JP5659034B2

JP5659034B2 - 屋根構造

Info

Publication number: JP5659034B2
Application number: JP2011026910A
Authority: JP
Inventors: 鈴木雅彦; 佐藤浩
Original assignee: IG Kogyo Co Ltd
Current assignee: IG Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: JP2012167431A

Description

本発明は防火性能、耐火性能、防水性能、耐候性などを必要とする建築、構築物の屋根構造として使用でき、かつ軽量で、強度の高い屋根構造に関するものである。

建築、構築物の外壁材、屋根材として、金属板材間に合成樹脂発泡体を形成し一体化したパネルは数多く上市され、その断熱性を利用してフラットな屋根を形成する断熱下地として使用されるものが上市されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２６２６９８号公報

特許文献１は「フラット屋根」に係る発明であり、断熱性能を要求する屋根構造において、梁の上に直接断熱パネルを施工することで、従来の折板の下地施工工程を省略し、施工性を高くできるというものであった。しかしながら、この種フラット屋根により施工される屋根には、断熱パネルの接続（嵌合）方法に依存する強度の問題から断熱パネルを取り付ける梁の間隔が制限され、広くとることが出来なかった。また、火災時においては嵌合部分からの外れ、といった問題があった。さらに、断熱パネル上に形成した防水シートは、各種方法により接着されているが、断熱パネルと防水シートの接着強度が未だ弱く、強風時に防水シートがはがされることがあった。

本発明はこのような欠点を解決するために、芯材を表面材と裏面材とでサンドイッチしたパネルを雄雌嵌合して連結した屋根構造において、隣接するパネルの表面材と裏面材とを連結具でつなぐと共に、連結具の先端が、パネルにおける雌下縁裏面の芯材内に存在する状態とし、さらに、パネル表面に防水シートを形成すると共に、パネルと防水シート間の少なくとも一部にパネルと防水シートとを固定するための合成樹脂製シートを形成した屋根構造を提供するものである。

本発明に係る屋根構造によれば、パネルと防水シート間の少なくとも一部に合成樹脂製シートを形成することにより、（１）合成樹脂シートが、パネル（断熱層）と防水シート（防水層）間の接着性を強化し、強風時などに防水シートがはがれるのを防止出来る。（２）隣接するパネル同士が一体化されて屋根面全体が１枚のパネルのようになって強度が向上し、下地となる梁の間隔を従来に比して広く取れてコストが低く、施工性が高く、かつ工期が短縮できる。（３）パネルの連結後は重量物を載置しても、たわみが少なくなり、例えば工事用の機械を走行させてもパネル自体の割れ、折れなどの破損がほとんど無くなる。（４）壁用に使用される一般的なパネルでもフラット屋根に使用出来る。などの特徴、効果がある。

本発明に係る屋根構造の施工状態の代表的一例を示す説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造の施工状態説明図である。本発明に係る屋根構造に使用するパネルの代表的一例を示す説明図である。本発明に係る屋根構造を示す平面図である。本発明に係る屋根構造を示す平面図である。本発明に係る屋根構造を示す平面図である。本発明に係る屋根構造に使用するパネルのその他の実施例を示す説明図である。本発明に係る屋根構造に使用するパネルのその他の実施例を示す説明図である。本発明に係る屋根構造に使用するパネルのその他の実施例を示す説明図である。本発明に係る屋根構造のその他の実施例を示す説明図である。

以下に図面を用いて本発明に係る屋根構造について詳細に説明する。図１〜図９は本発明に係る屋根構造の施工状態を示す説明図、図１０（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る屋根構造に使用するパネルＡを示す説明図である。図中、αは下地、βはパネルＡを下地αに固定するためのスクリュービスなどの固定具、γはパネルＡ同士を連結するスクリュービスなどの連結具を示している。なお、図１〜図９は図１２の点線で囲んだ部分を拡大して示した部分拡大断面図と部分拡大斜視図である。

下地αは梁または母屋よりなる屋根下地材となるもので、図では角パイプを使用した下地αを示してある。勿論、Ｃ形鋼などを使用しても良いものであり、耐火性の向上のために繊維混入珪酸カルシウム板などで周りを囲って形成した下地αとすることも可能である。

パネルＡの全体形状の一例としては図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、長尺で金属製の薄板からなる表面材１と裏面材２間に芯材３をサンドイッチし、図では幅方向の下端に形成した雄型連結部４、上端に形成した雌型連結部５とから形成したものである。なお、Ｐはパッキング材で、防水性、気密性を向上させるが、特に耐火性を向上させる場合にはグラファイト混入ロックウールなど耐火性を有するパッキング材Ｐを使用する。

雄型連結部４は、表面材１の下端を上方に折り返した上縁６ａと、上縁６ａの先端を内方に屈曲した最奥片６ｂと、最奥片６ｂの先端を下方に垂下した差込片６ｃとから形成した係合溝６と、裏面材２の下端を外方に屈曲し先端を下方に垂下した雄下縁２ａと差込片６ｃと芯材３とから形成した係合片７とから形成したものである。

雌型連結部５は、表面材１の上端を内方に屈曲し先端を上方に突出した固定片８ａと、固定片８ａの先端を折り返し下方に垂下した上縁８ｂと、固定片８ａに形成した溝空間８ｃとから形成した嵌合片８、裏面材２の上端を外方に屈曲し先端を下方に垂下した雌下縁２ｂと上縁８ｂとから形成した嵌合溝９とから形成したものである。なお、１０はパネルＡの化粧面である。

勿論、雄型連結部４、雌型連結部５は上記形状に限定されるものでは無く、各種形状に成形された雄雌嵌合構造を形成するものである。

表面材１と裏面材２は金属製板材ａ、ｂよりなり、例えば鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ガルバリウム鋼板、ホーロー鋼板、クラッド鋼板、ラミネート鋼板（塩ビ鋼板など）、サンドイッチ鋼板（制振鋼板など）の一種をロール成形、プレス成形、押出成形などによって各種形状に成形したものである。

芯材３は断熱材で例えば合成樹脂発泡体ｃであれば、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム、塩化ビニルフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ユリアフォームなどの合成樹脂発泡体からなるものであり、特に耐火性を必要とする場合にはレゾール型フェノールの原液と、硬化剤、発泡剤を混合し、表面材１、もしくは裏面材２の裏面側に吐出させ、加熱して反応・発泡・硬化させて形成するものである。また、芯材３中には各種難燃材として軽量骨材（パーライト粒、ガラスビーズ、石膏スラグ、タルク石、シラスバルーン、水酸化アルミニウムなど）、繊維状物（グラスウール、ロックウール、カーボン繊維、グラファイトなど）を混在させ、耐火性、防火性を向上させることも出来る。

１１は目地テープであり、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、フラットに施工したパネルＡの目地部Ｍ、横目地部Ｙに目地テープ１１を貼着したものであり、隣り合うパネルＡの端部間で断熱性、防水性、気密性を向上するものである。なお、傾斜した下地α上にパネルＡを施工し、その目地部Ｍ、横目地部Ｙを目地テープ１１で施工した場合にはそのまま屋根として使用することも可能である。なお、目地テープ１１にはアルミニウム箔を用いた粘着テープを使用することにより、目地部Ｍ、横目地部Ｙの防水性、防火性、防炎性、気密性、耐候性、などを向上すると共に、熱によるパネルＡの伸縮によりテープが破れるのを防止するために形成するものである。勿論、目地テープ１１の代わりに、パッキング材、コーキング材などの防水目地材を形成しても良い。

１２は合成樹脂製シートであり、図６（ａ）、（ｂ）、図１３に示すようにパネルＡ上に図では縦横に一定間隔で形成したものである。この場合には、合成樹脂製シート１２はパネルＡ上に接着剤、熱融着、溶剤溶着などの固定手段を介して固定されているものである。

合成樹脂製シート１２は、後記する防水シート１３をパネルＡ上に接着固定するための固定下地として機能するものであり、合成樹脂製シート１２を軟質塩化ビニル樹脂製などの合成樹脂製のシートにより形成することにより、防水シート１３を熱融着または溶剤溶着により接合し、合成樹脂製シート１２と接着するものである。これは、熱あるいは溶剤によって合成樹脂製シート１２の合成樹脂を溶解させて防水シート１３と接合させる工法である。

１３は防水シートで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アスファルト、改質アスファルト、合成ゴムなど、あるいは防水性を有する軟質高分子材料の、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などの軟質熱可塑性合成樹脂シート（軟質塩化ビニル系シート、熱可塑性ポリオレフィン系シート）により形成したものである。なお、熱融着圧延などによる接着、あるいは溶剤溶着などによる接着を行う場合には、防水シート１３として軟質ポリ塩化ビニル樹脂からなるものを使用するのが好ましい。

そこで、本発明に係る屋根構造の施工順序の一実施例について詳細に説明する。まず、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようなパネルＡが図１（ａ）、（ｂ）〜図９（ａ）、（ｂ）に示すような水平な下地α上に連結固定され、図１１（ａ）、（ｂ）〜図１３の平面図に示す水平な屋上Ｋの屋根下地として形成されるとする。なお、図１１（ａ）はパネルＡを下地αに固定する固定具βを施工した状態を示す屋上Ｋの平面図、図１１（ｂ）はパネルＡ同士を固定する連結具γを施工した状態を示す屋上Ｋの平面図、図１２は固定具βと連結具γを施工した状態を示す屋上Ｋの平面図、図１３は目地テープ１１と合成樹脂製シート１２を施工した状態を示す屋上Ｋの平面図である。

なお、当該パネルＡは、働き幅が６００〜１０００ｍｍ位で、長さが９００〜３６００ｍｍ位の長尺状のものであり、下地αの間隔はそのパネルＡの長さや幅に合わせ適宜決定され、長手方向の木口端面に隣接するパネルＡ間の目地部Ｍは下地α上に形成される。

パネルＡの連結は、図１（ａ）、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、雄型連結部４の係合溝６に雌型連結部５の嵌合片８を連結し、雄型連結部４の係合片７を雌型連結部５の嵌合溝９に連結することにより、順次パネルＡを連結するものである。

また、パネルＡの下地αへの固定は図３（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）、に示すように形成するものであり、スクリュービスなどの固定具βを図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようなパネルＡの化粧面１０の下端部１０ａから上端部１０ｂの幅Ｗから下端部１０ａから最奥片６ｂまでの距離Ｗ２を差し引いたＷ１の範囲で、かつ目地部ＭにおけるパネルＡの両端部分を下地αに固定するものである。

なお、図１１（ａ）においては、目地部Ｍ部分のパネルＡの化粧面１０両端部で、かつ化粧面１０内の幅Ｗ１内において、上下端部および中央部分の３カ所を固定具βにより下地αに固定しているものである。勿論、固定具βの打設本数は任意であるが固定ピッチは強度の関係上例えば４５０ｍｍ以下が好ましい。

目地部Ｍ部分におけるパネルＡの施工は、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、パネルＡの端部間にウレタンフォームよりなる目地パッキング材Ｐ１を形成し、目地部Ｍの防水性、気密性を向上するものである。勿論、目地パッキング材Ｐ１としては、定型で弾性のあるパッキング材として発泡ゴム、ポリ塩化ビニル系、クロロプレン系、クロロスルホン化ポリエチレン系、エチレンプロピレン系、アスファルト含浸ポリウレタン系、ＥＰＭ、ＥＰＤＭなども使用でき、目地部Ｍの耐火性を向上する場合には耐火性を有するロックウールフェルト、セラミックウール、グラスウール、石綿、石膏ボード、各種無機発泡体、超高密度フェノールフォーム、グラファイト混入ロックウールなどを使用するものである。

連結具γは、連結されたパネルＡの嵌合部Ｇを更に強固に連結固定するための取付用ビスであり、パネルＡ同士の嵌合部Ｇ部分を連結するためのものであり、嵌合部Ｇ間に隙間が形成されるのを防止し、気密性能・断熱性能・防水性能を向上させるものであり、図１０（ｂ）に示すようにパネルＡの厚さＨとした場合に、図４（ａ）に示すように連結具γの高さをＨ１とすると、Ｈ＞Ｈ１の関係とし、図１０（ｃ）に示すようにパネルＡの化粧面１０から裏面材２の上縁８ｂの厚さをＨ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２の関係とするものである。これは、連結具γを打設した際に図６（ａ）に示すように連結具γが隣接する２枚のパネルＡを突き抜けないような寸法関係である。

連結具γによるパネルＡ同士の連結は、図４（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように、目地部Ｍと横目地部Ｙの交差する部分においては、下地αに達しないようにパネルＡ同士を固定するものであり、裏面材２を突き抜けないように形成して、気密性、断熱性、防水性の低下を防止し、長期に亘りパネルＡの劣化を防止するものである。また、パネルＡの表面材１、裏面材２と、隣り合うパネルＡの表面材１、裏面材２を同時に連結することで、１本の連結具γによりパネルＡ同士の４枚の金属製板材ａと金属製板材ｂ同士が同時に連結固定されることになる。勿論、梁などの下地αが存在しない部分においても、連結具γは相隣るパネルＡ同士を突き抜けないように形成するものである。

さらに詳説すると、図４（ａ）に示すように連結具γはパネルＡ２の化粧面１０、パネルＡ２の上縁６ａ、パネルＡ１の固定片８ａ、パネルＡ１の上縁８ｂ、パネルＡ２の差込片６ｃ、パネルＡ２の雄下縁２ａ、パネルＡ１の雌下縁２ｂの順に打ち込まれ、最終的に連結具γの先端が、パネルＡ２における雌下縁２ｂ裏面の芯材３内に存在する状態となるものである。

なお、連結具γの打設位置は図４（ａ）に示すように裏面材２の最上端から係合片７の先端までのＷ３とすると、Ｗ３の範囲の略中心部で行うものである。このように形成することにより、隣接するパネルＡ間の嵌合部Ｇの隙間が少なくなり、気密性能・断熱性能・防水性能が向上し、屋根全面が１枚のパネルのようになり強度を向上し、下地αの間隔を従来に比して広く取れるものである。

図１１（ｂ）に示すように連結具γのパネルＡの長手方向の打設ピッチＷ４は１００ｍｍ〜４５０ｍｍ（強度の関係上３００ｍｍ以下が好ましい）であるが、パネルＡの長さ（下地αの形成ピッチ）Ｘ、パネルＡの働き幅Ｚ、パネルＡの厚さＨ、パネルＡの断面性能である断面二次モーメントと断面係数を勘案して決められるものである。勿論、パネルＡを施工した屋上Ｋを歩行したり、あるいは工事用の機械を走行させたり、もしくは屋上Ｋへのエアコンなどの空調機や水タンクの設置作業、およびこれらのメンテナンス作業時に、パネルＡが破損しない強度を有するように設定されるものである。

また、固定具β、連結具γの打設位置を明確にするために、打設位置が目視出来ような点・ライン（印刷）、凹条・凹凸条（成形）、一定ピッチのパンチ痕（打痕）などをパネルＡに形成することも出来るものである。

パネルＡの施工が完了したら、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにアルミ箔に粘着材を形成したアルミテープよりなる目地テープ１１を目地部Ｍ、横目地部Ｙに接着する。

目地部Ｍ、横目地部Ｙへの目地テープ１１の施工が完了したら、図１３に示すように、パネルＡ上に塩化ビニル樹脂製シートよりなるの合成樹脂製シート１２を縦横に間隔を有して接着する。なお、合成樹脂製シート１２の幅、厚さ、施工間隔、施工方向は、各地域の降雨量、風雨の強さ、耐風圧性を考慮して設定するものである。

なお、上記目地テープ１１を目地部Ｍ、横目地部Ｙに形成せず、目地テープ１１の替わりに目地部Ｍ、横目地部Ｙに合成樹脂製シート１２形成することも出来るものである。

合成樹脂製シート１２の施工が完了したら、パネルＡ、目地テープ１１、合成樹脂製シート１２上に、塩化ビニル樹脂製の防水シート１３を全面に敷設する。この場合、合成樹脂製シート１２に溶剤を刷毛し、合成樹脂製シート１２と塩化ビニル樹脂製の防水シート１３とを熔解接着により強固に接着するものである。このようにして、屋上Ｋに断熱防水層を形成するものである。

このように、表面材１と裏面材２とを連結具γでつなぐと共に、連結具γは相隣るパネルＡ同士を突き抜けないように形成ことにより、（１）隣接するパネル同士が順次一体化されて屋根面全体が１枚のパネルのようになって強度が向上し、下地となる梁の間隔を従来に比して広く取れてコストが低く、施工性が高く、かつ工期が短縮できる。（２）パネルの連結後は重量物を載置しても、たわみが少なくなり、例えば工事用の機械を走行させてもパネル自体の割れ、折れなどの破損がほとんど無くなる。（３）隣接するパネルの雄雌嵌合部間の隙間が少なくなり、気密性能・断熱性能・防水性能が向上する。（４）隣接するパネルをつなぐ連結具はパネルの裏面まで突き抜けないので、連結具による気密性能・断熱性能・防水性能の低下が無く、長期に亘りパネルの劣化を防止できる。（５）パネルを施工するだけで防水性能が確保できるので天候に左右されずに屋内の作業をすぐに開始できて全体の工期を短縮できる。（６）壁用に使用される一般的なパネルでもフラット屋根に使用出来る。などの特徴、効果がある。

さらに、パネルＡを施工する下地αを傾斜して形成した場合には、フラット屋根だけでない通常の屋根、あるいは屋根下地としても使用することが出来るものである。

また、図４（ａ）に示すパネルＡ間の嵌合部Ｇ内に形成される溝空間８ｃは、室内側と屋内側に圧力差が生じた場合に懸念されるパネルＡの嵌合部Ｇ内の防水層にかかる圧力を、パネルＡの横目地Ｙ方向の長手方向に分散し、嵌合部Ｇ内に確実な防水層を形成するものである。

以上説明したのは本発明に係る屋根構造の一実施例にすぎず、図１４（ａ）、（ｂ）〜図１７に示すように形成することも出来る。

すなわち、図１４（ａ）、（ｂ）はパネルＡの長手方向木口端面に端面片１４を形成し目地部Ｍの施工性、防水性、気密性を向上したパネルＡである。

図１５（ａ）、（ｂ）はパネルＡのその他の実施例を示す説明図、１６（ａ）、（ｂ）はパネルＡの施工状態を示す断面図である。

図１７はパネルＡの目地部ＭのパネルＡと下地α間に長尺状で金属製の敷目板１５を形成し、目地部Ｍの防水性、気密性、防火性、耐火性を向上したものである。なお、敷目板１５の材質は金属製にはこだわらず、その目的に合わせて適宜決定出来るものである。

本発明に係る屋根構造によれば、隣接するパネルＡ同士が順次一体化されて屋根面全体が１枚のパネルＡのようになって強度が向上し、下地αとなる梁の間隔を従来に比して広くとれてコストが低くなり、施工性が高く、工期が短縮できる。また、パネルＡを施工するだけで防水性能が確保できるので天候に左右されずに屋内の作業をすぐに開始でき全体の工期短縮化・コストの低減に有効に活用出来る。さらに、強風時などに防水シートがはがれるのを防止出来る。

α 下地
β 固定具
γ 連結具
Ａパネル
Ａ１パネル
Ａ２パネル
Ｇ嵌合部
Ｋ屋上
Ｍ目地部
Ｐパッキング材
Ｐ１目地パッキング材
Ｙ横目地部
ａ金属製板材
ｂ金属製板材
ｃ合成樹脂発泡体
１表面材
２裏面材
２ａ雄下縁
２ｂ雌下縁
３芯材
４雄型連結部
５雌型連結部
６係合溝
６ａ上縁
６ｂ最奥片
６ｃ差込片
７係合片
８嵌合片
８ａ固定片
８ｂ上縁
８ｃ溝空間
９嵌合溝
１０化粧面
１０ａ下端部
１０ｂ上端部
１１目地テープ
１２合成樹脂製シート
１３防水シート
１４端面片
１５敷目板

Claims

芯材を表面材と裏面材とでサンドイッチしたパネルを雄雌嵌合して連結した屋根構造において、隣接するパネルの表面材と裏面材とを連結具でつなぐと
共に、連結具の先端が、パネルにおける雌下縁裏面の芯材内に存在する状態とし、さらに、パネル表面に防水シートを形成すると共に、パネルと防水シート間の少なくとも一部にパネルと防水シートとを固定するための合成樹脂製シートを形成したことを特徴とする屋根構造。