JP6884222B2 - 居住ブロックおよび断熱材を形成する方法 - Google Patents

Description

本発明はまず、重なり合って配置された複数の居住フロアから成る居住ブロックに関し、居住フロアのうちの少なくとも１つは、隣り合う複数の居住ユニットを有しており、居住ユニットは、設置面、蓋、最大２つの側壁および最大２つの端面壁を有する直方体形のコンテナから成る外側の包囲体、それぞれ少なくとも２ｍの辺の長さ、足音防音材を備えた歩行可能な床、室天井および最大４つの室壁を有する直方体形の内室、蓋と室天井との間および壁と室壁との間に形成された中間スペース、および中間スペース内の一体的な断熱材を備えている。本発明はさらに、直方体形の内室の室壁と、該室壁に対して平行な外壁との間に断熱材を形成する方法に関し、内室は、それぞれ少なくとも２ｍの辺の長さを有しており、外壁は、内室を包囲する直方体形のコンテナに形成されており、まず、室壁の、内室内に向けられた内面をコアに取り付け、発泡材の射出前にコアと共に外壁に対して平行に室壁を位置決めし、外壁の、コンテナの外部環境に向けられた外面を、支持装置により内面に対して垂直に支持し、次いで硬化性発泡材を室壁と外壁との間に射出し、発泡材が硬化してからコアを内面から除去すると共に、支持装置を外面から除去する。

足音防音材は、外側の包囲体の設置面から床を機械的に分離し、これにより、隣接する、特により下に位置する居住ユニットへの歩行騒音の伝達を低減する。

海上コンテナ（特にＩＳＯ６６８に準拠した「ＩＳＯコンテナ」とも言う）は、物資の簡単かつ迅速な積載、輸送、保管および積降ろしを可能にする、規格化された直方体形の、スチール製の大空間コンテナである。

使用済みの海上コンテナの、居住ユニットへのアップサイクリングは、一方では高い居住クオリティを可能にし、他方では居住利用時のエネルギ消費量を最小にするために、内室の高価値の絶縁を必要とする。金属結合部や継ぎ目を介した熱架橋を回避するために、一体的な、つまり１つのピースから成り継ぎ目なしでつながっている断熱材が使用され、これらの断熱材は、床、室天井および室壁に支持されている。

独国実用新案第２０２００８００２７５４号明細書（DE 20 2008 002 754 U1）は、予め製造された断熱板から成る断熱材を備えた、リサイクルされたＩＳＯスチールコンテナから成る居住ブロックを提案している。予め製造された断熱板の間での熱架橋は、実地では回避され得ない。‐特にコンテナが居住ブロックの外側の包囲体を形成する場合‐コンテナの内側には、細菌発生および断熱材の損傷を促進する凝縮水が溜まることになる。

英国特許出願公開第２４７２７６１号明細書（GB 2472761 A）は、リサイクルされたＩＳＯスチールコンテナから成る居住ユニットにおいて、壁の内側にポリウレタン硬質発泡材から成る断熱材を射出し、断熱材中に複数の保持部材を埋め込み、これらの保持部材に、床、室天井および室壁をねじ締結することを提案している。断熱材中に埋め込まれた保持部材は、断熱材の断熱作用を局所的に低めることになる。

本発明の背景となる西独国特許出願公開第２２２１４８６号明細書（DE 2 221 486 A）は、トレーラーハウス構造用に、まずコアの上に、ガラス繊維強化ＰＥ樹脂から成る内側の包囲体と、内側の包囲体を包囲する型を構築し、中空空間用に断熱材としてＰＵ発泡材を発泡させ、かつ型を除去した後に、やはりガラス繊維強化ＰＥ樹脂から成る外側の包囲体を構築することを提案している。

本発明の別の背景となる欧州特許出願公開第０３６７２７５号明細書（EP 0 367 275 A1）、米国特許第６９２０９９６号明細書（US 6920996 B1）はそれぞれ、絶縁コンテナの製造に関して、側壁、屋根および床を、まず個別に「サンドイッチ」として製造してから組み立てる、もしくは内側の包囲体と外側の包囲体との間にスペーサを取り付けることを提案している。
米国特許第５７３３５８２号明細書（US 5733582 A）はさらに、絶縁コンテナの製造に関して、コンテナと予め製造された内側の包囲体とを、外側の支持コルセットとロッドとの間で緊締し、複数の異なる方向に傾けて、まだ液状の断熱材用発泡材をその時々の所望の方向へ流動させることを提案している。室壁および外壁を支持することにより、室壁および外壁の変形が効果的に回避される。コアは追加的に、室壁用の操作装置の機能を引き受けている。このことは、発泡材の射出前の、外壁に対する室壁の取付けを不要にする。
さらに本発明の背景となる独国特許出願公開第３２０８３０２号明細書（DE 32 08 302 A1）は、積み重ねられた海上コンテナを居住目的で利用することを提案している。

課題
本発明の根底を成す課題は、居住ユニットの断熱材を改良することにある。

解決手段
周知の居住ブロックを起点として本発明では、断熱材が中間スペースを完全に満たすと共に、室天井と室壁とに接着されていることを提案する。この接着部（断熱材）は、（旧来の乾式建築における木材間柱または金属成形材による）乾式壁の補強のための裏打ち構造体と、ねじまたは釘等の形状結合的（形状による束縛、例えば係合）かつ摩擦結合的な結合部材を用いた、裏打ち構造体に対する室天井および室壁の固定の両方を代替する。特に、断熱材は中間スペース内へ射出されてよく、この場合、断熱材は、室天井と室壁とに全面的に接着する、または室天井と室壁とは後から断熱材に接着されていてよい。混合形態も考えられる。

好適には、本発明による居住ブロックの断熱材は実質的に、特に独立気泡型のポリウレタン硬質発泡材から成る。この場合、断熱材は室天井および室壁の機械的な安定性に、著しく寄与する。

択一的に、断熱材は実質的に、発泡成分および硬化成分または固定成分を備えた‐例えば木材繊維、発泡ガラス、パーライトまたはケイ酸‐エアロゲルから成る‐ばら荷または堆積可能な材料から成っていてもよい。

断熱材は、前記各材料の組合せから層状に形成されていてもよい。

断熱材はさらに、真空絶縁板（「ＶＩＰ断熱材」）から成る少なくとも１つの層を有していてもよい。この場合、断熱材は特に高い断熱値を有することになる。

好適には、本発明による居住ブロックにおいて、室壁および／または室天井は、弾性材料‐特に連続気泡型のエラストマ発泡材または板状のロックウール‐から成る少なくとも１つの層を有している。弾性材料は、包囲体と内室との間での固体伝送音の伝達を低減する。

好適には、本発明による居住ブロックにおいて、居住ユニットの室壁、床および室天井は、内室の方を向いた内面に、鉱物により固められた被覆層を有している。鉱物により固められた、特に石膏ボードまたは石膏繊維板から成る被覆層は、何世代にもわたって知られた廉価な技術による、内室の内部改造を可能にする。択一的に、床、室壁および室天井は、木材で、例えば三層板から形成されていてもよい。混合形態も考えられる。

特に、本発明による居住ブロックにおいて、居住ユニットの床は乾式床を含んでいてよい。乾式床が、少なくとも５０ｋｇ／ｍ^２の単位面積当たりの重量を有している場合、乾式床は同時に熱緩和材として作用し、居住ユニットの所用熱量を低下させる。

本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの室壁、床および室天井は、断熱材の方を向いた外面に、蒸気遮断層を有していてよい。蒸気遮断により、室壁を通じた、断熱材‐特に吸湿性のポリウレタン硬質発泡材‐の湿気吸収が大幅に低減され、これにより、断熱材の断熱特性が保たれる。

好適には、本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの床は、床暖房を有している。床暖房は、追加的な加熱体を回避すると共に、特に高い居住快適性をもたらす。択一的に、室壁または室天井も加熱面として形成されていてよい。混合形態も考えられる。

好適には、本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの包囲体は海上コンテナである。特に使用済みの海上コンテナが多数廉価に原料として提供されていると共に、その数は増大しており、極めて頑丈で、特に極めて耐候性の表面という点で優れており、中古の居住ユニットとして長年使用した後でさえも、高価値の基礎材料として再び材料循環に供給され得る。

さらに好適には、本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの包囲体は、約１２ｍの長さおよび約２．９０ｍの高さを有している。このような「４０フィートコンテナ」（いわゆる「ハイキューブ」または「ＨＣコンテナ」）は、最大２６ｍ^２の利用可能居住面積を可能にする。択一的に、比較的小さな居住ユニット用には２０‘の長さを有する海上コンテナも考慮され、比較的大きなユニット用には４５‘または５３‘の長さを有する海上コンテナも考慮され、または居住空間の床構造および天井構造にあまり費用をかけない場合には、約２．６０ｍの高さを有する海上コンテナが考慮される。

好適には、本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの外側の包囲体および室壁には、特に少なくとも１つのドア開口および／または窓開口が開けられており、これにより内室は、包囲体の外部環境とつながっている。択一的に、本発明による居住ユニットには、設置面を介して下からまたは蓋を介して上から、階段またはエレベータを用いてアクセスすることもできる。混合形態も考えられる。

本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの断熱材は当然、ドア開口および窓開口、階段、エレベータおよび供給導管または廃棄物処理導管用の、外側の包囲体に形成された開口を塞いではいない。本願の枠内では、これらの開口を外側包囲体部分とは呼ばず、内側に向かって開口に続いている容積も、中間スペース部分とは呼ばない。

好適には、本発明による居住ブロックでは、居住ユニットの外側の包囲体は、一方の端面に、この端面に対して平行に延在する貫通路を有しており、内室は、中間壁により貫通路から隔てられている。外側の包囲体への貫通路の組込みは、このような居住ユニットを複数組み合わせることを容易にする。択一的または追加的に、このような居住ユニットは、同一のまたは反対側の端面に、外側に向かって開放されたテラスまたはバルコニーを有していてもよい。

好適には、本発明による居住ブロックの１つの居住フロアにおいて、隣り合う居住ユニットの内室は、打ち抜かれた包囲体と室壁とを貫通して接続されている。居住ユニットのこのような組合せにより、つながった複数の室が生ぜしめられ、これらの室の居住面積は、個々のコンテナにおいて提供される空間を上回っている。

好適には、このような居住フロアにおいて隣り合う居住ユニットの貫通路は互いに接続しており、１つの共通の通路を形成している。

さらに好適には、本発明による居住ブロックでは、重なり合って配置された居住フロアの通路が、階段および／またはエレベータにより接続されている。隣り合いかつ重なり合って配置された本発明による居住ユニットには、独立した増築部分を介してアクセスすることもできる。混合形態も考えられる。

周知の方法を起点として本発明により提案するのは、室壁を、負圧を用いてコアに取り付ける点である。操作装置に対する板状の構成部材の、負圧を用いた取付けは、例えば家具製造業全般で用いられるＯＳＢ板、三層板および木質繊維板の取扱いから周知である。発泡材の射出および硬化後に、負圧の解消により室壁をコアから取り外して、コアを除去する。

好適には、本発明による方法の枠内では、発泡材を、鉛直方向に相上下して延在する複数の層内へ射出する。本発明による方法では、この場合、発泡材は射出時に重力の作用に基づき下方の各層の表面の凹凸を満たし、凹凸を平らにする。択一的に、本発明による方法の枠内では、水平方向に相並んで配置された複数のノズルから発泡材を同時に射出し、これらのノズルは射出時に、場合により室壁の長手方向に揺動し、その際に連続的に持ち上げられる。

好適には、本発明による方法の枠内では、発泡材を同時に、第２の室壁と第２の外壁との間にも射出し、この場合、内室内の室壁は、第２の室壁の向かい側に配置されており、コンテナにおける外壁は、第２の外壁の向かい側に形成されている。よってコアと支持装置とは、発泡材の射出時に互いに支持し合うことになる。つまり本発明による方法は、コアおよび支持装置の外部支持を実質的に不要にする。

好適には、本発明による方法の枠内では、室壁と外壁との間に断熱材を形成してから、室の上方を閉鎖している室天井と、コンテナの上方を閉鎖している蓋との間に発泡材を射出する。つまり本発明による方法は、室天井の断熱をも可能にする。

好適には、本発明による方法の枠内では、室壁と外壁との間での発泡材の射出を、カメラにより記録する。つまり本発明による方法は、断熱材の品質管理のために記録される。

好適には、本発明による方法は、上述した本発明による居住ブロック用の居住ユニットの製造に使用される。本発明による方法は、高い寸法精度を有する居住ユニットの工業的な製造を可能にし、このことは居住ユニットの手作業での改造を大幅に容易にする。

本発明による第１の居住ユニット１を示す図である。

実施例
以下に、本発明を実施例につき説明する。本発明による図示の第１の居住ユニット１は、４０フィートＨＣ海上コンテナから成る外側の包囲体２と、外側の包囲体２内の直方体形の内室３と、包囲体２と内室３との間の、断熱材５を備えた中間スペース４とを有している。

外側の包囲体２は、水平方向に延在する設置面６、設置面６の上方の、設置面６に対して平行な蓋７、２つの側壁８および２つの端面壁９，１０を有している。側壁８には、２つのドア開口１１が開けられており、前方の端面壁９は、転落防止部として形成されている。内室３は、歩行可能な床１２、床１２の上方の、床１２に対して平行な室天井１３および鉛直方向の４つの室壁１４，１５を有している。

室壁１４，１５、床１２および室天井１３は、それぞれ、鉱物を固めた被覆材としての石膏繊維板を有しており、被覆層は断熱材５に対して、アルミニウムから成る気密な蒸気遮断層１６により隔てられている。

居住ユニット１を製造するためには、室壁１４，１５と室天井１３とが負圧によりコアに取り付けられ、コアと共に、予め空にされた包囲体２内へ装入させられる。包囲体２は、支持装置において外側から緊締される。

次いで、断熱材５用にポリウレタン硬質発泡材が、２つの射出成形装置（やはり図示せず）により２００ｂａｒ超の圧力で、まず同時に両室壁１４，１５と包囲体２との間に鉛直方向に上下に延在する層を成すように射出され、次いで、室天井１３と包囲体２との間に隣接して延在する層を成すように射出される。

断熱材５が硬化した後に負圧が解消され、これによりコアから室壁１４，１５と室天井１３とが外される。その後、コアは内室３から取り除かれ、支持装置における緊締は解除される。

板状に予め製造された断熱材、足音防音材および床暖房１８を備えた床１２を取り付けた後に、居住ユニット１は内部改造のための準備が整った状態になる。

中間スペース４には、蓋７と室天井１３との間および側壁８並びに後方の端面壁１０と室壁１４との間で、ポリウレタン硬質発泡材から成る一体的な断熱材５が発泡させられており、これにより完全に隙間無く充填されている。断熱材５は、室天井１３と、室壁１４と、包囲体２とに全面的に接着されている上に、内室３の前方の室壁１５を包囲しており、室壁１５は同時に、居住ユニット１に組み込まれた、両ドア開口１１の間の貫通路２０に対する隔壁１９を形成している。

本発明による居住ユニット１の内室３は、９．５ｍ×２．２ｍ＝２０．９ｍ^２の利用可能居住面積を、２．４ｍの室高さ２１と共に有している。本発明による居住ユニット１は、卓越した防音性能を有しており、パッシブハウスのエネルギ基準を満たしていると共に、高い割合でリサイクル可能である。複数の居住ユニット１を相接するように継ぎ足して、隣接する居住ユニット１のドア開口１１が覆い隠されるようにし、貫通路２０が１つの共通の廊下を形成するようにすることができる。

本発明により製造された第２、第３、第４および第５の居住ユニットは図示していないが、それぞれ実質的に、第１の居住ユニット１に相応する。第２の居住ユニットは廊下用の貫通路を有していないが、その代わりに１２ｍ×２．２ｍ＝２６．４ｍ^２の利用可能居住面積を有している。第３の居住ユニットは、本発明により製造された居住ユニットの積層体を成すように組み込むことを想定されており、設置面と床との間ならびに蓋と室天井との間に断熱材を有してはいない。

第４および第５の居住ユニットは、蒸気遮断層を有してはいないが、石膏繊維板と結合された、ロックウールから成る弾性層を有しており、弾性層は内室を、包囲体ひいては周辺環境または隣接する居住ユニットから音響技術的に分離する。すなわち、第４の居住ユニットでは、ポリウレタン硬質発泡材がロックウールにすぐ隣接しており、第５の居住ユニットは、ロックウールから成る中間層を備えた、予め製造された二重の石膏繊維板を有しており、この石膏繊維板は取扱いを容易にする。

１ 居住ユニット
２ 外側の包囲体
３ 内室
４ 中間スペース
５ 断熱材
６ 設置面
７ 蓋
８ 壁
９ 前方の端面壁
１０ 後方の端面壁
１１ ドア開口
１２ 歩行可能な床
１３ 室天井
１４ 室壁
１５ 前方の室壁
１６ 蒸気遮断層
１７ 足音防音材
１８ 床暖房
１９ 隔壁
２０ 貫通路
２１ 室高さ

Claims (5)

1. 直方体形の内室（３）の乾式壁である室壁（１４）と、該室壁（１４）に対して平行な外壁（８）との間に断熱材（５）を形成する方法であって、前記直方体形の内室（３）は、それぞれ少なくとも２ｍの辺の長さを有しており、前記外壁（８）は、前記内室（３）を包囲する直方体形のコンテナに形成されており、まず、前記乾式壁である室壁（１４）の、前記内室（３）内に向けられた内面を負圧によりコアに取り付け、硬化性発泡材の射出前に前記コアと共に前記外壁（８）に対して前記内面を平行に位置決めし、前記外壁（８）の、前記コンテナの外部環境に向けられた外面を、支持装置により前記内面に対して垂直方向において支持し、次いで前記乾式壁である室壁（１４）が負圧により前記コアに取り付けられ、かつ前記外壁（８）の前記外面が前記支持装置により支持されている間に、前記硬化性発泡材を前記乾式壁である室壁（１４）と前記外壁（８）との間に射出し、前記硬化性発泡材が硬化してから前記コアを前記内面から除去すると共に、前記支持装置を前記外面から除去する方法において、
   前記断熱材（５）は、前記乾式壁の補強のための裏打ち構造体を形成することを特徴とする、方法。
2. 前記硬化性発泡材を、鉛直方向に相上下して重なる複数の層を成すように射出する、請求項１記載の方法。
3. 前記硬化性発泡材の前記射出と同時に、第２の乾式壁である室壁（１４）と第２の外壁（８）との間にも前記硬化性発泡材を射出し、前記内室（３）内の前記室壁（１４）は、前記第２の乾式壁である室壁（１４）の向かい側に配置されており、前記コンテナにおける前記外壁（８）は、前記第２の外壁（８）の向かい側に形成されている、請求項１記載の方法。
4. 前記硬化性発泡材の前記射出に次いで前記室の上方を閉鎖している室天井（１３）と、前記コンテナの上方を閉鎖している蓋（７）との間に前記硬化性発泡材を射出する、請求項３記載の方法。
5. 前記室壁（１４）と前記外壁（８）との間への前記硬化性発泡材の射出を、カメラにより記録する、請求項１記載の方法。

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