(57)【要約】  【課題】現場施工であっても、突き刺しに弱い外被材からなる真空断熱材を破袋させることなく、従来と変わらぬ施工性で容易に敷設を可能とし、更には、これを低コストで達成することが可能な床暖房用温水マットとその敷設方法を提供する。  【解決手段】床暖房用温水マットにおいて、温水マット本体と、硬質ウレタンフォームを保護材として一体発泡した真空断熱材とを互いに接着積層し、一体化した温水マットユニットを適用する。真空断熱材は、乾式シリカ粉体と、無機繊維と、導電性粉体とから構成され、表面層にバインダー成分を含んだ高強度の芯材を適用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水パイプと、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、前記マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットと、前記温水マットユニットの表面に貼付された伝熱シートからなる床暖房用温水マット。
【請求項２】
保護材が硬質ウレタンフォームであり、かつ真空断熱材が前記硬質ウレタンフォームと一体発泡されている請求項１記載の床暖房用温水マット。
【請求項３】
真空断熱材が、乾式シリカ粉体と、無機繊維と、導電性粉体とから構成される芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなる請求項１又は請求項２記載の床暖房用温水マット。
【請求項４】
真空断熱材が、乾式シリカ粉体と、無機繊維と、導電性粉体とから構成される芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなり、前記芯材の表面層に、バインダー成分を含む請求項１又は請求項２記載の床暖房用温水マット。
【請求項５】
建物の床構造体上に、温水パイプと、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、前記マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットを貼付し、前記温水マットユニットの上に、フローリング材等の仕上げ材を設置する床暖房用温水マットの敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房用温水マット、及び温水マットを建物の床上に敷設する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
床暖房用温水マットは、合板やコンクリートスラブ等の床構造体上に設置される床上設置タイプと、床下の根太間に設置される床下設置タイプがある。
【０００３】
これらのうち、床上設置タイプの場合にはコンクリートスラブの熱容量が大きく、一般には、温水マットから放出される全熱量の約２０％がスラブ側に奪われると考えられている。このため、床表面の温度上昇に時間を要すると共に、床暖房時のランニングコストが高くなることから、従来、スラブ上に断熱材を入れることが提案されている。
【０００４】
しかし、居住性を考慮すると床の高さを他居室の床の高さと一致させる必要があり、十分な厚さを有する断熱材を設置できない場合がほとんどであった。特に集合住宅の場合はコンクリートスラブ床がほとんどであるが、このような住宅には十分な厚さの断熱材を適用することは困難であった。
【０００５】
そこで、床の厚さを大きく上げることなく熱効率を向上させるため、断熱材として高断熱性能の真空マットを適用した床暖房用温水マット、及びその敷設方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
更には、前記特許文献１によると、前記真空マットの保護、及び真空マットの圧縮変形による断熱機能の低下を抑制するため、前記真空マットの外側にコの字や中空の硬質フレームを接着することが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２０６７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の床暖房用温水マットの敷設方法は、建物の床構造体上に真空マットを貼付し、前記真空マット上に温水パイプが配設された温水マット本体を設置し、前記温水マット本体上にフローリング材等の仕上げ材を設置するものである。
【０００８】
よって、真空マットを敷設する場合には、その敷設場所の異物及び微細な凸状物を可能な限り無くすことが必要であり、これらの作業を怠るとプラスチックラミネートフィルムからなる真空マットの外包材が簡単に破れ、真空マットの断熱性能が低下してしまうことがあった。
【０００９】
更に、真空マットを破袋させずに敷設が完了した場合であっても、真空マットの取り扱いや敷設作業は最新の注意を払って実施する必要があるなど、非常に作業性が悪いものになっていた。
【００１０】
また、これらを改善するため真空マットの裏面に第二の断熱層を貼付し、真空マットを保護して敷設した場合にも、現場施工においてはその真空マットの上に温水マットを敷設する必要があり、本作業実施時に微細な異物を挟み込んでしまい真空マットを破袋させてしまうことがあった。
【００１１】
更に、それを抑制するため前記真空マットの外側全体を中空の硬質のフレームで覆うことが提案されているが、これらは作業性の低下やコストＵＰに繋がり実用的ではなかった。
【００１２】
また、従来の真空マットは耐荷重性に劣るものであるため、各小根太間に真空マットを敷設する必要があり、このような形態で真空マットを適用しないと真空マットが経時的に圧縮変形し、真空マットの断熱性能が低下する共に、床が歪むという問題があった。
【００１３】
本発明は従来の課題を解決するもので、床の厚さを大きく上げることなく熱効率を向上させ、更には、現場施工であっても突き刺し等により破れ易い外包材からなる真空マットを破袋させることなく取り扱い性に優れ、容易に敷設が可能であり、更には、これを低コストで達成することが可能な床暖房用温水マット、及びその敷設方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を鑑み、本発明の床暖房用温水マットは、温水パイプと、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、前記マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットと、前記温水マットユニットの表面に貼付された伝熱シートからなるものである。
【００１５】
断熱性能に優れた真空断熱材を適用することにより、床下側へ伝わる熱量を減少させることができ熱効率が向上し、省エネが達成できると共に、短時間で設定温度に到達させることが可能となる。
【００１６】
更には、現場施工の場合にも、温水マットと真空断熱材と保護材とが互いに接着剤や両面テープ等により、予め、一体化された温水マットユニットとして構成されるため、真空断熱材が現場の微小な異物や、取り扱い不良により破袋する等の問題もなく、現場施行の場合にも容易に敷設が可能となる。
【００１７】
また、本発明の床暖房用温水マットの敷設方法は、建物の床構造体上に、温水パイプと、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットを貼付し、温水マットユニット上にフローリング材等の仕上げ材を設置するものである。
【００１８】
これによって、現場施工時であっても、現場の異物や現場の取り扱い不良により真空断熱材を破袋させることなく、容易に床暖房用温水マットを敷設することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明の床暖房用温水マットは、断熱性能に優れた真空断熱材を適用することにより、床下側へ伝わる熱量を大幅に減少させることができ熱効率が向上し、省エネが達成できると共に、短時間で設定温度に到達させることが可能となる。
【００２０】
更には、現場施工の場合にも、温水マットと真空断熱材と保護材とが互いに接着剤や両面テープ等により、予め一体化された温水マットユニットからなるため、現場の微小な異物や現場での取り扱い不良により真空断熱材が破袋する等の問題もなく、現場施行の場合に時も容易に敷設が可能となる。
【００２１】
また、本発明の床暖房用温水マットの敷設方法は、建物の床構造体上に、温水パイプと
、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットを貼付し、温水マットユニット上に、フローリング材等の仕上げ材を設置するものである。
【００２２】
よって、現場施工であっても、現場の異物や、現場の取り扱い不良により、真空断熱材を破袋させることなく、容易に床暖房用温水マットを敷設することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
上記課題を鑑み、本発明の請求項１に記載の床暖房用温水マットは、温水パイプと、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、前記マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットと、前記温水マットユニットの表面に貼付された伝熱シートからなるものである。
【００２４】
断熱性能に優れた真空断熱材を適用することにより、床下側へ伝わる熱量を減少させることができ熱効率が向上し、省エネが達成できると共に、短時間で設定温度に到達させることが可能となる。
【００２５】
更には、現場施工の場合にも、温水マットと真空断熱材と保護材とが互いに接着剤や両面テープ等により、予め、一体化された温水マットユニットとして構成されるため、真空断熱材が現場の微小な異物や、取り扱い不良により破袋する等の問題もなく、現場施行の場合にも容易に敷設が可能となる。
【００２６】
本発明の請求項２に記載の床暖房用温水マットは、真空断熱材の保護材が、硬質ウレタンフォームであり、かつ前記真空断熱材が硬質ウレタンフォームと一体発泡されているものである。
【００２７】
真空断熱材を保護材とする硬質ウレタンフォームと一体発泡することから、保護材である硬質ウレタンフォームと真空断熱材を接着する必要がなく、効率的に温水マットユニットを形成することが可能となる。また、断熱性能は一層向上し、床下側へ伝わる熱量を更に減少させることができる。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の床暖房用温水マットは、温水マット用の断熱材として適用する真空断熱材が、乾式シリカ粉体と、無機繊維と、導電性粉体とから構成される芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなるものである。
【００２９】
真空断熱材は、芯材に微細な乾式シリカ粉体を適用しているため熱伝導率の圧力依存性が小さく、厚さの薄い真空断熱材であっても断熱性能が長期間に渡って優れたものとなる。更には、芯材に導電性粉体を適用していることにより乾式シリカの凝集体が解砕され芯材固体成分の熱伝導が低減することから、断熱性能が一層優れたものとなり、床暖房のランニングコストは、初期及び長期に渡り優れた省エネを達成することができる。更には、芯材に無機繊維を適用していることから芯材の耐荷重性に優れ、長期に渡って圧縮変形が生じることなく床暖房の仕上げ材床面の変形も生じることはない。
【００３０】
本発明の請求項４に記載の床暖房用温水マットは、温水マット用の断熱材として適用する真空断熱材が、乾式シリカ粉体と、無機繊維と、導電性粉体とから構成される芯材と、前記芯材を覆う外被材とからなり、前記芯材の表面層にバインダー成分を含むものである。
【００３１】
真空断熱材を構成する芯材の表面部に高強度の外殻体が形成されることから、一層芯材の耐荷重性が優れたものとなる。そのため、従来、耐荷重性を向上させるため真空断熱材の外側にコの字や中空の硬質フレームを適用したり、小根太を適用したりしていたような場合にも、これらを適用しなくとも、真空断熱材の圧縮変形を生じることが無く、真空断熱材の断熱性能が経時的に維持される。また、同時に、真空断熱材の圧縮変形がないことから、仕上げ材床面の歪みも生じることが無い。
【００３２】
本発明の請求項５に記載の床暖房用温水マットの敷設方法は、建物の床構造体上に、温水パイプと、温水パイプを引き回す配管溝の形成されたマット本体と、マット本体の裏面に貼付された真空断熱材と、前記真空断熱材の裏面に貼付された保護材とが一体化された温水マットユニットを貼付し、温水マットユニット上にフローリング材等の仕上げ材を設置するものである。
【００３３】
これによって、現場施工時であっても、現場の異物や現場の取り扱い不良により真空断熱材を破袋させることなく、容易に床暖房用温水マットを敷設することが可能となる。
【００３４】
以下、本発明による床暖房用温水マットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による床暖房用温水マットとその設置状態を示す断面図である。図２は、図１の床暖房用温水マットに使用する温水マットユニットの断面図である。
【００３６】
温水マットユニット１は、マット本体２と、真空断熱材３と、保護材４が互いに接着剤で積層一体化され構成されている。この温水マットユニット１は、既存の床５の上に敷設される。温水マットユニット１の上には伝熱シート６となるアルミシートが貼られ、その上にフローリング等の仕上げ材７が設置されて床暖房システムが形成される。
【００３７】
マット本体２は、発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレン等の発泡断熱材で形成されている。マット本体２の上面側には溝８が形成され、この溝８には温水パイプ９が配設されている。
【００３８】
この床暖房用温水マットの一例としては、マット本体２の厚さは１２ｍｍであり、温水パイプ９はポリプロピレン製の外径８ｍｍ内径５ｍｍのパイプからなる。また、真空断熱材３は、多孔質体の芯材をラミネートフィルムからなる外被材で覆い、内部を真空引きして封止したものであり、厚さは３ｍｍのものを使用している。また、保護材４は厚さ５ｍｍの高密度発泡ポリエチレンシートを適用している。
【００３９】
なお、温水マットユニット１に使用する保護材４は、微細で硬い異物やゴミ、或いは床面の微細な凸状物により、真空断熱材３が破袋するのを保護するものであり、この目的に適したものであれば特に指定するものでない。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ製等の樹脂シート、前記素材の発泡体からなる発泡シート、硬質ウレタンフォーム板、金属製の薄板、紙、及びこれらの複合材料等が使用できる。また、保護材４の厚さは使用する保護材４の材質と温水マットユニットを敷設する床５の表面状態によるが、通常１〜１０mm程度のものが使用できる。
【００４０】
更には、真空断熱材３は、予め硬質ウレタンフォームと一体発泡して真空断熱材と保護材となる硬質ウレタンフォームとを積層することも可能であり、このような構成にすることで断熱性能を一層向上することができると共に、保護材４となる硬質ウレタンフォーム
と真空断熱材３を接着する必要がなく、効率的に温水マットユニットを形成することが可能となる。
【００４１】
次に、温水マットユニットを構成する真空断熱材３について説明する。
【００４２】
図３は、図１の温水マットユニットに使用する真空断熱材の断面図である。
【００４３】
図３において、真空断熱材３は、乾式シリカ粉体としてアエロジル３８０（日本アエロジル製）と、無機繊維としてグラスウールと、導電性粉体としてカーボンブラックとから構成される芯材１１を、外被材１２により被覆し、内部真空度が１００Ｐａ程度になるように真空封止したものである。
【００４４】
なお、外被材１２は、２枚のラミネートフィルムを袋状に成形して適用している。このうち、第１のラミネートフィルムは、熱融着層に厚さ５０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、ガスバリア層に厚さ１５μｍのエチレン−ポリビニルアルコール共重合体フィルムに膜厚４５ｎｍのアルミ蒸着を施したフィルムと厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに膜厚４５ｎｍのアルミ蒸着を施したフィルムとをアルミ蒸着面同士貼り合わせたフィルムとから構成している。第２ラミネートフィルムは、熱融着層に厚さ５０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、ガスバリア層に厚み６μｍのアルミ箔と、保護層に厚さ２５μｍのナイロンフィルムとから構成している。
【００４５】
このように、ガスバリア層にアルミ蒸着フィルムを適用した第１のラミネートフィルムと、ガスバリア層にアルミ箔を適用した第２のラミネートフィルムとを組み合わせて適用することで、真空断熱材のガスバリア性とアルミ箔を伝わるヒートリーク抑制の両立が可能となる。
【００４６】
なお、この真空断熱材を構成する外被材１２は、少なくともガスバリア層および熱融着層を有するものであり、必要に応じて表面保護層等を設けたプラスチックラミネートフィルムにより構成することができる。
【００４７】
このようにして作製した真空断熱材の熱伝導率は、平均温度２４℃において、０．００５Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの５倍程度の断熱性能を有していた。
【００４８】
次に、図１を参照して温水マットを合板製の床上に敷設する方法を説明する。
【００４９】
まず、床５上に温水マットユニット１を敷設する。この温水マットユニット１は、接着剤、或いはビス等で床５と固定する。なお、ビスを使用する場合は、予め真空断熱材が存在しない箇所にビス止め可能を意味する印しを明記しておき、その部分をビスで固定することができる。これにより、真空断熱材の破袋を抑制することができる。
【００５０】
この温水マットユニット１の上に、伝熱シート６のアルミシートを一面に接着剤等で貼付する。アルミシートの厚さは、一例で５０μｍ程度である。このアルミシートを貼付することにより、温水マット２から発せられる熱量を表面上に均一に拡散させることができる。このアルミシートの上にフローリング材等の仕上げ材７を敷設して固定する。
【００５１】
同様に、温水マットをコンクリートスラブ上に設置する場合は、コンクリートスラブ上に温水マットユニット１を敷設し、前述の方法でコンクリートビス等によってコンクリートスラブに固定する。そして、温水マットユニット１上にアルミシートを貼付する。このアルミシートの上にフローリング材を設置し、前述の方法でビス等により固定する。
【００５２】
よって、プラスチックラミネートフィルムからなり、鋭利なものや微細な異物やゴミ等による突き刺しに弱い真空断熱材を、温水マット用の断熱材として適用した場合にも、予め真空断熱材が温水マットと保護材により積層され一体化された温水マットユニットを形成しているため、現場施工時に真空断熱材が破袋することもなく、更には取り扱い性にも優れるため従来と変わらない施工性を確保することができる。
【００５３】
このような床暖房用温水マットと真空断熱材を使用しない従来の床暖房において、平均的な集合住宅のリビングをモデルとして、実験によりランニングコストの比較を行った。
【００５４】
その結果、真空断熱材を適用した床暖房用温水マットは、ランニングコストが従来床暖房と比較して約３０％低下した。また、床下部への熱の移動が大幅に抑制されるため、使用する温水の温度は従来が６０℃であったのに対し、５０℃の温水で所定の床面温度が確保できることが判った。更には、６０℃の温水を適用した場合には、床暖房使用時の立ち上がりにおいて設定温度到達時間が約３０％短縮できることが判った。
【００５５】
（実施の形態２）
実施の形態１に対して、真空断熱材３のみを変更した。その他の形態は実施の形態１と同様である。
【００５６】
図４は、本発明の実施の形態２による床暖房用温水マットに使用する真空断熱材の断面図である。
【００５７】
この真空断熱材１３は、乾式シリカ粉体としてアエロジル３８０（日本アエロジル製）と、無機繊維としてグラスウールと、導電性粉体としてカーボンブラックとを含む構成体と、前記構成体の表面層にバインダーとしてデンプンが付与されてなる芯材１４を、外被材１５にて被覆し、内部真空度が１００Ｐａ程度になるように真空封止し、作製している。
【００５８】
本構成により作製した真空断熱材１３の芯材１４は、予め乾式シリカ粉体と、無機繊維と、導電性粉体とを混合した混合物をシート状に圧縮成形した構成体を作製し、その構成体の表面層にバインダーとしてデンプンを塗布することにより形成される。芯材１４は表面層に高強度の薄膜層が形成されることから、その薄膜層が外殻作用を有し、耐荷重性に優れたものとなる。よって、芯材１４から形成された真空断熱材１３は優れた耐荷重性を有するものになる。
【００５９】
また、真空断熱材１３のバインダーとしては、公知の有機、及び無機バインダーが利用できる。有機バインダーとしては、水溶性のデンプン、ポリビニルアルコール、及びメチルセルロース等が利用でき、無機バインダーとしては、水ガラスやコロイダルシリカなどが適用できる。
【００６０】
このようにして作製した真空断熱材を床暖房用温水マットに適用すると、真空断熱材の芯材が耐荷重性に優れていることから、真空断熱材の外側にコの字や中空の硬質フレームを適用することなく、更には小根太を適用しなくとも、真空断熱材の形状が維持され、長期に渡り優れた断熱性能が確保できる。
【００６１】
よって、このような床暖房用温水マットは、新築時の施工性を大幅に改善する共に、リフォーム時における適用においても既存の床材を剥がすことなく、既存の床材の上に直接貼り付けて適用することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように本発明は、床下側へ伝わる熱量を大幅に減少させることができ熱効率が向上し、省エネが達成できると共に、短時間で設定温度に到達させることが可能となり、現場施工であっても、現場の異物や、現場の取り扱い不良により、真空断熱材を破袋させることなく、容易に床暖房用温水マットを敷設することが可能となるので、床暖房用等の断熱，保温の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１による床暖房用温水マットとその敷設状態を示す断面図
【図２】図１の床暖房用温水マットに使用する温水マットユニットの断面図
【図３】図１の温水マットユニットに使用する真空断熱材の断面図
【図４】本発明の実施の形態２による床暖房温水マットに使用する真空断熱材の断面図
【符号の説明】
【００６４】
１  温水マットユニット
２  マット本体
３  真空断熱材
４  保護材
５  床
６  伝熱シート
７  仕上げ材
８  配管溝
９  温水パイプ
１１  芯材
１２  外被材
１３  真空断熱材
１４  芯材
１５  外被材
【図１】
2005127605.tif 000003
【図２】
2005127605.tif 000004
【図３】
2005127605.tif 000005
【図４】
2005127605.tif 000006