WO2016120909A1 - 建物の断熱構造 - Google Patents

建物の断熱構造 Download PDF

Info

Publication number
WO2016120909A1
WO2016120909A1 PCT/JP2015/001839 JP2015001839W WO2016120909A1 WO 2016120909 A1 WO2016120909 A1 WO 2016120909A1 JP 2015001839 W JP2015001839 W JP 2015001839W WO 2016120909 A1 WO2016120909 A1 WO 2016120909A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
thermal resistance
resistance member
ceiling
building
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/001839
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大輔 梅本
和典 西尾
Original Assignee
パナホーム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナホーム株式会社 filed Critical パナホーム株式会社
Publication of WO2016120909A1 publication Critical patent/WO2016120909A1/ja

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating structure of a building, and more particularly, to a heat insulating structure of a building including a ceiling and an outer wall that form a building frame and receive solar radiation, and an air conditioner.
  • heat loss coefficient which is one of the indexes of heat insulation performance
  • Q value which is one of the indexes of heat insulation performance
  • the thermal insulation performance of the entire building will surely increase.
  • the thermal insulation performance of the entire building because the design focuses on the thermal insulation performance of the entire building, the thermal insulation for each part such as the ceiling and outer wall is performed.
  • the performance tends to vary, and people in an air-conditioned environment in the building often feel uncomfortable about the thermal comfort of the human body.
  • the solar altitude is high in the area directly below and in the vicinity of the equator, and the total solar radiation amount, particularly the normal surface direct solar radiation amount, is larger than that in high latitude regions such as Japan and Europe and America.
  • the heat insulation structure in the conventional design using the heat loss coefficient as a main index as shown in FIG.
  • the present invention was invented in view of the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a heat insulating structure for a building in which a person who is in an air-conditioning environment in a building hardly feels uncomfortable about the thermal comfort of a human body.
  • the form according to the present invention includes a ceiling and an outer wall that form a building frame and receive solar radiation, and an air conditioner that performs air conditioning of the air-conditioned space of the room having the ceiling and the outer wall.
  • a first heat resistance member is provided on the ceiling
  • a second heat resistance member is provided on the outer wall.
  • the place where the building is constructed is a place where the highest outdoor temperature during the day falls within a predetermined fluctuation range throughout the year, and the amount of solar radiation is the maximum horizontal horizontal solar radiation amount of any day.
  • the outside air temperature is the outside air temperature at which the maximum horizontal horizontal solar radiation amount for any given day is reached.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a heat insulating structure of a building.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating radiant heat radiated from a ceiling and a wall in a conventional building.
  • the present invention is a heat insulating structure of a building including a ceiling and an outer wall that receive solar radiation, and an air conditioner that performs air conditioning in an air-conditioned space of a room having the ceiling and the outer wall.
  • the building 1 includes a ceiling 2, an outer wall 3, and a floor on each floor (which also serves as a ceiling on the lower floor if there is a lower floor).
  • the building shown in FIG. 1 is a two-story building, but it may be one-story or three-story or more.
  • the main object of the present invention is the heat insulating structure of the portion (room) having the ceiling 2 and the outer wall 3 that receives solar radiation, and mainly considers the ceiling 2 and the outer wall 3 on the top floor, but the building has a total of two floors. If not, the ceiling 2 and the outer wall 3 of the floor that is not the top floor will be considered, and the ceiling is not particularly limited to the top floor.
  • the outer wall 3 receives solar radiation, and the partition wall etc. which do not receive solar radiation shall not be contained in the outer wall 3 even if it is a housing of a building.
  • the ceiling 2 and the outer wall 3 receiving solar radiation include that the ceiling 2 and the outer wall 3 itself that are the housing of the building 1 receive solar radiation, and are provided outside the ceiling 2 and the outer wall 3.
  • the case where the exterior material mentioned later thermally connected to a housing receives solar radiation is also included.
  • the ceiling 2 and the outer wall 3 are formed by so-called PC panels (Precast Concrete Panel), but are not particularly limited to PC panels.
  • PC panels used as the ceiling 2 and the outer wall 3 (that is, the housing of the building 1) are manufactured in advance at a factory or the like.
  • the building 1 is constructed by a so-called WPC (Wall Precast Concrete) method in which manufactured and completed PC panels are transported to a building site, and the PC panels are connected to each other at the building site to assemble the building 1. Thereby, the construction period is shorter than that of a building made of cast-in-place concrete, and a PC panel having generally higher concrete strength than cast-in-place concrete is used, so that the strength of the entire building 1 can be stably obtained.
  • WPC Wide Precast Concrete
  • the building 1 may be a series of buildings, that is, adjacent buildings in which living spaces are independent from each other share the adjacent outer wall 3 as a boundary wall, and a plurality of buildings are connected.
  • various exterior materials, interior materials, and heat insulating materials are usually provided on the frame (ceiling 2, outer wall 3). Also good. Further, such exterior materials, interior materials, and heat insulating materials are preferably provided on substantially the entire surface of the housing, but there may be portions that are not provided in part.
  • the heat insulating material may be provided outside the housing (so-called external heat insulation), or may be provided inside the housing (so-called internal heat insulation), but the air conditioning does not require cooling the housing. Is highly efficient and efficient.
  • the exterior material, interior material, and heat insulating material provided on the ceiling 2 are collectively referred to as a first heat resistance member 4, and the exterior material, interior material, and heat insulation material provided on the outer wall 3 are collectively referred to as a second heat resistance member 5.
  • the building 1 is provided with an air conditioner for air conditioning of the air-conditioned space of the room.
  • the air conditioner there are a large number of existing devices including a heat pump type, and these can be used as appropriate, and are not particularly limited.
  • an air conditioner having a function of automatically maintaining the temperature of the air-conditioned space at a predetermined set temperature is used. It is preferable that the predetermined set temperature can be arbitrarily set. Note that maintaining the air temperature of the air-conditioned space at a predetermined set temperature means that the error of the air temperature of the air-conditioned space with respect to the predetermined set temperature falls within a predetermined range.
  • Many air conditioners have a timer function (on timer, off timer), a start time and end time setting function, and the like can be used as appropriate.
  • the heat insulating structure of the present invention is more effective when the place where the building 1 is built is a place where the solar altitude is higher than that of Japan (the latitude is small).
  • the place where the building 1 is built is directly below or in the vicinity of the equator including Southeast Asian countries such as Malaysia, and the highest outdoor temperature during the day falls within a predetermined fluctuation range throughout the year. It is a place (so-called hot summer area). For example, there is a place where the maximum outdoor temperature during the day is about 32 ° C. per year and falls within a predetermined fluctuation range of 29 to 35 ° C. (ie ⁇ 3K) throughout the year.
  • the temperature of the indoor side surface of the ceiling 2 (so that the difference between the radiant heat from the indoor side surface of the ceiling 2 and the radiant heat from the indoor side surface of the outer wall 3 does not increase).
  • the difference between the first surface temperature ⁇ si, C [° C.] and the temperature of the inner surface of the outer wall 3 (this is the second surface temperature ⁇ si, W [° C.]) is predetermined.
  • the first thermal resistance member 4 and the second thermal resistance member 5 are provided so as to be less than (or below) the critical temperature difference.
  • the first thermal resistance member 4 When the first thermal resistance member 4 is not provided inside the casing ceiling 2, the first surface temperature ⁇ si, C is the surface temperature of the interior side of the casing ceiling 2, and the first surface temperature ⁇ si, C When the one heat resistance member 4 is provided, it is the surface temperature of the indoor side of the first heat resistance member 4 located on the innermost side.
  • the second heat resistance member 5 When the second heat resistance member 5 is not provided inside the outer wall 3 of the casing, the second surface temperature ⁇ si, W is the surface temperature on the indoor side of the outer wall 3 of the casing, When the two heat resistance member 5 is provided, it is the surface temperature on the indoor side of the second heat resistance member 5 located on the innermost side.
  • the first surface temperature ⁇ si, C [° C.] and the second surface temperature ⁇ si, W [° C.] are ⁇ 1> the outside air temperature ⁇ o [° C.] and ⁇ 2> the amount of solar radiation at the place where the building 1 is constructed, ⁇ 3> Set temperature ⁇ i [° C.] of the air-conditioned space by the air conditioner, ⁇ 4> Thermal resistance of the ceiling 2 and the first thermal resistance member 4, ⁇ 5> Thermal resistance of the outer wall 3 and the second thermal resistance member 5, From the above, it is obtained by calculation.
  • the outside air temperature ⁇ o of the place where the building 1 is constructed can use data from the local meteorological agency or research institute, and may of course be measured by itself.
  • the maximum and average values of the highest daytime outdoor temperature throughout the year, the outside air temperature when the sun is at the highest solar altitude throughout the year, A date value with an average outside air temperature or a maximum value or average value throughout the year is used, but other values may be used.
  • the amount of solar radiation at the place where the building 1 is built can be measured by the local Meteorological Agency and research institutes, and can be measured by itself, or calculated from the solar altitude (latitude) of the place. It is done.
  • the solar radiation amount is composed of a normal surface direct solar radiation amount J b [W / m 2 ] and a horizontal sky solar radiation amount J d [W / m 2 ].
  • the Surface normal direct solar radiation amount J b is determined by the calculation formula of the formula such as the so-called Bouguer (Bouguer). Although explanations of calculation formulas such as the Bouguer formula are omitted, the normal surface direct solar radiation amount Jb is calculated from the calculation formula using the solar radiation amount outside the atmosphere, the atmospheric transmittance and the atmospheric mass as input values.
  • Horizontal sky solar radiation amount J d is determined by the calculation formula of the formula such as the so-called Berurage (Berlage). The description of the calculation formula such as the Berlagage formula is omitted, but the horizontal sky solar radiation amount Jd is calculated by the calculation formula using the solar radiation amount outside the atmosphere, the atmospheric transmittance and the solar altitude as input values.
  • Surface normal direct solar radiation amount J b and a horizontal plane sky solar radiation J d is used, the value at which the horizontal surface Sky insolation J d at any day is maximized (e.g., horizontal surface Sky insolation J d daytime
  • the maximum value of the daytime when the maximum value of the daytime becomes the maximum throughout the year), the average value of the daytime maximum value throughout the year, etc. can be used as appropriate, and may be other than the above.
  • the set temperature ⁇ i [° C.] of the air-conditioned space by the air conditioner is arbitrarily set such as 26 ° C., 27 ° C., 28 ° C., and the numerical value is not particularly limited.
  • the thermal resistance [m 2 ⁇ K / W] of the ceiling 2 and the first thermal resistance member 4 is the thermal conductivity [W / m ⁇ K] and the heat resistance value [m 2 ⁇ K / W] obtained from the thickness [m] and the heat transfer resistance value [m 2 ⁇ K / W] on the outdoor side of the ceiling 2, the exterior material, the interior material, and the heat insulating material (0.04 [m 2 ⁇ K / W] when there is no ventilation layer, 0.09 [m 2 ⁇ K / W] when there is a ventilation layer) and indoor heat transfer resistance [m 2 ⁇ K / W] (usually 0.09 [m 2 ⁇ K / W]), which is generally required and will not be described in detail. From the thermal resistance [m 2 ⁇ K / W] of the ceiling 2 and the first thermal resistance member 4, the thermal conductivity U C [W / m 2 ⁇ K] of the ceiling 2 and the first thermal resistance member 4 is obtained.
  • the thermal resistance [m 2 ⁇ K / W] of the outer wall 3 and the second thermal resistance member 5 is the thermal conductivity [W / m ⁇ K] and the thermal resistance value determined from the thickness [m] [a m 2 ⁇ K / W], the outer wall 3, exterior materials, exterior side of the heat transfer resistance of the interior material and the heat insulating material [m 2 ⁇ K / W] (If there is no ventilation layer, 0.04 [m 2 ⁇ K / W], if there is a ventilation layer, 0.11 [m 2 ⁇ K / W]) and indoor heat transfer resistance [m 2 ⁇ K / W] (usually 0.11 [m 2 ⁇ K / W]), a detailed description is omitted. From the thermal resistance [m 2 ⁇ K / W] of the outer wall 3 and the second thermal resistance member 5, the heat transmissivity U w [W / m 2 ⁇ K] of the outer wall 3 and the second thermal resistance member 5 is obtained.
  • the equivalent outside air temperature ⁇ SAT, C [° C.] of the outdoor side surface of the ceiling 2 (including the first heat resistance member 4) is obtained.
  • the equivalent outside temperature ⁇ SAT, C is equivalent to the outside temperature of the outdoor surface of the cabinet ceiling 2 and the outside of the ceiling 2 of the cabinet.
  • the outside temperature of the outer surface of the first heat resistance member 4 located on the outermost side is the equivalent outside air temperature.
  • the equivalent outside air temperature ⁇ SAT, C is obtained by the formula [1].
  • ⁇ O, C is the heat transfer coefficient [W / m 2 ⁇ K] of the ceiling 2, the exterior material, the interior material, and the outside surface of the heat insulating material, and the ceiling 2 described in the section ⁇ 4> above, It is obtained as the reciprocal of the heat transfer resistance value [m 2 ⁇ K / W] on the outdoor side of the exterior material, the interior material, and the heat insulating material.
  • a S is the solar radiation absorption rate [W / m 2 ⁇ K], which is determined by the material, and is generally 0.8 when unknown.
  • J G is the total solar radiation amount, and is obtained by the formula [2] when the solar altitude angle [deg] is h.
  • ⁇ i, C is the heat transfer coefficient [W / m 2 ⁇ K] of the ceiling 2, the exterior material, the interior material, and the heat insulating material on the indoor side, and the ceiling 2 described in the section ⁇ 4> above, It is calculated
  • the equivalent outside air temperature ⁇ SAT, W [° C.] of the outer surface of the outer wall 3 (including the second thermal resistance member 5) is obtained.
  • the equivalent outside temperature ⁇ SAT, W is equal to the outside temperature of the outer surface of the outer wall 3 of the casing and the outside of the outer wall 3 of the casing.
  • the outside temperature of the outer surface of the second heat resistance member 5 located on the outermost side is the equivalent outside air temperature.
  • the equivalent outside air temperature ⁇ SAT, W is obtained by the equation [4].
  • ⁇ O, W is the heat transfer coefficient [W / m 2 ⁇ K] of the outer wall 3, the exterior material, the interior material, and the outside surface of the heat insulating material, and the outer wall 3 described in the above section ⁇ 5>. It is obtained as the reciprocal of the heat transfer resistance value [m 2 ⁇ K / W] on the outdoor side of the exterior material, the interior material, and the heat insulating material.
  • ⁇ i, W is the heat transfer coefficient [W / m 2 ⁇ K] of the outer wall 3, the exterior material, the interior material, and the heat insulating material on the indoor side, and the outer wall 3 described in the above section ⁇ 5>, It is calculated
  • [Table 1] shows the symbol table used in the above [Formula 1] to [Formula 5].
  • the first thermal resistance member 4 and the second thermal resistance member 5 are provided so as to satisfy the first surface temperature ⁇ si, C ⁇ second surface temperature ⁇ si, W ⁇ predetermined critical temperature difference. That is, to the extent that the thermal transmittance U C ceiling 2 and the first heat resistive member 4, and the thermal transmittance U w of the outer wall 3 and the second thermal resistance member 5, respectively exhibit a given design performance, the The first heat resistance member 4 and the second heat resistance member 5, that is, the exterior material, the interior material, and the heat insulating material constituting them are set. Usually, it is adjusted by changing the heat insulating material, but it may be adjusted by changing the exterior material and the interior material.
  • the predetermined critical temperature difference is set as appropriate, such as 1 [K], 2 [K], 3 [K], 4 [K], 5 [K], 10 [K], etc.
  • the temperature difference between the first surface temperature ⁇ si, C and the second surface temperature ⁇ si, W is less than (or less than) a predetermined limit temperature difference. This makes it difficult for the difference between the radiant heat from the indoor side surface of the ceiling 2 and the radiant heat from the indoor side surface of the outer wall 3 to increase. As a result, the person in the air-conditioned environment in the building 1 does not feel uncomfortable about the thermal comfort of the human body.
  • the heat insulation effect as designed can be obtained throughout the year.
  • the effect by the invention is remarkably obtained.
  • the building 1 is assumed to have a rectangular shape of 3.6 m in length and width, 3.0 m in height, provided with heat insulation material of about 30 mm on 150 mm thick concrete, and is installed so that the four sides face east, west, south, and north.
  • the location is assumed to be a point in Malaysia and the average weather conditions at noon on August 1 are used (see [Table 2]).
  • the difference in surface temperature between the first surface temperature ⁇ si, C and the second surface temperature ⁇ si, W was 0.9 ° C.
  • the conventional heat insulation in which the surface temperature difference between the first surface temperature ⁇ si, C and the second surface temperature ⁇ si, W is 16.2 ° C. and the Q value is regarded as important.
  • the surface temperature difference is 2.0 ° C., which indicates that the heat insulating structure of the present invention is excellent.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

　本発明の課題は、熱的快適性について不快に感じ難い建物の断熱構造を提供することである。　本発明に係る建物の断熱構造は、建物（１）の躯体を構成し日射を受ける天井（２）および外壁（３）と、空調装置と、を備える。天井（２）に第一熱抵抗部材（４）が設けられ、外壁（３）に第二熱抵抗部材（５）が設けられる。外気温度、日射量、空調の設定温度、天井（２）および第一熱抵抗部材（４）の熱抵抗、外壁（３）および第二熱抵抗部材（５）の熱抵抗、から、天井（２）の室内側の面の温度（第一表面温度）、外壁（３）の室内側の面の温度（第二表面温度）が求められる。第一表面温度－第二表面温度＜所定の限界温度差、を満たすように、第一熱抵抗部材（４）と第二熱抵抗部材（５）とが設けられる。

Description

建物の断熱構造
　本発明は、建物の断熱構造、より詳細には、建物の躯体を構成し日射を受ける天井および外壁と、空調装置とを備える建物の断熱構造に関する。
　建物の断熱においては、通常、断熱性能の指標の一つである熱損失係数（いわゆるＱ値）が重要視されている。この熱損失係数が小さいと、建物全体の断熱性能が高く、空調運転を行う場合にエネルギーロスが生じ難いものであり、熱損失係数を基に、設計が行われている（日本国公開特許公報２００９－９５５４３号参照）。
　従来は、上記のような建物の断熱で特に問題はなかった。すなわち、日本や欧米等、一般的に建物に空調装置が設置されている地域において、熱損失係数が小さくなりエネルギーロスが抑制されるように設計が行われた建物にあっては、建物内の空調環境下に居る者が人体の熱的快適性について不快に感じることは特殊な場合を除いて殆どなかった。
　ところで、赤道直下やその近傍の地域において、空調装置を備えた建物が多く建築されるようになってきている。従来は、赤道直下やその近傍の地域においては、空調装置を備えた建物が日本や欧米等程多くなく、建物における断熱は重要視されていなかったが、近年は、空調装置を備えた建物が多く建築されることにより、建物における断熱が重要視されるようになってきた。そこで、上述した熱損失係数を基に設計が行われるようになったところ、新たな問題が生じることとなった。
　さらに詳しく説明する。熱損失係数が小さくなるような設計が行われると、建物全体の断熱性能は確かに高くなるが、建物全体としての断熱性能を重視した設計が行なわれる為、天井や外壁などの部位別の断熱性能にバラツキが生じ易くなり、建物内の空調環境下に居る者が人体の熱的快適性について不快に感じることが多くなった。すなわち、赤道直下やその近傍の地域においては、太陽高度が高く、全天日射量、その中でも特に法線面直達日射量が日本や欧米等の高緯度地域と比べて大きい。このため、熱損失係数を主な指標とする従来の設計における断熱構造では、赤道直下やその近傍の地域においては、図２に示すように、建物１における天井２の室内側の面からの輻射熱と、外壁３の室内側の面からの輻射熱の差が大きくなり易い。このことが原因となって、建物１内の空調環境下に居る者が人体の熱的快適性について不快に感じることが多くなる、という問題が生じるものであった。
　本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、建物内の空調環境下に居る者が人体の熱的快適性について不快に感じ難い、建物の断熱構造を提供することを目的とする。
　本発明に係る形態は、建物の躯体を構成し日射を受ける天井および外壁と、前記天井および前記外壁を有する部屋の空調空間の空気調和を行う空調装置と、を備える。前記天井に第一熱抵抗部材が設けられ、前記外壁に第二熱抵抗部材が設けられる。前記建物が建築される場所の外気温度および日射量、前記空調装置による前記空調空間の設定温度、前記天井および前記第一熱抵抗部材の熱抵抗、および、前記外壁および前記第二熱抵抗部材の熱抵抗、から、前記第一熱抵抗部材を有する前記天井の室内側の面の温度である第一表面温度および前記第二熱抵抗部材を有する前記外壁の室内側の面の温度である第二表面温度が求まる。前記第一表面温度－前記第二表面温度＜所定の限界温度差を満たすように、前記第一熱抵抗部材と前記第二熱抵抗部材とが設けられることを特徴とする。
　また、前記建物が建築される前記場所が、日中の最高外気温度が年間を通じて所定の変動範囲内に納まる場所であり、前記日射量が、任意の一日の最大の水平面全天日射量となる時の日射量であり、前記外気温度が、任意の一日の最大の水平面全天日射量となる時の外気温度であることが好ましい。
図１は、建物の断熱構造を示す断面図である。 図２は、従来の建物における天井と壁とから放射される輻射熱を説明する断面図である。
　本発明は、日射を受ける天井および外壁と、前記天井および前記外壁を有する部屋の空調空間の空気調和を行う空調装置と、を備える建物の断熱構造である。
　図１に示すように、建物１は、建物１の躯体となる天井２、外壁３および各階の床（下階がある場合には下階の天井を兼ねる）を備えたものである。図１に示す建物は、二階建ての建物であるが、一階建や三階建以上であってもよい。本発明は、日射を受ける天井２および外壁３を有する部分（部屋）の断熱構造が主な対象であり、主に最上階の天井２および外壁３を考慮するものであるが、建物が総二階でない場合等には最上階でない階の天井２および外壁３を考慮することになり、最上階に特に限定されない。また、外壁３は日射を受けるものであり、日射を受けない間仕切り壁等は、建物の躯体であっても外壁３には含まれないものとする。
　なお、天井２および外壁３が日射を受けるとは、建物１の躯体となる天井２および外壁３そのものが日射を受けること含むのは勿論のこと、天井２および外壁３の室外側に設けられる、躯体に熱的に連結される後述する外装材が日射を受ける場合も含まれる。
　本実施形態では、天井２および外壁３は、いわゆるＰＣパネル（Precast Concrete Panel）により形成されているが、特にＰＣパネルに限定されない。天井２および外壁３（すなわち建物１の躯体）として用いられるＰＣパネルは、予め工場等にて製造される。建物１は、製造されて完成したＰＣパネルが建築現場に搬送され、建築現場でＰＣパネルが相互に連結されて建物１が組み上げられる、いわゆるＷＰＣ（Wall Precast Concrete）工法により建築される。これにより、現場打ちコンクリート造りの建物と比較して、工期が短く、また、現場打ちコンクリートよりも一般にコンクリート強度が強いＰＣパネルが用いられて、建物１全体の強度が安定して得られる。
　また建物１は、連棟、すなわち、居住空間が互いに独立した隣接する棟が、隣接する側の外壁３を界壁として共有して、複数棟が連なるものであってもよい。
　建物１には、通常、躯体（天井２、外壁３）に、各種の外装材、内装材、断熱材が設けられるが、必ずしもこれらの全てが設けられなくてもよく、一部のみであってもよい。また、このような外装材、内装材、断熱材は、躯体の略全面に設けられることが好ましいが、一部に設けられない部分があってもよい。
　また、断熱材は、躯体の外側に設けられてもよいし（いわゆる外貼断熱）、躯体の内側に設けられてもよいが（いわゆる内貼断熱）、躯体を冷やさなくてもよい分、空調の立ち上がり性が高く、効率的である。
　天井２に設けられる外装材、内装材、断熱材をまとめて第一熱抵抗部材４とし、外壁３に設けられる外装材、内装材、断熱材をまとめて第二熱抵抗部材５とする。
　建物１には、部屋の空調空間の空気調和を行う空調装置が設けられる。空調装置としては、ヒートポンプ式をはじめ各種多数の既存の装置があり、これらが適宜利用可能であって、特に限定されない。また、空調装置としては、空調空間の気温を自動で所定の設定温度に維持する機能を備えたものが用いられる。所定の設定温度は、任意に設定可能であることが好ましい。なお、空調空間の気温を所定の設定温度に維持する、とは、所定の設定温度に対する空調空間の気温の誤差が所定範囲内に収まることを意味する。また、空調装置は、タイマー機能（入りタイマー、切りタイマー）、開始時刻および終了時刻設定機能等を備えたものも多く、これらが適宜利用可能である。
　本発明の断熱構造は、建物１が建築される場所が、日本よりも太陽高度が高い（緯度が小さい）場所である場合に、効果が大きくなる。本実施形態では、建物１が建築される場所は、例えばマレーシアといった東南アジア諸国をはじめとする赤道直下やその近傍の地域であって、日中の最高外気温度が年間を通じて所定の変動範囲内に納まる場所（いわゆる常暑地）である。例えば、日中の最高外気温度が、年平均３２℃程度で、年間を通じても２９～３５℃（すなわち±３Ｋ）の所定の変動範囲内に納まる場所が挙げられる。
　本発明の断熱構造にあっては、天井２の室内側の面からの輻射熱と、外壁３の室内側の面からの輻射熱の差が大きくならないように、天井２の室内側の面の温度（これを第一表面温度θｓｉ，Ｃ［℃］とする）と、外壁３の室内側の面の温度（これを第二表面温度θｓｉ，Ｗ［℃］とする）との差が、所定の限界温度差未満（または以下）となるように第一熱抵抗部材４と第二熱抵抗部材５とが設けられるものである。第一表面温度θｓｉ，Ｃは、躯体の天井２の内側に第一熱抵抗部材４が設けられない場合には、躯体の天井２の室内側の表面温度、躯体の天井２の内側に第一熱抵抗部材４が設けられる場合には、最も内側に位置する第一熱抵抗部材４の室内側の表面温度である。第二表面温度θｓｉ，Ｗは、躯体の外壁３の内側に第二熱抵抗部材５が設けられない場合には、躯体の外壁３の室内側の表面温度、躯体の外壁３の内側に第二熱抵抗部材５が設けられる場合には、最も内側に位置する第二熱抵抗部材５の室内側の表面温度である。
　第一表面温度θｓｉ，Ｃ［℃］および第二表面温度θｓｉ，Ｗ［℃］は、＜１＞建物１が建築される場所の外気温度θｏ［℃］および＜２＞日射量、＜３＞空調装置による空調空間の設定温度θｉ［℃］、＜４＞天井２および第一熱抵抗部材４の熱抵抗、＜５＞外壁３および第二熱抵抗部材５の熱抵抗、とから、計算により求められる。
　＜１＞建物１が建築される場所の外気温度θｏは、現地の気象庁や研究機関等のデータが利用可能であり、自ら計測しても勿論よい。建物１が建築される場所の外気温度θｏとしては、日中の最高外気温度の年間を通じた最高値や平均値、太陽が年間を通じた最高の太陽高度にある時の外気温度、日中の平均外気温度のある日付けの値や年間を通じた最高値や平均値、が用いられるが、それ以外であってもよい。
　＜２＞建物１が建築される場所の日射量は、現地の気象庁や研究機関等のデータが利用可能であり、自ら計測しても勿論よいし、その場所の太陽高度（緯度）からも求められる。日射量は、法線面直達日射量Ｊｂ［Ｗ／ｍ２］と、水平面天空日射量Ｊｄ［Ｗ／ｍ２］とからなる。
　法線面直達日射量Ｊｂは、いわゆるブーゲ（Bouguer）の式等の算出式により求められる。ブーゲの式等の算出式については説明は省略するが、大気外日射量、大気透過率および大気質量を入力値として、算出式により法線面直達日射量Ｊｂが算出される。
　水平面天空日射量Ｊｄは、いわゆるベルラーゲ（Berlage）の式等の算出式により求められる。ベルラーゲの式等の算出式については説明は省略するが、大気外日射量、大気透過率および太陽高度を入力値として、算出式により水平面天空日射量Ｊｄが算出される。使用される法線面直達日射量Ｊｂおよび水平面天空日射量Ｊｄは、任意の一日における水平面天空日射量Ｊｄが最大となる時の値（例えば、日中の水平面天空日射量Ｊｄの最大値が年間を通じて最大となる日の日中における最大値）や、日中の最大値の年間を通じた平均値等が適宜利用可能であり、前記以外であってもよい。
　＜３＞空調装置による空調空間の設定温度θｉ［℃］は、２６℃、２７℃、２８℃等、適宜、任意に設定されるもので、数値は特に限定されない。
　＜４＞天井２および第一熱抵抗部材４の熱抵抗［ｍ２・Ｋ／Ｗ］は、躯体となる天井２、外装材、内装材、断熱材のそれぞれの熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］および厚み［ｍ］から求められる熱抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］と、天井２、外装材、内装材および断熱材の室外側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］（通気層がない場合は０．０４［ｍ２・Ｋ／Ｗ］、通気層がある場合は０．０９［ｍ２・Ｋ／Ｗ］）および室内側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］（通常は０．０９［ｍ２・Ｋ／Ｗ］）とから、一般に求められるもので、詳細な説明は省略する。天井２および第一熱抵抗部材４の熱抵抗［ｍ２・Ｋ／Ｗ］から、天井２および第一熱抵抗部材４の熱貫流率ＵＣ［Ｗ／ｍ２・Ｋ］が求められる。
　＜５＞外壁３および第二熱抵抗部材５の熱抵抗［ｍ２・Ｋ／Ｗ］は、躯体となる外壁３、外装材、内装材、断熱材のそれぞれの熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］および厚み［ｍ］から求められる熱抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］と、外壁３、外装材、内装材および断熱材の室外側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］（通気層がない場合は０．０４［ｍ２・Ｋ／Ｗ］、通気層がある場合は０．１１［ｍ２・Ｋ／Ｗ］）および室内側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］（通常は０．１１［ｍ２・Ｋ／Ｗ］）とから、一般に求められるもので、詳細な説明は省略する。外壁３および第二熱抵抗部材５の熱抵抗［ｍ２・Ｋ／Ｗ］から、外壁３および第二熱抵抗部材５の熱貫流率Ｕｗ［Ｗ／ｍ２・Ｋ］が求められる。
　次に、第一表面温度θｓｉ，Ｃ［℃］を求めるべく、天井２（第一熱抵抗部材４を含む）の室外側の面の相当外気温度θＳＡＴ，Ｃ［℃］を求める。相当外気温度θＳＡＴ，Ｃは、躯体の天井２の外側に第一熱抵抗部材４が設けられない場合には、躯体の天井２の室外側の面の相当外気温度、躯体の天井２の外側に第一熱抵抗部材４が設けられる場合には、最も外側に位置する第一熱抵抗部材４の室外側の面の相当外気温度である。相当外気温度θＳＡＴ，Ｃは、［数１］式により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　ここで、αＯ，Ｃは天井２、外装材、内装材および断熱材の室外側の表面の熱伝達率［Ｗ／ｍ２・Ｋ］で、上記＜４＞の項で説明した天井２、外装材、内装材および断熱材の室外側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］の逆数として求められる。ａＳは日射吸収率［Ｗ／ｍ２・Ｋ］で、材質により定まるもので、不明な場合には一般的に０．８とする。ＪＧは全天日射量で、太陽高度角［ｄｅｇ］をｈとした時、［数２］式により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
　そして、第一表面温度θｓｉ，Ｃ［℃］は、［数３］式により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  
　ここで、αｉ，Ｃは天井２、外装材、内装材および断熱材の室内側の表面の熱伝達率［Ｗ／ｍ２・Ｋ］で、上記＜４＞の項で説明した天井２、外装材、内装材および断熱材の室内側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］の逆数として求められる。
　次に、第二表面温度θｓｉ，Ｗ［℃］を求めるべく、外壁３（第二熱抵抗部材５を含む）の室外側の面の相当外気温度θＳＡＴ，Ｗ［℃］を求める。相当外気温度θＳＡＴ，Ｗは、躯体の外壁３の外側に第二熱抵抗部材５が設けられない場合には、躯体の外壁３の室外側の面の相当外気温度、躯体の外壁３の外側に第二熱抵抗部材５が設けられる場合には、最も外側に位置する第二熱抵抗部材５の室外側の面の相当外気温度である。相当外気温度θＳＡＴ，Ｗは、［数４］式により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  
　ここで、αＯ，Ｗは外壁３、外装材、内装材および断熱材の室外側の表面の熱伝達率［Ｗ／ｍ２・Ｋ］で、上記＜５＞の項で説明した外壁３、外装材、内装材および断熱材の室外側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］の逆数として求められる。
　そして、第二表面温度θｓｉ，Ｗ［℃］は、［数５］式により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  
　ここで、αｉ，Ｗは外壁３、外装材、内装材および断熱材の室内側の表面の熱伝達率［Ｗ／ｍ２・Ｋ］で、上記＜５＞の項で説明した外壁３、外装材、内装材および断熱材の室内側の熱伝達抵抗値［ｍ２・Ｋ／Ｗ］の逆数として求められる。
　上記［数１］～［数５］において用いられている記号表を［表１］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　そして、第一表面温度θｓｉ，Ｃ－第二表面温度θｓｉ，Ｗ＜所定の限界温度差を満たすように、第一熱抵抗部材４と第二熱抵抗部材５とが設けられる。すなわち、天井２および第一熱抵抗部材４の熱貫流率ＵＣと、外壁３および第二熱抵抗部材５の熱貫流率Ｕｗとが、それぞれ所定の設計性能を発揮する範囲内で、第一熱抵抗部材４および第二熱抵抗部材５、すなわちこれらを構成する外装材、内装材、断熱材が設定される。通常は、断熱材を変更し調整されるが、外装材、内装材を変更して調整してもよい。
　所定の限界温度差は、１［Ｋ］、２［Ｋ］、３［Ｋ］、４［Ｋ］、５［Ｋ］、１０［Ｋ］等、適宜設定されるが、一般的には、第一表面温度θｓｉ，Ｃと第二表面温度θｓｉ，Ｗとの差が大きくなることによって、空調環境下に居る者が人体の熱的快適性について不快に感じる者の割合が１０％を超えると考えられる５［Ｋ］とすることが好ましい。
　上述したように、本発明における断熱構造においては、第一表面温度θｓｉ，Ｃと第二表面温度θｓｉ，Ｗの温度差が所定の限界温度差未満（または以下）となる。これによって、天井２の室内側の面からの輻射熱と、外壁３の室内側の面からの輻射熱の差が大きくなり難くなる。この結果、建物１内の空調環境下に居る者が人体の熱的快適性について不快に感じ難くなる。
　また、建物１が建築される場所が、日中の最高外気温度が年間を通じて所定の変動範囲内に納まる常暑地であると、年間を通じて、設計通りの断熱効果が得られるものであり、本発明による効果が顕著に得られる。
　本発明における断熱構造について、シミュレーションを行ったので、以下に説明する。
　建物１は、厚み１５０ｍｍのコンクリートに３０ｍｍ程度の断熱材を設けた、縦横各３．６ｍ、高さ３．０ｍの矩形状をしたものとし、四側面が東西南北を向くように設置される。
　場所としては、マレーシア内の地点を想定し、８月１日正午の平均的な気象条件を用いている（［表２］参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　その他の数値条件を［表３］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
　第一表面温度θｓｉ，Ｃ－第二表面温度θｓｉ，Ｗ＜所定の限界温度差を満たす熱貫流率ＵＣおよび熱貫流率Ｕｗの一例を求めた。その結果を［表４］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
　同様の条件で、断熱材を設けない無断熱の断熱構造と、熱損失係数（Ｑ値）を重要視する従来の断熱構造についても、シミュレーションを行った。その結果を［表５］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
　本発明の断熱構造では、第一表面温度θｓｉ，Ｃと第二表面温度θｓｉ，Ｗの表面温度差が０．９℃であった。これに対し、無断熱の断熱構造にあっては、第一表面温度θｓｉ，Ｃと第二表面温度θｓｉ，Ｗの表面温度差が１６．２℃、Ｑ値を重要視する従来の断熱構造にあっては表面温度差が２．０℃となっており、本発明の断熱構造が優れていることが示された。

Claims (2)

  1. 　建物の躯体を構成し日射を受ける天井および外壁と、前記天井および前記外壁を有する部屋の空調空間の空気調和を行う空調装置と、を備える建物の断熱構造であって、
    　前記天井に第一熱抵抗部材が設けられ、前記外壁に第二熱抵抗部材が設けられ、
    　前記建物が建築される場所の外気温度および日射量、前記空調装置による前記空調空間の設定温度、前記天井および前記第一熱抵抗部材の熱抵抗、および、前記外壁および前記第二熱抵抗部材の熱抵抗、から求まる、前記第一熱抵抗部材を有する前記天井の室内側の面の温度である第一表面温度および前記第二熱抵抗部材を有する前記外壁の室内側の面の温度である第二表面温度が、前記第一表面温度－前記第二表面温度＜所定の限界温度差、を満たすように、前記第一熱抵抗部材と前記第二熱抵抗部材とが設けられる
    ことを特徴とする建物の断熱構造。
  2. 　前記建物が建築される前記場所が、日中の最高外気温度が年間を通じて所定の変動範囲内に納まる場所であり、
    　前記日射量が、任意の一日の最大の水平面全天日射量となる時の日射量であり、
    　前記外気温度が、任意の一日の最大の水平面全天日射量となる時の外気温度である
    ことを特徴とする請求項１記載の建物の断熱構造。
PCT/JP2015/001839 2015-01-30 2015-03-30 建物の断熱構造 WO2016120909A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015016432A JP6002255B2 (ja) 2015-01-30 2015-01-30 建物の断熱構造の製造方法
JP2015-016432 2015-01-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016120909A1 true WO2016120909A1 (ja) 2016-08-04

Family

ID=56542577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/001839 WO2016120909A1 (ja) 2015-01-30 2015-03-30 建物の断熱構造

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6002255B2 (ja)
MY (1) MY166362A (ja)
WO (1) WO2016120909A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60141950A (ja) * 1983-12-28 1985-07-27 株式会社ブリヂストン 屋上外断熱構造
JP2001060213A (ja) * 1999-08-23 2001-03-06 Sekisui House Ltd コンピュータによる建築物の温度分布評価方法
JP2003193579A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Asahi Kasei Corp 住 宅
JP2007262825A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Shizen Sozai Kenkyusho:Kk 建築物の外装仕上げ構造とその施工方法
JP3139967U (ja) * 2007-05-28 2008-03-13 海水化学工業株式会社 屋上外断熱防根構造
JP2009257066A (ja) * 2007-10-30 2009-11-05 Sekisui Chem Co Ltd 建物の温熱環境シミュレーション装置と温熱環境表示方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60141950A (ja) * 1983-12-28 1985-07-27 株式会社ブリヂストン 屋上外断熱構造
JP2001060213A (ja) * 1999-08-23 2001-03-06 Sekisui House Ltd コンピュータによる建築物の温度分布評価方法
JP2003193579A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Asahi Kasei Corp 住 宅
JP2007262825A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Shizen Sozai Kenkyusho:Kk 建築物の外装仕上げ構造とその施工方法
JP3139967U (ja) * 2007-05-28 2008-03-13 海水化学工業株式会社 屋上外断熱防根構造
JP2009257066A (ja) * 2007-10-30 2009-11-05 Sekisui Chem Co Ltd 建物の温熱環境シミュレーション装置と温熱環境表示方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6002255B2 (ja) 2016-10-05
JP2016141953A (ja) 2016-08-08
MY166362A (en) 2018-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Simmonds et al. Using radiant cooled floors to condition large spaces and maintain comfort conditions
EP3194677B1 (en) Thermal shell, in particular for a building
Lapisa The effect of building geometric shape and orientation on its energy performance in various climate regions
Westphal et al. Influence of glazed façades on energy consumption for air conditioning of office buildings in Brazilian climates
Ali et al. Influence of passive design parameters on thermal comfort of an office space in a building in Delhi
JP6002255B2 (ja) 建物の断熱構造の製造方法
JP2008107910A (ja) ガラス板の熱的快適性評価方法及び該評価方法を用いたガラス板選択方法
Csáky et al. Simulation of the internal temperature in the PASSOL Laboratory, University of Debrecen
Khakre et al. Cooling load estimation by CLTD method and hap 4.5 for an evaporative cooling system
Alibaba Adaptive Thermal Comfort of an Office for Energy Consumption-Famagusta Case
Atmaca et al. Determining Heat Losses and Heat Gains through the Building Envelope of the Mosques
Berkouk et al. Studying the influence of shading devices on indoor thermal comfort in desert and Mediterranean climates
Braham Active glass walls: A typological and historical account
Kazanci et al. Air and operative temperature measurements in a plus-energy house under different heating strategies
Dhar et al. Thermal characteristics of a vernacular building envelope
JP2003193579A (ja) 住 宅
Fernández et al. Energy efficiency of ventilated façades: Residential buildings, Alicante, Spain
Nowzari et al. Transient performance analysis of a model building integrated with a Trombe-Wall
Tamrakar et al. Study of Thermal comfort in OPD block of Dhulikhel Hospital
Simmonds et al. Comfort conditioning for large spaces.
Ogoli Performance of Natural Ventilation in Deep-plan Educational Buildings: Case Study
Baďurová et al. DYNAMIC SIMULATION OF THE EFFECT OF VENTILATION ON THE THERMAL MICROCLIMATE IN A WOODEN BUILDING
Ibrahim et al. Modest Residential Building Cooling Load Components Analysis
Sunnam et al. Analysis of chilled ceiling performance to control temperature in a data control center using energyplus: a case study
Waheba Enhance the thermal performance of iraqi house using new passive systems in summer season

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IDP00201602508

Country of ref document: ID

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15879810

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15879810

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1