JPS58500331A - 太陽エネルギ−を使用する建造物暖房用の壁構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 太陽エネルギーを使用する建造物暖房 用の壁構造体 この発明の主題は、特許請求の範囲第１項の前文に従う壁構造体である。

従来、例えば第１図および第２図に示すような構造が知られており、これらの構 造はフィンランド特許明細書８０１０８１により詳細に説明されている。壁構造 物５の内面は保温層６で覆われ、外面は保温層４で覆われている。これらの保温 層の熱伝導率は、温度の変化に関係なく略一定である。保温層４の外側には吸収 層３が設けられ、この吸収層の外側には、間隔を置いて表面板ノが設けられてい る。表面板１は、太陽の放射熱を透過させるが、表面板の大部分は表面板の内側 から外側へ向う放射物を抑制する。第１図に示された構造体の場合、表面板ノと 吸収層２との間にほからの空間、つまり空間２が位置されており、この空間内で 空気は循環しない。第２図に示された構造体の場合、上記空間に対応する空間に は、光を透過可能な保温層、８が設けられており、この保温層８は例えばグラス ウールで形成されている。

この発明の目的は、第１図および第２図に示された構造体の熱の経済的出力（ｈ ｅａｔ　−ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｏｕｔｐｕｔ　）を改良することにある。この発 明は、その熱伝導率が略温度の関数として変化される保温層を少なくとも一層用 いるという思想に基づいている。このような保温層は液体含有保温層であること が好ましく、この保温層の液体含有量は充分に低くなければならない。これは、 保温層の高温側に位置した液体は蒸発されて保温層の低音側へ移動し、そこで凝 縮されるという自然現象に基づいている。凝縮された液体は、例えば毛管現象の 効果により高温側へ戻され、新しいサイクルに移る。このメカニズムにより、こ のような比較的少量の液体を含んだ保温層は熱ダイオードの一種として機能し、 熱は主に外側から内側へのみ移動され逆方向へは移動しない。反対に、液体の量 が多いと、蒸発は全く起こらずこの保温層は主に熱貯蔵層として機能する。

特に、この発明の構造体によれば、この保温層は液体含有物質で形成されており 、この物質の液体含有量は、この物質の熱伝導率が温度の関数として変化可能で あるように低く選択されている。

この発明によりすぐれた効果が得られる。つまり、この発明の壁構造体によれば 、流出熱に対する流入熱の割合を高くすることができ、暖房費を相当節約するこ とができる。また、この発明によれば、構造物質内に発生する従来質の特徴だと 考えられていた水分を利点として使用することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳細に説明する。

第１図および第２図は、すでに述べた２種類の従来の壁構造体の断面図、 第３図ないし第６図は、この発明に係る壁構造体の４つの実施例をそれぞれ示す 断面図、第７図は、異なる壁構造体を互いに比較した時の時間に対する熱流の通 過量の図表、 第８図は、代表的な非線状保温層における温度に対する熱伝導率の状態を示す曲 線を現わしている。

第３図の壁構造体において、構造物は、約１０ｃｒｎ厚のコンクリート混合物で 形成されている。コンクリート層の内面は、従来の保温層６（λ−０，０４Ｗ／ ｍ℃）で覆われている。コンクリート層の外面は保温層７で覆われており、この 発明によればこの保温層７は、温度の関数として可変であり、０℃の時λ””　 ０．０８　Ｗ／ｍ℃で温度が１度上がると熱伝導率は０．００５　Ｗ／ｙｒ＋℃ 上昇する。このような保温物質は例えば細胞状のシラスチックから形成されてお り、この物質の気孔は１０ないし２０パ一セント重量の水分を含んでいる。また 、このような保温物質は、例えば湿った鉱物綿あるいは１０ないし２０／＃−セ ント重量の湿った軽量骨材コンクリートで形成されている。保温層７の外面は、 吸収力のある塗装の施された黒色層３で覆われている。この構造体の最外層はプ ラスチック細胞板１（Ｋ＝３Ｗ／ｍ２℃）であり、この板１は表面板として作用 し、保温層３から離間して設けられている。この実施例において、この空間は空 気空間（Ｋ　＝　６　Ｗ／ｍ２℃）である。

第３図に示す実施例（ケースＣ）を保温層４が従来のものである第１図の構造体 （ケースＢ）、並びにコンクリート層５を有し、コンクリート層の両側に従来の 保温層４，６が配置された構造体（ケースＡ）と比較する。この場合、外壁は１ ．５　Ｋ　Ｗｈ　７ｍ２ｄの割合で太陽放射熱を受け、外側温度は０℃、内側温 度は２０℃となる。

それぞれのケースにおける壁内の熱の流れは以下のようになる。

ケースＡ　ニー７１．５　Ｗｈ／ｍ２ｄケースＢ　：　＋　１．４　Ｗｈ／ｍ２ ｄケースＣ：　＋８０．　Ｏｗｈ／ｍ２ｄ到達した熱エネルギーから計算すると 熱集収体（＝壁構造物）の出力は以下のようになる。

ケースＢ：　４８チ ケースＣ：１０１チ ２４時間における熱流の通過量は第７図に示すようになる。

上述の例は一定の状態における現象を示している。

−年じゅう南に面している状態の壁の現象は計算に基いて以下のようになる。

ケースＡ　：　２３　Ｋ　ｗｈ　７ｍ”　ｅ　ａケースＢ　：　＋　３８　Ｋ　 Ｗｈ／ｍ２．　ａケースＣ：　＋　９１　Ｋ　Ｗｈ／ｍ２．　ａ計算において、 南フィンランドにおける暖房助筋（９月から５月）を考慮すると、この期間に南 向きの壁に投射されるエネルギーの総体的な量は６７３　Ｋ　Ｗｈ／ｍ”である 。

したがって、年間の程度において、収集体の出力は以下のようである。

ケースＢ：　７６チ ケースＣ：１６．９係 上述の保温物質７に課せられた要求に見合うこのような保温層の例は、テクニカ ンカンキイージア（Ｔｅｋｎｉｉｋａｎ　Ｋａｓｉｋｉｒｊａ　）第５巻に示さ れティる。

可変の熱伝導率を有する保温層の有利な特性は以下の事情に基づいている。太陽 放射熱は吸収層３および保温層７内の温度を非常に高くする。太陽放射熱力は、 南フィンランドの晴れた昼間において２月でさえ南側の壁は約６００　Ｗ／ｍ２ となる。

３月および１０月において、最大７８０　Ｗ／ｍ２となる。吸収層３の後に位置 した保温層７は可変の熱伝導率を有しており、その保温能力は急激に減少される 。

放熱エネルギーは吸収層３から貯蔵体５へ移動し、あるいは一般に、保温層７の 後方の空間へ移動する。放熱効果が止まると、吸収層３の温度は直ちに低下し外 気の温度に近づく。保温層７も冷却され、その保温能力は上昇する。保温層４の 高い熱抵抗に合うことにより、貯蔵体５あるいは他の部分は熱を外部にゆっくり と伝える。

この発明の範囲において、上述の実施例と異なる実施例を考えることができる。

第４図に示す実施例において、細胞状の板１は空間を置かづ直接吸収層３に取付 けられている。貯蔵体５の内面は全く保温層で覆われていない。

第５図に示す構造体は、空間２が光を透過可能な保温層８に代えられている点の みが第３図に示す構造体と異なり、この保温層８は例えばグラスウールで形成さ れている。

一方、第６図に示す実施例において、保温層７は貯蔵体５の内面に取付けられて おり、それによって吸収層３は再び貯蔵体５の外面により直接限定されている。

保温層７を貯蔵層５の内側に配置することも可能である。貯蔵層５を全く見え々 くすることさえも可能である。

液体含′有保温層７は、多数の異なる機械的構造を有していてもよい。つまり、 閉塞された気孔を有する物質でもよく、それにより、液体は気孔内に包含される ０開口した気孔を有する構造の場合、この保温層は水および蒸気を透過しないプ ラスチック塗料で囲まれる。蒸発した液体を補充するように追加の液体の連続的 な供給が保温層に与えられる場合は、上記のような塗装は不要である。

最後に、液体含有量は保温層の重量の約１係重量程度であり、液体含有量の必要 条件は保温物質の特性により決められる。

Ｗ／ｍ２ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上記表面板の内面に取付けられているとともに、表面板（１）を透過した放射熱 の少々くとも一部を吸収する吸収層（３）と、 上記吸収層（３）の内面に取付けられた保温層（７）と、を備え、例えば建造物 の暖房に用いられる太陽エネルギーを利用した壁構造体において、上記保温層は 液体含有物質で形成され、この液体含有物質の液体含有量は、この物質の熱伝導 率が略温度の関数として変化可能であるように低く設定されていることを特徴と する壁構造体。 ２　上記液体含有量は、保温層の重量の約１０なのし２０パ一セント重量であり 、熱伝導率は、温度が０℃から４０℃に上昇すると少なくとも２倍になることを 特徴とする請求の範囲第１項記載の壁構造体。 ３、上記保温物質は細胞状グラスチックあるいは同等物であり、これらの気孔は 液体を包含していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の壁構造体。 ４、上記保温物質は、湿った天然ウールあるいは同等物であることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の壁構造体。 ５、上記保温物質は湿った軽量骨材コンクリートであることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の壁構造体０ ６、上記保温層（７）は吸収層（３）の内面に直接取付けられている（第３図な いし第５図）ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の壁構造体。 ７、上記保温層（７）は壁構造物（５）の内面に直接取付けられ、吸収層（３） は壁構造物（５）の外面に直接取付けられている（第６図）ことを特徴とする請 求の範囲第１項記載の壁構造体。 ８、上記保温層（２）および吸収層（３）からなる構造物は表面板（１）の内面 に直接取付けられている（第４図）ことを特徴とする請求の範囲第６項記載の壁 構造体。 ９　上記保温層（７）、吸収層（３）からなる構造物および表面板（１）はそれ ぞれ互いに離間して配置されている（第３図および第５図）ことを特徴とする請 求の範囲第６項記載の壁構造体。