JPH06200570A - 住宅の構造材 - Google Patents

住宅の構造材

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JPH06200570A
JPH06200570A JP5001462A JP146293A JPH06200570A JP H06200570 A JPH06200570 A JP H06200570A JP 5001462 A JP5001462 A JP 5001462A JP 146293 A JP146293 A JP 146293A JP H06200570 A JPH06200570 A JP H06200570A
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JP
Japan
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vacuum
space
panels
heat insulating
air
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Pending
Application number
JP5001462A
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English (en)
Inventor
Katsuaki Yamagishi
勝明 山岸
Toshihiko Saito
俊彦 斎藤
Koichi Yamaguchi
山口  広一
Takashi Doi
隆司 土井
Kazuo Saito
和夫 齊藤
Nobusuke Satou
伸祐 佐藤
Masaki Imamura
正樹 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06200570A publication Critical patent/JPH06200570A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/242Slab shaped vacuum insulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

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  • Building Environments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 真空断熱材の断熱性能を制御できるようにす
るとともに室内空気の除湿運転、乾燥運転、換気運転を
行うことができることを目的とする。 【構成】 本発明の住宅の構造材では、内部に密閉空間
を設けた構造材と、この構造材と連通し、吹き出し口6
3及び吸い込み口65を設けた内部に乾燥材73を有す
るユニット71と、このユニット71内の水蒸気の除去
及び前記密閉空間内の空気圧の制御を行う空気吸引手段
とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、断熱機能及び除湿を備
えた住宅の構造材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の住宅の構造材を図9乃至図11を
用いて説明する。
【0003】図9は、従来からある断熱材の外観を示し
たものであり、図10(a),(b),(c)は、図9
のA−A断面による各種断熱材の内部構造を示してい
る。図10(a),(b),(c)いずれの断熱材も、
ラミネートなどの薄板1により気密性を有する空間3が
形成され、この空間3を希薄空気を有する高真空とした
真空断熱材である。
【0004】新版機械工学便覧(A・B編,日本機械学
会編,1989)によれば、空気の真空度は10-4mmHg
以下で熱伝導による熱伝達がほぼなくなり、輻射による
熱伝達の割合が大きくなる。したがって、真空断熱材と
しての性能を高めるためには、上記空間3内の希薄空気
の真空度を10-4mmHg以下にし、薄板1の内面は反射を
良くするために鏡面とする必要がある。但し、図10
(a)の例では、真空断熱材が潰れないように、薄板1
はある程度の強度を必要とする。
【0005】図10(b)の真空断熱材は、薄板1で囲
まれた空間3に粉体または繊維のような多孔質材5を充
填したものである。熱物性ハンドブック第1版(日本熱
物性学会編,1990)によれば、多孔質材を充填した
ときには、空間のサイズにもよるが、真空度は通常10
-3mmHg以下であれば、空気の熱伝導は無視できるので、
伝熱は粉体間の接触による熱伝導と輻射により行われ
る。
【0006】図10(c)は、薄板1で囲まれた空間3
に、輻射シールド板(金属箔)7と繊維9などで作られ
た薄いスペーサを交互に幾層にも重ねたものを挿入した
ものである。この例でも、図10(b)と同等な断熱性
能が得られる。
【0007】図11は、参考として図10(b)におけ
る空間内の真空度と熱伝導率との関係を、封入する粉体
別に示している。出展は、前記新版機械工学便覧(A・
B編)である。例えば、低温側をT1 =76Kとし、高
温側をT2 =300Kとしたときの珪藻土では、真空度
を10-2mmHg以下とすれば、熱伝導率は10-3kcal/mh
℃で一定となることがわかる。その他の粉体について
も、ほぼ同等な傾向にある。
【0008】図10(a),(b),(c)いずれの例
でも真空断熱材内の真空度は、空間内の空気を1度排気
したら密閉し一定に保たれ、したがって断熱性能も一定
に保たれる。このような真空断熱材は、極低温用または
通常冷蔵庫などの壁材として用いられた例があるが、住
宅の壁材(構造材)として用いられた例は現在のところ
ない。
【0009】以上説明したように、従来の真空断熱材を
住宅の構造材として用いる場合には (1)断熱性能が一定であることから、例えば外気温度
が低く室内温度が高いときの冷房、及び外気温度が高く
室内温度が低いときの暖房を、断熱性能が高いために、
構造材を介しての室内空気と外気との間での熱交換によ
り行うことができない。
【0010】(2)構造材の断熱性能が必要以上に高い
と、特に夏期においては室内にこもる熱によって空気調
和装置の冷房負荷が、真空断熱を用いない通常の断熱性
能のものと比較して大きくなる。 (3)構造材だけでは室内の気質制御ができない。 という問題点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
真空断熱材を住宅の構造材として用いた場合、断熱性能
が一定であるため構造材を介しての室内空気と外気との
間で熱交換を行えず、また構造材だけでは室内の気質を
制御することができないという欠点があった。そこで、
本発明は上記欠点を除去し、真空断熱材の断熱性能を制
御できるようにするとともに住宅室内の空気質を制御す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、内部に密閉空間を設けた構造材と、この
構造材と連通し、吹き出し口及び吸い込み口を設けた内
部に乾燥材を有するユニットと、このユニット内の水蒸
気の除去及び前記密閉空間内の空気圧の制御を行う空気
吸引手段とを具備している。
【0013】
【作用】このような構成の住宅の構造材によれば、構造
材の密閉空間内の空気圧を空気吸引手段により制御する
ことで、構造材の断熱性能が変化する。これにより、例
えば外気温度が低く室内温度が高いときには、空気圧を
高めて断熱性能を低下させることにより、外気と室内空
気との間で構造材を介して熱交換され、構造材による冷
房が可能となる。逆に、外気温度が高く室内温度が低い
ときにも、空気圧を高めて断熱性能を低下させることに
より、外気と室内空気との間で構造材を介して熱交換さ
れ、構造材による暖房が可能となる。また、特に夏期に
おいては室内に熱がこもり高温となることがあるが、こ
のような場合にも断熱性能を低下させることで、室内の
熱を構造材を介して室外に逃がすことができ、これによ
り空気調和装置の冷房負荷が減少する。さらに乾燥材を
有する除湿ユニットを接続しているため、上述した空気
吸引手段を用いて除湿運転、換気運転を行え、除湿運転
によって乾燥材に吸着した水蒸気の除去及び真空断熱運
転を同時に行うというものである。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照し、詳細に説明
する。
【0015】図1は、この発明の一実施例の住宅の構造
材である真空断熱ユニットパネル11の外観を示してい
る。図2は、図1の上下及び左右を逆にした状態を示し
ている。図3(a)は、図1の真空断熱ユニットパネル
11のB−B断面による内部構造図である。この真空断
熱ユニットパネル11は、薄板13により気密性を有す
る空間15が形成され、薄板13の内面は鏡面とし、薄
板13の図1及び図2中で上下に凹部17及び複数の凸
部19が、左右に複数の凸部21及び凹部23がそれぞ
れ設けられている。この例では、薄板13は充分な強度
を有し、排気により潰れないものとする。凸部19相互
間及び凸部21相互間には接続ジョイント25及び27
が設けられる一方、凹部17及び23には接続ジョイン
ト25及び27に対応して図示しない接続ジョイントが
設けられている。
【0016】上記凸部19,21及び凹部17及び23
により、複数の真空断熱ユニットパネル11は相互に接
合して組み立てが可能であり、この接合時には接続ジョ
イント25,27及び図示しない接続ジョイントによっ
て空間15相互が接続され連通状態となる。また、真空
断熱ユニットパネル11の一方の側面の角部には、排気
口29が設けられている。
【0017】図3は(b)は、真空断熱ユニットパネル
11の他の例を示しており、薄板13で囲まれた空間1
5に粉体または、繊維のような多孔質材31を充填した
ものである。空間15には多孔質材31が充填されてい
るので、排気により潰れにくく、このため薄板13の強
度をそれほど高める必要はない。
【0018】図3(c)は、真空断熱ユニットパネル1
1のさらに他の例を示しており、薄板13で囲まれた空
間15に、輻射シールド板(金属箔)33と繊維35な
どで作られた薄いスペーサを交互に幾層にも重ね合わせ
たものを挿入したものである。この例でも、空間15に
は輻射シールド板33と繊維35が充填され、排気によ
り潰れにくいので、薄板13の強度をそれほど高める必
要はない。
【0019】図4(a),(b),(c)は、真空断熱
ユニットパネル11の他の形状のものを示している。同
図(a)は図1に対する1/2ユニット、同図(b)は
住宅角部のユニット、同図(c)は住宅の壁部と屋根部
との接合ユニットをそれぞれ示している。これらの各ユ
ニットパネルにも、凹部37,凸部39,接続ジョイン
ト41及び排気口43を備えている。
【0020】そして、上記図4(a)、(b),(c)
の真空断熱ユニットパネル11と前記図1の形状の真空
断熱ユニットパネル11とを組み合わせて、図5に示す
ような住宅45を構成する。図6はその断面図である。
ドア47及び窓49以外は、真空断熱ユニットパネル1
1で構成する。この場合、凸部17,21,39におけ
る接続ジョイント25,27,41及び、凹部17,2
3,37における図示しない接続ジョイントにより、真
空断熱ユニットパネル11内の空間15は相互に連通し
た一つの空間を構成するが、この空間内の空気を排気す
るために、一つまたは必要に応じて複数の真空断熱ユニ
ットパネル11の排気口29,43に、弁51を備えた
配管53の一端を接続し、配管53の他端に空気吸引手
段としての真空ポンプ55を接続する。その他の真空断
熱ユニットパネル11の排気口29,43は閉じる。配
管53の真空断熱ユニットパネル11への接続口付近に
は、真空計57が設けられている。
【0021】この状態で、弁51を開として真空ポンプ
55を駆動すると、各真空断熱ユニットパネル11内の
空間15に存在する空気が排気され高真空になる。真空
度は真空計57により測定する。真空度がある値に達し
たところで、弁51を閉じ真空ポンプ55を停止する。
達成真空度は、例えば粉末真空断熱のときには、前記図
11に示した真空度と熱伝導率との関係に基づき、冬期
は10-3mmHg以下とし、高断熱性能を持たせる。夏期
は、冬期と同じ高断熱性能では、日射による熱が室内に
こもり、空気調和装置の冷房負荷の増加を招くことがあ
るため、冬期での真空度より低い、例えば約1mmHg以下
とした場合でも、1日の内で暖房のしすぎで室温が上昇
したときには、弁51を一時的に開とし、真空度を10
-3mmHgより上げて、真空断熱ユニットパネル11の断熱
性能を僅かに悪くすることにより、真空断熱ユニットパ
ネル11により外気を利用した冷房ができる。また、夏
期の場合も、冷房のしすぎで室温が低下したときには、
弁51を一時的に開とし、真空度を約1mmHgより下げ
て、真空断熱ユニットパネル11の断熱性能を僅かに悪
くし、真空断熱ユニットパネル11により外気を利用し
た暖房ができる。
【0022】冬期でも夏期でも、基準の真空度を決めて
おき、この真空度にほとんどの場合、制御するが、室温
の変化に応じて必要があれば真空度を悪くしたり良くし
たりする制御が可能である。なお、真空ポンプ55の達
成真空度は、前記新版機械工学便覧(A・B編)によ
り、油回転ポンプが約7.5×10-3mmHg、油拡散ポン
プが約7.5×10-10 mmHg であるため、荒引き排気
を油回転ポンプが担当し、高真空排気を油拡散ポンプが
担当すれば、効率よい排気ができる。
【0023】図7は上述した住宅に除湿・換気ユニット
を設けた図である。図に示すように配管53の一端を真
空ポンプ55に接続し、2方に分かれている他端の一方
を真空断熱ユニットパネル11内の空間15に、他方を
除湿・換気ユニット71に接続している。除湿・換気ユ
ニット71は、ファン61,吹き出し口63,吸い込み
口65,弁52,弁54によって構成されており、内部
にはゼオライトやシリカゲル等の乾燥材73を有してい
る。真空ポンプ55と真空断熱ユニットパネル11,除
湿・換気ユニット71を接続している配管53には弁5
1,換気口67,吸引口69,弁56,弁59が設けら
れており、真空断熱ユニットパネル11の空間15内に
は、空間15内の真空度を検知する真空計75が設けら
れている。次に上記構成による除湿,乾燥・真空断熱,
換気の動作を説明する。
【0024】除湿運転の動作について説明すると、除湿
・換気ユニット71は吹き出し口63に設けられたファ
ン61によって吸い込み口65から室内の空気を吸い込
む。吸い込んだ空気は乾燥材73によって水蒸気を吸着
した後吹き出し口63から室内に吹き出される。つまり
室内の湿気を除去することができる。この時弁52,5
4は開、弁51,56,59は閉となる。またこの運転
は主に昼間とする。乾燥・真空断熱運転の動作について
説明する。
【0025】乾燥・真空断熱とは前述した真空ポンプ5
5により真空断熱ユニットパネル11内の真空度の制御
を行うと同時に乾燥材73に吸着した水を除去するとい
うものである。真空ポンプ55によって真空断熱ユニッ
トパネル11内の空間を高真空にすると同時に、前述し
た除湿運転によって乾燥材73に吸着した水を減圧によ
り除去する。つまり真空断熱ユニットパネル11内の空
間内の空気及び乾燥材73に吸着した水の除去は真空ポ
ンプ55を減圧することにより行う。この時弁51,5
9は開、弁52,54,56は閉とする。また真空断熱
ユニットパネル11の空間15内には真空度を検知する
真空計75が設けられているため、この真空計75によ
って検知した結果が所期の真空度に達していれば弁59
は閉とし、乾燥運転のみを行う。主にこの運転は深夜電
力の使える夜間とする。
【0026】換気運転の動作について説明すると、除湿
・換気ユニット71に設けた吹き出し口63に設けたフ
ァン61を駆動させることにより換気口67から室外の
空気を吸い込む。吸い込んだ室外の空気は乾燥材73を
通過するため除湿され、吹き出し口63から室内に送風
される。この時弁52,56は開、弁51,54,59
は閉となる。また図8は上述した運転別の弁の開閉,フ
ァン及び真空ポンプの駆動可否,時間帯を示している。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、 (1)住宅の構造材の断熱性能を制御することことがで
きるため、外気温度が低く室内温度が高いときの冷房、
及び外気温度が高く室内温度が低いときの暖房を、行う
ことができる。 (2)住宅の構造材の断熱性能を冬期に比較して夏期に
僅かに悪くできるため、夏期の冷房負荷が、通常の断熱
性能の時とぼほ同じにできる。 (3)住宅の構造材と一体となっている乾燥材により、
室内の空気の除室及び換気の際の外気の除室が可能とな
り、室内の気質制御ができる。 (4)深夜電力により乾燥・真空断熱を行えば、電力ピ
ークシフトに貢献できる。 という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す真空断熱ユニットパネ
ルの斜視図である。
【図2】図1の真空断熱ユニットパネルの上下,左右を
逆にした状態を示す斜視図である。
【図3】(a)は、図1の真空断熱ユニットパネルの内
部構造を示すB−B線による断面図、(b)及び(c)
は内部構造の他の実施例を示す断面図である。
【図4】真空断熱ユニットパネルの他の形状のものを示
す斜視図である。
【図5】図1及び図4の真空断熱ユニットパネルを構造
材として組み合わせて構成した住宅の斜視図である。
【図6】図5の住宅の断面図である。
【図7】図5の住宅に除湿・換気ユニットを設けた図で
ある。
【図8】本発明の一実施例に係る制御例である。
【図9】従来例を示す真空断熱材の斜視図である。
【図10】図9の真空断熱材の内部構造を示すA−A線
による断面図である。
【図11】断熱材の空間内の真空度と熱伝導率との関係
を、空間に封入する粉体別に示した説明図である
【符号の説明】
11…真空断熱ユニットパネル,15…空間,45…住
宅,51…弁,52…弁,53…配管,54…弁,55
…真空ポンプ,56…弁,59…弁,61…ファン,6
3…吹き出し口,65…吸い込み口,67…換気口,6
9…吸引口,71…除湿・換気ユニット,73…乾燥
材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 広一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 土井 隆司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 齊藤 和夫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 佐藤 伸祐 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 今村 正樹 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に密閉空間を設けた構造材と、 この構造材と連通し、吹き出し口及び吸い込み口を設け
    た内部に乾燥材を有するユニットと、 このユニット内の水蒸気の除去及び前記密閉空間内の空
    気圧の制御を行う空気吸引手段とからなることを特徴と
    する住宅の構造材。
JP5001462A 1993-01-08 1993-01-08 住宅の構造材 Pending JPH06200570A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100704455B1 (ko) * 2000-01-18 2007-04-06 김석태 건강관련 기압장치
US9366070B2 (en) * 2014-05-19 2016-06-14 Milgard Manufacturing Incorporated Active water management for fenestration assembly
CN109853762A (zh) * 2019-03-26 2019-06-07 广州市建筑科学研究院有限公司 一种控压保温隔热板及其连接构件和装配式结构

Cited By (4)

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