JP2008002264A - 屋根 - Google Patents

Abstract

【課題】透過孔を有する遮蔽板若しくはスリットを設けて遮蔽板を既製の屋根上に被設することにより、簡易な構成によって安価に、屋根自体を太陽の直射日光から保護すると共に、自然冷却することによって屋根（室内）が高温となることを防止し、太陽光や雨の降る音が室内に影響しないようにした屋根の構造を提供する。
【解決手段】径が８０〜１５０ｍｍの透過孔が複数配列され、透過孔全体の開口率が３〜８％になっていると共に、厚さが０．５〜３０．０ｍｍの遮蔽板を留め金具を介して屋根に被設すると共に、遮蔽板の覆い面積が屋根の面積の７０％以上であり、遮蔽板と屋根表面との間に５０〜９０ｍｍの空間を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、家屋やビル等の金属製屋根の構造に関するものであり、特に直射日光によって室内が高温になるのを防止すると共に、太陽光や雨の音が室内に影響することがないようにした屋根に関するものである。

従来家屋やビル、或いは工場や倉庫等の建築物の屋根は直接日光に当たるものが通常であり、このような屋根は太陽の直射日光によって高温となり、その熱が伝導されて室内も高温になる。特に、折板屋根、トタン屋根等の金属製屋根では、その温度上昇が著しい。室内温度が高くなればエアコン等の稼動時間も増加し、電気使用量が増えると共に、地球温暖化にもつながる。

このような高温対策として、従来屋根裏の空間の通風を良くして換気し、屋根からの影響を遮断するものがある。また、屋根自体を断熱構造とし、屋根から伝導される熱を遮断して室内温度の上昇を防いでいるのが実情である。

特開２００３−１８４２１６公報

しかしながら、屋根裏の空間の通風を良くして換気する従来の手法は、建築物の構造が複雑となり、建築コストが高くなる問題がある。また、換気にファン等を使用した場合にはランニグコストもかかってしまい、メンテナンスも必要になる問題がある。

一方、屋根を断熱構造とする手法は屋根構造自体が複雑となり、断熱のための材料を組み込むことになるため、建築施工費が高騰してしまう問題がある。また、既製の建築物の屋根に施工する場合は、屋根全体の改築になり、施工費用が高騰する問題もある。

従って、いずれの手法も、例えば工場、大型店舗、倉庫や車庫等の建築物に応用することは構造上無理があり、特に瓦棒葺や折板を利用した金属製屋根の場合には、太陽の直射日光で相当な高熱となって屋内に影響するので、その効果にも問題がある。

また、光等を反射し熱吸収を低減する耐熱塗料を屋根に塗装する手法もある。しかしながら、耐熱塗料は光を反射するため、反射光が近隣の建物や道路等に届き、温度上昇を招いたり、反射光により目がくらむといった問題がある。そして、耐熱塗料を屋根に塗装する場合、屋根の表面積はその平面積よりも大きいので、場合によっては平面積の１．５倍以上塗装しなければならず、塗装費用が嵩むといった問題がある。更に塗装直後は遮熱の効果はあるが、表面が汚れるに従って劣化して熱吸収が大きくなってしまう問題もある。

そのため、比較的簡易な手法で性能の劣化もなく、環境への影響もなく、コストも安価に建築物の室内温度を効率的に下げる手法の開発が強く要請されている。太陽熱による建築物の温度上昇を防ぎ、室内温度を下げることは電力消費の低下につながり、ひいては地球温暖化の防止にもなる。

更に、屋根の構造によっては、雨が降ったときにその音が室内に響く等、室外の環境が室内に悪影響を与える場合もある。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、透過孔を有する板材若しくは合成樹脂で成る遮蔽板を既製の屋根上に被設することにより、簡易な構成によって安価に、屋根自体を太陽の直射日光から保護すると共に、自然冷却することによって屋根（室内）が高温となることを防止し、太陽光や雨の降る音が室内に影響しないようにした屋根の構造を提供することにある。

本発明は金属性の屋根に関し、本発明の上記目的は、径が８０〜１５０ｍｍの透過孔が複数配列され、前記透過孔全体の開口率が３〜８％になっていると共に、厚さが０．５〜３０．０ｍｍの遮蔽板が留め金具を介して前記屋根に被設されると共に、前記遮蔽板の覆い面積が前記屋根の面積の７０％以上であり、前記遮蔽板と屋根表面との間に５０〜９０ｍｍの空間が設けられていることにより達成される。

また、折板構造の屋根において、径が８０〜１５０ｍｍの透過孔が複数配列され、前記透過孔全体の開口率が３〜８％になっていると共に、厚さが０．５〜３０．０ｍｍの遮蔽板が前記折板の凸部に被設されると共に、前記遮蔽板の覆い面積が前記屋根の面積の７０％以上であり、前記遮蔽板と前記凸部との間に５０〜９０ｍｍの空間が設けられていることにより、本発明の上記目的は達成される。

更に、本発明は金属性の屋根に関し、本発明の上記目的は、矩形の長形状遮蔽板が５〜２０ｍｍずつ離間したスリットをもって前記屋根にすのこ状に被設されると共に、前記スリットの前記屋根の面積に対する開口率が５〜１５％になっており、前記長形状遮蔽板の厚さが０．５〜３０．０ｍｍであり、前記長形状遮蔽板の覆い面積が前記屋根の面積の７０％以上であり、前記長形状遮蔽板と屋根表面との間に５０〜９０ｍｍの空間が設けられていることにより達成される。

本発明の屋根は、屋根表面と遮蔽板との間に空間（隙間）が存在し、遮蔽板に配設されている透過孔或いは長形状遮蔽板配列のスリットとの相互作用により自然に気流が形成され、直射日光による熱流が緩和若しくは抑制され、屋根表面を直射日光が照りつけて屋根が高温となることを防止することができる。

屋根表面と遮蔽板との間に形成された空間に気流は透過孔若しくはスリットからも出入りし、換気して屋根を冷やす冷却作用が生じると共に、太陽光が遮蔽板によって遮られ、雨のほとんどが直接屋根表面に当たらないため、雨の降る雨音が室内に影響することも減少される。

本発明では、遮熱特性（熱を内部に通さない特性）及び遮光特性（光を透過させない特性）を有する板材、合成樹脂、鋼板、スレート等で成る遮蔽板に、径が８０〜１５０ｍｍの透過孔が複数配列され、透過孔全体の開口率が３〜８％になっている遮蔽板を、屋根表面に所定の空間（５０〜９０ｍｍ）を設けて被設（屋根面積に対する被設率は７０％以上）する。或いは、矩形で長形状の遮蔽板を５〜２０ｍｍのスリットを設けて、屋根表面上に５０〜９０ｍｍの空間を設けてすのこ状に被設（屋根面積に対する被設率は７０％以上）する。スリットの屋根の面積に対する開口率は５〜１５％である。

このような構造にすることにより、耐久性や耐熱性に優れ、遮蔽板の熱反射と空間に自然発生する気流とによって放熱（冷却）作用を生じ、直射日光による温度上昇を抑制することができ、そのため直射日光に基づく室内の温度上昇を効率的に防止することができる。既製の金属製屋根に安価な遮蔽板を簡易に被設できるので、既製の屋根を大幅に改造・改築する必要はない。

本発明の屋根によれば、遮熱のみならず、雨が直接屋根表面に当たらないので、雨が降ったときの雨音が室内に響くことを防止できる。このため、特に太陽光が強烈で雨が多い場所や国では、本発明の効果は大きい。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る４枚の矩形の遮蔽板２Ａ〜２Ｄを多数条の瓦棒４が配列されている屋根１に、アングル部材６を介して被設した平面図であり、図２及び図３は遮蔽板２Ａ〜２Ｄを屋根１に被設するときの取り付け部の詳細を示す図であり、本例では遮蔽板２Ａ〜２Ｄの各周縁部に設けられている取り付け孔１３にボルト・ナット７を介して取り付けている。隣接する遮蔽板との間には０〜５００ｍｍの隙間が設けられている。隙間を設けることにより施工性も良くなり、熱拡散が良くなり、温度上昇を抑えることができる。更に、材料費や施工費も安くなるメリットがある。特に遮蔽板を３〜８ｍ以上に亙って被設する場合、３００〜５００ｍｍの隙間を設けると効果が大きい。

遮蔽板２Ａ〜２Ｄは木材や合成樹脂、鋼板、スレート等で成り、合成樹脂で構成する場合には、例えば塩ビ、ポリカーボネイトを用い、強度を上げるためには平板よりも波板が望ましい。また、木材や合成樹脂等で成る遮蔽板２Ａ〜２Ｄの表面には、アクリル系、ポリエステル系、シリコン系、エポキシ系、ウレタン系等の一般に用いられる塗装が施されていても良い。

上述のような遮蔽板２Ａ〜２Ｄは持ち運びに便利な大きさであり、０．９ｍ×１．８ｍ〜３．６ｍ×３．６ｍであり、屋根には横幅約０．９〜４．０ｍ、縦長（奥行き）約０．９〜４．０ｍ、厚さ約０．５〜３０．０ｍｍ（望ましくは０．５〜５．０ｍｍ）の矩形状に、被設率７０％以上で被設する。被設率には、隣接する遮蔽板の間に設けられている隙間も屋根面積として含まれ、遮蔽板２Ａ〜２Ｄの全面積が屋根面積に対して被設率７０％以上となっている。そして、遮蔽板２Ａ〜２Ｄの全面には、径が約８０〜１５０ｍｍ（望ましくは１００〜１２０ｍｍ）の円形の透過孔９が規則的（格子状）に所定ピッチで複数配設されており、遮蔽板２Ａ〜２Ｄの周縁部には、屋根１に被設する際に使用する取り付け孔１３が所定ピッチで設けられている。

本発明は、このような遮蔽板２Ａ〜２Ｄを既製の金属製屋根、例えば瓦棒葺屋根、或いははぜ締め型折板や重ね型折板で成る屋根に被設するが、図１は瓦棒４が所定ピッチで配列された金属製屋根についての被設例を示している。金属製屋根の傾斜は通常０度以上３０度以下であり、屋根１の下端部から遮蔽板２までの離間距離Ｌ１を５００ｍｍ程度以上とする。離間距離Ｌ１を設けるのは、屋根全面を覆うよりも、端部を離した方が気流による放熱（冷却）作用が大きくなるからである。そして、遮蔽板２の屋根１への被設に際して、遮蔽板２の端部を補強するために強靭な補強材（例えば枠体）を取り付けても良い。

透過孔９全体の遮蔽板２の全面に対する開口率は約３〜８％であり、望ましくは４〜６％である。透過孔９全体の開口率は透過孔９の径と数によって決められるが、遮蔽板２による熱の反射効果と、透過孔９及び屋根１表面との間の空間（約５０〜９０ｍｍ）を介して発生する気流による自然冷却（放熱）との関係から、開口率は約３〜８％、望ましくは４〜６％となっている。透過孔９の開口率が約３〜８％、つまり屋根１の加熱領域が約３〜８％であれば、熱拡散により屋根温度の上昇が抑えられるが、それ以上になると屋根の蓄熱が大きくなる。開口率が３％より小さくなると気流による自然冷却が阻害され、開口率が８％より大きくなると熱の反射効果が減少してしまう。概ね屋根面積の７０％以上を遮蔽板２で覆えば効果がある。

なお、本例では遮蔽板２Ａ〜２Ｄの透過孔９の形状を円形としているが、矩形や三角形、多角形であっても良い。また、取り付け孔１３は金属製屋根の瓦棒４に留め金具を介して固定して取り付けるためのものであるが、はぜ締め型折板では取り付け孔１３を利用してビス止めやボルト・ナットによる固定が可能であるが、重ね型折板では端部を固定部材に挟持して使用するため、必ずしも必要なものではない。更に、透過孔９の配列は必ずしも規則的でなくても良く、透過孔９の開口率が上記約３〜８％であれば良い。

図２及び図３は、留め金具５及びアングル部材６を用いて遮蔽板２を金属製屋根１に被設する例を示している。即ち、屋根１の葺き板３に瓦棒４が設けられており、これら瓦棒４に留め金具５をボルト・ナット５Ａの締め付けで取り付け、更に留め金具５に曲折したアングル部材６の一端部をボルト・ナット６Ａで固定し、アングル部材６の他端部平面にボルト・ナット７を介して遮蔽板２を取り付けて被設している。このように留め金具５及びアングル部材６を用いて遮蔽板２を金属製屋根１に被設すれば、屋根表面の葺き板３と遮蔽板２との間に５０〜９０ｍｍの空間（隙間）８を形成することができる。

なお、留め金具５及びアングル部材６のサイズは、瓦棒４の高さと必要な空間（隙間）８の関係から適宜変更可能である。

図４は本発明に係る他の屋根構造を示す平面図であり、矩形の長形状遮蔽板２０Ａ〜２０Ｇが屋根２１にすのこ状に被設されており、長形状遮蔽板２０Ａ〜２０Ｇの各間にはそれぞれ５〜２０ｍｍのスリットＬ４が設けられ、屋根端部からは５００ｍｍ以上の離間距離Ｌ１が設けられている。長形状遮蔽板２０Ａ〜２０Ｇの被設率は７０％以上であり、スリットＬ４全体の屋根面積に対する開口率は５〜１５％となっている。また、長形状遮蔽板２０Ａ〜２０Ｇには透過孔は設けられておらず、両端部に取り付け孔２２が設けられ、長形状遮蔽板２０Ａ〜２０Ｇと屋根表面との間には５０〜９０ｍｍの空間が設けられている。なお、長形状遮蔽板２０Ａ〜２０Ｇの材質は、図１〜図３で説明した実施形態と同様である。

一方、図５は、本発明に係る５枚の遮蔽板２Ａ〜２Ｅを、折板構造で形成されている金属製屋根１に被設した平面図であり、図６及び図７は遮蔽板２Ａ〜２Ｅを屋根１に被設するときの取り付け部の詳細を示す図であり、本例では遮蔽板２Ａ〜２Ｅの周縁部に設けられている取り付け孔１３にボルト・ナット７を介して、遮蔽板２Ａ〜２Ｅを留め金具１５を介して折板１０に固定して取り付け、折板の凸部と遮蔽板２Ａ〜２Ｅとの間に５０〜９０ｍｍの空間（隙間）１６を設けている。

図６及び図７は、はぜ締め型折板又は重ね型折板の折板１０で成る金属製屋根１に遮蔽板２Ａ（２Ｂ〜２Ｅ）を被設する例を示している。即ち、屋根１は折板１０の凹部１１及び凸部１２の交互形状で形成されており、これら折板１０の凸部１２に柱状の留め金具１５を配設し、留め金具１５の頂部に遮蔽板２Ａを当接させ、取り付け孔１３にボルト・ナット１３を通して取り付けている。このように折板構造の屋根１に遮蔽板２Ａ〜２Ｅを被設すれば、屋根表面（折板１０の凸部上面）と遮蔽板２Ａ〜２Ｅとの間に５０〜９０ｍｍの空間１６を形成することができる。

また、図８は４枚の遮蔽板２Ａ〜２Ｄを折板構造の金属製屋根１に被設した例を示しており、遮蔽板２Ａ及び２Ｂは連接して、遮蔽板２Ｃ及び２Ｄは離間して被設され、図８（Ａ）は平面図、図８（Ｂ）は正面図、図８（Ｃ）は側面図である。屋根１の上部及び下部には鋼製のタイトフレーム１Ｂ及び１Ｃが設けられており、屋根１の端面部から遮蔽板２Ｂ及び２Ｃまでの離間距離Ｌ１が５００ｍｍ程度以上であることは図１、図４及び図５の場合と同様であり、遮蔽板２Ａ、２Ｂと遮蔽板２Ｃ，２Ｄとの離間距離Ｌ２を０〜５００ｍｍ程度とし、遮蔽板２Ｃと遮蔽板２Ｄとの離間距離Ｌ３を０〜５００ｍｍ程度とする。これら離間距離Ｌ１〜Ｌ３は、遮蔽板の施工の便宜性と遮蔽板の遮熱効果とを考慮したものである。概ね屋根面積の７０％以上を遮蔽板２Ａ〜２Ｄで覆えば効果がある。

なお、図８の例では、遮蔽板２Ａ及び２Ｂの間の隙間は０、つまり接触して被設されている。

上述のようにして本発明に係る遮蔽板２を折板に装着して屋根に被設すると、図９の模式図に示すように、太陽からの熱が遮蔽板２の表面で反射されると共に、透過孔９（若しくはスリットＬ４）と遮蔽板２及び折板１０との間に形成されている空間により、気流（風）が生じて換気が図られる。そのため、遮蔽板２による遮熱効果は非常に大きい。

図１０（Ａ）は遮蔽板２が被設されていない従来の屋根であり、太陽からの熱が室内に伝導されて室内温度を上昇させる。これに対し、図１０（Ｂ）に示すように遮蔽板２を折板構造の屋根に被設すると、太陽からの熱が遮蔽板２で反射され、室内に入る熱が減少するので室内温度の上昇を抑制若しくは防止することができる。なお、図１０（Ｂ）は折板構造の屋根を示しているが、瓦棒葺屋根についても同様である。

遮蔽板２は遮熱特性と共に遮光特性を有しているので、太陽光の殆どが屋根表面に達せずに遮光され、また、雨が降っても雨は遮蔽板２で遮断され、透過孔９やスリットＬ４を通過した雨だけが屋根表面に達するので、雨音も小さくなる。

なお、以上では屋根として金属製屋根を例に挙げ、瓦棒葺屋根或いははぜ締め型折板及び重ね型折板で構成された屋根に遮蔽板を被設する場合を説明したが、これら屋根に限定されるものではなく、屋根と遮蔽板との間に適度な空間を形成して遮蔽板を被設すれば良い。特に金属製屋根についての効果が大きいが、金属製屋根に限定されるものではない。

以上の説明は本発明の一実施形態を示したものであり、同一の作用効果が達成される単なる設計の変更や常套手段による変形は、本発明の実施態様に含まれるものである。

本発明に係る屋根の一例（瓦棒の金属製屋根に遮蔽板４枚被設）を示す平面図である。 瓦棒への遮蔽板の取り付け部の詳細を示す図である。 瓦棒への遮蔽板の取り付け部の詳細を示す図である。 本発明に係る屋根の一例（長形状遮蔽板をすのこ状に被設）を示す平面図である。 本発明に係る屋根の他の例（折板の金属製屋根に遮蔽板５枚被設）を示す平面図である。 折板への遮蔽板の取り付け部の詳細を示す図である。 折板への遮蔽板の取り付け部の詳細を示す図である。 本発明に係る屋根の他の例（折板の金属製屋根に遮蔽板５枚被設）を示す図である。 本発明の屋根の作用（熱と風の流れ）を示す模式図である。 本発明の屋根の作用（遮熱）を従来と比較して示す模式図である。

符号の説明

１、２１ 屋根
２（２Ａ〜２Ｅ）、２０Ａ〜２０Ｇ 遮蔽板
３ 葺き板
４ 瓦棒
５ 留め金具
６ アングル部材
７ ボルト・ナット
９ 透過孔
１０ 折板
１３ 取り付け孔
１５ 留め金具

Claims (8)

1. 金属性の屋根において、径が８０〜１５０ｍｍの透過孔が複数配列され、前記透過孔全体の開口率が３〜８％になっていると共に、厚さが０．５〜３０．０ｍｍの遮蔽板が留め金具を介して前記屋根に被設されると共に、前記遮蔽板の覆い面積が前記屋根の面積の７０％以上であり、前記遮蔽板と屋根表面との間に５０〜９０ｍｍの空間が設けられていることを特徴とする屋根。
2. 折板構造の屋根において、径が８０〜１５０ｍｍの透過孔が複数配列され、前記透過孔全体の開口率が３〜８％になっていると共に、厚さが０．５〜３０．０ｍｍの遮蔽板が前記折板の凸部に被設されると共に、前記遮蔽板の覆い面積が前記屋根の面積の７０％以上であり、前記遮蔽板と前記凸部との間に５０〜９０ｍｍの空間が設けられていることを特徴とする屋根。
3. 前記屋根折板が重ね型折板又ははぜ締め型折板である請求項２に記載の屋根。
4. 前記遮蔽板が木材の合板である請求項１乃至３のいずれかに記載の屋根。
5. 前記遮蔽板が合成樹脂である請求項１乃至３のいずれかに記載の屋根。
6. 金属性の屋根において、矩形の長形状遮蔽板が５〜２０ｍｍずつ離間したスリットをもって前記屋根にすのこ状に被設されると共に、前記スリットの前記屋根の面積に対する開口率が５〜１５％になっており、前記長形状遮蔽板の厚さが０．５〜３０．０ｍｍであり、前記長形状遮蔽板の覆い面積が前記屋根の面積の７０％以上であり、前記長形状遮蔽板と屋根表面との間に５０〜９０ｍｍの空間が設けられていることを特徴とする屋根。
7. 前記屋根が重ね型折板又ははぜ締め型折板、或いは瓦棒を配設された屋根であり、前記重ね型折板又ははぜ締め型折板又は瓦棒に留め金具を介して前記長形状遮蔽板が被設されている請求項６に記載の屋根。
8. 前記長形状遮蔽板が木材の合板又は合成樹脂で形成されている請求項６又は７に記載の屋根。