特許 6802144 天井部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6802144

(24)【登録日】2020年11月30日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】天井部構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/76 20060101AFI20201207BHJP

   E04B 9/00 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/76 400C

   E04B9/00 B

   E04B1/76 500Z

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-230916(P2017-230916)

(22)【出願日】2017年11月30日

(65)【公開番号】特開2019-100056(P2019-100056A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2019年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004673

【氏名又は名称】パナソニックホームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 寛

(72)【発明者】

【氏名】池田 達郎

(72)【発明者】

【氏名】林本 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】下川床 和尊

(72)【発明者】

【氏名】吉田 達哉

【審査官】 土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４２６３７６３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２２９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９７７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１８０８２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−２１７０４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／７６

Ｅ０４Ｂ ９／００ − ９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の屋根と、
前記建物の屋根直下の天井を構成する複数の天井板と、
前記屋根と前記天井板との間に位置する複数の横架材と、
前記屋根と前記天井との間を断熱する天井部断熱材と、を備え、
前記天井部断熱材は、上下に離間した、梁上断熱層と天井断熱層と、を含み、
上側の前記梁上断熱層は、前記横架材より屋根側に配設され、
下側の前記天井断熱層は、前記横架材より天井側に配設され、
これら梁上断熱層と天井断熱層との間に空間が形成されており、
前記梁上断熱層および前記天井断熱層はそれぞれ、建物の外壁に沿った各縁部が互いに接近するよう敷設され、一方の層の端部が他方の層に当接して係止されていることを特徴とする天井部構造。

【請求項2】

前記各横架材の間に、前記梁上断熱層の垂下を防ぐ補助部材が、複数配設されていることを特徴とする請求項１に記載の天井部構造。

【請求項3】

前記梁上断熱層の熱抵抗（Ｒ値）は、前記天井断熱層の熱抵抗（Ｒ値）より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の天井部構造。

【請求項4】

前記天井断熱層の室内空間側の透湿抵抗値は、前記梁上断熱層の前記天井断熱層側の透湿抵抗値より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の天井部構造。

【請求項5】

前記梁上断熱層と天井断熱層との間の空間の中に、通風用または冷暖房用のダクトが複数配設され、
前記天井断熱層および前記天井板を貫通して、建物の室内空間に連通する通気口が複数設けられ、各通気口に、前記ダクトの端部がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の天井部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、住宅等の建物の屋根と屋根直下の天井との間に位置する天井部の断熱構造に関する。

【背景技術】

【0002】

住宅等の建物においては、内部に設けられた部屋等の快適性を高めるために、屋根と屋根直下の天井との間に位置する天井部（いわゆる、小屋組部分または小屋裏）に、断熱施工が施されている。従来、住宅等の建物の天井部の断熱工法としては、屋根の裏面に断熱材を敷設する屋根断熱、屋根直下の天井の裏側に断熱材を敷設する天井断熱、桁上端面上に断熱材を配する桁上断熱等が知られている。

【0003】

天井断熱の場合、石膏ボード等の天井板の裏側（上側）に、ウレタンフォームやグラスウール，ロックウール等からなる断熱材を隙間なく載置して敷き詰め、板状もしくは層状とした断熱材が、用いられている。

【0004】

また、桁上断熱としては、互いに平行な一対の桁梁間に配置された支持部材間に形成される水平空間内に、断熱材を敷設する桁上断熱構造（特許文献１）や、軒桁の外面側に、外断熱形成用板状断熱材を張り巡らして柱の外側に外断熱を構成し、前記軒桁の上面に、桁上断熱材を配設して桁上断熱を構成して、これら外断熱形成用断熱材と桁上断熱材の端部とを、互いに突き合わせるように配置する桁上断熱構造（特許文献２）が、提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−３３１２８０号公報

【特許文献2】特開２０１３−１９４４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、住宅等の建物における省エネルギー化の要求は年々増しており、建物壁面や開口部は勿論、屋根と天井との間に位置する天井部も、断熱性能のさらなる向上が求められている。

【0007】

また近年、住宅等の建物内の各室内空間の間で暖かい空気や冷たい空気を循環させ、建物内の各室内空間を一様に快適な温度に保つために、各階の間の空間や、天井と屋根との間の天井部に、エアダクト等の冷暖房用の空気流路を配設した、高機能住宅が開発されている。このような冷暖房用のエアダクト等は、天井部を通す際、結露等の発生を防止するために、ダクトの外周を断熱材で覆って断熱せねばならない。そのため、ダクトが大径となって、その取り回し性やハンドリング性が低下するという問題があった。

【0008】

本発明の目的は、天井部の断熱性に優れるとともに、断熱材の内部に、各種配管やダクトを挿通して容易に敷設することのできる天井部構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の天井部構造は、建物の屋根と、前記建物の屋根直下の天井を構成する複数の天井板と、前記屋根と前記天井板との間に位置する複数の横架材と、前記屋根と前記天井との間を断熱する天井部断熱材と、を備え、
前記天井部断熱材は、上下に離間した、梁上断熱層と天井断熱層と、を含み、
上側の前記梁上断熱層は、前記横架材より屋根側に配設され、下側の前記天井断熱層は、前記横架材より天井側に配設され、これら梁上断熱層と天井断熱層との間に空間が形成されており、
前記梁上断熱層および前記天井断熱層はそれぞれ、建物の外壁に沿った各縁部が互いに接近するよう敷設され、一方の層の端部が他方の層に当接して係止されていることを特徴とする。

【0011】

さらに、本発明の天井部構造は、前記各横架材の間に、前記梁上断熱層の垂下を防ぐ補助部材が、複数配設されていることを特徴とする。

【0012】

そして、本発明の天井部構造は、前記梁上断熱層の熱抵抗（Ｒ値）が前記天井断熱層の熱抵抗（Ｒ値）より大きい構成を好適に採用する。

【0013】

また、本発明の天井部構造は、前記天井断熱層の室内空間側の透湿抵抗値が、前記梁上断熱層の前記天井断熱層側の透湿抵抗値より大きい構成を好適に採用する。

【0014】

また、本発明の天井部構造は、前記梁上断熱層と天井断熱層との間の空間の中に、通風用または冷暖房用のダクトが複数配設され、
前記天井断熱層および前記天井板を貫通して、建物の室内空間に連通する通気口が複数設けられ、各通気口に、前記ダクトの端部がそれぞれ接続されている構成としてもよい。

【0015】

なお、本発明において用いる「熱抵抗」（Ｒ値）と「透湿抵抗」値とは、ＪＩＳ Ａ ９５２１：２０１４「建築用断熱材」に記載の、以下の断熱材の特性の測定方法を準用して測定し、得られた結果から、後記の計算式（１）および（２）を用いて演算により求めたものである。
・「厚さ」：SS６．４．１ 人造鉱物繊維断熱材の寸法の測定
・「熱伝導率」：SS６．６．１ 人造鉱物繊維断熱材の熱伝導率測定
・「透湿係数」：SS６．８ 透湿係数の測定 ｃ）試験方法
・「熱抵抗」：SS６．１５ 熱抵抗の計算方法 「熱抵抗は、熱伝導率及び厚さを用いて計算する。」

【0016】

［計算式（１）］
熱抵抗（Ｒ値） ＝ 厚さ ／ 熱伝導率
熱伝導率の測定は、ＪＩＳ Ａ １４１２に記載の測定方法に準拠する。

【0017】

［計算式（２）］
透湿抵抗 ＝ １ ／ 透湿係数
透湿係数の測定は、ＪＩＳ Ａ １３２４に記載の測定方法（カップ法）に準拠する。

【0018】

また、熱貫流率（１／熱貫流抵抗）は、ＪＩＳ Ａ ２１０１：２００３「建築構成要素及び建築部位−熱抵抗及び熱貫流率−計算方法」に準じて求める。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、屋根と天井との間に、２層の断熱層の間に空間（空気層）を有する断熱材を敷設することにより、建物の天井部の断熱性を向上させることができる。また、この２層の断熱層の間の空間は、各種配管やダクト等を容易に挿通させることができる。したがって、本発明の天井部構造は、天井裏における施工性や耐火性，防火性を低下させることなく、断熱性を向上させることができる。

【0020】

また、本発明のなかでも、前記梁上断熱層および前記天井断熱層はそれぞれ、建物の外壁に沿った各縁部が互いに接近するよう敷設され、一方の層の端部が他方の層に当接して係止され、全体として袋状になっているものは、屋根と天井との間の断熱性が、より向上する。

【0021】

さらに、本発明の天井部構造のなかでも、前記各横架材の間に、網状、珊状、棚状、根太状等の補助部材が、複数配設されているものは、各横架材どうしの間で発生する、前記梁上断熱層の自重による垂下を、抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】（ａ）は本発明の第１実施形態の建物の天井部構造を示す断面図、（ｂ）は梁上断熱層の概略構成図、（ｃ）は天井断熱層の概略構成図である。

【図2】（ａ）は上記天井部構造の断熱材を上から見下ろした平面図であり、（ｂ）は屋根梁の接続部近傍の断熱材の施工収まりを説明する図である。

【図3】本発明の第２実施形態の建物の天井部構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、本発明の第１実施形態の住宅用建物の天井部構造を示す断面図である。
本実施形態の建物の天井部構造は、建物上部の屋根１０と、建物の最上階の天井を構成する天井板４との間に敷設された、少なくとも上下２つの断熱層を有する、二層構造の断熱材（以下、天井部断熱材１）を主体として構成されている。

【0024】

天井部断熱材１は、後記で詳述する、図１（ａ）における図示上側の梁上断熱層２と、図１（ａ）における図示下側の天井断熱層３と、から構成されている。これら梁上断熱層２と天井断熱層３との間には、梁下空間Ｓが形成されている。なお、図１（ａ）は、後記の図２（ａ）のＸ−Ｘ断面に相当するものである。また、図中の下線付き符号Ｔは屋根裏空間を、同じく下線付きの符号Ｕは室内空間を表すものである。

【0025】

これら梁上断熱層２と天井断熱層３の間の、梁下空間Ｓ内には、屋根１０を支持する横架材である屋根梁５が、複数本配設されている。なお、本発明における横架材とは、上記の屋根梁や小屋梁等、建物の骨組みのなかで横に架け渡された構造材のことを言う。

【0026】

また、この梁下空間Ｓ内には、各横架材（屋根梁５）間における梁上断熱層２を支持する補助部材として、角柱状の木下地組み６，６’が配設されている。そして、図示外側の、軒桁に相当する屋根梁５’を除く、中央部の各屋根梁５の下側で、かつ、天井板４との間の天井裏部分には、前記梁上断熱層２より薄い形状の天井断熱層３が載置されている。

【0027】

梁上断熱層２の敷設または施工について説明する。
図２（ａ）の平面図は、天井部における梁上断熱層２の配列（割り付け）を示したものである。このように、梁上断熱層２は、帯状または短冊状の複数の断熱材を、図示左右方向および上下方向ともに、隙間なく重ね合わせて施工することにより、全体として１枚の大きな断熱材または断熱層を構築した場合と同様になっている。なお、図２（ａ）における白抜き矢印はそれぞれ、梁上断熱層２を構成する各断熱材の縁部が、その先の端部（先端）がＨ鋼状の各屋根梁５’の中（紙面裏側方向）に潜り込むように、矢印に沿って下り傾斜状に敷設されていることを示すものである。

【0028】

たとえば、図２（ａ）の例では、図示左右方向の場合、図１（ａ）のように複数（この例では３つ）の帯状または短冊状の断熱材を隙間なく繋ぎ合わせて、梁上断熱層２が構成されている。

【0029】

また、図２（ａ）における図示上下方向の場合は、図２（ａ）のＹ−Ｙ断面に相当する図２（ｂ）に示すように、複数（この例では１１個）の帯状または短冊状の断熱材を、その幅方向に隙間なく繋ぎ合わせて、梁上断熱層２が構成されている。

【0030】

そして、先述の図１（ａ）に記載のように、梁上断熱層２の図示左右方向両側の端部は、その先端が各屋根梁５’の中に潜り込むよう施工され、左右方向両端に位置する各木下地組み６より端側の縁部は、外側に向かって下り傾斜状に敷設されている。

【0031】

さらに、梁上断熱層２の図示上下方向両側の端部も、図２（ｂ）に記載のように、各屋根梁５および各木下地組み６の直上部分を除いて、前記図示左右方向両端と同様、その先端が各屋根梁５’の中に潜り込むように施工されている。

【0032】

なお、上記したように、各屋根梁５および各木下地組み６と、図示上下方向の端部に配設された、軒桁に相当する屋根梁５’との接続部に敷設された梁上断熱層２の端部は、そのままでは、これら屋根梁５および木下地組み６の下側（紙面上では裏面側）に潜り込むことはできない。

【0033】

そのため、図２（ａ）における図示上下方向の、最も外側に配設された各木下地組み６’より外側（紙面で上下側）の梁上断熱層２は、図２（ｂ）の施工収まり図に示すように、端部の屋根梁５’と、各屋根梁５および各木下地組み６の接続部に相当する部位に、これら梁等の長手方向に沿った「切り込み」が入れられ、前記各屋根梁５および各木下地組み６の直上の断熱材をそのまま上面の上に残したまま、各屋根梁５および各木下地組み６の間に位置する梁上断熱層２の縁部および端部〔図２（ａ）において白抜き矢印を記載した部分〕のみが、矢印のように外側に向かって下り傾斜状に敷設される。すなわち、図２（ａ）において紙面上見えているのは梁上断熱層２であり、屋根梁５，５’と木下地組み６および屋根梁どうしの突き合わせ端部は全て、梁上断熱層２に隠れて見えないため、隠れ線（点線）で示している。実線で表示するものは全て、梁上断熱層２の端部（端加工の切断線または前記切り込み線）である。

【0034】

このようにして、本実施形態の天井部構造は、天井部断熱材１を構成する梁上断熱層２および天井断熱層３の、建物の外壁２０に沿った４辺の各縁部がそれぞれ、互いに接近するよう敷設され、一方の層（上側の梁上断熱層２）の端部が他方の層（下側の天井断熱層３）に当接するよう係止されて、天井部断熱材１は、隙間のない、全体として袋状の断熱材（層）になっている。

【0035】

したがって、第１実施形態の天井部構造は、２層の断熱層の間に空間（空気層）を有する断熱材の敷設により、建物の天井部の断熱性が、従来よりも向上している。また、必要な場合、これら２つの層の間の梁下空間Ｓ内に、各種配管やダクト等を容易に挿通させることが可能である。

【0036】

なお、以上の実施形態においては、外側の屋根梁５’と、各屋根梁５および各木下地組み６の接続部に相当する部位の収まりを向上させるために、前述のように、図２（ａ）における各木下地組み６’より外側（図示上下側）の梁上断熱層２に切り込みを入れる施工を行ったが、この「切り込み」は、熱の逃げ出す「熱橋」として機能するおそれがある。そのため、隙間から熱が漏れる可能性がある場合は、この部位を別の新たな断熱材で覆うか、あるいは、その隙間等を塞ぐ別の形状の断熱材を充填してもよい。これにより、天井部全体の断熱性を、さらに向上させることができる。

【0037】

また、天井部断熱材１を構成する梁上断熱層２および天井断熱層３の配列や施工割り付けは、上記の例に限定されるものではない。

【0038】

つぎに、天井部断熱材１を構成する梁上断熱層２および天井断熱層３の、それぞれの構成について説明する。図１（ｂ）および図１（ｃ）はそれぞれ、第１実施形態の天井部構造における梁上断熱層２の概略構成図、および、天井断熱層３の概略構成図である。なお、天井断熱層３は、天井板４との関連についても説明する。

【0039】

まず、屋根１０側の、少なくとも周縁部より内側の大部分が屋根梁５より上側に位置する梁上断熱層２は、図１（ｂ）に示すように、天井側である下側から、防湿フィルム２１，ロックウール２２，保護フィルム２３の各層が順に並ぶ、３層構造である。なお、上側の保護フィルム２３の材質は、特に防湿（耐湿）性を有する材料に限定されるものではなく、透湿性の紙等でもよい。また、上側の保護フィルム２３には、断熱材の、狭所における取り扱い性を向上させるために、空気抜き穴等が設けられている場合がある。

【0040】

梁上断熱層２のロックウール２２は、熱抵抗（Ｒ値）２．６ｍ^２・Ｋ／Ｗ以上の断熱性を有するロックウールである。その厚さは、通常１００ｍｍ以上、好ましくは１３０ｍｍ以上になるように構成されている。なお、断熱材としては、ロックウールの他、熱抵抗（Ｒ）値が前記の基準を上回るものであれば、他の断熱材を用いてもよい。たとえば、グラスウール，セルローズファイバ，炭化コルク，羊毛等を用いることができる。また、ウレタンフォーム，フェノールフォーム，ポリスチレンフォーム，発泡ゴム等の発泡断熱材を使用してもよい。断熱材の好適な厚さは、使用する断熱材の種類によって異なる。

【0041】

梁上断熱層２の防湿フィルム２１は、透湿抵抗値０．０１ｍ^２・ｓ・Ｐａ／ｎｇ以上の防湿性能を有する樹脂フィルムである。なお、防湿フィルム２１の好適な構成としては、たとえば、ポリエチレン系樹脂からなるフィルム、アルミ蒸着された樹脂フィルム等があげられる。

【0042】

天井板４側の、屋根梁５より下側に位置する天井断熱層３は、前述の梁上断熱層２と同様の構成であり、その厚さだけが異なっている。

【0043】

すなわち、図１（ｃ）に示すように、天井断熱層３も、下（天井）側から、防湿フィルム３１，ロックウール３２，保護フィルム３３の各層が順に並ぶ、３層構造である。なお、前記と同様、上側の保護フィルム３３の材質は、特に限定されない。また、保護フィルム３３には、空気抜き穴等が設けられている場合がある。

【0044】

天井断熱層３のロックウール３２は、前記梁上断熱層２のロックウール２２より熱抵抗値の小さい、熱抵抗（Ｒ値）１．３ｍ^２・Ｋ／Ｗ以上の断熱性を有するロックウールである。その厚さは、通常５０ｍｍ以上、好ましくは７０ｍｍ以上になるように構成されている。なお、断熱材として、ロックウールの他、前述の梁上断熱層２と同様、熱抵抗（Ｒ）値が前記の基準を上回るものであれば、他の断熱材を用いてもよい。

【0045】

天井断熱層３の防湿フィルム３１は、梁上断熱層２の防湿フィルム２１と同等の、透湿抵抗値０．０１ｍ^２・ｓ・Ｐａ／ｎｇ以上の防湿性能を有する樹脂フィルムである。防湿フィルム３１には、ポリエチレンフィルムやアルミ蒸着フィルム等が用いられる。なお、この例においては、たとえば透湿抵抗値が０．０１９ｍ^２・ｓ・Ｐａ／ｎｇの防湿フィルム３１が用いられている。

【0046】

そして、天井断熱層３の下側に位置する天井板４も、図１（ｃ）に示すように、下側から、クロス（壁紙）等の化粧層４１、石膏ボード４２および防湿紙４３の順に並ぶ、３層構造である。化粧層４１および石膏ボード４２としては、特に限定なく、吸湿性あるいは透湿性を有する汎用のものが用いられる。また、天井板４の防湿紙４３としては、汎用のものが使用される。

【0047】

なお、天井部と室内空間Ｕとの間、すなわち天井断熱層３の室内空間側の透湿抵抗は、天井断熱層３の防湿フィルム３１の透湿抵抗値と、天井板４の防湿紙４３の透湿抵抗値を足し合わせたものとなっている。また、天井板４の防湿紙４３としては、通常、透湿抵抗性能を有する防湿紙が使用されている。そのため、前記の天井断熱層３の室内空間側の透湿抵抗値は、梁上断熱層２における天井断熱層３側の透湿抵抗値より大きい。

【0048】

つぎに、梁上断熱層２と天井断熱層３の間に形成される梁下空間Ｓの中に、通風用または冷暖房用のダクトを挿通した例について説明する。

【0049】

図３は、前記梁下空間Ｓ内にダクトが挿通された、第２実施形態の住宅用建物の天井部構造を示す断面図である。この図に示すように、第２実施形態の建物の天井部構造は、天井部断熱材１を構成する梁上断熱層２と天井断熱層３との間の梁下空間Ｓ内に、通風または冷暖房用のダクトＤ１，Ｄ２と、これらダクトＤ１，Ｄ２に冷暖房用の空気（温風または冷風）を分配するための分岐チャンバＥとが、配設されている。なお、梁下空間Ｓを縦貫する屋根梁５には、元々、抜き穴（５ｈ：図示省略）が一定の間隔で設けられているため、屋根梁５の高さより小径のダクトであれば、この図のように、ダクトを横方向に挿通することができる。

【0050】

また、建物の各部屋（室内空間Ｕ）の上部を構成する天井、すなわち、天井板４とその上に載置された前記天井断熱層３とには、梁下空間Ｓに連通する貫通穴（図中の通気口７）が複数設けられており、これら通気口７に、冷暖房用のダクトＤ１，Ｄ２の端部が、それぞれ接続されている。

【0051】

以上の構成によれば、梁下空間Ｓに挿通させるダクトは、特にその外周等に断熱材等を巻回することなく、樹脂製あるいは金属製等の素材が外周表面に露出する小径のダクトを使用することができる。すなわち、ダクト周囲の梁下空間Ｓは、上下の梁上断熱層２および天井断熱層３により、断熱化および防湿化されているため、外周等に断熱材等を巻回していない構造のダクトを使用しても、ダクトからの熱の逃げが少なく、温風または冷風の温度を保ったまま、ダクト内を通過させることができる。また、防湿化により、冷風を通過させた場合でも、ダクトＤ１，Ｄ２の外周や分岐チャンバＥの外側等に、結露が生じ難くなっている。

【0052】

これにより、建物の天井部において、断熱材が巻回されたダクトが大径となって、施工または敷設する際の取り回しやハンドリング性が低下するという、先に述べた問題を克服することができる。また、勿論、本実施形態の天井部構造は、この天井部の断熱性能および防湿性能を、従来より向上させることにも貢献している。

【0053】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 天井部断熱材
２ 梁上断熱層
３ 天井断熱層
４ 天井板
５，５’ 屋根梁
６，６’ 木下地組み
７ 通気口
１０ 屋根
２０ 外壁
Ｓ 梁下空間
Ｔ 屋根裏空間
Ｕ 室内空間
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダクト
Ｅ 分岐チャンバ

【図1】

【図2】

【図3】