JP3933272B2

JP3933272B2 - 床暖房構造

Info

Publication number: JP3933272B2
Application number: JP27368897A
Authority: JP
Inventors: 英夫新井
Original assignee: 英夫新井
Priority date: 1997-09-20
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2017-09-20
Also published as: JPH1193390A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、温水配管方式の床暖房構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、クリーンで快適な暖房手段として一般家屋やオフィスでの床暖房の利用が増加しつつある。このような床暖房の方法としては、温水配管によるものや、電気ヒーターによるものなどが提案されている。
このうち、温水配管による床暖房装置では、銅などからなるパイプを基礎コンクリート駆体上に敷設し、このパイプをコンクリート又はモルタル等で被覆したものが多く採用されている。また、特開昭５５−１２３９９４号公報に開示されるように、温水管として銅等の金属性パイプの代わりにゴム・合成樹脂等の弾力性を有する素材からなるパイプを用いる方法も知られている。
【０００３】
また、金属性の伝熱板を用い、この下側に温水管を配設した床暖房パネルを用いた構造が特開平９−１４６８２号公報に開示されている。
この床暖房構造は、断熱性ベース上に温水管を配置し、その上にアルミパンチングメタルからなる伝熱板および遠赤外線層を設置したパネルを敷き並べたものである。この床暖房構造では、温水管内を流れる温水からの熱は伝熱板に伝わり、遠赤外線層を加熱し、遠赤外線を放射して床面を加熱しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の技術には、次のような問題点がある。
温水管をコンクリート層またはモルタル層に埋設して用いる構造では、このコンクリート層等の上に直接床面上の荷重を載荷できるという利点を有するものの、温水管の埋設位置が浅いと、床面からの衝撃・加圧等の応力がこの配水管にそのまま伝わり易くなり、配水管の破損を引き起こす原因となる。このような温水管の圧縮破損を防止するためには、コンクリート層又はモルタル層の厚さ大きくし、温水管の埋設深さを大きくする必要があり、少なくとも５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度に設定される。しかしながら、このように温水管を埋設するコンクリート層又はモルタル層の層厚を大きくした場合、これらの材料が硬化する際に発生する凝固熱の逸散に時間がかかるため、層内に多数のひび割れが生じ、コンクリート層又はモルタル層の強度が低下してしまう。また、厚いコンクリート層又はモルタル層内に埋設された温水管は、床表面から離れた下層に位置するため、床暖房開始後、室内の床表面の温度を上昇させるまでに多くのエネルギーと時間と要することになる。
【０００５】
また、温水管は上記のような床面からの荷重によって破損する場合の他、管材の腐食によって漏水等が生じることがあり、保守・点検および修理等が必要となる場合も生じる。しかし、上記のようにコンクリート層またはモルタル層内に温水管が埋設されていると、これらを破砕して温水管の修理等を行なわなければならず、大きな工事となって多くの費用が必要となってしまう。
【０００６】
また、特開平９−１４６８２号公報に示される技術では、温水管は断熱性ベースとアルミパンチングメタルとの間の空間に設置され、温水管の保守・点検および修理にはこの伝熱板および遠赤外線層等の撤去が必要となり、容易に行うことはできない。
また、温水管からの熱は伝熱板を介して床面に伝達されるが、アルミニウムパンチングメタルの蓄熱量は少なく、温水管をかなり密に配置しなければ、床面を均等に加熱することは難しい。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な工事で設置することができ、効率よく快適な暖房を行なうことができるとともに、保守・点検および修理が容易な床暖房構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ほぼ水平に構築された下層床構造と、この下層床構造上に設けられた断熱層と、この上に敷設された乾燥砂の層と、この乾燥砂の中に埋設された温水管と、前記乾燥砂の層の上側に構築され、居室の床を構成する上層床構造とを有し、前記乾燥砂に、粉状の木炭が混合されていることを特徴とする床暖房構造を提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の床暖房構造において、前記乾燥砂の層には、金属の網状部材がほぼ水平に埋設され、前記温水管は、前記網状部材に係止されているものとする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の床暖房構造において、前記下層床構造が地盤上に敷設されたコンクリート又はモルタルの版状部材で構成されているものとする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の床暖房構造において、前記下層床構造は、建物の外周部において土台又は柱を支持するコンクリートの基礎を設け、その内側に外部地盤面より高いレベルに盛土し、この盛土上に構築されたコンクリート又はモルタルの部材で構成されるものとする。
【００１２】
請求項１に記載の床暖房構造において、上記下層床構造は、請求項３に記載のように地盤上に敷設されたコンクリート版の他、地盤の上方に支持されるコンクリート床版、又は木材、鉄骨等により構築された床組で構成することもできる。また、これらは１階の床に限定されず上層階の床の下側に設けられるものであってもよい。
【００１３】
一方、上層床構造は、居室の床面上の荷重を、根太・大引き等で独立して支持する構造であってもよいし、下層床構造と連結して一部又は全部の荷重を下層床構造に伝達するものであってもよい。
上記温水管は、給湯装置等から温水が循環供給されるものであり、金属又は合成樹脂性のもの等を用いることができ、熱伝導率の高いものが望ましい。
【００１４】
請求項１に記載の床暖房構造において、上記粉状の木炭は、あらかじめ乾燥砂と混合したものを上記断熱層の上に敷き均すのが望ましく、木炭の混合率は適宜に選択することができ、例えば体積率で３％程度とすることができる。
また、請求項３に記載の床暖房構造において、上記版状部材は鉄筋コンクリート、無筋コンクリート等とすることができ、モルタルを敷き均したものであってもよい。
【００１５】
（作用）
本願発明に係る床暖房構造は、上記のような構成を有しているので、次にように作用する。
請求項１に記載の発明に係る床暖房構造では、乾燥砂に埋設された温水管に、給湯器等から温水が供給されると、周囲の乾燥砂に熱が伝導し、乾燥砂の層がほぼ一様に加熱される。そして、この乾燥砂の層からの放射熱によって上層床構造が加熱され、床面から室内の空気が暖められる。このように乾燥砂の層を加熱するには、相当量の熱量が必要となるが、乾燥砂の層は蓄熱量が多く、例えば夜間電力等を利用して温水を温水管内に循環し、乾燥砂を加熱しておくことによって、常に快適な暖房効果を得ることが可能となる。
【００１６】
また、このような床暖房構造では、暖房熱源である温水管は乾燥砂の層に埋設され、床面上の荷重は上層床構造もしくはこれと下層床構造とで負担するようになっているので、床面からの圧力、衝撃等が直接に温水管に作用することはなく、温水管の破損等が起こりにくく、床暖房構造の耐久性が向上する。さらに、温水管の保守・点検および修理等が必要となったときには、乾燥砂を除去するだけで温水管が露出し、交換等の工事を容易に行うことができる。そして、除去した乾燥砂は再使用が可能である。なお、この温水管は、請求項２に記載されているように、床面にほぼ水平に埋設された網状部材に係止する方法で固定することができ、このように固定しておくことで、乾燥砂の敷設または除去を行なうさいにも温水管を所定の位置に維持することができる。
【００１７】
また、請求項１に記載の床暖房構造では、上記乾燥砂中に木炭の粉末が混合されているので、温水の流通により乾燥砂が加熱されると、この木炭の粉末も加熱され、遠赤外線が放射されて快適な床暖房効果を実現することが可能となる。
さらに、独立した遠赤外線層を設けず、乾燥砂の層に木炭を混入しておくだけでよく、構造が簡素化されて施工が容易となる。
【００１８】
請求項３に記載の床暖房構造では、この床暖房構造の下層床構造が、地盤上に直接に構築されたコンクリートの版状部材であり、上記乾燥砂の層の重量を簡単な構造で支持することができる。また、このコンクリート又はモルタルの版状部材上に防水シートを敷設し、その上に断熱層を形成しておくことによって、温水管から供給される熱が地盤内に伝達されることも少なく、地盤からの湿気が乾燥砂層に侵入することも防止することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載のように、建物の外周部に土台または柱を支持する、いわゆる布基礎を設け、この内側を盛土してこの上に上記コンクリート又はモルタルの版状部材を設けることによって、乾燥砂等を支持する下層床構造を任意の高さに容易に構築することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係る床暖房構造の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である床暖房構造を示す概略断面図であり、図２は、図１に示す床暖房構造の部分拡大断面図、図３は概略斜視図である。
図１に示すように、この床暖房構造では、建物の外周部にコンクリートの基礎１が設けられ、この基礎上に土台２が固定される。そして、この土台２上に柱３が立設され、上部構造の重量および建物内の諸荷重を支持するようになっている。この基礎の内側は、外側の地盤面より高いレベルに盛土され、この盛土上に割栗石４が敷設され、鉄筋コンクリートからなる下層床構造５が、上記基礎と一体となるように設けられている。この下層床構造５の上に、防湿シート６、断熱層７、乾燥砂の層８が積層されており、乾燥砂の層８に温水管１１が埋設されている。そして、上記乾燥砂の層８の上方に、上層床構造９が構築されている。
【００２１】
上記下層床構造５は、割栗石の層４の上を均しモルタルによって平坦にした後、防湿シート１０を敷設し、必要な鉄筋を配置してコンクリートを打設することによって構築されたものであり、盛土した地盤に多少の沈下等が生じても、床面上の荷重および床暖房構造を支持することができるようになっている。
上記断熱層７は発砲ポリスチレンからなり、鉄筋コンクリートからなる下層床構造５の上に防湿シート６を介して敷設されており、２５ｍｍの厚さを有するものである。
【００２２】
上記乾燥砂の層８は、乾燥砂に木炭の粉末が３％の割合で混合されたもので、厚さが８５ｍｍで、上記断熱層７の上に直接に敷き均されている。
上記温水管１１は、ポリブテン製で内径が１３ｍｍのものが用いられている。この温水管１１には給湯装置（図示しない）から供給される温水が循環するようになっており、床面の下でほぼ均等な間隔となるように引き回して配置されている。そして、この温水管の下側には、ワイアーメッシュ部材１２がほぼ水平に埋設されており、温水管１１はこのワイアーメッシュ部材１２に鉄線等により係止され、容易には位置が変らないように保持されている。
【００２３】
上記上層床構造９は、根太９ａと、この上に架け渡された床仕上げ材９ｂと、この床仕上げ材９ｂの下面に貼着された防湿シート９ｃとで主要部が構成されており、根太９ａは、根太受け９ｄによって支持され、この根太９ａおよび床仕上げ材９ｂから乾燥砂の層に力が作用しないようになっている。ただし、根太９ａは必要に応じて下層床構造５から立ち上げられた支持部材（図示しない）によって支持される。また、根太９ａには乾燥された木材が用いられ、乾燥砂の層８が設けられた下層床構造５と上層床構造９との間に湿気が残らないように配慮されている。
【００２４】
このような床暖房構造では、図示しない給湯器から温水管１１に温水が供給されると、温水管１１の周囲の乾燥砂が暖められる。そして、この乾燥砂の層８のほぼ全体に伝達されるが、下側は発泡ポリスチレンの断熱層７によって熱伝導が遮断され、地盤へはほとんど熱が散逸することがない。一方、乾燥砂の層８の上面からの放射によって上層床構造が暖められ、居室内を効率よく暖房することができる。さらに、乾燥砂の層８が加熱されることによって、乾燥砂中に混合されている木炭の粉末が加熱され、遠赤外線が放射されて快適な床暖房となる。
【００２５】
次に、本願発明の他の実施形態である床暖房構造について説明する。図４は、この床暖房構造を示す概略断面図である。
この床暖房構造では、建物の外周部にコンクリートの基礎２１が設けられ、この基礎上には土台２２が固定されて、柱２３等を介して上部構造の荷重を支持するようになっている。この基礎の内側には、下層床構造２５となる床組が、木材によって構築され、その上に、防湿シート２６、断熱層２７、乾燥砂の層２８が積層されている。そして、その上方に上層床構造２９が構築されている。
【００２６】
上記下層床構造２５は、複数の大引き２５ａ、この大引きの上に架け渡される根太２５ｂ、この根太２５ｂの上に隙間なく取り付けられる床板２５ｃ、上記大引き２５ａを地盤から支持する床づか２５ｄで主要部が構成され、上記断熱層２７及び乾燥砂の層２８を支持するものである。
この床暖房構造の上記断熱層２７から上部の構成は、図１に示した床暖房構造と同じである。
このような床暖房構造でも、図１に示す床暖房構造と同様に快適な暖房を行なうことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る床暖房構造では、暖房熱源である温水管を乾燥砂の層に埋設して使用する構成であるため、温水管を容易に配設することができる。また、床面の荷重は上層床構造で支持され、温水管が埋設された乾燥砂層には負荷されないので、床表面からの圧力・衝撃等の影響で温水管が破損することがなく、耐久性が向上する。さらに、温水管は乾燥砂に埋設されているものであり、温水管の保守・点検および修理を容易に行うことができる。
また、この乾燥砂に木炭の粉末を混合することで遠赤外線の効果による快適な床暖房効果を実現することが可能である。
さらに、この床暖房構造の下層床構造は、地盤上に直接コンクリート又はモルタルで構築したり、またさらに、コンクリートの基礎の内側に盛土し、この盛土上にコンクリート又はモルタルで構築することが可能であり、このような構成とすることで、施工工程を簡略化し、構築費用を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態である床暖房構造の概略断面図である。
【図２】図１に示す床暖房構造の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す床暖房構造の概略斜視図である。
【図４】本願発明の他の実施形態である床暖房構造の概略断面図である。
【符号の説明】
１、２１コンクリート基礎
２、２２土台
３、２３柱
４割栗石
５、２５下層床構造
６、２６防湿シート
７、２７断熱層
８、２８乾燥砂の層
９、２９上層床構造
９ａ根太
９ｂ床仕上げ材
９ｃ防湿シート
９ｄ根太受け
１０防湿シート
１１、３１温水管
１２、３２ワイアーメッシュ部材

Claims

ほぼ水平に構築された下層床構造と、
この下層床構造上に設けられた断熱層と、
この上に敷設された乾燥砂の層と、
この乾燥砂の中に埋設された温水管と、
前記乾燥砂の層の上側に構築され、居室の床を構成する上層床構造とを有し、
前記乾燥砂に、粉状の木炭が混合されていることを特徴とする床暖房構造。
前記乾燥砂の層には、金属の網状部材がほぼ水平に埋設され、前記温水管は、前記網状部材に係止されていることを特徴とする請求項１に記載の床暖房構造。
前記下層床構造は、地盤上に敷設されたコンクリート又はモルタルの版状部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の床暖房構造。
前記下層床構造は、建物の外周部において土台又は柱を支持するコンクリートの基礎を設け、その内側に外部地盤面より高いレベルに盛土し、この盛土上に構築されたコンクリート又はモルタルの部材で構成されることを特徴とする請求項３に記載の床暖房構造。