JP3159655U

JP3159655U - 建築用断熱パネル

Info

Publication number: JP3159655U
Application number: JP2010001529U
Authority: JP
Inventors: 勝大高; 雪寒申; 松田　健志; 健志松田; 啓太郎上野
Original assignee: 株式会社Ｆｐコーポレーション
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2020-03-10

Abstract

【課題】柱や横架材の厚さの範囲に十分に収めることができ、必要とされる断熱性能を適用部位や地域差に応じて確保でき、しかも、十分に低コストで製造できる建築用断熱パネルを提供する。【解決手段】建築用断熱パネルＳは、縦枠１１及び横枠１２によって方形に組まれた木枠１と、当該木枠に隙間なく収められた発泡樹脂の断熱材２とを備えている。断熱材２は、木枠１と略同一厚さに形成され、かつ、木枠１内のパネル両面側に相当する位置にそれぞれ配置された各同一厚さの発泡ポリスチレン板２１と、これら発泡ポリスチレン板の間の空間部に充填発泡させてなる発泡ウレタン部２２とから構成される。【選択図】図１

Description

本考案は、建築用断熱パネルに関するものであり、詳しくは、発泡樹脂の積層構造を備え且つ建物の壁、床または天井に使用される高断熱性の建築用断熱パネルに関するものである。

木造または鉄骨木造の建物においては、施工性に優れ且つ十分な耐力が得られることから、方形に組まれた木枠に断熱材が予め収められた規格寸法の建築用断熱パネル（以下、適宜「パネル」と略記する。）を柱の間や根太の間に配置して壁や床あるいは天井を構成する工法が普及している。上記のようなパネルにおいては、断熱性能を一層高め且つ製造コストを低減するため、従前のグラスウールに代えて主にプラスチックス系の発泡樹脂を断熱材として使用する傾向にある。例えば発泡ウレタンを使用したパネルは、紙やプラスチックス等の表面材（押さえ板）を木枠内のパネル両面側に相当する位置に配置して成形金型などに収め、表面材に設けた注入穴から木枠内の空間部に対し、イソシアネート及びポリオール等の原料組成物を混合しながら注入することにより比較的簡単に製造することができる。

特開平７−１０２６５５号公報

ところで、上記のようなパネルは、柱の間、根太などの横架材の間に収めるにあたり、パネル自体の厚さが柱や横架材の厚さの範囲に設計されていなければならない。例えば、上記のパネルで壁を構成する場合は、筋交いとパネルを合わせた厚さが柱の太さ、例えば１０５ｍｍに合致するように、パネルの厚さが例えば６０ｍｍ設計されているのが好ましい。しかしながら、柱の太さや筋交いとの取合いに基づいてパネルの厚さを決定した場合、例えば６０ｍｍとした場合、使用するプラスチックス材料の熱伝導率の問題から、必要とされる断熱性能を得るのが難しい。換言すれば、使用するプラスチックス材料の選択によっては、仮に必要とされる断熱性能を十分に満足しようとすると、柱や横架材の厚さよりもパネルの厚さの方が厚くなると言う問題がある。

一方、通常のプラスチックス材料に代えて、熱伝導率の一層低い例えば発泡ポリスチレンなどを選択するならば、柱や横架材の厚さよりも薄い厚さでも十分な断熱性能を得ることができる反面、製品コストが高くなり、建設費に大きく影響する。しかも、ポリスチレンを発泡させても木枠や表面材との接着性が十分ではなく、パネル自体の剛性が低い言う問題が生じる。更に、パネルに必要とされる断熱性能は、適用する建物の部位によって異なり、また、施工する地域によってもその基準が異なるため、パネルの厚さを一律に設計することも難しい。

本考案は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、柱や横架材の厚さの範囲に十分に収めることができ、一定の厚さ規格に設計でき且つ必要とされる断熱性能を適用部位や地域差に応じて確保でき、しかも、十分に低コストで製造できる建築用断熱パネルを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本考案においては、木枠内の断熱材として、断熱性能に優れた発泡ポリスチレン板をパネルの両面側に配置し且つその内部空間に接着性に優れたウレタンを充填、発泡させて発泡ウレタン部を形成した３層構造の発泡樹脂を採用することにより、木枠と断熱材が一体化された構造を構成した。そして、上記の３層構造において、両面の発泡ポリスチレン板の厚さの選択によって発泡ウレタン部の厚さを調節することにより、パネル全体の厚さを一定に維持しつつ、建物の適用部位あるいは施工地域に応じて必要十分な断熱性能を確保し、かつ、材料コストを抑えるようにした。

すなわち、本考案の要旨は、縦枠および横枠によって方形に組まれた木枠と、当該木枠に隙間なく収められた発泡樹脂の断熱材とを備えた建築用断熱パネルであって、前記断熱材は、前記木枠と略同一厚さに形成され、かつ、前記木枠内のパネル両面側に相当する位置にそれぞれ配置された発泡ポリスチレン板と、これら発泡ポリスチレン板の間の空間部に充填発泡させてなる発泡ウレタン部とから構成されていることを特徴とする建築用断熱パネルに存する。

本考案に係る建築用断熱パネルによれば、断熱性能に優れた発泡ポリスチレン板をパネル両面側に配置した３層構造に断熱材が構成されており、断熱材の厚さを薄くできるため、パネルの厚さを薄くして柱や横架材の厚さの範囲に十分に収めることができる。しかも、パネル全体の厚さを変更することなく、断熱材の３層構造における発泡ポリスチレン板と発泡ウレタン部の厚さ調節により、適用部位や地域に応じて必要とされる断熱性能を確保できる。そして、充填発泡させた発泡ウレタン部で断熱材の中心部分が構成されているため、低コストで製造することができる。

本考案に係る建築用断熱パネルの一例としての壁用のパネルの外観を一部破断して示した斜視図である。図１のII−II線に沿って破断した水平断面図であり、建築用断熱パネルの内部構造を示す図である。本考案に係る建築用断熱パネルの壁への適用例を一部破断して示した斜視図である。

本考案に係る建築用断熱パネル（以下、「パネル」と略記する。）の実施形態を図面に基づいて説明する。本考案のパネルは、図中に符号（Ｓ）で示されており、木造または鉄骨木造の建物において、壁、床または天井を構成する構造部材として使用される。図３は、パネルＳで施工された軸組工法の建物の壁の一例を示したものである。

上記のパネルＳは、図１に示すように、縦枠１１及び横枠１２によって平面形状を方形、通常は長方形に枠組みされた木枠１と、当該木枠に隙間なく収められた発泡樹脂の断熱材２とを備えている。例えば、床落し込み用あるいは天井落し込み用として使用されるパネルＳの枠組み構造は、縦枠１１と横枠１２によって外周部だけを枠組みした構造とされ（図示省略）、壁内に建込まれるパネルＳの枠組み構造は、図１に示すように、縦枠１１と横枠１２に加え、間柱として機能する中間縦枠１３を縦枠１１と平行にパネル中央に配置した構造とされる。すなわち、壁用のパネルＳの木枠１は、各横枠１２の中央に渡って架設された中間縦枠１３により２つの枠組に分割されている。木枠１の材料としては、従来の建築用パネルと同様に、構造用に適した各種木材や集成材からなる角材が使用され、縦枠１１、横枠１２及び中間縦枠１３は、螺子または釘と接着剤とを使用して連結される。

通常、木枠１を構成する角材としては、壁および床用のパネルＳの場合で３０ｍｍ×６０ｍｍ程度の太さの角材、天井用のパネルＳの場合で１２〜３８ｍｍ×１２５〜１４０ｍｍ程度の太さの角材が使用される。上記の木枠１の設計により、例えば、壁用のパネルＳにおいては、長辺部の長さを２７００ｍｍ程度、短辺部の長さを８００ｍｍ程度、厚さＴ（図２参照）を６０ｍｍ程度に設計される。また、床用のパネルＳにおいては、長辺部の長さを１７１０ｍｍ程度、短辺部の長さを８００ｍｍ程度、厚さＴを６０〜９０ｍｍ程度に設計される。そして、天井用のパネルＳにおいては、長辺部の長さを１７１０ｍｍ程度、短辺部の長さを８６０ｍｍ程度、厚さＴを１２５〜１４０ｍｍ程度に設計される。

なお、図示しないが、木枠１の一辺部、通常は横枠１２には、後述する断熱材２の発泡ウレタン部２２の原料樹脂を充填するため、それぞれ一対の樹脂充填穴が設けられる。一方の横枠１２の樹脂充填穴は、原料樹脂を充填する際に使用され、他方の横枠１２の樹脂充填穴は、脱気穴として使用される。

図１及び図２に示すように、上記の断熱材２は、木枠１と略同一厚さに形成される。すなわち、パネルＳの表面および裏面において木枠１と面一の状態となるように木枠１の内側に断熱材２が収められる。本考案においては、製造コストを低減し、かつ、上記の厚さＴにおいて、必要な断熱性能を確保するため、断熱材２は、木枠１内のパネル両面側に相当する位置にそれぞれ配置された発泡ポリスチレン板２１と、これら発泡ポリスチレン板２１の間の空間部に充填発泡させてなる発泡ウレタン部２２とから構成される。すなわち、本考案において、断熱材２は、発泡ポリスチレン板２１／発泡ウレタン部２２／発泡ポリスチレン板２１の３層構造を備えている。

発泡ポリスチレン板２１は、ポリスチレンを平板状に予め発泡成形したものである。斯かる発泡ポリスチレン板２１としては、ＪＩＳＡ９５１１に規定されたＡ種押し出しポリスチレンフォーム保温材・３種ｂが挙げられる。上記の発泡ポリスチレン板２１の熱伝導率は０．０２１〜０．０２３Ｗ／ｍ・Ｋである。前述のように、断熱材２の厚さは木枠１と同一厚さ、換言すれば、パネルＳの厚さＴであり、斯かる断熱材２において、発泡ポリスチレン板２１の厚さｔ_１は１５〜２０ｍｍ程度とされる。通常、部品数を少なくする観点から、各発泡ポリスチレン板２１は同一の厚さに設計される。

上記の発泡ポリスチレン板２１は、木枠１の内法寸法に合わせて制作され、後述する発泡ウレタン部２２を充填形成した際に当該発泡ウレタン部に接着される。また、図示しないが、発泡ポリスチレン板２１の一面（パネルＳの外側の面に相当する表面）又は両面には、熱伝導率を更に下げ且つ表面を保護するため、クラフト紙や各種合成樹脂からなる保護シートが貼着されていてもよい。

発泡ウレタン部２２は、上記の２枚の発泡ポリスチレン板２１の間の空間部に充填発泡させて形成される。発泡ウレタン部２２は、断熱材として一般的に使用されるポリウレタンフォームであり、アミン化合物などの触媒、水やフルオロカーボン等の発泡剤、シリコンオイル等の整泡剤などと共にポリイソシアネートとポリオールを混合することにより、気泡化反応と樹脂化反応を同時に進行させて得られる。発泡ウレタン部２２を構成するウレタンとしては、ＪＩＳＡ９５２６に規定された建築物断熱用吹きつけ硬質ウレタンＡ種３が挙げられる。上記の発泡ウレタン部２２の熱伝導率は０．０３０〜０．０４０Ｗ／ｍ・Ｋである。そして、断熱材２において、発泡ウレタン部２２の厚さｔ_２は３０〜１００ｍｍ程度とされる。

図１に示すパネルＳは、木枠１が各横枠１２の中央に渡って架設された前述の中間縦枠１３により２つの枠組に分割されており、上記の構成の断熱材２は、各枠組に対してそれぞれ収められる。そして、断熱材２の上記の様な３層構造においては、地域の違いによる気温差を考慮し、発泡ポリスチレン板２１の厚さｔ_１と発泡ウレタン部２２の厚さｔ_２のバランスを適宜設定することにより、必要最低限の断熱性能を確保し且つ製造コストを低減することができる。

例えば、次世代省エネ基準として、平成１１年度「住宅に係わるエネルギーの使用の合理化に関する基準」に規定された全国の地域区分I〜VIのうち、ある程度高い断熱性能が必要な区分II〜Vの地域では、熱伝導抵抗（Ｒ）に関して、壁についてはII・III地区とも２．２ｍ^２・Ｋ／Ｗ、床についてはII地区が３．３ｍ^２・Ｋ／Ｗ、III地区が２．２ｍ^２・Ｋ／Ｗ、天井についてはII・III地区とも４．０ｍ^２・Ｋ／Ｗの断熱性能が要求される。しかも、柱や横架材の間にパネルＳを収める場合（図３参照）、筋交い（図３中の符号４１参照）の取付け代、換言すれば、筋交い厚さを考慮すると、前述のように、パネルＳの厚さ（断熱材２の厚さ）Ｔを壁用で６０ｍｍ、床用で９０ｍｍ以内、天井用で１４０ｍｍ以内に設計する必要がある。

そこで、本考案においては、断熱材２における発泡ポリスチレン板２１の厚さｔ_１と発泡ウレタン部２２の厚さｔ_２を以下の表に示す様に設定することにより、パネルＳの厚さＴを所定の厚さに設計でき、熱伝導抵抗（Ｒ）を２．２〜４．１ｍ^２・Ｋ／Ｗに設定できる。なお、熱伝導抵抗（Ｒ）は、断熱材の厚さ（Ｔ）／熱伝導率（λ）の値である。

本考案のパネルＳの製造方法は次の通りである。先ず、予め作成した木枠１を成型機のプレス板（図示省略）の上に水平に配置した後、木枠１の内法寸法に成形された１枚の発泡ポリスチレン板２１をプレス板に載せる状態に木枠１内に収容する。次いで、発泡ウレタン部２２の厚さｔ_２に相当する長さの支持材、例えばセパレートピンを上記の発泡ポリスチレン板２１の上面（木枠１内に露出している表面）に複数本立てる。斯かる支持材は、発泡ウレタン成形体からなるブロック状のものを使用し、これを木枠１の内縁に接着剤や粘着剤で固定してもよい。支持材を配置した後は、上記と同様の他の発泡ポリスチレン板２１を支持材の先端に載せる状態に上方から木枠１に収容する。そして、成型機の上方のプレス板を下降させて、２枚のプレス板で木枠１をその厚さ方向から挟み付ける。これにより、木枠１内の上下の発泡ポリスチレン板２１の間に原料樹脂充填用の空間部を形成する。

図示を省略するが、上記の成型機としては、例えば、複数の被処理物を同時にプレス板で鉛直方向に加圧する多段式プレス方式の成型機を使用できる。斯かる成型機は、上面に平板状の第１のプレス板が水平に配置された基台と、当該基台の上方に配置され且つ鉛直方向に進退可能な複数の油圧シリンダーを含む加圧装置と、基台の上方に第１のプレス板と平行に配列され且つ第１のプレス板から順次にリンクを介して連結された第２〜第６のプレス板とを備え、かつ、各油圧シリンダーのロッド先端が最上段の第６のプレス板に接続されており、油圧シリンダーの後退によって第２〜第６のプレス板が各上昇することにより、第１〜第６のプレス板の間に５つの加圧処理空間を構成し、油圧シリンダーの前進によって第２〜第６のプレス板が各下降することにより、各圧処理空間に装填された被処理物を一定圧力で且つ同時に加圧保持するように構成される。

上記のように発泡ポリスチレン板２１を配置した後は、木枠１の例えば横枠１２に設けられた樹脂充填穴に原料樹脂充填ノズルとして２流体混合ノズル（図示省略）を装着する。そして、圧送ポンプを含む発泡装置から発泡剤や整泡剤などと共にポリイソシアネートとポリオールを原料樹脂充填ノズルに供給し、２枚の発泡ポリスチレン板２１の間の上記の空間部に対して原料樹脂を混合しながら充填することにより、気泡化反応と樹脂化反応を同時に進行させ、発泡ウレタン部２２を形成する。

本考案においては、成型機のプレス板で木枠１を保持した状態で２枚の発泡ポリスチレン板２１の間の空間部に原料樹脂を充填発泡させることにより、発泡後のウレタン樹脂が木枠１及び発泡ポリスチレン板２１に接着する。そして、発泡させた樹脂を一定時間放置して硬化させることにより、発泡ポリスチレン板２１と発泡ウレタン部２２が一体化された断熱材２を形成し、パネルＳを構成することができる。なお、原料樹脂の充填発泡においては、前述のような例えば５段式の成型機を使用することにより、５枚の断熱パネルを同時に製造することができる。

本考案のパネルＳは、図３に示すように、例えば壁に適用する場合、各柱４の間に立て込まれる。パネルＳの屋外側には、各柱４に亙って筋交い４１が配置され、中間縦枠１３に沿わせてふかし材４２が取り付けられる。また、外壁として例えばモルタル壁を構成するため、柱４の屋外側には、壁内を防水するための防水紙５、通気層を形成する通気胴縁５１が付設され、そして、下地を構成するための下地金網６１、壁下地モルタル６２、補強ネット７１が配置され、最外装部として壁仕上げモルタル７２が施工される。なお、図３中、符号３１は基礎、符号３２は土台を表している。

上記のような本考案のパネルＳによれば、断熱性能に優れた発泡ポリスチレン板２１をパネル両面側に配置した３層構造に断熱材２が構成されており、断熱材２の厚さを薄くできるため、パネルＳの厚さを薄くして柱や横架材の厚さの範囲に十分に収めることができる。しかも、パネルＳの全体の厚さＴを変更することなく、断熱材２の３層構造における発泡ポリスチレン板２１の厚さｔ_１と発泡ウレタン部２２の厚さｔ_２の調節により、適用部位や地域に応じて必要とされる断熱性能を確保できる。そして、充填発泡させた発泡ウレタン部２２で断熱材２の中心部分が構成されているため、低コストで製造することができる。

１：木枠
１１：縦枠
１２：横枠
１３：中間縦枠
２：断熱材
２１：発泡ポリスチレン板
２２：発泡ウレタン部
３１：基礎
３２：土台
４：柱
４１：筋交い
４２：ふかし材
５：防水紙
５１：通気胴縁
６１：下地金網
６２：壁下地モルタル
７１：補強ネット
７２：壁仕上げモルタル
Ｓ：建築用断熱パネル
Ｔ：木枠の厚さ（パネルの厚さ）
ｔ_１：発泡ポリスチレン板の厚さ
ｔ_２：発泡ウレタン部の厚さ

Claims

縦枠および横枠によって方形に組まれた木枠と、当該木枠に隙間なく収められた発泡樹脂の断熱材とを備えた建築用断熱パネルであって、前記断熱材は、前記木枠と略同一厚さに形成され、かつ、前記木枠内のパネル両面側に相当する位置にそれぞれ配置された発泡ポリスチレン板と、これら発泡ポリスチレン板の間の空間部に充填発泡させてなる発泡ウレタン部とから構成されていることを特徴とする建築用断熱パネル。
木枠は、各横枠の中央に渡って架設された中間縦枠により２つの枠組に分割され、断熱材は、前記各枠組に対してそれぞれ収められている請求項１に記載の建築用断熱パネル。
断熱材において、発泡ポリスチレン板がＪＩＳＡ９５１１に規定されたＡ種押し出しポリスチレンフォーム保温材である請求項１又は２に記載の建築用断熱パネル。
断熱材が木枠と同一厚さであり、かつ、各発泡ポリスチレン板の厚さが１５〜２０ｍｍ、発泡ウレタン部の厚さが３０〜１００ｍｍに設定されている請求項１〜３の何れかに記載の建築用断熱パネル。
熱伝導抵抗（Ｒ）が２．２〜４．１ｍ^２・Ｋ／Ｗである請求項４に記載の建築用断熱パネル。