JP3227140B2 - 家屋居室の断熱構造及び使用する遮熱材 - Google Patents

家屋居室の断熱構造及び使用する遮熱材

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JP3227140B2 JP10714699A JP10714699A JP3227140B2 JP 3227140 B2 JP3227140 B2 JP 3227140B2 JP 10714699 A JP10714699 A JP 10714699A JP 10714699 A JP10714699 A JP 10714699A JP 3227140 B2 JP3227140 B2 JP 3227140B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家屋居室の断熱構
造を改善するものであって、家屋建築の技術分野に属す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般的木造建築物では、屋根等の部位に
は小屋裏換気口を設けて小屋裏内部の温度を出来るだけ
外気温に同化させるように施工されているが、小屋裏内
部温度は、建築物の建設地域、日射条件、季節によって
高温(70℃以上)になる事がある。このような、小屋
裏内部空間の熱による居室への影響を軽減する為に、一
般的に居室の天井面に断熱材を施工している。
【0003】図8(A)は、従来の居室天井面の上面に
断熱材を施したものであって、天井3上には20cm厚の
ウレタンフォーム断熱材2を敷設し、外壁上部には換気
口O2を設けている。従って、小屋裏内部R0での熱の流
れは、屋根4面及び隙間O1からの侵入熱T1が小屋裏内
部R0を加温しながら断熱材2を加熱蓄熱し、その一部
が居室Rへの透過熱T3となり、断熱材を加熱した熱気
は侵入熱T1との循環流としての放出熱T2として換気口
2から放出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そして、ウレタンフォ
ーム断熱材の如き、高い断熱能を有する断熱材であって
も、長時間加熱にさらされれば断熱材自体も熱吸収し、
高い透過熱T3が居室へ伝達され、居室内環境の維持、
即ち室温維持に支障を来たす。その上、外気T1が温度
低下しても断熱材2は蓄熱体として冷却が遅く、従っ
て、昼間小屋裏内部R0の高温度を断熱していた断熱材
2は、夜間では蓄熱体として放熱するため、居室Rでの
冷房の如き空調機器への不都合な負荷となる。本発明
は、このような高温空気熱が直接断熱材に加熱蓄熱され
ないように熱線を遮断反射する遮熱材で断熱材を保護
し、断熱材に対する加熱負荷を軽減すると共に、断熱材
の蓄熱を軽減して上記問題点を改善するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】例えば、図1、
図2に示す如く、少くとも上面シート11と次層シート
13とが上面に熱反射アルミ蒸着膜を備えた複数シート
11,12,13から成り、且つ各シート間には、両端
の折曲面14´,15´で上面シート11及び下面シー
ト12に固定され、折曲部rで折曲自在とした起立片1
4,15群によって長手方向に空気流通可能に開口した
空気層空間Sを形成した遮熱材1を、居室Rを囲う天井
や壁等の仕切面材の外面に配置した断熱材2の上面に配
置し、遮熱材1によって断熱材2への蓄熱を軽減するよ
うにした家屋居室の断熱構造とした(請求項1)。
【0006】従って、小屋裏内部にあっては、屋根4や
屋根との隙間から小屋裏内部R0に入り込む侵入熱T1
蓄熱して高温となった小屋裏内部熱T0 は、敷設した断
熱材2の上面に載置した保護材としての遮熱材1上面
シート11の表面の熱反射アルミ蒸着膜による輻射熱の
反射作用で遮熱材1の下方への熱伝達阻止、遮熱材
1の下面の断熱材2への負荷熱カロリーも軽減出来、断
熱材2の加熱及び蓄熱が軽減出来るため、断熱材2から
天井3を介した居室R内への慣流熱量も軽減出来、結局
居室R内での冷房エネルギーの軽減効果を奏する。しか
も、遮熱材1は倒伏可能な起立片14,15群を介した
複数シートであるため、保管時や搬送時には起立片1
4,15を倒伏して嵩の低い積層シート形態と出来、取
扱いが便である。
【0007】更に、遮熱材1は、起立辺14,15
両端の折曲面14´,15´で上面シート11及び下面
シート12に固定され、折曲部rで折曲自在であるた
め、図2(A)に示す如く、遮熱材1の各構成部材のシ
ート11,12,13、起立片14,15を全て水平配
置し、起立片の折曲面14´,15´の必要個所を折り
畳んだ状態とし、起立片の折曲面14´,15´に接着
剤aを塗布して各部材を圧着すれば遮熱材が各シートの
積層形態で形成出来るため、遮熱材1は、各構成部材を
全てシート状態でローラ群装置に供給しながら、折り目
付与→折り込み→糊付け→圧着→定寸切断、の工程の流
れ作業で合理的に製造出来る。
【0008】更に、複数シート11,12,13から成
る遮熱材1は、少くとも上面シート11及び次層のシー
ト13が上面に熱反射アルミ蒸着膜を備えているため、
比較的汚れ易い上面シート11の熱反射アルミ蒸着膜が
微細ごみ汚れによって熱反射性を低下しても下層のシー
ト13上面の熱反射アルミ蒸着膜の熱反射能によって遮
熱材1としての輻射熱反射能の低下は防ぐことが出来、
遮熱材としての耐候性は高くなる。更に、遮熱材1は、
空気層空間Sを長手方向に空気流通可能に開口した空間
とし、該空間の開口両端が閉止されないように配置施工
したため、遮熱材内にも若干の空気流動A2が生じ、従
って、熱伝達阻止と共に結露防止出来、しかも、遮熱
材1の各シートが接するように遮熱材を積層形態に変形
させる事も可能であって、保管、搬送、及び取扱いに有
利である。
【0009】また、遮熱材1と断熱材2とを予じめ固定
したもの(請求項2)にあっては、例えば床下面等遮熱
材単体では取付作業の困難な場所にも比較的容易に施工
出来、保形性を有する断熱材2と一体であるため、遮熱
材施工が容易である。
【0010】本発明遮熱材にあっては、例えば図2に示
す如く、少くとも上面シート11と次層シート13と
上面に熱反射アルミ蒸着膜を備えた複数シート11,1
2,13から成り、且つ各シート間には、両端の折曲面
14´,15´で上面シート11及び下面シート12に
固定し、折曲部rで折曲自在とした起立片14,15群
によって長手方向に空気流通可能に開口した空気層空間
Sを形成し、起立片14,15群の倒伏によって各シー
ト11,12,13を圧接積層形態と出来る構造とした
請求項3)。
【0011】従って、熱反射アルミ蒸着膜及び長手方向
に空気流通可能に開口した空気層空間Sを有する高性能
遮熱材も、製造、保管、搬送時は嵩の低い積層シート状
物として取扱うことが出来、施工現場で図2(B)の矢
印Fで示す如く、上面シート11と下面シート12を反
対方向に引張って起立片14,15を起こして下面シー
ト12の両側と上面シート11の両側を周囲の部材に止
めるだけで家屋居室の断熱材上への遮熱材施工が出来る
ため、取扱いが容易である。また、起立辺14,15
は、両端の折曲面14´,15´で上面シート11及び
下面シート12に固定され、折曲部rで折曲自在である
ため、図2(A)に示す如く、遮熱材1の各構成部材の
シート11,12,13、起立片14,15を全て水平
配置し、起立片の折曲面14´,15´の必要個所を折
り畳んだ状態とし、起立片の折曲面14´,15´に接
着剤aを塗布して各部材を圧着すれば遮熱材が各シート
の積層形態で形成出来るため、遮熱材1の製造も、各構
成部材を全てシート状態でローラ群装置に供給しなが
ら、折り目付与→折り込み→糊付け→圧着→定寸切断、
の工程の流れ作業で合理的に製造出来る。
【0012】しかも、上面シート11と次層シート13
との上面が熱反射アルミ蒸着膜を備えているため、施工
後は上面シートの熱反射アルミ蒸着膜の汚れによる反射
能低下を次層の熱反射アルミ蒸着膜が補償するのは勿
論、保管時や取扱い時に上面シート11の熱反射アルミ
蒸着膜が例え汚れる事があっても、次層、即ち内側のシ
ート13の熱反射アルミ蒸着膜は上面シートに保護され
て汚れの心配が殆んど無く、従って輻射熱反射能低下の
心配の無い耐候性に優れた遮熱材である。
【0013】また、複数のシートの中間シート13は、
両端の折曲面13´により起立片14,15に固定し、
折曲部rで折曲自在に配置した(請求項4)。従って、
起立片14,15の倒伏作用にも、中間シート13は折
曲部rで平滑に追従出来ると共に、中間シート13によ
って遮熱材1内には熱伝達軽減効果及び結露防止効果の
期待出来る空気層空間Sが上下2層形成出来る。しか
も、中間シート13を両端の折曲面13´によって起立
片14,15に固定する物にあっても、起立片同様に折
り目付与→折り込み→糊付け→圧着が可能であるため、
ローラ群装置を介して合理的に機械化製造可能である事
は図2(A)の配置図から自明である。
【0014】また、遮熱材1の下面シート12の下面と
断熱材2の上面とを固定したもの(請求項5)にあって
は、例えば床下面や壁面等、遮熱材1単体では取付けの
困難な部位であっても、断熱材2が保形性のある板材で
あるため取付け作業が容易となる。
【0015】また、下面シート12の下面が合成樹脂発
泡(ウレタンフォーム)断熱材2の発泡成形によって断
熱材2と固定された遮熱材(請求項6)にあっては、図
4に示す如く、遮熱材1の圧接積層形態で型セットして
断熱材と一体化成形が可能であるため、遮熱材1の断熱
材2への固定が容易且つ合理的に達成出来る。
【0016】
【発明の実施の形態】〔遮熱材の製造(図2)〕 図2(A)は、遮熱材の圧接接着工程寸前での各構成シ
ートの位置関係を示すものであり、構成材料としては、
上面シート11、中間シート13、下面シート12、及
び両側の起立片14、がアルミ蒸着で表面をコーティン
グした紙であり、中間起立片15がアルミ蒸着の無い
紙であり、厚さは、上面シート11及び両側の起立片1
4が0.3mm、他のシート部材が0.1mmであり、幅は
上面シート11及び下面シート12が450mm、各中間
シートは135mm+両端に各折曲面10mm、中間の起立
片15は40mm+両端に各折曲面10mm、両側の起立片
14は40mm+上側接曲面10mm、下側接曲面20mmで
ある。
【0017】各構成シート部材は、全てローラ群装置
(図示せず)で並列走行供給しながら折り目付与→折り
込み→接着剤付与→圧着→定寸切断の工程で積層形態の
遮熱材に製品化する。図2(A)に示すaは接着剤であ
り、rは接曲部である。図2(B)は定寸切断した積層
状の製品を、上面シート11端及び下面シート12をそ
れぞれ反対に矢印F方向に引張って起立片14,15群
を中間まで起立した状態を示しており、図2(C)の状
態まで起立すれば、2層の空気層空間Sを備え、各上面
シート11、中間シート13、下面シート12が上面
に、両側起立片14が外面にそれぞれアルミ蒸着膜、即
ち熱反射膜を備えた遮熱材1となる。
【0018】〔遮熱材の施工(図1、図3)〕 図1は、従来例(図8)の小屋裏内部に遮熱材1を施し
た略示図であり、天井3の上面にウレタンフォーム断熱
材2を敷設し、その上面に遮熱材1を載置したものであ
り、各遮熱材1は空気層空間Sの両端の開口部が閉止さ
れないように、且つ各遮熱材1相互がもたれ合って自立
保形するように配置し、遮熱材1群のうち周縁又は中間
の構造物に接する端縁の一部をそれら構造物にステープ
ル等で止着(図示せず)するだけで遮熱材1の施工が完
了する。
【0019】図3は天井裏の梁上に施工した例であっ
て、天井3の上面には断熱材2層を施こし、梁上に各遮
熱材1を並列敷設し、束に当接する部所では、図
(C)の如く束の寸法d1,d2に嵌合するように遮熱材
1の側面の寸法d1,d2を切欠くが、上面シート11の
みは切込線C1を入れて取付片Pの3片を矢印tの如く
起立し、束を遮熱材に嵌合した状態で該取付片Pや遮熱
材1上面シートの束との接触部をステープル止着する。
本実施例の遮熱材1を断熱材2上に施工した小屋裏内部
0にあっては、従来の小屋裏内部R0と比較して、遮熱
材1による断熱材2への輻射熱伝達阻止能のため、昼間
の断熱材2から居室R内への慣流熱が約1/2に軽減出
来、従って断熱材2からの居室Rへの熱伝達による悪影
響が軽減出来た。
【0020】〔断熱材付遮熱材の製造(図4)〕 図4(A)に示す如く、遮熱材1は起立片14,15が
伏倒したまゝの積層状態で下面シート12が上側になる
ように作業台上に載置し、該遮熱材1の四周側縁を離型
板で押えて離型板を耐力材を用いて型セットし、注入孔
より発泡ウレタン材を型内に注入発泡成形する。従っ
て、離型板を取外せば、図5に示す如く、一面に遮熱材
1の下面シート12の一体化接着した断熱材2が得られ
る。尚、型セット時に両側にそえ木22を載置して成形
加工すれば、両側にえ木22を備えた断熱材2の上面
に遮熱材1の接着されたもの(図6)が得られる。
【0021】〔断熱材付遮熱材の施工(図示せず)〕 断熱材2が保形性を有するため、(a)屋根たる木間に
施工する場合には、各たる木に断熱材保持金具を打設し
ておき、遮熱材を屋根側(外側)にして断熱材を屋根た
る木間に嵌め込み保持金具に載せ、棟部分の断熱材の谷
間を一液ウレタンの現場発泡で埋める、次いで野地板を
取付け、屋根材を施工する。
【0022】(b)天井下地に施工する場合は、組上が
った野縁の上に反射層を上にして直接断熱材を載置し、
野縁受けの上等の断熱材が連続配設出来ない隙間はグラ
スウール等で隙間を埋め、次いで野縁の下面に天井材を
取付ける。 (c)また、壁面への施工は、柱、間柱間に遮熱材を外
側に向けて断熱材を外側から嵌め込み、そえ木を柱、間
柱に打ち付けて断熱材を押さえ、次いで外装材、内装材
を施工する。
【0023】(d)床下に使用する場合は、遮熱材1の
表面を地面の方に向けて断熱材を土台、大引きに支持
し、床根太間に嵌め込む、そして、土台、大引きに架か
る部分の遮熱材には切れ目を入れ(図6(A))、その
部分の遮熱材1だけをつぶす事により遮熱材に立体形状
を保たせる(図6(B))。次いで床材を施工する。
尚、断熱材2の両側にそえ木22を一体化固定したもの
にあっては、断熱材保持金具に係止する場合はもとよ
り、そえ木を用いて釘打ち固定するにも好都合である。
【0024】以上のとおり、断熱材付遮熱材にあって
は、保形性を有する断熱材で取付施工するため、床下や
屋根たる木間等作業の困難な部位への施工も比較的容易
となる。勿論、遮熱材1については、常に立体形状を維
持するように、その端縁部又は中間部を他の構造物に取
付けるか、立体形状の寸法での遮熱材をすき間無く嵌合
する事は、遮熱材単体での施工同様である。断熱材2と
一体化された遮熱材1を施工した場合も、断熱材2と遮
熱材1とを別々に重ねて施工した場合と比べて、熱的作
用効果のみの観点からは同等であった。
【0025】発明者等は遮熱層効果を確認するため、図
7の測定モデルを用いて、下記に示す構造の供試体1〜
4に就いて測定し、表1の結果を得た。供試体No.1
は、5mm厚、300mm×300mmのポリスチレン板であ
り、供試体No.2は、No.1のポリスチレン板の表
面にアルミ蒸着した物であり、供試体No.3は、供試
体No.1の板の上面に2層の遮熱層を層間20mmで載
置し、最上層遮熱層のみをアルミ蒸着層としたものであ
り、供試体No.4は、供試体No.3に於て、第1
層、第2層及びスチレン板各表面全てをアルミ蒸着層と
したものである。
【0026】
【表1】 尚、熱板表面の温度は全てのサンプルに対して同一とす
べきであったが、温度制御が正確に出来なかったため、
全て実測値のとおりの表とした。
【0027】〔実験結果に就いて〕 供試遮熱層はいずれも熱板から板面に伝わる温度の軽減
効果があった。供試遮熱層はアルミ蒸着した面で熱線の
吸収率約0.05である。また、遮熱層(アルミ蒸着
層)が1層(No.3)と3層(No.4)の場合で顕
著な差はなかったが、これは2層目以降では軽減値の絶
対値が低下した為と思われる。即ち、熱反射は第1層で
顕著であるが、第1層アルミ蒸着面が埃等で光沢を失な
えば第2層アルミ蒸着面の存在価値が高まる。また、空
気層の多層化により板面に伝わる温度を軽減する効果が
あり、空気層も熱反射層で作った方が有利である。
【0028】また、発明者等は、従来例(断熱材のみ)
と、本発明の断熱材+遮熱材(3層の熱反射アルミ蒸着
膜が各層間に20mmの空気層を有するもの)との小屋裏
内部R0(80℃)から居室R(20℃)内への熱慣流
率Kの相違を理論的に計算したところ次のとおりであ
る。
【0029】〔遮熱材を用いない場合〕
【数1】 αa:小屋裏断熱表面の空気の熱伝達率=20kcal
/m2h℃ λ1:断熱材の熱伝導率=0.02kcal/m2h℃ d1:断熱材の厚さ=0.2m λ2:内装化上材の熱伝導率=0.18kcal/m2
℃ d2:内装化上材の厚さ=0.012m αi:居室内化上材表面の空気の熱伝導率=8kcal
/m2h℃
【数2】 通過熱量Q=0.0976kcal/m2h℃×(80℃
−20℃)=5.86kcal/m2
【0030】〔遮熱材を用いた場合(本発明)〕
【数3】 但し、αa,αi,λ1,λ2,d1,d2は遮熱材を用いな
い場合と同じ。 c31:遮熱材1層目の熱伝達率=0.3387kcal
/m2h℃ c32:遮熱材2層目の熱伝達率=0.2757kcal
/m2h℃ K=0.05945kcal/m2h℃ 通過熱量Q=0.05945kcal/m2h℃×(80
℃−20℃)=3.57kcal/m2h 以上より、遮熱材を用いた場合の方が約1/2程度の通
過熱量となる。
【0031】〔その他〕 理論的には、空気層は密閉状態の方が開放状態より熱伝
達を低く出来るが、空気層を密閉系とすれば、温度変化
に伴う体積変化に対処する問題や、常に遮熱材が立体形
態であって保管、搬送上の問題があり、従って、建築分
野に用いるための遮熱材としては、空気層を開放系とす
る方が、製造面(シート積層製品としてロール装置によ
り機械化製造可能)、保管、搬送面(積層品形態で取扱
える)等で有利であり、実用性がはるかに大となる。
【0032】遮熱材1と断熱材2との固定は、断熱材成
形時の一体化に限らず、両部材を別々に製作保管してお
き、施工時に現場で接着しても、保管時に両者を接着し
ても良い。また、遮熱材1の製造は、予じめ所定寸法と
した各シート部材を必要に応じて必要場所で手作業で実
施することも可能であり、この場合にはローラ装置での
処理の困難な材質、例えば比較的保形成の高いプラスチ
ックシート又は紙を採用することも可能である。また、
結露防止のため遮熱材の各シート、特に中間シートや下
面シートに微細孔(ピンホール)を付与しても良い。
【0033】
【発明の効果】断熱材上の遮熱材による熱反射によって
断熱材表面への熱伝達が軽減出来、断熱材の加熱、蓄熱
が軽減出来るため、天井等の居室外周から居室内への慣
流熱量が軽減出来て居室内での冷房エネルギーが軽減出
来る。また、遮熱材は表面に熱反射アルミ蒸着膜を有す
る複数シートから成るため、最外層表面の熱反射アルミ
蒸着膜が埃等で熱反射能低下を来たしても、比較的汚れ
難い次層の熱反射アルミ蒸着膜の存在によって熱反射能
が補償され、従って遮熱材は長期に亘って機能を発揮す
る。
【0034】また、遮熱材内の空気層空間は開放系であ
るため、若干の空気流動が生じて断熱材機能の低下の原
因となる結露も防止出来ると共に、遮熱材の保管搬送時
には空気層空間を圧接することによりあたかも積層品の
如く嵩低く出来るため取扱いが便である。また、遮熱材
と断熱材とを予め固定するので、遮熱材単体では取付作
業の困難な場所にも比較的容易に施工出来る。
【0035】また、遮熱材は、熱反射アルミ蒸着膜を有
する上面シート11中間シート13、及び下面シート
12を起立片14,15群の起立による立体化と倒伏に
よる積層化可能構造としたため、保管、搬送時には嵩の
低い積層品として取扱いが便であると共に、製作に際し
ても各構成シート材をローラ群装置によって、折り目付
与→折り込み→接着剤付与→圧着→定寸切断の工程を経
て合理的に機械化製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用説明図
【図2】本発明の構造の横断説明図であって、(A)は
製作過程での各構成部材の関係配置を、(B)は製作後
の積層形態から立体形態への変形過程を、(C)は使用
時の構造を示す図。
【図3】本発明遮熱材の天井裏への適用説明図であっ
て、(A)は全体図、(B)はB部の拡大図、(C)は
C部の拡大図。
【図4】本発明の製造説明図であり、(A)は断熱材成
形型セットの平面図、(B)は型セットの正面図。
【図5】本発明の断熱材付遮熱材の斜視図。
【図6】本発明のそえ木を備えた断熱材付遮熱材の斜視
図であって、(A)は遮熱材への切れ目付与を、(B)
は遮熱材の一部を押しつぶした図。
【図7】本発明の開発に際して用いた測定装置の略示断
面図。
【図8】従来例の作用説明図。
【符号の説明】
1・・・遮熱材 2・・・断熱材 3・・・天井 4・・・屋根 11・・・上面シート 12・・・下面シート 13・・・中間シート 14,15・・・起立片 13´,14´,15´・・・折曲面 22・・・そえ木 a・・・接着剤 r・・・折曲部 S・・・空気層空間 R0・・・小屋裏内部 R・・・居室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−184213(JP,A) 特開 昭63−5936(JP,A) 特開 平11−71835(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04B 1/76 - 1/80 B32B 7/02 105

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少くとも上面シート(11)と次層シー
    ト(13)とが上面に熱反射アルミ蒸着膜を備えた複数
    シート(11,12,13)から成り、且つ各シート間
    には、両端の折曲面(14´,15´)で上面シート
    (11)及び下面シート(12)に固定され、折曲部
    (r)で折曲自在とした起立片(14,15)群によっ
    長手方向に空気流通可能に開口した空気層空間(S)
    を形成した遮熱材(1)を、居室(R)を囲う天井や壁
    等の仕切面材の外面に配置した断熱材(2)の上面に配
    置し、遮熱材(1)によって断熱材(2)への蓄熱を軽
    減するようにした家屋居室の断熱構造。
  2. 【請求項2】 断熱材(2)と遮熱材(1)とを予じめ
    固定した請求項1の家屋居室の断熱構造。
  3. 【請求項3】 少くとも上面シート(11)と次層シー
    ト(13)とが上面に熱反射アルミ蒸着膜を備えた複数
    シート(11,12,13)から成り、且つ各シート間
    には、両端の折曲面(14´,15´)で上面シート
    (11)及び下面シート(12)に固定し、折曲部
    (r)で折曲自在とした起立片(14,15)群によっ
    長手方向に空気流通可能に開口した空気層空間(S)
    を形成し、起立片(14,15)群の倒伏によって各シ
    ート(11,12,13)を圧接積層形態と出来る家屋
    居室の断熱材保護用遮熱材。
  4. 【請求項4】 中間シート(13)が両端の折曲面(1
    3´)により起立片(14,15)に固定され、折曲部
    (r)で折曲自在である請求項3の遮熱材。
  5. 【請求項5】 下面シート(12)の下面が断熱材
    (2)上面に固定されている請求項3又は4のいずれか
    1項の遮熱材。
  6. 【請求項6】 下面シート(12)の下面が合成樹脂発
    泡断熱材(2)の発泡成形によって断熱材(2)と固定
    された請求項5の遮熱材。
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