JP5248700B1 - 屋根材のカバー体及び屋根形成体 - Google Patents

Abstract

【課題】新築の場合は勿論既存の屋根材の外面にも簡易な構造で簡単かつ安価に設置できるとともに、電気エネルギーを用いることなく融雪でき、また、屋根を通しての熱移動を防いで室温上昇または低下を抑えることができる屋根材のカバー体及び屋根形成体を提供する。
【解決手段】屋根の瓦１１の外面にカバー体２１を覆うように直接載置し着脱自在に取付けて屋根形成体１とした。カバー体２１は、遮熱性を有する薄いステンレス鋼板で形成し、瓦１１の外面に沿った形状に形成した。これにより、冬期において、瓦１１及びカバー体２１の表面は凍り付かず、また、太陽光が反射し遮熱されて屋根に積もった雪４１の融解が促進される。そして、夏期において、太陽熱５１がカバー体２１によって遮断され、室内温度が上昇するのが抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、家屋の屋根瓦、工場や屋根のスレート等の屋根材の外面に取付けられて該外面を覆い、太陽熱や屋根下からの熱の移動を遮断する屋根材のカバー体及び屋根形成体に関するものである。

冬期において、積雪地方では、屋根に積もった雪の重みで家屋が倒壊するのを防止するため、日常的に人力による雪下ろしが行なわれている。しかし、雪下ろし作業は重労働であり、特に高齢者にとって大変な作業となっている。また、高所での作業のため、屋根からの転落の危険もある。そこで、屋根の積雪を加熱用チューブや電熱線を使用して融解する融雪装置を設けるなど、人力による雪下ろし作業を不要または軽減する各種の技術が提案されている。

例えば、特許文献１に記載の融雪屋根構造では、野地板上の桟木と桟木の間に断熱パネルが介設され、断熱パネル表面に良熱伝導性の表面材が被着され、さらにその上面に板状の蓄熱性部材と金属瓦が順に積層されるとともに、良熱伝導性の表面材には温水器で加熱された熱媒体液が流通する加熱用チューブが嵌設されている。これにより、金属瓦の屋根上に積もった雪は融解される。

一方で、夏期においては、太陽熱により屋根材が加熱され、その熱が室内に伝わって室温を上昇させる。特に、一般住宅の２階やアパート、マンション等の集合住宅の最上階での室温上昇は著しい。このため、屋根材に遮熱塗料を塗布することが行なわれることがある。また、屋根裏に空気が通流する断熱空間を設ける装置等が提案されている。

例えば、特許文献２に記載の遮熱・断熱通気材では、瓦と野地板との空間に、プラスチックプレートに多数の中空円錐体を成形加工した通気プレートを設け、通気プレートに遮熱カバーを被装している。これにより、屋根に照射した太陽熱が屋内に伝達するのが抑制され、室内の温熱環境が改善される。

特開２００３−２１３８５２号公報 特開２００６−１６９９５１号公報

しかし、冬期の融雪、夏期の遮熱のいずれにおいても、装置は一般に大がかりなものが多く、装置費は高額になるとともに、その設置は新築の場合でも大変な工事となり、既存の屋根に設置する場合では、屋根の大幅な改造を強いられることもある。したがって、一般にその設置は容易ではなく、施工に多くの時間が費やされるとともに、施工費も高いものとなっていた。

また、従来の融雪手段の多くは、加熱用チューブや電熱線を使用して積雪を融解するものであり、電熱器や加熱用チューブに流通する熱媒体液を加熱する温水器等を使用し、融雪のために別途に電気エネルギーを必要としたので、省エネ、節電の観点からも好ましくなかった。

そして、屋根材に遮熱塗料を塗布するものにおいては、期待される遮熱効果が得られないことがあった。また、長年屋根上の厳しい環境下に晒されるため、太陽光の紫外線等により塗膜が劣化して変色したり表面が荒れるとともに汚れが付着して反射率が低下するので、定期的に再塗装するなどのメンテナンスも必要とした。

そこで、本発明は、新築の場合は勿論既存の屋根材の外面にも簡易な構造で簡単かつ安価に設置できるとともに、電気エネルギーを用いることなく融雪でき、また、屋根を通しての熱移動を防いで室温上昇または低下を抑えることができる屋根材のカバー体及び屋根形成体の提供を課題とするものである。

請求項１の屋根材のカバー体は、遮熱性を有する板厚０．１５〜０．３０ｍｍの金属板材からなり、屋根材の外面に沿った形状に形成され、該屋根材の外面にこれを覆うように直接載置され取付具を介して着脱自在に取付けられるものである。

請求項２の屋根材のカバー体は、金属板材が、ステンレス鋼板で形成されたものである。
請求項３の屋根材のカバー体は、取付具が、クリップからなるものである。

請求項４の屋根形成体は、屋根に敷設されて該屋根を形成するものであって、屋根材と、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカバー体とからなり、カバー体が、屋根材の外面にこれを覆うように直接載置され取付具を介して着脱自在に取付けられたものである。

請求項１及び請求項４の発明は、屋根材の外面が、遮熱性を有する金属板材からなるカバー体で覆われているので、冬期において、屋根上に積もった雪は、屋根材及びカバー体の表面に凍り付かない。また、雪は、カバー体に照射されて反射した太陽熱によって融解が促進される。このため、雪は自重で屋根の傾斜面に沿って滑り易くなり、自然落下する。これにより、雪下ろし作業を軽減し或いは不要とすることができる。
そして、特に、この効果は、電熱器や温水器等の電気エネルギーを一切用いることなく得られるため、省エネ、節電に貢献する。
また、夏期或いは冬期等においては、遮熱性を有するカバー体により、太陽熱や室内からの熱が屋根を通して移動するのが阻止されるので、室温の上昇または低下を抑えることができる。

加えて、カバー体を屋根材に取付けるだけでよいから、新築の場合は勿論既設の家屋の屋根にも改造等を行なうことなく簡単かつ安価に設置できる。
更に、カバー体は金属板材で形成され、簡易な構造であるから、材料コストを節減できる。
また、屋根材は、カバー体で覆われていることにより、外部環境から保護されて劣化し難いとともに損傷し難く、長持ちする。

そして、カバー体は、屋根材の外面に沿う形状に形成されているので、カバー体を全面に至って屋根材の外面にその形状に沿わせて重ね合わせ直接載置することができる。これにより、カバー体が薄い金属板材で形成されていても、屋根上に人が載ったときに、カバー体に加わる荷重は屋根材で支持されるため、カバー体が凹み変形したり破損するのが防止される。

更に、カバー体は、屋根材の外面に沿って重ね合わせるように直接載置され取付けられるので、屋根材とカバー体との間には殆ど隙間を生じない。したがって、屋根材とカバー体との間に埃、ごみ等が侵入するのを防止でき、また、屋根材とカバー体との間に強風が吹き込まないので、強風によってカバー体が変形したり巻き上げられ吹き飛ぶ危険も回避できる。

請求項２の発明は、金属板材が、ステンレス鋼板で形成されているので、熱反射率が大きく優れた遮熱性を有する。そして、錆に強く耐腐食性があり、耐久性、耐候性に優れる。また、薄板であっても所要の強度、剛性を有する。したがって、屋根の外板として最適であり、実用性が高い。

請求項３の発明は、取付具が、クリップからなるものであるから、屋根材とカバー体とを一体に挟むようにして強制的に押し込むだけで、カバー体を簡単に屋根材に取付けたり、取り外すことができる。

本発明の実施形態の屋根形成体を敷設した屋根の要部断面図である。 図１の屋根を下方側から見た要部正面図である。 図１の屋根形成体の斜視図である。 図３のＡ−Ａ切断線による断面図である。 本発明の屋根形成体による融雪の効果を実証する屋根の側面図である。 本発明の別の屋根材を示し、(a)は波形スレートを屋根下方側から見た要部正面図、(b)は折板を屋根下方側から見た要部正面図である。

以下、本発明の実施形態の屋根材のカバー体及び屋根形成体を図に基づいて説明する。 図１及び図２において、家屋の野地板１２上に桟木１３を介して複数の屋根形成体１が敷設され屋根が形成されている。屋根形成体１は、屋根材としての瓦１１と、瓦１１の外面即ち上面を覆うようにその外面に載置され取付けられたカバー体２１とで構成されている。

屋根材である瓦１１は一般的な粘土瓦やセメント瓦、金属瓦等であり、図３等に示すように、主体部１１ａは緩い湾曲面に形成され、一方の側端部１１ｂは僅かにく字状に屈曲している。瓦１１は、一方の側端部１１ｂが隣合う瓦１１の他方の側端部１１ｃに上方から被せられて重合し、後端部１１ｄは傾斜方向で隣合う屋根上方側の瓦１１の前端部１１ｅが上方から被さるように重合して、隣同士が一部において重なる状態で屋根の上面全体に敷設されている。瓦１１の後端部１１ｄには釘挿通孔１１ｆが形成されており、必要に応じて釘挿通孔１１ｆに釘を挿通し、野地板１２上の桟木１３に打ち付けることにより瓦１１は所定位置に固定されるようになっている。

カバー体２１は、遮熱性を有する四角板状の金属板材からなり、瓦１１の外面に沿った形状に形成され、外面を覆うように直接載置され取付けられる。カバー体２１は後端部１１ｄを除いてほぼ瓦１１の外面全面を覆う大きさに形成されている。金属板材は、板厚０．１５〜０．３０ｍｍの非常に薄いステンレス鋼板が使用されている。このため、カバー体２１は瓦１１の外面の形状に沿った形状即ち瓦１１の外面と同一面形状に容易に折り曲げて形成することができる。これにより、カバー体２１は瓦１１の外面との間に隙間を生じることなく外面に張り付くように取付けられる。

また、カバー体２１は、取付具により瓦１１の外面に着脱自在に取付けられるようになっている。取付具は、略コ字板状の弾発性を有する金属製のクリップ３１からなる。クリップ３１の上下一対の対向面における自由端側の間隔は瓦１１の厚さとステンレス鋼板の板厚とを合わせた大きさより僅かに小さく形成されており、クリップ３１を、瓦１１とカバー体２１とを一体に挟むようにして強制的に押し込むだけで、瓦１１とカバー体２１とはクリップ３１によって弾性的に挟持され、カバー体２１は簡単に瓦１１に取付けられる。また、クリップ３１を外してカバー体２１を簡単に瓦１１から取り外すこともできる。

クリップ３１は、図３及び図４に示すように、瓦１１の前端部１１ｅ及び一方の側端部１１ｂのそれぞれ２箇所に取付けられている。なお、クリップ３１は、必要に応じて他の箇所にも取付けてもよく、逆に、一方の側端部１１ｂには取付けないものとしてもよい。なお、カバー体２１における後端部１１ｄ及び他方の側端部１１ｃは隣合う瓦１１の下面が載置され、上下の瓦１１で挟持されるので、この部分へのクリップ３１の取付けを省くことができる。要するに、クリップ３１はカバー体２１を瓦１１の外面の所定位置に確実に保持できれば、その取付数、取付位置は特に問わない。

次に、上記のように構成されたカバー体２１を瓦１１に取付けることによる融雪について説明する。
冬期に屋根に積もった雪４１は、瓦１１の外面が遮熱性を有するカバー体２１で覆われているので、瓦１１及びカバー体２１の表面は凍り付かない。このため、屋根上の雪４１は滑り易くなる。また、屋根上の雪４１は、太陽の直射熱５１ａの他、カバー体２１に当たって反射する反射熱５１ｂを受け、更に、一旦カバー体２１に吸収された後放散するふく射熱５１ｃも受ける。このため、太陽熱５１による融雪が促進される。これらのことにより、屋根に積もった雪４１は、自重によって屋根の傾斜面に沿って下方に移動し、屋根から落下する。

実際に、民家の屋根の積雪の融解について現地で試験を行なったところ、カバー体２１による融雪の効果が実証された。試験では、比較のため、図５に示すように、屋根の下側半分には瓦１１にカバー体２１を取付けた屋根形成体１を敷設し、上側半分はカバー体２１を取り付けず、露出状態とした。実地試験開始時の積雪量は約２０ｃｍであった。晴天が１週間続いた後、上側半分における積雪量は殆ど変わらず約２０ｃｍであったが、下側半分における積雪量は、約１０ｃｍに半減していた。また、カバー体２１を取付けた下側半分と取付けていない上側半分とがそれらの境界部分で分離し、屋根の傾斜方向に約２０ｃｍの幅Ｌで雪４１が消失しカバー体２１が露出していた。つまり、下側半分の積雪全体が上側半分の積雪と分離し、自重により塊となって屋根の傾斜面に沿って下方に約２０ｃｍ滑り込み移動していた。

次に、瓦１１の外面をカバー体２１で覆った屋根形成体１による夏期の遮熱について説明する。
夏期の炎天下では、太陽熱５１が瓦１１から室内に伝達して室内温度が高くなる。しかし、本発明は、瓦１１の外面が全体的にカバー体２１で覆われているため、直射する太陽光は、カバー体２１で反射し、遮熱される。実際に、真夏の炎天下に瓦１１にカバー体２１を取付けたものと取付けられていないものとの表面温度を比較のために株式会社佐藤計量器製作所製の赤外線放射温度計により測定してみると、前者はカバー体２１の表面温度が４５度であったのに対し、後者は瓦１１の表面温度は５８度であり、１０度以上の差が生じていた。

また、カバー体２１による遮熱効果は、冬期においても発揮され、従来、室内で暖められた熱の一部は屋根を通して上方に逃げていたのに対し、本実施形態の屋根形成体１によれば、カバー体２１によって下方からの室内の熱の移動が遮断され、室内温度の低下が抑えられる。

次に、このように構成された本実施形態の屋根形成体１の作用を説明する。
屋根材の外面は、遮熱性を有する金属板材からなるカバー体２１で覆われているので、冬期において、屋根上に積もった雪は、瓦１１及びカバー体２１の表面に凍り付かない。加えて、カバー体２１はステンレス鋼板で形成され、表面は平滑である。また、昼間に太陽光の直射熱５１ａを受けることに加え、太陽光がカバー体２１に当たって反射した反射熱５１ｂ及び太陽光が一旦カバー体２１に吸収されて放散するふく射熱５１ｃによって、融雪が促進される。これらによって、屋根上の雪４１は屋根の傾斜面に沿って滑り易い状態にあり、自重で屋根の傾斜面に沿って滑り自然落下する。このように、カバー体２１の遮熱効果が加わることによって、雪４１の屋根面の滑り移動が促進され、人力による雪下ろし作業は軽減されまたは不要となる。
そして、特に、この効果は、電熱器や温水器等の電気エネルギーを一切用いることなく得ることができるため、省エネ、節電に繋がる。

また、夏期において、遮熱性を有するカバー体２１により、太陽熱５１が屋根を通して室内に伝わるのが阻止されて室温の上昇が抑えられる。また、冬期において、室内の熱が屋根を通して屋外に逃げるのが阻止されて室温の低下が抑えられる。

加えて、屋根に敷設される屋根形成体１は、カバー体２１を瓦１１に取付けるだけで形成されるから、設置工事を簡単に行なうができ、新築の場合は勿論既設の家屋の屋根にも大幅な改造等を行なうことなく簡単に設置できる。
更に、屋根形成体１は瓦１１にカバー体２１を取付けるだけの簡易な構成であり、加えて、カバー体２１は後述するように非常に薄いステンレス鋼板で形成できるので、材料コストを節減できるとともに、非常に安価に設置できる。
また、瓦１１は、カバー体２１で覆われていることにより、紫外線、風雨、塵埃、落下物等から保護されるので、劣化し難いとともに損傷し難く、長持ちする。

そして、カバー体２１は、瓦１１の外面に沿う形状に形成されているので、カバー体２１を全面に至って瓦１１の外面に張り付けるように直接載置し取付けることができる。これにより、カバー体２１を０．１５ｍｍ程度の非常に薄いステンレス鋼板で形成しても、屋根上に人が載ったとき、その荷重はカバー体２１を介して瓦１１で支持されるので、カバー体２１が凹み変形したり破損するのが防止される。このため、ステンレス鋼板の板厚を非常に薄くすることができ、材料コストを低減できるとともに、屋根材全体の荷重の増加を小さめに抑えることができる。そして、カバー体２１を薄いステンレス鋼板で形成できることにより、カバー体２１の形状を既存の瓦１１の外面に合致する形状に容易に形成することができる。更に、カバー体２１を瓦１１に安定した状態で取着できる。

加えて、カバー体２１は、瓦１１の外面に張り付けられるように直接載置され取付けられるので、瓦１１とカバー体２１との間には殆ど隙間は生じない。その結果、瓦１１とカバー体２１との間に埃、ごみ等が侵入するのが防止され、また、瓦１１とカバー体２１との間に強風が吹き込まないので、強風によってカバー体２１が変形したり巻き上げられ吹き飛ばされる危険を回避でき、カバー体２１を長期に至って安定して屋根上に設置できる。

そして、金属板材は、ステンレス鋼板で形成されているので、優れた遮熱性を有し、熱、光の反射率が大きい。更に、ステンレス鋼板は、錆に強く耐腐食性があり、耐久性、耐候性に優れる。また、薄板であっても所要の強度、剛性を有する。加えて、表面は平滑であるから、雪４１が滑り落ち易い。したがって、瓦１１を覆う外板として最適であり、実用性が高い。

更に、カバー体２１は、クリップ３１を介して瓦１１の外面に着脱自在に取付けられるから、春期や秋期等においてカバー体２１が不要の場合は、適宜取外すことができる。

ところで、上記実施形態では、カバー体２１は瓦１１の外面に載置され張り付くように取付けられているが、カバー体２１と瓦１１との間に隙間が生じても、屋根上に人が載ったときにカバー体２１が凹み変形したり破損することがなく、また、隙間に吹き込む強風によってカバー体２１が吹き上げられたりすることもないなど、格別の不具合を生じなければ、瓦１１とカバー体２１との間に僅かな隙間があってもよい。

また、上記実施形態のカバー体２１は、取付具としてクリップ３１を使用して着脱自在に取付けられているが、これに限られるものではなく、ボルトナット等の取付具を使用して取付けてもよい。

更に、上記実施形態のカバー体２１は、瓦１１にクリップ３１などの取付具を使用して着脱自在に取付けられているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、接着剤を使用した接合や、ねじ固定等の手段によって、瓦１１から着脱不能なものとすることを妨げるものではない。この場合は、カバー体２１を瓦１１により強固に取付け固定できる。

次に、上記実施形態では、屋根材が瓦１１である場合を説明したが、本発明の屋根形成体１は、他の屋根材にも、同様に適用できる。
図６(a)は、屋根材が工場、倉庫等で使用される波形スレートである場合を示し、カバー体２１は、波形スレート６１の形状に合わせて波形状に形成されている。
また、図６(b)は、屋根材が同じく工場、倉庫等で使用される折板である場合を示し、カバー体２１は、折板６２の形状に合わせて台形波形状に形成されている。
本発明の屋根形成体１は、これらの屋根材に適用した場合にも、同様の作用効果を得ることができる。

加えて、上記実施形態の金属板材は、板厚０．１５〜０．３０ｍｍの非常に薄いステンレス鋼板が使用されているが、これに限られるものではなく、遮熱性を有する他の金属板材を使用してもよく、また、その板厚は、上記寸法に限られるものではない。

１ 屋根形成体
１１ 瓦（屋根材）
２１ カバー体
３１ クリップ（取付具）
６１ 波形スレート（屋根材）
６２ 折板（屋根材）

Claims (4)

1. 遮熱性を有する板厚０．１５〜０．３０ｍｍの金属板材からなり、屋根材の外面に沿った形状に形成され、該屋根材の外面にこれを覆うように直接載置され取付具を介して着脱自在に取付けられることを特徴とする屋根材のカバー体。
2. 前記金属板材は、ステンレス鋼板で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の屋根材のカバー体。
3. 前記取付具は、クリップからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の屋根材のカバー体。
4. 屋根に敷設されて該屋根を形成する屋根形成体であって、
   屋根材と、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカバー体とからなり、
   前記カバー体は、前記屋根材の外面にこれを覆うように直接載置され取付具を介して着脱自在に取付けられたことを特徴とする屋根形成体。

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