JP5215531B2

JP5215531B2 - 耐火フラット屋根

Info

Publication number: JP5215531B2
Application number: JP2006086943A
Authority: JP
Inventors: 宏平澤田
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007262698A

Description

本発明は、工場、倉庫、事務所、店舗、体育館、劇場、マンションなどの広範囲の屋根（リニューアルの屋根を含む）として利用可能な耐火フラット屋根に関するものである。

図９に従来のフラット屋根の一例を示す。このフラット屋根は、Ｈ形鋼などの屋根下地３０の上に折板（デッキプレート）３１を配設し、折板３１の上に発泡パネル３２を載設すると共に発泡パネル３２の上に防水シート３３を敷設するようにして形成されている（特許文献１参照）。上記の発泡パネル３２はポリエチレンやポリスチレンやポリウレタンなどの発泡体で形成されており、また、防水シート３３としては塩化ビニル樹脂製シートやポリオレフィンシートなどが用いられている。このようなフラット屋根としては、折板３１の代わりに、図１０に示すような断面形状を有するフラットデッキ３５を用いたものもある。

しかし、上記のフラット屋根では、発泡パネル３２と防水シート３３の両方とも強度が大きくないために、空調機や水タンクなどのメンテナンス等の際にフラット屋根上を歩行したり、現場搬入時・施工時及び施工後の軽歩行をしたりすると、発泡パネル３２と防水シート３３に割れや凹みが生じて歩行安定性や防水性が低下する恐れがあった。また、発泡パネル（断熱材）の吸湿、劣化による断熱性能の低下が問題となっていた。また、折板３１と発泡パネル３２と防水シート３３を順番に三工程で施工しなければならず、工期が長くなるという問題があった。
特開２００２−２４２３８２号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、歩行安定性や防水性の低下を防止し、しかも、気密性や施工性を高くすることができる耐火フラット屋根を提供することを目的とするものである。

本発明の耐火フラット屋根は、上下二枚の金属外皮１、２の間に断熱材３を介在させて断熱パネル４を形成し、複数枚の断熱パネル４、４…を建物躯体５に載設すると共に隣接する断熱パネル４、４を接続させ、断熱パネル４に防水シート６を敷設して成ることを特徴とするものである。断熱材３は樹脂断熱材である。
断熱パネル４は、この断熱パネル４から建物躯体５まで固定具１３ａが打ち込まれることで建物躯体５に固定される。
また、本発明にあっては、隣接する断熱パネル４，４を嵌合により接続する。隣接する断熱パネル４，４の嵌合は、断熱パネル４，４の一端部に形成されている嵌合凸部１０と他端部に形成されている嵌合凹部１１との嵌合によるものである。嵌合凸部１０を上下対称形状に形成すると共に、嵌合凹部１１も上下対称形状に形成する。また、本発明にあっては、断熱パネル４の一端部において、上側の金属外皮１を嵌合凸部１０の先端面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材上に配置すると共に下側の金属外皮２も嵌合凸部１０の先端面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材の表面に配置して、この先端面において金属外皮１、２の延出部分間を離間させ、断熱パネル４の他端部において、上側の金属外皮１を樹脂断熱材側に間隔をあけて折り返すと共に、下側の金属外皮２も樹脂断熱材側に間隔をあけて折り返すことで、折り返し部分同士の間に嵌合凹部１１を形成し、更に上側の金属外皮１を嵌合凹部１１の底面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材上に配置すると共に下側の金属外皮２も嵌合凹部１１の底面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材の表面に配置し、この底面において金属外皮１、２の延出部分間を離間させる。隣接する断熱パネル４，４の嵌合部分において、嵌合凸部１０の先端面と嵌合凹部１１の底面との間に熱膨張性のパッキン１２を設ける。このパッキン１２の上端部を、嵌合凸部１０における上側の金属外皮１の延出部分及び嵌合凹部１１における上側の金属外皮１の延出部分と嵌合方向に重ねると共に、このパッキン１２の下端部を、嵌合凸部１０における下側の金属外皮２の延出部分及び嵌合凹部１０における下側の金属外皮２の延出部分と嵌合方向に重ねる。

本発明にあっては、断熱パネル４の上面が平面であることが好ましい。

本発明では、上下二枚の金属外皮１，２で断熱材３をサンドイッチした断熱パネル４を用いるので、現場搬入時、施工時及び施工後に、その上を歩いても断熱パネル４に割れや凹みを生じないようにすることができ、歩行安定性や断熱性能や防水性を確保することができるものである。また、隣接する断熱パネル４、４を嵌合により接続するので、嵌合しない場合に比べて、通気性を低くすることができ、気密性を高くすることができるものである。さらに、従来のフラット屋根のシート防水の構成は、折板（デッキプレート）の載設と発泡パネルの載設と防水シートの載設の三工程が必要なのに対して、本発明では、断熱パネル４の載設と防水シート６の載設の二工程となり、施工性が高く、且つ工期短縮も図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明で用いる断熱パネル４は、図３に示すように、上下二枚の金属外皮１、２の間に断熱材３を充填して介在させることによって、サンドイッチパネルとして形成したものである。金属外皮１、２は厚み０．２７〜１．６ｍｍ程度の金属板をロール加工や折り曲げ加工するなどして形成されるものである。この場合、金属板としてはステンレス鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板（商品名「ガルバリウム鋼板」）、塗装鋼板、塩化ビニル樹脂被覆鋼板などの各種の金属板を用いることができる。金属外皮１と金属外皮２の厚みは同一であっても異なっていても良い。また、断熱材３としては厚み２０〜１２０ｍｍ程度のものを用いることができる。この場合、無機質断熱材としてはロックウールやグラスウールなどを用いることができ、樹脂断熱材としてはウレタンフォームやスチレンフォームやフェノールフォームやポリイソシアヌレートフォームなどを用いることができる。金属外皮１、２と断熱材３とは接着して一体化することができる。さらに、断熱パネル４の一つの端部には嵌合凸部１０が全長に亘って形成されていると共に断熱パネル４の他の一つの端部には嵌合凹部１１が全長に亘って形成されている。残りの二つの端部には嵌合凸部１０や嵌合凹部１１が形成されておらず、その端面は平坦に形成されている。

本発明では施工時及び施工後に歩行しても破損せず、デッキプレートと断熱材の二工程の材料を使うことなくフラット屋根を形成するために、断熱材３を金属外皮１、２で補強した断熱パネル４を用いる。断熱パネル４としては母屋等の建物躯体５，５間の荷重に耐え得る断面性能のものを用いる。断熱パネル４の断面性能は断面二次モーメントと断面係数とで表すことができ、本発明では断面二次モーメントが１１ｃｍ^４／ｍ以上、断面係数が２０ｃｍ^３／ｍ以上であることが好ましい。また、本発明のフラット屋根の断熱性能を確保するために、熱抵抗値は１．５ｍ^２Ｋ／Ｗ以上、熱伝導率０．０２Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。尚、断面性能（断面二次モーメント及び断面係数）は大きいほど、母屋などの建物躯体５の間隔を広げることができて好ましいので、特に上限は設定されず、例えば、下面に突条２５を設けて断面形状を有利にした図７のような断熱パネル４を用いることができる。また、断熱性能（熱抵抗値）も大きい方が好ましい。

図４には、母屋の許容スパンのグラフを示す。この場合、断熱パネル４としては、金属外皮１、２を厚み０．３５ｍｍのガルバリウム鋼板で形成し、断熱材３としてポリイソシアヌレートフォームを用い、一枚当たりの断熱パネル４の大きさが幅９１０ｍｍ、厚さ３５ｍｍ、重量８．０ｋｇ／ｍ^２のものを用いた。

防水シート６としては、防水性を有する軟質高分子材料、例えば、軟質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー等の軟質熱可塑性合成樹脂の他、アスファルトや改質アスファルトや合成ゴム等により形成したものを用いることができる。これらの樹脂材料等を単独で形成するようにしても、１種以上の複数の樹脂材料を積層状態にして形成するようにしても良い。防水シート６は長期間の防水性や紫外線及びオゾンに対する耐久性などに優れたものであるが、中でも特に、軟質ポリ塩化ビニル樹脂からなるものは、圧延等を利用することにより成形を容易に行え、熱融着できるので、経済性や施工性に優れ、好適に用いることができる。防水シート６の厚みは１〜３ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。

そして、本発明のフラット屋根は以下のようにして形成することができる。まず、複数枚の断熱パネル４、４…を建物躯体５に略水平に、すなわち、断熱パネル４の面方向が略水平になるように載設する。建物躯体５は屋根の梁や母屋などであり、Ｃ型鋼やＨ型鋼などを配設して形成することができる。また、建物躯体５の長手方向と平行な方向において隣り合う断熱パネル４、４は、嵌合凸部１０と嵌合凹部１１とを嵌合することにより接続される。ここで、嵌合凸部１０の先端面と嵌合凹部１１の底面との間にパッキン１２を介在させることにより、気密性や防水性を高めることができる。建物躯体５の長手方向と直交する方向において隣り合う断熱パネル４、４は、互いの端面を突き合わせて接続する。この時、施工誤差の吸収のために若干の隙間をあけて接続してもよい。また、隣接する断熱パネル４、４の接続された端部の上面間にはアルミニウム箔を用いた断熱テープ１７（幅寸法は約５０ｍｍ）を全長に亘って貼着することが望ましい。これにより、隣接する断熱パネル４、４の接続された端部間の隙間を断熱テープ１７で塞いで気密性や断熱性を高めることができる。

また、断熱パネル４の上側から建物躯体５までビスや釘などの固定具１３ａを打ち込むことにより、断熱パネル４を建物躯体５に固定することができる。また、固定された断熱パネル４に固定ディスク１４を通して他の固定具１３ｂを打ち込むことより断熱パネル４の上面に固定ディスク１４を取り付ける。図５に示すように、固定ディスク１４は、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂やフッ素樹脂等のホットメルト接着層１６を表面に設けた金属製の円板であり、例えば、ステンレス鋼板製で直径約５０ｍｍの円板を用いることができる。そして、複数個の固定ディスク１４を所定の間隔（約７０ｃｍピッチ）で配置した後、固定ディスク１４の貫通孔１４ａに上側から固定具１３ｂを通し、この固定具１３ｂを断熱パネル４の上側から建物躯体５にまで打ち込むようにする。

次に、図６（ａ）（ｂ）に示すように、建物躯体５に固定した断熱パネル４、４…をシート下地として、その上面を覆うように防水シート６を敷設する。この場合、防水シート６を全ての断熱パネル４、４…の上に被せた後、固定ディスク１４に対応する部分を熱風や電磁誘導等で加熱してホットメルト接着層１６を溶融し、この後、再びホットメルト接着層１６を固化又は硬化させることによって、防水シート６を固定ディスク１４に接着して固定する。また、複数枚の防水シート６、６…を用いる場合は、隣接する防水シート６、６の端部同士（３０〜６０ｍｍ）を重ね合せ、この部分を加熱した後、再びホットメルト接着層を固化又は硬化させることによって、防水シート６、６の端部を接着するのが好ましい。また、アスファルトや改質アスファルトを防水シート６として用いる場合は、断熱パネル４の上面と接着剤で接着する接着工法を採用することができる。このようにして防水シート６、６…を接合して一体化したシームレス工法により自由度が高く雨水などの浸入を完全に防止することができる。尚、防水シート６の接着には、公知の自動溶着機や溶剤溶着などを併用することができる。

図８（ａ）に防水シート６の固定方法の他例を示す。この方法では、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、下面に突出する突起２０を有する座金２１を用いる。そして、まず、建物躯体５に固定した断熱パネル４、４…の上に防水シート６を敷設し、その端部の上に座金２１を載せた後、座金２１の中央部の貫通孔２１ａから防水シート６を貫通するようにして断熱パネル４に固定具１３ｂを打ち込む。これにより、座金２１の突起２０を防水シート６に食い込ませながら防水シート６を断熱パネル４に固定する。この後、座金２１及び固定具１３ｂで固定した防水シート６に隣接させて他の防水シート６を敷設するが、この時、固定した防水シート６の端部の上に他の防水シート６の端部を重ね合わせることによって、座金２１と固定具１３ｂ及びこれらで固定した防水シート６の端部を、他の防水シート６の端部で覆うようにする。この後、上下に重なった防水シート６、６の端部同士を熱融着等で接着する。このようにして防水シート６、６の端部を隙間なく接着することができる。

また、図１、２に示すように、本発明のフラット屋根の周囲の一例を示すと、上方に突出する周囲部４０が形成されている。周囲部４０は内壁断熱パネル４２と外壁断熱パネル４１と上部断熱パネル４３とを建物躯体５に固定具４４で取り付けることにより形成されている。内壁断熱パネル４２と外壁断熱パネル４１と上部断熱パネル４３は上記シート下地用の断熱パネル４と同様のサンドイッチパネルで形成されている。内壁断熱パネル４２の表面には上記と同様の防水シート６が設けられている。また、略水平の断熱パネル４と略鉛直の内壁断熱パネル４２の接合部分には断面略Ｌ字状の接着金具４５が設けられており、接着金具４５のホットメルト接着層に断熱パネル４を覆う防水シート６の端部と内壁断熱パネル４２を防水シート６の端部とを重ね合せて熱融着する。さらに、周囲部４０の上端にアルミニウム製などの笠木４６を取り付ける。このようにして本発明のフラット屋根を形成することができる。

本発明のフラット屋根では、他の金属屋根材と同様に、屋根の軽量化を実現し、シンプルな平面・断面構成により高い意匠性・断熱性を実現することができる。また、金属外皮１、２で断熱材３をサンドイッチしていることにより、現場搬入時、施工時及び施工後の軽歩行による断熱材３の凹み、割れ、欠けといった懸念が大幅に低減される。また、金属外皮１、２によって断熱材３を保護するため、断熱材（イソシアヌレートフォーム）３の吸湿による断熱性能の低下を大幅に低減することができる。また、断熱パネル４の優れた防耐火性能（不燃材料、屋根耐火３０分）により、制限の厳しい防火地域を含むさまざまな地域の屋根として適応可能である。また、建物躯体５の挙動が大きいＳ造（鉄骨を構造材料としてつくった構造のこと）に適した工法で、地域・建物寸法に合わせた耐風圧力を考慮して安全率のコントロールも容易に行うことができる。また、隣接する断熱パネル４、４の嵌合部分はパッキン１２入りであり、継ぎ手、取合部表面にアルミニウム製などの断熱テープ１７を貼付することにより良好な気密性が得られ、断熱性に優れた断熱パネル４をシート下地として用いて建物躯体５の外側に施工するので、外断熱工法により屋根の断熱性能を高くすることができ、空調費の低減を図ることができる。特に、壁も断熱パネルを形成すると、外断熱の快適な空間を形成することができる。また、従来のシート防水下地の構成はデッキプレート敷設と断熱材敷設と防水シート敷設を順番に三工程で施工しなければならないが、本発明では断熱パネル４の敷設と防水シート６の敷設の二工程となり、迅速施工により工期の短縮を図ることができる。また、断熱パネル４は軽量であり、ビス等の固定具１３ａで止めつけることにより簡単に施工することができる。

また、断面性能が大きくて剛性が高い断熱パネル４の凹凸のないフラットな面で防水シート６を全面に亘って支持しているので、施工時やメンテナンス時の歩行に対して割れや凹みなどが生じず、安定して歩行することができるものであり、特に、空調設備の室外機などをメンテナンスする際に有効である。

また、従来の折板３１と発泡パネル３２に相当する断熱パネル４を一度に施工することができ、施工性を高くすることができるものであり、しかも、断熱パネル４は軽量でビスなどの固定具１３ａで締め付けることにより、簡単に施工することができ、また、断熱材３も金属外皮１、２で保護しており、風などで飛ばされないようにすることができる。

また、台風等で万一防水シート６に疵や裂け目ができた場合でも、防水シート６の熱溶着により簡単に確実に補修することができる。また、断熱パネル４の表面は金属外皮１、２で硬質のために、カラスなどの鳥が防水シート６をくちばしでつつかないようになって、鳥害を防止することができる。

本発明において、パッキン１２としては火災時の熱で発泡して膨張するものを用いることができ、例えば、厚み１〜６ｍｍのシート状の膨張フェルトで形成することができる。膨張フェルトは一般名称が「グラファイト配合型加熱膨張・不燃性ロックウールフェルト」と称されるものであって、例えば、商品名が「ＢＬＧＲ（ブルーライトグラファイト）」などを称されるものを用いることができる（ＢＬはロックウールフェルトの商品名）。また、膨張フェルトとしては、その組成がロックウール：８３％、バインダー：７％、グラファイト：１０％のものを用いることができるが、これに限定されるものではない。また、膨張フェルトとしては、膨張開始温度が２００〜２５０℃、膨張終了温度が５００〜５５０℃であり、加熱発泡倍率が厚み方向において３００℃で２５０〜３００％、４００℃で３００〜３５０％、５００℃で３５０〜４００％、６００℃で４５０〜５００％のものを使用することができる。さらに、膨張フェルトはロックウールフェルトと同等の不燃性を有するものである。そして、火災時の加熱により、パッキン１２が膨張することにより、嵌合凸部１０と嵌合凹部１１の嵌合部分に火災の加熱により隙間が生じても、この隙間を膨張したパッキン１２が充填（又は充満）して隙間を閉塞することができる。従って、パッキン１２による隙間の閉塞によって、断熱パネル４の一方の表面側で生じた火災の炎が、断熱パネル４の他方の表面側に通り抜けないようにすることができ、隣接する断熱パネル４、４の接続部分の耐火性を向上させることができるものであり、飛び火性能などを高くすることができる。

本発明の実施の形態の一例を示す一部が破断した斜視図である。同上の一部の断面図である。同上の本発明で用いる断熱パネルを示す斜視図である。同上の許容スパンを示すグラフである。同上の本発明で用いる固定ディスクを示す斜視図である。（ａ）（ｂ）は同上の本発明を示す断面図である。同上の本発明で用いる他の断熱パネルを示す断面図である。（ａ）は同上の他の防水シートの固定方法を示す断面図、（ｂ）は座金を示す断面図、（ｃ）は座金を示す平面図である。従来例を示す断面図である。他の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１金属外皮
２金属外皮
３断熱材
４断熱パネル
５建物躯体
６防水シート
１２パッキン

Claims

上下二枚の金属外皮の間に樹脂断熱材を介在させて断熱パネルを形成し、断熱パネルから建物躯体まで固定具を打ち込むことで断熱パネルを建物躯体に固定することにより複数枚の断熱パネルを建物躯体に載設すると共に隣接する断熱パネルを接続させ、断熱パネルに防水シートを敷設し、隣接する断熱パネルを嵌合により接続して成り、隣接する断熱パネルの嵌合が断熱パネルの一端部に形成されている嵌合凸部と他端部に形成されている嵌合凹部との嵌合によるものであり、嵌合凸部を上下対称形状に形成すると共に、嵌合凹部も上下対称形状に形成し、
断熱パネルの一端部において、上側の金属外皮を嵌合凸部の先端面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材の表面に配置すると共に下側の金属外皮も嵌合凸部の先端面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材の表面に配置して、この先端面において金属外皮の延出部分間を離間させ、
断熱パネルの他端部において、上側の金属外皮を樹脂断熱材側に間隔をあけて折り返すと共に、下側の金属外皮も樹脂断熱材側に間隔をあけて折り返すことで、折り返し部分同士の間に嵌合凹部を形成し、更に上側の金属外皮を嵌合凹部の底面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材の表面に配置すると共に下側の金属外皮も嵌合凹部の底面に延出してこの延出部分を樹脂断熱材の表面に配置し、この底面において金属外皮の延出部分間を離間させ、
隣接する断熱パネルの嵌合部分において、嵌合凸部の先端面と嵌合凹部の底面との間に熱膨張性のパッキンを設け、このパッキンの上端部を、嵌合凸部における上側の金属外皮の延出部分及び嵌合凹部における上側の金属外皮の延出部分と嵌合方向に重ねると共に、このパッキンの下端部を、嵌合凸部における下側の金属外皮の延出部分及び嵌合凹部における下側の金属外皮の延出部分と嵌合方向に重ねて成ることを特徴とする耐火フラット屋根。
断熱パネルの上面が平面であることを特徴とする請求項１に記載の耐火フラット屋根。