JP3227285U - 屋根用断熱パネル - Google Patents

Abstract

【課題】既存の折板屋根にも容易に施工することができることは勿論、屋内への熱放射を抑制することができるとともに空冷機能を得ることができ、且つ十分な強度を確保できる屋根用断熱パネルを提供する。【解決手段】折板屋根１の表面には、複数の矩形の断熱パネル３が山形部９に対応する部位でボルト・ナットによる固定具で固定されている。断熱パネル３は、ガルバリウム鋼板（登録商標）で形成されたパネル本体と、該パネル本体の裏面に貼り付けられた断熱シートとを有し、４辺の縁は裏面側に折り曲げられている。断熱パネル３における折板屋根１の谷部７に対応する部分には複数の通気孔が集約配置された多孔部１９が形成されており、谷部７の空間に籠る熱を外部に流出させるとともに外気を取り込んで空冷できるようになっている。【選択図】 図１

Description

本考案は、折板屋根に取り付けて屋内への熱放射を抑制するための屋根用断熱パネルに関するものである。

工場や倉庫などの屋根材として、金属板を専用の成型機で折り曲げた折板が用いられることが多い。例えばハゼ締めタイプの折板では、平坦な底面と、該底面の両端から斜め上方にテーパ状に広がって延びる斜面部とからなる逆台形の基本形状を有し、各斜面部の上端側には外側に向かって水平に延びる平面部とこれに連続したハゼ部等の連結部が形成されている。
各折板は母屋のＨ形鋼などの梁に固定されたタイトフレームに取り付けられて支持され、連結部を介して各折板を連結すると、山形部と谷部とが繰り返す波形状の折板屋根が構成される。

折板屋根は短い施工期間で大きなスパンにも対応できるため広く普及している。しかしながら、折板は熱伝導率の高い金属板で形成されているため、特に夏場には直射日光で高温になり、その熱放射で屋内の温度が上昇する問題がある。工場などでは天井がない場合が多いため、屋根からの熱放射で温度が上昇し易い。
夏場には工場内の温度が４０℃前後まで上昇して熱中症等の誘因になったり、暑くて作業者のモチベーションが低下したりして、ひいては生産性の低下に繋がる等の弊害も指摘されている。

このような作業環境を改善するため、扇風機やエアコンディショナーを使用したり、スプリンクラーを屋根に取り付けて水を撒いて冷やしたりする対策が講じられているが電気代や水道代が嵩んでしまい、ランニングコストが高くなってしまうという問題がある。

このような状況に対処すべく、特許文献１には、既存の折板屋根の表面（屋内側と反対側）を、遮熱特性（熱を反射して吸収しない特性）を有するポリエチレン系樹脂の矩形シートで覆う対策が提案されている。
この屋根用遮断シートは厚みが０．２〜２．０ｍｍ程度の薄肉となっており、シートと折板屋根との間の空間（主として谷部での空間）で熱が籠ることを防止するために、通気による空冷等を目的とした透過孔が複数形成されている。
透過孔は、熱の反射機能や空冷機能等との関係から、シートの全面積に対する望ましい開口率を定め、これに基づいて全面積に亘って一定のピッチで等間隔に形成されている。

特許第４７９２０５９号公報

特許文献１に記載の屋根用遮断シートでは、遮熱特性を有するシート材で金属製の折板屋根の表面を直接覆うことにより、直射日光による折板屋根の昇温を抑制できるとともに、透過孔の存在により空冷機能を得ることができる。
しかしながら、合成樹脂製のシート材は常時日光や風雨、雪等の自然環境に直接晒されると、経年劣化が早いという欠点がある。
また、折板屋根の場合にはその形状から容積の大きい谷部に熱が籠りやすいため、良好な空冷機能を得るためには谷部に対応する部位に透過孔が集約されるのが望ましいが、合成樹脂という材質や上記の厚みからして透過孔を集約的に形成すると著しい強度低下を招き、例えば風で飛ばされた木の枝等で容易に破損したり、強風でめくれて引き裂かれたりする懸念があった。
強度低下を抑制するためにシート全面に透過孔を均一的に配置しているが故に、空冷機能上重要でない山部に対応した透過孔がその通気特性を発揮できないまま存在する、という問題もあった。

本考案は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、既存の折板屋根にも容易に施工することができることは勿論、折板屋根から屋内への熱放射を抑制することができるとともに空冷機能を得ることができ、且つ十分な強度を確保できる屋根用断熱パネルの提供を、その目的とする。

本考案は、上記目的を達成するために為されたものであり、請求項１の考案は、山形部と谷部とが繰り返す波形状の折板屋根の表面側に固定される平板状の屋根用断熱パネルであって、前記山形部に固定される金属板からなるパネル本体と、該パネル本体の裏面に設けられた合成樹脂製の断熱シートとを備え、前記谷部に対応する部位に、前記パネル本体及び前記断熱シートを貫通する通気部を有していることを特徴とする屋根用断熱パネルである。

請求項２の考案は、請求項１に記載した屋根用断熱パネルにおいて、前記通気部が、複数の通気孔が接近して集約配置された多孔部としてなり、該多孔部が前記谷部の長手方向に間隔をおいて複数存在することを特徴とする屋根用断熱パネルである。

請求項３の考案は、請求項２に記載した屋根用断熱パネルにおいて、前記パネル本体が前記山形部にボルトとナットを有する固定具で固定されており、前記多孔部の孔の形状が円形状又は多角形状であることを特徴とする屋根用断熱パネルである。

請求項４の考案は、請求項１から３のいずれかに記載した屋根用断熱パネルにおいて、前記パネル本体が矩形の形状を有し、各辺の縁が裏面側に折り曲げられていることを特徴とする屋根用断熱パネルである。

請求項５の考案は、請求項１から４のいずれかに記載した屋根用断熱パネルにおいて、前記パネル本体が、ガルバリウム鋼板（登録商標）と該ガルバリウム鋼板（登録商標）の表面に形成された遮熱塗装層とを有するニスクカラー（登録商標）であり、前記断熱シートが、ポリオレフィンフォームと該ポリオレフィンフォームの表面にラミネートされた耐候性の表皮フィルムとを有するペフエコード（登録商標）であることを特徴とする屋根用断熱パネルである。

本考案によれば、既存の折板屋根にも容易に施工することができることは勿論、折板屋根から屋内への熱放射を抑制することができるとともに空冷機能を得ることができ、且つ十分な強度を確保できる屋根用断熱パネルを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る断熱パネルを既存の折板屋根に施工した例を示す部分斜視図である。 図１で示した折板屋根における折板の取り付け構成を示す斜視図である。 図１で示した折板屋根のみを示す斜視図である。 図１で示した断熱パネルの拡大斜視図である。 図１で示した断熱パネルの裏面側から見た拡大斜視図である。 図４のＶ１−Ｖ１線での部分断面図である。 図１のＶ２−Ｖ２線での概要拡大断面図である。 図１で示した断熱パネルの製造工程を示す図である。

以下、本考案の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、工場等における既存の折板屋根１の表面側（屋内側と反対側で太陽光が直接当たる側）に本実施の形態に係る屋根用断熱パネル（以下、断熱パネルと略す）３を敷設、施工したエリアの一部を示している。
折板屋根１は、専用の成型機で折り曲げられた樋状の複数の折板５をその長手方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に並置連結して、山形部９と谷部７とが繰り返す波形状を有している。
断熱パネル３は、Ｘ方向の横幅寸法が大きい長方形状（矩形）を有しており、Ｘ方向には１つの谷部７の開口幅分の寸法ｗを空けて配列され、Ｙ方向には寸法ｗよりも狭い寸法ｄを空けて配列されている。寸法ｗは施工作業を容易にするための足置きスペースとして確保されている。

ハゼ締めタイプの折板５は、図２に示すように、平坦な底面５ａと、該底面５ａの両端から斜め上方にテーパ状に広がって延びる斜面部５ｂ、５ｂ´とからなる逆台形の基本形状を有しており、これにより谷部７が構成されている。右側の斜面部５ｂの上端側には外側に向かって水平に延びる平面部５ｃと、これに連続した連結部（ジョイント部）としてのハゼ部５ｄが形成され、左側の斜面部５ｂ´の上端側には外側に向かって水平に延びる平面部５ｃ´とこれに連続した連結部としてのハゼ部５ｄ´が形成されている。ハゼ部５ｄ´は嵌め形状を有し、ハゼ部５ｄは嵌め受け形状を有している。

工場（不図示）の梁１１にはタイトフレーム１３が溶接等により固定されており、タイトフレーム１３に固定された吊子１５でハゼ部５ｄが把持されている。斜面部５ｂ´はタイトフレーム１３に不図示の固定具（ボルト・ナット）で固定される。
ハゼ部５ｄが吊子１５で把持された状態で隣りの折板５のハゼ部５ｄ´が嵌合し、その状態で締め付けが行われて折板５間の連結がなされる（図７参照）。連結により各折板５の平面部５ｃ、５ｃ´が連なることにより山形部９が構成される。
図３は、各折板５が連結された折板屋根１のみを示している。なお、図１では梁１１やタイトフレーム１３は省略している。

図１に示すように、各断熱パネル３は山形部９に固定するための複数の固定用孔１７を有しているとともに、通気部としての多孔部１９を有している。谷部７に籠る熱を外部に流出させるとともに外部空気の流入を許容して空冷機能を得るための多孔部１９は、谷部７に対応する部位に形成されており、谷部７の長手方向（Ｙ方向）に間隔をおいて複数箇所（ここでは３箇所）に形成されている。また、多孔部１９は、Ｘ方向にも間隔をおいて谷部７に対応する複数箇所（ここでは３箇所）に形成されている。

断熱パネル３は、図４及び裏面側から見た図５に示すように、山形部９に固定される金属板からなるパネル本体２１と、該パネル本体２１の裏面に貼り付けられた合成樹脂製で不燃性の断熱シート２３とを備えている。パネル本体２１の厚みは０．８ｍｍである。このパネル本体２１の厚みはそのサイズ、設置場所等によって０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲で選択する。
多孔部１９は、直径が５０ｍｍ程度の円形の通気孔２５が複数（ここでは９個）接近して集約配置された構成を有している。金属板からなるパネル本体２１の剛性を利用して、熱が籠りやすい谷部７の上面に通気孔２５を集約配置している。各通気孔２５はパネル本体２１及び断熱シート２３を貫通して形成されている。
熱の滞留空間が殆ど形成されない山形部９に対応する部位には通気孔２５を設けない構成としているので、断熱パネル３の強度を確保しつつ多孔部１９による空冷機能を効率的に得ることができる。
通気孔２５の形状は、円形状（円形や楕円形の概念を含む）や多角形状（三角形以上の角形状を含む）とすることができる。

また、パネル本体２１の各辺の縁２１ａは、図６に示すように、容器状をなすように裏面側に折り曲げられており、これによって剛性が高められている。

本実施の形態では、パネル本体２１は屋根材として好適に用いられるガルバリウム鋼板（登録商標）で形成されており、その中でも優れた耐候性、遮熱特性を有する日鉄住金鋼板株式会社製のニスクカラー（登録商標）を採用した。
ニスクカラー（登録商標）は、ガルバリウム鋼板（登録商標）に赤外線を反射する遮熱顔料を配合した遮熱塗装を施したものである。すなわち、ガルバリウム鋼板（登録商標）の表面に遮熱塗装層（遮熱塗膜）を有している。
断熱シート２３には、東レペフ加工品株式会社製のペフエコード（登録商標）を採用した。ペフエコード（登録商標）は、ポリオレフィンフォームに耐候性を有する表皮フィルムをラミネートした加工品で、厚さは４ｍｍである。

図７に基づいて、折板屋根１に対する断熱パネル３の固定構成を説明する。
断熱パネル３は、既存の折板屋根１の山形部９の頂部から上方に突出するハゼ締め部２７にボルト挿通孔２７ａを形成し、これを介して固定具２９で固定する構成となっている。固定具２９は、ボルト挿通孔２７ａに下側から挿通されるボルト３１と、該ボルト３１に螺合されるナット３３と、パネル本体２１とナット３３との間に配置される不図示のパッキン及びワッシャ３５とを有している。
吊子１５は、タイトフレーム１３にボルト３７とナット３９とからなる固定具４１で固定されている。

パネル本体２１は太陽光４３が直接当たるので昇温するが、これによる屋内側への熱伝導は断熱シート２３により抑制される。断熱パネル３の裏面側にある折板屋根１は断熱シート２３により抑制された熱放射４５を受けるがその程度は低く、折板屋根１の裏面側に位置する屋内側が受ける熱放射４７はさらに抑制される。これにより、夏場でも屋内の温度上昇を抑制でき、扇風機やエアコンディショナーの使用による消費電力を大幅に少なくすることができる。
上記のように、本実施の形態ではパネル本体２１にニスクカラー（登録商標）を採用しているので、赤外線反射特性による高い遮熱機能が得られ、通常の屋根材（ガルバリウム鋼板（登録商標））を利用した断熱パネルに比べて高い温度抑制機能を得ることができる。

［遮熱効果の確認実験］
既存の工場の折板屋根１に本実施の形態に係る断熱パネル３を施工した部分と施工しない部分を設けて実験をした。実施日は２０２０年５月５日、５月７日、５月８日（いずれも天候晴れ）で、測定時刻は１３時３０分、外気温度はそれぞれ３３℃、３０℃、３０℃であった。
その結果、断熱パネル３を施工していない部分の表面温度がそれぞれ４３℃、４３℃、４１℃であったのに対し、断熱パネル３を施工した部分の表面温度はそれぞれ３４℃、３２℃、３１℃であった。ニスクカラー（登録商標）による遮熱特性により、それぞれ９℃、１１℃、１０℃の温度抑制機能が得られることが確認された。更に、工場内の床から１ｍの高さにおいて室温を計測し、その結果はそれぞれ２４℃、２０℃、２０℃であり、作業者にとって快適な室温となった。
このニスクカラー（登録商標）による遮熱特性により抑制された温度はペフエコード（登録商標）からなる断熱シート２３によってさらに低減されるので、その裏面側にある折板屋根１の温度上昇は低く、その屋内側の熱放射による温度上昇はさらに抑制されることになる。

図７に示すように、折板屋根１の上面を断熱パネル３で覆った場合、谷部７には熱が滞留する空間が形成されるが、谷部７の部位に対応して多孔部１９が形成されているので、谷部７に籠る熱は通気孔２５を介して外部に流出するとともに、外気が流入するので空冷機能が得られ、蓄熱による折板屋根１の温度上昇が抑制される。
また、断熱パネル３はハゼ締め部２７を介して山形部９から浮き上がった状態で固定されているため、既存の折板屋根１への熱伝導が抑制される。

ニスクカラー（登録商標）は耐久性に優れたガルバリウム鋼板（登録商標）に遮熱塗装を施しているので、優れた耐候性と耐汚染機能も同時に有し、長期に亘って色褪せもない。また、断熱パネル３によって覆われる既存の折板屋根１は、日光や風雨、雪等の自然環境に直接晒されないので、その耐久性が延びることになる。
また、断熱シート２３を構成するペフエコード（登録商標）はそれ自体が耐候性、結露防止機能、耐傷性を有しているが、表面側を断熱パネル３で保護されているので、経年劣化が大幅に抑制されることになる。
実験の結果、断熱シート２３で裏打ちされた構成及び通気孔２５の存在により、折板屋根１のみの場合に比べて、大雨時の防音機能も得られることが分った。断熱パネル３は金属板であるパネル本体２１を介して固定具２９で固定されているので、台風等の強風下でも飛散しない強度を有する。また、通気孔２５の存在により、断熱パネル３の表面に水が溜まる心配もない。

図８に基づいて、本実施の形態に係る断熱パネル３の製造方法を説明する。
まず、施工現場のサイズに対応したパネル本体２１を用意する（ａ）。次にパネル本体２１の裏面に断熱シート（ペフエコード（登録商標））２３を貼る（ｂ）。
次に、固定用孔１７や通気孔２５の穴加工を行う（ｃ）。次に４隅のコーナー切欠を行う（ｄ）。最後に、４辺の縁２１ａを折り曲げる曲げ加工を行う（ｅ）。

上記のように、本考案に係る断熱パネル３は、剛性の高い金属板からなるパネル本体２１で断熱シート２３を覆う構成であるので、強度を確保しつつ折板屋根１の谷部７に対応する部位に通気孔２５を集約配置することができ、これによって高い遮熱特性と空冷機能を得ることができるとともに、断熱シート２３及び屋根を構成する部材の長寿命化を実現することができる。

以上、本考案の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲における設計の変更があっても考案に含まれる。
例えば、断熱パネル３におけるニスクカラー（登録商標）とペフエコード（登録商標）の組み合わせは、本考案の最適構成を示しており、通常のガルバリウム鋼板（登録商標）と断熱材との組み合わせであっても従来に比べて十分な強度を確保しつつ良好な遮熱特性、耐候性等を得ることができ、屋内の温度上昇抑制に十分に寄与できる。
また、上記の実施の形態ではハゼ締めタイプの折板屋根への適用例を示したが、重ねタイプや嵌合タイプの折板屋根についても同様に実施することができる。
また、上記の実施の形態では断熱パネル３と断熱シート２３の厚みとして特定の数値を例示したが、これらは施工現場の面積や条件に合わせて変化する。

１…折板屋根 ３…断熱パネル ７…谷部 ９…山形部
１９…通気部としての多孔部 ２１…パネル本体 ２１ａ…縁 ２３…断熱シート
２５…通気孔 ２９…固定具 ３１…ボルト ３３…ナット

Claims (5)

1. 山形部と谷部とが繰り返す波形状の折板屋根の表面側に固定される平板状の屋根用断熱パネルであって、
   前記山形部に固定される金属板からなるパネル本体と、該パネル本体の裏面に設けられた合成樹脂製の断熱シートとを備え、前記谷部に対応する部位に、前記パネル本体及び前記断熱シートを貫通する通気部を有していることを特徴とする屋根用断熱パネル。
2. 請求項１に記載した屋根用断熱パネルにおいて、
   前記通気部が、複数の通気孔が接近して集約配置された多孔部としてなり、該多孔部が前記谷部の長手方向に間隔をおいて複数存在することを特徴とする屋根用断熱パネル。
3. 請求項２に記載した屋根用断熱パネルにおいて、
   前記パネル本体が前記山形部にボルトとナットを有する固定具で固定されており、前記多孔部の孔の形状が円形状又は多角形状であることを特徴とする屋根用断熱パネル。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した屋根用断熱パネルにおいて、
   前記パネル本体が矩形の形状を有し、各辺の縁が裏面側に折り曲げられていることを特徴とする屋根用断熱パネル。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した屋根用断熱パネルにおいて、
   前記パネル本体が、ガルバリウム鋼板（登録商標）と該ガルバリウム鋼板（登録商標）の表面に形成された遮熱塗装層とを有するニスクカラー（登録商標）であり、前記断熱シートが、ポリオレフィンフォームと該ポリオレフィンフォームの表面にラミネートされた耐候性の表皮フィルムとを有するペフエコード（登録商標）であることを特徴とする屋根用断熱パネル。

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