JP3762951B2 - 床下蓄熱層 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、床下蓄熱層に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の住宅等の建築物では、防音、防火、耐久性等の観点からコンクリートが用いられる場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリートを用いた建築物は、その密閉性の高さから室内及び床下の湿気が外部に排出されにくいという問題がある。また、コンクリート自体から放出される化学物質や、壁面のクロスや床材等に用いられている接着剤に含まれる化学物質も外部に排出されにくく、人体に悪影響を与えるおそれがあった。
また、コンクリートは蓄熱性が低いため、密閉性が高い割りには暖房効率が悪いという問題もあった。
【0004】
そこで、コンクリート中に所定量の炭素材料(活性炭、木炭、竹炭等)を混入することで、炭素材料が有する種々の特性(空気の浄化及び脱臭作用、湿気及び化学物質の吸着作用、防虫・防カビ作用、遠赤外線放出作用等)を利用して、上述の問題の解消を図ったコンクリートが提案されている。
しかし、コンクリート中に多量の炭素材料を混入させると強度が低下し、一方、混入する炭素材料の量が少ないと、上述したような炭素材料の特性を十分に得られないという問題があった。
【0005】
本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、除湿効果、化学物質の吸着効果、蓄熱効果等を有する床下蓄熱層を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、石膏と炭素材料とを含有するとともに、少なくとも珪素、マグネシウム、アルミニウムを成分とし、かつ、焼結工程を経て得られるセラミックス材料を含有する建築材料、及び、コンクリートを用い、内部にヒーターを備えることを特徴とする床下蓄熱層である。
【0007】
請求項1に記載の発明によれば、建築材料が石膏と炭素材料とを含有するので、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。また、床下蓄熱層の内部にヒーターを備えるので、ヒーターにより暖められた建築材料により、蓄熱効果をより高めることができる。また、床下蓄熱層の一部に用いられるコンクリート中の塩分をセラミックス材料や炭素材料で吸収でき、コンクリートの劣化を防ぐことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建築材料及びコンクリートを用いた床下蓄熱層の実施の形態について説明する。
建築材料は主に石膏と炭素材料とからなり、さらに、微量のセラミックス材料を含むものである。
石膏としては、例えば、硫酸カルシウム2水塩を主成分とする天然石膏や、化学石膏などの一般的な石膏を用いるものとする。
【0017】
炭素材料としては、例えば、木炭や竹炭等の周知の炭を用いるものとする。木炭としては備長炭が好ましい。特に備長炭は、木炭の中でも孔が小さいため、消臭効果、除湿効果及び遠赤外線効果に優れる。
竹炭は木炭よりも孔が多くまたミネラルを多く含んでいるため、炭素材料として竹炭を用いることで、木炭よりもさらに優れた消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果などを得ることができる。
なお、炭素材料として、竹炭と木炭とを混在させても良く、この場合の竹炭と木炭の混合比率は、特に限定されるものではないが、例えば、2:3〜3:2程度でよい。
【0018】
セラミックスは、少なくとも珪素、マグネシウム、アルミニウムを成分とし、かつ、焼結工程を経て得られるものであり、以下のようにして製造する。
まず、シリカ、酸化マグネシウム、アルミナ、ジルコニア等からなる原料無機物を粉砕して、10ミクロンあるいはそれ以下の径を有する粉末にする。原料無機物としては、たとえばシリカ50%、酸化マグネシウム20%、アルミナ20%、ジルコニア10%の割合で各酸化物を混合したものを好適に用いることができる。次いで、得られた粉末状の無機物を400〜800度で4〜8時間焼結する。
【0019】
焼結後の無機粉末に対して、粉末の3倍の重量の硫酸水溶液(30%濃度)を加え、攪拌する。その後、液体部分を取り出し、その液体に対し、前記硫酸水溶液と同じ重量の苛性ソーダ(水酸化ナトリウム水溶液、濃度30%)を加え、中和させる。得られた中和液の水分を取り除き、スプレードライ法により乾燥させ、中間粉末物を得る。
次に、この中間粉末物に対して水を加えて泥状物を得る。この泥状物を一定範囲内の圧力、たとえば100〜500パスカルの圧力を加えながら、数時間〜数十時間循環処理する。そして、循環処理後乾燥させると本発明で用いるセラミックスが得られる。
【0020】
上記のように製造したセラミックスを、加熱した合成樹脂に混練し、その後粒状に成形することでセラミックス材料が得られる。合成樹脂としては、多くの汎用の合成樹脂を用いることができるが、たとえばポリエチレンあるいはポリプロピレンを用いることができる。ここでセラミックス材料の粒は、たとえば直径1.3mm、高さ2mm程度の長細い形状に成形される。また、樹脂とセラミックスの重量比は、70:30〜95:5程度が好ましい。
【0021】
本発明の建築材料は、所定量の水を入れた容器に、上記石膏、炭素材料及びセラミックス材料を投入し、攪拌することで得られる。
建築材料を構成する石膏と炭素材料の混合比率は、重量比で約5:2とすることが好ましい。この場合のセラミックス材料の量は、石膏及び炭素材料の量と比較して極微量でよく、例えば、石膏と炭素材料とセラミックス材料の混合比率を、重量比で約5:2:0.1程度としても、セラミックス材料が有する上記効果を十分に得ることができる。
【0022】
炭素材料の混合比率をより大きくすると建築材料の強度が低下してしまい、より炭素材料の混合比率をより小さくすると炭素材料が有する上記効果を十分に得ることができなくなる。
また、石膏と炭素材料の混合比率を重量比で約5:2とした場合の水の混合比率は、建築材料の用途に応じて適宜調節可能である。例えば、建築材料を建築物の基礎上に配設する際には、建築材料の粘度や建築材料の表面が固化し始めるまでの時間(石膏、炭素材料及び水の混合時点から、約10分〜20分程度が好ましい)を考慮して、石膏と炭素材料と水の混合比率を重量比で約5:2:4とすることが好ましい。
水の混合比率をより多くすると、建築材料の表面が固化するまでの時間が長くなり、建築材料中に含まれる炭素材料が建築材料の表面に浮き上がってしまうため好ましくない。また、水の混合比率をより少なくすると、建築材料の表面が固化するまでの時間が短くなり、作業性が低下してしまう。
【0023】
本発明の床下蓄熱層は、上記建築材料を住宅などの建築物の床下にヒーターとともに敷設し、この上面に、薄板状のモルタルやコンクリートを配設して得ることができる。
図1を用いて、床下蓄熱層10を一般住宅に敷設する方法について説明すると、まず、住宅の床基礎30の上面に補強用の合板11(コンクリートでも良い)を敷設し、その上に所定の間隔で根太12を配設していく。
次に、合板11上であって、二つの根太12に挟まれる位置に断熱材13を敷き詰め、この断熱材13の表面に合板14を配設し、さらに、この合板14の表面に防湿シート15を敷設する。
【0024】
一方、上記所定量の石膏、炭素材料、水、セラミックス材料を容器内で約10分程度攪拌して、粘性を有する泥状の建築材料16を予め生成しておく。
そして、この泥状の建築材料16を防湿シート15と根太12で形成された空間内に流し込んでいき、流し込まれる建築材料16が断熱材13の表面から根太12の上面までの高さの略半分の位置にまで達した時点で、住宅の床暖房用として一般的に知られている面状ヒーター20(図1を参照)や線状ヒーター21(図2を参照)を配設し、固定する。
【0025】
その後、建築材料16を根太12の上面と略同じ高さになるまで流し込み、表面を平坦にならした状態で固化させ、この上面に、薄板状のモルタルやコンクリートを配設することで、ヒーター20又はヒーター21を備えた床下蓄熱層10の敷設作業が終了する。
さらにフローリング等の床仕上げ材を敷き詰めることで住宅の床面が形成される。
【0026】
以上のように本実施の形態における建築材料は、石膏と炭素材料とを含有するので、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。
また、建築材料がセラミックス材料を含有することにより、セラミックスから放射される遠赤外線によって蓄熱効果を高めることができる。また、水分や化学物質の吸着効果や抗菌効果を得ることができ、さらにマイナスイオン放出効果により人体へ好ましい影響を与えることができる。
【0027】
また、建築材料の表面が固化するまでの時間を約10分〜20分程度とすることができるので、建築材料の品質の低下を防止できると共に、この建築材料を用いた各種作業の作業性を向上できる。
また、建築材料を床下蓄熱層の一部として用いるので、床下蓄熱層の蓄熱効果を高めることができる。また、床下蓄熱層の内部にヒーターを備えるので、ヒーターにより暖められた建築材料により、蓄熱効果をより高めることができる。また、床下蓄熱層の一部に用いられるコンクリート中の塩分をセラミックス材料や炭素材料で吸収でき、コンクリートの劣化を防ぐことができる。
【0028】
また、建築材料を木造住宅に用いることで、建築材料の高い除湿効果によりシロアリの発生を抑制できる。
また、セラミックス材料は、セラミックス単独ではなくセラミックスを樹脂に混合したものであるので、所望の形状に加工することができる上に、セラミックスの使用量を抑えることができ、コストを下げることができる。
【0029】
なお、本発明に係る建築材料及び床下蓄熱装置は上記実施の形態に限定されず適宜変更可能である。
【0030】
また、床下蓄熱層10の敷設方法として、例えば、建築材料16の側面を支持するための根太12を用いずに、水の配合量を減らすなどして生成した粘度の高い泥状の建築材料16を用いて床下蓄熱層10を形成しても良い。
また、床下蓄熱層10の構造についても特に限定されるものではなく、オフィスや住宅などの建築物の床基礎30の上部に建築材料16とコンクリートとを配設するものであればよい。
【0031】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、建築材料が石膏と炭素材料とを含有するので、炭素材料が有する消臭効果、除湿効果、化学物質の吸着効果、遠赤外線放出効果、マイナスイオン放出効果、電磁波遮断効果等を得ることができる。また、床下蓄熱層の内部にヒーターを備えるので、ヒーターにより暖められた建築材料により、蓄熱効果をより高めることができる。また、床下蓄熱層の一部に用いられるコンクリート中の塩分をセラミックス材料や炭素材料で吸収でき、コンクリートの劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態の床下蓄熱層を示す斜視図である。
【図2】 本実施の形態の床下蓄熱層を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 床下蓄熱層
11 合板
12 根太
13 断熱材
14 合板
15 防湿シート
16 建築材料
20 面状ヒーター
21 線状ヒーター
30 床基礎
Claims (1)
- 石膏と炭素材料とを含有するとともに、少なくとも珪素、マグネシウム、アルミニウムを成分とし、かつ、焼結工程を経て得られるセラミックス材料を含有する建築材料、及び、コンクリートを用い、内部にヒーターを備えることを特徴とする床下蓄熱層。
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