JP2010031608A - 断熱防水構造および断熱防水工法 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱防水構造において断熱層として硬質なポリスチレンフォームを使用してより低コストで断熱性能を高めることができ、且つ、防水シート上を歩行したり衝撃を加わった場合でも断熱層が損傷することがない断熱防水構造を提供する。
【解決手段】下地１上に断熱層２を設置してその上に防水シート３を敷設する断熱防水工法において、断熱層２の素材としてはポリスチレンフォームを使用し、断熱層２と防水シート３との間に軟質のクッション材４を配置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築物などの防水構造においてポリスチレンフォームからなる断熱層を使用した断熱防水工法に関するものであり、上方向からの大きな圧力や衝撃を受けた場合でも断熱層を変形させることがなく、また、不陸のある下地であって複数の断熱層の間に段差を有する上に敷設する防水シートの表面に段差が現れにくいようにすることができる断熱防水工法に係わる。

屋外、特に屋上の断熱防水において、断熱層として発泡シートを敷設することが行われているが、発泡シートの中にはポリエチレンなどの軟質シートと、ポリスチレンやポリウレタンなどの硬質シートがある（特許文献１）。

従来、このような防水シートと積層による断熱防水工法で発泡シートが硬質シートである場合、熱（太陽光）でそりが発生し、外観不良や、場合によってはシート剥がれなどの問題につながってしまうため、ほとんど軟質シートしか使用されていなかった。しかし、軟質シートは柔軟性を有することから、防水シート上を歩行するような使用形態には適さず、用いにくかったことや、上に積層する防水シートを接着剤などで接合する場合に、十分に転圧できなかったこと、そして断熱性能も不十分であってことなど種々の問題を有していた。

また、防水シートと断熱材とを接着するのに接着剤を使用する場合、接着剤に含まれた溶剤に侵されないように溶剤に強い素材を用いる必要があり、防水シート同士を熱融着により接合するときにはその熱によって簡単に融けたり変形したりすることのない素材を用いる必要があった。

これらの問題は硬質のウレタンフォームを用いることによって解消することができるが、断熱性能に優れているウレタンフォームからなるシートは加水分解しやすく、使用しているうちに水分で劣化してしまい、断熱性能が大きく低下するという問題があるとともに、他の材料と比べて価格が高くコスト的には不利であるという問題があった。

一方、ポリスチレンフォームからなるシートでは断熱性能の低下は少なく比較的安価であるというメリットを有しているものの、有機溶剤で侵されてしまうため、通常は図３に示すように、断熱層２を、接着剤を用いることなくディスク板１０とアンカー１１を用いて下地１に物理的に固定する方法が採られていた。その上に敷設配置する防水シート３同士の接合においても接着剤を用いることなく熱融着にて接合することになる。

しかし、ポリスチレンフォームの場合、素材自体の融点が８０℃程度と比較的低く、防水シートの接合に例えば熱風を用いた場合、熱風の温度は２００℃以上であり、接合部における防水シート自身の温度も８０℃以上にまで上昇し、更には接合部の隙間から入り込んだ熱風で直接熱せられることもあり、断熱層として使用しているポリスチレンフォームが融けたり、軟化して変形したりする問題が発生した。

特許文献１は、ビルなどにコンクリート製の蓄熱槽を形成する型枠兼用断熱防水パネルに関するものであり、樹脂発泡断熱材の表面に積層する防水シートを熱融着接合する際に、断熱材を融かしてしまわないよう繊維強化無機質板を積層することで防水シートを熱融着するときに熱風が断熱材に及ばない構造とし、断熱材の変形や収縮などを防ぐことが開示されている。
特許文献２には、硬質合成樹脂フォーム板の表裏両面に弾力性を有する合成樹脂フォームシートおよびクラフト紙、アルミニウム箔、アスファルトルーフィング紙、プラスチックフィルム等の防水性シートの積層体を下地上に配置して更にその上にアスファルトを塗布したり防水シートを接着したりする防水工法が開示されている。

特開平１１−２３６９９４号公報 特開昭６０−５３９２９号公報

ポリスチレンフォームからなる断熱層は、ポリエチレンフォームやポリウレタンフォーム等の材質からなる断熱層と比較すると断熱性能の面で優れており、価格的にも安価であるというメリットを有している。しかし、断熱層の施工中を含めて施行後においてもその上を歩行するなどの圧力がかかったり、何らかの衝撃が加わったりしたときに、断熱層が硬質であることから衝撃を吸収することができず、損傷して凹みができてしまうといった問題がある。

また、下地に敷設する断熱層は下地の面積に合った多数枚の断熱層を用意して隙間ができないように敷き詰めて使用するが、下地には不陸のある場合がほとんどである。比較的硬質なポリスチレンフォームからなる断熱層を使用した場合、不陸のある下地に複数枚の断熱層を配置したときに、断熱層同士の間に段差が生じる。下地に配置した断熱層同士の間に段差があると、その上に防水シートを敷設した場合、隣り合う断熱層の間の段差が防水シートの表面に現れてしまうといった問題がある。

そこで、本発明では、断熱防水工法において断熱材としてポリスチレンフォームを使用しているにもかかわらず、大きな圧力がかかったり衝撃を受けたりしても表面が損傷することがなく、また、下地に不陸があるような場合でも、防水シートの表面に断熱層の段差が現れることのない、外観の良好な断熱防水工法の提供を目的とする。

以上のような目的を達成するために本発明の請求項１では、下地上にポリスチレンフォームからなる断熱層を設置してその上に防水シートを敷設する断熱防水構造において、防水シートと断熱材との間に前記ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を介在配置してなることを特徴とする断熱防水構造。

請求項２では、下地とポリスチレンフォームからなる断熱層との間にも該ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を配置した請求項１記載の断熱防水構造としている。

請求項３では、軟質のクッション材がポリエチレンフォームからなる請求項１〜２のいずれかに記載の断熱防水構造としている。

請求項４では、下地上にポリスチレンフォームからなる断熱層を設置してその上に防水シートを敷設する断熱防水工法において、防水シートと断熱材との間に前記ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を介在配置してなり、該クッション材は、予め防水シートに積層一体化したものを用い、下地に配置したポリスチレンフォームからなる断熱層に接着してなることを特徴とする。

請求項５では、下地とポリスチレンフォームからなる断熱層との間にも該ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を配置した請求項４記載の断熱防水工法としている。

請求項６では、軟質のクッション材がポリエチレンフォームからなる請求項４〜５のいずれかに記載の断熱防水工法としている。

請求項１では、下地上にポリスチレンフォームからなる断熱層を設置してその上に防水シートを敷設する断熱防水構造において、防水シートと断熱材との間に前記ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を介在配置しているので、防水シートの上を歩行するなどした場合であっても、歩行による応力はポリスチレンフォームからなる断熱層よりも上に位置するクッション材が吸収する。よって、断熱層を傷つけて凹みを形成する等の変形させるのを防止することができる。

請求項２では、下地とポリスチレンフォームからなる断熱層との間にも該ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を配置しているので、下地に不陸があるような場合でも、断熱層より下地側に配置したクッション材により不陸を吸収し、不陸な下地であっても断熱層を平坦に配置することができる。

請求項３では、軟質のクッション材がポリエチレンフォームからなる請求項１〜２のいずれかに記載の断熱防水構造としており、下地の不陸や歩行時の応力を十分に吸収して断熱層を保護することができる。

請求項４では、下地上にポリスチレンフォームからなる断熱層を設置してその上に防水シートを敷設する断熱防水工法において、防水シートと断熱材との間に前記ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を介在配置してなり、該クッション材は、予め防水シートに積層一体化したものを用い、下地に配置したポリスチレンフォームからなる断熱層に接着してなるものであり、防水シートの上を歩行するなどした場合であっても、歩行による応力はポリスチレンフォームからなる断熱層よりも上に位置するクッション材が吸収する。よって、断熱層を傷つけて凹みを形成する等の変形させるのを防止することができる。また、クッション材を予め防水シート側に一体化しており、現場での工数を低減することができ、ポリスチレンフォームからなる断熱層との積層一体化も容易に行うことができる。

請求項５では、下地とポリスチレンフォームからなる断熱層との間にも該ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を配置しており、下地の不陸や歩行時の応力を十分に吸収して断熱層を保護することができる。

請求項６では、軟質のクッション材がポリエチレンフォームからなるとしており、下地の不陸や歩行時の応力を十分に吸収して断熱層を保護することができる。

以下、本発明の具体的な実施態様を添付図面に従って説明する。図１は本発明の断熱防水工法における、軟質のクッション材を防水シートと断熱層との間に介在配置したところの断面図であり、ビルの屋上などのコンクリートからなる下地１にポリスチレンフォームからなる断熱層２を介在して防水シート３を敷設し、防水性を有すると共に断熱効果を有する断熱防水工法となっている。

断熱層２の下地１への固定であるが、断熱層２の表面のクッション材４に固定ディスク１０を当ててアンカー部材１１を下地１に打ち込むことによって機械的に固定されており、その上から防水シート３が敷設配置されている。

また、図２に示すように、防水シート３と断熱層２との間に介在するクッション材４を予め防水シート２に積層したものを用いて、現場にてクッション材４と断熱層２を接着する方法で敷設することも可能であり、そうすることによって現場での工数を少なくすることができる。その場合は、ポリスチレンフォームからなる断熱層２を固定ディスク１０とアンカー部材１１で固定して、その上からクッション材４を積層した防水シート３を敷設して接着剤等で接着固定することになる。

防水シート３は、元々幅が１〜２ｍ程度のシートを幅方向に複数枚接続して例えば５〜１０ｍぐらいの幅広のシートを現場に持ち込んで使用することも可能であるが、どうしても現場にて防水シート同士の接続を行わなければならない箇所が多数でてくることもあり、現場の面積にあわせて現場で接合して用いている。

ポリスチレンフォームからなる断熱層２は、硬質であるため、その表面に防水シート３を積層したとしても、防水シート自体の厚みは１〜２ｍｍ程度のものであり、更にその上から人間が歩行したり重量物を置いたりすることで大きな圧力がかかると変形し、その変形が元に戻らなくなってしまう。そこで、本発明では断熱層２と防水シート３との間に軟質のクッション材４を介在配置しているので、防水シート３の上から加わった衝撃は、該クッション材４によって吸収されて断熱層２にはまったく加わらないか、加わったとしてもほとんど影響のない程度に軽減されるので、断熱層２が損傷したり凹んだりするなど変形するのを防止することができる。

また、同様に下地に不陸があるような場合は、その不陸によって影響されて断熱層２に傾きを生じてしまう。そうすると複数枚並べて配置した断熱層２の境界にはどうしても段差ができてしまう。ポリスチレンフォームの場合、硬質であることから、下地の不陸を吸収することができず段差がより大きくなる傾向にある。段差が大きい状態のまま上から防水シート３を配置すると、その段差が防水シート３の表面に現れてしまい外観を損ねてしまうだけでなく、防水シート３の破断につながる危険もある。

しかし、本発明の請求項２では、図３に示すように、断熱層２と下地１との間にも軟質のクッション材５を積層配置している。よって、下地１に多少の突起等が存在したとしてもクッション材５で吸収されてしまい不陸があったとしても断熱層２が傾くことなく配置することができるので、平坦な面の上に防水シート３を敷設することができるものである。

クッション材４、５として用いることができる素材は、ポリエチレン等を挙げることができ、それらの材料を１５〜３５倍程度の発泡倍率で発泡させたものが好適に用いられる。また、厚みとしては２〜１０ｍｍの厚みであることが好ましく、２ｍｍ未満であると防水シート３の上から加えられる衝撃を吸収する性能に劣り、例えばポリスチレンからなる断熱層２の割合を少なくして、クッション材４、５の厚みが１０ｍｍを超えると、断熱性能を低下させることになるので好ましくない。

防水シート３として用いることができるものとしてはＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルフォン化ポリエチレン）等のゴムからなるものやその他、熱可塑性エラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等からなる防水シートを挙げることができる。

その厚みは１．０〜２．５ｍｍの範囲のものを用いることが好ましい。１．０ｍｍ未満であると強度が不足して防水シートが容易に破断することがあり、２．５ｍｍを越えると接合部において段差が大きくなってしまう外観を悪くすることにもなるので好ましくない。また、これらの素材のシートにガラス繊維やポリエステル繊維などからなる補強布を埋設して機械的強度を向上させたり寸法安定性を向上させたりしたものを用いることも可能である。

防水シート３同士が接合部５で接合されているが、防水シート３同士の接合を熱融着にて行う場合、ゴムシートの場合は、そのままでは熱融着をすることができないので、防水シート３の下面に熱可塑性樹脂フィルムを積層一体化したものを用いる。そうすることで防水シート３端部の下面を熱風で焙ると熱可塑性樹脂フィルムが溶融し、他方の防水シート端部と重ねて転圧することで熱融着による接合を行うことが可能である。

積層一体化する熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテート、エチレンメチルアクリレートなどのオレフィン系樹脂や、それらを変性した塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、マレイン化エチレンビニルアセテートなどの変性オレフィン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどを用いることができ、厚みは５０〜５００μｍ厚み、より好ましくは１５０〜２５０μｍ厚みのフィルムを積層する。厚みが５０μｍ未満であるとシート表面のパターンに熱可塑性樹脂フィルムが沿わないなどの原因により熱融着による強度が低くなり、５００μｍを越えると防水シート本体との熱収縮率の差により防水シート３に大きなソリが発生すること、また防水シートのしなやかさが失われて下地に沿いにくくなったり施工性が悪くなったりすることから好ましくない。

防水シートと熱可塑性樹脂フィルムを積層一体化する方法としては、熱融着によるものや接着剤によるものが考えられるが、熱融着にて行うことによって強固に積層一体化することができる。具体的には防水シートと熱可塑性フィルムを重ね合わせてヒートロールなどにより加熱・加圧することによって熱融着で積層一体化することができる。また、防水シートを加硫して間もない加熱された状態にて、熱可塑性樹脂フィルムを積層して防水シートの加硫時の熱を利用して融着する方法も挙げられる。

具体的には、押出機から押し出された未加硫ゴムシートをエンドレスベルトに載せられて導入ロールから所定温度（１５０〜２００℃）に設定された加硫缶内に送り込まれて加硫され導出ロールから加硫缶外へ送り出されて複数個のガイドロールを経て巻き取りロールに巻き取られる。このとき、加硫缶から送り出されたばかりの加硫ゴムシートは表面が１３０〜１５０℃になっており、熱可塑性樹脂フィルムを容易に融着することができる。このような片面に熱可塑性樹脂フィルムを積層一体化した加硫ゴム製防水シートを用いることによって防水シート同士の接合を熱融着で行うことができる。

断熱層２として使用するポリスチレンフォームは、ポリスチレン樹脂を発泡させたもので、スチレン系単量体の単独重合体に限らず、共重合体や単独重合体又は共重合体を他の樹脂と混合したものを、押出発泡成形法やビーズ発泡成形法により成形されたものを用いることができる。そして、発泡倍率が１０〜５０倍の範囲で、厚みが５〜１００ｍｍ、より好ましくは１０〜５０ｍｍの範囲のものを用いることが好ましい。発泡倍率が１０倍未満であると熱伝導率が大きくなり、５０倍を超えると圧縮、曲げ強度が低下してしまうので好ましくない。また、厚みが５ｍｍ未満になると断熱性が低下してしまい、１００ｍｍを超えると敷設後の歩行性を損なうなどの問題があるので好ましくない。

本発明の断熱防水工法は、建築物の屋上などに施す防水工法で下地と防水シートの間に断熱層を配置する断熱防水工法であって、断熱層としてポリスチレンフォームを使用する断熱工法として利用することができる。

本発明の断熱防水構造を示す断面図である。 クッション材を予め防水シートに積層一体化したものを用いた断熱防水工法を採用した場合の断熱防水構造の断面図である。 断熱層と下地との間にもクッション材を配置した断熱防水構造の断面図である。

符号の説明

１ 下地
２ 断熱層
３ 防水シート
４ クッション材
５ クッション材
１０ 固定ディスク
１１ アンカー部材

Claims (6)

1. 下地上にポリスチレンフォームからなる断熱層を設置してその上に防水シートを敷設する断熱防水構造において、防水シートと断熱材との間に前記ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を介在配置してなることを特徴とする断熱防水構造。
2. 下地とポリスチレンフォームからなる断熱層との間にも該ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を配置した請求項１記載の断熱防水構造。
3. 軟質のクッション材がポリエチレンフォームからなる請求項１〜２のいずれかに記載の断熱防水構造。
4. 下地上にポリスチレンフォームからなる断熱層を設置してその上に防水シートを敷設する断熱防水工法において、防水シートと断熱材との間に前記ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を介在配置してなり、該クッション材は、予め防水シートに積層一体化したものを用い、下地に配置したポリスチレンフォームからなる断熱層に接着してなることを特徴とする断熱防水工法。
5. 下地とポリスチレンフォームからなる断熱層との間にも該ポリスチレンフォームよりも軟質のクッション材を配置した請求項４記載の断熱防水工法。
6. 軟質のクッション材がポリエチレンフォームからなる請求項４〜５のいずれかに記載の断熱防水工法。

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