(57)【要約】【課題】  断熱性も気密性も高く結露の発生の少ない、しかも比較的安価に建設できるテントハウスによる植物工場や低温倉庫等を提供するものである。【解決手段】  テントハウスの室内側の床、壁、天井、屋根の全面に空間を開けて遮熱材を施し、全外周部に位置するテントシートと遮熱材との間に空間を設け、空間内に両者に直行する対流防止板を設けたテントハウスの遮熱構造である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テントハウスの室内側に、外装材であるテントシートと空間を設けて遮熱材を施工し、この空間内にテントシートと遮熱材に直行する様に、しかも上下の空間が密封される様に対流防止板を設けたテントハウスの遮熱構造
【請求項２】
テントハウスの柱や梁等との間又はこれら躯体の室内側に、軽天材等にて壁や天井下地材を取り付け、外装材であるテントシートと軽天材等の室内側に遮熱材を施工し空間を設け、この空間内にテントシートと遮熱材に直行する様に、しかも上下の空間が密封される様に対流防止板を設けたテントハウスの遮熱構造
【請求項３】
対流防止板及び軽天材等は、テントシートと接触する屋外側部分全てに断熱テープ等を施工、一方室内側は軽天材等の室内側に両面テープ等で遮熱材を接着したテントハウスの遮熱構造
【請求項４】
床に遮熱材を敷き、その上に鋼製角型パイプ等で作製した鋼製枠或いはグレーチング等空間を持った構造物等を置き、天板に鋼板やコンクリート板等を取り付けたテントハウスの遮熱構造
【請求項５】
テントハウスの屋外側に、遮熱材を取り付けたテントハウスの遮熱構造
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、断熱性も気密性も高く結露の発生も少なく、しかも比較的安価に建設できるテントハウスによる植物工場や保冷倉庫等を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】  植物工場は、室内の温度の安定化と冷暖房費の低減が最も重要である。しかし、これらの条件を達成する為には高断熱性が求められるが、建設費用が高いばかりか冷暖房費にも多額の費用がかかり、設備の維持に大きな負担となっている所が多い。
そのような中、テント内部に遮熱材を貼り、植物工場として使用している所もある。【０００３】  建設コストを低減する為、テント内部をウレタン等で断熱し保冷倉庫として利用している所もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとしている課題】
【０００４】  その為次のような問題があった。
植物工場は、植物の生育を安定化させる為、室温は絶えず一定にする事が望ましい。しかし、室温を安定化するには断熱材を厚くしたり大型の冷暖房機設置が必要になり、結果的にはイニシャルコストやランニングコストが大きく中々採算が取れないという問題がある。
【０００５】  近年、テントを支える支柱等の室内側に遮熱材を全面に貼り、植物工場として利用している方法がある。これは、僅か０．２ｍｍ程度の遮熱材を室内側に使用する事により、屋外からの輻射熱は室内に侵入させずしかも室内の熱は保温する遮熱材の性能を十分活用したものである。遮熱材を使用する事により、室内の温度は均一化し大幅なエネルギーを削減することが出来る。
【０００６】  これらの遮熱工法は、テントハウスの室内側に空間を設けて遮熱材を取り付けている。空間を設ける事により、外部の温度変化を緩和する事ができる。しかし、外壁の空間は上下の熱移動即ち浮力で熱移動する対流が発生している状況で、熱ロスの要因にもなっている。
しかも、対流が起こりやすいと言う事は、テントシート或いは遮熱材の表面温度の変化が大きくなり結露の要因にもなる。
【０００７】  一般に、遮熱材はアルミ等の金属板を圧延したアルミ箔を使用しているので透湿性はゼロパーセントである。従って、テント支柱等の室内側に薄い遮熱材を連続して取り付ける事により、室内を密封する事は理論的に可能で有る。しかし、遮熱材同志の接続部はテープ等でのシールが一般的で、必ずしも密封空間とはなりにくいばかりか、隙間から壁空間に水蒸気が流出し更なる結露の要因にもなっている。特に、植物工場等ではこの傾向が強い。
【０００８】  大型の植物工場や保冷倉庫では、室内に車両や重機等を持ち込む所もあるが、遮熱材が床上に敷きこまれていると破損したり、或いは滑ったり安全上問題な場合が多い。
【０００９】  寒冷地では、テントシート表面が冷やされ雪の付着の問題がある。特に、豪雪地帯では数メートルの積雪の所もあり、雪の重さに耐えきれず倒壊の危険性もある。又、積雪による倒壊等を考えると、雪の降らない地域等設備の設置区域が限られてしまうと言う問題もある。
【００１０】  テントハウスの室内側にウレタン等を吹き付け、室内に冷却設備を設置する事により保冷倉庫として利用している所もある。
しかし、冷房費の維持費が大きく、大きな負担になっている。
本発明は、これらの問題を解決する為になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  テントハウスの室内側に、外装材であるテントシートと空間を設けて遮熱材を施工し、この空間内にテントシートと遮熱材に直行する様に、しかも上下の空間が密封される様に対流防止板を設けたテントハウスの遮熱構造である。
【００１２】  テントハウスの柱や梁等との間又はこれら躯体の室内側に、軽天材等にて壁や天井下地材を取り付け、外装材であるテントシートと軽天材等の室内側に遮熱材を施工し空間を設け、この空間内にテントシートと遮熱材に直行する様に、しかも上下の空間が密封される様に対流防止板を設けたテントハウスの遮熱構造である。
【００１３】  対流防止板及び軽天材等は、テントシートと接触する屋外側部分全てに断熱テープ等を施工、一方室内側は軽天材等の室内側に両面テープ等で遮熱材を接着したテントハウスの遮熱構造である。
【００１４】  床に遮熱材を敷き、その上に鋼製角型パイプ等で作製した鋼製枠或いはグレーチング等空間を持った構造物等を置き、天板に鋼板やコンクリート板等を取り付けたテントハウスの遮熱構造である。
【００１５】  テントハウスの屋外側に、遮熱材を取り付けたテントハウスの遮熱構造である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】テントハウスの壁面に対流防止板を施工したテントハウス断面図
【図２】テントハウス外壁の断面図
【図３】鋼製枠を用いた床断面図
【図４】屋根遮熱の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下本発明を実施するための最良の形態について説明する。
全米の多くの機関の報告として、建物を出入りする熱の割合を伝導熱、対流熱、輻射熱の３つの形態に分けると、全移動熱量の７５％は輻射熱であると言われている。従って、省エネルギーの建物を求めるなら、輻射熱を阻止する事が有効である。
【００１８】  この輻射熱を阻止すには、輻射熱を反射する遮熱材３が有効で有ることが知られている。従って、建物の床、壁、天井等の全体を遮熱材３で囲むことにより、大きな省エネルギー効果を生み出すことが出来る。
【００１９】  植物工場の生産性向上には、室内温度の均一化が非常に重要である。より均一化を図る最も重要な要因は熱の移動スピードである。
即ち、伝導熱や対流熱に比べてはるかに速い毎秒３０万キロメートルで移動する輻射熱を利用する事が最も好ましいと考えられる。
【００２０】  壁面を出入りする熱の割合は、輻射熱が６５〜８０％、伝導熱が５〜７％、対流熱が１５〜２８％とされている。遮熱材３は輻射熱に対しては反射性能が９５〜９８パーセントと高く非常に効果的である。しかし、壁面で問題なのは対流熱で、夏場の様に室内が屋外より温度が低い場合は屋外の熱を室内側に持ち込み、逆に冬場の様に室内側の温度が高い場合は、室内の熱を屋外に放出する事になる。
又、対流熱は多くの熱量を運ぶため、壁面の空間に位置する遮熱材３やテントシート４等に温度差を与え壁内結露の原因にもなる。増してや、屋根付近まで空間が連続している場合は、上部になればなるほど比較的高温の熱と湿気が滞留、結露の発生が生じやすくなる。
結果的には、夏冬とも対流による断熱性の低下や結露の発生の要因となりやすくなる。
【００２１】  又、豪雪地帯で問題になるのが雪の重みでテントが潰されることである。従って、ある程度積雪があったら自動的に落雪する方式を考える事も大切な事である。ただ、落雪システム設置に費用がかかりすぎると、安価に建設するテントハウスのメリットが無くなる。しかし、落雪が出来ないと雪の降る地域では、このシステムは使えないという問題もある。
【００２２】  これらの設備設置に重要なポイントは、室内の温度の均一性を向上させる輻射熱の有効利用、屋外と室内との断熱性向上と結露の防止の為に壁内対流を防止する事、室内からの湿気の流失を防ぐための気密性向上、小屋裏部分の結露対策、更には寒冷地に於ける積雪防止等で有る。本発明は、熱の様々な利点を最大限に活用しつつ、その目的を達成する為に開発したテントハウス１の遮熱構造である。
【００２３】  本発明は、テントハウス１の室内側に、外装材であるテントシート４と空間を設けて遮熱材３を施工し、この空間内にテントシート４と遮熱材３に直行する様に、しかも上下の空間が密封される様に対流防止板５を設けたテントハウス１の遮熱構造である。
【００２４】  テントハウス１は、一般的に使用されている素材で特に指定は無い。
【００２５】  遮熱材３は、不織布やガラス繊維の両面に、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材を施したものである。一般的には、純度９９．５パーセント以上、反射率９５〜９８パーセント位のアルミホイル箔が使用されている。
植物工場等湿度の高い環境で使用する場合や金属やコンクリートと接触して使用する場合は、遮熱材３自体が腐食しやすくなるので、遮熱材３の表面に輻射熱を透過しやすい高透過樹脂層を施工したものを使用する。
又、高透過樹脂層を施工する事により、植物工場等では化学肥料等が付着しても遮熱材３自体は腐食しにくい働きも付加される。
【００２６】  対流防止板５は、壁内空間の空気の移動即ち対流防止用なので、金属、プラスチック、木製等特に材質にはこだわらない。対流防止板の取付方法は、柱や梁等２に直接固定しても良い。
重要なのは、テントハウス１外周部に位置するテントシート４と遮熱材３との間の空間が密封されることが好ましく、両者に接触する部分はシール性能が高いことが要求される．
もう一つ重要な事は、対流防止板５がテントシート４や遮熱材３に接触すると伝導熱が伝達され、この部分で結露の発生要因が出来る事にある。従って、この接触部分には断熱テープ７等断熱性の高いものを使用すると効果的である。
【００２７】  メカニズム詳しく説明する。
遮熱材３は金属製で、輻射熱や伝導熱に対しては強いが、対流熱には非常に弱いという問題がある。
夏場の様に室内温度が屋外より低い場合は、屋外からの熱は室内に向かって移動、テントシート４に吸収されて伝導熱となる。この伝導熱は、テントシート４の屋外側から室内側に移動、再びテントシート４の表面から室内側に向かって輻射熱、伝導熱、対流熱の３つの形態で伝達される。輻射熱は、室内側にある遮熱材３に向かって放射されるが、これらの素材は輻射熱の反射率が９５〜９８パーセント高く、遮熱材３の温度上昇には余り寄与しない。又、壁面を移動する伝導熱の割合は５〜７パーセントと少なく、しかも伝達速度も遅いのでこちらも遮熱材３の温度上昇には余り寄与しない。
しかし、対流熱は浮力で移動するので、壁内の温度差が大きくなればなるほどより多くの熱量を伝達する。高温の空気が低温の遮熱材３に接触すると、室内側に熱を供給し冷房負荷を大きくすることになる。又、高温の空気が低温の遮熱材３に触れる事により結露の発生要因にもなる。
冬場は、熱移動の方向が室内側から屋外側と逆方向になるが、壁内では同様の現象が外側に向かって起こり、前述同様断熱性の低下や結露の発生が起こる要因になる。
本発明は、壁内空間に対流防止板５を設ける事により、壁内空間をより小さな空間に分ける事ができる。この結果、上下の熱移動即ち対流を少なくすることが出来、断熱性を高めるばかりか結露の発生も防ぐことが出来るのである。
テントハウス１外周部の空間が棟迄通じている場合は、空間全体に対流防止板５を設置するとその効果は大きく、対流防止板５の間隔が狭ければ狭いほど効果は大きくなる。
【００２８】  本発明は、テントハウス１の柱や梁等２との間又はこれら躯体の室内側に、軽天材等１０にて壁や天井下地材を取り付け、外装材であるテントシート４と軽天材等の室内側に遮熱材３を施工し空間を設け、この空間内にテントシート４と遮熱材３に直行する様に、しかも上下の空間が密封される様に対流防止板５を設けたテントハウス１の遮熱構造をも提案する。
【００２９】  本提案の最も重要な事は、遮熱材３の接続部での気密性能である。遮熱材３は１００パーセント防水性能を有しているが、接続部に隙間があると気密性能は大幅に低下する。室内は空調設備等で、テントシート４と遮熱材３との空間より気圧が高くなっている。従って、室内の湿気はこの隙間を介して、外周部空間に流失し結露の要因となる。特に、湿度の高い植物工場ではこの傾向が大きい。
更に、室内の空気が外周部空間に流失すると言う事は、省エネルギー効果も低下する事を意味する。
増してや、垂れ下がった隣接する遮熱材３をぴったり取り付ける事は難しいばかりか、遮熱材３表面に埃等が付着していると気密性は一層厳しくなる。
【００３０】  本提案は、建築等で一般的に使用されている軽天材等１０を室内全体に施工する事により、遮熱材３に気密性を高める為に取り付ける内装下地材となるものである。
取り付け位置は、柱や梁２の間やこれらの躯体の室内側でも良い。小屋裏部分が必要な場合や空調負荷を少なくするために室内面積を小さくしたい場合は、天井下地材として使用しても良い。
前述同様、テントシート４と遮熱材３との間には空間があるが、当該軽天材等１０にも対流防止板５を取り付け、空間内の対流防止をしなければならない。
軽天材等１０には、角パイプやＣ型鋼、或いはＬ型鋼種々あるが、遮熱材３に接触する面は接着性を良くし気密性を高める為フラットのものを選択する事が大切である。
勿論、軽天材等１０の代わりに、プラスチックや木製製の素材でも良く、素材自体は特に問わない。
【００３１】  本発明は、対流防止板５及び軽天材等１０は、テントシート４と接触する屋外側部分全てに断熱テープ等７を施工、一方室内側は軽天材等１０の室内側に両面テープ等８で遮熱材３を接着したテントハウス１の遮熱構造をも提案する。
【００３２】  軽天材等１０に遮熱材３を室内側から取り付けるには接着剤や両面テープ等８を使用するが、遮熱材３と軽天材等１０との断熱性も重要で、出来れば断熱性の高いものを使用し良く密着、隣接する遮熱材３の接続部にはコーキング９等でシールすると尚密封性能が高まる。
天井の室内側に取り付ける場合、長期的耐久性も高める為、接着剤や両面テープの他にビス等の併用も効果的である。
【００３３】  本発明は、床に遮熱材３を敷き、その上に鋼製枠或いはグレーチング等１１空間を持った構造物等を置き、天板に鋼板やコンクリート板１３等を取り付けたテントハウス１の遮熱構造をも提案する。
【００３４】  遮熱材３を床に使用する場合は、床の上に遮熱材３を直接敷きこんでも良い。
しかし、床は作業者が通行したり重量物を載せたり、時には車両や重機等の使用もある。この様な場合、遮熱材３が破損してしまう恐れがある。
本提案は、コンクリート土間６等の上に遮熱材３を直貼りし、その上に鋼製枠或いはグレーチング等１１空間を持った構造材等を置き、更にその上に鋼板或いはコンクリート板等１３を取り付けた構造である。
鋼製枠或いはグレーチング等１１は、輻射熱の反射をさせる空間でもあるので、極力水平面の開口面積の大きいものが効果的である。
【００３５】  室内の熱は、鋼板或いはコンクリート板等１３に吸収され地面側表面迄伝導熱として伝達、更に鋼板或いはコンクリート板等１３表面から概ね輻射熱９３パーセント及び伝導熱５〜７パーセントの形態をとって遮熱材３に伝達される。従って、この熱の大半は輻射熱であり、遮熱材３によって反射され再び室内側に戻されることになる。
【００３６】  ここで大切なことは、壁面の施工した遮熱材３と床面に施工した遮熱材３は、室内の気密性を高める為全周にわたって接続しておくことである。
【００３７】  本発明は、テントハウス１の屋外側に、屋外用遮熱材３を取り付けたテントハウスの遮熱構造をも提案する。
【００３８】  屋外から室内に侵入する熱の最も大きな要素は太陽からの輻射熱である。従って、テントハウス１でも、屋外側にも遮熱材３を取り付ければ大きな省エネ効果が得られるのは当然である。しかしながら、テントハウス１を使用する目的は設備費を安価にすることであり、ランニングコストは大幅に低減するもののイニシャルコストは若干アップするので全面張りは負担になる場合がある。
このような場合、太陽光の多く当たる屋根面や南面等部分施工でも省エネルギー効果は大きい。
更に、寒冷地に於いては、屋根の部分にのみ屋外側から遮熱する事により、雪下ろしがゼロエネルギーで継続して出来る。
【００３９】  遮熱材３は、太陽光等輻射熱の反射率が９５パーセントから９８パーセントと高く、テントハウス１の表面に貼れば内部の温度が低下する事は明らかであるが、反射率が高いが故太陽光をそのまま反射し人間や生物の目を傷めたり、航空機障害を引き起こす懸念がある。
そこで、屋外で使用する遮熱材３は、表面にごく薄膜の着色した輻射熱の高透過樹脂層を施工し、太陽光を直接反射する直反射ではなく、散乱させる拡散反射構造にする必要がある。
【００４０】  屋根部のゼロエネルギー融雪と省エネルギー並びに結露防止の３つのメカニズムを説明する。
テントハウス室内は、遮熱材３が全面に施工されている。
しかしながら、僅かながら室内からの熱は天井を介して屋根に方向に移動し、その後大気に放出される。この屋根方向の熱移動の内訳は、輻射熱が５０〜７０パーセント、伝導熱が５〜７パーセント、対流熱が１５〜２８パーセントと報告されている。
これらの熱は、屋根部分のテントシート４に吸収され熱となり、テントシート４表面から大気に放出される。この放出により、テントシート４の温度特にテントシート４の表面温度は低下している。
温度低下しているテントシート４に冷たい雪が接触すると、テントシート４表面で凍結し次々に降る雪が積層され、やがては重量が増し倒壊の原因にもなる。
前述のとおり、テントハウス１の外周部からの対流熱或いは天井等から上昇した熱は、屋根付近に蓄積される。遮熱材３を屋根のテントシート４の屋外側に施工した場合、遮熱材３内部及び遮熱材内側のテントシート４に熱を保温させることが出来る。又、遮熱材３は他の物質に接触した瞬間、伝導熱が発生しその物質に伝達する性質を持っている。
即ち、遮熱材３の表面温度は決して高くはないが、雪が遮熱材３に接触した瞬間、遮熱材３内部に溜まっていた熱が伝導熱の形態をとって雪に伝達され雪を溶かすのである。
しかしながら、テントハウス１内部からの熱だけでは次から次へと積もる雪を完全に溶かすだけの熱量は無い。
屋根は、通常ある程度の勾配が付けられている。従って、テントシート４表面の雪さえ解けていれば、積雪が数センチメートルになると自重で落雪するのである。数センチメートルで落雪するので、周囲の人間等に当たっても被害を受けるに至らない。
勿論、新たなエネルギーは不要で、小屋裏に溜まった熱量で継続して落雪ができるのである。
この様に、テントシート４の屋外側に遮熱材３を取り付ける事により室内の熱を保温する事が出来る。即ち、屋根面や小屋裏等に熱が保温されていると言う事は、室内側の保温性能はより高まるとういう事になる。
結露の要因は、そのエリアの温度と湿度更には素材の表面温度である。
例えば、小屋裏の温度と湿度が変わらないとすれば、屋根部テントシート４の室内側温度が高ければ結露しにくいことになる。即ち、本提案は結露の要因が少な構造と言える。
この様に、テントハウス１の屋根の屋外側に遮熱材３を施工すると、ゼロエネルギーで落雪が出来、しかも保温性能が格段に向上、更には結露対策と３つの利点がある構造とすることが出来る。
【発明の効果】
【００４１】  密封性能が高まり、省エネルギー効果がより高まる。
【００４２】  室内側に軽天材等１０の内装下地材を設ける事により、密封性能が高まり結露の防止が  出来る。更に、内装下地材があることで、遮熱材３を取り付ける作業が簡単にきれいに  貼ることができ、室内の美観にも効果的である。
【００４３】  寒冷地於けるゼロエネルギー融雪が可能と言う事は、テントハウス１の設置エリアが豪雪地帯でも可能になり設置エリアの拡大という大きなメリットがある。
【符号の説明】
【００４４】        １テントハウス
２柱及び梁等
３遮熱材
４テントシート
５対流防止板
６コンクリート土間
７断熱テープ
８両面テープ等
９コーキング
１０軽天材等
１１鋼製枠或いはグレーチング等
１２土間
１３鋼板やコンクリート板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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