JP2732396B2 - 屋根構造体 - Google Patents

屋根構造体

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    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、屋根地を利用した屋根
構造体に係る。
【0002】
【従来の技術】建築物の屋根構造、例えば、多数の太陽
集熱器を設置した建築物の屋根構造には様々なものが知
られている。集熱器設置屋根については概ね2つの方式
に大別される。第1の方式の屋根構造は、下地が屋根本
来の機能を持ち、この屋根の上部に集熱器群を設置する
形式のものである。この種の屋根構造は、先ず屋根面に
据付け架台を固定し、架台上に固定金具を用いて多数の
集熱器を互いに間隔を開け隣接して取り付け、各集熱器
を接続して構成されている。実開昭58−186357
号は、集熱器群を設置した屋根構造の具体例を示してい
る。この種の屋根構造は、集熱器間の目地スペースを化
粧板で覆い、外観上はあたかも屋根に組み込んであるか
のように仕上げる構造のものである。こうした建築デザ
イン重視の設置形式には、例えば、実開昭59−161
466号に示すものがある。第2の方式の屋根構造は、
前述した第1の方式のものに比べて大幅に単純化されて
おり、屋根そのものが集熱器として機能する独特の構造
を備えている。本件出願と同一の名義人による特公平5
−041902号は、屋根の上側表面を利用して熱媒体
を移動させる技術に係り、また実公昭61−03204
2号は、2重瓦棒屋根構造の屋根組込み集熱器を明らか
にしている。この第2の方式の集熱器によれば大幅なコ
ストダウンを図れるが、瓦棒風鉄板屋根の形式に制約さ
れ、また職人的施工技術を必要とし、一旦造作してしま
えば簡単に撤去できない欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】集熱器利用設備は、省
エネルギー機器であると同時に、省経費を図れる投資効
率に優れた設備でなくてはならない。需要家に対する設
備導入の動機付けに必要な諸条件は、先ず第1に短い償
却年数であり、次に低廉なイニシャルコストである。ち
なみに、需要家の希望する償却年数は、岡山県南地区の
業務用のものでは概ね2〜5年であり、用途に応じこの
償却年数を実現できる工事単価が実現できるか否かにか
かっている。さらに、規模によるコストメリットを如何
にして実現するか、工事における安全性についての配慮
を含め、需用者の要望に沿った製品を開発する必要があ
る。
【0004】解決策として、集熱器のコスト低減を画策
するのも一案である。本件出願人と同一の名義人による
実開昭62−086838号は、非常に安価な集熱器の
一例である。しかしながら、総工事経費に占める集熱器
の割合は大きくなく、使用枚数の多い大型設備を除き大
幅なコスト削減は期待できない。集熱器据付けのための
架台設置工事、架台への集熱器取付け工事、各集熱器の
配管接続工事等に要する諸経費は、金額の多少の増減は
あるものの必要経費であり、集熱器のコストダウンを図
ってもその効果は半減してしまう矛盾をかかえていた。
本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解決するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した要望を満たすた
め、本発明による屋根構造体は、屋根の上方から下方に
かけて縦方向に延びる溝を備えた屋根地に対し、これら
溝を覆う状態に下敷きシート材料を配置した後、この下
敷きシート材料の上部に前記溝を横切る方向に間隔を設
けて梁を設置し、これら梁に交差した状態に前記溝に沿
って延びる支持部材を梁の上部に載せ、さらに、支持部
材を覆う状態に熱交換面シート材料を被せて構築され
る。
【0006】
【作用および発明の効果】前述の如く構成することによ
り、迅速な作業により、広域面積の可撓性熱交換面シー
ト材料は屋根地面から間隔をおいて布設され、強靭であ
りながら極めて軽量の広域面積の熱交換面が形成され
る。例えば、縦18.2m、横18.2mの可撓性熱交
換面シート材料を使用したとすれば、従来の平板型集熱
器173枚に相当する331mの大型の熱交換面が簡
単に得られる。この熱交換面の下側は、上部と下部のシ
ート材料の間の連続する空間に加えて、下部の下敷きシ
ート材料と屋根地との間にも断熱連続する空間が形成さ
れ、結果的に、屋根地の上方には熱の遮断層が形成され
る。従って、屋根は昇温せず、上部構造体は屋根の冷却
装置としての役割をも果たすことができる。熱交換面を
形成する上部のシート材料は梁と支持部材からなる格子
構造体に一体化され、全体として強度に優れる一体ユニ
ット構造の構築体となる。熱交換面シート材料は引張抵
抗材として機能し、格子構造と熱交換面シート材料の組
み合わせにより外部荷重に対し強靭な構造体となり、従
って、屋根に対する固定方法も簡単な構造の金具を用い
て行うことができ、従来のような手間のかかる強固な据
付け作業は不要である。架台にはパイプ等の軽量構造材
を使用でき、屋根面に対する負担も小さく経費も安くて
済む。前述の如くして布設された熱交換面は縦に連続す
る熱媒体のための通過経路を形成し、また横にも隣接し
て位置している。このように、本発明の屋根構造によれ
ば、新設または既設の建築物を問わず、建築物の支持面
を利用して簡単に熱交換面を構築することができるた
め、構築に要するトータルコストは総じて大幅に削減さ
れる。本発明の実施にあたり、例えば、通常の技術を有
するテント工事業者と配管設備業者が連係すれば施工で
き、将来の普及技術として広く利用されることが期待さ
れる。
【0007】
【実施例】図1は、スレート屋根の屋根地1を利用した
屋根構造体の一例を示す説明図である。図示の屋根地1
は、屋根の上方から下方にかけて縦方向に延びる突出し
た部分と窪んだ部分からなる凹凸面を形成している。こ
の屋根地の上には下敷きシート材料10bが布設され
る。下敷きシート材料10bは屋根地の窪んだ部分を覆
い、下敷きシート材料の下側に細分化された空気断熱層
1aが形成される。下敷きシート材料10bの上には、
前記屋根地の縦方向に延びる突出した部分に交差して横
方向に梁3が設置される。梁3と屋根地の突出した部分
とは交差して接し断熱効果を高めている。また、梁3は
支持部材2の基準面を形成している。図2は図1のII
−II線に沿った断面図であり、また図3は図1のII
I−III線に沿った断面図である。
【0008】梁3は適当な間隔をおいて屋根地上に配列
設置され、屋根構造体の一部4に固定される。こうして
設置された梁3の上に縦方向に支持部材2が載せられ、
屋根構造体の一部4に固定される。支持部材2は梁3と
交差接触し、支持部材から梁への熱の伝達を少なくして
いる。このように、梁3と支持部材2は熱交換装置の骨
格となる上下方向の熱の移動の少ない格子構造体を構成
する。
【0009】前述の如くして構成された格子構造体を覆
って熱交換面シート材料10が張り渡される。張り渡さ
れた熱交換面シート材料10は内側表面が熱媒体に接す
る熱交換面を形成している。熱交換面シート材料が風等
の影響により浮き上がるのを防ぐために必要に応じて支
持部材に対し適当箇所が固定される。
【0010】図示の屋根構造体を集熱装置として使用す
る場合、上部の熱交換面シート材料10aは受熱面を形
成し、また下敷きシート材料10bは隔壁を形成してい
る。その結果、上部と下部のシート材料10a、10b
により連続する空間が形作られる。この熱交換面シート
材料の内側表面は熱媒体と接触して熱交換を行う接触熱
交換面を形成し、熱媒体は熱媒体供給手段により前記内
側表面に供給される。
【0011】図示の例は、本発明の屋根構造体を水の流
下式集熱装置として構成した場合を示している。支持部
材2の下端2aには、この下端を横切って樋5が取り付
けられ、また上端2bの付近には給水手段6が設置され
ている。樋5は流下してきた水を回収するためのもので
あり、この樋5を介して水はタンクに戻される。コンク
リート屋根の場合にはこの屋根に予め溝を設けておき、
この溝を適当に断熱防水処理して樋として利用すること
ができる。
【0012】図4に示す給水手段6は、一連のノズルを
備えたノズルパイプ6aと、ノズルから放出された水を
後述する熱交換面シート材料10の裏側表面に付着させ
る整流板から構成されている。給水手段は他にサイホン
効果を利用した樋、越流オリフィスを備えた樋あるいは
噴射スプレイを使用することができる。
【0013】シート材料の使用形態は用途に合わせて適
宜選択される。例えば、ボイラーへの供給水を予熱した
り、ヒートポンプの熱源として水を加温したり、放熱装
置として、あるいは屋根冷却装置として使用される。屋
根地の裏側には断熱層12を設置しておくことができ
る。また、栽培漁業におけるように海水または淡水を僅
かに加温すればすむ事例では、下敷きシート材料10b
を省略し屋根を底板として利用することも勿論可能であ
る。
【0014】本発明に係る流下式集熱器は、前述したも
のにのみ限定されない。例えば、上部の熱交換面シート
材料をさらに透明体で覆うことも可能である。また、梁
や支持部材の設置、熱交換面シート材料の張付け作業は
必ずしも屋根の上で行なう必要はなく、予め地上で製作
したものをクレーンを用いて屋根に載せて据え付けても
よい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る屋根構造体の一例を示す斜視説明
図である。
【図2】図1のII−II線に沿った断面図である。
【図3】図1のIII−III線に沿った断面図であ
る。
【図4】集熱器の上方部分を示す一部断面図である。
【符号の説明】
1 屋根地 1a 空気断熱層 2 支持部材 2a 支持部材の下端 2b 支持部材の上端 3 梁 5 樋 6 給水手段 10 可撓性シート材料 10a 熱交換面シート材料 10b 下敷きシート材料 12 断熱層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 屋根の上方から下方にかけて縦方向に延
    びる突出した部分と窪んだ部分からなる凹凸面を形成し
    た屋根地と、この屋根地の上部に配置され、屋根地の窪
    んだ部分を覆って屋根地との間に細分化された空気断熱
    層を形成する下敷きシート材料と、前記屋根地の縦方向
    に延びる突出した部分に交差して間隔をおいて横方向に
    設置される梁と、前記屋根地の凹凸面の突出した部分に
    沿って前記梁に交差して間隔をおいて縦方向に設置され
    る支持部材と、前記梁および支持部材を屋根地に対し固
    定する固定手段と、前記梁および支持部材の構成する格
    子構造体を1つのユニットとしてその全体を覆い、前記
    下敷きシート材料から間隔を置いて支持部材に沿って支
    持され支持部材間に上下方向に連続する空間を形成した
    熱交換面シート材料と、この熱交換面シート材料の内側
    表面に熱媒体を接触させるように熱媒体を供給する熱媒
    体供給手段とを有する屋根構造体。
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