JP3059135U - 重量鉄骨住宅の断熱暖房構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量鉄骨を用いた耐震構造の低層階住宅にお
いて、健康に害のない効率的な暖房と、室内温度の安定
維持を図る。 【解決手段】 重量鉄骨を用いて住宅の外壁フレームを
構成して外壁材となる断熱ボードを配するとともに、床
面をコンクリート構造とし、このコンクリート床面を、
間仕切箇所において熱的に不連続となるよう分断して当
該分断箇所に離隔材を配する一方、離隔材によって画成
したコンクリート床面の各分割領域に、一の熱源から循
環供給される熱媒を流動させる温熱パイプを分岐させそ
れぞれ所定パターンを描いて配設する。家屋全体の断熱
効率を高めるため、外壁材となる前記断熱ボードは、重
量鉄骨で形成した外壁フレームの外側に配設することが
望ましい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、重量鉄骨を使用した低層階住宅に係り、とくに断熱性に優れた暖房 構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

大きな地震を想定し、近時、低層階住宅においても重量鉄骨を用いた高耐震性 の住宅が提案され実用化されるに至っている。これらの住宅構造は、オフィスビ ルや高層階マンションにおいて使用される重量鉄骨を使用したラーメン構造を応 用し、外力の分散による耐震構造を低コストで実現する。

【０００３】 一方、一戸建て住宅や低層階アパート住宅における暖房システムおよび外壁の 断熱構造は、伝統的な木造住宅やツー・バイ・フォー工法などを用いた一般住宅 の技術がそのまま使用されるのが実情である。外壁材の取付けでは柱と梁の間に 断熱ボードを取り付けていたため、重量鉄骨を用いる場合でも、例えば図５に示 すように、そのまま同じ手法で断熱ボード１を取り付ける。２は重量鉄骨の柱で ある。暖房設備としては、各室に電気式または灯油式の温風装置（ファンヒータ ー）を配する等である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

かかる低層階住宅の建築構造は、関東以南の地域では特に大きな問題を生じな い。しかしながら、北海道のように冬期の外気温が厳しく低下する地域において は暖房効率という点で著しい問題を生ずる。

【０００５】 まず暖房設備の点でいえば、温風式の暖房は、始動から室内温度が著しく上昇 するという利点はあるが、スイッチを切った後の室内温度の低下が速く、就寝時 にもタイマー設定を必要とするなど生活上の不便が耐えない。これは室内空気の 循環加熱によって、居室内の湿度が極度に低下するためであると考えられる。ま た湿度の低下によって風邪をひきやすい、喉を痛めるなどの問題も残る。

【０００６】 一方、暖房ＯＦＦ後の居室内温度の著しい低下は、外壁材の構造にも問題があ ると考えられる。北海道や東北地方において多用される高気密住宅は、結局のと ころ室内温度の低下を防止するためのものであり、近時、かかる問題を解決する ために各種の断熱ボード（断熱パネル）が提案されるようになった。

【０００７】 しかしながら、実際の施工に当たっては、柱と梁とで構成される外壁フレーム に対して、厳密な精度をもって断熱ボードが取付けられるわけではない。なぜな ら、図５に示したように柱２や梁に断熱ボード１を嵌め込む構造をとった場合に は、寸法の狂いによって容易に嵌装部分に隙間が生じるからである。もちろん、 これらの寸法誤差は実際の構造強度に著しい悪影響を与えるわけではないが、外 気温が著しく低下する地域では当該隙間から侵入する冷気が居室内温度の低下を 促進し、回復しがたい結露の問題を惹起する。住宅の気密性が向上するとともに 結露の問題は深刻化しており、内装壁紙の汚損剥離、サッシの腐食と動作不能、 押入内の布団の回復し難い汚損等の問題となって顕在化する。

【０００８】 そこで本考案の目的は、重量鉄骨を用いた耐震構造の低層階住宅において、健 康に害のない効率的な暖房と、室内温度の安定維持を図る点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、本考案に係る断熱暖房構造は、重量鉄骨を用いて住 宅の外壁フレームを構成して外壁材となる断熱ボードを配するとともに、床面を コンクリート構造とし、このコンクリート床面を、間仕切箇所において熱的に不 連続となるよう分断して当該分断箇所に離隔材を配する一方、離隔材によって画 成したコンクリート床面の各分割領域に、一の熱源から循環供給される熱媒を流 動させる温熱パイプを分岐させそれぞれ所定パターンを描いて配設する。家屋全 体の断熱効率を高めるため、外壁材となる前記断熱ボードは、重量鉄骨で形成し た外壁フレームの外側に配設することが望ましい。

【００１０】

【作用】

本考案に係る断熱暖房構造は、重量鉄骨を使用することを前提として、床面を コンクリート構造とし、ここに熱媒（例えば不凍液）を循環させる温熱パイプを 配する。これが暖房設備となる。コンクリート床面の下に温熱パイプを配するの で、室内空気はまず床面から温まり、それが空気対流となって上昇する。座った 状態、寝ころんだ状態において、すぐに暖房効果を得ることが可能であり、温風 式のように電気ファンを使った無理な強制風がないので、室内は静かであり、ほ こりも舞わない。また床面はコンクリートであるから蓄熱され、暖房スイッチを 切った後も長時間にわたって温暖な空気環境を維持する。尚、不凍液を使用して の冷房も可能である。

【００１１】 各室の床面は、間仕切に沿って分断し、そこに離隔材（断熱スペーサ）を配す る。例えば隔壁ボードの下端部を嵌合装着する等である。従って、各室の床面は 完全に独立して暖房される。必要のない居室への暖房は行わないし、また床面の 熱も他の部屋に逃げることがない。このため隣室が無人の場合など、無用な熱源 稼働を確実に抑え暖房コストを節減することが可能となる。離隔材は、それ自体 がウレタンフォームやグラウスール等の断熱構造をとる必要はない。一定の距離 を離して維持するスペーサとしての機能を営むことができれば目的を達成できる からである。

【００１２】 外壁構造としては、重量鉄骨を用いたフレームに断熱ボードを嵌め込むのでは なく（鉄骨幅員に嵌め込むのではなく）、構造フレームの外側部分に断熱ボード を破折し、微妙な寸法誤差や設計誤差によって生じる経年使用後の微小隙間を確 実に抑える。フレームの外側から断熱ボードを配すれば、柱および梁材が構成す る方形空間の寸法または断熱ボードの四辺寸法の角度や長さに多少の設計変更や 狂いがあっても、図６に示すように、そのまま断熱ボードを外側から取付固定し て隙間を生ずることなく外壁構造を構築することが出来るからである。この結果 結露の発生防止、騒音の遮断といった壁部の高気密性を保つことが出来る。

【００１３】

【実施例】

図１は、本考案に係る重量鉄骨住宅の一例を示すものである。この低層階住宅 は、重量鉄骨１０を用いて低層階住宅のフレーム構造体を構成し、重量鉄骨１０ の外側に断熱ボード１１を配列固定する一方、一階、二階の床面にコンクリート ２１を打ち、そこに熱媒を循環させる温熱パイプ２４を所定パターンで配設し、 再びコンクリート２５を打って養生後、床面表面となるフローリング材２６を敷 設してなる。符号１４は断面波型パターンを描くデッキプレートであり、一階と 二階との天井間仕切となる部材である。デッキプレート１４の波型形状は特に限 定されない。尚、温熱パイプ２４は、屋上１６あるいは地階床面に配する場合も ある。

【００１４】 図２は、二階床面の温熱パイプ２４の敷設例を示すもので、デッキプレート１ ４の上にコンクリート２１を打ち、その上に断熱材（例えばスタイロフォイーム パネル）２２を敷設し、そこにメッシュ構造の金属シート２３を配してから温熱 パイプ２４を敷設する。そして、その上からコンクリート２５を打設して、養生 後、表面仕上げとして例えばラバー付きフローリング材２６を敷設する。温熱パ イプ２４の表面には、肉薄断熱材となる表面断熱テープ２７を巻装し、著しい温 度上昇によるコンクリート２１，２５の劣化を防止する。

【００１５】 各部位の寸法は、例えばそれぞれ、下段コンクリート層（２１）を８０ｍｍ、 スタイロフォーム２２を２５ｍｍ、コンクリート層（２５）を５０ｍｍ程度に設 計する。つまり、下層のコンクリート２１を厚くし、上層のコンクリート２５を やや肉薄に設定し、構造バランスを図る。下層のコンクリート２１は主として家 屋構造体の床強度を維持するものであり、その肉厚はより大きく設計する。また 上層のコンクリート層（２５）は床強度を維持する機能を営みつつ、温熱パイプ ２４の熱を居室に効率的に放出し、一定の蓄熱効果を得るよう設計される。

【００１６】 この設計バランスは微妙である。何故なら、一階と二階を仕切る天井／床面を 直接的に暖房するシステムでは、その寸法設定によっては、二階居室を暖房する に必要な熱が一階居室の天井に逃げ、それが一階の暖房効率にも殆ど影響を与え ない結果をもたらすからである。他方、この下層コンクリート層（２１）の肉厚 設定は、単に構造を支えるだけでなく二階居室の温度保持のために一定の蓄熱効 果を実現する厚みを持っていることが望ましい。

【００１７】 通常、寒冷地では暖房ＯＦＦ後の居室空気の冷却が厳しく、その結果として深 夜遅くまで暖房タイマーを働かせ、朝は起床前から暖房スイッチがＯＮするよう 暖房タイマーを設定することが多いが、いずれにしても年間トータルの暖房燃費 は著しく高まる。これに対し、本考案の住宅構造の如く天井／床面の温熱パイプ の設定位置を上下比例えば約１：１．６に設定すれば、床面コンクリートの蓄熱 性と放熱性とが相拶って、理想的な床面構造を実現する。尚、一階の床面にはデ ッキプレートは存在しない。この部分の下層コンクリートは、構造強度を十分に 保持し下方への電熱を防止する必要上、少なくとも二階床面以上の肉厚寸法、例 えば１５０ｍｍ程度に設定し、同時に一階居室の空間を継続的に温める蓄熱効果 を実現する。

【００１８】 一階、二階の床面は、それぞれフローリング下に上層コンクリートを打設して 成形するが、その場合、図３に示すように、予め設計された間仕切に応じて、温 熱パイプ２４を被覆する上層コンクリート層（２５）は複数の領域Ｒ１〜Ｒ４に 分割し、各床面領域を仕切るラインＬ１〜Ｌ３に、少なくとも上層コンクリート 層（２５）の伝熱を遮断する断熱スペーサを配する。最も簡単には、間仕切壁の 下端面を挿入すれば、その嵌合部分がスペーサとして機能する。要するに、この 部分の隙間は、温められた上層コンクリート層（２５）の熱が隣室に伝わること なく、各室独立して設計上の暖房効果を得れば良い。

【００１９】 各室を暖房するための温熱パイプ２４は、例えばひとつの加熱装置５０から分 岐載置する。居室を独立して加熱するための切り換えは、温熱パイプ２４の分岐 点に設けた切換弁（コック）の手動操作による。この切換弁をモータまたは電磁 弁を介した切り換え構成とした場合は、各室のコントロールパネルによって切り 換え制御できる。

【００２０】 一方、外壁構造は、重量鉄骨１０の外側（フレーム構造体の外周面を構成する 仮想平面体の外側位置）に断熱ボード１１を配する構造をとる。重量鉄骨がどの ようなフレーム構造をとる場合でも、断熱ボード１１は隣接する鉄骨の外周面よ り外側に位置する。これにより、幅員寸法の狂いによる断熱ボード１１の嵌め合 い時の誤差や、経年使用後の断熱ボード１１の寸法の狂いに起因する隙間の発生 を確実に防止し、それらの原因に起因する建築作業時の効率の低下、および、や むを得ずに生じた隙間から流入する冷気によって惹起される深刻な結露の問題を 確実に、かつ最小限に抑えることが可能となる。

【００２１】 図４は、本考案に係る外壁の断熱構造例を示すものである。４０は支柱となる 重量鉄骨、４１はその重量鉄骨４０を居室側において被覆する石膏ボード、４２ は当該石膏ボード４１の表面に配するビニルクロス（内装下地材）である。また 外側には、スタイロフォーム４５、スペーサとして所定間隔で配した板材４６、 サイディング（外装下地材）４７を配する。板材４６と、サイディング４７の間 に生ずる空隙４８は、結露防止のために空気を流動させる通気層である。またス タイロフォーム４５の内側（外側でも良い）には圧縮木材パネル４９を設けるこ とが望ましい。圧縮木材パネル４９は肉薄でありながら吸湿性・断熱性に優れ、 気密性を高めて結露の発生をより確実に防止するからである。尚、使用可能な木 材としてはコルク材がある。

【００２２】 従って、かかる住宅構造によれば、床面の独立暖房が可能となり、また外壁を 構成する断熱ボード１１に隙間が生じないので、寒冷地において最も効率的かつ 理想的な断熱暖房システムを提供することが出来る。

【００２３】 床面暖房は、コンクリート中に配した温熱パイプ２４を介して行うので、コン クリート層（２１，２５）の劣化を生じず、またコンクリート層による蓄熱効果 によって暖房ＯＦＦ後も長時間の暖房効果を得る。床面暖房であるから、居住者 にとって最も望ましい暖房現象（最初に床面が温まること、空気対流によってま んべんなく居室空気が温められること）を実現できる。また、各室独立して暖房 できるので、燃費を最小限に抑えることが出来る。

【００２４】 一方、断熱ボード１１の取付けでは、鉄骨間の幅員寸法を計算して構造を想定 する必要がないので、経験の少ない作業員によっても確実に外壁構造を形成する ことが出来る。これは建築コストの低減にとっても大きな結果を生む。またその 結果は、従来の幅員嵌合構造に比しても格段に断熱効率が良く、品質の絶対向上 という格別の効果を得る。

【００２５】 尚、温熱パイプを屋上面に配すれば、降雪地ではより少ない熱源で迅速な融雪 を実行することが可能となり、家屋全体の利用価値を高めることが出来る。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る断熱暖房構造によれば、重量鉄骨を用いた耐 震構造の低層階住宅において、健康に害のない効率的な暖房と、室内温度の安定 維持を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る重量鉄骨住宅の断熱暖房構造の一
例を示す図である。

【図２】本考案に係る重量鉄骨住宅の床面構造例を示す
断面図である。

【図３】本考案に係る断熱暖房構造例を示す平面図であ
る。

【図４】本考案に係る重量鉄骨住宅の壁面構造を例示す
る断面斜視図である。

【図５】従来の断熱家屋の外壁構造を例示する図であ
る。

【図６】本考案に係る断熱外壁構造の原理を例示する図
である。

【符号の説明】

１０，４０ 重量鉄骨 １１ 断熱ボード １４ デッキプレート １６ 屋上 ２１，２５ コンクリート ２２，４５ スタイロフォーム ２３ 金属シート ２４ 温熱パイプ ２６ フローリング材 ２７ 表面断熱テープ ４１ 石膏ボード ４２ ビニルクロス（内装下地材） ４６ 板材 ４７ サイディング（外装下地材） ４８ 空隙 ４９ 圧縮木材パネル ５０ 加熱装置 Ｒ１〜Ｒ４ 熱的に分離した居室の領域 Ｌ１〜Ｌ４ 各床面領域を熱的に仕切るスペーサのライ
ン

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】重量鉄骨を用いて住宅の外壁フレームを構
   成して外壁材となる断熱ボードを配するとともに、 床面をコンクリート構造とし、 このコンクリート床面を、間仕切箇所において熱的に不
   連続となるよう分断して当該分断箇所に離隔材を配する
   一方、 離隔材によって離隔させたコンクリート床面パーツに、
   一の熱源から循環供給される熱媒を流動させる温熱パイ
   プを分岐させそれぞれ所定パターンを描いて配設してな
   る重量鉄骨住宅の断熱暖房構造。
2. 【請求項２】外壁材となる前記断熱ボードは、重量鉄骨
   で形成した外壁フレームの外側に配設することを特徴と
   する請求項１記載の重量鉄骨住宅の断熱暖房構造。