JP5693912B2 - 建物の屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、住宅等の建物の屋根構造に関する。

従来、住宅等においては、建物の室内と外気とを区画する屋根躯体層の上方に断熱層を積層し、当該断熱層の上方に防水シートからなる防水層を積層するいわゆる外断熱工法により形成される屋根構造が提案されている。この種の外断熱工法による屋根構造は、屋根躯体層の上面に断熱層を設ける構成であるので、屋根構造としての厚さを増大させてしまい、これに伴って当該屋根構造下の居室に大きな天井高を確保し難い場合がある。

かかる問題を解決すべく、特許文献１に示す如く軽量気泡コンクリートによって形成される屋根躯体層の上面に防水シートを貼り付けて屋根構造を形成し、断熱層については、当該屋根構造下の天井部にグラスウール等の断熱材を充填して対応することが考えられる。

特開平０５−１６３８０４号公報

ところで、特許文献１に開示の如き屋根構造においては、冬季の室内の高湿度環境からの湿気を吸収したり、近年の想定外の降水や外気側に設けられる防水シートの経年劣化等に起因して屋根躯体層の外気側表面に到達する雨水等の水分を吸収したりして、屋根パネルが経年的に不測の含水状態に置かれることが考えられる。

しかしながら、上記特許文献１の構成においては、屋根躯体層の外気側に断熱材を不存在とする構成であるため、当該屋根構造が夏季等の強烈な日射に曝されると、当該屋根躯体層の外気側表面の温度が例えば８０℃以上の高温なものとなる。その結果、屋根躯体層は内部に溜め込んだ水分を湿気として一気に室内側に向けて放出してしまい、当該屋根躯体層の室内側が一時的にでも著しく高湿度な環境となり、これによって例えば屋根裏や天井裏に内部結露を発生させかねない環境となる虞がある。

本発明は、かかる点に鑑み、屋根躯体層内に含まれる水分が室内に向けて急激に放出されてしまうことを抑制することができる屋根構造を提供することを目的とする。

本発明は、室内と外気との間で換気を行う換気構造を備える建物の屋根構造であって、建物の室内と外気とを区画する屋根躯体層を備え、屋根躯体層の外気側表面は防水層により覆われ、屋根躯体層の室内側表面は、その屋根躯体層の透湿抵抗よりも大きな透湿抵抗を有して屋根躯体層から室内への放湿速度を換気構造により排出可能な程度に調整する透湿調整層に覆われ、透湿調整層は、屋根躯体層の室内側表面に塗布されて造膜される塗膜により形成され、透湿調整層の塗膜を形成する塗料は、水溶性、水分散型、及びエマルジョン型の少なくとも一種からなる水性樹脂と、架橋剤とを主成分として構成されており、水性樹脂は、アクリル樹脂、および変性アクリル樹脂の１種または２種以上の混合物からなり、架橋剤は、ヒドラジド、グリシジルメタアクリレート、シラノール、オキサゾリン、及び酸化金属の１種または２種以上の混合物からなることを特徴とする。

本発明では、透湿調整層により屋根躯体層の室内側表面を覆う構成なので、たとえ夏季の強烈な日射等により屋根躯体層の外気側表面が急激に温度上昇し、これに起因して屋根躯体層から室内側に向けての放湿圧力（水蒸気圧）が急激に高まることとなっても、その放湿は透湿調整層により塞き止められることとなる。従って、屋根躯体層内の水分が短時間に一気に放出されることはなく、建物の換気構造により除湿可能な程度まで放出速度を低減させて放湿することができるものとなり、その結果、当該水分に起因する内部結露の発生を抑制することができるものとなっている。また、屋根躯体層の室内側表面が当該屋根躯体層よりも透湿抵抗の大きな層により覆われることとなるので、少なくとも室内側からの水分（湿気）を当該屋根躯体層に容易に吸収させてしまうことを防止することができる。
また、屋根躯体層の室内側表面に均質に透湿調整層を形成することができ、屋根躯体層からの放湿状態にムラが発生してしまうことを防止することができる。
また、この構成によれば、屋根躯体層に蓄えられた水分を適正に放出することができる。

さらに、屋根躯体層は、軽量気泡コンクリートにより形成されると好適である。軽量気泡コンクリートは、高い耐火性を有する材料であるので、屋根躯体層として軽量気泡コンクリートを採用することにより、建物の耐火性能を向上させることができ、さらに、屋根躯体層としての強度を確保することができる。

さらに、屋根躯体層は、傾斜状に敷設されて勾配を有する構成とすることができる。屋根躯体層を傾斜状に敷設することにより、建物全体の意匠性の向上を図ることができるのみならず、降水時の建物の屋根からの排水を促進することができるものとなる。なお、勾配を有する屋根躯体層の場合、設置位置によっては外気側表面の法線方向に太陽が位置してしまい、屋根躯体層が太陽と正対することとなって直射日光を過大に受け、その過大な直射日光により室内に向けての過大な水蒸気圧が付与されることも想定される。しかしながら、本発明では、透湿調整層が設けられているので、勾配を有する屋根躯体層であっても、過大な水分の放出は効果的に抑制される。

さらに、勾配を有する屋根躯体層は、上端部が建物の上部を形成する陸屋根部に連結されており、下端部が建物の側部を形成する外壁部に連結されていると好適である。これによれば、法規定に定められる斜線規制に沿って屋根躯体層を設けることができるものとなる。

さらに、屋根躯体層と陸屋根部との間には、室内側と外気側とを連通する通気部が設けられていると好適である。これによれば、屋根躯体層の下方の空気を通気部から輩出することができるものとなる。したがって、屋根躯体層から透湿調整層を介して水分が放出される場合でも、その水分は通気部から速やかに排出され、その水分が屋根躯体層下方に留まることに伴う内部結露の発生を著しく抑制することができるものとなる。

本発明によれば、屋根躯体層内に含まれる水分が室内に向けて急激に放出されてしまうことを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る建物の斜視図である。 本実施形態に係る建物の１階部分を示す断面図である。 本実施形態に係る建物の２階部分を示す断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 傾斜屋根部と陸屋根部との連結部分を拡大して示す断面図である。 傾斜屋根部と外壁との連結部分を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
（建物の全体構成）

図１〜図３に示されるように、本実施形態に係る建物１は、３階建ての住宅建物であって、梁３Ａ，３Ｂと柱４とを備えた構造躯体２（図３参照）と、これら梁３Ａ，３Ｂや柱４等に支持されて各階の床を形成する各階床部５Ａ，５Ｂ，５Ｃと、梁３Ａ，３Ｂや柱４等に支持されて建物１の屋根を形成する屋根部６と、同じく梁３Ａ，３Ｂや柱４等に支持されて建物１の外皮を形成する外壁８とを備えている。なお、本実施形態に係る建物１では、適宜箇所に小梁３Ｚが設けられている箇所がある。

構造躯体２は、基礎から立ち上がる複数本（本実施形態においては８本）の柱４と、隣り合う柱４間に架設される複数本の梁３Ａ，３Ｂとを備えてなるいわゆるラーメン構造を構成している。

本実施形態に係る柱４は、建物１の１階下部から３階上部に亘って延設されており、各階を形成すべく所定高さに設定された梁接合部と、端部から梁接合部までを連絡する長尺状の部位、及び上下の各梁接合部間を連絡する長尺状の部位からなる一般部とを備えている。一般部は、公知の角形鋼管により形成されている。また、梁接合部は、梁３Ａ，３Ｂのせい（梁３Ａ，３Ｂの下端から上端までの高さ）と同程度の高さを有して四角筒状に形成されている。

梁３Ａ，３Ｂは、上下一対のフランジの中央部分をウェブにて連結してなるＨ型鋼により形成された梁本体と、梁本体の両端部に接合されて柱４の梁接合部に面接触するエンドプレートとを備えている。梁３Ａ，３Ｂは、エンドプレートが梁接合部に面接触して適宜にボルト結合される。

１階の床部５Ａは、所定寸法に形成される軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）製の複数枚の床パネル５ａ（図２参照）を基礎上に敷き並べて形成される。また、２階、及び３階の床部５Ｂ，５Ｃは、所定寸法に形成される軽量気泡コンクリート製の複数枚の床パネル５ａと、これら複数枚の床パネル５ａを構造力学的に一体化させる公知の剛床機構とを備えており、複数枚の床パネル５ａは適宜に梁３Ａ，３Ｂに支持されている。

なお、本実施形態では、２階が中間階に相当し、２階の床部５Ｂ（図３参照）は、２階の階高に一致した床面を有する一般床部５０と、床面５１ａ（図４参照）が一般床部５０よりも低位となる下げ床部５１とを備えている。

屋根部６（図１参照）は、所定寸法に形成される軽量気泡コンクリート製の複数枚の屋根パネル６ａを備えている。また、屋根部６としては、水平に屋根パネル６ａを敷設してなる陸屋根部６１と、陸屋根部６１と建物１の外壁８とを連結する傾斜屋根部６２との二種類の態様が設けられている。

屋根部６は、屋外を向いて風雨に晒される外面領域を有するため、その外面領域には室内への雨水等の進入を防止するための防水構造が設けられている。例えば、陸屋根部６１には、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）からなる屋根パネル６ａの上に発泡下地材（断熱材）、不燃板、そして防水シートが積層されて所定の防水構造が形成されている。また、傾斜屋根部６２には、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）からなる屋根パネル６ａの上に不燃板、防水シート、そして屋根仕上げ材（瓦材）などが積層されて所定の防水構造が形成されている。

外壁８は、一般に所定寸法に形成された軽量気泡コンクリート製の複数枚の外壁パネル９Ａによって形成され、各外壁パネル９Ａは、いわゆるロッキング工法（「ロッキング機構」ともいう）により上下両端部が梁３Ａ，３Ｂに、または梁３Ａ，３Ｂと基礎とに保持されている。また、外壁パネル９Ａの内側には断熱材が沿設されており、断熱材の内側には内装材を支持する内装下地が設けられている。

本実施形態に係る主要な断熱材は、フェノールフォーム等の気密性を有するプラスチック系断熱材を用いて平板状に形成された断熱ボードである。この種の断熱材は、設置する部位のサイズに応じて複数のブロックに分割され、そして各ブロックは外壁パネル９Ａの内側の所定位置に敷設され、継ぎ目が気密テープなどで覆われて設置されている。なお、断熱材としては、ロックウールやグラスウール等の繊維系断熱材も適宜に用いられている。

また、内装下地は、一対の縦桟の間に複数の横桟を組みつけて形成される木製のフレーム状に形成されており、支持固定部材を介して床パネル５ａや梁３Ａ，３Ｂに固定されるものとなっている。また、内装材は、平板状の石膏ボードなどにより形成されており、その石膏ボードが内装下地に留め付けられることで形成されている。

本実施形態に係る建物１の全体構成は以上である。次に、本実施形態に係る建物１の間取り等の一例について簡単に説明する。

本実施形態に係る建物１は、１階の前部（通りに面した部分）にガレージ（キャビティ）Ｇが形成されている。また、ガレージＧよりも後方（奥方）となる領域は外壁８で覆われており、外壁８の内側となる屋内領域（室内の領域）には各居室等が設けられている。建物１の前方からガレージＧを眺めた場合の右側の屋内領域は手前側に突き出ており、この突き出た領域には玄関Ｒ１が設けられている。

また、２階には、１階のガレージＧの略上方となる前部にリビングＲ８が設けられており、リビングＲ８の奥方にキッチンＲ１０が設けられている。リビングＲ８は下げ床部５１として構成されている。

また、キッチンＲ１０に面してベランダＶが配されており、ベランダＶの先端部には、通常の手摺などよりも、せい（高さ）の高いハイウォール部１０が設けられている。ハイウォール部１０は外壁パネル９Ａによって形成され、ハイウォール部１０のせいは、２階の階高よりも数十センチ程度低くなっている。その結果、キッチンＲ１０は、ハイウォール部１０によって隣接する建物からの視線が遮断される一方、採光を確保できるものとなっている。
（建物の屋根部）

次に、本発明の実施形態に係る屋根部について、図４〜図６を参照して詳しく説明する。上述のように、屋根部（屋根構造）６は、水平に屋根パネル６ａを敷設してなる陸屋根部６１と、陸屋根部６１と建物１の外壁８とを連結する傾斜屋根部６２とを備えている。

陸屋根部６１は、ＡＬＣ製の複数の屋根パネル６ａを備えており、屋根パネル６ａそれぞれの端部は、構造躯体２を構成する梁（以下、便宜的に「外周梁」という）３Ｃに当接して固定されている。

図５に示されるように、陸屋根部６１の屋根パネル６ａ上には、発泡下地材からなる断熱層２１が全面に亘って敷設されている。陸屋根部６１の周縁にはパラペット部３０が設けられており、断熱層２１のパラペット部３０近傍には、排水のための下り勾配が形成されている。断熱層２１のうち、略水平な上面を有する領域には不燃板（保護板）２２がねじ止めされており、さらに下り勾配を有する断熱層２１、及び不燃板２２の上には、全面を覆うように塩ビシートからなる防水層２３が設置されている。防水層２３の端部は、パラペット部３０内に収められている。

外周梁３Ｃの上部フランジ３ａには、防水層２３の端部を収めるために立ち上がっている断面略コの字状の長尺金物（以下、パラペット部材）３２がボルト結合されている。パラペット部材３２の天端部分には笠木部材３３が固定されており、パラペット部材３２と笠木部材３３とによってパラペット部３０が形成される。なお、パラペット部材３２と陸屋根部６１の屋根パネル６ａとの間には、モルタル４７が充填されている。

外周梁３Ｃには、所定の勾配を有するように梁（以下、便宜的に「傾斜梁」という）３Ｄが連結されている。傾斜梁３Ｄの上端部には、エンドプレート３ｄが固定されており、傾斜梁３Ｄはエンドプレート３ｄを介して外周梁３Ｃに固定されている。外周梁３Ｃ、及び傾斜梁３Ｄの室内側（下方）には、内装仕上げ材２０が設置されている（図４参照）

傾斜屋根部６２は、複数の屋根パネル６ａが所定の勾配を有して敷き並べた状態で形成される屋根躯体層７０を備えている。屋根躯体層７０は傾斜梁３Ｄの外気（屋外）側で、傾斜梁３Ｄに沿って配置されており、屋根躯体層７０の外気（上面）側には野地板７５が設置されており、野地板７５の上面にはルーフィング材が設置されて内防水部７１が形成されている。また、内防水部７１の上面側には、瓦材（屋根仕上げ材）７２ａが一部重なるように敷き並べられて外防水部７２が形成されており、外防水部７２、及び内防水部７１によって防水層７３が形成されている。

屋根躯体層７０の室内（下面）側表面には透湿調整層５４が設けられている。透湿調整層５４は、所定の塗料の塗布によって造膜される塗膜によって形成されている。透湿調整層５４は、屋根躯体層７０の透湿抵抗よりも大きな透湿抵抗を有しており、屋根躯体層７０から室内への放湿速度を換気構造４０により排出可能な程度に調整する。透湿調整層５４を形成するための塗布方式としては、刷け塗り方式、スプレー方式、ロールコーター方式等を採用できる。

透湿調整層５４を形成する塗料は、透湿調整層の塗膜を形成する塗料は、水溶性、水分散型、及びエマルジョン型の少なくとも一種からなる水性樹脂と、架橋剤とを主成分として構成されており、水性樹脂は、アクリル樹脂、及び変性アクリル樹脂の１種または２種以上の混合物からなり、架橋剤は、ヒドラジド、グリシジルメタアクリレート、シラノール、オキサゾリン、及び酸化金属の１種または２種以上の混合物からなる。この塗料によって透湿調整層５４を形成することにより、屋根躯体層７０に蓄えられた水分を適正に放出することができる。

ここで、本実施形態に係る換気構造４０について詳しく説明する。傾斜屋根部６２の屋根躯体層７０と陸屋根部６１の屋根パネル６ａとの間には、通気用の隙間が形成されており、その隙間を上面が覆うように透湿シート４３が設置されている。透湿シート４３は、野地板７５の上端裏面とパラペット部材３２とに固定されている。

屋根躯体層７０の室内側には、プレート材（図４参照）２０との間に換気のための隙間（換気路）Ｒが形成されており、換気路Ｒは、傾斜屋根部６２と陸屋根部６１との間を通って透湿シート４３まで連絡している。透湿シート４３は、水は通さないが、水蒸気等の気体は通すシートであり、透湿シート４３を介して室内側と外気側とは連通しており、湿気の放出が行われる。

透湿シート４３と、透湿シート４３を支持する野地板７５、及びパラペット部材３２とによって通気部４４が形成される。本実施形態に係る換気構造４０は、通気部４４と換気路Ｒを形成する各部材とによって形成される。

透湿シート４３の上方には、透湿シート４３を覆うように雨水の進入を防ぐための蓋体４６が設置されている。蓋体４６は、透湿シート４３を跨いでパラペット部材３２と防水層７３の上端に設けられた通気用部材４５とに固定されている。

図６に示されるように、傾斜屋根部６２を形成する屋根パネル６ａの下端は、構造躯体２を構成する梁（以下、便宜的に「外壁用梁」という）３Ａに支持されている。外壁用梁３Ａの上部フランジ３ｇには、屋根パネル６ａの下端に当接するベース部材８１がボルト結合され、さらにベース部材８１にはパネル支持部材８２が固定されている。外壁用梁３Ａは、傾斜屋根部６２を形成する屋根躯体層７０を支持している。また、ベース部材８１には、防水層７３の下縁に沿ってカバー部材８４が留め付けられており、カバー部材８４には樋８５が設置されている。

外壁用梁３Ａの下部フランジ３ｈには、断面略Ｌ字状の外壁パネル支持部材６３がボルト結合されており、外壁パネル９Ａは、外壁用梁３Ａの下方にて立設され、外壁パネル支持部材６３を介してロッキング機構を構成する態様にて外壁用梁３Ａに支持されている。

以上、本実施形態に係る傾斜屋根部６２は、屋根躯体層７０が建物１の室内と外気とを区画し、屋根躯体層７０の室内側表面が透湿調整層５４に覆われる構成となっている。そのため、屋根躯体層７０の内部に水分が含まれている場合において、例えば、夏季の強烈な日射等により屋根躯体層７０の外気側表面が急激に温度上昇し、これに起因して屋根躯体層７０から室内側に向けての放湿圧力（水蒸気圧）が急激に高まることとなっても、その放湿は透湿調整層５４により塞き止められることとなる。

従って、屋根躯体層７０内の水分が短時間に一気に放出されることはなく、建物１の換気構造４０により除湿可能な程度まで放出速度を低減させて放湿することができる。これによって、屋根躯体層７０内の水分に起因する内部結露の発生を抑制することができる。また、屋根躯体層７０の室内側表面が屋根躯体層７０よりも透湿抵抗の大きな透湿調整層５４により覆われることとなるので、少なくとも室内側からの水分（湿気）を屋根躯体層７０に容易に吸収させてしまうことを防止することができる。

また、本実施形態では、屋根躯体層７０を構成する屋根パネル６ａとして、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）を採用している。ＡＬＣは、高い耐火性を有する材料であるので、建物１の耐火性能を向上させることができ、さらに、屋根躯体層７０としての強度を確保することができる。

また、屋根躯体層７０は、傾斜状に敷設されて勾配を有しており、建物全体の意匠性の向上を図ることができるのみならず、降水時の建物の屋根からの排水を促進することができるものとなる。なお、勾配を有する屋根躯体層７０の場合、設置位置によっては外気側表面の法線方向に太陽が位置してしまい、屋根躯体層７０が太陽と正対することとなって直射日光を過大に受け、その過大な直射日光により室内に向けての過大な水蒸気圧が付与されることも想定される。しかしながら、本実施形態に係る屋根躯体層７０では、透湿調整層５４が設けられているので、勾配を有する屋根躯体層７０であっても、過大な水分の放出は効果的に抑制される。

さらに、勾配を有する屋根躯体層７０は、上端部が建物の上部を形成する陸屋根部６１に連結されており、下端部が建物１の側部を形成する外壁（外壁部）８に連結されている。そのため、法規定に定められる斜線規制に沿って屋根躯体層７０を設けることができるものとなる。

さらに、本実施形態では、屋根躯体層７０と陸屋根部６１との間に通気部４４が設けられているので、屋根躯体層７０の下方の空気を通気部４４から輩出することができる。その結果として、屋根躯体層７０から透湿調整層５４を介して水分が放出される場合でも、その水分は通気部４４から速やかに排出され、その水分が屋根躯体層７０下方に留まることに伴う内部結露の発生を著しく抑制することができるものとなる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、屋根躯体層の外気側表面を覆う防水層として、ルーフィング材及び瓦材からなる態様を例示したが、防水層としては、例えば、屋根躯体層の外気側表面に設置された不燃板、及び不燃板を覆うように設置された防水シートなどからなる態様であってもよい。また、透湿調整層は、屋根躯体層の室内側表面のみに設けられるのではなく、室内側と室外側の両面に設けられていてもよい。透湿調整層を室外側にも設けることで、防水層と共に、屋根躯体層内への水分の進入を抑制できる。

１…建物、６…屋根部（屋根構造）、８…外壁（外壁部）、４０…換気構造、４４…通気部、７０…屋根躯体層、７３…防水層、５４…透湿調整層、６１…陸屋根部。

Claims (5)

1. 室内と外気との間で換気を行う換気構造を備える建物の屋根構造であって、
   前記建物の室内と外気とを区画する屋根躯体層を備え、
   前記屋根躯体層の外気側表面は防水層により覆われ、
   前記屋根躯体層の室内側表面は、該屋根躯体層の透湿抵抗よりも大きな透湿抵抗を有して当該屋根躯体層から室内への放湿速度を前記換気構造により排出可能な程度に調整する透湿調整層に覆われ、
   前記透湿調整層は、前記屋根躯体層の室内側表面に塗布されて造膜される塗膜により形成され、
   前記透湿調整層の塗膜を形成する塗料は、水溶性、水分散型、及びエマルジョン型の少なくとも一種からなる水性樹脂と、架橋剤とを主成分として構成されており、
   前記水性樹脂は、アクリル樹脂、および変性アクリル樹脂の１種または２種以上の混合物からなり、
   前記架橋剤は、ヒドラジド、グリシジルメタアクリレート、シラノール、オキサゾリン、及び酸化金属の１種または２種以上の混合物からなることを特徴とする屋根構造。
2. 前記屋根躯体層は、軽量気泡コンクリートにより形成されることを特徴とする請求項１記載の屋根構造。
3. 前記屋根躯体層は、傾斜状に敷設されて勾配を有することを特徴とする請求項１または２記載の屋根構造。
4. 勾配を有する前記屋根躯体層は、上端部が前記建物の上部を形成する陸屋根部に連結されており、下端部が前記建物の側部を形成する外壁部に連結されていることを特徴とする請求項３記載の屋根構造。
5. 前記屋根躯体層と前記陸屋根部との間には、室内側と外気側とを連通する通気部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の屋根構造。

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