JP5745992B2 - 住宅用多重遮熱構造 - Google Patents

Description

本発明は、住宅の壁材及び屋根下地材に用いられる住宅用多重遮熱構造に関するものである。

近年、より快適な住環境を得るために、様々な断熱処理が住宅の各部に施されている。
特に、住宅の壁材及び屋根は日光がよく当たり最も昇温し易い箇所であるので、真夏に室内で快適に過ごすためには、壁材及び屋根に断熱処理を施して冷房の効率を高めることが重要である。

このようなものとして、図７に示すような壁材１０に関する遮熱構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１１９６４号号公報

図７に記載の遮熱構造は、外側壁材１１と、外側壁材１１の室内側Ｐであって隣接する柱Ｈと間柱Ｈとの間に配置された断熱材１２と、断熱材１２の室内側Ｐに配置された内側壁材１３を備え、内側壁材１３の室内側Ｐの面には遠赤外線放射性粉末材料１４が塗布されている。
この発明によると、外側壁材１１と内側壁材１３との間に断熱材１２を備えるので、室内と室外が断熱され、冷暖房の効率が高くなる。
また、内側壁材１３に遠赤外線放射性粉末材料１４が塗布されているので、内側壁材１３から放射される遠赤外線の量が増え、冬には室内における体感温度が上がる。

しかしながら、特に夏においては太陽の熱によって断熱材１２自体が蓄熱し昇温するので、断熱材１２から室内側Ｐへ熱が再放射され、その結果として室内の温度が上がってしまう。もちろん、たとえ断熱材１２が昇温しても断熱材１２を備えない場合と比べると、遥かに室温は低く冷房の効率は高いのだが、それでも夏に冷房の使用は避けられないので、断熱性に関して改善の余地がある。

そこで、本発明の目的とするところは、より断熱効率が高い住宅用多重遮熱構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の住宅用多重遮熱構造は、住宅の壁材（２０）に用いられる住宅用多重遮熱構造において、外側板材（２１）と、前記外側板材（２１）の室内側（Ｐ）に配置され室内側（Ｐ）に露出する、ボード状の断熱材（２２）を備え、前記断熱材（２２）の室内側（Ｐ）の面及び前記断熱材（２２）の室外側（Ｑ）面又は室外側（Ｑ）に遮熱塗料（２３）が塗布され、さらにその遮熱塗料（２３）は室内側に露出したままの状態であって、
前記断熱材（２２）の室内側（Ｐ）に塗布した遮熱塗料（２３）は、人体がよく吸収する３〜５μｍの遠赤外線の放射率が９５％と高いもので、前記断熱材（２２）の室外側（Ｑ）に塗布した遮熱塗料（２３）は、２μｍ以下の近赤外線に対して反射率が９５％と高くかつ３μｍ以上遠赤外線の放射率が９５％と高いものであることを特徴とする。

また、請求項２に記載の住宅用多重遮熱構造は、住宅の壁材（２０）に用いられる住宅用多重遮熱構造において、外側板材（２１）と、前記外側板材（２１）の室内側（Ｐ）に配置される断熱材（２２）と、前記断熱材（２２）の室内側（Ｐ）に配置され室内側（Ｐ）に露出する内側板材（２４）を備え、前記内側板材（２４）の室内側（Ｐ）の面及び前記断熱材（２２）の室外側（Ｑ）面又は室外側（Ｑ）に遮熱塗料（２３）が塗布され、さらにその遮熱塗料（２３）は室内側に露出したままの状態であって、
前記断熱材（２２）の室内側（Ｐ）に塗布した遮熱塗料（２３）は、人体がよく吸収する３〜５μｍの遠赤外線の放射率が９５％と高いもので、前記断熱材（２２）の室外側（Ｑ）に塗布した遮熱塗料（２３）は、２μｍ以下の近赤外線に対して反射率が９５％と高くかつ３μｍ以上遠赤外線の放射率が９５％と高いものであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の住宅用多重遮熱構造は、前記断熱材（２２）はボード状であることを特徴とする。

また、請求項４に記載の住宅用多重遮熱構造は、前記断熱材（２２）は綿状のロックウール又はグラスウールであることを特徴とする。

ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。

本発明の請求項１に記載の住宅用多重遮熱構造によれば、断熱材の室外側面又は室外側に遮熱塗料が塗布されているので、夏において太陽からの熱が断熱材の室外側から室内側へ移動することが遮られることで、断熱材自体の昇温が抑制され、断熱材から室内側に再放射する熱を低減できる。すなわち、室外側の遮熱塗料及び断熱材によって二重に遮熱できるので、断熱（遮熱）効率が高く、風が窓から入る場合には夏でも冷房が不要となる等、室温の上昇を防ぐことができる。仮に冷房が必要であっても、冷房のコストを大幅に低減できる。
また、室内にいる人の人体から放射される熱量が壁から放射される熱量よりも大きくなるので、夏でもひんやりとした体感温度となり、室内で快適に過ごすことができる。

また、断熱材の室内に露出する面に遮熱塗料が塗布されているので、冬において暖房による室内の熱が断熱材の室内側から室外側へ移動することが遮られることで、断熱材自体の昇温が抑制され、断熱材から室外側に再放射する熱を低減できる。すなわち、室内側の遮熱塗料及び断熱材によって二重に遮熱できるので、断熱効率が高く、暖房のコストを低減できる。また、結露を防止できる。
これと同時に、壁の温度が上がり、室内にいる人の人体から放射される熱量と壁から放射される熱量との差が小さくなるので、冬に室温が低くても体感温度が低くならず、室内で快適に過ごすことができる。

また、請求項２に記載の住宅用多重遮熱構造によれば、断熱材の室外側面又は室外側に遮熱塗料が塗布されているので、夏において太陽からの熱が断熱材の室外側から室内側へ移動することが遮られることで、断熱材自体の昇温が抑制され、断熱材から室内側に再放射する熱を低減できる。すなわち、室外側の遮熱塗料及び断熱材によって二重に遮熱できるので、断熱効率が高く、風が窓から入る場合には夏でも冷房が不要となる等、室温の上昇を防ぐことができる。仮に冷房が必要であっても、冷房のコストを大幅に低減できる。
また、人体から放射される熱量が壁から放射される熱量よりも大きくなるので、夏でもひんやりとした体感温度となり、室内で快適に過ごすことができる。

また、内側板材の室内側の面に遮熱塗料が塗布されているので、冬において暖房による室内の熱が内側板材の室内側から室外側へ移動することが遮られることで、断熱材自体の昇温が抑制され、断熱材から室外側に再放射する熱を低減できる。すなわち、室内側の遮熱塗料及び断熱材によって二重に遮熱できるので、断熱効率が高く、暖房のコストを低減できる。また、結露を防止できる。
これと同時に、壁の温度が上がり、人体から放射される熱量と壁から放射される熱量との差が小さくなるので、冬に室温が低くても体感温度が低くならず、室内で快適に過ごすことができる。

ここで断熱材として、ボード状のもの（請求項３）、綿状のロックウール又はグラスウール（請求項４）のいずれを用いても、これらの効果を得ることができる。

なお、本発明の住宅用多重遮熱構造のように、断熱材の室内側と室外側の両方に遮熱塗料を塗布する点は、上述した特許文献１には全く記載されていない。

本発明の実施形態に係る住宅用多重遮熱構造を示す住宅の断面図である。 図１に示す住宅のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図２に示す壁材の他の実施形態を表す断面図である。 図２に示す壁材のさらに他の実施形態を表す断面図である。 図１に示す住宅のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 排気の状態を示す屋根上部の拡大側面図である。 従来例に係る壁材を示す断面図である。

図１乃至図６を参照して、本発明の実施形態に係る住宅用多重遮熱構造を説明する。
この住宅用多重遮熱構造は、図１に示すように住宅の壁材２０及び屋根下地材３０に用いられるものである。従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。

壁材２０は、図２に示すように、外側壁材２１と断熱材２２を備える。
外側壁材２１は、壁材２０を構成し屋外に露出する板材である。その屋外側の面は風雨に晒されるので、防水加工や防汚加工等が適宜施される。

断熱材２２は、断面略凸字状のボード状であって、隣接する間柱Ｈ間でしかも外側壁材２１の室内側Ｐに配置される。また、断熱材２２は隣接する断熱材２２とともに間柱Ｈの室内側Ｐの面を覆い隠している。
そして、断熱材２２は外側壁材２１とは離間して配置されており、これにより断熱材２２と外側壁材２１との間には空隙Ｓが形成されている。
また、断熱材２２の一方の面は室内側Ｐに露出しており、断熱材２２の室内側Ｐの面及び断熱材２２の室外側Ｑの面には遮熱塗料２３が塗布されている。
断熱材２２の室内側Ｐの面に塗布した遮熱塗料２３は、人体がよく吸収する３〜５μｍの遠赤外線の放射率が高く（９５％）、熱容量の小さいものである。
また、断熱材２２の室外側Ｑの面に塗布した遮熱塗料２３は、近赤外線（２μｍ以下）に対して反射率が高く（９５％）、かつ遠赤外線（３μｍ以上）の放射率の高い（９５％）、熱容量の小さいものである。

なお、図３に示すように、綿状のロックウール又はグラスウールを断熱材２２として使用してもよい。
このとき、外側壁材２１の室内側Ｐに外側壁材２１から離間して内部板材２５が配置されるとともに、断熱材２２が隣接する間柱Ｈ間に全て収まるように嵌め込まれ、その室内側Ｐが内側壁材２４で覆われる。そして、内側壁材２４の室内側Ｐの面及び内部板材２５の室外側Ｑの面に遮熱塗料２３が塗布される。

また、図４に示すように、ボード状の断熱材２２であっても断面矩形状として、隣接する間柱Ｈ間に全て収まるように嵌め込み、その室内側Ｐを内側壁材２４で覆ってもよい。

屋根下地材３０は、垂木３６、断熱材３２、野地板３１を備えるものであって、工場において一体化されるユニット製品の屋根下地用断熱パネル３０である。この屋根下地用断熱パネル３０の説明における上方は室外側Ｑであり、下方は室内側Ｐである。
垂木３６は、図５に示すように、左右方向に互いに所定間隔を開けて、水平で同じ高さに複数並設され、前後方向に延びている。
また、断面の左右方向の幅を下方から上方に向けて狭めて、垂木３６の側面を上向き傾斜面３６ａとした。
ただし、屋根下地用断熱パネル３０としたときに左端に位置する垂木３６の左側面、及び屋根下地用断熱パネル３０としたときに右端に位置する垂木３６の右側面は、鉛直になっている。これは、屋根下地用断熱パネル３０を施工したときに、左右に隣接する屋根下地用断熱パネル３０間に隙間が生じないようにするためである。

断熱材３２は、図５に示すように、ボード状の、例えば硬質ウレタンであって、高さ（厚さ）は垂木３６の高さの７割程度である。
断熱材３２の前後方向の長さは、垂木３６の前後方向の長さと略等しい。
また、断熱材３２の断面の左右方向の幅を上方から下方に向けて狭めて、断熱材３２の側面を下向き傾斜面３２ａとした。
断熱材３２の下面には、垂木３６の延びる前後方向に略平行なスリット３２ｂを設けた。このスリット３２ｂは断熱材３２の長さ分、前後方向に延びている。また、スリット３２ｂの深さは断熱材３２の高さの略半分である。

そして、複数の垂木３６のうち隣接する垂木３６間の上部に空隙Ｓを形成するように、断熱材３２は隣接する垂木３６間の下部に垂木３６と密着した状態で落とし込んで嵌め込まれている。
このとき、垂木３６の上向き傾斜面３６ａに断熱材３２の下向き傾斜面３２ａが相対向する。また、垂木３６の下面と断熱材３２の下面は面一となっている。
ここで、断熱材３２の左右の幅を隣接する垂木３６間の距離よりやや広くしておき、垂木３６間に断熱材３２を嵌め込む際に圧入するようにしてもよいし、断熱材３２の左右の幅を隣接する垂木３６間の距離と等しくしておき、断熱材３２の自重で垂木３６の下面と断熱材３２の下面とが面一になるようにしてもよい。
また、断熱材３２の上面及び下面には遮熱塗料３３が塗布されている。
さらに、垂木３６と断熱材３２との境目を覆うように、垂木３６の側面から断熱材３２の上面にかけて気密テープ３７が貼着されている。

野地板３１は、垂木３６に上載された一枚物の板である。
野地板３１の左右の幅は、屋根下地用断熱パネル３０における左端の垂木３６の左側面と右端の垂木３６の右側面との距離に略等しいが、図５の二点鎖線で示すように、左端の垂木３６の左半分に対して、その左側に隣接する屋根下地用断熱パネル３０における野地板３１の右端を乗せ架けることができるように、野地板３１を垂木３６や断熱材３２に対して、垂木３６の幅の半分だけ右側にずれた状態で上載し、釘等で垂木３６に固定している。

このようにしてなる屋根下地用断熱パネル３０は垂木３６が棟木１０１や母屋１０２に直交するように、棟木１０１から母屋１０２を介して軒桁（図示しない）まで架け渡して取付けられる。
このとき、図１に示すように壁材２０の空隙Ｓは壁材２０の上端において屋根下地材３０の空隙Ｓと連通し、壁材２０の空隙Ｓ内の空気を屋根下地材３０の空隙Ｓを介して屋根に設けられた排気口３５から外部へ排気可能となっている。

以上のように構成された住宅用多重遮熱構造によれば、断熱材２２，３２の室外側Ｑの面に遮熱塗料２３，３３が塗布されているので、夏において太陽からの熱が断熱材２２，３２の室外側Ｑの面から室内側Ｐへ移動することが遮られることで、断熱材２２，３２自体の昇温が抑制され、断熱材２２，３２から室内側Ｐに再放射する熱を低減できる。すなわち、室外側Ｑの遮熱塗料２３，３３及び断熱材２２，３２によって二重に遮熱できるので、断熱（遮熱）効率が高く、風が窓から入る場合には夏でも冷房が不要となる等、室温の上昇を防ぐことができる。仮に冷房が必要であっても、冷房のコストを大幅に低減できる。
また、室内にいる人の人体から放射される熱量が壁や天井から放射される熱量よりも大きくなるので、夏でもひんやりとした体感温度となり、室内で快適に過ごすことができる。

また、断熱材２２，３２の室内に露出する面に遮熱塗料２３，３３が塗布されているので、冬において暖房による室内の熱が断熱材２２，３２の室内側Ｐから室外側Ｑへ移動することが遮られることで、断熱材２２，３２自体の昇温が抑制され、断熱材２２，３２から室外側Ｑに再放射する熱を低減できる。すなわち、室内側Ｐの遮熱塗料２３，３３及び断熱材２２，３２によって二重に遮熱できるので、断熱効率が高く、暖房のコストを低減できる。また、結露を防止できる。
これと同時に、壁や天井の温度が上がり、室内にいる人の人体から放射される熱量と壁や天井から放射される熱量との差が小さくなるので、冬に室温が低くても体感温度が低くならず、室内で快適に過ごすことができる。

さらに、断熱材２２，３２が外側板材２１，３１と離間して配置されることで、断熱材２２，３２と外側板材２１，３１との間には空隙Ｓが形成されるとともに、壁材２０の空隙Ｓは壁材２０の上端において屋根下地材３０の空隙Ｓと連通したので、図６に示すように、加熱されて密度が小さくなった壁材２０の空隙Ｓ内の空気及び屋根下地材３０の空隙Ｓ内の空気が屋根下地材３０の空隙Ｓを介して屋根に設けられた排気口３５から外部へ排気可能となる。よって、加熱された空気が壁材２０の空隙Ｓ内や屋根下地材３０の空隙Ｓ内に滞留しないので、空隙Ｓに隣接する断熱材２２，３２は一層蓄熱し難く、断熱の効果がさらに高い。

なお、断熱材２２，３２を外側板材２１，３１と離間させて空隙Ｓを設けたが、これに限られるものではなく、断熱材２２，３２と外側板材２１，３１とは密着していてもよい。
また、屋根下地材３０は、工場において一体化されたユニット製品である屋根下地用断熱パネル３０としたが、ユニット製品とはせずに、施工現場において垂木３６、断熱材３２、野地板３１を屋根の下地として順に棟木１０１や母屋１０２に架け渡して取付けてもよい。

さらに、屋根下地材３０も壁材２０と同様に、本実施形態以外にも様々な形態が考えられ、断熱材３２の下方（室内側Ｐ）に板材を備えてもよいし、また野地板３１と断熱材３２との間に空隙Ｓを設けなくてもよい。
また、屋根下地材３０の垂木３６と断熱材３２を断面台形状としたが、それぞれ断面矩形状であってもよい。

また、傾斜のある屋根を備えた住宅について説明したが、これに限られるものではなく、傾斜のない屋根であっても排気口を設けてそこから壁材２０等の空隙Ｓ内の加熱された空気を排出するようにもできる。
また、室内側Ｐの遮熱塗料２３，３３と室外側Ｑの遮熱塗料２３，３３は同じ種類の遮熱塗料であってもよいし、異なる種類でであってもよい。
また、遮熱塗料２３，３３を塗布する代わりに、断熱シートを貼着してもよい。
また、綿状のロックウールやグラスウールに代えて、発泡性のウレタンフォームを使用してもよい。また、このウレタンフォームの表面に直接遮熱塗料２３，３３を塗布してもよい。

また、断熱材２２，３２の室外側Ｑの面に遮熱塗料２３，３３を塗布したが、これに限られるものではなく、外側壁材２１や野地板３１の室外側Ｑの面に遮熱塗料２３，３３を塗布してもよい。

１０ 壁材
１１ 外側壁材
１２ 断熱材
１３ 内側壁材
１４ 遠赤外線放射性粉末材料
２０ 壁材
２１ 外側壁材（外側板材）
２２ 断熱材
２３ 遮熱塗料
２４ 内側壁材（内側板材）
２５ 内部板材
３０ 屋根下地材（屋根下地用断熱パネル）
３１ 野地板（外側板材）
３２ 断熱材
３２ａ 下向き傾斜面
３２ｂ スリット
３３ 遮熱塗料
３５ 排気口
３６ 垂木
３６ａ 上向き傾斜面
３７ 気密テープ
１０１ 垂木
１０２ 母屋
Ｈ 柱（間柱）
Ｐ 室内側
Ｑ 室外側
Ｓ 空隙

Claims (4)

1. 住宅の壁材に用いられる住宅用多重遮熱構造において、
   外側板材と、前記外側板材の室内側に配置され室内側に露出する、ボード状の断熱材を備え、
   前記断熱材の室内側の面及び前記断熱材の室外側面又は室外側に遮熱塗料が塗布され、さらにその遮熱塗料は室内側に露出したままの状態であって、
   前記断熱材の室内側に塗布した遮熱塗料は、人体がよく吸収する３〜５μｍの遠赤外線の放射率が９５％と高いもので、前記断熱材の室外側に塗布した遮熱塗料は、２μｍ以下の近赤外線に対して反射率が９５％と高くかつ３μｍ以上遠赤外線の放射率が９５％と高いものであることを特徴とする住宅用多重遮熱構造。
2. 住宅の壁材に用いられる住宅用多重遮熱構造において、
   外側板材と、前記外側板材の室内側に配置される断熱材と、前記断熱材の室内側に配置され室内側に露出する内側板材を備え、
   前記内側板材の室内側の面及び前記断熱材の室外側面又は室外側に遮熱塗料が塗布され、さらにその遮熱塗料は室内側に露出したままの状態であって、
   前記断熱材の室内側に塗布した遮熱塗料は、人体がよく吸収する３〜５μｍの遠赤外線の放射率が９５％と高いもので、前記断熱材の室外側に塗布した遮熱塗料は、２μｍ以下の近赤外線に対して反射率が９５％と高くかつ３μｍ以上遠赤外線の放射率が９５％と高いものであることを特徴とする住宅用多重遮熱構造。
3. 前記断熱材はボード状であることを特徴とする請求項２に記載の住宅用多重遮熱構造。
4. 前記断熱材は綿状のロックウール又はグラスウールであることを特徴とする請求項２に記載の住宅用多重遮熱構造。