(57)【要約】【課題】本発明は、新規なピンホール検査可能な蓄熱槽を提供することを目的とする。【解決手段】このピンホール検査可能な蓄熱槽は、コンクリート躯体と、前記コンクリート躯体の内表面に形成された、現場発泡ウレタン断熱材又は断熱成型板から成る断熱層と、前記断熱層の内表面に形成された導電層と、前記導電層の内表面に形成されたポリウレア樹脂から成る防水層とを備えている。前記導電層は、導電物質を混入したプライマーから成る。【選択図】図２Ａ
2015190113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート躯体と、
前記コンクリート躯体の内表面に形成された、現場発泡ウレタン断熱材から成る断熱層と、
前記断熱層の内表面に形成された導電層と、
前記導電層の内表面に形成されたポリウレア樹脂から成る防水層とを備えた、ピンホール検査可能な蓄熱槽。
【請求項２】
コンクリート躯体と、
前記コンクリート躯体の内表面に形成された、断熱成型板から成る断熱層と、
前記断熱層の内表面に形成された導電層と、
前記導電層の内表面に形成されたポリウレア樹脂から成る防水層とを備えた、ピンホール検査可能な蓄熱槽。
【請求項３】
請求項１又は２に記載するピンホール検査可能な蓄熱槽において、
前記導電層は、導電物質を混入したプライマーから成る、ピンホール検査可能な蓄熱槽。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のピンホール検査可能な蓄熱槽において、
前記導電層に混入される導電物質は、粉状、粒子状又は繊維状の金属又はカーボンから成る、ピンホール検査可能な蓄熱槽。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のピンホール検査可能な蓄熱槽において、
前記導電層は、少なくとも5重量％のカーボンブラックを混入したウレタンプライマーである、ピンホール検査可能な蓄熱槽。
【請求項６】
請求項３に記載のピンホール検査可能な蓄熱槽において、
ピンホール検査時に、前記導電層に印可される電圧は、5〜11ｋＶである、ピンホール検査可能な蓄熱槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンホール検査可能な蓄熱槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
防水機能を要求される例として、蓄熱槽が挙げられる。最近、エネルギーの有効利用の観点から、ビルの空調設備に蓄熱システムを導入する例が増えている。例えば、図１Ａは、ビル１の空きスペース（二重スラブ）２を冷温水槽として利用した水蓄熱式空調システムの一例である。図１Ｂに示すように、最下階の床スラブ５と基礎スラブ６の間の空間２を利用して冷温水槽を形成する。
【０００３】
水蓄熱式空調システムでは、夜間の割安な電力（深夜電力）を利用して、冷温水槽に熱エネルギーとして蓄える。具体的には、夜間の電力で熱源機３を運転して、夏は冷水を蓄えた冷水槽として使用し、昼間の冷房時には冷水槽に蓄えられた冷水を利用して冷房を行う。一方、冬は温水を蓄えた温水槽として使用し、昼間の暖房時には温水槽に蓄えられた温水を利用して暖房を行う。
【０００４】
蓄熱システムを採用しない場合、昼間（空調時間帯）の空調負荷に合わせて、熱源機３を運転する。これに対して、蓄熱システムを採用すると、夜間（空調時間帯以外の時間帯）に蓄熱運転により熱エネルギーを蓄え、このエネルギーを昼間の空調に利用する（放熱）。空調負荷の多い日は、熱源機３により追いかけ運転を行う。蓄熱システムは、必要な設備容量を小さくすることができ、経済性に優れている。
【０００５】
蓄熱槽４を形成するコンクリート躯体５，６，７は、止水性に乏しく、熱損失が大きい。このため、図１Ｂに示すように、蓄熱槽４は、熱エネルギーのロスを減少すると共に、コンクリート躯体５，６，７外面の結露を防止するため、コンクリート躯体内面に断熱材８と漏水を防ぐ防水材９とを用いて形成される。
【０００６】
蓄熱槽４には、このような季節に応じて、冷水と温水を切り替えて使用する冷温水槽以外にも、用途に応じて、例えば、常時氷を蓄える氷蓄熱槽、常時４℃程度の冷水を蓄える冷水専用槽、常時５０℃程度の温水を蓄える温水専用槽等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2010-31600「ピンホール検査可能な塗膜防水層構造」（公開日：2010年02月12日）出願人：東京電力株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで使われる防水材９は、蓄熱槽内部に貯えられた水を外部に漏らさないようにするため、極端に膜厚の薄い脆弱な箇所やピンホール（小孔）があってはならない。そのため、蓄熱槽４が完成した後、防水材９に膜厚の極端に薄い箇所やピンホールが存在しないことを検査する手段（以下、単に「ピンホール検査」ともいう。）を設けることが必要となる。顧客に対して、ピンホール検査の結果を提示することにより、蓄熱槽４の防水材９に関する品質保証をすることが出来る。このため、蓄熱槽の形成後、確実にピンホール検査をすることできる蓄熱槽の実現が望まれる。
【０００９】
従って、本発明は、新規なピンホール検査可能な蓄熱槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るピンホール検査可能な蓄熱槽は、コンクリート躯体と、前記コンクリート躯体の内表面に形成された、現場発泡ウレタン断熱材から成る断熱層と、前記断熱層の内表面に形成された導電層と、前記導電層の内表面に形成されたポリウレア樹脂から成る防水層とを備えている。
【００１１】
或いは、本発明に係るピンホール検査可能な蓄熱槽は、コンクリート躯体と、前記コンクリート躯体の内表面に形成された、断熱成型板から成る断熱層と、前記断熱層の内表面に形成された導電層と、前記導電層の内表面に形成されたポリウレア樹脂から成る防水層とを備えている。
【００１２】
更に、上記ピンホール検査可能な蓄熱槽では、前記導電層は、導電物質を混入したプライマーから成っていてもよい。
【００１３】
更に、上記ピンホール検査可能な蓄熱槽では、前記導電層に混入される導電物質は、粉状、粒子状又は繊維状の金属又はカーボンから成っていてもよい。
【００１４】
更に、上記ピンホール検査可能な蓄熱槽では、前記導電層は、少なくとも5重量％のカーボンブラックを混入したウレタンプライマーであってよい。
【００１５】
更に、上記ピンホール検査可能な蓄熱槽では、ピンホール検査時に、前記導電層に印可される電圧は、5〜11ｋＶであってよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、新規なピンホール検査可能な蓄熱槽を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】図１Ａは、ビルの二重スラブによって形成された空きスペースを蓄熱槽として利用した水蓄熱式空調システムの一例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、最下階の床スラブと基礎スラブの間の空間を利用して形成された水蓄熱槽の詳細図である。
【図２Ａ】図２Ａは、氷蓄熱槽及び冷水専用槽の構造を説明する図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、温水専用槽及び冷温水槽の構造を説明する図である。
【図３】図３は、ピンホール検査方法を説明する図である。
【図４】図４は、他のピンホール検査可能な蓄熱槽工法として、サーモストック工法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るピンホール検査可能な塗膜防水層構造、これを取り入れた蓄熱槽、屋上屋根等の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同じ要素に対しては、同じ符号を付して、重複した説明を省略する。
【００１９】
本出願人の内の１社は、前掲特許文献１において、防水材層の下地に導電プライマー層を設け、ピンホール検査治具により防水材層の表面を掃引してピンホールの有無を検査する方法を提案している。本実施形態においても、検査方法自体に関しては、基本的に同じである。
ここでは、前掲特許文献１とは異なる構造の新規なピンホール検査可能な蓄熱槽を提案する。
【００２０】
蓄熱槽４の中で冷温水槽は、１年を通じて季節により循環的に、温水槽又は冷水槽として利用される。従って、蓄熱槽４は、基本的に、氷蓄熱槽、冷水専用槽、温水専用槽、及び冷温水槽に分類される。
【００２１】
現在、防水層の施工範囲は、日本建築学会の蓄熱断熱防水委員会による「蓄熱断熱防水工事技術工事指針(案)」によって、冷水専用槽及び氷蓄熱槽に関しては、天井面に防水層を設けないと規定されている。即ち、防水層は、壁・床の全面に施行することを原則とし、天井面は使用する水温との関係によって決まる。水蒸気は、温度の高い方から低い方へ移動する性質を有するからである。
【００２２】
(1) 氷蓄熱槽及び冷水専用槽
図２Ａは、氷蓄熱槽２２及び冷水専用槽２０の構造を説明する図である。天井面は、コンクリートスラブ５の内周面側に断熱成型板１６を固定した構造である。防水層は設けられていない。
氷蓄熱槽２２及び冷水専用槽２０では、槽外に比較して槽内は相対的に低温であり、水蒸気は矢印Ｓｄで示すように槽外側から槽内側に移動する。断熱成型板１６の槽内側に防水層があると、槽外側から断熱成型板１６に浸透した水蒸気は、断熱成型板１６の内部、若しくは断熱成型板１６と防水層の境界で内部結露し、その結果、結露水が防水層で滞留し、却って断熱層・防水層に不具合を生じさせる原因ともなるからである。
【００２３】
断熱成型板１６は、好ましくは、板厚25〜100ｍｍ程度の発砲ウレタン、ポリスチレン等の成型板から成る。天井面のみに断熱成型板１６を採用した理由は、天井面に対して壁面及び床面に使用する現場発泡ウレタン材を使用した場合、吹付けして硬化する際に表面にスキン層が形成され、このスキン層が防水層と同じ防水機能を有してしまうからである。従って、現場発泡ウレタン断熱層の代わりに、断熱成型板１６を採用している。
【００２４】
壁面及び床面は、コンクリート躯体７の内周面側に配置された断熱層１８と、更に断熱層の内周面側に形成されたピンホール検査用の導電層１７ｓと、導電層の内周面に形成された防水層１４ｓから成る。更に、防水層１４ｓの上にトップコート層（図示せず。）を形成してもよい。トップコート層は、フッ素樹脂、アクリルウレタン樹脂等から成り、透湿係数を更に抑える為に用いられる。
【００２５】
断熱層１８は、好ましくは、厚さ約20〜100ｍｍ、目標値約50ｍｍの現場発泡ウレタン断熱材から形成される。
【００２６】
導電層１７は、粉状、粒子状又は繊維状の導電物質を含有するプライマーである。導電層１７は、約0.1〜0.3 ｋｇ／ｍ２、目標値約0.15ｋｇ／ｍ２に塗布又は吹付けにより形成される。導電物質は、典型的には金属又はカーボンである。プライマーとは、元々、下地に対して塗料の密着性をあげるために用いる地塗り剤又は接着剤等を意味する。ここでは、下地の断熱層１８と上地の防水層１４ｓを密着させる接着剤である。今回の試作では、市場において三井化学産資株式会社から入手可能な２液溶剤型ウレタンプライマー（品番Ｐ−２０８０）に対してカーボンブラック（直径3〜500ｎｍ程度の炭素の微粒子）を混入した導電プライマーを評価した。
【００２７】
防水層１４ｓは、好ましくは、厚さ約1〜5ｍｍ、目標値は約2ｍｍのポリウレア樹脂防水層である。
【００２８】
(2) 温水専用槽及び冷温水槽
図２Ｂは、温水専用槽２４及び冷温水槽２６の構造を説明する図である。
天井面は、コンクリートスラブ５の内周面側に断熱成型板１６が配置され、更に断熱層の内周面側に形成されたピンホール検査用の導電層１７ｕと、導電層の内周面に形成された防水層１４ｓとから成る。更に、防水層１４ｓの上にトップコート層（図示せず。）を形成してもよい。
【００２９】
先ず、温水専用槽２４では、槽外に比較して槽内は相対的に高温であり、矢印Ｓｄ２に示すように水蒸気は槽内側から槽外側に移動する。そのため、吸湿による断熱成型板１６材の断熱性能低下や、上階への水蒸気の侵入を防止する必要があり、槽内天井面に防湿の為に防水層１４ｕを代用して設ける。
【００３０】
次に、冷温水槽２６では、季節により冷水槽若しくは温水槽として利用される。冷水槽として利用するときは、水蒸気の移動方向は矢印Ｓｄ１に示す方向となり、温水槽として利用するときは矢印Ｓｄ２に示す方向となる。このため、冷水運転時に発生した結露水は温水運転時に揮散することから、温水専用槽と同じく防水層１４ｕが必要となる。
【００３１】
壁面及び床面は、壁面コンクリート躯体７の内周面側に配置された断熱層１８と、更に断熱層の内周面側に形成されたピンホール検査用の導電層１７ｓと、導電層の内周面に形成された防水層１４ｓから成る。更に、防水層１４ｓの上にトップコート層（図示せず。）を形成してもよい。
【００３２】
（ピンホール検査）
ピンホール検査自体は、前掲特許文献１のピンホール検査法と同じである。図３は、ピンホール検査方法を説明する図である。絶縁物質である防水層１４の裏面に密着した導電層１７からリード線を引き出し、電圧源Ｖの一方の端子に接続する。電圧源Ｖは、後で説明するように、５ｋＶ以上の電圧を出力できればよい。
【００３３】
電圧源Ｖの他方の端子に接続されたリード線には、ピンホール検査治具３０が接続される。ピンホール検査治具３０は、先端部が可撓性・屈曲性ある細い金属線の束（金属製のブラシ状治具、箒状治具、筆状治具等）から成り、防水層１４の表面を擦るように接触可能な導電性治具である。リード線の途中には、電流計Ｉが接続されている。過電流に対する保護装置があってもよい。
【００３４】
電圧源Ｖにより所定の電圧が印加される。この状態で、防水層１７の表面をピンホール検査治具３０により掃引する。このとき、防水層１７にピンホールが有れば、このピンホールを通して検査治具３０と導電層１７とが接触して閉回路が形成され、比較的大きな電流が流れ、電流計Ｉによって検出される。また、防水層１７に極端に膜厚の薄い箇所が有れば、印加電圧との関係により絶縁破壊が発生して閉回路が形成され、同様に電流計Ｉによって検出される。防水層１７全表面をピンホール検査治具３０により掃引しても電流計Ｉに電流が流れないとき、防水層１７には、極端に膜厚の薄い脆弱な箇所やピンホールが存在しないことが証明される。
【００３５】
ピンホール検査の詳細な条件を求めるため、予め、導電プライマーに関して、次の確認実験を行った。
(1)予備試験
予備試験は、導電プライマーの導電性に関する実験である。サンプルは、下地として非導電性のコンポジットパネル（ベニアなどの合板）を用い、その上に、２液溶剤型ウレタンプライマー（品番Ｐ−２０８０）に対してカーボンブラックを添加した導電プライマーを塗布している。ここで、カーボンブラックの添加量は、0〜10重量％の間で変化させている。
導電性の評価は、通電性表示器（プレ・チェッカー）を利用した検査値及び図３で説明したピンホール試験方法により通電が確認できた最低電圧値によった。
【００３６】
通電性表示器は、元々、絶縁性皮膜（樹脂ライニング、防水シート、塗装）で覆われたコンクリート素地の水分の含有度をチェックする器具である。コンクリート素地上に施工された絶縁性皮膜のピンホール検査を実施する前に、通電性表示器を利用して絶縁性皮膜の表面から素地コンクリートの通電性を評価している。
【００３７】
通電性表示器の表示値は、絶縁性皮膜の下地の被測定物（コンクリート素地）の比誘電率εrを表示する。比誘電率εrの値は、水道水が80、樹脂皮膜が3〜4、コンクリート骨材が5〜6程度であり、水が圧倒的に大きい。コンクリート素地に含有される水分量に比例して、通電性表示器の表示値は大きくなる。通電性表示器の表示値が、ほぼ30以上であれば、ピンホール検査時に導電層と利用するコンクリート素地の導電性は十分なものと判定される。今回、この通電性表示器を使用して、導電プライマーの導電性をチェックした。
【００３８】
【表１】
2015190113.tif 000003
【００３９】
サンプルNo.1は、比較例であり、導電プライマーが塗布されていない非導電性のコンポジットパネルの測定値である。サンプルNo.2は、カーボンブラック無添加のプライマーの測定値である。サンプルNo.3は、カーボンブラックを1重量％添加した導電性プライマーの測定値である。通電性表示器の表示値は19.5とコンクリート素地で得られた導電性判定の閾値30以下であり、表面に防水層を設けない状態でも通電最低電圧は6.0ｋＶを要し、防水層を設けると11ｋＶを必要とする。
【００４０】
サンプルNo.4は、カーボンブラックを5重量％に増量した導電性プライマーの測定値である。通電性表示器の表示値は80.5と閾値30を上回り、コンポジットパネルの表面に防水層を設けない状態では通電最低電圧は0.1ｋＶであり、防水層を設けると4〜5ｋＶであった。サンプルNo.5は、カーボンブラックを10重量％に増量した導電性プライマーの測定値である。通電性表示器の表示値は100以上であり、コンポジットパネルの表面に防水層を設けない状態では通電最低電圧は0.1ｋＶであり、防水層を設けると4ｋＶであった。
【００４１】
以上の結果より、プライマーに対してカーボンブラックを5重量％以上、好ましくは、10重量％含有させることで、ピンホール検査の導電層として機能することが判明した。
【００４２】
(2)確認試験
予備試験の結果をふまえ、カーボンブラックを10重量％含有する導電プライマーにより、確認試験を行った。サンプルの下地は、図２Ａ及び図２Ｂに示す天井面に使用する断熱成型板１６と同じ発泡ウレタン板を使用し、その上に導電プライマーを吹き付け、更に防水層１４と同じポリウレア樹脂を約２ｍｍ厚で吹き付けている。防水層の吹付け前に、釘及び爪楊枝を刺しておき、吹付け後に取り去って、防水層に疑似ピンホールを形成しておいた。比較例として、導電プライマー無しのサンプルを用意した。
【００４３】
【表２】
2015190113.tif 000004
【００４４】
確認試験の結果、図２Ａ及び図２Ｂに示す断熱層の層構成において、カーボンブラックを10重量％含有する導電プライマーを使用することにより、5ｋＶ以上の電圧源を用いてピンホール検査が可能であることが判明した。更に、表１のサンプルＮｏ．３を見ると、カーボンブラックが1重量％でも電圧11ｋＶ印可するとピンホール検査が可能になることから、電圧値の最大は11ｋＶとした。即ち、ピンホール検査に用いる電圧値は、最も厳しい検査の場合でも11ｋＶ以下でよい。
【００４５】
同様に、下地を図２Ａ及び図２Ｂに示す壁面及び床面に使用する断熱層（約30ｍｍ厚の現場発泡ウレタン断熱材）１８とした場合は表面に凹凸があるが、導電プライマーを複数の方向から塗布又は吹き付けることにより、断熱層の表面全体に形成することで、同様の結果が得られた。
【００４６】
（他の工法との比較）
他のピンホール検査可能な工法として、図４に示すサーモストック工法がある。コンクリート躯体５の内周面に、ポリスチレンフォーム断熱材３１が断熱材固定用アンカー３６を使って貼り付けてある。断熱材３１として、（スタイロフォーム）（工場生産品）が使われる。断熱材３１の内側面には、予め、アルミニウムのシート３２がコーティングしてある。アルミニウムシート３２の上に、超速硬化ウレタンの防水層３４を吹き付けて施工する。アルミニウムシート３２が、ピンホール検査の導通層となる。
【００４７】
アルミニウムは、無機質で水蒸気を全く透さない。一方、超速硬化ウレタン防水層３４は水蒸気を透す。その結果、防水層３４を透った水蒸気は、アルミニウムシートの前で移動がストップされ、凝縮することがある。防水層３４とアルミニウムシート３２の間で、結露水として溜まる。それが徐々に堆積して、両層間に剥離現象を生じ、落下する恐れもある。
【００４８】
一方、本実施形態に係る蓄熱槽の構成は、断熱層１６，１８と、その上に導電層１７と、その上に防水層１４とから成る。導電層１７を形成する導電性プライマー層は、アルミニウムシートと異なり、水蒸気を透過する。
防水層３４を貫通した水蒸気は、導電層１７を透過し、断熱層１６，１８に達する。断熱層１６，１８は、比較的厚いので、この水蒸気を吸収してしまう。但し、徐々に水蒸気を吸収した断熱層１６，１８は、経年劣化の範囲内で徐々に断熱性能を劣化させることは予想される。
【００４９】
両者の長所短所を比較した結果、発明者等は、断熱性の経年劣化は予想されるが、層間剥離により防水層が落下する恐れが無い、図２Ａ及び図２Ｂに示す層構成を採用したのである。
【００５０】
［代替例他］
以上、本発明に係るピンホール検査可能な蓄熱槽の実施形態を説明したが、これらは例示であって、本発明を限定するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・変更・削除・変更・改良等は本発明に含まれる。従って、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００５１】
１：ビル、  ２：空間、  ３：熱源機、  ４：蓄熱槽、  ５：床スラブ，コンクリートスラブ，コンクリート躯体、  ６：基礎スラブ，コンクリート躯体、  ７：壁面コンクリート躯体，コンクリート躯体、  ８：断熱材、  ９：防水材、  １４，１４ｓ，１４ｕ：防水層、  １６：断熱成型板，断熱層、  １７，１７ｓ，１７ｕ：導電層、  １８：断熱層、  ２０：冷水専用槽、  ２２：氷蓄熱槽、  ２４：温水専用槽、  ２６：冷温水槽、  ３０：ピンホール検査治具，検査治具、  ３１：ポリスチレンフォーム断熱材，断熱材、  ３２：アルミニウムシート，シート、  ３４：超速硬化ウレタン防水層，防水層、  ３６：断熱材固定用アンカー、
Ｉ：電流計、  Ｖ：電圧源、Ｓｄ：矢印、  Ｓｄ１：矢印、  Ｓｄ２：矢印
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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