JPH1060999A - スチールハウス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスチールハウスの欠点である耐久
性、結露、音の伝播、振動等の改善を図り、居住環境の
温熱、湿度のコントロールと省エネルギー、ソーラーの
クリーンエネルギーの活用を図ったスチールハウスに関
するものである。 【構成】 スチールハウス１全体を断熱層２２、現場吹
き付けによる断熱発泡層３０によって高断熱、高気密構
造とし、屋根７にソーラーコレクター１５を設置し、ダ
クト１９により床下空間１１に太陽熱および小屋裏空間
８に設けた熱交換機１２からの新鮮空気を供給し、また
幅木１７の内側にボイラ２５に連結したシームレスのパ
イプを内蔵せしめて、コントローラ２６を内装材２４に
設置すると共に、スチールハウス１の各部所に設置した
センサー４０によって調湿機２１、乾燥機３２を作動さ
せ、小屋裏空間８、居住空間９、内、外壁間空間１０、
床下空間１１の連通空間を目的数値にコントロールでき
るスチールハウス１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチールハウスの耐久
性、耐結露性、防音、防振性と居住空間の快適性を強化
し、しかもリサイクル、資源枯渇の排除を図ったスチー
ルハウスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、木材の枯渇が大きな社会問題とな
っており、また、地震の関係もあって強度のアップも安
全性の関係で安価で、量産性に富むスチールが注目を浴
びてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スチー
ル自体は熱伝導に優れ、水分によって錆びたり、音の伝
播もよく、２階での振動が１階を含め、建物全体に伝播
する不利があった。さらに、熱伝導においてはエアサイ
クル等により結露が発生し、錆びたり、近傍の材料を腐
食したりする欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような欠
点を除去するため、スチール製躯体の少なくとも外側面
に断熱性を有する部材を介在して外装材下地、あるいは
外装材を固定し、躯体の内装材と外装材間に空間、およ
び小屋裏空間を連通して気密性、断熱層を有した空気循
環路とし、さらに幅木暖房を屋外に設けたボイラと連結
し、かつ天井に少なくとも換気扇、エアコン等の１種を
装着すると共に、小屋裏空間に熱交換機、サーキュレー
タ、蓄電池の１種以上を設け、その上屋根部にソーラー
電池、ソーラーコレクターを装着し、そのエネルギーを
小屋裏の各種装置にすると共に、必要により小屋裏空間
と床下空間をダクトで連結して空気の送給排気を可能と
した構成とし、スチールハウスのもつ特長を活かし、か
つソーラーエネルギー等の供給、コントローラによる快
適居住空間の維持、結露、錆、振動、音の伝播の良さ、
等の欠点を排除し、リサイクルも十分可能なスチールハ
ウスを提案するものである。

【０００５】

【実施例】以下に、図面を用いて本発明に係るスチール
ハウスの一実施例について詳細に説明する。すなわち、
図１は上記スチールハウスの代表的機能を示す概略線図
であり、図２、図３は外壁部分を示す一部切り欠き斜視
図で、１はスチールハウス、２は基礎、３は躯体、４は
根太、５は床、６は天井、７は屋根、８は小屋裏空間、
９は居住空間、１０は内、外壁間空間、１１は床下空
間、１２は熱交換機、１３はエアコン、１４は換気扇、
１４ａはサーキュレータ、１５はソーラーコレクター
（熱、電池）、１６は蓄電池、１７は幅木、１８はヒー
ター等の熱源体、１９はダクト、２０は乾燥機、２１は
調湿機、２２は断熱層、２３は外装材、２４は内装材、
２５はボイラ、２６はコントローラ、２７は吸音板、２
８は分散パイプ、２９は胴縁、３０は現場吹き付けによ
る断熱発泡層、３１はシートである。

【０００６】さらに説明すると、スチールハウス１は板
厚が０．８〜２．３ｍｍで所定形状に成形するか、平
板、リブ付き板材等からなる構成部材を躯体３として組
み付けたものである。具体例としては溶融亜鉛メッキ鋼
板、ガルバリウム鋼板、ガルファン、電気亜鉛メッキ鋼
板、表面処理鋼板、着色亜鉛鉄板、亜鉛鉄板、ステンレ
ス等の素材を垂直材、水平材および補強材としたもので
ある。具体的な断面形状の一例としては、スタッド（柱
等）、トラック（水平枠材）、ジョイスト（根太等）等
にマッチした形状に成形したものである。勿論、上記断
面にはエンボス、リブ等が付加されることもある。

【０００７】根太４は床５の下地骨格材として機能する
ものであり、天井６は天井材６ａとエアコン１３、サー
キュレータ１４ａ、換気扇１４の１種以上を装着する部
位であり、屋根７は屋根材、例えば金属、瓦、新生瓦、
スレート等の１種以上からなり、必要に応じて断熱材、
融雪構造、例えば面発熱帯を積層一体化したものも含む
ものである。７ａは特殊棟で換気とソーラーコレクター
１５からの暖かい空気の床下空間１１への供給を図り、
冬は閉塞するものである。また、５ａは防振板であり、
地震等の振動を減衰し、スチールハウス１の倒壊を防止
するものである。

【０００８】小屋裏空間８は天井６と屋根７間の空間、
一階の天井６と２階の床５間の空間等であり、空気循環
にはエアの貯留空間、もしくはミキシング空間とそれら
を行うパイプ、機器の設置に必要な場所である。

【０００９】居住空間９は床５、天井６、内装材２４に
よって囲まれた空間であり、温度、湿度、酸素濃度、有
毒ガスの適性環境条件を得る空間である。

【００１０】内、外壁間空間１０は外装材２３と内装材
２４間の空間で、躯体１、胴縁２９、その他部材の寸法
（幅）を付加した空間であり、躯体１の構成材には貫通
孔が適当に穿設されているものである。

【００１１】内、外壁間空間１０は主に小屋裏空間８、
居住空間９、床下空間１１を連通化し、温度、湿度にお
ける大きな不均一性を排除するのに役立つものである。

【００１２】床下空間１１は地面Ｇと床５間の空間であ
り、熱源３３、乾燥機３２等を収納する空間である。勿
論、床下空間１１の熱源３３は小屋裏空間８に熱源３３
があったりするときは分散パイプ２８により夏季の低温
空間として有用なものである。

【００１３】熱交換機１２は内、外気を通過させ、外気
との熱交換による温度変化を居住空間９を含む全体でほ
ぼ±３℃以内位にコントロールできる能力を有するもの
である。

【００１４】エアコン１３は天井６、床下空間１１の少
なくとも１個以上設置し、冷暖房、湿度を容易にコント
ロールするものである。

【００１５】換気扇１４、サーキュレータ１４ａは居住
空間９の空気をミキシング、あるいは排気するものであ
り、ソーラーコレクター１５は屋根７の一面、もしくは
数面に装着し、熱と電気エネルギーをそれぞれの経路を
経て、機能させるものである。

【００１６】蓄電池１６は小屋裏空間８に設置し、ソー
ラーコレクター１５からの電気を蓄電するのと汎用電力
を供給した構成であり、空気循環用の送風機等の電力と
して使用するものである。特に、超電導を活用した蓄電
池等の小型物を用いることが好ましい。

【００１７】幅木１７は例えばキャップ方式のカバー材
で床５と内装材２４の下端部に端部被覆材として用いる
と共に、内部に温水、電気ヒーター等の熱源体１８を装
着したものである。温水は屋外のボイラ２５に連結され
ており、軟質ポリブテンパイプ、銅パイプ、スチールパ
イプ等を用いて温水をリターンされるものである。勿
論、電気ヒーターではボイラ２５は不要である。

【００１８】ダクト１９はソーラーコレクター１５の温
水、空気を台所、浴室に導出するパイプ、小屋裏空間８
と床下空間１１間を連通するパイプ等である。

【００１９】乾燥機２０は小屋裏空間８、居住空間９、
内、外壁間空間１０、床下空間１１の湿度があるレベル
以上に上昇した際に、結露防止、快適環境も含め湿度を
コントロールするものである。特に、梅雨、秋季に有用
である。

【００２０】調湿機２１は加湿、除湿機能を有し、コン
トローラ２６に連結された各部位からのセンサー４０の
指示により加湿、除湿のいずれかに起動するものであ
る。

【００２１】断熱層２２は小屋裏空間８、内、外壁間空
間１０、床下空間１１と屋根７、外装材２３、地面Ｇと
の断熱性、防湿性、気密性を強化、結露防止、防錆を図
るものである。さらに、断熱層２２はプラスチックフォ
ーム、シージングボード、プラスチックフォームと板材
と紙等のサンドイッチ構造等の１種からなるものであ
る。上記プラスチックフォームとしてはポリウレタンフ
ォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、ポリエチレン
フォーム、ポリ塩化ビニールフォーム、ポリスチレンフ
ォーム、フェノールフォーム、およびこれらフォーム内
に難燃剤、調湿剤等を添加混合し、スチールハウス１全
体の調湿性や断熱性、気密性の向上を図るものである。

【００２２】外装材２３は金属系、断熱パネル、窯業系
等の乾式工法、またはモルタル壁、タイル等の湿式工法
の１種からなるものであり、内装材２４は不燃板（石膏
ボード、スレート）、合板、木質板等の１種から構成し
たものである。

【００２３】ボイラ２５は屋内、外に設置するものであ
り、温水、電気いずれでもよく居住空間９の温度を最適
環境とするものであり、給湯も兼ねてもよい。なお、図
では幅木１７内に収容した熱源体１８に温水、電気等を
供給しているものである。

【００２４】コントローラ２６は居住空間９の任意場所
に設置し、スチールハウス１全体の各キーとなる部位の
温度、湿度、有毒気体を計数し、これらの装置の停止、
起動を判断し制御するものである。勿論、コントローラ
２６には最適環境に一応設定しておき、これに異常、あ
るいは変更するには外部通信網からの制御、他部署への
転送も可能としたシステムを内蔵したものである。

【００２５】吸音板２７は居住空間９を取り巻く周囲の
内または外側に装着するもので、例えばロックウール、
グラスウール、鉛シート、段ボールの板体もしくは表面
を凹凸断面に形成したものである。特にスチールハウス
１では音の伝播、振動が大きいので、その抑制を図るの
に役立つものである。

【００２６】分散パイプ２８は床下空間１１にダクト１
９を介して空気を平均に吸気、もしくは排気するのに役
立つものであり、必要により図示しないが小屋裏空間８
にも分散パイプ２８を装着することもできる。

【００２７】現場吹き付けによる断熱発泡層３０は小屋
裏空間８と屋根材、もしくは断熱層２２の内面、内、外
壁間空間１０の外側面に図２、図３に示すように空間Ｗ
を有して充填し、気密性、断熱性、吸音性を大幅に強化
するものである。なお、厚さは１０〜２０ｍｍ位、密度
は３０〜１００ｋｇ／ｍ³ である。

【００２８】乾燥機３２は小屋裏空間８、居住空間９、
内、外壁間空間１０、床下空間１１の湿度があるレベル
以上に上昇した際に、結露防止、快適環境も含め湿度を
コントロールするものである。特に、梅雨、秋季に有用
である。

【００２９】清浄機３４は居住空間９の任意場所に設置
し、家源病体策、粉塵等の除去を図るものである。

【００３０】冷暖房機器３５は地熱取出部で、余剰水は
基礎２の外へ導出し、ほぼ一定の湿度の気体を床下空間
１１に供給し、省エネルギーを図るものである。３６は
送風機、３７はスプリンクラー、３８は換気口、３９は
床下換気口でこれら換気口３８は必要により設置するも
のである。４０はセンサーで各種性能を分析する装置で
ある。

【００３１】次に、夏、冬における空気の移動、各種エ
ネルギー源の稼働状況を説明する。すなわち、図４は夏
季、図５は冬季である。

【００３２】まず、夏季について図４を用いて説明する
と、特殊棟７ａは換気可能に開いてあり、換気口３８、
床下換気口３９は逆止弁付の開設になっている。ソーラ
ーコレクター１５は電気と温水はそれぞれの装置へ供給
されている。また、送風機３６、サーキュレータ１４ａ
はコントローラ２６からの指令で起動する状態にある。
エアコン１３、調温機２１、各種センサー４０、コント
ローラ２６は正常に稼働していると仮定する。今外気温
は３２℃、湿度は５０％、地中の温度は１３℃であり、
湿度は８０％、ただし床下空間１１に分散パイプ２８を
介して分散する空気は湿度４０％として設定し、湿気は
外部へ放出する。小屋裏空間８は２３℃、居住空間９は
２１℃、湿度は前者が４０％、居住空間９は５０％であ
った。なお、空気は矢印のように各空間を小屋裏空間８
に向かって移動する。

【００３３】また、秋季、冬季、春季（特に冬季）につ
いては図５に示す。すなわち、床下換気口３９、小屋裏
換気口３８、特殊棟７ａには逆止弁が付加され、内、外
気の出入りが閉塞されている。また、熱交換機１２、温
風、給湯、電気の各機能を有するソーラーコレクター１
５、蓄電池１６、換気扇１４、サーキュレータ１４ａ、
熱源体１８、調湿機２１、ボイラ２５、コントローラ２
６、冷暖房機器３５、送風機３６、各種センサー４０、
等が稼働している。

【００３４】例えば、冬季はダクト１９以外の空間の温
気は矢印のように天井方向へ上昇し、ダクト１９内の気
体は新鮮空気が床下空間１１へ熱交換されて送給され
る。勿論、熱交換機１２は小屋裏空間８の汚染空気を熱
交換して外部へ放出する。また、ダクト１９にはソーラ
ーコレクター１５で集熱した暖気も送給する。他方、熱
源体１８にはボイラ２５からの温水（約４０℃）をシー
ムレスパイプにより循環させ幅木１７から居住空間９へ
熱エネルギーを付与する。さらに冷暖房機器３５は約１
２〜１５℃、湿度５０％の空気が床下空間１１へ送風機
３６を介して送給されている。

【００３５】この状況で、朝１０時には居住空間９は２
０℃、湿度５０％、ボイラ２５、送風機３６は回転を停
止している。この状態では結露の発生が認められなかっ
た。なお、必要により設置したエアコン１３は冬季は殆
ど稼働する必要ない。その他、冬季の夜はソーラーコレ
クター１５の温風のダクト１９への送給、給湯は閉塞さ
れる。

【００３６】以上説明したのは本発明に係るスチールハ
ウスの一実施例にすぎず、高断熱、高気密、セントラル
換気の構造に、熱交換機１２、幅木１７を有する熱源体
１８、コントローラ２６、センサー４０だけのシステム
とすることも可能である。勿論、上記システムにその他
の機能を目的に付加したスチールハウス１とすることも
当然可能である。また、スプリンクラー３７はコントロ
ーラ２６との連動で作動するものであり、誤動作防止策
が設置されている。

【００３７】

【発明の効果】上述したように本発明に係るスチールハ
ウスによれば、スチール製の躯体と内装材、外装材と
の接触を間接的に当接したため、熱伝導を大幅に低減で
きる。躯体の音の伝播は吸音板と断熱層と胴縁との一
体化構造により大幅に抑制できる。振動は現場吹き付
けによる断熱発泡層によって、内装材、外装材への伝播
を減衰でき、地震、その他自動車等による振動も少なく
することができ、躯体、内装材、外装材の弛緩、クラッ
クが発生しにくい。内外壁間の空間に現場吹き付けに
よる断熱発泡層のため気密性に優れ、その上表面も凹凸
構造のため結露の発生がない。内装材と外装材の施工
が従来構造と同様に施工でき、効率がよい。スチール
に発生し易い結露による錆等が、熱交換機等の各種機に
よって確実に抑制でき、耐久性も含め大幅に改善でき
る。ソーラーコレクター、冷暖房機器、コントロー
ラ、熱源体によりクリーンエネルギーの活用と省エネル
ギーを図れ、経済的に有利である。快適居住環境の形
成が容易である。スチール自体の耐久性を強化でき
る。等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスチールハウスの代表的な一例を
示す説明図である。

【図２】本発明に係るスチールハウスの壁構造の一例を
示す説明図である。

【図３】本発明に係るスチールハウスの壁構造の一例を
示す説明図である。

【図４】本発明に係るスチールハウスの夏の実施例を示
す説明図である。

【図５】本発明に係るスチールハウスの冬の実施例を示
す説明図である。

【符号の説明】

Ｇ 地面 １ スチールハウス ２ 基礎 ３ 躯体 ４ 根太 ５ 床 ５ａ 防振板 ６ 天井 ６ａ 天井材 ７ 屋根 ７ａ 特殊棟 ８ 小屋裏空間 ９ 居住空間 １０ 内、外壁間空間 １１ 床下空間 １２ 熱交換機 １３ エアコン １４ 換気扇 １４ａ サーキュレータ １５ ソーラーコレクター １６ 蓄電池 １７ 幅木 １８ 熱源体 １９ ダクト ２０ 乾燥機 ２１ 調湿機 ２２ 断熱層 ２３ 外装材 ２４ 内装材 ２５ ボイラ ２６ コントローラ ２７ 吸音板 ２８ 分散パイプ ２９ 胴縁 ３０ 現場吹き付けによる断熱発泡層 ３１ シート ３２ 乾燥機 ３３ 熱源 ３４ 清浄機 ３５ 冷暖房機器 ３６ 送風機 ３７ スプリンクラー ３８ 換気口 ３９ 床下換気口 ４０ センサー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 躯体を基礎に固定し、該躯体の主柱の外
   側面に断熱板、もしくは木質下地板、内側面に内装材を
   設け、上記木質下地板上に外装材を装着せしめ、また前
   記下地板と内装材間の空間に気密、断熱用のプラスチッ
   クフォームを現場吹き付けにより断熱層を全空間幅の１
   ／５〜４／５位に形成したことを特徴とするスチールハ
   ウス。
2. 【請求項２】 根太上に防振板を介して床を形成した請
   求項１記載のスチールハウス。
3. 【請求項３】 スチールハウス内壁の居住空間側内装材
   の空隙の内面に吸音板を形成した請求項１、２記載のス
   チールハウス。
4. 【請求項４】 躯体を基礎に固定し、該躯体の主柱の
   内、外側面に内、外装材もしくはその下地を設けると共
   に、主柱の幅等の空間を気密性と断熱層を有する空気循
   環路に形成し、かつ内壁の下端部に空気供給用の幅木と
   その供給口を設け、また天井に排気、もしくはエアコン
   装着用貫通口を、小屋裏空間に熱交換機、サーキュレー
   タを配設したことを特徴とするスチールハウス。