JP5157119B2 - 建物の壁 - Google Patents

Description

本発明は、真空断熱材を用いた建物の壁に関するものである。

近年、環境問題である地球温暖化の対策として民生機器や産業機器だけでなく、建物の省エネルギー化を推進する動きが活発となっている。

建物の省エネルギー化は、従来から用いられている断熱材の厚みを大きくすることで屋外からの侵入熱量を低減する方法が一般的である。しかしながら、断熱材の厚みを大きくすると、建物の骨格となる柱や枠の厚みも大きくなるため、材料の使用量が増えてしまうという課題を有していた。

この課題を解決するために、土台、柱、梁、桁などで構成する軸組間に嵌合する断熱材の一部を真空断熱材で置き換えた断熱パネルが報告されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の断熱パネルの断面図である。

従来の断熱パネル１は、耐力壁用面材２の片面外周の鍔部に柔軟で弾力性を持つ帯状の気密材１７を貼りつけるなどして一体的に設けるとともに、その内側に軸組の内形状に合わせそれより若干小さく形成し、面材２の同側に木ねじなどの固定具１２で一体化した木製や樹脂製などの枠体３の側面周囲には、柔軟で弾力性を持つ帯状の気密材１７を貼りつけるなどして一体的に設けてある。枠体３の面材２の反対側には硬質ポリウレタンの注入発泡の受けとして防湿性能を持つ防湿紙１５が全面に貼付してある。枠体３に囲まれた面材２には、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い外被材の内部を減圧密封してなる真空断熱材５が接着剤によって固定してある。

真空断熱材５は、芯材の外周に位置する外被材のみからなるヒレ部が面材２とは反対側の伝熱面に折り畳まれた状態で配置してある。真空断熱材５と防湿紙１５の間には硬質発泡ポリウレタンが断熱材４としてその隅々まで発泡充填してある。

断熱パネル１は、枠体３、真空断熱材５、断熱材４、防湿紙５、気密材１７によって構成されたパネル本体を軸組内に嵌合し、耐力壁用面材２を釘で固定して体力壁を構成する用にして使用する。その際、耐力壁用面材２に設けた気密材１７は軸組を構成する柱、間柱、土台、桁などの外周面と耐力壁用面材２との間にその隙間を埋めるように挟み込まれるが、十分な柔軟性と弾性を持つので、変形密着し気密層を構成する。一方、枠体３に設けた気密材１７は枠体３と軸組の内周面との間にその隙間を埋めるように挟み込まれるが、前述のごとく十分な柔軟性と弾性を持つので変形し密着して断熱・気密層を構成する。

また、釘などの固定具１２で枠体３に防湿紙１５を介して別の枠体３を連結して、パネルの厚みの調節と防湿紙１５の固定を行っている。

上記構成の従来の断熱パネル１は、耐力壁用面材２と枠体３の間に充填された断熱材４の一部を真空断熱材５で置き換えることにより、資材量を増やさずに断熱性能を高めることができるとされている。
特開平１１−２２０５０号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、現場施工が容易となるように、予め真空断熱材５を含む断熱材をパネル状に組み立てる必要があるため、断熱パネル１を構成する部品数が多くなることが考えられる。また、断熱パネル１の重量が増加するために施工時の取り扱いが困難になると考えられる。

本発明では、上記従来の課題を解決するものであり、断熱性に優れ現場施工が容易な建物の壁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の建物の壁は、屋外側から屋内側に向かう方向に、壁材、繊維状断熱材、真空断熱材の順に配置され、前記繊維状断熱材が、前記壁材と前記真空断熱材により挟持されているものである。

柱や梁などによって構成される軸組間に繊維状断熱材を充填する従来の木造軸組工法に加え、繊維状断熱材を挟持するように繊維状断熱材よりも断熱効果の優れた真空断熱材を配置するため、現場施工が容易である。また、繊維状断熱材が真空断熱材と壁材によって固定されるため、繊維状断熱材の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物の壁が簡素となる。これらの効果により、断熱性に優れ、構造が簡素であり、現場施工が容易な建物の壁を提供することが可能となる。

本発明によれば、柱や梁などによって構成される軸組間に繊維状断熱材を充填する従来の木造軸組工法に加え、繊維状断熱材を挟持するように繊維状断熱材よりも断熱効果の優れた真空断熱材を配置するため、現場施工が容易である。また、繊維状断熱材が真空断熱材と壁材によって固定されるため、繊維状断熱材の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物の壁が簡素となる。これらの効果により、断熱性に優れ、構造が簡素であり、現場施工が容易な建物の壁を提供することが可能となる。

本発明の建物の壁の発明は、屋外側から屋内側に向かう方向に、壁材、繊維状断熱材、真空断熱材の順に配置され、前記繊維状断熱材が、前記壁材と前記真空断熱材により挟持されているものである。

上記構成の本発明の壁の発明は、柱や梁などによって構成される軸組間に繊維状断熱材を充填する従来の木造軸組工法に加え、繊維状断熱材を挟持するように、繊維状断熱材よりも断熱効果の優れた真空断熱材を配置するため、現場施工が容易である。また、繊維状断熱材が真空断熱材により壁材に押さえつけられるため、繊維状断熱材の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物の壁が簡素となる。これらの効果により、断熱性に優れ、簡素で現場施工が容易な建物の壁を提供することが可能となる。

次に建物の壁の構成材料について説明する。

壁材とは、壁、床、天井、屋根等の内外装に用いる下地材や仕上げ材を指し、木質系セメント板、パルプセメント板、窯業系サイディング、スレート・木毛セメント積層板、繊維強化セメント板、ロックウールシージング板、パーティクルボード、せっこうボード、合板など従来公知の材料が使用できる。

繊維状断熱材とは、グラスウールやロックウールからなる人造鉱物繊維保温材や、グラスウールやロックウール、セルローズファイバーからなる吹込み用繊維質断熱材を指す。

なお、繊維状断熱材の厚みに関して特に指定するものではないが、壁の断熱方向に隙間が生じないように繊維状断熱材と真空断熱材を壁内に配置できれば良い。

真空断熱材とは、芯材を、ガスバリア性を有する外被材で覆い、外被材の内部を減圧密封したものである。

なお、芯材の種類について特に指定するものではないが、気層比率９０％前後の多孔体をシート状または板状に加工したものであり、ウレタンフォーム、スチレンフォーム、フェノールフォームなどの連続気泡体や、グラスウールやロックウール、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維などの繊維体、パーライトや湿式シリカ、乾式シリカなどの粉体など、従来公知の芯材が利用できる。

なお、外被材に使用するラミネートフィルムは、最内層を熱溶着層とし、中間層にはガスバリア層として金属箔あるいは金属蒸着層を有し、最外層には表面保護層を設けたものが適用できる。

なお、熱溶着層としては特に指定するものではないが、低密度ポリエチレンフィルム、直鎖低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム等の熱可塑性樹脂或いはそれらの混合体が使用できる。

また、ガスバリア層としては、アルミニウム箔や銅箔などの金属箔や、ポリエチレンテレフタレートフィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体へアルミニウムや銅等の金属原子や、アルミナやシリカ等の金属酸化物を蒸着したフィルム等が使用できる。

また、表面保護層としては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム等従来公知の材料が使用できる。

なお、真空断熱材内部へ侵入する水蒸気や気体を捕集するための水分吸着剤や気体吸着剤を使用することで、真空断熱材の内部真空度を長期にわたって維持することが可能となる。

なお、真空断熱材の固定方法については特に指定するものではないが、真空断熱材の溶着部を釘や螺子、タッカー、粘着テープ、接着剤など従来公知の固定部材を用いて柱へ固定する方法や、柱間の距離と等幅の真空断熱材を柱間に押し込んで固定する方法などが使用できる。

なお、熱溶着部とは真空断熱材を構成する外被材が、対向する外被材と熱により溶着したものである。

また、繊維状断熱材と真空断熱材の位置関係に関して、繊維状断熱材は室内側の壁材、室外側の壁材のどちらに位置しても良く、真空断熱材の両側に繊維状断熱材を配置しても良い。

また、真空断熱材の形状に関して特に指定するものではなく、エアコンや換気扇などダクトのように壁を貫通する箇所を避けて真空断熱材の寸法を配置したり、真空断熱材に切り欠きや貫通孔を設けても良い。さらに、複数の芯材が独立した各真空空間内にそれぞれ位置するように減圧密封され、対向する外被材の熱溶着層同士が熱溶着された真空断熱材を用いると、壁を貫通する箇所に変更が生じても真空断熱材の傷つきを一部に留めることができる。

また、本発明は、繊維状断熱材の少なくとも一部が、表被材によってくるまれているものである。

本発明の建物の壁は、繊維状断熱材が表被材を介して壁材もしくは真空断熱材と接することで、壁材や真空断熱材へ繊維状断熱材を、接着剤や両面テープなどを用いて容易に固定することができる。これにより、繊維状断熱材と真空断熱材とが一体となり、繊維状断熱材と真空断熱材が一度に施工できる。

表被材とは、繊維状断熱材の防湿、放射、保護、施工性の向上などを目的として、断熱材の外部を覆うものを指し、ポリエチレンフィルムやアスファルト防水紙、クラフト紙など従来公知の材料が使用できる。

なお、表被材の形態については特に指定するものではないが、袋状や帯状の形態で繊維状断熱材の一部もしくは全部をくるむ方法が考えられる。

また、本発明は、繊維状断熱材および真空断熱材の少なくとも一部が、表被材によってくるまれているものである。

本発明の建物の壁は、繊維状断熱材と真空断熱材とが表被材によって予め一体化されているため、建築現場にて繊維状断熱材と真空断熱材とを貼り合わせる工程が省略できることから現場施工がさらに容易なものとなる。

なお、表被材の形態については特に指定するものではないが、袋状や帯状の形態で繊維状断熱材および真空断熱材の一部もしくは全部をくるむ方法が考えられる。

また、本発明は、繊維状断熱材の少なくとも一部をくるむ表被材が、真空断熱材を収納する袋を有するものである。

本発明の建物の壁は、表面材に真空断熱材を収納する袋を設けることで、繊維状断熱材と真空断熱材とが予め一体化された断熱材であっても、施工現場での真空断熱材の取替えが容易となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における建物の断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１、図２に示すように、建物６の壁は、コンクリート基礎２１で下端が固定された鉛直方向の複数の柱８に水平方向の複数の柱８を組んで格子状の柱８の枠を構成し、柱８の屋外側面に構造用面材となる壁材７を貼り、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、壁材７と平行に隙間無く繊維状断熱材９を充填し、柱８の枠の内寸に合う外寸の真空断熱材５を柱８の枠内に押し込んで、繊維状断熱材９を壁材７側に押さえつけた状態で、柱８の屋内側面に構造用面材となる壁材７を貼り、屋外側の壁材７の屋外側面に複数の木下地１９を並行に組み、木下地１９の屋外側面に壁仕上材２０を固定したものである。

建物６の床は、コンクリート基礎２１の上方に水平に壁材７を設け、壁材７の上に柱８を組み、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、壁材７と平行に隙間無く繊維状断熱材９を充填し、柱８の上面に構造用面材となる壁材７を貼ったものである。また、建物６の屋根は、傾斜した壁材７の屋外側に複数の柱８を介して屋根材１８を固定したものである。

本実施の形態の建物の壁は、屋外側（壁仕上材２０）から屋内側に向かう方向に、壁材７、繊維状断熱材９、真空断熱材５、壁材７の順に配置され、繊維状断熱材９が、壁材７と真空断熱材５により挟持されている。

以上のように構成された建物６の壁について、以下その作用を説明する。

まず、真空断熱材５は、繊維状断熱材９とともに建物６の断熱部を形成するものであり、芯材の外周の外被材１４のみからなるヒレ部は邪魔にならないように折り返している。またヒレ部には、芯材を密封するために対向する外被材１４の熱溶着層同士を熱溶着させた熱溶着部１３がある。壁材７は、柱８とともに建物６の骨格を形成するものである。

本実施の形態による建物６の壁において、柱８や梁などによって構成される軸組間に繊維状断熱材９を充填する従来の木造軸組工法に加え、繊維状断熱材９を挟持するように繊維状断熱材９よりも断熱効果の優れた真空断熱材５を配置するため、断熱性に優れ、施工が容易である。また、繊維状断熱材９が真空断熱材５と壁材７によって固定されるため、繊維状断熱材９の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物６の壁が簡素となる。また、真空断熱材５の固定も柱８間に押し込むだけで固定できるため、建物６の壁が簡素になり、なおかつ、現場施工が容易となる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における建物の断面図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。

図３、図４に示すように、建物６の壁は、コンクリート基礎２１で下端が固定された鉛直方向の複数の柱８に水平方向の複数の柱８を組んで格子状の柱８の枠を構成し、柱８の屋外側面に構造用面材となる壁材７を貼り、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、壁材７と平行に隙間無く繊維状断熱材９を充填し、柱８の枠の内寸に合う外寸の真空断熱材５を柱８の枠内に押し込んで、繊維状断熱材９を壁材７側に押さえつけた状態で、柱８の屋内側面に構造用面材となる壁材７を貼り、屋外側の壁材７の屋外側面に複数の木下地１９を並行に組み、木下地１９の屋外側面に壁仕上材２０を固定したものである。

建物６の床は、コンクリート基礎２１の上方に水平に壁材７を設け、壁材７の上に柱８を組み、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、壁材７と平行に隙間無く繊維状断熱材９を充填し、柱８の上面に構造用面材となる壁材７を貼ったものである。また、建物６の屋根は、傾斜した壁材７の屋外側に複数の柱８を介して屋根材１８を固定したものである。

本実施の形態の建物の壁は、屋外側（壁仕上材２０）から屋内側に向かう方向に、壁材７、繊維状断熱材９、真空断熱材５、壁材７の順に配置され、繊維状断熱材９が、壁材７と真空断熱材５により挟持されている。

本実施の形態は、実施の形態１の構成に加えて、繊維状断熱材９は帯状の表被材１０によりくるまれており、表被材１０と真空断熱材５は接着部材１１を介して密着している。また、真空断熱材５は固定具１２を用い、繊維状断熱材９から離れる方向に折り曲げた真空断熱材５の熱溶着部１３を柱８へ固定している。

以上のように構成された建物６の壁について、以下その作用を説明する。

まず、真空断熱材５は、繊維状断熱材９とともに建物６の断熱部を形成するものであり、芯材の外周の外被材１４のみからなるヒレ部は邪魔にならないように折り曲げている。またヒレ部には、芯材を密封するために対向する外被材１４の熱溶着層同士を熱溶着させた熱溶着部１３がある。壁材７は、柱８とともに建物６の骨格を形成するものである。

表被材１０は、繊維状断熱材９の表面を帯状にくるむものであり、接着部材１１を介して繊維状断熱材９と真空断熱材５とを固定するための被接着部材の役割を果たすものである。

接着部材１１は、表皮材１０と真空断熱材５との間に位置し、表皮材１０と真空断熱材５とを接着させる役割を果たすものである。

固定具１２は、熱溶着部１３を柱８へ固定する役割を果たすものである。

熱溶着部１３は、対向する外被材１４の熱溶着層同士が熱により溶融した後に固化したものであり、外被材１４を所定の形状に保持する役割を果たすものである。また、空気や水蒸気や水蒸気が外被材１４の端部から芯材へ侵入することを抑える役割を果たすものである。

本実施の形態による建物６の壁において、繊維状断熱材９が真空断熱材５と壁材７とによって挟持されており、かつ繊維状断熱材９の表面に位置する表被材１０と真空断熱材５とが接着部材１１によって接着されているため、繊維状断熱材９の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物６の壁が断熱性に優れ、簡素であり、なおかつ現場施工が容易となる。また、真空断熱材５の固定方法も固定具１２によって熱溶着部１３を柱８へ固定するだけであるため、建物６の壁が簡素になり、なおかつ、現場施工が容易となる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における建物の断面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図である。

図５、図６に示すように、建物６の壁は、コンクリート基礎２１で下端が固定された鉛直方向の複数の柱８に水平方向の複数の柱８を組んで格子状の柱８の枠を構成し、柱８の屋外側面に構造用面材となる壁材７を貼り、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、繊維状断熱材９と真空断熱材５とを帯状の表被材１０により一体化させたものを柱８の枠内に押し込んで、繊維状断熱材９を壁材７側に押さえつけた状態で、柱８の屋内側面に構造用面材となる壁材７を貼り、屋外側の壁材７の屋外側面に複数の木下地１９を並行に組み、木下地１９の屋外側面に壁仕上材２０を固定したものである。

建物６の床は、コンクリート基礎２１の上方に水平に壁材７を設け、壁材７の上に柱８を組み、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、壁材７と平行に隙間無く繊維状断熱材９を充填し、柱８の上面に構造用面材となる壁材７を貼ったものである。また、建物６の屋根は、傾斜した壁材７の屋外側に複数の柱８を介して屋根材１８を固定したものである。

本実施の形態の建物の壁は、屋外側（壁仕上材２０）から屋内側に向かう方向に、壁材７、繊維状断熱材９、真空断熱材５、壁材７の順に配置され、繊維状断熱材９が、壁材７と真空断熱材５により挟持されている。

本実施の形態は、実施の形態１の構成に加えて、真空断熱材５と繊維状断熱材９とを帯状の表被材１０により一体化させている。また、真空断熱材５は柱８の枠の内寸に合う外寸であり、繊維状断熱材９を屋外側に向けて真空断熱材５を柱８の枠内へ押し込むことで真空断熱材５および繊維状断熱材９の位置を固定している。

以上のように構成された建物の壁について、以下その作用を説明する。

まず、真空断熱材５は、繊維状断熱材９とともに建物６の断熱部を形成するものであり、芯材の外周の外被材１４のみからなるヒレ部は邪魔にならないように折り返している。またヒレ部には、芯材を密封するために対向する外被材１４の熱溶着層同士を熱溶着させた熱溶着部１３がある。壁材７は、柱８とともに建物６の骨格を形成するものである。

表被材１０は、帯状であり、真空断熱材５と繊維状断熱材９が一体となるようにくるむものである。

本実施の形態による建物６の壁において、表被材１０により繊維状断熱材９が真空断熱材５と一体化されているため、建物６に断熱材を配置する工程が一度で済むことから現場での施工が容易である。また、繊維状断熱材９は、真空断熱材５と壁材７とによって挟持されており、さらに、繊維状断熱材９は表被材１０によって真空断熱材５と一体化されているため、繊維状断熱材９の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物６の壁が簡素である。また、真空断熱材５の固定も柱８枠内に押し込むだけで固定できるため、建物６の壁が簡素になり、なおかつ、現場施工が容易となる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４における建物の断面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線断面図である。

図７、図８に示すように、建物６の壁は、コンクリート基礎２１で下端が固定された鉛直方向の複数の柱８に水平方向の複数の柱８を組んで格子状の柱８の枠を構成し、柱８の屋外側面に構造用面材となる壁材７を貼り、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、繊維状断熱材９と真空断熱材５とを帯状の表被材１０により一体化させたものを柱８の枠内に押し込んで、繊維状断熱材９を壁材７側に押さえつけた状態で、柱８の屋内側面に構造用面材となる壁材７を貼り、屋外側の壁材７の屋外側面に複数の木下地１９を並行に組み、木下地１９の屋外側面に壁仕上材２０を固定したものである。

建物６の床は、コンクリート基礎２１の上方に水平に壁材７を設け、壁材７の上に柱８を組み、壁材７と柱８で構成される枠の内部に、壁材７と平行に隙間無く繊維状断熱材９を充填し、柱８の上面に構造用面材となる壁材７を貼ったものである。また、建物６の屋根は、傾斜した壁材７の屋外側に複数の柱８を介して屋根材１８を固定したものである。

本実施の形態の建物の壁は、屋外側（壁仕上材２０）から屋内側に向かう方向に、壁材７、繊維状断熱材９、真空断熱材５、壁材７の順に配置され、繊維状断熱材９が、壁材７と真空断熱材５により挟持されている。

本実施の形態は、実施の形態３の構成に加えて、表被材１０は繊維状断熱材９全体を包むとともに、真空断熱材５を収納するポケットを有している。また、真空断熱材５は柱８の枠の内寸に合う外寸であり、繊維状断熱材９を屋外側に向けて真空断熱材５を柱８の枠内へ押し込むことで真空断熱材５および繊維状断熱材９の位置を固定している。

以上のように構成された建物６の壁について、以下その作用を説明する。

まず、真空断熱材５は、繊維状断熱材９とともに建物６の断熱部を形成するものであり、芯材の外周の外被材１４のみからなるヒレ部は邪魔にならないように折り返している。またヒレ部には、芯材を密封するために対向する外被材１４の熱溶着層同士を熱溶着させた熱溶着部１３がある。壁材７は、柱８とともに建物６の骨格を形成するものである。

本実施の形態による建物６の壁において、表被材１０により繊維状断熱材９が真空断熱材５と一体化されているため、建物６に断熱材を配置する工程が一度で済むことから現場での施工が容易となる。また、繊維状断熱材９は、真空断熱材５と壁材７とによって挟持されており、さらに、繊維状断熱材９は表被材１０によって真空断熱材５と一体化されているため、繊維状断熱材９の自重による垂れ下がりを防止する為の固定具が不要となることから建物６の壁が簡素となる。また、真空断熱材５の固定も柱８枠内に押し込むだけで固定できるため、建物６の壁が簡素であり、なおかつ、現場施工が容易となる。

以上のように、本発明は、断熱性に優れ簡素で現場施工が容易な建物の壁を提供することができるので、一般の住宅用の建物や、事務所や店舗や倉庫等の建物、冷蔵倉庫、冷凍倉庫等に適用できる。

本発明の実施の形態１における建物の断面図 本発明の実施の形態１における建物の壁をＡ−Ａ線で切断した断面図 本発明の実施の形態２における建物の断面図 本発明の実施の形態２における建物の壁をＢ−Ｂ線で切断した断面図 本発明の実施の形態３における建物の断面図 本発明の実施の形態３における建物の壁をＣ−Ｃ線で切断した断面図 本発明の実施の形態４における建物の断面図 本発明の実施の形態４における建物の壁をＤ−Ｄ線で切断した断面図 従来の断熱パネルの断面図

符号の説明

５ 真空断熱材
６ 建物
７ 壁材
９ 繊維状断熱材
１０ 表被材

Claims (1)

1. 少なくとも、壁材と、繊維状断熱材と、真空断熱材とを有する建物の壁であって、前記繊維状断熱材の少なくとも一部が、表被材によってくるまれているものであり、前記表被材が、真空断熱材を収納する袋を有する建物の壁。

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