JP2019194430A - 空気力学的に安定な屋根舗装システムおよびそのためのバラストブロック - Google Patents

Abstract

【課題】バラストブロックに作用する正味の上向きの空気力学的負荷はそれらを持ち上げ、周囲の人々および／または構造物を危険にさらし、さらに下にある屋根の膜および下部構造物を損傷にさらす。【解決手段】バラストブロックは本体と複数の流体受けチャネルとを備えている。本体は、上面と、上面に対向して位置付けされた下面と、上面と下面との間に延びる第１の側面とを含む。複数の流体受けチャネルは、第１の側面に沿って複数のユニットに配置され、上面から下面まで延びてジグザグパターンを形成する。複数のユニットの各ユニットは、上面から下面に互いに向かって対向する角度で概ねＶ字形に延びている隣接する一対の流体受けチャネルを有する。【選択図】なし

Description

本発明は、屋根舗装システム、およびより詳しくは空気力学的に安定なバラストブロックを有する屋根舗装システムに関する。

単層保護膜屋根システムは一般的に知られており、特に傾斜の小さい屋根およびデッキに適している。これらのシステムは通常、適所に保持され、さまざまな設計のバラストシステムによって要素から保護された、断熱層を有するかまたは有さない単層不透水性膜を含む。これらのシステムはまた、川の砂利、標準的な舗装ブロック、複合舌溝板、および軽量連結バラストブロックなどの、ゆるく敷いた、丸みのある石を含んでいてもよい。一般に、従来のバラストシステムは、それらが従来のビルドアップ屋根システムよりも大きな風速に耐えることができるので、強風条件への曝露が予想され得る領域でしばしば使用される。

従来のバラストブロックは、通常、隣接する格子パターンで屋根の膜の上に敷かれた平らな長方形の押出またはプレキャストコンクリートである。しかし、この構造でも、特定の気象条件下でのバラストブロックの移動を保証するものではない。不規則なまたは危険な屋根の場所を通過するハリケーン力などの高速風は、それらを定位置から持ち上げるために従来のブロックを横切って空気力学的な圧力差を引き起こし得る。単にバラストブロックをより重くして屋根支持体をより強くする代わりに、連結する縁部によって互いに固定された前述の軽量バラストブロックなどの、持ち上げ力に抵抗するためのさまざまな設計が発展してきた。

しかしながら、これらの設計努力にもかかわらず、バラストブロックに作用する正味の上向きの空気力学的負荷はそれらを持ち上げ、周囲の人々および／または構造物を危険にさらし、さらに下にある屋根の膜および下部構造物を損傷にさらす。

これらの問題に対処しようと試みるかかる一例は、米国特許第５，３７７，４６８号に開示されている連結バラストブロック屋根葺きシステムである。'４６８号特許は、上面からその下面に沿って位置付けされた複数のチャンバーまで延びるチャネルの迷路系を開示している。さらに、チャネルの迷路系は、下にある屋根材を要素に直接さらすことなく、流体が隣接するブロック間を通過することを可能にする。

開示された設計は上記の問題のいくつかを解決するが、既知の迷路系のチャネルは、上面から下面にあるチャンバーへの流体の流れの効率を摩擦的に低下させる複数の９０°回転をチャネル内に含むので、空気力学的に問題がある。さらに、チャネルのシステムの複雑さは、チャネルのシステムを損傷する可能性を増大させることによって、製造および設置プロセスの堅牢性を低下させる。

したがって、水および空気などのより効率的な流体の流れを介して従来の設計を改善し、かつ一方で製造および設置プロセス中に堅牢である、連結式バラストブロック屋根葺きシステムが必要とされている。

バラストブロックは、本体と複数の流体受けチャネルとを備えている。本体は、上面と、上面に対向して位置付けされる下面と、上面と下面との間に延在する第１の側面とを含む。複数の流体受けチャネルは、複数のユニットにある第１の側面に沿って配置され、上面から下面まで延びてジグザグパターンを形成する。複数のユニットの各ユニットは、上面から下面に互いに向かって対向する角度で概ねＶ字形に延びる隣接する一対の流体受けチャネルを有する。

本発明は、以下の添付する図面を参照して例によって説明される。
図１は、本発明による連結バラストブロックを備えた屋根舗装システムを有する建物の概略透視図である。 図２は、本発明によるバラストブロックの右上部の透視図である。 図３は、図２のバラストブロックの左下部の透視図である。 図４は、図２のバラストブロックの正面図である。 図５は、図２のバラストブロックの背面図である。 図６は、図２のバラストブロックの左立面図である。 図７は、屋根舗装システムの区分におけるバラストブロックの平面図である。 図８は、図７の線８−８に沿って切断された屋根舗装システムの部分断面図である。 図９は、図７の線９−９に沿って切断された屋根舗装システムの部分断面図である。 図１０は、図７の線１０−１０に沿って切断された屋根舗装システムの部分断面図である。

図面を参照して、本発明の例示の実施態様が以下に説明される。
図１に関して、本発明による複数のバラストブロック１を有する屋根舗装システム１００が示される。屋根舗装システム１００は、バラストブロック１が屋根の表面に沿って配置された状態で、例えば高層ビルの屋根に沿って配置されてもよい。しかしながら、当業者は、屋根舗装システム１００が、風、雨、雪、および破片などの外部環境条件にさらされやすい他の表面に沿って利用され得ることを理解するであろう。

図２〜６に関して、本発明によるバラストブロック１が説明される。一般に、バラストブロック１は、平面における多角形、特に示された実施態様においては長方形である。しかしながら、当業者は他の多角形形状が可能であることを理解するであろう。示された実施態様において、バラストブロック１は、従来の屋根バラストブロック・コンクリート建造物に成形されるが、その他の材料を使用して製造され得る。

本発明の例示の実施態様において、バラストブロック１は、本体１０、複数の脚部２０、複数の流体受けチャンバー３０、ならびに複数の流体受けチャネル４０を含む。

ここで図２〜図６に関して、本体１０を説明する。示されるように、本体１０は、上面１１、下面１２、第１の側面１３、第２の側面１４、第３の側面１５、および第４の側面１６を含む。上面１１および下面１２は本体１０の主面に対向している。図示の実施態様において、上面１１および下面１２は実質的に平面である。しかしながら、当業者は、上面１１または下面１２が突起、パターン、および／または窪みなどの凹凸を含み得ることを理解するであろう。例えば、上面１１は、滑り止め特性および隆起した先端が切り取られたドームを含み得る。

第１の側面１３は、上面１１と下面１２とに対して実質的に垂直であり、それらの間で幅方向に延びている。第１の側面１３の主面は実質的に平坦である。第２の側面１４は、上面１１と下面１２に対して実質的に垂直に延び、それらの間で幅方向に延びる。第２の側面１４は、第１の側面１３とは反対側で第１の側面１３の平面の主面とほぼ平行に配置されている。図示の実施態様では、第２の側面１４は第１の側面１３の長さに概ね等しい長さを有し、第２の側面１３の表面は実質的に平坦である。

第３の側面１５は、上面１１と下面１２に対して実質的に垂直に延び、それらの間で幅方向に延びる。 第３の側面１５もまた、第１の側面１３および第２の側面１４に対して実質的に垂直に延び、それらの間で長さ方向に延びる。

第４の側面１６は、上面１１と下面１２とに対して実質的に垂直に延び、それらの間で幅方向に延びる。第４の側面１６もまた、第１の側面１３および第２の側面１４に対して実質的に垂直に延び、それらの間で長さ方向に延びる。さらに、第４の側面１６は、第３の側面１５に対向しており、第３の側面１５とほぼ平行である。第４の側面１６は、第３の側面１３の長さとほぼ等しい長さを有する。

ここで、図３〜６に関して、複数の脚部２０が説明される。
示されるように、複数の脚部２０は、下面１２に沿って配置され、本体１０から離れる方向に延びる。各脚部２０は、下面１２とその下にある支持面との間に空間を提供する（以下で詳細に説明する）。図示の実施態様において、各脚部２０は概して長方形であり、第１の側面１３から第２の側面１４まで下面１２に沿って延びる。図示の実施態様において、複数の脚部２０は互いに概ね平行に位置付けされる。各脚部２０の第１の対向端部２１は、第１の側面１３から第２の側面１４に向かって傾斜して斜めになっている。図示の実施態様において、第１の対向端部２１は第１の側面１３の表面まで延びている。別の実施態様において、下面１２の一部が第１の側面１３の面と第１の対向端部２１との間に配置されるように、第１の対向端部２１が第１の側面１３の面から距離を置いて配置されることが可能である。

各脚部２０の第２の対向端部２２は、第２の側面１４まで延び、その結果、第２の対向端部２２は、第２の側面１４の面と概ね同一平面内で同一平面上にある。
各脚部２０は、脚部２０の両側に長さ方向に延びる第１の長さ方向側壁２３ａと反対側の第２の長さ方向側壁２３ｂとを含む。第１および第２の長さ方向側壁２３ａ、２３ｂの幅は概ね等しく、各脚部２０が本体１０の表面から延びる距離を決定する。図示の実施態様において、第１の長さ方向側壁２３ａと第２の長さ方向側壁２３ｂとは、互いに対して斜めに、下面１２から傾斜して延びている。しかしながら、当業者は、別の実施態様において、第１の長さ方向側壁２３ａおよび第２の長さ方向側壁２３ｂは、下面１２に対してほぼ垂直に、互いに平行に、脚部２０と下面１２によって提供される９０度の交差角で延びることができることを理解するはずである。

ここで、図３〜５に関して、複数の流体受けチャンバー３０が説明される。
示されるように、複数の流体受けチャンバー３０は、脚部２０の間に配置され、脚部２０の第１および第２の長さ方向側壁２３ａ、２４ｂと下面１２とによって画定される。示されるように、各流体受けチャンバー３０は、第１の側面１３から第２の側面１４に向かって脚部２０の長さ方向に沿って延びている。各流体受けチャンバー３０は、第１の側面１３と第２の側面１４の両面に開放している。

ここで、図２〜４に関して、流体受けチャネル４０が説明される。
示されるように、複数の流体受けチャネル４０は、本体１０の第１の側面１３に沿って配置される。チャネル４０の隣接する対は、ユニット１７内に位置付けされ、示される実施態様ではジグザグパターンを形成する。すなわち、各ユニット１７は、上面１１から下面１２に向かって互いに対向する角度で概ねＶ字形に延びる一対の隣接するチャネル４０を含む。ジグザグパターンは、第１の側面１３の長さ方向に沿って延びる。図示の実施態様では、第１の側面１３は、３、４、５、またはそれ以上のチャネル４０の隣接する対のユニット１７を含む。上面１１に沿ったユニット１７の隣接するチャネル４０の一対間の距離は、下面１２に沿ったチャネル４０の一対間の距離よりも大きい。各チャネル４０は、チャネル４０の長さ方向に沿って、下面端部４２上のより小さな第２の幅へ下方に先細りになる上面端部４１上の第１の幅を有する。

上記のＶ字形である、ユニット１７の隣接するチャネル４０の各対間に、上部平坦部８０および傾斜した下部８１が設けられている。上部平坦部８０は、隣接するチャネル４０の上面端部４１の間に延在し、第１の側面１３の平面に沿って平坦面を一般に含む。傾斜した下部８１は、ユニット１７の隣接するチャネル４０の対の長さ方向に沿ってほぼ中間点から、ユニット１７のチャネル４０の下面の端部４２に向かって内向きに延在する。
図２〜４に示すように、隣接する対のチャネル４０の各ユニット１７の下面端部４２は、流体受けチャンバー３０と流体連通している。
図２〜５に示すように、舌部５０は本体１０の一側面に沿って配置されている。図示の実施態様において、舌部５０は第３の側面１５の長さ方向に沿って位置付けされ、第３の側面１５の表面から外向きに突き出している。舌部５０は、上部対向面５１と下部対向面５２とを有する。図示の実施態様において、上部対向面５１の長さは、下部対向面５２の長さよりも大きい。別の実施態様において、上部対向面５１の長さは下部対向面５２の長さと概ね等しい。例示的な実施態様において、舌部５０は、上部対向面５１および下部対向面５２が互いに角度をなすように先細りになっている。別の実施態様において、上部対向面５１は下部対向面５２と実質的に平行に延在している。

図２〜５に示すように、溝６０も本体１０に沿って設けられており、舌部５０を補完する。溝６０は、第４の側面１６の長さ方向に沿って配置され、舌部５０に関して相補的な形状をなす。溝６０は、舌部５０の上部対向面５１と相補的な上部側壁６１と、舌部５０の下部対向面５２と相補的な下部側壁６２とを含む。図示の実施態様において、上部側壁６１の長さは下部側壁６２の長さに等しい。別の実施態様において、上部側壁６１の長さは下部側壁６２の長さよりも長いかまたは短い。

ここで、図７〜１０を参照して、屋根舗装システム１００およびそのアッセンブリを説明する。
示されるように、例示的な実施態様における屋根舗装システム１００は、パターンで配置された本発明によるバラストブロック１を使用する。図７に示すように、バラストブロック１は、隣接する列のバラストブロック１と互い違いに連結された関係にある横方向にねじれた列の各バラストブロック１と、連続する列に同じ向きで位置付けされる。図示の実施態様において、バラストブロック１は、水不透過性膜Ｍなどの下にある支持面の上に屋根に沿って着座している。屋根パラペットＰにおけるなど、列の端部がフルサイズのバラストブロック１のために十分な空間を有さない場合、バラストブロックを使用して、狭いブロック１ａに変更することができる。既存の設備における損傷したバラストブロック１は、図示のように、相補的な半ブロック１ｂおよび１ｃと交換することができる。

図示の実施態様において、下にある支持面は、単層ＰＶＣシートなどの不透水性の膜Ｍ、断熱層Ｉ、および防水層Ｗを含むことができる。しかしながら、他の従来の多成分の下にある支持面システムは、使用条件、建築基準などの設計要件に応じて、屋根舗装システム１００と共に使用することが企図されている。図示の実施態様において、バラストブロック１の脚部２０は屋根膜Ｍの上に載っており、膜Ｍはさらに流体受けチャンバー３０の第４の側面を画定している。

バラストブロック１は、隣接する列に配置され、隣接する列の２つのバラストブロック１のそれぞれ第３および第４の側面１６の上の相補的な舌部５０および溝６０で連結する。従って、敷設されたバラストブロック１は相互に作用して通常の持ち上げ力に抵抗する。

隣接するバラストブロック１が膜Ｍ上に支持された状態で、１つの隣接するバラストブロック１の平らな第２の側面１４は、別の隣接するバラストブロック１の第１の側面１３に境を接している。本体１０の下面１２と膜Ｍとの間の流体受けチャネル４０と流体受けチャンバー３０との組み合わせによって、第１の側面１３の面を横切って形成された排水および空気流の通路は、図８の矢印Ａによって示される。隣接するバラストブロック１が膜Ｍ上に支持された状態で、１つのバラストブロック１の平らな第２の面１４が別の隣接するバラストブロック１の第１の側面１３のチャネル面と境を接すると、水はバラストブロックの上面１１から流体受けチャンバー３０へ排出される。さらに、通路は、バラストブロック１の上面１１と下面１２との間の空気力学的に引き起こされる圧力差を最小にするために、バラストブロック１の下のチャンバー３０内に連続的な換気を提供する。
さらに、図８の実施態様において矢印ＡＡによって示されるように、各脚部２０の第１の対向端部２１は斜めになっているので、すべてのチャンバー３０とユニット１７との間の流体連通は、第１の側面１３の全長に沿って達成される。したがって、上記の実施態様で説明したように設置されたとき、バラストブロック１は、空気力学的に安定した屋根舗装システム１００を提供する。

図８〜１０に示す実施態様において、損傷したバラストブロック１を容易に交換することができる。定位置に置かれた後に損傷を受けたバラストブロック１は、屋根舗装システム１００の一体性を失うことなく、容易に分解されて部分交換式バラストブロック１の１ｃと交換されることができる。各交換用バラストブロック１ｂ、１ｃは、第３の側面１５と第４の側面１６との間の距離の半分よりわずかに小さい長さ方向に寸法決めされている。交換用バラストブロック１ｂおよび１ｃ内の相補的な舌部５０および溝６０は、隣接する列のバラストブロック１の重複する舌部５０および溝６０とそれぞれ連結する。図１０に示す実施態様において、第３および第４の側面１５、１６の反対側の傾斜縁部１８、１９は、交換用バラストブロック１ｂ、１ｃの取り付け中に相互間隙を提供し、確実な保持を保証するための接着剤６３に取り付け時の傾斜縁部１８、１９を横切る空間を提供する。別の実施態様において、傾斜した縁部１８、１９は、取り付け時に平らで互いに平行であり、それらの間に間隙を有し、この間隙は、取り付けクリアランスを提供し、その中に接着剤６３を塗布することができる。

本発明による連結式バラストブロック１は、互いに協働して異常な風の状況に適した空気力学的に安定な屋根舗装システム１００を提供する。バラストブロック１を隣接する列のバラストブロック１と連結するように一列に配列することにより、バラストブロック１の端部間に空気と水が容易に流れるようになり、流体受けチャンバー３０内の圧力は、バラストブロック１の上方の空気圧の急激な低下に応答して速やかに均等化される。従って、バラストブロック１がずれる傾向が減少する。

さらに、バラストブロック１は軽量で、製造コストが安価で、損傷を被っても設置や交換が比較的容易である。

バラストブロックおよび屋根舗装システムの実施態様を詳細に説明してきたが、さまざまな修正、変更、ならびに変化が、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明によるバラストブロックデッキおよび屋根舗装システムの精神と範囲から逸脱することなく行い得る。

Claims (22)

1. 上面、前記上面に対向して位置付けされる下面、および前記上面と前記下面の間に延びる第１の側面を有する本体と、
   前記第１の側面に沿って複数のユニットに配置された複数の流体受けチャネルで、上面から下面まで延びてジグザグパターンを形成し、前記複数のユニットの各ユニットは、上面から下面へ互いに向かって対向する角度でＶ字形に延びる隣接する一対の流体受けチャネルを有する、前記複数の流体受けチャネルとを含む、
   バラストブロック。
2. 前記複数の流体受けチャネルのそれぞれが、前記上面に隣接して配置される第一の幅であって、その長さ方向に沿って前記下面に隣接して位置付けされた第２の幅へ下方に先細りになる第１の幅を有する、請求項１に記載のバラストブロック。
3. 前記上面に沿う流体受けチャネルの前記隣接する一対間の第１の距離が、前記下面に沿う前記流体受けチャネルの隣接する一対間の第２の距離よりも大きい、請求項１に記載のバラストブロック。
4. 前記ユニットが、流体受けチャネルの前記隣接する一対間にＶ字形の領域を形成し、上部の平らな部分と斜めの下部部分を含む、請求項１に記載のバラストブロック。
5. 前記上部の平らな部分が、流体受けチャネルの前記隣接する一対のそれぞれの上面端部間に延びる、請求項４に記載のバラストブロック。
6. 前記斜めの下部部分が、前記ユニットにおける流体受けチャネルの前記隣接する対の長さ方向に沿って概ね中間点からその下面端部に向かって内向きに延びる、請求項４に記載のバラストブロック。
7. 前記本体が、前記上面および前記下面に対して垂直に幅方向に延び、前記第１の側面の主面側面と概ね平行な平坦な表面を有する、前記第１の側面に対向して位置付けされる第２の側面をさらに含む、請求項１に記載のバラストブロック。
8. 前記本体が、前記上面と前記下面とに対して幅方向に垂直に延び、第１の側面と第２の側面との間に長さ方向に延び、前記第１の側面と第２の側面に垂直に位置付けされている第３の側面をさらに含む、請求項７に記載のバラストブロック。
9. 前記第３の側面の長さ方向に沿って延びる舌部をさらに含む、請求項８に記載のバラストブロック。
10. 前記舌部が上向きの面と下向きの面を含む、請求項９に記載のバラストブロック。
11. 前記上向きの面の長さが前記下向きの面の長さより大きい、請求項１０に記載のバラストブロック。
12. 前記上向きの面と下向きの面が互いに向かってある角度で先細りになって延びる、請求項１１に記載のバラストブロック。
13. 前記本体が、前記上面と前記下面とに対して幅方向に垂直で、前記第１の側面と前記第２の側面とに垂直に延び、それらの間で長さ方向におよび前記第３の側面と対向して延びる第４の側面をさらに含む、請求項１０に記載のバラストブロック。
14. 前記第４の側面が、その長さ方向に沿って位置付けされ、前記舌部と相補的な形状の溝を含む、請求項１３に記載のバラストブロック。
15. 前記溝が、前記舌部の上向き面と相補的である上部側壁と、
    前記舌部の下向き面に相補的である下部側壁とを含む、
    請求項１４に記載のバラストブロック。
16. 前記本体が、前記下面に沿って位置付けされ、前記第１の側面から前記第２の側面へ延びる複数の脚部をさらに含む、請求項１に記載のバラストブロック。
17. 各脚部が前記第１の側面から前記第２の側面に向かって傾斜している斜めの第１の対向端部を有する、請求項１６に記載のバラストブロック。
18. 前記斜めの第１の対向端部は、前記下面の部分が前記第１側面の前記主面側面と前記斜めの第１の対向端部との間に位置付けされるように前記第１側面の主面側面から距離を置いて位置付けされている、請求項１７に記載のバラストブロック。
19. 前記本体が、流体受けチャンバーと流体連通している対の前記複数の脚部の間に位置付けされている複数の流体受けチャンバーをさらに含む、請求項１６に記載のバラストブロック。
20. 各流体受けチャンバーは前記複数の脚部の前記対の長さ方向に沿って延び、前記第１の側面と前記第２の側面の両方の上に開放されている、請求項１９に記載のバラストブロック。
21. 上面と、上面に対向して位置付けされる下面と、前記上面と前記下面の間に延在している第１の側面とを有する本体と、
    ユニット内の第１の側面に沿って隣接して配置され、前記上面から前記下面まで互いに向かって対向する角度で延びるように配置され概ねＶ字形を形成する、一対の流体受けチャネルと
    を含むバラストブロック。
22. 上面と、前記上面に対向して位置付けされている下面と、前記上面と前記下面の間に延在している第１の側面を有する本体と、
    ユニット内の第１の側面に沿って隣接して配置され、前記上面から前記下面まで互いに向かって対向する角度で延びるように配置され概ねＶ字形を形成する、一対の流体受けチャネルと
    を有する横方向に連結された複数のバラストブロックを含む屋根舗装システム。

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