建築材要素と建築方法
【課題】 簡単な作業によって所望の空調機能を備えた建築物を得ることが可能な建築材要素と建築方向を提供すること。
【解決手段】 建築材要素本体と、上記建築材要素本体内に一体成型された配管部とを具備した構成になっていて、単に、建築材要素を連接していくだけでそこに予め一体成形されている配管部が連結されて、所望の熱伝達媒体経路が構成されることになり、それによって、輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた建築物を容易に提供することができる。
【解決手段】 建築材要素本体と、上記建築材要素本体内に一体成型された配管部とを具備した構成になっていて、単に、建築材要素を連接していくだけでそこに予め一体成形されている配管部が連結されて、所望の熱伝達媒体経路が構成されることになり、それによって、輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた建築物を容易に提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種建築物の屋根材、床材、壁材、天井材等として使用される建築材要素と該建築材要素を使用した建築方法に係り、特に、熱伝達媒体を流通させる配管部を予め一体に備えていて、例えば、熱伝達媒体を流通させることにより輻射熱による冷暖房を行なうことができる構成の建築物を容易に得ることができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、屋根材に断熱構造を設けることにより室内における冷暖房効果を高めようとする提案があり、そのようなものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２７７５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６３１３号公報
【０００４】
又、例えば、屋根材に断熱構造を設けるだけではなく、屋根の構造を利用して積極的に冷暖房を行なおうとする構成が提案されている。そのようなものとして、例えば、特許文献３、特許文献４等がある。
【０００５】
【特許文献３】特開平１０−１３２３０１号公報
【特許文献４】特開平０６−２０１１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の構成によると次のような問題があった。上記したように、屋根の構造を利用して冷暖房を積極的に行なおうとする提案はあるが、何れも、そのような屋根の構築が面倒であるという問題があった。これは、通常の屋根材の取付作業以外に熱伝達媒体を流通させるための各種ダクトや配管類を別途敷設しなければならないからであり、それによって、多くの労力と長い作業時間を要してしまうからである。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、簡単な作業によって、例えば、輻射熱を利用した所望の空調機能を備えた建築物を得ることが可能な建築材要素と建築方向を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による建築材要素は、建築材要素本体と、上記建築材要素本体内に一体成型された配管部と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による建築材要素は、請求項１記載の建築材要素において、上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には透明板が取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とするものである。
又、請求項３による建築材要素は、請求項２記載の建築材要素において、上記配管部に熱伝達媒体を流通させて集熱するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項４による建築材要素は、請求項２記載の建築材要素において、上記配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項５による建築材要素は、請求項請求項１記載の建築材要素において、上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には太陽電池モジュールが取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とするものである。
又、請求項６による建築材要素は、請求項１記載の建築材要素において、上記建築材要素本体は床材用又は壁材用又は天井材用として使用されることを特徴とするものである。
又、請求項７による建築材要素は、請求項６記載の建築材要素において、上記建築材要素本体内の配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項８による建築方法は、請求項１〜請求項７の何れかに記載の建築材要素を複数個用意して、それら複数個の建築材要素を連接していくと共に配管部に必要な接続作業を施すことにより、所望の屋根材又は床材又は天井材又は壁材を構築していくことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
したがって本発明による建築材要素によると、建築材要素本体と、上記建築材要素本体内に一体成型された配管部と、を具備した構成になっているので、単に、建築材要素を連接していくだけでそこに予め一体成形されている配管部によって所望の熱伝達媒体経路が構成されることになり、それによって、例えば、輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた建築物を容易に提供することができる。
又、上記建築材要素本体を複数層から構成して、最外層に透明板を取り付け、その他の層に配管部を一体成型して、屋根材として使用するようにした場合には、集熱或いは輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた屋根を容易に提供することができる。
又、上記建築材要素本体を複数層から構成して、最外層には太陽電池モジュールを取り付けて、その他の層には上記配管部を一体成型して、屋根材として使用するようにした場合には、太陽光発電システムを備えた屋根を容易に構築することができる。
又、上記建築材要素本体を床材用又は壁材用又は天井材用として使用した場合には、輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた床材又は壁材又は天井材を容易に提供することができる。
又、請求項８による建築方法によると、所望の構成をなす屋根、床、天井、壁を容易に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１乃至図３を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態による建築材要素を使用して構築された住宅における空調・給湯システムの構成を示すフローチャートであり、図２は屋根用建築材要素の端面構造を示す側面図であり、図３は床用建築材要素の端面構造を示す側面図である。
まず、集熱層パネル１があり、この集熱層パネル１は、図２に示すような屋根用建築材要素３を予め複数個（この実施の形態の場合は３個）連接した構成のユニット４を複数個接続した構成になっている。又、上記集熱層パネル１とは別に通水層パネル５が設けられている。この通水層パネル５も、図２に示すような屋根用建築材要素３を予め複数個（この実施の形態の場合は３個）連接した構成のユニット４を複数個接続した構成になっている。
尚、図１では、上記集熱層パネル１と通水層パネル５において夫々使用されているユニット４を夫々４個ずつ図示しているが、これは模式的に示しているだけであって、その個数を特に限定するものではない。又、本実施の形態では、上記したように、３個の屋根用建築材要素３を予め連結してユニット４としているがその個数についても特に限定するものではない。
【００１１】
又、床暖房パネル７が設置されていて、この床暖房パネル７は、図３に示すような床用建築材要素９を予め複数個（この実施の形態の場合は３個）連接した構成のユニット１０を複数個接続した構成になっている。
尚、図１では床暖房パネル７において使用されているユニット１０を４個のみ図示しているが、これは模式的に示しているだけであって、その個数を特に限定するものではない。又、本実施の形態では、３個の床用建築材要素９を予め連結してユニット１０としているがその個数についても特に限定するものではない。
【００１２】
又、上水槽１１が設けられていて、この上水槽１１にはポンプ１３が設置されている。又、井水槽１５が設けられていて、この井水槽１５にはポンプ１７によって汲み上げられた井戸水が貯留されている。又、上記井水槽１５にはポンプ１９、２１が連結されている。又、熱交換器２３、２５が設置されている。 又、貯湯槽２７が設置されていて、この貯湯槽２７にはポンプ２９が接続されている。又、熱交換器３１が設置されている。
【００１３】
又、既に説明した集熱槽パネル１の各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３には熱伝達媒体流入分岐管３３が接続されていて、これら各熱伝達媒体流入分岐菅３３は熱伝達媒体流入菅３５に集合している。又、集熱槽パネル１の各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３には熱伝達媒体流出分岐管３７が接続されていて、これら各熱伝達媒体流出分岐菅３７は熱伝達媒体流出菅３９に集合している。
上記熱伝達媒体流入分岐管３３と熱伝達媒体流出分岐管３７については各ユニット４において１本ずつ示しているが、これは便宜上であって、各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３に対してどのように接続するかについては様々な構成が考えられ、それを特定の構成に限定するものではない。
【００１４】
上記熱伝達媒体流入菅３５と熱伝達媒体流出管３９は熱交換器３１の一次側に接続されている。又、熱交換器３１の二次側には配管４０が設置されていて、この配管４０に既に説明した貯湯槽２７とポンプ２９が介挿されている。そして、集熱層パネル１側にて集熱された熱は熱交換器３１を介して二次側に伝達され温水として貯湯槽２７内に貯留されることになる。
【００１５】
上記貯湯槽２７には給湯器４１が接続されていて、この給湯器４１を介して適宜加熱されながら各種用途に使用されることになる。上記各種用途としては、例えば、シャワー４３を介しての使用、蛇口４５、４５を介しての使用、浴槽４７を介しての使用、等が考えられる。
【００１６】
前記通水槽パネル５の各ユニット４を構成する各屋根建築材要素３には、熱伝達媒体流入分岐管５１が接続されていて、これら各熱伝達媒体流入分岐菅５１は熱伝達媒体流入菅５３に集合している。上記各熱伝達媒体流入分岐菅５１には開閉弁５２が介挿されている。又、通水槽パネル５の各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３には熱伝達媒体流出分岐管５５が接続されていて、これら各熱伝達媒体流出分岐菅５５は熱伝達媒体流出菅５７に集合している。
尚、上記熱伝達媒体流入分岐管５１と上記熱伝達媒体流出分岐管５５は各ユニット４において１本ずつ示しているがこれは便宜上であって、ユニット４を 構成する各屋根用建築材要素３に対してどのように接続するかについては様々な構成が考えられ、それを特定の構成に限定するものではない。
【００１７】
上記熱伝達媒体流入菅５３と熱伝達媒体流出管５７は熱交換器２３の一次側に接続されている。又、熱交換器２３の二次側には配管５９が設置されていて、この配管５９に既に説明したポンプ１９が介挿されていると共に開閉弁６０が接続されている。又、上記熱媒体流入管５３にはポンプ６１が介挿されている。又、上記熱伝達媒体流入菅５３と熱伝達媒体流出管５７の間には開平弁５８が介挿されている。
【００１８】
そして、上記配管５９側にはポンプ１９によって井水槽１５内に貯留されている井戸水が循環している。この井戸水によって熱交換器２３を介して通水槽パネル５側を循環する熱伝達媒体か冷却又は加熱される。例えば、井戸水の温度は一年を通して一定であるので、夏場においては冷却効果を発揮すると共に冬場においては暖房効果を発揮することになる。
【００１９】
又、前記床暖房パネル７の各ユニット１０を構成する各床用建築材要素９には熱伝達媒体流入分岐管７１が接続されていて、これら各熱伝達媒体流入分岐菅７１は熱伝達媒体流入菅７３に集合している。又、床暖房パネル７の各ユニット１０を構成する各床用建築材要素９には熱伝達媒体流出分岐管７５が接続されていて、これら各熱伝達媒体流出分岐菅７５は熱伝達媒体流出菅７７に集合している。
尚、上記熱伝達媒体流入分岐管７１と上記熱伝達媒体流出分岐管７５は各ユニット１０において１本ずつ示しているがこれは便宜上であって、ユニット１０を構成する各床用建築材要素９に対してどのように接続するかについては様々な構成が考えられ、それを特定の構成に限定するものではない。
【００２０】
上記各熱伝達媒体流出分岐管７５には開閉弁７６が介挿されている。上記熱伝達媒体流入菅７３と熱伝達媒体流出管７７は熱交換器７９の一次側に接続されている。又、熱交換器７９の二次側には配管８１が設置されていて、この配管８１にポンプ８３が介挿されている。又、上記熱媒体流出管７７にはポンプ８５が介挿されている。
【００２１】
そして、上記床暖房パネル７側を流通する熱伝達媒体は、熱交換器７９を介して、給湯器４１側の温水により加熱される。加熱された温水は床暖房パネル７側を流通することにより床暖房機能を発揮することになる。
【００２２】
又、既に説明した上記熱伝達媒体流入菅３５と熱伝達媒体流出管３９は、熱交換器２５の一次側にも接続されている。熱交換器２５の二次側には配管２６が設けられていて、この配管２６には既に説明したポンプ２１と開閉弁２８が接続されている。
尚、図１中符号９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８は開閉弁であり、符号９９はポンプである。
【００２３】
又、熱交換器２３の一次側、すなわち、各熱伝達媒体流出分岐菅５５は熱伝達媒体流出菅５７には、上水槽１１側より給水可能な状態となっている。又、熱交換２５、３１の一次側に対しても同様に上水槽１１側より給水可能な状態となっている。
【００２４】
次に、上記屋根用建築材要素３の構成と床用建築材要素９の構成を詳細に説明する。まず、屋根用建築材要素３は、図２に示すような構成になっている。まず、建築材要素本体１０１があり、この建築材要素１０１は三層構造になっていて、下から下層部１０３、中層部１０５、上層部１０７とから構成されている。上記下層部１０３は板材１０９、１１１、側板１１３、１１５とから構成されている。上記板材１０９、１１１には配管部１１７が一体に成形されている。
【００２５】
上記中層部１０５は、板材１１１、板材１１９、側板１２１、１２３とから構成されている。上記板材１１９には配管部１２５が一体に成形されている。上記上層部１０７であるが、上記板材１１９と、透明なガラス板１２７と、側板１２９、１３１、縁部材１３３とから構成されている。
尚、本実施の形態においては、ガラス板１２７以外はアルミニウム製である。
【００２６】
又、図２に示す場合には、２個の屋根用建築材要素３を連結した構成になっている。その連結の手順であるが、予め、下層部１０３の構成部材と中層部１０５の板材１１１、側板１２１、１２３が一体成形されている。そのような一体成形されている部分を左右に連接して、貫通孔１２４、１２２に締結用のボルト・ナット(図示せず)を通して連結する。上記貫通孔１２４、１２２は紙面に直交する方向に沿って所定のピッチで複数個設けられており、よって、上記ボルト・ナットによる締結も複数箇所になる。
【００２７】
又、側板１２１、１２３の上端には係止部１２１ａ、１２３ａが屈曲・形成されていて、これら係止部１２１ａ、１２３ａの部分に横断面形状が略「Ｃ字状」
をなす係合部材１２６が係合・配置されている。 その状態で、上層部１０７側の一体成形品、すなわち、板材１１９と側板１２９、１３１が予め一体成形された部品が設置される。その際、対向・配置される側板１３１と１２９との間にパッキン１３４が介挿される。又、その上から縁部材１３３を被冠・配置する。上記縁部材１３３の下端には左右のクリップ部１３３ａ、１３３ｂが設けられていて、これらクリップ部１３３ａ、１３３ｂによって側板１３１、１２９、パッキン１３４を挟み込む。
【００２８】
又、上記縁部材１３３には紙面に直交する方向に複数箇所にわたってボルト１３６、ナット１３８が配置されている。又、上記ナット１３８の上面側にはテーパ部１３８ａが設けられており、一方、縁部材１３３側の対抗する面もテーパ部１３３ｃとなっている。よって、ボルト１３６とナット１３８を螺合させていくと、ナット１３８のテーパ部１３８ａと縁部材１３３側のテーパ部１３３ｃとの作用によって、縁部材１３３の図中上部が左右方向外側に向かって広がっていく。それによって、下部に設けられたクリップ部１３３ａ、１３３ｂが接近する方向に付勢されていく。それによって、側板１３１、１２９とパッキン１３４の部分が締結されることになる。
【００２９】
以上の手順によって２個の屋根用建築材要素３、３が連結されることになる。本実施の形態の場合には、既に説明したように、予め３個の屋根用建築材要素３を連結し、それを１個のユニット４として現場に搬入する。そして、複数個のユニット４をさらに連結することにより、集熱層パネル１、通水層パネル５の全体を構築するものである。又、上記配管部１１７、１２５には配管類が接続されて図１に示すような熱伝達媒体（井戸水、上水）の流通経路が構成されることになる。
【００３０】
次に、上記床用建築材要素９であるが、図３に示すような構成になっている。まず、建築材要素本体１４１があり、この建築材要素本体１４１は単層構造をなしていて、板材１４３、１４５、側板１４７、１４９、上記板材１４５に一体に成形された配管部１５１とから構成されている。上記板材１４３の左右両側には段付鍔部１４３ａ、１４３ｂが延長・形成されている。上記構成をなす床用建築材要素９を左右方向に３個連接していくことによりユニット１０を構成するものである。又、上記配管部１５１内を熱伝達媒体が流通することになる。
【００３１】
上記床用建築材要素９同士の連結であるが、キャップ１６１を使用して行う。すなわち、床用建築材要素９の側板１４７、１４９側には係止部１４７ａ、１４９ａが形成されている。一方、キャップ１６１側には係止部１６１ａ、１６１ｂが形成されている。そして、まず、床用建築材要素９、９を隣接・配置して、重ね合わされた段付鍔部１４３ａ、１４３ｂに図示しない固定ねじをねじ込んでいって床に固定する。そして、隣接・配置された床用建築材要素９、９の間にキャップ１６１を差し込んでいく。それによって、上記係止部１４７ａ、１４９ａと係止部１６１ａ、１６１ｂが係合することになる。このようにして上記固定ねじの部位を隠すと共に全体としてフラットな床構造を得るものである。又、配管部１５１には配管類が接続されて図１に示すような熱伝達媒体の流通経路が構成されることになる。
【００３２】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、本実施の形態の場合には、屋根用建築材要素３が予め配管部１１７、１２５を一体に備えた構成になっているので、単に、屋根用建築材要素３を連結していくだけで所望の構造をなす屋根を構築していくことができるものである。したがって、屋根の構築に要する労力の軽減と作業時間の短縮を図ることができる。
又、本実施の形態の場合は予め３個の屋根用建築材要素３を連結してユニット４を構成しそれを現場に搬入しているので作業効率はさらに高いものとなっている。
又、これは床用建築材要素９の場合も同様である。床用建築材要素９が予め配管部１５１を一体に備えた構成になっているので、単に、床用建築材要素９を連結していくだけで所望の構造をなす床を構築していくことができるものである。したがって、床の構築に要する労力の軽減と作業時間の短縮を図ることができる。
又、本実施の形態の場合は予め３個の床用建築材要素９を連結してユニット１０を構成しそれを現場に搬入しているので作業効率はさらに高いものとなっている。
又、この実施の形態の場合には、通水槽パネル５を介して室内を輻射熱によって冷暖房することができ、同様に、床暖房パネル５によって輻射熱によって暖房することができるので、心地よい冷暖房を提供することができるものである。
又、この実施の形態の場合には、井戸水を有効利用するようにしているので、エネルギー消費量の低減を図ることができる。
【００３３】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記一実施の形態の場合には、屋根材、床材を例に挙げて説明したが、それ以外にも、天井材、壁材としても適用可能である。
又、前記一実施の形態では、屋根材として構成した場合に、最外層に透明板を取り付けたが、その代わりに太陽電池モジュールを設置して太陽光発電するようにしてもよい。この場合には太陽電池モジュールの下の上層部空間内に必要な配線類を通すことになる。
又、槽の数についてはこれを特に限定するものではない。
又、配管部については、例えば、熱伝達媒体を流通させずに単なる空気層として使用して断熱効果を発揮させるような使用例も想定される。又、熱伝達媒体を流通させた状態で断熱効果を発揮させることも考えられる。
又、各部品の材質については、一例としてアルミニウム製の場合を例に挙げたが、これを特に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、各種建築物の屋根材、床材、壁材、天井材等として使用される建築材要素と建築方法に係り、特に、熱伝達媒体を流通させる配管を予め一体に備えていて、例えば、熱伝達媒体を流通させることにより輻射熱による冷暖房を行なうことができる建築物を容易に得ることができるように工夫したものに関し、例えば、屋根材を介して冷暖房できるような住宅等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、住宅の空調・給湯システムの構成を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、屋根材として使用される建築材要素の端面構造を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、床材として使用される建築材要素の端面構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３ 屋根用建築材要素
４ ユニット
１０１ 建築材要素本体
１１７ 配管部
１２５ 配管部
９ 床用建築材要素
１０ ユニット
１４１ 建築材要素本体
１５１ 配管部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種建築物の屋根材、床材、壁材、天井材等として使用される建築材要素と該建築材要素を使用した建築方法に係り、特に、熱伝達媒体を流通させる配管部を予め一体に備えていて、例えば、熱伝達媒体を流通させることにより輻射熱による冷暖房を行なうことができる構成の建築物を容易に得ることができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、屋根材に断熱構造を設けることにより室内における冷暖房効果を高めようとする提案があり、そのようなものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２７７５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６３１３号公報
【０００４】
又、例えば、屋根材に断熱構造を設けるだけではなく、屋根の構造を利用して積極的に冷暖房を行なおうとする構成が提案されている。そのようなものとして、例えば、特許文献３、特許文献４等がある。
【０００５】
【特許文献３】特開平１０−１３２３０１号公報
【特許文献４】特開平０６−２０１１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の構成によると次のような問題があった。上記したように、屋根の構造を利用して冷暖房を積極的に行なおうとする提案はあるが、何れも、そのような屋根の構築が面倒であるという問題があった。これは、通常の屋根材の取付作業以外に熱伝達媒体を流通させるための各種ダクトや配管類を別途敷設しなければならないからであり、それによって、多くの労力と長い作業時間を要してしまうからである。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、簡単な作業によって、例えば、輻射熱を利用した所望の空調機能を備えた建築物を得ることが可能な建築材要素と建築方向を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による建築材要素は、建築材要素本体と、上記建築材要素本体内に一体成型された配管部と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による建築材要素は、請求項１記載の建築材要素において、上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には透明板が取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とするものである。
又、請求項３による建築材要素は、請求項２記載の建築材要素において、上記配管部に熱伝達媒体を流通させて集熱するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項４による建築材要素は、請求項２記載の建築材要素において、上記配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項５による建築材要素は、請求項請求項１記載の建築材要素において、上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には太陽電池モジュールが取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とするものである。
又、請求項６による建築材要素は、請求項１記載の建築材要素において、上記建築材要素本体は床材用又は壁材用又は天井材用として使用されることを特徴とするものである。
又、請求項７による建築材要素は、請求項６記載の建築材要素において、上記建築材要素本体内の配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項８による建築方法は、請求項１〜請求項７の何れかに記載の建築材要素を複数個用意して、それら複数個の建築材要素を連接していくと共に配管部に必要な接続作業を施すことにより、所望の屋根材又は床材又は天井材又は壁材を構築していくことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
したがって本発明による建築材要素によると、建築材要素本体と、上記建築材要素本体内に一体成型された配管部と、を具備した構成になっているので、単に、建築材要素を連接していくだけでそこに予め一体成形されている配管部によって所望の熱伝達媒体経路が構成されることになり、それによって、例えば、輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた建築物を容易に提供することができる。
又、上記建築材要素本体を複数層から構成して、最外層に透明板を取り付け、その他の層に配管部を一体成型して、屋根材として使用するようにした場合には、集熱或いは輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた屋根を容易に提供することができる。
又、上記建築材要素本体を複数層から構成して、最外層には太陽電池モジュールを取り付けて、その他の層には上記配管部を一体成型して、屋根材として使用するようにした場合には、太陽光発電システムを備えた屋根を容易に構築することができる。
又、上記建築材要素本体を床材用又は壁材用又は天井材用として使用した場合には、輻射熱を利用した冷暖房機能を備えた床材又は壁材又は天井材を容易に提供することができる。
又、請求項８による建築方法によると、所望の構成をなす屋根、床、天井、壁を容易に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１乃至図３を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態による建築材要素を使用して構築された住宅における空調・給湯システムの構成を示すフローチャートであり、図２は屋根用建築材要素の端面構造を示す側面図であり、図３は床用建築材要素の端面構造を示す側面図である。
まず、集熱層パネル１があり、この集熱層パネル１は、図２に示すような屋根用建築材要素３を予め複数個（この実施の形態の場合は３個）連接した構成のユニット４を複数個接続した構成になっている。又、上記集熱層パネル１とは別に通水層パネル５が設けられている。この通水層パネル５も、図２に示すような屋根用建築材要素３を予め複数個（この実施の形態の場合は３個）連接した構成のユニット４を複数個接続した構成になっている。
尚、図１では、上記集熱層パネル１と通水層パネル５において夫々使用されているユニット４を夫々４個ずつ図示しているが、これは模式的に示しているだけであって、その個数を特に限定するものではない。又、本実施の形態では、上記したように、３個の屋根用建築材要素３を予め連結してユニット４としているがその個数についても特に限定するものではない。
【００１１】
又、床暖房パネル７が設置されていて、この床暖房パネル７は、図３に示すような床用建築材要素９を予め複数個（この実施の形態の場合は３個）連接した構成のユニット１０を複数個接続した構成になっている。
尚、図１では床暖房パネル７において使用されているユニット１０を４個のみ図示しているが、これは模式的に示しているだけであって、その個数を特に限定するものではない。又、本実施の形態では、３個の床用建築材要素９を予め連結してユニット１０としているがその個数についても特に限定するものではない。
【００１２】
又、上水槽１１が設けられていて、この上水槽１１にはポンプ１３が設置されている。又、井水槽１５が設けられていて、この井水槽１５にはポンプ１７によって汲み上げられた井戸水が貯留されている。又、上記井水槽１５にはポンプ１９、２１が連結されている。又、熱交換器２３、２５が設置されている。 又、貯湯槽２７が設置されていて、この貯湯槽２７にはポンプ２９が接続されている。又、熱交換器３１が設置されている。
【００１３】
又、既に説明した集熱槽パネル１の各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３には熱伝達媒体流入分岐管３３が接続されていて、これら各熱伝達媒体流入分岐菅３３は熱伝達媒体流入菅３５に集合している。又、集熱槽パネル１の各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３には熱伝達媒体流出分岐管３７が接続されていて、これら各熱伝達媒体流出分岐菅３７は熱伝達媒体流出菅３９に集合している。
上記熱伝達媒体流入分岐管３３と熱伝達媒体流出分岐管３７については各ユニット４において１本ずつ示しているが、これは便宜上であって、各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３に対してどのように接続するかについては様々な構成が考えられ、それを特定の構成に限定するものではない。
【００１４】
上記熱伝達媒体流入菅３５と熱伝達媒体流出管３９は熱交換器３１の一次側に接続されている。又、熱交換器３１の二次側には配管４０が設置されていて、この配管４０に既に説明した貯湯槽２７とポンプ２９が介挿されている。そして、集熱層パネル１側にて集熱された熱は熱交換器３１を介して二次側に伝達され温水として貯湯槽２７内に貯留されることになる。
【００１５】
上記貯湯槽２７には給湯器４１が接続されていて、この給湯器４１を介して適宜加熱されながら各種用途に使用されることになる。上記各種用途としては、例えば、シャワー４３を介しての使用、蛇口４５、４５を介しての使用、浴槽４７を介しての使用、等が考えられる。
【００１６】
前記通水槽パネル５の各ユニット４を構成する各屋根建築材要素３には、熱伝達媒体流入分岐管５１が接続されていて、これら各熱伝達媒体流入分岐菅５１は熱伝達媒体流入菅５３に集合している。上記各熱伝達媒体流入分岐菅５１には開閉弁５２が介挿されている。又、通水槽パネル５の各ユニット４を構成する各屋根用建築材要素３には熱伝達媒体流出分岐管５５が接続されていて、これら各熱伝達媒体流出分岐菅５５は熱伝達媒体流出菅５７に集合している。
尚、上記熱伝達媒体流入分岐管５１と上記熱伝達媒体流出分岐管５５は各ユニット４において１本ずつ示しているがこれは便宜上であって、ユニット４を 構成する各屋根用建築材要素３に対してどのように接続するかについては様々な構成が考えられ、それを特定の構成に限定するものではない。
【００１７】
上記熱伝達媒体流入菅５３と熱伝達媒体流出管５７は熱交換器２３の一次側に接続されている。又、熱交換器２３の二次側には配管５９が設置されていて、この配管５９に既に説明したポンプ１９が介挿されていると共に開閉弁６０が接続されている。又、上記熱媒体流入管５３にはポンプ６１が介挿されている。又、上記熱伝達媒体流入菅５３と熱伝達媒体流出管５７の間には開平弁５８が介挿されている。
【００１８】
そして、上記配管５９側にはポンプ１９によって井水槽１５内に貯留されている井戸水が循環している。この井戸水によって熱交換器２３を介して通水槽パネル５側を循環する熱伝達媒体か冷却又は加熱される。例えば、井戸水の温度は一年を通して一定であるので、夏場においては冷却効果を発揮すると共に冬場においては暖房効果を発揮することになる。
【００１９】
又、前記床暖房パネル７の各ユニット１０を構成する各床用建築材要素９には熱伝達媒体流入分岐管７１が接続されていて、これら各熱伝達媒体流入分岐菅７１は熱伝達媒体流入菅７３に集合している。又、床暖房パネル７の各ユニット１０を構成する各床用建築材要素９には熱伝達媒体流出分岐管７５が接続されていて、これら各熱伝達媒体流出分岐菅７５は熱伝達媒体流出菅７７に集合している。
尚、上記熱伝達媒体流入分岐管７１と上記熱伝達媒体流出分岐管７５は各ユニット１０において１本ずつ示しているがこれは便宜上であって、ユニット１０を構成する各床用建築材要素９に対してどのように接続するかについては様々な構成が考えられ、それを特定の構成に限定するものではない。
【００２０】
上記各熱伝達媒体流出分岐管７５には開閉弁７６が介挿されている。上記熱伝達媒体流入菅７３と熱伝達媒体流出管７７は熱交換器７９の一次側に接続されている。又、熱交換器７９の二次側には配管８１が設置されていて、この配管８１にポンプ８３が介挿されている。又、上記熱媒体流出管７７にはポンプ８５が介挿されている。
【００２１】
そして、上記床暖房パネル７側を流通する熱伝達媒体は、熱交換器７９を介して、給湯器４１側の温水により加熱される。加熱された温水は床暖房パネル７側を流通することにより床暖房機能を発揮することになる。
【００２２】
又、既に説明した上記熱伝達媒体流入菅３５と熱伝達媒体流出管３９は、熱交換器２５の一次側にも接続されている。熱交換器２５の二次側には配管２６が設けられていて、この配管２６には既に説明したポンプ２１と開閉弁２８が接続されている。
尚、図１中符号９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８は開閉弁であり、符号９９はポンプである。
【００２３】
又、熱交換器２３の一次側、すなわち、各熱伝達媒体流出分岐菅５５は熱伝達媒体流出菅５７には、上水槽１１側より給水可能な状態となっている。又、熱交換２５、３１の一次側に対しても同様に上水槽１１側より給水可能な状態となっている。
【００２４】
次に、上記屋根用建築材要素３の構成と床用建築材要素９の構成を詳細に説明する。まず、屋根用建築材要素３は、図２に示すような構成になっている。まず、建築材要素本体１０１があり、この建築材要素１０１は三層構造になっていて、下から下層部１０３、中層部１０５、上層部１０７とから構成されている。上記下層部１０３は板材１０９、１１１、側板１１３、１１５とから構成されている。上記板材１０９、１１１には配管部１１７が一体に成形されている。
【００２５】
上記中層部１０５は、板材１１１、板材１１９、側板１２１、１２３とから構成されている。上記板材１１９には配管部１２５が一体に成形されている。上記上層部１０７であるが、上記板材１１９と、透明なガラス板１２７と、側板１２９、１３１、縁部材１３３とから構成されている。
尚、本実施の形態においては、ガラス板１２７以外はアルミニウム製である。
【００２６】
又、図２に示す場合には、２個の屋根用建築材要素３を連結した構成になっている。その連結の手順であるが、予め、下層部１０３の構成部材と中層部１０５の板材１１１、側板１２１、１２３が一体成形されている。そのような一体成形されている部分を左右に連接して、貫通孔１２４、１２２に締結用のボルト・ナット(図示せず)を通して連結する。上記貫通孔１２４、１２２は紙面に直交する方向に沿って所定のピッチで複数個設けられており、よって、上記ボルト・ナットによる締結も複数箇所になる。
【００２７】
又、側板１２１、１２３の上端には係止部１２１ａ、１２３ａが屈曲・形成されていて、これら係止部１２１ａ、１２３ａの部分に横断面形状が略「Ｃ字状」
をなす係合部材１２６が係合・配置されている。 その状態で、上層部１０７側の一体成形品、すなわち、板材１１９と側板１２９、１３１が予め一体成形された部品が設置される。その際、対向・配置される側板１３１と１２９との間にパッキン１３４が介挿される。又、その上から縁部材１３３を被冠・配置する。上記縁部材１３３の下端には左右のクリップ部１３３ａ、１３３ｂが設けられていて、これらクリップ部１３３ａ、１３３ｂによって側板１３１、１２９、パッキン１３４を挟み込む。
【００２８】
又、上記縁部材１３３には紙面に直交する方向に複数箇所にわたってボルト１３６、ナット１３８が配置されている。又、上記ナット１３８の上面側にはテーパ部１３８ａが設けられており、一方、縁部材１３３側の対抗する面もテーパ部１３３ｃとなっている。よって、ボルト１３６とナット１３８を螺合させていくと、ナット１３８のテーパ部１３８ａと縁部材１３３側のテーパ部１３３ｃとの作用によって、縁部材１３３の図中上部が左右方向外側に向かって広がっていく。それによって、下部に設けられたクリップ部１３３ａ、１３３ｂが接近する方向に付勢されていく。それによって、側板１３１、１２９とパッキン１３４の部分が締結されることになる。
【００２９】
以上の手順によって２個の屋根用建築材要素３、３が連結されることになる。本実施の形態の場合には、既に説明したように、予め３個の屋根用建築材要素３を連結し、それを１個のユニット４として現場に搬入する。そして、複数個のユニット４をさらに連結することにより、集熱層パネル１、通水層パネル５の全体を構築するものである。又、上記配管部１１７、１２５には配管類が接続されて図１に示すような熱伝達媒体（井戸水、上水）の流通経路が構成されることになる。
【００３０】
次に、上記床用建築材要素９であるが、図３に示すような構成になっている。まず、建築材要素本体１４１があり、この建築材要素本体１４１は単層構造をなしていて、板材１４３、１４５、側板１４７、１４９、上記板材１４５に一体に成形された配管部１５１とから構成されている。上記板材１４３の左右両側には段付鍔部１４３ａ、１４３ｂが延長・形成されている。上記構成をなす床用建築材要素９を左右方向に３個連接していくことによりユニット１０を構成するものである。又、上記配管部１５１内を熱伝達媒体が流通することになる。
【００３１】
上記床用建築材要素９同士の連結であるが、キャップ１６１を使用して行う。すなわち、床用建築材要素９の側板１４７、１４９側には係止部１４７ａ、１４９ａが形成されている。一方、キャップ１６１側には係止部１６１ａ、１６１ｂが形成されている。そして、まず、床用建築材要素９、９を隣接・配置して、重ね合わされた段付鍔部１４３ａ、１４３ｂに図示しない固定ねじをねじ込んでいって床に固定する。そして、隣接・配置された床用建築材要素９、９の間にキャップ１６１を差し込んでいく。それによって、上記係止部１４７ａ、１４９ａと係止部１６１ａ、１６１ｂが係合することになる。このようにして上記固定ねじの部位を隠すと共に全体としてフラットな床構造を得るものである。又、配管部１５１には配管類が接続されて図１に示すような熱伝達媒体の流通経路が構成されることになる。
【００３２】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、本実施の形態の場合には、屋根用建築材要素３が予め配管部１１７、１２５を一体に備えた構成になっているので、単に、屋根用建築材要素３を連結していくだけで所望の構造をなす屋根を構築していくことができるものである。したがって、屋根の構築に要する労力の軽減と作業時間の短縮を図ることができる。
又、本実施の形態の場合は予め３個の屋根用建築材要素３を連結してユニット４を構成しそれを現場に搬入しているので作業効率はさらに高いものとなっている。
又、これは床用建築材要素９の場合も同様である。床用建築材要素９が予め配管部１５１を一体に備えた構成になっているので、単に、床用建築材要素９を連結していくだけで所望の構造をなす床を構築していくことができるものである。したがって、床の構築に要する労力の軽減と作業時間の短縮を図ることができる。
又、本実施の形態の場合は予め３個の床用建築材要素９を連結してユニット１０を構成しそれを現場に搬入しているので作業効率はさらに高いものとなっている。
又、この実施の形態の場合には、通水槽パネル５を介して室内を輻射熱によって冷暖房することができ、同様に、床暖房パネル５によって輻射熱によって暖房することができるので、心地よい冷暖房を提供することができるものである。
又、この実施の形態の場合には、井戸水を有効利用するようにしているので、エネルギー消費量の低減を図ることができる。
【００３３】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記一実施の形態の場合には、屋根材、床材を例に挙げて説明したが、それ以外にも、天井材、壁材としても適用可能である。
又、前記一実施の形態では、屋根材として構成した場合に、最外層に透明板を取り付けたが、その代わりに太陽電池モジュールを設置して太陽光発電するようにしてもよい。この場合には太陽電池モジュールの下の上層部空間内に必要な配線類を通すことになる。
又、槽の数についてはこれを特に限定するものではない。
又、配管部については、例えば、熱伝達媒体を流通させずに単なる空気層として使用して断熱効果を発揮させるような使用例も想定される。又、熱伝達媒体を流通させた状態で断熱効果を発揮させることも考えられる。
又、各部品の材質については、一例としてアルミニウム製の場合を例に挙げたが、これを特に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、各種建築物の屋根材、床材、壁材、天井材等として使用される建築材要素と建築方法に係り、特に、熱伝達媒体を流通させる配管を予め一体に備えていて、例えば、熱伝達媒体を流通させることにより輻射熱による冷暖房を行なうことができる建築物を容易に得ることができるように工夫したものに関し、例えば、屋根材を介して冷暖房できるような住宅等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、住宅の空調・給湯システムの構成を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、屋根材として使用される建築材要素の端面構造を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、床材として使用される建築材要素の端面構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３ 屋根用建築材要素
４ ユニット
１０１ 建築材要素本体
１１７ 配管部
１２５ 配管部
９ 床用建築材要素
１０ ユニット
１４１ 建築材要素本体
１５１ 配管部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築材要素本体と、
上記建築材要素本体内に一体成型された配管部と、
を具備したことを特徴とする建築材要素。
【請求項２】
請求項１記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には透明板が取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とする建築材要素。
【請求項３】
請求項２記載の建築材要素において、
上記配管部に熱伝達媒体を流通させて集熱するようにしたことを特徴とする建築材要素。
【請求項４】
請求項２記載の建築材要素において、
上記配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とする建築材要素。
【請求項５】
請求項請求項１記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には太陽電池モジュールが取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とする建築材要素。
【請求項６】
請求項１記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体は床材用又は壁材用又は天井材用として使用されることを特徴とする建築材要素。
【請求項７】
請求項６記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体内の配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とする建築材要素。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れかに記載の建築材要素を複数個用意して、それら複数個の建築材要素を連接していくと共に配管部に必要な接続作業を施すことにより、所望の屋根材又は床材又は天井材又は壁材を構築していくことを特徴とする建築方法。
【請求項１】
建築材要素本体と、
上記建築材要素本体内に一体成型された配管部と、
を具備したことを特徴とする建築材要素。
【請求項２】
請求項１記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には透明板が取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とする建築材要素。
【請求項３】
請求項２記載の建築材要素において、
上記配管部に熱伝達媒体を流通させて集熱するようにしたことを特徴とする建築材要素。
【請求項４】
請求項２記載の建築材要素において、
上記配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とする建築材要素。
【請求項５】
請求項請求項１記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体は複数層から構成されていて、最外層には太陽電池モジュールが取り付けられていて、その他の層には上記配管部が一体成型されていて、屋根材として使用されることを特徴とする建築材要素。
【請求項６】
請求項１記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体は床材用又は壁材用又は天井材用として使用されることを特徴とする建築材要素。
【請求項７】
請求項６記載の建築材要素において、
上記建築材要素本体内の配管部に熱伝達媒体を流通させて輻射熱による冷暖房を施すようにしたことを特徴とする建築材要素。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れかに記載の建築材要素を複数個用意して、それら複数個の建築材要素を連接していくと共に配管部に必要な接続作業を施すことにより、所望の屋根材又は床材又は天井材又は壁材を構築していくことを特徴とする建築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１６９７５５（Ｐ２００６−１６９７５５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６１０７３（Ｐ２００４−３６１０７３）
【出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【出願人】（５９５０３４２０４）ＳＵＳ株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【出願人】（５９５０３４２０４）ＳＵＳ株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
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