(57)【要約】      （修正有）【課題】使用可能な部屋の空間を減少させることなく、建築物内部の熱容量を増大できる、蓄熱効果の高い、建築物の壁構造を提供する。【解決手段】充填断熱構造の建築物において、部屋と部屋を仕切る間仕切り壁の内部に、潜熱方式の蓄熱材を挿入することにより、冷気や、熱を保持し、室温が変化しないため、人体への不快感を減少させ、効率の良い冷暖房の運転が可能となった。【選択図】図１
0003173242.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
建築物を構造的に支える基礎・土台・柱・梁の構造部材並びに屋根・外壁・断熱層を具備する屋根体・壁体から構成され、前記建築物内の間仕切壁内部に、熱容量の大きい潜熱方式による蓄熱体を備えることにより、前記断熱層を含んで構成された建物内部に一定の熱容量を確保し、前記蓄熱体は、複数個の蓄熱体を固定可能な面積を有するベースに等間隔で小分けに取り付けられた蓄熱モジュールであり、前記蓄熱モジュールは、一定の長さで切断して使用することができることを特徴とした、建築物の壁構造及びそれを利用し建築物。
【請求項２】
前記蓄熱モジュールは、ベース左右端に取付部を備え、取付手段により、容易に固定可能であり前記蓄熱体は、取付け面を蓄熱対の中心とは反対方向に円弧状とし、前記蓄熱体と石膏ボードなどの表面材との接合部の密着性を高めることで蓄熱効果を高め、前記蓄熱体と、蓄熱体取付面の対面の部材との間には、内部静止空気層において対流が起こりやすい間隔を設けた事を特徴とした、請求項１に記載の建築物の壁構造及びそれを利用した建築物。
【請求項３】
前期蓄熱モジュールは、例えば高低差のある２〜３階建ての戸建住宅の場合、
２〜３Ｆに相対変化温度の高い蓄冷体を配置して冷気を下降させ、１Ｆに相対変化温度の低い蓄熱体を配置することで、家全体の温度変化を緩和したり、ワンフロアで高低差の無い場合には、冬の日当たりが良く暑くなる場所に相対変化温度の低い蓄熱体を配置し、吸気口付近などの寒くなる場所には相対変化温度の高い蓄熱体を配置する、又は少なくとも２種類の相対変化温度の異なる蓄熱体を１つのモジュールに交互に配置したことを特徴とする、請求項１〜２の何れかに記載の、建築物の壁構造及びそれを利用した建築物。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、充填断熱方式の建築物において、間仕切り壁内部に、潜熱方式の蓄熱材を備えることにより、使用可能な部屋の空間を減少させることなく、建築物内部の熱容量を増大できる、蓄熱効果の高い、建築物の壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物には、外気温度が室内空気へ伝達することを防ぐために、断熱材が入っているが、主に建物の外壁、屋根下、床下のみに入れ、各部屋を仕切る、間仕切り壁の中には入れずに空洞とするのが通常であった。
又、近年では、吸放湿を目的とした、間仕切り壁内部への蓄熱材の挿入が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７０４９１
【特許文献２】特開２００９−１９７５５７
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の建物は、背景技術で述べたように、間仕切り壁内部は空洞のままであった。そのため、充填断熱工法で建築された家は、建築物内部の熱容量が不足気味となり、空調設備を運転開始後の効きは早いが、夏場は、空調設備の運転停止後すぐに室温が上がってしまい、逆に冬場の場合は、運転停止後すぐに室温が下がってしまっていた。このため、人体にとっては不快であり、又、再び運転を開始した際には、余分な電力を消費する為、空調設備のランニングコストがかかっていた。
近年評価の上がっている外断熱住宅は、建築物の断熱層内部における構造体自体の熱容量が大きい。特に構造体にコンクリートを用いたＲＣ構造において外断熱が適しているとされているのは、顕熱方式の建築物の中で、コンクリートの熱容量は大きいからである。
しかし、相対変化を伴わない顕熱方式は、素材物質の比熱が小さく、熱容量を増大させるためには、質量の大幅な増大をすることが必要であり、蓄熱量の増大を図ることが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するための手段は、本願の［実用新案登録請求の範囲］の各請求項に記載の考案である。
実用新案登録請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
＜用語の説明＞
○断熱材：熱の伝導を抑える目的の材料で、建築材料としても用いられる。
○間仕切り壁：建物の内部をいくつかの部屋に分割するために、仕切りとして設けられた壁。
○充填断熱工法：木造住宅の断熱施工方法のひとつであり、柱などの構造部材間の空間に断熱材を詰め込み、断熱する方法。
○外断熱方式：ＲＣ造りなどの構造躯体の外側に断熱層を設ける断熱工法。
木造の場合は、外張断熱と呼んでいる。構造熱橋の発生を少なくすることができ、高断熱化の際にも居住空間を圧迫しない、躯体の熱ストレスが緩和でき、耐久性が増すなど、熱的にはメリットが大きい。
○熱容量：物体の温度を１℃高めるのに必要な熱量。熱量を加えた場合、熱容量が大きい程、温度変化が小さくなる。
○顕熱方式：物質の比熱を利用するもので、最も簡単で、応用範囲が広い方式である。
○潜熱方式：温度変化を伴わずに物質の相を変化させた時の熱量を利用して蓄熱を行う方式。
○ＲＣ造：金属の鉄がもつ性質の容易に破断しない粘り強さ（靱性）と引っ張り強度、セメントと骨材である砂及び砂利を水と混ぜたコンクリートがもつ高い圧縮強度を併用した構造の１つで、鉄筋コンクリート構造ともいう。
○相対変化：化合物がある一定温度において、個体から液体、液体から個体へ相変化する事。
○一定の長さ：日本の建築様式における、様々な寸法の間仕切り壁に合わせた任意の寸法。
【考案の効果】
【０００６】
本考案に係る、蓄熱構造は、上記のような特徴的構成要件から編成され、特徴的構成要件に応じた、以下のような本願考案特有の効果を奏する。
また、上記の各考案に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成された蓄熱構造によれば、本願考案の課題を十分解消することができた。
○第１の考案の効果  
●第１の考案によれば、第１の考案の特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題（従来の建物は、背景技術で述べたように、間仕切り壁内部は空洞のままであった。そのため、充填断熱工法で建築された家は、建築物内部の熱容量が不足気味となり、空調設備を運転開始後の効きは早いが、夏場は、空調設備の運転停止後すぐに室温が上がってしまい、逆に冬場の場合は、運転停止後すぐに室温が下がってしまっていた。このため、人体にとっては不快であり、又、再び運転を開始した際には、余分な電力を消費する為、空調設備のランニングコストがかかっていた。
近年評価の上がっている外断熱住宅は、建築物の断熱層内部における構造体自体の熱容量が大きい。特に構造体にコンクリートを用いたＲＣ構造において外断熱が適しているとされているのは、顕熱方式の建築物の中で、コンクリートの熱容量は大きいからである。
しかし、相対変化を伴わない顕熱方式は、素材物質の比熱が小さく、熱容量を増大させるためには、質量の大幅な増大をすることが必要であり、蓄熱量の増大を図ることが難しい。）を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第２の考案の効果
●第２の考案によれば、第２の考案の特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第３の考案の効果
●第３の考案によれば、第３の考案の特徴的な構成要件により、本考案が解決しようとする第１課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】型枠工法  尺モジュール
【図２】本考案における蓄熱構造の実施形態
【０００８】
本考案では、充填断熱方式の建築物の間仕切り部内に蓄熱体を備えている。
蓄熱体は、一般的に、蓄熱方式の違いにより、顕熱蓄熱体と潜熱蓄熱体に分類される。
顕熱蓄熱体とは、物質そのものの比熱を直接利用するもので、最も簡単で応用範囲の広い方式である。物質としては、コンクリートやセメントモルタルなどが代表的である。
潜熱蓄熱体とは、温度変化を伴わず物質の相を変化させて時の熱量を利用して蓄熱するものであり、畜放熱に伴う相変化中は、温度が一定であるため、室内温度の変化が少ない。
潜熱蓄熱体に使用する物質としては、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、パラフィンなどが存在する。
硫酸ナトリウム水和物は、融点３２．４℃、凝固温度３０℃、比熱−/３．３Ｊ/ｇ・ｋという性能を持っている。
酢酸ナトリウム水和物は、融点４２℃、凝固温度３９．４℃、比熱３．６/２．７Ｊ/ｇ・ｋという性能を持っている。
チオ硫酸ナトリウム水和物は、融点４３℃、凝固温度３９℃  ２．０/４．２Ｊ/ｇ・ｋとう性能を持っている。
パラフィンは、融点３２℃、凝固温度３２℃、比熱２．５１/−Ｊ/ｇ・ｋという性質を持っている。
ここで熱容量は、一般的にＣ＝ｍｃで表される。  
但し、Ｃ：熱容量[Ｊ/Ｋ]，ｍ；質量[ｇ]，比熱ｃ[Ｊ/ｇ・ｋ]とする。
それに対し、顕熱式蓄熱体は、例えば代表的なコンクリートでは、比熱０．８８であり、熱容量は、質量が同じ場合、比熱の大きい潜熱方式の方が顕熱方式に比べ遥かに大きい。
本考案では、物資の比熱が大きく、熱容量を増大が可能な潜熱方式を使用している。これにより、優れた蓄熱効果が可能となる。
【０００９】
本考案の第一の実施形態として、図１の４ようにポロプピレンなどで製作された容器に、前記物質を入れた蓄熱体の、接合面を壁側へ向かって円弧状の膨らみを持たせている。これは、石膏ボードを使用した際に、蓄熱体と密着性を良くし、それにより蓄熱効果を上げるためである。このような蓄熱体を図３のように等間隔で縦に複数個、尚且つ複数列配列した蓄熱モジュールとする。前記間隔は、蓄熱体の室内空気との接触面積を最大にし、効率的な蓄熱効果を得るために、１０ｍｍピッチ程度が望ましい。又、取付後の蓄熱体と、取付面の部材に対し蓄熱体を跨いで対面の部材との間には、図１の３のように空気層を設けている。これは、表面積を増やすことで、内部静止空気層において対流が起こりやすく、蓄熱体に蓄えられた熱を、空気中に放出し易くするためである。
前記蓄熱モジュールは、様々な寸法、形状の間仕切り壁に対応するため、尺モジュールなどの建築様式に合わせた長さで切断可能なものとする。該一定長さは、様々な寸法、形状をした間仕切り壁に対応する際の、使用のし易さを考慮すると１００ｍｍ程度が望ましい。前記蓄熱モジュールの左右端には、図３の５の様に、タッカーで固定する事を考慮し、一定幅の７タッカー取付部が設けられている。該タッカー取付部の寸法は、タッカー針の寸法及び固定した後に蓄熱材の重量により破損をしない程度の強度を有する為、幅が２５ｍｍ〜３５ｍｍ程度であることが望ましい。更に望ましくは、蓄熱材を複数配列したときの幅を３９０ｍｍ、タッカー取付部を両端に３２．５ｍｍずつ設け蓄熱モジュールの全幅を４５５ｍｍとすると日本の建築様式に合致する。
このような蓄熱モジュールを、建物の間仕切り壁内部に張り詰める。取付方法は、タッカーにて取付部を柱、筋交い等に固定する。
【００１０】
本考案の第二の実施形態を示す。夏季における日中の外気温度が３０℃を超える所謂「真夏日」には、空調設備が必需品であり、それなしの生活は、苦痛を伴うものであるが、「真夏日」であっても、日没後の夜間の気温は、２６℃以下まで下がることが多い。
そこで、ある一定範囲の温度で相対変化を起こす、潜熱方式の蓄熱体を配列した蓄熱モジュールを、建物２階の間仕切り壁内部に設置する。これにより、夜間の冷気や、安価な深夜電力にて運転した空調設備等によって冷やされた冷気を、間仕切り壁内部の蓄熱材に蓄冷する事で、日中の室内の気温上昇を防止することができ、暑さを緩和することができる。前記ある一定温度は、２６℃から２８℃であることが望ましいが、地域の気候により様々な温度域が考えられ、状況に応じて様々に設定するものとする。
【００１１】
本考案の第三の実施形態として、冬季においては、外気温度の低下に伴った、室内の気温の低下が生じる。特に断熱層内の熱容量の少ない木造・鉄筋コンクリート住宅においては、外出時にそれまで運転をしていた暖房器具の運転を停止し、一定時間経過後に帰宅した際には、他の部屋の室温により熱が伝わり、室内温度が著しく下がってしまう。  
そこで、前記第二の実施形態より低い、ある一定温度で相対変化を起こす潜熱方式の蓄熱体を間仕切り壁内部に設置する。これにより、太陽熱や、暖房、生活排熱、安価な深夜電力による暖房等によって取得した熱エネルギーを蓄熱することで、冬季は室内温度の低下を緩和でき、夏季には熱エネルギーの蓄熱を行わないため、室内気温に影響を与えない。第三の実施形態における蓄熱体が相対変化を起こす一定温度は、１５℃〜２０℃程度が望ましいが、地域の気候により様々な温度域が考えられ、状況に応じて様々に設定するものとする。
【００１２】
本考案の第四の実施形態として、通常建築物における室内気温は、高い階の方が低い階に比べて室内気温が高くなる。これは、暖かい空気は高度の高い方へ、逆に冷たい空気は、高度の低い方へ自然と流れる為である。特に夏季においては、この空気の流れの影響により上の方の階の室内気温は、著しく上昇し、非常に不快な空間となってしまう。そこで、高い階の間仕切り壁内部に、比較的高い気温で相対変化を起こす潜熱方式の蓄熱体を設置し、夜間の冷気や安価な深夜電力にて運転した空調設備などによって冷やされた冷気を高い階に蓄冷し、それによって日中の室内気温上昇による暑さを緩和し、高い階で蓄冷した冷気を、低い階にも穏やかに降下させることができる。
【００１３】
又、低い階に関しては、上の方の階で使用する蓄熱体よりも低い温度で相対変化を起こす潜熱方式の蓄熱体を間仕切り壁内部に設置する。これにより、太陽熱や生活排熱、暖気を蓄熱する事により、夜間の外気温度低下に伴う室内気温の低下や、暖房機器の運転を停止した後の室内気温低下を緩和することができる。
ここで、例えばニ階建ての建築物の場合、二階の間仕切り壁内に設置する蓄熱体の相対変化を起こす温度は２６℃〜２８℃程度が望ましい。これに対し、一階には、１６℃〜２０℃で相対変化する蓄熱体を設置することが望ましいが、地域の気候により様々な温度域が考えられ、状況に応じて様々に設定するものとする。
【００１４】
本考案の第五の実施形態として、暖房器具の暖気を蓄熱する比較的低温で相対変化する潜熱方式の蓄熱体、空調設備の冷気を蓄冷する比較的高温で相対変化する２種類の蓄熱体を、１つのモジュールに交互に配置したモジュールを間仕切り壁内部に設置する。これにより、一戸建ての建築物を始め、マンションやビルなどでもフロア単位で蓄冷及び畜熱による室内温度環境の安定化や、安価な深夜電力を活用した畜冷や畜熱を行うことができる。
第五の実施形態のおける前記比較的低温は、１８℃〜２０℃程度、前記比較的高温は、２６℃〜２８℃程度が望ましいが、地域の気候により様々な温度域が考えられ、状況に応じて様々に設定するものとする。
【符号の説明】
【００１５】
１……構造木材
２……石膏ボード（構造用合板）
３……空気層
４……蓄熱体
５……ベース
６……畜熱材
７……タッカー取付部
【図１】
0003173242.tif 000003
【図２】
0003173242.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
建築物を構造的に支える基礎・土台・柱・梁の構造部材並びに屋根・外壁・断熱層を具備する屋根体・壁体から構成され、前記建築物内の間仕切壁内部に、熱容量の大きい潜熱方式による蓄熱体を備えることにより、前記断熱層を含んで構成された建物内部に一定の熱容量を確保し、前記蓄熱体は、複数個の蓄熱体を固定可能な面積を有するベースに等間隔で小分けに取り付けられた蓄熱モジュールであり、前記蓄熱モジュールは、一定の長さで切断して使用することができることを特徴とした、建築物の壁構造及びそれを利用し建築物。
【請求項２】
前記蓄熱モジュールは、ベース左右端に取付部を備え、取付手段により、容易に固定可能であり前記蓄熱体は、取付け面を蓄熱対の中心とは反対方向に円弧状とし、前記蓄熱体と石膏ボードなどの表面材との接合部の密着性を高めることで蓄熱効果を高め、前記蓄熱体と、蓄熱体取付面の対面の部材との間には、内部静止空気層において対流が起こりやすい間隔を設けた事を特徴とした、請求項１に記載の建築物の壁構造及びそれを利用した建築物。
【請求項３】
前期蓄熱モジュールは、高低差のある２〜３階建ての戸建住宅の場合、
２〜３Ｆに相対変化温度の高い蓄冷体を配置して冷気を下降させ、１Ｆに相対変化温度の低い蓄熱体を配置することで、家全体の温度変化を緩和したり、ワンフロアで高低差の無い場合には、冬の日当たりが良く暑くなる場所に相対変化温度の低い蓄熱体を配置し、吸気口付近などの寒くなる場所には相対変化温度の高い蓄熱体を配置する、又は少なくとも２種類の相対変化温度の異なる蓄熱体を１つのモジュールに交互に配置したことを特徴とする、請求項１〜２の何れかに記載の、建築物の壁構造及びそれを利用した建築物。