JP4117661B2 - 保冷倉庫等の断熱壁構造、断熱天井構造と、それらを使用する保冷倉庫等の断熱構造 - Google Patents

Description

この発明は、施工が簡単で、断熱性能に優れている保冷倉庫等の断熱壁構造、断熱天井構造と、それらを使用する保冷倉庫等の断熱構造に関する。

冷凍倉庫、冷蔵倉庫、低温倉庫、保冷倉庫などの施設（以下、単に保冷倉庫等という）は、外気温度と室内温度との差を有効に遮断するために、高性能の断熱工事が必要不可欠である。

断熱工事の主要な眼目は、断熱性能と施工性にある。断熱性能が十分でないと、冷凍機の稼動率が高くなってランニングコストが上昇し、施工性がよくない工法では、建設工期が長くなり、建設コストが高騰するからである。そこで、最近の断熱工事は、硬質ウレタンフォームの注入または吹き付けによる現地工法が主流である（たとえば特許文献１、２）。なお、硬質ウレタンフォームは、独立気泡形と連続気泡形とがあるが、前者は、断熱性能が良好であるが、狭い空間に充填すると大きな発泡圧を生じることがあり、適用に制約があるという欠点があり、後者は、吸湿性があるため断熱性能が劣るものの、施工が容易であるという利点がある。そこで、両者を併用して積層する工法も提案されている（特許文献３）。
特開昭６２−３７６６９号公報 特開平１０−２８１３９１号公報 特開平９−９６０２１号公報

かかる従来技術によるときは、硬質ウレタンフォームは、建物駆体や、キーストンプレートのような機械的に剛の部材に接するようにして注入または吹き付け施工するのが普通であるため、温度変化による膨張収縮によってクラックが入り易く、独立気泡形を採用しても、断熱性能が早期に劣化してしまうことが稀ではないという問題があった。また、独立気泡形の硬質ウレタンフォームは、部材間に注入施工する場合、大きな発泡圧を抑えるために大げさな抑え治具が必要となり、施工が極めて厄介である。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、軽量鉄骨製の壁下地、天井下地を介して支持する薄板材の内壁、天井に硬質ウレタンフォームを吹き付けることによって、独立気泡形を採用しても、施工が簡単であり、断熱性能を一層向上させることができる保冷倉庫等の断熱壁構造、断熱天井構造と、それらを使用する保冷倉庫等の断熱構造を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、建物駆体の鉄骨柱の室内側に立設する軽量鉄骨製の壁下地と、壁下地の室内側に張る薄板材の内壁と、壁下地、内壁の室外側に吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層と、建物駆体の鉄骨柱の室外側に立設するコンクリートパネルの外壁とを備えてなり、断熱層は、内壁と建物駆体の鉄骨柱との間の隙間相当の厚さに形成し、断熱層と外壁との間には、建物駆体の鉄骨柱の幅相当の空気層を設けることをその要旨とする。

なお、壁下地は、床面に敷設する断熱パネル上に立設してもよく、断熱層に埋設する絶縁材付きのステーを介して建物駆体の鉄骨柱に連結してもよい。

第２発明（請求項４に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、建物駆体の天井部から水平に吊り下げる軽量鉄骨製の天井下地と、天井下地の下面に張る薄板材の天井と、天井下地、天井の上面に吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層とを備えてなり、断熱層と建物駆体の天井部との間には、空気層を設けることをその要旨とする。

なお、天井下地は、断熱層に埋設する絶縁材付きのステーを介して建物駆体の天井部から吊り下げることができる。

第３発明（請求項６に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、請求項１ないし請求項３のいずれか記載の断熱壁構造と、請求項４または請求項５記載の断熱天井構造とを備えてなり、天井下地は、壁下地の上端に連結し、天井側の断熱層は、内壁側の断熱層に連続するように形成することをその要旨とする。

ただし、第１〜３発明において、薄板材とは、ガルバリウム鋼板、カラーガルバリウム鋼板、カラー鉄板、亜鉛鉄板などの建築外装用の薄板の鋼板材であって、厚さ０．４〜０．８mm程度のものをいう。また、軽量鉄骨とは、ＪＩＳ Ａ ６５１７の建築用鋼製下地材や、それに類する壁用、天井用の鋼製下地材に使用する鋼製部材をいう。

かかる第１発明の構成によるときは、硬質ウレタンフォームの断熱層は、軽量鉄骨製の壁下地と、壁下地に張る薄板材の内壁とに対し、室外側に吹き付けて形成されるが、壁下地、内壁は、機械的に剛でなく、したがって、温度変化によって断熱層が膨張収縮しても、断熱層の動きに追随して断熱層の応力を有効に分散させることができる。すなわち、断熱層には、クラックが入るような過大な応力の集中がなく、断熱性能の劣化のおそれがない。なお、硬質ウレタンフォームは、独立気泡形とし、コンクリートパネルの外壁を施工するに先き立って、建物駆体の外側から吹き付ければよく、施工も極めて簡単である。ただし、コンクリートパネルは、一般的な外装用のコンクリートパネルであればよく、断熱性、施工性の点からＡＬＣパネル（軽量気泡コンクリートパネル）が殊に好ましい。

断熱層の厚さは、室内温度−（２５〜３０）℃用として２００〜２３０mm、−１０℃用として１００〜１３０mm程度に施工するものとし、建物駆体の鉄骨柱から室内側に所定の隙間を設けて内壁を立てることにより、この隙間相当の厚さに形成する。ただし、断熱層は、建物駆体の西側は、東側、北側、南側より１５〜３０％程度厚くすることが好ましい。なお、壁下地用の軽量鉄骨は、建築用鋼製下地材として市販されているものでよく、たとえば（株）桐井製作所製の内装下地材ＳＱ−ＢＡＲ４５６５の両端にＳＱ−ランナー６５を組み合わせて縦材とし、同所製のシングル野縁ＣＳ−１９を横材として使用することができる。

壁下地は、床面に敷設する断熱パネル上に立設することにより、内壁側の断熱層と床側の断熱パネルとを一体化して外部と完全に熱絶縁することができる。なお、断熱パネルは、ＪＩＳ３種ｂ相当のスタイロフォーム（商品名）であって、室内温度−３０℃用では厚さ１５０mm×２枚重ねもしくは１００mm×３枚重ねを使用し、−５℃用では厚さ５０mm×２枚重ねを使用するのがよい。ただし、断熱パネルは、厚さ各１５０mmの下側スラブコンクリート、上側スラブコンクリートの間に挟み込むようにして敷設するものとする。

壁下地は、中間に絶縁材を介装するステーを介して建物駆体の鉄骨柱に連結することにより、外部と熱絶縁するとともに倒れや傾きを防止する。なお、ステーの絶縁材を断熱材に埋設することにより、一層良好な熱絶縁を実現することができる。

第２発明の構成によるときは、軽量鉄骨製の天井下地、薄板材の天井は、第１発明の壁下地、内壁と同様に、機械的に剛でないため、断熱層の断熱性能の劣化を来たすおそれがない。なお、天井下地、断熱層と、それに使用する軽量鉄骨、硬質ウレタンフォームは、それぞれ第１発明における壁下地、断熱層と、それに使用する軽量鉄骨、硬質ウレタンフォームと同等の仕様でよい。ただし、第２発明の断熱層の厚さは、建物駆体の西側における第１発明の断熱層と同等にするのがよい。また、天井下地を吊り下げる絶縁材付きのステーについても、第１発明における壁下地用のステーと同様である。

第３発明の構成によるときは、第１発明に係る断熱壁構造と、第２発明に係る断熱天井構造とを組み合わせることにより、両者の利点を備えた断熱構造を実現することができる。なお、天井下地を壁下地の上端に連結し、天井側の断熱層を内壁側の断熱層に連続させることにより、内壁の上端と天井との接続部分の機械的、熱的な一体性を高め、全体として一層良好な断熱性能を実現することができる。

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

保冷倉庫等の断熱構造は、断熱壁構造１０、断熱天井構造２０を備えてなる（図１）。

断熱壁構造１０は、建物駆体の鉄骨柱Ａに沿って形成され、断熱天井構造２０は、建物駆体の天井部Ｃから吊り下げられている。また、建物駆体の室内側には、断熱床構造３０が全床面積に亘って形成されている。なお、図１において、鉄骨柱Ａは、紙面に垂直方向に所定間隔ごとに複数本が立設されているものとする。各鉄骨柱Ａは、たとえば一辺３５０〜４５０mmの角筒材を使用することができる。

断熱床構造３０は、下から順に、良質土層３１、砂層３２、下側スラブコンクリート３３、２枚重ねの断熱パネル３４、３４、上側スラブコンクリート３５を積層して構成されている。

良質土層３１は、たとえば砕石と砂と土とを混合して突き固めて構成する。また、砂層３２の上部には、外気に連通する結露防止用の通気管３２ａ、３２ａ…が配設されている。良質土層３１、砂層３２は、図示しない基礎上に立設する鉄骨柱Ａの外側にまで延長して施工されており、室外側の砂層３２上には、室内側の床レベルＦＬと同一レベルにまで立ち上がる立上りコンクリート３６が建物駆体の周囲全長に亘って設けられている。なお、下側スラブコンクリート３３は、鉄骨柱Ａの室外側の面にまで施工されており、断熱パネル３４、３４は、少なくとも鉄骨柱Ａの中間にまで延長して敷設されている。また、上側スラブコンクリート３５は、断熱壁構造１０の下端室内側に沿って保護用の立上り部３５ａが設けられており、立上り部３５ａの基部には、各鉄骨柱Ａに対応するようにして、フォークリフト等の衝突時の衝撃緩和用のクッション材３５ｂが埋設されている。

断熱壁構造１０は、鉄骨柱Ａの室内側に立設する壁下地１１と、壁下地１１の室内側に張る薄板材の内壁１２と、壁下地１１、内壁１２の室外側に吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層１３と、鉄骨柱Ａの室外側に立設するＡＬＣパネルの外壁１４とを備えている。

壁下地１１は、軽量鉄骨製であり、縦材１１ａ、１１ａ…、横材１１ｂ、１１ｂ…をそれぞれたとえば４５０×４５０mmピッチごとに格子状に組み立てて構成されている（図１、図２）。また、壁下地１１の室内側の横材１１ｂ、１１ｂ…上には、内壁１２が張られている。縦材１１ａ、１１ａ…の上下両端には、それぞれ共通のチャンネル状のランナー材１１ｃ、１１ｃが装着されており（図１、図３）、縦材１１ａ、１１ａ…の下端は、ランナー材１１ｃを介して断熱床構造３０の断熱パネル３４上に接地している。すなわち、壁下地１１は、床面に敷設する断熱パネル３４、３４上に立設されている。

壁下地１１は、絶縁材１５ａ付きのステー１５を介し、少なくとも中間部、上端部が鉄骨柱Ａに連結されている（図１、図４）。絶縁材１５ａは、たとえば両端に雌ねじ１５ａ1 、１５ａ1 を形成する外形六角形の強化プラスチック部材である。絶縁材１５ａは、たとえば縦材１１ａに装着する雄ねじ１５ｂ1 付きのクリップ１５ｂと、鉄骨柱Ａに溶接する雄ねじ１５ｃ1 付きの連結ロッド１５ｃとをねじ結合させるとともに、壁下地１１と鉄骨柱Ａとの間の熱伝導を遮断することができる。なお、各ステー１５の絶縁材１５ａは、断熱層１３に埋設されている（図１）。

断熱層１３は、独立気泡形の硬質ウレタンフォームである。断熱層１３は、内壁１２と鉄骨柱Ａとの間の隙間ｄ相当の厚さに形成されている。すなわち、壁下地１１は、所定厚さの断熱層１３を壁下地１１、内壁１２の室外側に吹き付けて形成し得るように、鉄骨柱Ａから室内側に隙間ｄを設けて立設するものとする。なお、断熱層１３の下端は、室内側の冷気を漏らさないように、上の断熱パネル３４の上面に気密に密着している。

ＡＬＣパネルの外壁１４は、室外側の立上りコンクリート３６上において、鉄骨柱Ａの外面にほぼ接するようにして立設されている。そこで、断熱層１３、外壁１４の間には、鉄骨柱Ａの幅ｗ相当の空気層が形成されており、この空気層は、断熱壁構造１０の一部を構成している。なお、空気層の空気は、建物駆体の下部の図示しないガラリを介して外気を取り入れ、建物駆体の天井部Ｃの下の空気層の空気とともに建物駆体の上部から強制排気させることにより、有害な結露を防止することができる。

断熱天井構造２０は、軽量鉄骨製の天井下地２１と、天井下地２１の下面に張る薄板材の天井２２と、天井下地２１、天井２２の上面に吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層２３とを備えている。

天井下地２１は、壁下地１１と同様の縦材２１ａ、２１ａ…、横材２１ｂ、２１ｂ…により、壁下地１１と同様に組み立てられている（図１、図５）。天井下地２１は、ステー１５と同様の絶縁材２５ａ付きのステー２５、２５…を介して建物駆体の天井部Ｃから水平に吊り下げられており、各絶縁材２５ａは、断熱層２３に埋設されている。なお、天井下地２１の周端縁は、水切りを兼ねる連結材２１ｃを介して壁下地１１の上端に連結されている。また、天井２２は、内壁１２と同様の薄板材である。そこで、連結材２１ｃは、天井２２の端縁を適切に折曲げ加工して形成してもよい。

断熱層２３は、断熱層１３と同様の独立気泡形の硬質ウレタンフォームである。断熱層２３は、断熱層１３の上端に連続するように形成されている。断熱層２３と建物駆体の天井部Ｃとの間には、空気層が形成されており、この空気層は、断熱天井構造２０の一部を構成している。

かかる保冷倉庫等の断熱構造は、たとえば次のような手順により施工することができる。

まず、建物駆体の室内側の下側スラブコンクリート３３、室外側の立上りコンクリート３６までを完成させ（図６）、下側スラブコンクリート３３上に断熱パネル３４、３４を室内側の周縁部にのみ部分的に敷設する。つづいて、断熱パネル３４、３４上にランナー材１１ｃを介して壁下地１１を立設して内壁１２を張るとともに、天井部Ｃから天井下地２１を吊り下げ、天井２２を張る。なお、断熱パネル３４、３４を室内側の周縁部にのみ敷設するのは、主として天井工事の便宜のためである。

次に、建物駆体の外側から、壁下地１１、内壁１２の室外側にウレタンフォーム液を吹き付けて断熱層１３を作る（図７）。また、天井下地２１、天井２２の上面にウレタンフォーム液を吹き付けて断熱層２３を作る。なお、断熱層２３は、室内側から天井２２を張る板金作業と同時併行的に施工してもよく、天井２２の完成後、天井下地２１上から施工してもよい。

つづいて、鉄骨柱Ａの外側に外壁１４を立設するとともに（図８）、室内側の全床面に断熱パネル３４、３４を敷設する。次いで、断熱パネル３４、３４上に上側スラブコンクリート３５を打設施工して完成させる（図１）。なお、上側スラブコンクリート３５の施工の際に、立上り部３５ａを形成するとともに、鉄骨柱Ａごとにクッション材３５ｂを埋設する。

建物駆体の室内に立設する鉄骨柱Ａの周囲には、断熱壁構造１０とほぼ同様の断熱壁構造４０を形成することができる（図９、図１０）。ただし、図９、図１０において、図１と同一の符号は、図１と同様の部材を示すものとする。

断熱壁構造４０は、鉄骨柱Ａの周囲の断熱パネル３４上に立設する壁下地１１、１１…と、鉄骨柱Ａに吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層１３と、壁下地１１、１１…に張って断熱層１３を被覆する内壁１２、１２…とを備えており、断熱層１３と各内壁１２との間には、壁下地１１の横材１１ｂの高さ相当の空気層が形成されている。また、各壁下地１１の下端には、縦材１１ａ、１１ａ…の外面に接するようにしてクッション材３５ｂが装着され、クッション材３５ｂは、上側スラブコンクリート３５に埋設されている。

断熱壁構造４０の施工手順の概略を図１１〜１３に示す。

まず、下側スラブコンクリート３３上において、鉄骨柱Ａの周囲にのみ断熱パネル３４、３４を部分的に敷設し（図１１）、ランナー材１１ｃ、１１ｃ…を介して鉄骨柱Ａのまわりに壁下地１１、１１…を立設する。次いで、壁下地１１、１１…を通して鉄骨柱Ａの外面に向けてウレタンフォーム液を吹き付け、各壁下地１１の横材１１ｂ、１１ｂ…の内側までの厚さの断熱層１３を形成する（図１２）。

その後、壁下地１１、１１…の外面に内壁１２、１２…を張って断熱層１３を被覆するとともに（図１３）、天井下地２１を作り、天井２２を張った上、天井下地２１、天井２２上の断熱層２３を鉄骨柱Ａのまわりの断熱層１３に連続させて形成する。なお、各内壁１２の下端は、クッション材３５ｂの高さ相当だけ断熱パネル３４の上面より高くし、天井下地２１は、鉄骨柱Ａのまわりの壁下地１１、１１…にも連結するものとする。次いで、室内側の全床面に断熱パネル３４、３４を敷設し（図９）、各壁下地１１の下端にクッション材３５ｂを埋設しながら上側スラブコンクリート３５を打設施工して完成させればよい。

以上の説明において、断熱層１３、２３は、いずれも独立気泡形が好ましいが、連続気泡形であってもよい。また、室内の鉄骨柱Ａ用の断熱壁構造４０は、断熱層１３用のウレタンフォーム液を鉄骨柱Ａに吹き付けるに代えて、鉄骨柱Ａのまわりに接近させて内壁１２付きの壁下地１１、１１…を作り、壁下地１１、１１…、内壁１２に向けてウレタンフォーム液を吹き付けて断熱層１３を形成し、この断熱層１３の外側に保護用の外壁を構成することもできる。

要部構成縦断面図（１） 要部拡大図（１） 要部拡大斜視図 要部拡大分解図 要部拡大図（２） 図１の施工手順図（１） 図１の施工手順図（２） 図１の施工手順図（３） 要部構成縦断面図（２） 図９のＸ−Ｘ矢視相当横断面図 図９の施工手順図（１） 図９の施工手順図（２） 図９の施工手順図（３）

符号の説明

Ａ…鉄骨柱
Ｃ…天井部
ｄ…隙間
ｗ…幅
１０…断熱壁構造
１１…壁下地
１２…内壁
１３…断熱層
１４…外壁
１５…ステー
１５ａ…絶縁材
２０…断熱天井構造
２１…天井下地
２２…天井
２３…断熱層
２５…ステー
２５ａ…絶縁材

特許出願人 株式会社 和泉住宅
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (6)

1. 建物駆体の鉄骨柱の室内側に立設する軽量鉄骨製の壁下地と、該壁下地の室内側に張る薄板材の内壁と、前記壁下地、内壁の室外側に吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層と、建物駆体の鉄骨柱の室外側に立設するコンクリートパネルの外壁とを備えてなり、前記断熱層は、前記内壁と建物駆体の鉄骨柱との間の隙間相当の厚さに形成し、前記断熱層と前記外壁との間には、建物駆体の鉄骨柱の幅相当の空気層を設けることを特徴とする保冷倉庫等の断熱壁構造。
2. 前記壁下地は、床面に敷設する断熱パネル上に立設することを特徴とする請求項１記載の保冷倉庫等の断熱壁構造。
3. 前記壁下地は、前記断熱層に埋設する絶縁材付きのステーを介して建物駆体の鉄骨柱に連結することを特徴とする請求項１または請求項２記載の保冷倉庫等の断熱壁構造。
4. 建物駆体の天井部から水平に吊り下げる軽量鉄骨製の天井下地と、該天井下地の下面に張る薄板材の天井と、前記天井下地、天井の上面に吹き付けて形成する硬質ウレタンフォームの断熱層とを備えてなり、該断熱層と建物駆体の天井部との間には、空気層を設けることを特徴とする保冷倉庫等の断熱天井構造。
5. 前記天井下地は、前記断熱層に埋設する絶縁材付きのステーを介して建物駆体の天井部から吊り下げることを特徴とする請求項４記載の保冷倉庫等の断熱天井構造。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか記載の断熱壁構造と、請求項４または請求項５記載の断熱天井構造とを備えてなり、前記天井下地は、前記壁下地の上端に連結し、前記天井側の断熱層は、前記内壁側の断熱層に連続するように形成することを特徴とする保冷倉庫等の断熱構造。
   

Images