JP3099141U - 屋根裏断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】　断熱効果が高く、簡易、安価、迅速に施工できる屋根裏断熱構造の提供。
【解決手段】　断熱パネル１を屋根裏面４０との間に空隙Ｓ１を保持して屋根裏面とほぼ平行に敷設するようにした屋根断熱構造であって、屋根架構材４に紐状または帯状の支持部材５が取り付けられ、前記断熱パネルに吊持具１４が取り付けられ、この吊持具を前記支持部材に係止することで、断熱パネルを支持部材に吊設した。
【選択図】　図４

Description

　本考案は、太陽により加熱された屋根材からの熱が、直接、もしくは天井材を介して室内へ伝達することを抑制させるための構造に関するもので、特に、既築の構造物への適用が可能で、主に放射伝熱による室内への入熱を低減させることができる屋根裏断熱構造に関するものである。

　近年、省エネルギーの観点から住宅の断熱化が重要となってきている。断熱対象となる部位は、屋根、壁、床などが考えられるが、特に夏季の日中の屋根断熱が冷房負荷の低減には有効である。

　従来の断熱技術としては、断熱材に工夫を凝らすことで断熱性能を上げることが盛んに開発されてきた。
　また、屋根断熱を目的として、セメント系板材に断熱材と反射材を積層して断熱性に優れた屋根材とした技術が知られている（特許文献１参照）。
　また、壁や屋根パネル裏面に断熱材を貼り、前記断熱材を覆うシートを内面に隙間を持たせて設けて鉛直方向に繋がる空間を作り、外部からの断熱と空気温度差による前記空間でのトンネル効果気流による冷却を狙った技術が知られている（特許文献２参照）。
　さらに、壁から屋根に連なる高気密のアルミニュウム被覆断熱ボードを、外壁および屋根との間に通気層を形成するように設けて、家屋の外郭を二重壁構造とする高気密高断熱家屋が知られている（特許文献３参照）。
　又、アルミ箔やアルミ蒸着を積層したシートを複数層重ねると共に、起立片でシート間に空間通気層を作り、この空間通気層に空気を流すことで断熱を行うようにした技術が知られている（特許文献４参照）。

　これらは、いずれも、まず固体の伝導熱抵抗を増すことを主体に、厚みのある断熱性の高いボード状断熱材を主材として単品面材を構成し、この単品面材を連ねたり、重ねたりして全面としての断熱層を形成するもので、部材の柔軟性がないので、敷設に際し、単品面材の寸法がぴったり合う必要があり、施工に時間を要し、特に既築家屋に後施工として適用することは難しい。

　また、工場の建屋のように、天井に相当する部材がなく、屋根材が直接家屋内に剥き出しの構造の家屋では、屋根材を支える構造部材との干渉が生じて、変形性に乏しい面材の全面取り付けは施工が困難で、工費がかかり、また、既築家屋への後施工取付は実質的には不可能に近い。

特許第３０３０４２９号公報 特開平９−１５８３５３号公報 登録実用新案第３００９５１２号公報 特許第３２２７１４０号公報

　以上説明したように、既存の屋根断熱技術は、伝導による入熱抵抗を上げることに主体を置いているので、断熱材板厚が厚くて施工の簡便性に乏しく、部材は寸法精度の高いものを必要とするなどの問題点があった。

　つまり、特許文献１の技術にあっては、セメント系板材に熱伝導係数の高い金属反射板を接触積層して屋根材としているために、これらの境界で接触伝熱により金属反射板の厚み方向に多量の熱量が貫通し、また、既築家屋では屋根材全てを取り替える必要があり、柔軟な適用が困難である等の問題点がある。

　また、特許文献２の技術にあっては、自然通気による抜熱を行う構造としているため、入熱量の大半を占める放射熱対策がなされておらず、また、本技術においても既築家屋では屋根材そのものを取り替える必要が生じるので、部材の所要寸法精度は高いものが必要であり、柔軟な適用が困難である。

　さらに、特許文献３の技術にあっては、気密性を目的としたアルミニュウム被覆断熱ボードであり、アルミニュウム被覆を硬質ウレタンフォーム室内面側に接触させて貼っているために、外部からの放射入熱と接触伝熱の入熱は殆んど遮断できず、また、特に部材の所要寸法精度は高いものが必要で、可撓性が乏しく、施工に技術と時間を要し、また、既築家屋や、工場や倉庫建物への適用はできない等の問題点がある。

　又、特許文献４記載の先行技術にあっては、起立片の折り目のみ（左右で逆折り）が必要で、かつ、表裏シートと同時位置決めをしないから接着が必要になり、生産性が悪いし、熱溶着法の適用が困難であり、高価になる。
　さらに、板状には吊るせるが、自由に折り畳めないため、該設家屋では天井裏へ点検口から持ち込むことができず、天井施工ができない。

　屋根裏断熱においては、屋根材直下に空気流を作ることが最も好ましい。つまり、屋根材と断熱パネル最上面の間に空間を設け、屋根材直下に空気流が生じることが最良で、熱慣性も最小にできるもので、本考案は、上記の点に鑑み、断熱効果が高く、簡易、安価、迅速に施工できる屋根裏断熱構造を提供することを課題としている。

　上記の課題を解決するために、本発明の屋根断熱構造（請求項１）は、
　少なくとも片面を低放射率面に形成した２層以上のシートを、少なくとも周辺の一部を接合すると共に、各シート間に支持材を着脱可能に介在させてシート間に空隙を形成させることにより、シート同士の面接触を防止させた断熱パネルを備え、この断熱パネルを屋根裏面との間に空隙を保持して屋根裏面とほぼ平行に敷設するようにした屋根断熱構造であって、
　屋根架構材に紐状または帯状の支持部材が取り付けられ、前記断熱パネルに吊持具が取り付けられ、この吊持具を前記支持部材に係止することで、断熱パネルを支持部材に吊設した構成とした。
　なお、本考案において、屋根架構材としては、垂木等を指す。

　前記請求項１記載の屋根断熱構造において、前記支持部材の表面が樹脂系素材で被膜されている態様（請求項２）がある。

　また、前記請求項１又は２記載の屋根断熱構造において、支持部材が長尺板に形成され、この長尺板に吊持具を係止するための係止穴が形成されている態様（請求項３）がある。

　本考案者らの調査・研究の結果では、瓦などの屋根材は、太陽放射熱で数十℃を超える温度に加熱されており、この裏面から発する放射熱も大変大きくなる。
　つまり、瓦等の不透明屋根材を介しても、屋根材から室内に流入する太陽入熱は放射入熱が圧倒的に大きく、例えば、１時間当り１０回の強制屋根裏換気を行っても、空気層流動による伝熱量と放射伝熱量の比は、夏期の正午では、約１対４である。

　このことから、放射率の低いシート（断熱パネル）を屋根材下面に非接触で敷設することで、接触熱伝導がなく、かつ、入熱の大半の遮断を可能にしたものである。すなわち、入熱側固体である屋根材と直接接触しないように空気層（空隙）を介在させるように、表面の放射率の低い断熱パネルを敷設して放射熱の遮断を効果的に行う。

　屋根材と断熱パネルの直接接触を避けるのは、低放射率材の殆んどは金属系の材料であり、金属系材は熱伝導率が高いので、接触すると接触伝熱で多くの熱量が断熱パネルを貫通するためである。
　さらに、断熱パネルの上面だけでなく、下面も空隙を持つ状態で断熱パネルを敷設する。つまり、天井材と断熱パネルの直接接触も避けたほうが、こちらの面の接触伝熱もなくなるので、より遮熱性能が高くできる。

　これの容易な施工法としては、例えば、架構材（例えば、垂木）に断熱パネルを取り付けて敷設すれば、容易に本構成とすることができる。

　以上の構成で、屋根からの入熱の方向特性が、鉛直上方向からの入熱であり、空気層があればこれが上層から温められるので、温度上昇して軽くなった空気は上部に滞留し、熱伝導としては空気層さえ設ければ、これが非常に高い伝導熱抵抗を持ち、発泡剤などでの断熱を行わなくても高い断熱が可能である。
　しかし、放射伝熱は空気層では抑えられないので、放射を跳ね返す表面低放射率の断熱パネルを敷設する。

　前記表面低放射率のシートは、これが複数層になるほどその効果は高くなる。さらに、遮熱性能低下の要因として、これらのシートは室内設置なので太陽光や風雨による劣化は殆ど無いが、気中の埃がシート上面に堆積すると、放射率が低下して性能が落ちるので、シートを複数層にして、シート間の端部を閉じ、シート層間に埃が入らないようにすれば、２層目以降のシート表面は埃堆積による経時劣化が殆ど生じず、シート全体の遮熱性能が維持できる。

　又、天井板を設けずに、室内で屋根材が剥き出しになる工場や倉庫などの夏場の室温上昇対策は、労働環境対策として重要であるが、安価にこれを行う断熱構造が実現できていなかった。この対策として、屋根からの入熱抑制、それも放射熱の抑制が最も有効であり、屋根直下での低放射率シートによる簡易遮熱で、安価に、かつ、容易に工場建屋内の夏場の室温上昇対策が実施可能である。

　また、軽くて柔軟性のあるシートを張る工法であれば、既存の家屋にシート放射断熱を後施工することも容易である。
　屋根裏断熱工事は狭いうえに障害物が多くあり、時としては高所作業となるので、施工する素材が軽く、寸法許容精度が大きいもの、折りたたんだり皺を生じさせて施工できるなど施工自由度が高く、狭い空間への搬入と広い面積への取り付けが容易で、低い寸法精度で施工しても遮熱性能が低下しないものであることが、非常に重要で、さらに、畜舎などの、気中の埃が多い環境での長期遮熱性能維持も重要であり、本考案はこれを可能にしたものである。

　以上のように、本考案の屋根裏断熱構造によれば、低放射率シートを用いて断熱パネルを形成し、そして、屋根架構材に紐状または帯状の支持部材を取り付け、一方、断熱パネルに吊持具を取り付けて、この吊持具を前記支持部材に係止させて断熱パネルを支持部材に吊設させるため、障害物が多くあり、時としては高所作業となる屋根裏断熱工事の安全性や作業性が向上し、簡単に施工できるので、施工自由度が高く、狭い空間への搬入と広い面積への容易な取り付けが可能で、迅速で効果の高い屋根断熱が実施できる。

　特に、屋根裏での作業が、屋根架構材に支持部材を取り付ける作業と、この支持部材に、断熱パネルに取り付けた吊持具を係止させるだけの作業となり、施工が簡単になり、施工時間を短縮させることができる。

　又、天井板を設けない、室内で屋根材が剥き出しになる工場や倉庫、畜舎などの夏場の室温上昇対策が安価に、かつ、容易に実施可能で、また、既存の家屋に断熱パネルを後施工することも可能になる等の利点もある。

　従って、本考案によれば、特に冷房負荷の低減に非常に有効な夏季の日中の屋根裏断熱が、簡易、かつ安全で安価に達成でき、工場の熱的労働環境を改善し、畜舎などの夏季の猛暑環境回避ができ、また、地球環境を守るために重要テーマとなっている住宅の高断熱化による省エネルギーに大きく貢献できるものである。

　断熱パネルを構成するシートの低放射率面の加工は、放射熱遮断の効果が期待できるものであればなんでも良く、アルミニュウム、銅などの金属系のフィルムや、これらの片を混入した塗装面でも良いし、光沢を持たせた面とすることが最も好ましい。

　また、放射率は好ましくは０．５以下、さらには０．３以下で小さいほど好ましく、さらに、前記シートの屋根に対向する側の面の放射率が、該シートの裏面より等しいか、もしくは低い放射率とすることが最も好ましい。

　前記シートを単層で設置すると、設置構造が簡単になり、コストも安価になる。
　前記シートを単層でなく、複数層に該シート間同士に空隙を設けて挿入するほど断熱効果は高くなるし、かつ、複数層にしたシートの少なくとも片側（埃堆積から考えればシート敷設における上端側）端部を閉じて、シート間への空気の流入を無くせば、気中の埃の内部堆積、つまり、その層の放射率低下が防止でき、埃の多い環境においてもシート全体の遮熱性能として、ほぼ初期性能の維持が可能となる。

　以下説明を容易にするために、図を用いて実施例を示す。
　図１は本考案の屋根裏断熱構造に使用する断熱パネルの実施例を示す斜視図、図２は第１実施例の屋根裏断熱構造を示す平面図、図３はこの屋根裏断熱構造を示す斜視図である。

　断熱パネル１は、柔軟性を有する２枚のシート１０，１０を両端に張出部１１，１１を形成させるように溶着部１２で接合すると共に、各シート１０，１０間に補強材を兼ねた棒状の支持材１３を介在させたもので、この支持材１３によりシート１０，１０間に空隙Ｓを形成させることでシート１０，１０同士の面接触を防止させるようにしている。
　なお、支持材１３としては、棒状、枠状、十字状等に形成できるし、支持材自体を組み立て構造や折り畳み構造に形成してもよい。

　又、断熱パネル１は、実施例では２枚のシートを用いた２層シート構造としたが、３枚以上のシートを用いた多層シート構造に形成してもよい。
　又、シート１０は合成繊維やガラス繊維で織られた丈夫なシートに、両面アルミペイントが塗布されており、表面・裏面ともに放射率が０．３程度のシートとなっている。もし、片面にのみアルミペイントが塗布されたシートであれば、太陽熱の入熱側の放射率を低くすることが肝要なので、放射率が０．９に近い合成繊維の剥き出し面でなく、アルミペイントが塗布された側を屋根面方向（上面）にする。この場合のシートとしては、剛性を有するもの、又、柔軟性を有するものを使用できる。
　また、本考案では、屋根裏での１５０℃以下の遠赤外線域の波長での放射遮蔽が主目的であり、太陽光における可視光線領域での反射のような色の効果は殆んど無いので、低放射率化のために、シートを白色にする意味は殆んどない。

　そして、前記断熱パネル１の屋根裏面への取付構造は、図２，図３に示すように、屋根架構材としての垂木４に紐状支持部材５が、吊り金具５０を介して、垂木４の延長方向と平行に取り付けられ、一方、断熱パネル１の端面には、前記支持材１３に取り付ける状態で吊持具１４が設けられて、この吊持具１４を前記紐状支持部材５に係止（引っ掛け）させたものになっている。
　なお、前記紐状支持部材５は、コ状針（一般に「タッカー」と称される）の打ち込み等で垂木４に留め付けるようにしてもよい。
　この屋根裏断熱構造では、垂木４に取り付けられた紐状支持部材５に多数個の断熱パネル１を吊設させるもので、これにより、屋根裏面４０との間に空隙Ｓ１を保持すると共に、天井との間にも空隙Ｓ２を保持させた状態に、多数枚の断熱パネル１を屋根裏面４０とほぼ平行に敷設させることができるし、断熱パネル１の取り付けが簡単になり、容易に施工することができる。

　また、図４は第２実施例の屋根裏断熱構造を示す斜視図である。
　この場合、垂木４に取り付ける紐状支持部材５を、垂木４と垂木４間に渡すように、垂木４の延長方向と直交する方向に取り付けて、これに断熱パネル１を吊設させるようにしている。

　前記吊持具１４は、図５に示すように、プレートの上端にフック１５が形成されると共に、その中程部分に戻り防止爪１６を有した起立片からなる突き刺し針部１７が形成されたもので、この突き刺し針部１７を断熱パネル１の支持材１３に突き刺すことで、この吊持具１４を断熱パネル１に取り付け、前記フック１５を紐状支持部材５に係止して、断熱パネル１を吊持させるようになっている。

　なお、前記図３及び図４のように、紐状支持部材５を用いた場合、断熱パネル１，１の隣接部において、１本の紐状支持部材５に対して、両断熱パネル１，１の吊持具１４，１４を共通使用して係止させることになる。ただ、２本の紐状支持部材５，５を平行に取り付け、それぞれの紐状支持部材５に対して、各断熱パネル１の吊持具１４を独立使用して係止させるようにしてもよい。
　このように、１本の紐状支持部材５に対して、各断熱パネル１の吊持具１４を独立使用させると、断熱パネル１，１の隣接部において、断熱パネル１に取り付けられた吊持具１４，１４同士の干渉を防止でき、断熱パネル１に吊持具１４を取り付ける際に、取付位置を考慮する必要がなくなり、施工性が向上する。

　次に、図６は第３実施例の屋根裏断熱構造を示す斜視図である。
　この例では、支持部材として、長尺板材に長手方向に平行して２個の長穴６０，６０が形成された帯状支持部材６が用いられている。
　そして、この帯状支持部材６を垂木４の下面に取り付け、断熱パネル１の端面に取り付けた吊持具１４を前記長穴６０に係止させることで、断熱パネル１を吊持させるようになっている。
　この場合、１個の帯状支持部材６に、２個の長穴６０，６０を形成しているので、断熱パネル１，１の隣接部において、各長穴６０に対して、各断熱パネル１の吊持具１４を独立使用して係止させることができ、断熱パネル１，１の隣接部において、断熱パネル１に取り付けられた吊持具１４，１４同士の干渉を防止することができる。

　又、前記、前記帯状支持部材６の表面は、樹脂系素材で被膜されており、これにより吊持具１４のズレ防止及び擦れ音の発生を抑えることができる。

　本考案において、断熱パネルに用いる低放射率シートの母材は特に材質の制限はないが、合成樹脂樹脂や紙を用いることができる。ただ、条件によっては１００℃近くまで温度が上がるので、この場合は耐熱性に配慮した材質の選定が必要である。シートの低放射率化はアルミペイント塗布による方法が最も簡単であるが、より低放射率化を狙って、アルミの箔を表層に貼っても良いし、亜鉛や銅、チタンなどいろいろな金属によっても用途に応じた低放射率化が可能である。

　又、実施例では、断熱パネルを、屋根裏面のほぼ全面積に対応して敷設するとしたが、屋根裏面の一部分、例えば、居間や寝室の屋根裏面等、部分的に対応して敷設させるものについても本考案に含まれる。

　又、吊持具としては、支持部材に係止させる（引っ掛ける）係止部を有していればよく、断熱パネルへ取り付けは、前記した突き刺し針部に限らず、ビス留めや釘打ち等でもよい。

　本考案の屋根裏断熱構造は、一般家屋の屋根裏断熱に適用できるだけでなく、工場や倉庫や畜舎などにみられる屋根が剥き出しの建物の屋根裏断熱にも適用可能であり、コンクリート構造の建築物での屋根裏断熱にも適用可能である。

本考案の屋根裏断熱構造に使用する断熱パネルの実施例を示す斜視図である。 第１実施例の屋根裏断熱構造を示す断面図である。 第１実施例の屋根裏断熱構造を示す斜視図である。 第２実施例の屋根裏断熱構造を示す斜視図である。 本考案の屋根裏断熱構造に使用する吊持具の実施例を示す斜視図である。 第３実施例の屋根裏断熱構造を示す斜視図である。

符号の説明

　１　断熱パネル
１０　シート
１１　張出部
１２　溶着部
１３　支持材
１４　吊持具
１５　フック
１６　戻り防止爪
１７　突き刺し針部
　３　吊持具
　４　垂木（屋根架構材）
　５　紐状支持部材
　６　帯状支持部材
４０　屋根裏面
５０　吊り金具
６０　長穴
　Ｓ　空隙
Ｓ１　空隙
Ｓ２　空隙

Claims (3)

1. 少なくとも片面を低放射率面に形成した２層以上のシートを、少なくとも周辺の一部を接合すると共に、各シート間に支持材を着脱可能に介在させてシート間に空隙を形成させることにより、シート同士の面接触を防止させた断熱パネルを備え、この断熱パネルを屋根裏面との間に空隙を保持して屋根裏面とほぼ平行に敷設するようにした屋根断熱構造であって、
   　屋根架構材に紐状または帯状の支持部材が取り付けられ、前記断熱パネルに吊持具が取り付けられ、この吊持具を前記支持部材に係止することで、断熱パネルを支持部材に吊設したことを特徴とする屋根断熱構造。
2. 請求項１記載の屋根断熱構造において、前記支持部材の表面が樹脂系素材で被膜されている屋根断熱構造。
3. 請求項１又は２記載の屋根断熱構造において、支持部材が帯状板に形成され、この帯状板に吊持具を係止するための係止穴が形成されている屋根断熱構造。

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