱ボードを載設挟持することにより、複数の平行する空気流通層を形成する構成である。

更に、前記空気流通パネルは、前記空気流通層の上部の排気口に排気を導入する位置に内設される肉厚の仕切部材であって、前記空気流通層の全幅に排気口の下方から排気口に向けて両側端から斜めに切削した排出部を頂点とする略三角形の切削面を曲面に削設した導出路の形成された気流収集スロープを設けるとともに、該気流収集スロープと繋がり空気排気口を覆う位置に半球形状からなる気流排出スロープを削設形成することにより形成される排気フードを設置した構成である。

本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果を奏する。
１．一対の断面逆Ｔ字条の角柱体からなる垂木が断熱ボードを挟持固定するため、ヨレの無い安定したパネルを構成する事が出来る。また、挟持部の上端と断熱ボードの立上りを面一としたため、空気漏れのない空気流通路を形成することが可能となる。

２．断熱ボードの両側端の立上りを、タブ条の角柱突起部を断熱ボードの上面両角を軸とする軸回転移動により前記断熱ボードの上面に回転移動する構成としたため、空気流通層内の密閉性を高めることが可能になるとともに、立上りを容易に形成することが可能となる。
３．角柱突起部を野地板に密着させる構造であるため、漏れのない空気流通層を形成することが可能となる。

４．断熱ボードの材質を発泡スチロール、ポリウレタン樹脂、高発泡ポリエチレン、発泡ガラス等としたため、保温・断熱効果に優れた空気流通パネルとすることが可能となる。
５．垂木が断熱ボードを載設挟持し、垂木と断熱ボードを交互に配置する構成としたため、複数の空気流通層からなる屋根に用いる空気流通パネルを構成する事が可能となる。
６．空気流通パネルの空気流通層に排気フードを設置したため、空気流通層からの空気排出効率が高まり、効率的な空気流通が可能な空気流通パネルを構成することが可能となる。

以下、本発明に係る空気流通パネルを、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る空気流通パネルの斜視図であり、図２は、空気流通パネルの分解斜視図である。図３は、屋根に設置した状態の空気流通パネルの斜視図であり、図４は、空気流通パネルの断面図である。図５は、断熱ボードの断面図であり、図６は排気フードを設置した空気流通パネルの平面図である。

本発明の空気流通パネル１は、図１乃至図３に示すように、垂木１０と、断熱ボード２０と、野地板３０とからなる建造物の屋根に設置する屋根パネルであり、パネル内には空気流通層４０が形成されており、該空気流通層４０を空気が流通することにより、建造物内の温度を調整する構成である。

垂木１０は、小屋組構造材であって、空気流通パネル１の骨組となる部材であり、図４に示すように、本実施例では、挟持部１２と、挟持部１２の下端面の両側に突設した支持部１４ａ、１４ｂと、からなる細長形状を有する断面逆Ｔ字条の角柱体からなる。垂木１０は、その材質として松や杉などの木材を利用しており、木材を細長形状に加工して形成している。垂木１０は、両側面に挟持部１２を有する構成となっている。挟持部１２は、断熱ボード２０を複数本からなる垂木１０によって挟持固定する際に断熱ボード２０に連接して固定する面である。また、支持部１４ａ、１４ｂは、断熱ボード２０を垂木に載設するための突起状部材であり、垂木１０の下端両側面に突設されている。

断熱ボード２０は、空気流通パネル１の建造物内側に配置される断熱材であり、図１乃至図３に示すように垂木１０と同長の直方体形状からなる平板部材である。断熱ボード２０には、立上り２２が設置されている。立上り２２は、図２および図４に示すように、断熱ボード２０の長手方向の両側端に断熱ボード２０と同じ高さで突設されている。また、立上り２２は、垂木１０の挟持部１２によって断熱ボード２０を挟持した際に、挟持部１２の上端と高さが揃うように断熱ボード２０上に立設される構成である。この構造とすることにより、野地板３０を垂木１０に固定する際に、断熱ボード２０の立上り２２が野地板３０に連接することによって形成される空気流通層４０の断熱性および密封性を確保することが可能となる。

野地板３０は、建造物の屋根を構成するための部材であり、図１および図２に示すように平板からなる。垂木１０が断熱ボード２０を挟持固定しつつ野地板３０に接合することにより、空気流通パネル１が形成される。野地板３０は、本実施例では木材の合板によって構成されている。

次に、空気流通パネル１の基本構造について説明する。垂木１０は、一対の垂木１０が一枚の断熱ボード２０を両側から挟持して固定する構造である。すなわち、一方の垂木１０の挟持部１２が断熱ボード２０の一方の側面に連接して密着するとともに、対向する他方の垂木１０の挟持部１２の側面が断熱ボード２０の他方の側面に連接して密着することで断熱ボード２０を挟持固定する。この挟持構造を複数繰り返すことにより一枚の屋根パネルである空気流通パネル１が形成される。また、垂木１０は、断熱ボード２０を支持部１４ａ、１４ｂに載設することにより、上下のズレを防止してより強固に断熱ボード２０を固定することが可能となる。

挟持部１２の上端部と断熱ボード２０の立上り２２の上端面は、面一となるように固定されている。垂木１０の挟持部１２の上端面は、野地板３０に固定設置されている。

この構造とすることにより、一対の垂木１０を介して断熱ボード２０が野地板３０と一体となり、強固に固定する事が可能となる。更に、図４に示すように、断熱ボード２０の表面および断熱ボード２０の立上り２２と、野地板３０の間に空気を流通するための空気流通層４０を形成する事が可能となる。断熱ボード２０は支持部１４ａ、１４ｂに載設されているため、支持部１４ａ、１４ｂと野地板３０によって挟持固定されることとなり、気密性が確保される。

これにより、断熱効果に優れた屋根パネルを構成する事が可能となるとともに、空気漏れの発生を抑制した空気流通層を有する屋根パネルとする事が可能となり、建造物内の空気流通を促進し利用して冷暖房を行う事が可能となる。すなわち、屋根部分に設置されている空気流通パネル１の空気流通層４０の内部空間の空気は、太陽光が照射されない状況では滞留状態で均衡が保たれて動かないが、野地板３０側に太陽光が照射されると内部空間の空気が熱せられ、空気流通層４０内部に上昇気流が発生し、下部から上部に向けて空気の流れが生じることとなる。更に、外壁に使用する空気流通層を有する外壁パネル（図示せず）を同時に用いる事により、外壁の空気流通層内においても上昇気流が発生する。この上昇気流が建造物内の空気流通の原動力となる仕組みである。

空気流通層４０は、熱せられると上昇気流が生ずる程度の幅で構成されれば良いが、上昇した空気が内部で渦動滞留を引き起こしたり、または逆流することを防ぐため、その幅は２４ｍｍ以内であることが望ましい。従って、断熱ボード２０の立上り２２は、本実施例では、２４ｍｍの高さで形成している。

断熱ボード２０は、両側の別部材からなる立上り２２に替えて、図５に示すように、タブ条の角柱突起部２４を断熱ボード２０の上面に回転移動して形成する構成とすることが可能である。断熱ボード２０は、断熱ボード２０の長手方向両側面の両端部に断熱ボード２０と同長の断面長方形からなる角柱突起部２４を形成した状態で作製される。このとき、図５に示すように、断熱ボード２０と両端の角柱突起部２４は、角部分のみが切断されずに接続する状態となるように切込みが入った状態で形成される。

本実施例では、断熱ボード２０はビニル系素材によって上面と底面がコーティングされており、このコーティング部分を切断せずに残した状態で断熱ボード２０からタブ条の角柱突起部２４を切断する構成となっている。これにより、タブ条の角柱突起部２４は、断熱ボード２０の上面両角を軸とする軸回転移動が可能となるため、図５のように断熱ボード２０の上面に回転移動した後、断熱ボード２０と角柱突起部２４の接触面を接着形成する。これにより、角柱突起部２４が立上りを形成することとなる。形成した立上りとなる角柱突起部２４は、垂木１０の挟持部１２の上端と面一になるように構成する。

これにより、立上りの接着不良によって隙間が発生することを回避することが可能となり、空気流通層４０内の密閉性を高めることが可能となるとともに、断熱ボード２０の立上りとなる角柱突起部２４を一枚の断熱材を切断するのみで容易かつ無駄なく形成することが可能となり、低コストかつ正確に断熱ボード２０を形成する事が可能となる。

垂木１０は野地板３０に接続される。このとき、角柱突起部２４の上端部は垂木１０の上端部と面一になっているため、角柱突起部２４は野地板３０に密着する。これにより、空気漏れのない空気流通層４０を形成することが可能となる。

断熱ボード２０は、本実施例では、発泡スチロール、ポリウレタン樹脂、高発泡ポリエチレン、発泡ガラス等の樹脂により形成することが可能である。本実施例では、断熱ボード２０の材質に発泡スチロールを使用しているが、これに限定されることはなく、ポリウレタン樹脂、高発泡ポリエチレン、発泡ガラスを適宜選択して使用する事が可能である。

本発明に係る屋根パネルとなる空気流通パネル１は、垂木１０と断熱ボード２０を交互に連続的に配置して、垂木１０が断熱ボード２０をそれぞれ載設挟持する構成とすることが可能である。この構成とすることにより、複数の平行する空気流通層４０が形成された屋根パネルを構成することが可能となり、あらゆる大きさ、形状の屋根に対応することが可能となった。

本発明に係る空気流通パネル１の実施例として、図６に示すように、空気流通層４０の上部に排気口４２が設けられ、下部に吸気口４４が設けられた構成とすることが可能である。排気口４２は、空気流通層４０を上昇する上昇気流を排気するために設けられた孔であり、吸気口４４は、空気流通層４０へ空気を導入するために設けられた孔である。排気口４２に排気を導入する位置には、排気フード５０が設けられる。排気フード５０は、空気流通層４０に内設される肉厚の仕切部材であって、気流収集スロープ５２と気流排出スロープ５４が削設形成されている。

気流収集スロープ５２は、空気流通層４０の全幅に渡って設けられる部材であり、排気口４２の下方から排気口に向けて両側端から斜めに切削した形状からなり、排出部５６を頂点とする略三角形の形状によって構成されている。切削面は、曲面に削設したスロープ状の導出路からなる。この形状とすることにより、吸気口４４から導入された空気が排気口４２へ向かう際に、効率よく排気口４２へ導かれるため、排気効率を上げることが出来る。

気流排出スロープ５４は、気流収集スロープ５２と繋がっており、排気口４２を覆う位置に設けられる半球形状からなる切削面である。これにより、気流収集スロープ５２を伝って導かれた空気を効率よく排気口４２から排出することが可能となる。この排気フード５０を空気流通層４０内に設置する事により、空気流通層４０からの空気排出効率が高まり、効率的な空気流通が可能な空気流通パネル１を構成することが可能となる。

本発明に係る空気流通パネルの斜視図 空気流通パネルの分解斜視図 屋根に設置した状態の空気流通パネルの斜視図 空気流通パネルの断面図 断熱ボードの断面図 排気フードを設置した空気流通パネルの平面図

１ 空気流通パネル
１０ 垂木
１２ 挟持部
１４ａ、１４ｂ 支持部
２０ 断熱ボード
２２ 立上り
２４ 角柱突起部
３０ 野地板
４０ 空気流通層
４２ 排気口
４４ 吸気口
５０ 排気フード
５２ 気流収集スロープ
５４ 気流排出スロープ
５６ 排出部

Claims (6)

1. 建造物の屋根部に設置する空気流通層を有する空気流通パネルにおいて、
   前記空気流通パネルは、挟持部と該挟持部の下端面の両側に突設した支持部とからなる断面逆Ｔ字条の角柱体に形成された垂木と、該垂木と同長で両側に立上りを挟持部の上端と同じ高さに立設した直方体からなる断熱性を有する断熱ボードと、建造物の屋根を構成する平板からなる野地板と、からなり、
   前記垂木は、一対の垂木が一枚の断熱ボードを両側から挟持固定するように、断熱ボードを垂木の下端の支持部に載設するとともに挟持部が断熱ボードの一方の側面に連接し、更に他の垂木が前記断熱ボードの他方の側面に連接して挟持部の上端と断熱ボードの立上りの上端とを面一に挟持固定しており、
   前記野地板は、前記垂木の挟持部上端に固定設置することにより前記垂木を介して前記断熱ボードと一体となるとともに、前記断熱ボードの立上りと前記野地板の間に空気を流通する空気流通層を形成したことを特徴とする空気流通パネル。
2. 前記断熱ボードは、空気流通層内の密閉性を高めるために、両側の別部材からなる立上りに替え、直方体からなる長手方向両側面の両端に該断熱ボードと同長の断面長方形からなるタブ条の角柱突起部を形成し、該角柱突起部を前記断熱ボードの上面両角が切断されずに接続した状態で該両角を軸とする軸回転移動を行って前記断熱ボードの上面に回転移動し、接触面を接着形成して立上りを形成し、挟持部の上端と面一になるように構成することを特徴とする請求項１記載の空気流通パネル。
3. 前記角柱突起部は、前記野地板に密着して空気流通層を形成することを特徴とする請求項２記載の空気流通パネル。
4. 前記断熱ボードは、発泡スチロール、ポリウレタン樹脂、高発泡ポリエチレン、発泡ガラスより選ばれた一の樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１記載の空気流通パネル。
5. 前記空気流通パネルは、前記垂木と前記断熱ボードを交互に配置して前記垂木が前記断熱ボードを載設挟持することにより、複数の平行する空気流通層を形成することを特徴とする請求項１記載の空気流通パネル。
6. 前記空気流通パネルは、
   前記空気流通層の上部の排気口に排気を導入する位置に内設される肉厚の仕切部材であって、前記空気流通層の全幅に排気口の下方から排気口に向けて両側端から斜めに切削した排出部を頂点とする略三角形の切削面を曲面に削設した導出路の形成された気流収集スロープを設けるとともに、該気流収集スロープと繋がり空気排気口を覆う位置に半球形状からなる気流排出スロープを削設形成することにより形成される排気フードを設置したことを特徴とする請求項１記載の空気流通パネル。

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