JP2008255733A - 建造物の断熱構造及び断熱パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 建造物の断熱構造において、真空断熱材と繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材とを組み合わせて高い断熱性能を得るとともに、断熱材内部に結露が生じないようにする。
【解決手段】 繊維系断熱材等５と真空断熱材１とを組み合わせて、断熱材の厚みを増大させなくても高い断熱性能が得られるようにし、この際、例えば室内側の水蒸気が室外側に向けて流れる建造物の場合には、繊維系断熱材等５よりも室内側Ｉに真空断熱材１がその建造物の壁部や屋根部等の構造体全域に隙間なく設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば木造住宅の壁部における柱や間柱、または屋根部における垂木や母屋間の断熱構造、或いは、鉄筋コクリート造または鉄筋鉄骨コンクリート造（以下、「コンクリート造り」ともいう。）等の建造物における壁部や天井部における躯体の断熱構造、冷蔵庫や冷凍庫や低温庫等の建造物における壁部や天井部における断熱構造に関するものである。

近年、例えば冷蔵庫の断熱材として、フロンの使用の制限を受けて真空断熱材の研究が進められるようになっており、薄肉ながら極めて高い断熱性能を有する真空断熱材が開発されている。この真空断熱材の一般的な形態は、グラスファイバーやシリカ粉末等の芯材の外側をガスバリア性に優れたフィルムで覆うとともに、フィルム内部の芯材部分を真空状態にした後、周縁部を熱溶着で封止するようなものが一般的である。
ところで、省エネルギーや温暖化ガス排出抑制等の理由から、木造住宅やコンクリート造り等の建造物にも断熱性向上が求められており、この際、従来から用いられている繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の厚みを厚くすれば簡単に対応可能であるが、居住空間の有効利用等の観点から、建造物の壁や屋根（天井）等の各部位における厚みは適度の範囲に納めることが好ましいことはいうまでもない。
そこで、真空断熱材と繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材とを組み合わせた複合断熱材が提案されており、例えば住宅などの断熱壁として、複数個の真空断熱材をポリウレタンフォーム等の発泡合成樹脂で覆うようにした技術（例えば、特許文献１参照。）や、真空断熱材にポリウレタンフォーム等の断熱材を積層するようにした技術（例えば、特許文献２参照。）や、真空断熱材をポリウレタンフォーム等の合成樹脂フォームで覆った真空断熱ボードを形成し、外断熱構造に適用できるようにした技術（例えば、特許文献３参照。）などが知られている。
特開平１０−２１９８６５号公報 特開平１１−６３３７５号公報 特開２００６−９００７０号公報

ところで、上記技術はいずれも真空断熱材の周囲を単に繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材で覆うような技術であり、必ずしも水蒸気透過性能を考慮して設けられていないため、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露が生じる問題があった。そして、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露が生じると、断熱性が低下し易く、また断熱材の耐久性が低下する等の不具合があった。
すなわち、特に繊維系断熱材などは水蒸気を透過しやすく、また発泡樹脂系断熱材なども種類によっては比較的透湿性が高い反面、真空断熱材のガスバリア性フィルムなどは、水蒸気を遮断する性能が極めて高いため、真空断熱材と繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材との配置を適切にしないと、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露が生じてしまう虞があった。

そこで本発明は、建造物の断熱構造において、真空断熱材と繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材とを組み合わせて、高い断熱性能を得るとともに、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露が生じないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材と真空断熱材とが組み合わせられる建造物の断熱構造であって、前記真空断熱材は、周縁部の少なくとも一部に、芯材の周囲を覆うガスバリヤ性フィルム同士が融着されて芯材部分を封止するミミ部が形成されるものであり、隣接する真空断熱材のミミ部同士が重ね合わせられて、室内側の水蒸気が室外側に向けて流れる建造物の場合には、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室内側に、真空断熱材が建造物の構造体全域に隙間なく設けられ、或いは、室外側の水蒸気が室内側に向けて流れる建造物の場合には、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室外側に真空断熱材が隙間なく設けられることを特徴とするものである。

ここで、本発明の建造物としては、主として人や動物が居住し、生活し、活動などを行う木造住宅や、鉄筋コクリート造または鉄筋鉄骨コンクリート造等の建物や、人や動物や居住しないが、物等を保管する倉庫等のほか、室内を冷やして物を保管する保冷庫や冷蔵倉庫等を含むものである。そして人や動物が居住したり、単に物を保管する倉庫等の建物においては、夏季の室内冷房時等を除いて室内側の温度が高く、室外側の温度が低いのが一般的である。このため、水蒸気圧は、温度の高い室内側が高く、温度の低い室外側が低くなり、室内側の水蒸気が室外側に向けて流れることになり、本明細書では、このような建物を「室内側の水蒸気が室外側に向けて流れる建造物」と称する。従って、このように室内側の水蒸気が室外側に向けて流れる場合には、真空断熱材を繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室内側に設けておけば、真空断熱材よりも室外側に設けた繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露が生じることがない。

一方、室内側が低温に保持される保冷庫や冷蔵倉庫等の建物においては、室内側の温度が低く、室外側の温度が高いため、水蒸気は温度の高い室外側から室内側に流れる。このため、本明細書では、このような建物を「室外側の水蒸気が室内側に向けて流れる建造物」と称する。従って、この水蒸気を、室外側に設けた真空断熱材のガスバリア性フィルムで遮断すれば、室内側に設けた繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露が生じることがない。

また本発明では、繊維樹脂系断熱材または発泡樹脂製断熱材と真空断熱材と表装材とが組み合わせられて一体化される断熱パネルにおいて、前記真空断熱材として、周縁部の少なくとも一部に、芯材の周囲を覆うガスバリヤ性フィルム同士が融着されて芯材部分を封止するミミ部が形成されるものであり、この真空断熱材が、前記表装材と繊維系断熱材または発泡樹脂断熱材との間に配設されるとともに、前記真空断熱材は、表装材の一面全域に隙間なく設けるようにした断熱パネルである。
このような断熱パネルは、建造物の壁部や屋根部（天井部）等の構造体を断熱する目的で使用することができ、この断熱パネルは、表装材の一面全域が真空断熱材により隙間なく覆われるため、この断熱パネルを建造物の壁部や屋根部（天井部）等の構造体に施工しても、その壁部や屋根部（天井部）等の構造体に配設されている繊維樹脂系断熱材または発泡樹脂製断熱材の内部において結露が生じることがなく、経時の断熱性を良好にすることができる。
なお、真空断熱材のミミ部を、例えば木造住宅の建造物における柱や垂木、或いはコンクリート造の建造物における壁部や天井部等の躯体（構造体）などに、タッカーや釘等の留付け金具を使用して固定すれば、真空断熱材の芯材部分の真空度が損なわれることがなく、断熱性低下の不具合を防止することができる。

繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材と真空断熱材とが組み合わせられる建造物の断熱構造において、上述したように室内側の水蒸気が室外側に向けて流れる場合には、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室内側に真空断熱材が隙間なく設けることにより、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露を生じることがなく、断熱性の低下や断熱材の耐久性低下を防止することができる。
また、上述したように室外側の水蒸気が室内側に向けて流れる場合（つまり、室外側よりも室内側が低温に保持される建造物の場合）には、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室外側に真空断熱材が隙間なく設けることにより、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露を生じることがなく、断熱性の低下や断熱材の耐久性低下を防止することができる。
すなわち、建造物の壁部または屋根部（天井部）等の構造体において、複数の真空断熱材を使用するものであるが、真空断熱材の周縁部のミミ部を重ね合わせて、かつ壁部または屋根部（天井部）等の構造体において真空断熱材を隙間なく設けることにより、壁部や屋根部（天井部）等の構造体において設けられた繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露を生じさせない。
また、繊維樹脂系断熱材または発泡樹脂系断熱材と真空断熱材と表装材とが組み合わせられて一体化される断熱パネルにおいて、真空断熱材として、周縁部の少なくとも一部にミミ部が形成されるものとし、表装材の一面全域が真空断熱材により隙間なく設けたパネルであれば、例えばコンクリート壁等に固定する際に、ミミ部を利用して真空度を損なわせることなく固定することができ、断熱性を維持できるとともに繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材の内部において結露を生じさせない。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る断熱構造を室外側が低温に保持される木造住宅の建造物に適用した例を示す説明図、図２は本発明に係る断熱構造を室内側が低温に保持されるコンクリート造りの建造物に適用した例を示す説明図、図３は本発明に係る断熱パネルの一例を示す説明図、図４は真空断熱材の一例を示す説明図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。

本発明に係る建造物の断熱構造は、真空断熱材と繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材（以下、「繊維系断熱材等」という。）とを組み合わせることによって、高い断熱性能を得るとともに、繊維系断熱材等の内部にいて結露が生じないようにされ、また、室内側Ｉの暖気（水蒸気）が室外側Ｏに向けて流れ出さないように、或いは室外側Ｏの暖気（水蒸気）が室内側Ｉに向けて流れ込まないように真空断熱材１を建造物の壁部や屋根部（天井部）等の構造体全域において隙間なく、さらに、繊維系断熱材等５より室内側Ｉ或いは室外側Ｏに設ける断熱構造である。

まず、本発明に係る建造物の断熱構造を説明する前に、真空断熱材の基本的構成について、図４、図５に基づき説明する。
真空断熱材１は、図４、図５に示すように、一般的に、無機質発泡粉末やシリカ粉末やグラスファイバ等の芯材２の周囲をガスバリア性フィルム３で覆い、内部の芯材部分を真空引きした後、周縁部を熱融着して芯材部分を封止した構造を有しており、このため、ガスバリア性フィルム３は、表面側のアルミニウム箔等の金属箔層と裏面側の融着性のある樹脂フィルム層とが積層されたラミネート構造にされている。

そして、周縁部の融着封止部は、芯材２の存在しないフィルム３だけの部分であり、以下、この部分をミミ部４と称する。
なお、このミミ部４は、図では周縁部の四辺に形成された例を示しているが、必ずしも四辺に形成されるものではなく、少なくとも一辺に形成されていればよく、特に複数並べる場合には、少なくとも対向二辺に形成されていればより好ましい。

次に、以上のような真空断熱材１と繊維系断熱材等５とを組み合わせた断熱構造について、図1から順次説明する。
図1は、木造住宅の建造物における柱や間柱間（或いは、垂木間や母屋間）に繊維系断熱材等を充填した充填断熱工法の一例である。

本発明の断熱構造は、例えば図１に示すような木造住宅の建造物において、室内側Ｉの暖気（水蒸気）が室外側Ｏに向けて流れ出さないように真空断熱材１を壁部や屋根部（天井部）等の構造体全域において隙間なく、そして、繊維系断熱材等５より室内側Ｉに設けることにより、真空断熱材の芯材を被覆するガスバリア性フィルム３の高い水蒸気遮断性を利用して、極めて高い防湿層を実現し、繊維系断熱材等５の内部において結露を生じさせないものである。
この際、必要に応じて隣接する真空断熱材１のミミ部の重ね合わせられた部分を両面接着テープやタッカーや釘で固定してもよい。
なお、真空断熱材１の室外側Ｉには内装材７を張り付けるものである。

以上のような要領により、壁または屋根等の厚みをなんら増加させることなく、高断熱性能を得ることができ、しかも繊維系断熱材等５の内部において結露を生じさせないものである。しかも、柱や間柱６（或いは垂木、母屋）などの構造体への結露も防止することができる。

次に、室内側Ｉが低温に保持されたコンクリート造りの建造物の断熱構造について、図２に基づき説明する。
室内側Ｉが低温に保持される建造物としては、例えば保冷庫や冷蔵倉庫や冷蔵庫等が挙げられる。これらの建造物は、例えば庫内温度が０℃以下で使用される場合があり、水蒸気圧の関係で、水蒸気の流れは上記の場合とは逆に、室外側Ｏから室内側Ｉに向かうようになり、断熱材の防湿層は室外側Ｏに設ける必要がある。そこで、従来コンクリートやＡＬＣ板などの躯体８全域にシート状またはフェルト状の防湿層を形成するか、または防湿材を塗布するなどして対応しているものであったが、その防湿層を形成するのに手間が掛かっていた。一方で、保冷庫や冷蔵倉庫や冷蔵庫等の建造物においても、省エネルギー対策上、断熱性能の向上が求められるほか、断熱材の長期の性能維持が要求され、しかも庫内容量の削減を避けることも要求される。
そこで、本発明のこのような建造物の場合には、繊維系断熱材等５として従来から用いられている現場発泡ウレタンフォームと、真空断熱材１とを組み合わせることにより、繊維系断熱材等５の厚みを増すことなく、高い断熱性能を得ることができ、しかも躯体８全域に真空断熱材１を設けることにより、従来躯体８全域にシート状またはフェルト状の防湿層を形成する１工程を少なくすることができるものである。

すなわち、本発明は図２に示すように、現場発泡ウレタンフォーム（繊維系断熱材等５）をコンクリートまたはＡＬＣ板などの躯体８の室内側Ｉに吹き付ける際に、予め真空断熱材１を躯体８に隙間なく設ける。その結果、真空断熱材１のガスバリア性フィルム３により高い防湿層が形成される。この際、真空断熱材１の周縁部のミミ部４は十分長く確保し、必要により隣接する真空断熱材１のミミ部４同士を両面接着テープで接着するようにしてもよい。そして、ミミ部４同士を重ね合わせて躯体８全域に隙間なく設け、その上から現場発泡ウレタンフォーム５（繊維系断熱材等５）を吹き付けて形成したコンクリート造りの建造物の断熱構造である。
以上のような方法により、高い断熱性能を得ることができるとともに、別途、防湿層を施工する工程を省略できるものである。
なお、図２では説明上躯体８と真空断熱材１との間に僅かな隙間が形成されている部分もあるが、このような隙間は無くすことが好ましい。

次に、繊維系断熱材等５と真空断熱材１とを組み合わせて一体化した断熱パネル１２について、図３に基づき説明する。
従来から、石膏ボードなどの表装材１０と、繊維系断熱材等５とを複合一体化した断熱パネルを、例えばコンクリート造の建造物を断熱する目的でコンクリートの室内側壁面に接着したり、留付け金具などで留め付けられたりして使用されていた。
この場合も、当然省エネルギーの観点から断熱性能向上の要請は強く、しかも断熱材の厚みを増すことは室内空間の減少を招くことから、断熱材の厚みは最小限に抑えることが望ましいものであった。

そこで、本発明は、従来の断熱パネルの内部に真空断熱材１を挿入し、厚みを増加させないで高断熱性能を達成するとともに、図３に示すように断熱パネル１２を、図１にしめすような木造住宅に施工する際には、真空断熱材１を繊維系断熱材等５よりも室内側に設け、かつ表装材１０の裏面（表装材１０の室外側Ｏの面）の全域に隙間が生じないように設けることで、繊維系断熱材等５の内部に結露が生じないようにすることができた。

本発明の断熱パネル１２は、図３に示すように、予め石膏ボードなどの表装材１０の裏面（表装材１０の室外側Ｏの面）の全域に隙間が生じないよう、真空断熱材１のガスバリア性フィルム３を密着させて貼りつけておき、この際、真空断熱材１として、少なくとも周縁部の一部にミミ部４が形成されているようにしておき、その後、硬質ポリウレタンフォーム（繊維系断熱材等５）を専用ラミネート設備で一体に発泡成形する。または、予め、真空断熱材の部分が空洞になるよう加工した板状発泡樹脂断熱材に真空断熱材をはめ込んで、表装材を一体化して成形してもよい。
尚、図３に示す断熱パネル１２の例では、表装材１０の裏面（表装材の室外側Ｏの面）全域に隙間が生じないように真空断熱材１を密着させて貼り付けた例を説明したが、例えば、表装材１０と繊維断熱材等５との間に真空断熱材１が配設されると共に、表装材１０が繊維断熱材等５よりも室外側に設けられたパネルの場合には、表装材１０の室内側Ｉの面全域に隙間が生じないように真空断熱材１を密着させて貼り付けるものである。つまり、表装材１０の真空断熱材１と接する一面において、真空断熱材１は、その表装材１０の一面全域に設けていればよい。

この場合、真空断熱材１のミミ部４の箇所は、断熱パネル１２を柱やコンクリート壁等に留付け金具で固定する際、穴をあけても真空部位（芯材部分）ではないため、真空度が維持され、断熱性能に影響はでない。

以上のような要領により、本発明の断熱構造及び断熱パネルは、厚みの増加を招かないで高い断熱性能を得ることができ、しかも、結露による耐久性の低下や断熱性の低下などの不具合を防止することができる。

なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、真空断熱材１のミミ部４の位置、形状等は例示である。

繊維系断熱材等と真空断熱材とを組み合わせることにより断熱材の厚みを厚くしないでも高断熱性能が得られるようになり、この際、真空断熱材の配置により繊維系断熱材等５の内部に結露が生じないため、木造住宅、鉄筋コンクリート造りまたは鉄筋鉄骨コンクリート造り等の建造物に利用することができる。

本発明に係る断熱構造を室外側が低温に保持される木造住宅の建造物に適用した例を示す説明図 本発明に係る断熱構造を室内側が低温に保持されるコンクリート造りの建造物に適用した例を示す説明図 本発明に係る断熱パネルの一例を示す説明図 真空断熱材の一例を示す説明図 図４のＡ−Ａ線断面図

符号の説明

１…真空断熱材、２…芯材、３…ガスバリア性フィルム、４…ミミ部、５…繊維系断熱材等、１２…断熱パネル、Ｉ…室内側、Ｏ…室外側。

Claims (2)

1. 繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材と真空断熱材とが組み合わせられる建造物の断熱構造であって、
   前記真空断熱材は、周縁部の少なくとも一部に、芯材の周囲を覆うガスバリヤ性フィルム同士が融着されて芯材部分を封止するミミ部が形成されるものであり、
   隣接する真空断熱材のミミ部同士が重ね合わせられるとともに、
   室内側の水蒸気が室外側に向けて流れる建造物の場合には、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室内側で、真空断熱材が建造物の構造体全域に隙間なく設けられ、
   或いは、室外側の水蒸気が室内側に向けて流れる建造物の場合には、繊維系断熱材または発泡樹脂系断熱材よりも室外側に、真空断熱材が構造体全域に隙間なく設けられることを特徴とする建造物の断熱構造。
2. 繊維系断熱材または発泡樹脂製断熱材と真空断熱材と表装材とが組み合わせられて一体化される断熱パネルであって、前記真空断熱材は、周縁部の少なくとも一部に、芯材の周囲を覆うガスバリヤ性フィルム同士が融着されて芯材部分を封止するミミ部が形成されるものであり、この真空断熱材が前記表装材と繊維系断熱材または発泡樹脂断熱材との間に配設されるとともに、前記真空断熱材は、表装材の一面全域に隙間なく設けられることを特徴とする建造物の断熱パネル。

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