特許 6982490 床暖房構造

(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】6982490

(24)【登録日】2021年11月24日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】床暖房構造

(51)【国際特許分類】

   F24D 3/00 20060101AFI20211206BHJP

   E04F 15/18 20060101ALI20211206BHJP

   E04F 15/04 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   F24D3/00 E

   E04F15/18 X

   E04F15/04 601Z

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-248237(P2017-248237)

(22)【出願日】2017年12月25日

(65)【公開番号】特開2019-113269(P2019-113269A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2020年10月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】398074131

【氏名又は名称】株式会社ユニバーサルホーム

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横山 真司

【審査官】 河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１９８１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０７０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４７６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３５９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０１８５４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｄ ３／００

Ｅ０４Ｆ １５／１８

Ｅ０４Ｆ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート打設され、地面から建築物を支える基礎部と、
前記基礎部の天端に配置された土台部と、
前記基礎部により外周が閉じられた内側領域の地表上に形成された空間に充填される充填層と、
前記充填層の上面から前記土台部の上端レベルまで打設されたコンクリート層と、
前記コンクリート層の内部に埋設されるとともに、温度調節された液体を前記コンクリート層の表面に沿って循環させるパイプ材と、
前記コンクリート層よりも上層に設けられた無垢フローリングと、を備え、
前記内側領域における前記充填層の周縁部が前記基礎部に向かって下り傾斜するように形成されており、
前記基礎部の内部に埋設され、基礎立ち上がり方向から前記内側領域に向かって折れ曲がる差し筋部材と、
前記差し筋部材の先端部分に結束され、水平面を有するように格子状に組まれたスラブ材と、をさらに備え、
前記パイプ材は、前記スラブ材の水平面に結束された状態で、前記スラブ材と共に前記コンクリート層の内部に埋設されていることを特徴とする床暖房構造。

【請求項2】

請求項１に記載の床暖房構造において、
前記充填層は、
前記基礎部の外側のグランドレベルよりも高いレベルで盛土された支持層と、
前記支持層よりも上層に砂利を敷き詰めてなる砂利層と、
前記砂利層の上面を覆うように敷き詰められたシートと、を有し、
前記コンクリート層は、前記シートを敷き詰めた前記砂利層の上面から打設されることを特徴とする床暖房構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無垢フローリングの床暖房構造に関する。

【背景技術】

【0002】

フローリングの一般的な工法は、一定間隔で水平に配置した複数の根太の上に下地合板を敷き、その上面にフローリング材を、根太に対し長手方向が互いに直交するように配置する。さらに床暖房を施工する場合は、この下地合板とフローリング材との間に発熱体を配置する（例えば、特許文献１）。

【0003】

床暖房用フローリングの木質材料としては、合板が用いられるのが一般的である。この合板は、薄く切った単板を、奇数層及び偶数層の繊維方向が９０°を成すように、互い違いに重ねて熱圧接着したものである。
このような合板は湿気の吸放出に伴う伸縮が等方的であるために、フローリングの下面のみが繰り返し加熱を受けても、フローリングの変形やひび割れが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−１５５９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、原木を切断加工したのみの無垢材から成る無垢フローリングが、独特の風合いと経年変化による趣とを演出するとして、自然志向・高級志向のユーザに人気を博している。

【0006】

しかし天然無垢材は、上述した合板と比較して、吸湿に伴う伸縮の量や異方性が大きいという性質を有している。このため、無垢材で構成された無垢フローリングは、寒暖や乾湿の変化が激しい環境の下では、変形が生じ易い。
特に、床暖房が施工されている場合は、発熱体の発熱は、床面に伝達されるだけでなく床下空間にも大量に放出される。そして、床暖房をＯＮしている間は、無垢フローリングの湿分もこの床下空間に放出されることになる。

【0007】

その結果、床暖房のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しに伴って、無垢フローリングは吸放湿のサイクルが、乾湿差の激しい状態で繰り返されることになる。
このため、住宅の温度や湿度管理によっては、経年使用の結果、床面に隙間や不陸が生じたり突き上げや音鳴りが生じたり等のトラブルが発生することもある。

【0008】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、耐久性に優れる無垢フローリングの床暖房構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る床暖房構造は、コンクリート打設され地面から建築物を支える基礎部と、前記基礎部の天端に配置された土台部と、前記基礎部により外周が閉じられた内側領域の地表上に形成された空間に充填される充填層と、前記充填層の上面から前記土台部の上端レベルまで打設されたコンクリート層と、前記コンクリート層の内部に埋設されるとともに温度調節された液体を前記コンクリート層の表面に沿って循環させるパイプ材と、前記コンクリート層よりも上層に設けられた無垢フローリングと、を備え、前記内側領域における前記充填層の周縁部が前記基礎部に向かって下り傾斜するように形成されており、前記基礎部の内部に埋設され、基礎立ち上がり方向から前記内側領域に向かって折れ曲がる差し筋部材と、前記差し筋部材の先端部分に結束され、水平面を有するように格子状に組まれたスラブ材と、をさらに備え、前記パイプ材は、前記スラブ材の水平面に結束された状態で、前記スラブ材と共に前記コンクリート層の内部に埋設されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明により、耐久性に優れる無垢フローリングの床暖房構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る床暖房構造の施工工程を説明する断面図。

【図2】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る床暖房構造の施工工程を説明する断面図。

【図3】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る床暖房構造の施工工程を説明する断面図。

【図4】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る床暖房構造の施工工程を説明する平面図。

【図5】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る床暖房構造の施工工程を説明する平面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）に示すように、本発明に係る床暖房構造は、地面から建築物を支える基礎部１０をコンクリート打設する（適宜、図４（Ａ）参照）。
なおこの基礎部１０の内部には、差し筋部材１１が予め埋設されている。この差し筋部材１１は、コンクリート打設の段階で基礎立ち上がり方向に沿って配置されている。
そしてこの差し筋部材１１は、このコンクリートが固化したいずれかの段階で、この基礎部１０により外周が閉じられた内側領域１２に向かって折れ曲げられる（図２（Ａ）参照）。

【0013】

次に図１（Ｂ）に示すように、基礎部１０により外周が閉じられた内側領域１２に、その外側のグランドレベルＧよりも高いレベルで支持層１５が盛土される。
そして図１（Ｃ）に示すように、支持層１５よりも上層に、砂利を敷き詰めた砂利層１６を設ける。この砂利層１６は、上面が略水平に形成され、内側領域の周縁部１７が基礎部１０に向かって下り傾斜するように形成されている。

【0014】

さらにこの砂利層１６には、後工程（図２（Ａ）参照）でフラット治具２３が配置される予定位置の下方に、溝２７が形成される。この溝２７は、断面形状が台形のものを例示しているが、特に限定はなくその断面形状として断面正方形、長方形、逆三角形、半円形など適宜選択することができる。

【0015】

砂利層１６に敷き詰められる砂利としては、直径２〜５ｃｍ程度の石や、小石に砂が混ざったものが用いられる。そのような砂利として、天然岩石を破砕機等で人工的に小さく砕いた砕石や、天然砂利、再生石材等を用いることができる。
再生石材としては、焼却残渣を加工再生してなるものや、建築構造物を解体したときなどに発生するコンクリート塊やアスファルト塊を破砕したものや、樹脂類、硝子類、陶磁器類、ゴム類などの単独又は混合物を採用することができる。

【0016】

次に図２（Ａ）に示すように、砂利層１６の上面を覆うようにシート１８を敷き詰める。なおこのシート１８は、基礎部１０にかからないようする。さらに、差し筋部材１１を内側領域１２に向かって折れ曲げる。

【0017】

シート１８としては、厚さ０．１ｍｍ程度のポリエチレンフィルムが好適に用いられる。このシート１８の目的は、後の工程（図３（Ａ）参照）で、固化前のコンクリート層３５の水分が砂利層１６の内部に進入することを防止して、このコンクリート層３５の水分量を適正に保持し良質のコンクリート層３５を形成することにある。
そのような目的に叶うシート１８であれば、厚さ０．１ｍｍ程度のポリエチレンフィルムに限定することなく、厚さや材質を適宜選択することができる。

【0018】

ここで、支持層１５と、砂利層１６と、シート１８とを纏めて、充填層１３と称する。この充填層１３は、基礎部１０により外周が閉じられた内側領域の地表上に形成された空間に充填するものであれば、これら支持層１５、砂利層１６、シート１８で構成されることに限定されない。具体的には、支持層１５又は砂利層１６の単層で構成される場合もある。また、コンクリート打設により充填層１３を形成してもよい。

【0019】

次に、基礎部１０の天端に、土台部２１を配置する（適宜、図４（Ｂ）参照）。この土台部２１は、予め基礎部１０に埋設しておいたアンカーボルト（図示略）に、この土台部２１に穿設された透孔を貫通させて、ナット緊結して基礎部１０に一体的に固定される。

【0020】

フラット治具２３は、図５（Ａ）に示すように、内側領域１２を複数の区域２５に分けるように、土台部２１の側面に一端が当接固定されている。なおこのフラット治具２３は、土台部２１とともに天端レベルが水平面に一致するように配置されている（図２参照）。これらフラット治具２３は、両端が土台部２１の側面に両端が当接しているものもあれば、土台部２１の側面とその他のフラット治具２３の側面にそれぞれの一端が当接しているものもある。さらにフラット治具２３の側面に両端が当接しているものもある。

【0021】

このフラット治具２３の下面は、部分的に基礎部１０の天端に支持されているものもあれば、無支持状態のものもある。
そのような無支持状態にあるフラット治具２３に対向する砂利層１６の上面には、このフラット治具２３に沿って溝２７が形成されている（図２（Ａ）参照）。
なお、実施形態においてフラット治具２３として、上フランジ、下フランジ及びこれらを連結するウエブからなるＨ型鋼を採用している。

【0022】

しかし、そのようなＨ型鋼に限定されることなく、土台部２１とともに天端レベルが水平面に一致するように配置することができるものであればフラット治具２３として適宜採用される。また、基礎部１０の天端に配置される土台部２１により外周が閉じられた領域が十分に狭い場合は、このフラット治具２３を設けない場合もある。

【0023】

基礎部１０の天端に支持されるフラット治具２３の部分には、予め基礎部１０に埋設しておいたアンカーボルト（図示略）を貫通させナット緊結するための透孔が穿設されている。さらに、建築物の柱を立設させるフラット治具２３の予定位置には、固定治具を取り付けるための貫通孔が穿設されている。

【0024】

次に図２（Ｂ）に示すように、基礎立ち上がり方向から内側領域１２に向かって折れ曲がる差し筋部材１１の先端に、スラブ材３１を結束する。このスラブ材３１は、水平面を有するように格子状に組まれたものである。そのようなスラブ材３１として、市販されている金網を採用してもよい。

【0025】

このスラブ材３１は、この後の工程で打設されるコンクリート層３５の割れ防止の補強材として機能するとともに、パイプ材３３の固定部材としても機能する（図５（Ｂ）参照）。
またこのスラブ材３１は、フラット治具２３が横切る箇所において、その下側の溝２７において迂回交差するように設けられている。なお、土台部２１により外周が閉じられた領域が十分に狭い場合や、コンクリート層３５の割れ防止が他に対策されている場合は、このスラブ材３１を設けない場合もある。

【0026】

次に図２（Ｃ）に示すように、パイプ材３３が、スラブ材３１に結束される。図５（Ｂ）に示すように、このパイプ材３３は、スラブ材３１の水平面に略等間隔に敷き詰められ、その始端と終端が、外側に配置される液体循環加熱装置（図示略）に接続される。このパイプ材３３には温度調節された液体が循環され、床暖房システムを構成する。

【0027】

なおパイプ材３３に循環させる液体は、床暖房の不使用時に凍結しないように、エチレングリコールの水溶液等の凝固点が低い不凍液を用いるのが好ましい。また、パイプ材３３は、耐久性に優れる樹脂製又金属製のものが用いられる。

【0028】

次に図３（Ａ）に示すように、シート１８を敷き詰めた砂利層１６の上面（充填層１３の上面）から土台部２１及びフラット治具２３の上端レベルまでコンクリート層３５を打設する。
このコンクリート層３５は、土台部２１及びフラット治具２３の天端が露出するように打設されている。このコンクリート層３５には、スラブ材３１やこのスラブ材３１の水平面に結束されたパイプ材３３も埋設される。

【0029】

なお、差し筋部材１１やスラブ材３１が設けられていない場合、パイプ材３３は、適切な部材（図示略）によって充填層１３の上面から支持されることにより、コンクリート層３５の内部に埋設される。

【0030】

このコンクリート層３５の表面の面出しについては、直線を有する棒又は板（図示略）の両端を、土台部２１又はフラット治具２３の天端にすべらせながら移動し、未固化状態のコンクリート層３５の上面を削り、水平均一に均す。このコンクリート層３５の表面の面出し作業は、フラット治具２３により内側領域１２を複数に分けた区域２５（図５参照）を単位として実施される。
コンクリート層３５が固化したところで、土台部２１又はフラット治具２３の天端に建築物の柱（図示略）が立設される。なお、施工される床暖房構造によっては、このようなフラット治具２３が含まれない場合もある。

【0031】

次に図３（Ｂ）に示すように、ゴム等の弾性体からなるバッカ―材３６をコンクリート層３５の上面に敷いた後に、無垢材からなる無垢フローリング３７を敷き詰める。
これにより、パイプ材３３に温度調節された液体が循環すると、コンクリート層３５を介して無垢フローリング３７の裏面に熱が伝わる。このため、無垢フローリング３７の裏面は、温度分布にムラがなく均一に加熱されるうえに、無垢フローリング３７に含まれる湿分の下方への移動が、このコンクリート層３５に遮断されて大幅に抑制される。
このため、無垢フローリング３７に含まれる湿分は、床暖房のＯＮ／ＯＦＦが繰り返されても、大きく変動することはない。

【0032】

さらに、フローリング３７の床下領域は、充填層１３やコンクリート層３５が充填されており、空間が存在しない。このため、パイプ材３３の発熱は、下方よりも上方の床面及び室内空間に伝達するものが支配的となり、熱効率に優れる床暖房が実現される。さらに寒冷期は、地中の地熱がフローリング３７まで熱伝導するために、パイプ材３３に循環させる液体や発熱体３８を大きく発熱させなくても、床暖房システムを適温に設定できる。
これによりフローリング３７に無垢材を採用しても、熱履歴や吸放湿履歴の影響が抑制されるので、その変形や割れを防止することが可能になる。

【符号の説明】

【0033】

１０…基礎部、１１…差し筋部材、１２…内側領域、１３…充填層、１５…支持層、１６…砂利層、１７…周縁部、１８…シート、２１…土台部、２３…フラット治具、２５…区域、２６…固定部材、２７…溝、３１…スラブ材、３２…コンクリート層、３３…パイプ材。３５…コンクリート層、３６…バッカ―材、３７…フローリング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】