(57)【要約】【課題】  構造材を利用した暖房が可能であり、構造材部分における結露の発生をより好適に抑えることができる外張断熱構造のスチールハウスを提供する。【解決手段】  外張断熱構造のスチールハウス１は、構造躯体２、断熱材３、熱供給手段４、係止部材５および熱伝達部材６を備えている。熱供給手段４によって生成された熱は、構造躯体２および熱伝達部材６に伝えられる。また、構造躯体２に伝えられた熱は、係止部材５に伝えられる。このように、構造躯体２、係止部材５および熱伝達部材６に熱が伝えられ、これらを暖めることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材からなる構造材を含んで組み立てられた構造躯体と、前記構造躯体の屋外側に取り付けられた断熱材と、を備えている外張断熱構造のスチールハウスであって、
熱を生成し、生成した熱を前記構造材に伝える熱供給手段を備えていることを特徴とする外張断熱構造のスチールハウス。
【請求項２】
前記断熱材は、係止部材によって前記構造材に係止されており、
前記係止部材は、前記断熱材の屋外側に露出しており、
前記熱供給手段によって生成された熱が、前記構造材を介して前記係止部材に伝わることを特徴とする請求項１に記載の外張断熱構造のスチールハウス。
【請求項３】
前記構造躯体の屋内側に取り付けられた内壁部材と前記断熱材との間に設けられた金属製の熱伝達部材を備えており、
前記熱供給手段が、前記熱伝達部材に熱を伝えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外張断熱構造のスチールハウス。
【請求項４】
前記熱供給手段は、電流が流れることによって熱を生成する発熱部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の外張断熱構造のスチールハウス。
【請求項５】
前記熱供給手段は、
温水を生成する温水生成部と、
前記温水生成部が生成した温水を通すパイプ部と、を備えており、
前記温水の熱を、前記パイプ部を介して前記構造材に伝えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の外張断熱構造のスチールハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールハウスに関し、詳しくは、外張断熱構造のスチールハウスに関する。
【背景技術】
【０００２】
アメリカ発祥のスチールハウスは、１ｍｍ程度（例えば、０．８〜２．３ｍｍ）の薄い軽量鋼材料を構造材として、壁フレームなどの建物の枠組み（構造躯体）を構成するものであり、木材に比べて材料コストが安い、耐震性および耐久性に優れている、現場作業が容易であるため工期が短く、施工コストが安いなど、多くの利点を有することから日本においても急速に普及しつつある。かかるスチールハウスにおいて、屋内と屋外との温度差の影響によって構造材部分に発生する結露を防止するため、断熱材を外壁部材側に設けた、いわゆる外張断熱構造（外断熱構造ともいう）のスチールハウスがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載のスチールハウスの躯体壁を示す横断面図である。スチールハウス１０１の躯体壁は、住宅の屋内（室外）側から屋外（室外）側に向かって順に、内壁部材１０８、鋼材からなるたて枠（構造材）１２３、木材からなる外壁下張り材（構造用面材）１５１、断熱材１０３、縦胴縁１０９および外壁部材１０７を備えている。
【０００４】
一方、構造材間に断熱材を設ける充填断熱構造（内断熱構造ともいう）のスチールハウスでは、構造材部分に温度差が生じるため、詳しくは、屋内の暖房によって暖められた内壁部材と、屋外側の冷たい空気に触れることによって冷やされた構造材との接触部分に温度差が生じるため、この接触部分に結露が発生してしまう。しかし、外張断熱構造のスチールハウスでは、構造材１２３の屋外側に断熱材１０３を取り付けているので、構造材１２３が屋外側の冷たい空気によって冷やされることを防いでおり、構造材１２３部分における結露の発生を抑えることが可能である。
【特許文献１】特開２００３−３０１５３７号公報（段落００３０〜００３３、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のスチールハウスは、以下に示す問題を有している。
断熱材１０３は、外壁下張り材１５１を介してたて枠１２３に取り付けられている。ファスナー１０５は、金属製の部材であり、断熱材１０３、外壁下張り材１５１およびたて枠１２３に挿通されており、断熱材１０３をたて枠１２３に係止し、固定している。このファスナー１０５の屋外側端部は、断熱材１０３から露出している。そのため、断熱材１０３の屋外側の熱は、ファスナー１０５を伝わり、断熱材１０３の屋内側に露出したファスナー１０５の屋内側端部まで伝わる。したがって、寒冷時に屋内に暖房を効かせた場合などには、屋外の空気（温度低）と屋内の空気（温度高）との間に温度差が生じる。そして、屋外の冷気によってファスナー１０５が冷やされた場合には、ファスナー１０５の屋内側端部近傍の空気も冷やされてしまい、ファスナー１０５の屋内側端部表面に結露が発生するおそれがある。
【０００６】
発明者は、この問題を解決すべく研究した結果、結露の発生を抑えることだけでなくさまざまな効果を奏する本発明を完成させるに至った。
【０００７】
本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、構造材を利用した暖房が可能であり、構造材部分における結露の発生をより好適に抑えることができる外張断熱構造のスチールハウスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の外張断熱構造のスチールハウスは、鋼材からなる構造材を含んで組み立てられた構造躯体と、前記構造躯体の屋外側に取り付けられた断熱材と、を備えている外張断熱構造のスチールハウスであって、熱を生成し、生成した熱を前記構造材に伝える熱供給手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、構造材とは、スチールハウスにおいて構造耐力上主要な部分である構造躯体の部品であり、柱、梁、面材など、鋼材からなる骨組みの部品である。構造材としては、土台、大引、根太、下枠、上枠、たて枠、間柱、筋交（筋違）、まぐさ、まぐさ受け、構造用面材などが挙げられる。これら構造材を組み立てたものが構造躯体である。これら構造材の一部または全部として、鋼材からなる構造材を用いて構造躯体を組み立てた住宅が、スチールハウスである。
【００１０】
熱供給手段が生成した熱が構造材に伝わり、さらに、その熱は構造躯体全体に伝わるので、スチールハウスである住宅全体の暖房を行うことができる。また、構造材は、熱伝導率が高い鋼材（金属製）であるので、構造躯体全体を速やかに暖めることができる。
つまり、熱供給手段が直接熱を伝えるのは、任意の一以上の構造材であればよい。一つの構造材に熱を伝えれば、組み立てられた隣の構造材にも熱が伝わり、構造躯体、詳しくは構造躯体のうち鋼材からなる部分を暖めることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の外張断熱構造のスチールハウスは、請求項１に記載の外張断熱構造のスチールハウスであって、前記断熱材は、係止部材によって前記構造材に係止されており、前記係止部材は、前記断熱材の屋外側に露出しており、前記熱供給手段によって生成された熱が、前記構造材を介して前記係止部材に伝わることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、係止部材とは、断熱材を構造材に係止するためのものであり、例えば、ボルト、釘などである（留め具、取付具ともいう）。係止部材は、断熱材および構造材に挿通されており、その一端が断熱材の屋外側に、他端が断熱材の屋内側に、それぞれ露出している。ここでいう「露出」は、係止部材が断熱材から露出していることを指し、その他の部材（例えば、断熱材の屋外側に設けられる外壁部材）によって覆われているか否かを問わない。
【００１３】
熱供給手段が生成した熱が構造材に伝わり、さらに、その熱は、構造材を介して係止部材にも伝わるので、寒冷時において屋内に暖房を効かせた状態であっても、係止部材や構造材とそれらの周囲の空気との間に温度差が生じることを防ぐことができ、係止部材の温度低下による、係止部材の屋内側端部表面での結露の発生を好適に抑えることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の外張断熱構造のスチールハウスは、請求項１または請求項２に記載の外張断熱構造のスチールハウスであって、前記構造躯体の屋内側に取り付けられた内壁部材と前記断熱材との間に設けられた金属製の熱伝達部材を備えており、前記熱供給手段が、前記熱伝達部材に熱を伝えることを特徴とする。
【００１５】
熱伝達部材を設け、熱供給手段が生成した熱を熱伝達部材に伝えるので、生成した熱を伝える部分の面積を大きくすることができ、屋内の暖房効果が増大する。
【００１６】
また、請求項４に記載の外張断熱構造のスチールハウスは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の外張断熱構造のスチールハウスであって、前記熱供給手段は、電流が流れることによって熱を生成する発熱部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の外張断熱構造のスチールハウスは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の外張断熱構造のスチールハウスであって、前記熱供給手段は、温水を生成する温水生成部と、前記温水生成部が生成した温水を通すパイプ部と、を備えており、前記温水の熱を、前記パイプ部を介して前記構造材に伝えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、構造材を利用した暖房が可能な外張断熱構造のスチールハウスを提供することができる。
また、構造材部分での結露の発生をより好適に抑えることができる外張断熱構造のスチールハウスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
（外張断熱構造のスチールハウスの基本構造）
図１は、本発明に係る外張断熱構造のスチールハウスを示す概略図である。本発明に係る外張断熱構造のスチールハウス（以下、単に「スチールハウス」と記載する）１は、構造躯体２、断熱材３、熱供給手段４、係止部材（留め具、取付具）５および熱伝達部材６を備えている。
【００２１】
構造躯体２は、１ｍｍ程度（例えば、０．８〜２．３ｍｍ）の厚みを有する軽量鋼材料からなる構造材を含んで組み立てられたものである。
【００２２】
断熱材３は、スチールハウス１の構造躯体２を包みこむように、構造躯体２の屋外側（図１上側）に取り付けられており、外張断熱構造をなしている。
【００２３】
熱供給手段４は、熱を生成し、生成した熱を構造躯体２および熱伝達部材６に伝えるためのものである。熱供給手段４は、所定位置で構造躯体２の構造材および熱伝達部材６のそれぞれに接触するように配設されており、生成した熱を接触部位から構造材および熱伝達部材６に伝えることができる。構造材同士は互いに固定されているので、ある構造材に伝えられた熱は、構造躯体２、詳しくは互いに組み立てられた鋼材からなる構造材部分に伝わる。つまり、熱供給手段４は、構造躯体２を構成する構造材のうち、少なくともひとつの構造材に接触し、当該接触部位から熱を伝えることが可能であればよい。
【００２４】
係止部材５は、断熱材３を構造躯体２、すなわち構造材に係止するためのものであり、金属製のねじ、ボルトなどである。この係止部材５は、構造躯体２、断熱材３および胴縁９に挿通されることによって、断熱材３を構造躯体２に係止している。
【００２５】
熱伝達部材６は、断熱材３の屋内側に設けられた金属製の面材である。この熱伝達部材６は、構造躯体２の屋外側に取り付けられた断熱材３と、構造躯体２の屋内側に設けられた内壁部材８（図３参照）との間に設けられている。本実施形態では、熱伝達部材６は、断熱材３の屋内側面に取り付けられている。かかる取り付けは、係止部材によるものであってもよく、接着剤によるものであってもよい。この熱伝達部材６は、より好適な暖房効果を得たい居住空間の壁に設けることが望ましい。また、十分な暖房効果が既に得られている場合には、熱伝達部材６を設けない構成であってもよい。
また、熱伝達部材６は、内壁部材８の屋外側面に取り付けられている構成であってもよい。
【００２６】
熱供給手段４によって生成された熱は、構造躯体２（詳しくは、構造躯体２のうち、互いに組み立てられた鋼材からなる構造材部分）および熱伝達部材６に伝えられる。また、構造躯体２に伝えられた熱は、係止部材５に伝えられる。このように、構造躯体２、係止部材５および熱伝達部材６に熱が伝えられ、これらを暖めることができる。
したがって、寒冷時に屋内に暖房を効かせた状態であっても、係止部材５が屋外側の空気によって冷やされ、係止部材５の屋内側端部および構造躯体２がそれらの周辺の空気を冷やすことを防ぎ、当該部分における結露の発生を抑えることができる。
また、構造躯体２、詳しくは鋼材からなる構造材を互いに組み立てた部分は、通常、スチールハウス１の居住空間全体を取り囲んでいるので、発熱部４１によって生成された熱によって、スチールハウス１の居住空間全体を暖めることができる。構造材は、熱伝導率が高い金属製であるので、構造躯体２全体を速やかに暖めることができ、暖房の効きが早く、暖房効率もよい。また、熱伝達部材６を設けた部位には、より多くの熱を供給することができ、かかる部位をより好適に暖めることができる。したがって、かかるスチールハウス１は、屋内の暖房にも好適に利用することができる。
【００２７】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態に係るスチールハウスについて、図１、図２および図３を参照して説明する。図２は、本発明の第一の実施形態に係るスチールハウスの壁の一部を示す図である。図３は、図２の壁の横断面図である。本実施形態のスチールハウス１Ａは、構造躯体２の部品、すなわち構造材として、長手方向が水平となるように設置された下枠２１と、長手方向が水平となるように設置された上枠２２と、下枠２１および上枠２２との間に、長手方向が鉛直となるように設置された複数のたて枠（間柱）２３と、を備えている。これら下枠２１、上枠２２およびたて枠２３が組み立てられることによって、構造材ユニットが形成されている。
たて枠２３は、ウェブ２３ａと、ウェブ２３ａの両側に設けられた一対のフランジ２３ｂ，２３ｂと、フランジ２３ｂ，２３ｂのウェブ２３ａ反対側にそれぞれ設けられたリップ部２３ｃ，２３ｃと、を備えたリップ溝形鋼である。たて枠２３は、フランジ２３ｂ，２３ｂの一方が屋外側、他方が屋内側となる姿勢で配置されている。また、フランジ２３ｂ，２３ｂの所定位置には、係止部材５を挿通させるための孔部が形成されている。
【００２８】
熱伝達部材６は、金属製の面材であり、たて枠２３と構造用面材１０との間に配置されている。第一の実施形態において、熱伝達部材６は、上枠２１、下枠２２およびたて枠２３に囲まれた空間の所定高さまでを塞ぐような長方形状の面材である。また、熱伝達部材６には、フランジ２３ｂの孔部に対応する位置に、係止部材５を挿通させるための孔部が形成されている。
【００２９】
構造用面材１０は、熱伝達部材６と断熱材３との間に配置されている。構造用面材１０には、フランジ２３Ｂの孔部に対応する位置に、係止部材５を挿通させるための孔部が形成されている。
スチールハウス１における構造材、さらに詳しくは、スチールハウス１の構造耐力上主要な部分に使用する枠組材は、原則として鋼材からなるものであるが、そのうち、構造用面材１０は、非金属部材（木材など）からなるものであってもよく、鋼材からなるものであってもよい。もちろん、本発明におけるスチールハウス１において、構造躯体２を構成する構造材の一部が非金属部材（木材など）であっても構わない。本実施形態においては、構造用面材１０は木材からなり、特許請求の範囲における「鋼材からなる構造材」には該当しない。一方、構造用面材１０が鋼材からなる場合には、かかる構造用面材１０も特許請求の範囲における「構造材」の一例となる。そして、構造用面材１０が鋼材からなる場合には、熱伝達部材６を省略し、熱供給手段４（図１参照）が生成した熱を構造用面材１０に直接伝える構成であってもよい。
【００３０】
断熱材３は、胴縁９（もしくは外壁部材７）とたて枠２３との間に配置されている。本実施形態では、断熱材３とたて枠２３との間には、構造用面材１０および熱伝達部材６が介在している。また、断熱材３には、フランジ２３ｂの孔部に対応する位置に、係止部材５を挿通させるための孔部が形成されている。
【００３１】
係止部材５は、たて枠２３の孔部、熱伝達部材６の孔部、構造用面材１０の孔部、胴縁（縦胴縁）９の孔部および断熱材３の孔部に挿通され、これらを互いに係止・固定している。係止部材５の屋外側端部は、断熱材３の屋外側面から露出している。そして、係止部材５の屋内側端部は、熱伝達部材６の屋内側面から露出している。したがって、この係止部材５は、断熱材３の屋外側と屋内側との双方の温度の影響を受けている。
【００３２】
外壁部材７は、断熱材６の屋外側に、胴縁９を介して設けられている。また、内壁部材８は、たて枠２３の屋内側に設けられている。
【００３３】
第一の実施形態に係るスチールハウス１Ａは、熱供給手段４（図１参照）として、発熱部４１および熱伝達部４２を備えている。
この発熱部４１は、断熱材３と内壁部材８との間に配置されており、所定位置において、熱伝達部材６およびたて枠２３のそれぞれと接触している。
熱伝達部４２は、発熱部４１と、構造材（たて枠２３）または熱伝達部材６とに接触している。この熱伝達部４２は、かかる接触部位を被覆するように設けられており、熱伝達の効率化を図っている。熱伝達部４２としては、アルミニウム、銅製など、金属製のシートが好適である。
【００３４】
発熱部４１は、電流が流れることによって発熱し、熱を生成するものである。発生した熱は、直接または熱伝達部４２を介して熱伝達部材６およびたて枠２３に伝えられる。また、たて枠２３に伝えられた熱は、係止部材５にも伝えられる。
【００３５】
発熱部４１としては、図示した金属ケーブル状発熱体だけでなく、カーボン系面状発熱体、金属薄膜発熱体などが好適に使用可能である。また、発熱部４１に電流を流すための電源部としては、家庭用の電源などが好適に使用可能である。かかる発熱部４１と電源部とは導電線で接続されており、発熱部４１に通電可能となっている。
【００３６】
このように、発熱部４１によって生成された熱が係止部材５に伝えられるので、屋内と屋外との間に温度差がある場合であっても、係止部材５を暖めることができ、係止部材５がその屋内側端部近傍の空気を冷やすことによって、かかる部位に結露が発生することを抑えることができる。
【００３７】
また、熱伝達部材６およびたて枠２３に伝えられた熱は、それらの周囲の空気および内壁部材８に伝えられる。そして、たて枠２３、すなわち構造材に伝えられた熱は、下枠２１、上枠２２など、構造躯体２全体に伝わる。構造躯体２は、スチールハウス１Ａの居住空間全体を取り囲んでいるので、発熱部４１によって生成された熱によって、スチールハウス１Ａの居住空間全体を暖めることができる。また、熱伝達部材６を設けた部位をより好適に暖めることができる。したがって、かかるスチールハウス１Ａは、屋内の暖房にも好適に利用することができる。
【００３８】
（第二の実施形態）
続いて、本発明の第二の実施形態に係るスチールハウスについて、図１および図４を参照し、第一の実施形態に係るスチールハウスとの相違点を中心に説明する。図４は、本発明の第二の実施形態に係るスチールハウスの壁の一部を示す斜視図である。
【００３９】
第二の実施形態に係るスチールハウス１Ｂは、熱供給手段４（図１参照）として、温水を生成する温水生成部（図示せず）と、生成した温水を流すパイプ部４６と、熱伝達部４７と、を備えている。
かかる温水生成部として、温水器が好適に使用可能である。
パイプ部４６は、内壁部材８（図３参照）と断熱材３との間に配置されており、所定位置において、熱伝達部材６およびたて枠２３のそれぞれと接している。熱伝達部４７は、熱伝達部４２と同様の部材であり、パイプ部４６と、構造材（たて枠２３）または熱伝達部材６とに接触している。この熱伝達部４７は、かかる接触部位を被覆するように設けられており、熱伝達の効率化を図っている。そして、パイプ部４６を流れる温水の熱が、パイプ部４６および熱伝達部４７を介して熱伝達部材６およびたて枠２３に伝えられる。
【００４０】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜設計変更可能である。例えば、熱伝達部材６の形状は図示した面状に限定されず、熱供給手段４が生成した熱が伝わる金属部材が、構造躯体２、断熱材３および内壁部材８に囲まれた空間に配置されていればよく、矩形シート状、網状、短冊状などの形状であってもよい。例えば、シート状の熱伝達部材６が、係止部材５によらずに、構造用面材６の屋内側面や内壁部材８の屋外側面（壁内面）に貼着される構成であってもよい。各構造材への熱の供給によって所期の効果（暖房、結露防止）が十分に得られる場合には、熱伝達部材６を省略することもできる。
また、構造躯体２や熱伝達部材６の温度を検知する温度センサと、温度センサが検知した温度によって発熱部４１に流す電流やパイプ部４６に流す温水の水温を制御する温度コントローラと、を備えている構成であってもよい。
また、発熱部４１やパイプ部４６の配設形状は適宜設計変更可能であり、構造材に適宜孔部を設け、これらを孔部に挿通させて配設することも可能である。また、発熱部４１やパイプ部４６と構造材との接触部位も適宜設計変更可能であり、結露を防ぎたい部位、暖房効果を得たい部位の近傍で接触させる構成が望ましい。
また、第二の実施形態において、温水の流量、流速などを制御するための制御弁、ポンプなどを備えている構成であってもよい。
また、断熱材３の屋内または屋外側面に防湿シートを取り付けるなど、他の機能を有するシートなどを備えている構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る外張断熱構造のスチールハウスを示す概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る外張断熱構造のスチールハウスの壁の一部を示す図である。
【図３】図２の壁の横断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る外張断熱構造のスチールハウスの壁の一部を示す図である。
【図５】特許文献１に記載のスチールハウスの躯体壁を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，１Ａ，１Ｂ  スチールハウス（外張断熱構造のスチールハウス）
２      構造躯体
３      断熱材
４      熱供給手段
５      係止部材
６      熱伝達部材
７      外壁部材
８      内壁部材
１０    構造用面材（構造材）
２１    上枠（構造材）
２２    下枠（構造材）
２３    たて枠（構造材）
４１    発熱部
４２    熱伝達部
４６    パイプ部
４７    熱伝達部
【図１】
2006037468.tif 000003
【図２】
2006037468.tif 000004
【図３】
2006037468.tif 000005
【図４】
2006037468.tif 000006
【図５】
2006037468.tif 000007