(57)【要約】【課題】部屋の熱負荷に応じて効率良く容易に床材を設計でき、かつ低温熱傷を起すことなく快適に暖房環境を実現できる床暖房システム及び床材を提供する。【解決手段】電気式又は温水式床暖房用パネルとこの上の床材とからなる床暖房システムにおいて、床表面を形成する厚さ（ｄ）の上部材料、厚さ（ｔ）の熱拡散材料、及び下部材料とがこの順に積層して一体に形成された床材であり、かつ所定の最大出力Ｗ／ｍ２のパネルに応じて決められた係数ａ、ｂを導入して得た関係式（Ｉ）：ｔ≧ａ×ｄ２＋ｂ（但し、ｄ：０．０１〜１２ｍｍ、ｔ：３０〜１０００μｍ）を満たすように、上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とを設定することにより、採用した任意の出力パネルにより暖められた床表面が人体により閉塞された状態において床との接触面における人体表面温度が４２℃以下になるように床材が構成された低温熱傷防止床暖房システム。【選択図】        図１
2004251464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式床暖房用パネルとこの上に載置される床材とからなる電気式床暖房システムにおいて、該床材が、０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）で床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）で上記上部材料の下部に該床表面に平行に配置される熱拡散材料、そして上記パネルにその下面を接して配置される下部材料とからなり、これらが積層して一体に形成されており、かつ下記パネル（１）〜（１２）の最大出力に応じて予め決められた係数ａ、ｂを導入して得た下記関係式（Ｉ）：
ｔ≧ａ×ｄ２＋ｂ        （Ｉ）
（１）最大出力１４０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが２．１でｂが５０
（２）最大出力１５０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが２．９でｂが７１
（３）最大出力１６０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが４．５でｂが１１３
（４）最大出力１７０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが７．６でｂが１６３
（５）最大出力１８０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１７．９でｂが２２８
（６）最大出力２３０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが６９．４でｂが５５３
（７）最大出力２４０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが７９．７でｂが６１８
（８）最大出力２５０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが９０．０でｂが６８３
（９）最大出力２６０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１００．３でｂが７４８
（１０）最大出力２７０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１１０．６でｂが８１３
（１１）最大出力２８０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１２０．９でｂが８７８
（１２）最大出力２９０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１３１．２でｂが９４３
を満たすように、上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とを設定することにより、採用した任意の出力パネルにより暖められた床表面が人体により閉塞された状態において床との接触面における人体表面温度が４２℃以下になるように床材が構成されていることを特徴とする電気式低温熱傷防止床暖房システム。
【請求項２】
熱拡散材料がアルミニウムである請求項１に記載の床暖房システム。
【請求項３】
床材の全体の厚みが、２〜４０ｍｍである請求項１又は２に記載の床暖房システム。
【請求項４】
温水式床暖房用パネルとこの上に載置される床材とからなる床暖房システムにおいて、該床材が、０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）で床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）で上記上部材料の下部に該床表面に平行に配置される熱拡散材料、そして上記パネルにその下面を接して配置される下部材料とからなり、これらが積層して一体に形成されており、かつ下記パネル（１）〜（１２）の最大表面温度に応じて予め決められた係数ａ、ｂを導入して得た下記関係式（Ｉ）：
ｔ≧ａ×ｄ２＋ｂ        （Ｉ）
（１）最大表面温度６１℃のパネルの場合、ａが２．１でｂが５０
（２）最大表面温度６２℃のパネルの場合、ａが２．９でｂが７１
（３）最大表面温度６３℃のパネルの場合、ａが４．５でｂが１１３
（４）最大表面温度６５℃のパネルの場合、ａが７．６でｂが１６３
（５）最大表面温度６６℃のパネルの場合、ａが１７．９でｂが２２８
（６）最大表面温度７３℃のパネルの場合、ａが６９．４でｂが５５３
（７）最大表面温度７４℃のパネルの場合、ａが７９．７でｂが６１８
（８）最大表面温度７６℃のパネルの場合、ａが９０．０でｂが６８３
（９）最大表面温度７７℃のパネルの場合、ａが１００．３でｂが７４８
（１０）最大表面温度７８℃のパネルの場合、ａが１１０．６でｂが８１３
（１１）最大表面温度８０℃のパネルの場合、ａが１２０．９でｂが８７８
（１２）最大表面温度８１℃のパネルの場合、ａが１３１．２でｂが９４３
を満たすように、上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とを設定することにより、採用した任意の表面温度のパネルにより暖められた床表面が人体により閉塞された状態において床との接触面における人体表面温度が４２℃以下になるように床材が構成されていることを特徴とする温水式低温熱傷防止床暖房システム。
【請求項５】
熱拡散材料がアルミニウムである請求項４に記載の床暖房システム。
【請求項６】
床材の全体の厚みが、２〜４０ｍｍである請求項４又は５に記載の床暖房システム。
【請求項７】
０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）の床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）の該床表面に平行に上記上部材料の下に配置される熱拡散材料、及び該熱拡散材料の下の下部材料とが積層され、かつ上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とが、各パネル用として
（１）最大出力１４０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６１℃のパネルの場合
ｔ≧２．１×ｄ２＋５０
（２）最大出力１５０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６２℃のパネルの場合
ｔ≧２．９×ｄ２＋７１
（３）最大出力１６０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６３℃のパネルの場合
ｔ≧４．５×ｄ２＋１１３
（４）最大出力１７０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６５℃のパネルの場合
ｔ≧７．６×ｄ２＋１６３
（５）最大出力１８０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６６℃のパネルの場合
ｔ≧１７．９×ｄ２＋２２８
（６）最大出力２３０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７３℃のパネルの場合
ｔ≧６９．４×ｄ２＋５５３
（７）最大出力２４０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７４℃のパネルの場合
ｔ≧７９．７×ｄ２＋６１８
（８）最大出力２５０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７６℃のパネルの場合
ｔ≧９０．０×ｄ２＋６８３
（９）最大出力２６０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７７℃のパネルの場合
ｔ≧１００．３×ｄ２＋７４８
（１０）最大出力２７０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７８℃のパネルの場合
ｔ≧１１０．６×ｄ２＋８１３
（１１）最大出力２８０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度８０℃のパネルの場合
ｔ≧１２０．９×ｄ２＋８７８
（１２）最大出力２９０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度８１℃のパネルの場合
ｔ≧１３１．２×ｄ２＋９４３
を満すように一体に形成されていることを特徴とする低温熱傷防止床暖房用床材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、床暖房用パネルとこの上に載置される床材とからなる床暖房システム及び床暖房用床材に関する。更に詳しくは、本発明は、特に床表面との接触による低温熱傷を生じることなく快適に床暖房を利用することができる低温熱傷防止床暖房システム及び床暖房用床材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から床暖房システムは、一般に発熱体である暖房装置とこの上に載置された床材とから構成されている。暖房方式により電気式と温水式があり、例えば、電気式ではニクロム線などの発熱体を用いたヒーティングケーブル、炭素系繊維やカーボンブラック等を用いた面状発熱体が知られており、また温水式では温水を循環する温水パイプが知られている。そして床暖房時の床表面の温度ムラをなくす目的で発熱体の床材に接する面にはアルミニウム箔、アルミニウム板あるいは鉄板等の熱伝導率の大きな金属が取付けられているのが一般的である。即ち、発熱体で生じた熱を金属板などにより水平方向に拡散させて床表面の温度を均一化する方法が採られている。
一方、床暖房用床材としては、例えば、水分等によるソリなどを防止し、かつ熱伝導を促進させる目的で天然木材板とアルミニウムシートで表裏両面をカバーしたベニア板とを固着した床材が提案されている（特開平７−２９２９４３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
室温を快適な温度に保つには、床暖房からの放熱量を部屋の熱負荷に応じてコントロールする必要がある。通常室温のコントロールは、室温センサーや床温センサーを用いた制御方法、あるいはこれらのセンサーを組み合わせた制御方法が採られている。部屋の熱負荷が小さい場合には、床暖房の単位面積当たりの放熱量は比較的少なくても部屋を快適な温度に保つことができる。このときの床表面温度と室温との差はわずかである。従って、人体の同一部分が一定場所に長時間接触した場合でも熱伝導による快適な暖房感が得られる。
【０００４】
しかし、部屋の熱負荷が大きくなるにつれて快適な室温を保つためには床暖房の単位面積当たり大きな放熱量が必要になり、また床表面温度もそれに応じて高くなる。このように単位面積当たりの放熱量が大きい場合に人体の同一部分が床の一定の場所に長時間接触している状態では、床暖房の発熱体表面に熱拡散材料があるにも拘わらず、床材（即ち、木材）の水平方向への熱伝導性が低いために熱のこもり（所謂こもり熱）が発生する。その結果、人体と床の接触部分の温度は何も接触していない床表面に比べて更に高温となり、低温熱傷を起す場合がある。このような問題を防止する方法として、床暖房の単位面積当たりの放熱量を一定以上大きくしない方法があるが、部屋の熱負荷が大きい場合には床暖房の放熱量が限られるために室温が充分に上がらず、快適な温度に保つためには他の補助暖房装置が必要になる。このような場合では暖房設備費がかさむ上に、頭寒足熱、ムラの無い温度空間といった床暖房特有の快適な暖房環境を実現するのは困難である。
【０００５】
本発明者の深井らは、既に床暖房パネルと床材との間にアルミニウムシートを配置し、該シートの厚みを変化させることで人体と床との接触部分の温度が変化することを見出し、アルミニウムシートを厚くすることで接触部分の温度を下げる方法を提案している（大竹、深井、永村著「床接触温による床暖房システムの安全性の評価」「均熱板による床接触温上昇の低減効果の検証」（予稿集：日本建築学会大会学術講演梗概集Ｄ−環境工学、９２５〜９２６頁、１９９９））。この方法では床材とアルミニウムシートとが一体化されていないので施工に時間がかかることに加え、床暖房の出力や温水温度に対するアルミニウムシートの厚み設計には特殊なノウハウが必要になる。
本発明の目的は、低温熱傷を起すことなく、部屋の熱負荷に応じて効率良く容易に床材を設計でき、しかも補助暖房などを用いることなく快適に暖房環境を実現できる床暖房システム及び該システムに適した床材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一般に人体組織温度が４２℃以下であれば人体組織に不可逆的変化は生じないとされている（例えば、山田、棚澤他著「からだと熱の流れの科学」（テクノライフ選書、１９９８年１０月３０日、オーム社発行））。本発明者らはこのような観点から上記こもり熱による低温熱傷を防止するための方法について検討を進めた。その結果、低温熱傷を防止して、より快適な暖房環境を実現するためには、部屋の熱負荷が大きく、床暖房からのより大きな単位面積当たりの放熱量が必要とされる場合でも床表面上の床との接触面における人体接触温度を４２℃以下に抑えることが必要であり、そのためには、熱伝導に大きく寄与する床材の構造、特に熱拡散材料の厚さ（ｔ）とこの熱拡散材料から床表面までの距離、即ち、上部材料の厚さ（ｄ）とを暖房装置の単位面積当たりの放熱量に応じて調整することが有効であり、しかも暖房装置の放熱量との関係から実験的に算出したデータを基に、これらを導入して得た特定の関係式（Ｉ）を用いて上部材料及び熱拡散材料の厚さを調整することで、任意の暖房装置の放熱量（ヒータの出力や温水パネルの表面温度）に対して効率良く容易に床材を設計でき、それにより目的の床暖房システムを製造できることを見出した。
【０００７】
本発明は、電気式床暖房用パネルとこの上に載置される床材とからなる電気式床暖房システムにおいて、該床材が、０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）で床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）で上記上部材料の下部に該床表面に平行に配置される熱拡散材料、そして上記パネルにその下面を接して配置される下部材料とからなり、これらが積層して一体に形成されており、かつ下記パネル（１）〜（１２）の最大出力に応じて予め決められた係数ａ、ｂを導入して得た下記関係式（Ｉ）：
ｔ≧ａ×ｄ２＋ｂ        （Ｉ）
（１）最大出力１４０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが２．１でｂが５０
（２）最大出力１５０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが２．９でｂが７１
（３）最大出力１６０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが４．５でｂが１１３
（４）最大出力１７０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが７．６でｂが１６３
（５）最大出力１８０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１７．９でｂが２２８
（６）最大出力２３０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが６９．４でｂが５５３
（７）最大出力２４０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが７９．７でｂが６１８
（８）最大出力２５０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが９０．０でｂが６８３
（９）最大出力２６０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１００．３でｂが７４８
（１０）最大出力２７０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１１０．６でｂが８１３
（１１）最大出力２８０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１２０．９でｂが８７８
（１２）最大出力２９０Ｗ／ｍ２のパネルの場合、ａが１３１．２でｂが９４３
を満たすように、上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とを設定することにより、採用した任意の出力パネルにより暖められた床表面が人体により閉塞された状態において床との接触面における人体表面温度が４２℃以下になるように床材が構成されていることを特徴とする電気式低温熱傷防止床暖房システムにある。
【０００８】
また本発明は、温水式床暖房用パネルとこの上に載置される床材とからなる床暖房システムにおいて、該床材が、０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）で床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）で上記上部材料の下部に該床表面に平行に配置される熱拡散材料、そして上記パネルにその下面を接して配置される下部材料とからなり、これらが積層して一体に形成されており、かつ下記パネル（１）〜（１２）の最大表面温度に応じて予め決められた係数ａ、ｂを導入して得た下記関係式（Ｉ）：
ｔ≧ａ×ｄ２＋ｂ        （Ｉ）
（１）最大表面温度６１℃のパネルの場合、ａが２．１でｂが５０
（２）最大表面温度６２℃のパネルの場合、ａが２．９でｂが７１
（３）最大表面温度６３℃のパネルの場合、ａが４．５でｂが１１３
（４）最大表面温度６５℃のパネルの場合、ａが７．６でｂが１６３
（５）最大表面温度６６℃のパネルの場合、ａが１７．９でｂが２２８
（６）最大表面温度７３℃のパネルの場合、ａが６９．４でｂが５５３
（７）最大表面温度７４℃のパネルの場合、ａが７９．７でｂが６１８
（８）最大表面温度７６℃のパネルの場合、ａが９０．０でｂが６８３
（９）最大表面温度７７℃のパネルの場合、ａが１００．３でｂが７４８
（１０）最大表面温度７８℃のパネルの場合、ａが１１０．６でｂが８１３
（１１）最大表面温度８０℃のパネルの場合、ａが１２０．９でｂが８７８
（１２）最大表面温度８１℃のパネルの場合、ａが１３１．２でｂが９４３
を満たすように、上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とを設定することにより、採用した任意の表面温度のパネルにより暖められた床表面が人体により閉塞された状態において床との接触面における人体表面温度が４２℃以下になるように床材が構成されていることを特徴とする温水式低温熱傷防止床暖房システムにある。
【０００９】
本明細書において、床との接触面における人体表面温度とは、床との接触面における閉塞された床上の着衣を介した人体皮膚表面温度を意味する。人体皮膚表面温度、即ち、人体皮膚表面の床との接触温度は、人体側の生理的な状態、あるいは接触部位、接触圧、接触時間などの影響を受け、変動する。このため、本明細書では、人体皮膚表面温度は、人体皮膚表面の床との接触温度を実際に測定して得た温度にほぼ近い温度の測定が可能な装置（床接触温度推定装置「ＥＦＣＴ計」）を用いて測定した温度を意味する。なお、上記床接触温度推定装置については、「床暖房の評価装置」の名称で平成１２年３月２３日出願の特願２０００−８２２４９号明細書に記載されている。
【００１０】
更に本発明は、０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）の床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）の該床表面に平行に上記上部材料の下に配置される熱拡散材料、及び該熱拡散材料の下の下部材料とが積層され、かつ上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とが、各パネル用として
（１）最大出力１４０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６１℃のパネルの場合
ｔ≧２．１×ｄ２＋５０
（２）最大出力１５０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６２℃のパネルの場合
ｔ≧２．９×ｄ２＋７１
（３）最大出力１６０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６３℃のパネルの場合
ｔ≧４．５×ｄ２＋１１３
（４）最大出力１７０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６５℃のパネルの場合
ｔ≧７．６×ｄ２＋１６３
（５）最大出力１８０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度６６℃のパネルの場合
ｔ≧１７．９×ｄ２＋２２８
（６）最大出力２３０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７３℃のパネルの場合
ｔ≧６９．４×ｄ２＋５５３
（７）最大出力２４０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７４℃のパネルの場合
ｔ≧７９．７×ｄ２＋６１８
（８）最大出力２５０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７６℃のパネルの場合
ｔ≧９０．０×ｄ２＋６８３
（９）最大出力２６０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７７℃のパネルの場合
ｔ≧１００．３×ｄ２＋７４８
（１０）最大出力２７０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度７８℃のパネルの場合
ｔ≧１１０．６×ｄ２＋８１３
（１１）最大出力２８０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度８０℃のパネルの場合
ｔ≧１２０．９×ｄ２＋８７８
（１２）最大出力２９０Ｗ／ｍ２又は最大表面温度８１℃のパネルの場合
ｔ≧１３１．２×ｄ２＋９４３
を満すように一体に形成されていることを特徴とする低温熱傷防止床暖房用床材にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の低温熱傷防止床暖房システム（以下、単に床暖房システムと称する）の構成を模式的に図１に示す。
図１に見られるように、本発明の床暖房システム１は、床暖房用パネル（床暖房装置）１０とこの上に載置される床材２０とからなる。床材２０は、床表面を形成する上部材料２１、上部材料の下部に該床表面２４に平行に配置される熱拡散材料２２、そして上記パネルにその下面を接して配置される下部材料２３とからなる。そしてこれらの材料は積層して一体に形成されている。即ち、床材は、上下部材で熱拡散材料をサンドイッチ状に挟んだ三層構造を有する。
【００１２】
上部材料２１は、木質材料で形成されていることが好ましく、例えば、無垢木材、合板、ＭＤＦ（ミディアムデンシティファイバー）ボード、ＨＤＦ（ハイデンシティファイバー）ボードを挙げることができる。その他に、例えば、塩化ビニールシート、遮音直貼り化粧合板、カーペット、畳、大理石、タイルなどの仕上げ材などを用いることができる。上部材料２１の厚さ（ｄ）は、０．０１〜１２ｍｍであり、好ましくは０．３〜１０ｍｍであり、更に好ましくは、０．４〜１０ｍｍである。
【００１３】
熱拡散材料２２としては、木質材料より熱伝導率の大きなものであることが好ましく、例えば、アルミニウム、銅、及びマグネシウムなどの金属材料を挙げることができる。また高い熱伝導率を有する材料として、例えば、炭素繊維、黒鉛などの非金属材料を用いることもできる。熱拡散材料の熱伝導率は、１００〜５００Ｗ／ｍＫの範囲にあることが好ましい。本発明ではアルミニウムを用いることが好ましい。熱拡散材料の厚み（ｔ）は、３０〜１０００μｍであり、好ましくは、１００〜５００μｍである。
【００１４】
下部材料２３は、上部材料と同様に木質材料で形成されていることが好ましい。下部材料の厚さは、床材の全体の厚みを考慮して決められるが、通常０．１〜３９．９６ｍｍであり、好ましくは３〜１５ｍｍである。
【００１５】
上記上部材料、熱拡散材料、及び下部材料を積層させて一体に形成するには、通常接着剤が用いられる。接着剤としては、例えば、ユリア樹脂、ユリア・メラミン樹脂、フェノール樹脂、及び水性ビニルウレタン樹脂を挙げることができる。上部材料及び下部材料とを木質材料で形成した場合、木質材料と熱拡散材料とをホットプレスによって接着することができる。本発明の床材の全体の厚みは、２〜４０ｍｍであることが好ましく、さらに好ましくは４〜１５ｍｍである。
【００１６】
本発明の床暖房用パネルには、前述のように発熱体により電気式と温水式があり、従来からこれらの用途に用いられているものであれば特に制限は無い。これらの例としては前述のものを挙げることができる。そして発熱体の形態により、例えば、ボード、マット、シート、ケーブル、パネル、パイプ、その他の採暖具、あるいはオンドル構造などの床下に入れて使用する発熱器具を挙げることができる。本発明で用いる床暖房用パネルにはこれらの形態が含まれる。
【００１７】
次に、採用する任意の放熱量（電気式の場合、ヒーターの最大出力、温水式の場合、パネルの最大表面温度）のパネルに対して、最適な床材を設定することにより、床暖房システムを製造する方法を説明する。ここでは、電気式床暖房用パネルを利用する例をとって説明する。
まず、上部材料の厚み（ｄ）ｍｍと熱拡散材料の厚み（ｔ）μｍとの関係は、下記式（Ｉ）で表される。
ｔ≧ａ×ｄ２＋ｂ        （Ｉ）
ここで、上記係数ａ、ｂは、それぞれ本発明者らが各パネルの最大出力Ｐ（Ｗ／ｍ２）に応じて実験的に求めたものであり、従って、最大出力パネル毎に予め決められている。本発明では、下記表１のように最大出力に応じて（１）〜（１２）のパネルに対して係数ａ、ｂが決められている。
【００１８】
【表１】
2004251464.tif 000003
【００１９】
上記（Ｉ）式は、熱拡散材料の厚み（ｔ）と上部材料の厚み（ｄ）が、二次の不等式の関係にあることを示している。
例えば、採用する任意のパネルの出力が１２６Ｗ／ｍ２の場合には、（１）最大出力１４０Ｗ／ｍ２のパネルの場合の係数ａ、ｂ、即ち、ａ＝２．１、ｂ＝５０を用いて、関係式（Ｉ）は、下記の関係式で与えられる。
ｔ≧２．１×ｄ２＋５０
上記表１から、用いるパネルの最大出力が大きくなるに従って係数ａ、ｂが大きくなるため、そこから導かれる式で表されるｔの領域は、狭められることになる。この関係を図２に示す。図２は、最大出力が（１）１４０Ｗ／ｍ２、（２）１５０Ｗ／ｍ２、（４）１７０Ｗ／ｍ２、そして（６）２３０Ｗ／ｍ２の各パネルの場合に、熱拡散材料の厚み（ｔ）を縦軸に、そして上部材料の厚み（ｄ）を横軸にてプロットしたグラフである。例えば、最大出力が１４０Ｗ／ｍ２のパネルを用いた場合が図２の中で最も熱拡散材料の厚み（ｔ）と上部材料の厚み（ｄ）を選択できる自由度が高くなる（図２の（ａ）の曲線（１）で囲まれた影の部分）。そして最大出力が上昇するにつれて図２の（ｂ）から（ｄ）に二次曲線は移動して、最大出力が２３０Ｗ／ｍ２のパネルの場合（図２の（ｄ）の曲線（６）で囲まれた影の部分）にはその自由度が低く、ｔの領域は狭められることになる。
【００２０】
また上記（Ｉ）式から、床材を設計する場合、上部材料の厚み（ｄ）を薄くした場合、即ち、床表面との距離を短くした場合には、熱拡散材料の厚み（ｔ）を薄くすることができる。一方、上部材料の厚み（ｄ）を厚くした場合、即ち、床表面との距離を長くした場合には、熱拡散材料の厚み（ｔ）を厚くすることができる。この関係は、採用する任意のパネルの出力に対し、それに対応する上記最大出力のパネルの係数ａ、ｂを関係式（Ｉ）に導入して得た関係式においても同様に成立する。
【００２１】
従って、採用した任意の出力のパネルに対して、得られた二次の不等式を満たすように上記所定厚（ｄ）と（ｔ）の範囲内で上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とを設定することで低温熱傷を生じることのない最適な床材を効率良く容易に設計することができ、従って快適な暖房環境を実現する床暖房システムを得ることができる。
【００２２】
以上は、上記電気式床暖房用パネルを用いる例により本発明の床暖房システムの設計方法を説明したが、温水式床暖房パネルを用いる例についても同様な方法で設計することができる。
【００２３】
本発明の床暖房用床材は、上記のように採用する床暖房用パネルに応じて低温熱傷を生じないように設計されるものであり、従って、各パネル用の床材として提供することができる。例えば、最大出力１４０Ｗ／ｍ２のパネルあるいは最大表面温度６１℃のパネル用の床材としては、０．０１〜１２ｍｍ厚（ｄ）の床表面を形成する上部材料、３０〜１０００μｍ厚（ｔ）の該床表面に平行に上記上部材料の下に配置される熱拡散材料、及び該熱拡散材料の下の下部材料とが積層され、かつ上記上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とが、
ｔ≧２．１×ｄ２＋５０
の関係を満すように一体に形成された床材を利用することができる。
【００２４】
同様にして、前記（２）〜（１２）の各パネル用の床材として、それぞれのパネルを採用するときの係数を導入して得た式（Ｉ）を満たすように上部材料の厚み（ｄ）と熱拡散材料の厚み（ｔ）とが設定された床材を利用することができる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明を説明する。
【００２６】
［実施例１］
０．５ｍｍ厚（ｄ）の木製単板からなる上部材料、４００μｍ厚（ｔ）でアルミニウム製の熱拡散材料、そして１２ｍｍ厚の合板からなる下部材料を用意した。
そして各材料の接合面に接着剤（水性ビニルウレタン樹脂ＫＲ４７０、光洋産業（株）製）を１５０ｇ／ｍ２の塗布量で塗布し、各材料を積層し、熱プレスにより一体化して床材を作成した。
床暖房装置（電気式床暖房装置「ゆかい〜な」ＮＡ−０７０４、日石三菱（株）製）の上に上記床材を載せて本発明の電気式床暖房システムを施工した。
室温が２０℃で一定になるように空調装置で制御した部屋において、床暖房装置の出力が１８０Ｗ／ｍ２になるように調整し、運転を行った。
人体の床表面との接触温度は、図３に示す床接触温度推定装置「ＥＦＣＴ計」を用いて評価した。人体の床表面との接触部の温度は平衡に達したときの温度である。その評価結果を表２に示す。
【００２７】
図３の床接触温度推定装置３０の符号３１〜３３は下記の通りである。
2004251464.tif 000004
【００２８】
［比較例１〜４］
アルミニウム製の熱拡散材料の厚み（ｔ）を、０μｍ（比較例１）、３０μｍ（比較例２）、８０μｍ（比較例３）、又は２００μｍ（比較例４）に変更した以外は実施例１と同様にして電気式床暖房システムを施工し、同様な方法で人体の床表面との接触部の温度を測定した。その評価結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
2004251464.tif 000005
【００３０】
表２に示す結果から、床暖房の最大出力１８０Ｗ／ｍ２のパネルを用いた場合には、実施例１の場合のように熱拡散材料と上部材料との厚みで床材を構成することで人体の床表面との接触温度を４２℃以下（一般に人体組織に不可逆変化は生じないとされている温度）に抑えることができる。
【００３１】
［実施例２］
２００μｍ厚（ｔ）の熱拡散材料、そして床材の全体の厚みが１２ｍｍとなるように合板からなる下部材料を用いたこと以外は実施例１と同様に床材を作成した。そして同様にして本発明の電気式床暖房システムを施工した。
床暖房装置の出力が１２６Ｗ／ｍ２になるように調整したこと以外は実施例１と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３２】
［実施例３］
床暖房装置の出力を１５７Ｗ／ｍ２になるように調整したこと以外は実施例２と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３３】
［比較例５］
床暖房装置の出力を１８０Ｗ／ｍ２になるように調整したこと以外は実施例２と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３４】
［実施例４］
５．５ｍｍ厚（ｄ）の上部材料を用いたこと以外は実施例２と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３５】
［比較例６〜７］
床暖房装置の出力を１５７Ｗ／ｍ２（比較例６）あるいは１８０Ｗ／ｍ２に（比較例７）なるように調整したこと以外は実施例４と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３６】
［実施例５］
９．０ｍｍ厚（ｄ）の上部材料を用いたこと以外は実施例２と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３７】
［比較例８〜９］
床暖房装置の出力を１５７Ｗ／ｍ２（比較例６）あるいは１８０Ｗ／ｍ２に（比較例７）なるように調整したこと以外は実施例５と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
2004251464.tif 000006
【００３９】
表３に示す結果から、床暖房出力が１２６Ｗ／ｍ２のパネルを用いた場合には実施例２、４及び５に見られるように熱拡散材料の厚みを２００μｍに固定し、上部材料の厚みを０．５〜９．０ｍｍに設定し、この条件で床材を構成することで人体の床表面との接触温度を４２℃以下（一般に人体組織に不可逆変化は生じないとされている温度、即ち、低温熱傷を防止できる温度）に抑えることができる。また暖房出力が１５７Ｗ／ｍ２のパネルを用いた場合には、実施例３に見られるように熱拡散材料の厚みを２００μｍ、上部材料の厚みを０．５ｍｍの条件で床材を構成することで同様に低温熱傷を防止できる温度に設定できる。
【００４０】
［実施例６］
０．５ｍｍ厚（ｄ）の木製単板からなる上部材料、４００μｍ厚（ｔ）でアルミニウム製の熱拡散材料、そして１２ｍｍ厚の合板からなる下部材料を用意した。
そして各材料の接合面に接着剤（水性ビニルウレタン樹脂ＫＲ４７０、光洋産業（株）製）を１５０ｇ／ｍ２の塗布量で塗布し、各材料を積層し、熱プレスにより一体化して床材を作成した。
床暖房装置（ガス式ボイラーで所定温度に設定可能な温水をポンプによりパイプ内に循環させてなる装置）の上に上記床材を載せて本発明の温水式床暖房システムを施工した。
室温が２０℃で一定になるように空調装置で制御した部屋において、床暖房装置の表面温度が６６℃になるように調整し、運転を行った。人体の床表面との接触温度は、前記実施例１に記載の装置（図３に示す床接触温度推定装置「ＥＦＣＴ計」）を用いて同様に評価した。その評価結果を表４に示す。
【００４１】
［比較例１０〜１１］
アルミニウム製の熱拡散材料の厚み（ｔ）を、０μｍ（比較例１０）、又は２００μｍ（比較例１１）に変更した以外は実施例６と同様にして床暖房システムを施工し、同様な方法で人体の床表面との接触部の温度を測定した。その評価結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
2004251464.tif 000007
【００４３】
表４に示す結果から、床暖房の最大表面温度６６℃のパネルを用いた場合には、実施例６の場合のように熱拡散材料と上部材料との厚みで床材を構成することで人体の床表面との接触温度を４２℃以下に抑えることができる。
【００４４】
［実施例７］
２００μｍ厚（ｔ）の熱拡散材料、そして床材の全体の厚みが１２ｍｍとなるように合板からなる下部材料を用いたこと以外は実施例６と同様に床材を作成した。そして同様にして本発明の温水式床暖房システムを施工した。
床暖房装置の最大表面温度が５４℃になるように調整したこと以外は実施例６と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表５に示す。
【００４５】
［実施例８］
床暖房装置の最大表面温度が６３℃になるように調整したこと以外は実施例７と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表５に示す。
【００４６】
［比較例１２］
床暖房装置の最大表面温度を６６℃になるように調整したこと以外は実施例７と同様に運転し、また同様な方法で評価した。その評価結果を表５に示す。
【００４７】
【表５】
2004251464.tif 000008
【００４８】
表５に示す結果から、床暖房の最大表面温度５４℃と６３℃のパネルを用いた場合には、実施例７及び８の場合のように熱拡散材料と上部材料との厚みで床材を構成することで人体の床表面との接触温度を４２℃以下に抑えることができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の床暖房システムを用いることにより、低温熱傷を生じることなく快適に床暖房を享受することができる。また本発明の床暖房システムでは、用いる床暖房装置の放熱量に応じて効率良く容易に最適な床材を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の床暖房システムの構成を模式的に示す断面図である。
【図２】各出力パネルにおける上部材料と熱拡散材料との関係を示すグラフである。
【図３】人体の床表面との接触温度を測定するために用いた床接触温度推定装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  床暖房システム、
１０  床暖房用パネル（床暖房装置）
２０  床材
２１  上部材料
２２  熱拡散材料
２３  下部材料
２４  床表面
３０  床接触温度推定装置
３１  本体
３２  シリコーンゴム層
３３  フェルト層
３４  熱電対
３５  熱電対
３６  温度計測器
３７  温度センサー
３８  シーズヒータ
３９  温水温度コントローラ
４０  循環用ポンプ
【図１】
2004251464.tif 000009
【図２】
2004251464.tif 000010
【図３】
2004251464.tif 000011