JP2021143544A - 架台設置型断熱防水屋根構造体およびこの施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 断熱防水屋根を構成する断熱材の変形や破損を防止し、断熱性能や防水性能を維持しながら建物の屋根上に架台を設置することのできる、架台設置型断熱防水屋根構造体およびこの施工方法を提供する。【解決手段】 屋根上に設置される角波形状のルーフデッキプレート２と、前記ルーフデッキプレート２の角波形凸状部２１の上面２２に載置される板状の断熱材３と、前記断熱材３において角波形凸状部２１の上面２２と当接する位置に貫通してなる設置孔４と、前記設置孔４の内側に嵌入されるパネル支持材５と、前記パネル支持材５により支持されつつ断熱材３の上部に設置されて断熱材３を保護する保護板６と、前記保護板６の上部に設置される補強パネル７と、前記補強パネル７の上部に固定される架台８のベース板８１と、前記ベース板８１および断熱材３等の上を覆うように設置される防水層９とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、断熱防水処理される建物の屋根上に太陽光パネル等の構造物を支持する架台を設置することのできる架台設置型断熱防水屋根構造体およびこの施工方法に関するものである。

寒冷地における建物の屋根には断熱材が敷設されている。従来、断熱材は、平ワッシャーにファスナーを挿通し、屋根上のルーフデッキプレート等に締結固定されている。しかし、前記平ワッシャーやファスナーは熱を伝えやすい性質があるため、その部分から橋を渡るように熱が出入りするヒートブリッジ現象が生じ、断熱性能の低下、結露および着霜の原因となっている。

このようなヒートブリッジ現象に基づく断熱性能の低下の問題に対し、本出願人は、特許第４２０８０９５号公報において、新たな断熱用ワッシャーおよびこれを用いた断熱構造体の発明を開示し、特許権を得ている（特許文献１）。具体的には、前記断熱構造体は、断熱板材の表面にワッシャー嵌入穴を形成し、このワッシャー嵌入穴に断熱用ワッシャーの中空収容部を埋設し、この中空収容部の底部に形成した挿通孔にファスナーを挿通して前記断熱板材を固定するとともに、前記ファスナー頭部を覆うようにして前記中空収容部に充填用断熱材を充填するものであるとされている。

また、当該断熱用ワッシャーおよびこれを用いた断熱構造体に係る発明を利用した工法は、ＨＴ工法（登録商標）として実用化されており、高い防水性能および高い断熱性能を備え、強風にも耐え得る優れた工法として断熱防水屋根に係る業界内で広く知られるものとなっている。

特許第４２０８０９５号公報

ところで、近年、建物の屋上等のように屋根上の広い空間に太陽光パネルを設置する等、屋根上空間を有効利用する試みが盛んに行われており、前記太陽光パネル等の構造物を設置するための架台を設置する必要が生じている。

しかしながら、断熱構造体を構成する断熱材は、発泡ウレタンや発泡ポリスチレン等の比較的脆弱な素材であるため、太陽光パネル等の構造物の重量を支えられず、また台風等の強風によって変形や破損が生じ、断熱性能や防水性能が失われるという問題がある。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、断熱防水屋根を構成する断熱材の変形や破損を防止し、断熱性能や防水性能を維持しながら建物の屋根上に架台を設置することのできる、架台設置型断熱防水屋根構造体およびこの施工方法を提供することを目的としている。

本発明に係る架台設置型断熱防水屋根構造体は、断熱防水処理が施工される建物の屋根上に架台を設置することを可能にするという課題を解決するために、架台を設置可能でかつ断熱性および防水性を備えた建物の屋根として用いられる架台設置型断熱防水屋根構造体であって、前記屋根上に設置される角波形状のルーフデッキプレートと、前記ルーフデッキプレートの角波形凸状部の上面に載置される板状の断熱材と、前記断熱材において前記角波形凸状部の上面と当接する位置に貫通してなる設置孔と、前記設置孔の内側に嵌入されるパネル支持材と、前記パネル支持材により支持されつつ前記断熱材の上部に設置されて前記断熱材を保護する保護板と、前記保護板の上部に設置される補強パネルと、前記補強パネルの上部に固定される架台のベース板と、前記ベース板、前記補強パネル、前記保護板および前記断熱材の上を覆うように設置される防水層とを有する。

また、本発明の一態様として、断熱性能や防水性能を低下させずに補強パネルをルーフデッキに強固に固定するという課題を解決するために、断熱用ワッシャーが、前記防水層の下部に配置され、前記補強パネルに貫通し、前記断熱材の前記設置孔とは異なる位置を通って前記角波形凸状部に固定されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、断熱材の変形や損傷を防止するという課題を解決するために、前記パネル支持材が前記断熱材より硬質の硬質樹脂材からなるようにしてもよい。

本発明に係る断熱防水屋根構造体の施工方法は、断熱材が設置された建物の屋根上に架台を設置することを可能にするという課題を解決するために、架台を設置可能でかつ断熱性および防水性を備えた建物の屋根を施工するための架台設置型断熱防水屋根構造体の施工方法であって、角波形状のルーフデッキプレートを設置するルーフデッキプレート設置工程と、前記ルーフデッキプレートの角波形凸状部の上面に板状の断熱材を載置する断熱材載置工程と、前記断熱材において前記角波形凸状部の上面と当接する位置に貫通して形成された設置孔にパネル支持材を嵌入するパネル支持材嵌入工程と、前記パネル支持材上でかつ前記断熱材上に前記断熱材を保護する保護板を設置する保護板設置工程と、保護板上に補強パネルを設置する補強パネル設置工程と、補強パネル上に架台のベース板を固定するベース板設置工程と、前記ベース板、前記補強パネル、前記保護板および前記断熱材の上に防水層を設置する防水層設置工程とを有する。

本発明によれば、断熱防水屋根を構成する断熱材の変形や破損を防止し、断熱性能や防水性能を維持しながら建物の屋根上に架台を設置することができる。

本発明に係る架台設置型断熱防水屋根構造体の一実施形態を示す縦断面図である。 本実施形態における架台設置型断熱防水屋根構造体を示す平面図である。 他の実施形態の架台設置型断熱防水屋根構造体であってパネル支持材の個数が（ａ）４個の場合の実施形態および（ｂ）１０個の場合の実施形態を示す平面図である。 本実施形態における断熱用ワッシャーを示す（ａ）正面図および（ｂ）平面図である。 本実施形態の架台設置型断熱防水屋根構造体の施工方法を示す模式図である。

以下、本発明に係る架台設置型断熱防水屋根構造体およびこの施工方法の一実施形態について図面を用いて説明する。

本実施形態の架台設置型断熱防水屋根構造体１は、図１ないし図３に示すように、角波形状のルーフデッキプレート２と、ルーフデッキプレート２の上部に設置される断熱材３と、この断熱材３を貫通してなる設置孔４と、この設置孔４の内側に嵌入されるパネル支持材５と、このパネル支持材５の上部に支持される保護板６と、この保護板６の上部に固定される補強パネル７と、この補強パネル７の上部に設置される架台８のベース板８１と、このペース板８等の上を覆うように設置される防水層９とを有する。以下、各構成について説明する。

ルーフデッキプレート２は、屋根の下地材であって、本実施形態では、波形形状に形成されている。具体的には、図１に示すように、略直線状の凹部と、略直線状の凸部とが交互に並んだ形状を有しており、角波形凸状部２１の上面２２は断熱材３と面接触により支持するため略平坦状に形成されている。

断熱材３は、断熱性能を有する板状の素材であって、ウレタン、ポリスチレン、フェノール樹脂等からなる発泡系の断熱材が例示される。本実施形態における断熱材３は、約５０ｍｍの厚さに形成された発泡ウレタンからなる硬質ウレタンフォームにより構成されており、高い断熱性能とともに高い防水性能を備えたものとなっている。

なお、断熱材３は、硬質ウレタンフォーム等の一つの素材から構成される一層構造に限定されるものではなく、アスファルト素材の防水層等からなる多層構造でもよい。また、断熱材３の厚みは、特に限定されるものでなく、必要とされる断熱性能や強風に対する耐力に応じて適宜選択されるものであり、硬質ウレタンフォームを用いた場合では、２５ｍｍから１００ｍｍの範囲の厚さのものが好ましい。

設置孔４は、パネル支持材５を嵌入するための孔であって、断熱材３からルーフデッキプレート２の角波形凸状部２１の上面２２に至るまで、前記断熱材３を貫通するように形成されている。本実施形態における設置孔４は、図１および図２に示すように、内周面が円筒状に形成されている。

また、設置孔４は、保護板６および補強パネル７の幅に応じて複数開口されている。本実施形態における複数の設置孔４は、隣接する２本の角波形凸状部２１の上面２２に各角波形凸状部２１の長手方向に沿って等間隔に３つ、合計で６つ開口されている。

なお、設置孔４の数やパネル支持材５の個数は６個に限定されるものではなく、図３（ａ）に示すように４個や、３本の角波形凸状部２１に跨って設置される場合には図３（ｂ）に示すように１０個など、保護板６および補強パネル７の大きさや架台８の大きさ等に応じて適宜選択してもよい。

パネル支持材５は、設置孔４内に嵌入されて角波形凸状部２１の上面２２に固定されるとともに、その上部に設置される保護板６を支持するためのものである。このパネル支持材５は、設置孔４の内側に嵌合可能な円柱状に形成されている。

また、パネル支持材５は、断熱材３より硬質の材料から形成されていることが好ましく、本実施形態では、ヒートブリッジ現象を発生させずかつ耐荷重性能の高い硬質樹脂材によって形成されている。具体的には、硬質ゴムが例示される。

なお、パネル支持材５の形状は円柱状に限定されるものではなく、多角形の断面を備えた多角柱状などから適宜選択してもよい。

保護板６は、主に、架台８および架台８に設置される太陽光パネル等の構造物（図示しない）の重量による変形から断熱材３を保護するものであり、パネル支持材５により支持されているとともに断熱材３の上部に設置されている。本実施形態における保護板６は、アスファルトを主原料として砂粒などを混合した混合物により形成されている。パネル支持材５により支持されるとともに、構造物等による単位面積あたりの荷重を軽くするため、大きく隣接する２本の前記角波形凸状部２１，２１の外側の間隔に相当する幅よりも幅広の略正方形板状に形成されている。

補強パネル７は、架台８のベース板８１を固定するためのパネル材である。本実施形態の補強パネル７は、隣接する２本の前記角波形凸状部２１，２１の外側の間隔に相当する幅の正方形板状に形成されている。補強パネル７の厚さや素材の種類は、架台８や当該架台８により支持されるソーラーパネルなどの構造物の重量等に応じて適宜選択されるものであり、本実施形態では、厚さ４．３ｍｍの鋼板を用いている。

また、本実施形態の補強パネル７は、断熱用ワッシャー１０によってルーフデッキプレート２の角波形凸状部２１の上面２２に固定するためのワッシャー固定穴７１が形成されている。ワッシャー固定穴７１は、設置孔４に嵌入されるパネル支持材５との干渉を避けるため、角波形凸状部２１の上面２２に対応する位置であって前記設置孔４とは異なる位置に、所定の間隔を隔てて複数形成されている。具体的は、図１および図２に示すように、パネル支持材５が角波形凸状部２１の上面２２において左右中央位置より外側に配置されているのに対し、ワッシャー固定穴７１は前記中央位置より内側の位置に開口されている。

断熱用ワッシャー１０は、補強パネル７を角波形凸状部２１に固定するためのワッシャーであって、特許第４２０８０９５号公報に記載の断熱用ワッシャーが例示される。この断熱用ワッシャー１０は、図４に示すように、略中央部に形成したファスナー１１を挿通させる挿通孔１０１と、この挿通孔１０１を底部に有するとともに、当該挿通孔１０１に挿通されたファスナー１１の頭部を収容し、かつ充填用断熱材を充填するための容量を有する凹状の中空収容部１０２と、この中空収容部１０２の上縁部に形成されたフランジ部１０３とを有する。ファスナー１１は、挿通孔１０１を介して断熱用ワッシャー１０を角波形凸状部２１の上面２２に締結固定するためのものであり、ドリルネジなどが例示される。本実施形態における断熱用ワッシャー１０は、図１に示すように、防水層９の下部に配置される。このとき中空収容部１０２はワッシャー固定穴７１を介して補強パネル７に貫通している。また、中空収容部１０２は断熱材３設置孔４とは異なる位置を通り、ファスナー１１によって角波形凸状部に固定されている。

架台８は、建物の屋根上に太陽光パネル等の構造物を支持するために前記屋根上に設置されるものである。本実施形態における架台８は、図１に示すように、ベース板８１と、このベース板８１の上部に設けられた太陽光パネル等の構造物と連結する連結ボルト８２とを有する。当該架台８は、支持する構造物に応じて適宜選択されるものであり、本実施形態では、円形状のベース板８１を備えている。

防水層９は、屋根構造の最上位置に設けられる防水性能を有する層であり、アスファルト素材や合成ゴム素材、プラスチック素材をシート状に加工したものが例示される。本実施形態における防水層９は、アスファルト素材からなる防水シートで構成されており、ベース板８１、補強パネル７、保護板６、断熱材３および断熱用ワッシャー１０などの、上面が露出している部分を覆うように設置し、接着剤により接着固定されている。接着剤は、特に限定されるものではないが、断熱性能を高められる接着剤を用いることが好ましく、本実施形態では、ウレタン樹脂系の接着剤が用いられている。

次に、本実施形態の架台設置型断熱防水屋根構造体１の施工方法について説明する。

架台設置型断熱防水屋根構造体１の施工方法は、新設される建物の屋根に架台設置型断熱防水屋根構造体１を施工する施工方法である。本実施形態の架台設置型断熱防水屋根構造体１の施工方法は、図５に示すように、角波形状のルーフデッキプレート２を設置するルーフデッキプレート設置工程と、前記ルーフデッキプレート２に板状の断熱材３を載置する断熱材載置工程と、断熱材３の設置孔４にパネル支持材５を嵌入するパネル支持材嵌入工程と、パネル支持材５が嵌入された断熱材３の上部に保護板６を設置する保護板設置工程と、保護板６の上部に補強パネル７を設置する補強パネル設置工程と、補強パネル７の上部に架台８のベース板８１を固定するベース板設置工程と、ベース板８１等の上に防水層９を設置する防水層設置工程とを有する。以下、各工程について説明する。

ルーフデッキプレート設置工程では、屋根の下地材として建物の屋根部に角波形状のルーフデッキプレート２を設置する。

断熱材載置工程では、設置されたルーフデッキプレート２の角波形凸状部２１の上面２２に板状の断熱材３を載置する。本実施形態では、ルーフデッキプレート２の角波形凸状部２１の上面２２にウレタン樹脂系の接着剤を塗布し、その上部に硬質ウレタンフォームからなる板状の断熱材３を貼り付ける。このとき載置される断熱材３に予め複数の設置孔４が形成されている場合は、前記角波形凸状部２１の上面２２に当接する位置に貫通した前記設置孔４が配置されるように載置する。また、断熱材３に設置孔４が予め形成されていない場合は、断熱材載置工程の後に、載置された断熱材３に角波形凸状部２１の上面２２と当接する位置に貫通するように設置孔４を穿孔する設置孔開口工程を有していてもよい。

パネル支持材嵌入工程では、各設置孔４内にパネル支持材５を嵌入して角波形凸状部２１の上面２２に固定する。本実施形態では、角波形凸状部２１の上面２２や設置孔４の内周面にウレタン樹脂系の接着剤を塗布し、前記パネル支持材５を前記設置孔４に嵌入して前記角波形凸状部２１の上面２２に固定する。なお、接着剤はパネル支持材５の外周面に塗布して、それを設置孔４に嵌入して前記角波形凸状部２１の上面２２に固定するようにしてもよい。

保護板設置工程では、複数のパネル支持材５の上部であって、かつ断熱材３の上部に保護板６を設置する。本実施形態では、パネル支持材５および断熱材３の上部にウレタン樹脂系の接着剤を塗布し、保護板６を載置して固定する。

補強パネル設置工程では、保護板６の上部に補強パネル７を設置する。具体的には、保護板６の上面にウレタン樹脂系の接着剤を塗布し、その上部に補強パネル７を設置して接着固定する。また、本実施形態における補強パネル７は、断熱用ワッシャー１０とファスナー１１によって、角波形凸状部２１に締結固定される。具体的には、断熱用ワッシャー１０の中空収容部１０２を補強パネル７のワッシャー固定穴７１から断熱材３に設けられた穴内に収容する。そして、ファスナー１１を前記中空収容部１０２の底部に形成された挿通孔１０１に挿通させて、前記角波形凸状部２１の上面２２に締結固定する。これにより、補強パネル７は、断熱用ワッシャー１０のフランジ部１０３からの押圧を受けて前記角波形凸状部２１に強固に締結固定される。ここで、断熱性能を高めるため、前記中空収容部１０２内に充填用断熱材を収容させることが好ましい。

ベース板設置工程では、補強パネル７の上部に架台８のベース板８１を固定する。本実施形態では、ベース板８１を補強パネル７の上部にボルト等により締結固定する。

防水層設置工程では、ベース板８１、補強パネル７、保護板６、断熱材３および断熱用ワッシャー１０の上を覆うように防水層９を設置する。本実施形態では、前記ベース板８１等の上面にウレタン樹脂系の接着剤を塗布し、その上にアスファルト素材からなるシート状の防水層９を貼り付ける。

以上のような本実施形態の架台設置型断熱防水屋根構造体１およびこの施工方法によれば、以下に記載の作用および効果を奏することができる。
１．保護板６を設けることで、断熱材３が単位面積あたりの設置される架台８や太陽光パネル等の構造物の重量や構造物にかかる強風による負担を軽減することができるとともに、前記保護板６をパネル支持材６で支持することにより、構造物の重量等が直接的に断熱材３にかかり難くなり、前記断熱材３の変形や破損を防止することができる。
２．架台８を固定する補強パネル７を断熱用ワッシャー１０によってルーフデッキプレート２に締結固定しているため強風に耐え得ることができる。
３．ベース板８１等の上を覆うように防水層４を形成できるため、高い防水性能を備えることができる。
４．ＨＴ工法（登録商標）と同様の断熱処理および防水処理が可能であり、高い断熱性能および高い防水性能を維持しつつ、架台を設置することができる。

なお、本発明に係る架台設置型断熱防水屋根構造体およびこの施工方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、断熱材３は、補強パネル７を固定する際に使用する断熱用ワッシャー１０やファスナー１１と同様の断熱用ワッシャー１０およびファスナー１１を用いて、角波形凸状部２１の上面２２に締結固定してもよい。

１ 架台設置型断熱防水屋根構造体
２ ルーフデッキプレート
３ 断熱材
４ 設置孔
５ パネル支持材
６ 保護板
７ 補強パネル
８ 架台
９ 防水層
１０ 断熱用ワッシャー
１１ ファスナー
２１ 角波形凸状部
２２ 上面
７１ ワッシャー固定穴
８１ ベース板
８２ 連結ボルト
１０１ 挿通孔
１０２ 中空収容部
１０３ フランジ部

Claims (4)

1. 架台を設置可能でかつ断熱性および防水性を備えた建物の屋根として用いられる架台設置型断熱防水屋根構造体であって、
   前記屋根上に設置される角波形状のルーフデッキプレートと、
   前記ルーフデッキプレートの角波形凸状部の上面に載置される板状の断熱材と、
   前記断熱材において前記角波形凸状部の上面と当接する位置に貫通してなる設置孔と、
   前記設置孔の内側に嵌入されるパネル支持材と、
   前記パネル支持材により支持されつつ前記断熱材の上部に設置されて前記断熱材を保護する保護板と、
   前記保護板の上部に設置される補強パネルと、
   前記補強パネルの上部に固定される架台のベース板と、
   前記ベース板、前記補強パネル、前記保護板および前記断熱材の上を覆うように設置される防水層とを有する、架台設置型断熱防水屋根構造体。
2. 断熱用ワッシャーが、前記防水層の下部に配置され、前記補強パネルに貫通し、前記断熱材の前記設置孔とは異なる位置を通って前記角波形凸状部に固定されている、請求項１に記載の架台設置型断熱防水屋根構造体。
3. 前記パネル支持材が前記断熱材より硬質の硬質樹脂材からなる、請求項１または請求項２に記載の架台設置型断熱防水屋根構造体。
4. 架台を設置可能でかつ断熱性および防水性を備えた建物の屋根を施工するための架台設置型断熱防水屋根構造体の施工方法であって、
   角波形状のルーフデッキプレートを設置するルーフデッキプレート設置工程と、
   前記ルーフデッキプレートの角波形凸状部の上面に板状の断熱材を載置する断熱材載置工程と、
   前記断熱材において前記角波形凸状部の上面と当接する位置に貫通して形成された設置孔にパネル支持材を嵌入するパネル支持材嵌入工程と、
   前記パネル支持材上でかつ前記断熱材上に前記断熱材を保護する保護板を設置する保護板設置工程と、
   保護板上に補強パネルを設置する補強パネル設置工程と、
   補強パネル上に架台のベース板を固定するベース板設置工程と、
   前記ベース板、前記補強パネル、前記保護板および前記断熱材の上に防水層を設置する防水層設置工程と
   を有する、架台設置型断熱防水屋根構造体の施工方法。

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