JP5907444B1 - 屋根の上から行う照明設備の更新の方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工場や倉庫など大規模建築物では、照明器具の床からの改修又は更新工事が困難な場合がある。ＬＥＤ照明器具の効率化が進んでいるが、上記の建築物ではその恩恵を受けることが出来ない。省エネ、省資源に貢献できない。屋根の上から行う照明設備の更新の方法を提供する。【解決手段】屋根の上から照明器具の設置、整備、更新を行う工法により、大規模の建築物の屋根に多く採用されている折板葺屋根その他の軽量屋根葺き材料の屋根の建物の省エネを図り、屋根上から工具を使わないで固定できる照明器具取付装置４０、折板葺屋根で用いる台車により、安全で効率的な工事を行う事が可能となる。【選択図】図２

Description

この発明は、大規模建築物の照明設備の更新工事に関するものである。

照明器具は発光体の劣化、絶縁部の劣化、その他の劣化から十数年で更新が必要となる。照明配線設備についても二十乃至三十年の更新が必要となる。一方建物は数十年の寿命があるため、照明器具は複数回の更新が必要である。しかし、工場、倉庫、体育館などの大規模空間の建物では、照明器具更新の為の費用もさることながら、床からの工事を行う為、使用中の室内におかれている機械や物資を移動させるための手間や工期も課題となる。既存の水銀灯や蛍光灯の照明器具をＬＥＤ照明器具に更新することで省エネにつながることが知られており、更新する事例が多く報じられているが、上記の理由により照明器具の更新が行われないことも多い。

特許公開２００４−３０３４５１ ２灯逆富士形照明器具 特許公開２００４−２６５２０７ 照明設備プラン提案システム及び照明設備プラン提案用プログラム 実公昭６１−０２９８７２ 連窓式天窓 特許公開２０１１−０１７１２６ 折板葺屋根上の移動台車支持装置及び移動台車支持方法 特許公開平１１−２０７６００ 折板葺屋根表面研掃装置

特許文献１ 特許公開２００４−３０３４５１ ２灯逆富士形照明器具 は、既存の照明器具の簡易な更新ができることを特徴とするが、照明器具の更新の方法は床から、既存器具に新設器具を覆うように取り付けるものであり、工事のための足場、工事空間を確保するために機械や物資を移動する必要があり、工場や倉庫などで機械や物資の移動が困難な場合は容易に更新ができない。

特許文献２ 特許公開２００４−２６５２０７ 照明設備プラン提案システム及び照明設備プラン提案用プログラム では、照明器具のデータベースの基づく照明器具の更新提案を行うことが出来るが、そこには工事期間、休止期間、工事に付随する作業が盛り込まれていないため、建築主が照明器具を更新する為の判断材料をすべて示すことが出来ていない。

特許文献３ 実公昭６１−０２９８７２ 連窓式天窓 では、天窓のパネルを設置する際の工事を容易にするための把手が用意されているが、指を掛けるには十分な大きさがないため、改修工事の作業中にパネルを落下させる危険がある。建物を使用しながら行う改修工事においては使用できない。

特許文献４ 特許公開２０１１−０１７１２６ 折板葺屋根上の移動台車支持装置及び移動台車支持方法 は、折板葺屋根を支持する梁毎にレールの支持材を置き、その上にレールを設置し、レールの上に重量物を載せて移動する仕組みで、重量物や台車の重量を直接梁に負担させるため、折板が破損しないことを特徴とする。しかしながら、折板葺屋根は当然積雪荷重や風荷重に耐えうるものであり、１平方メートル当たり１００キログラム以上の荷重には十分耐えうるものである。１００キログラム以下の資材を折板葺屋根の上を移動させるためには、上記の発明を用いることは必ずしも必要ない。また、建築物の梁は等間隔ではないため、上記発明は梁ピッチに合わせたレールを複数の種類を用意しなければならず、簡単で安価とは言い難い。

特許文献５ 特許公開平１１−２０７６００ 折板葺屋根表面研掃装置 は、折板葺屋根に沿って移動する台車が示されている。しかしながら、折板葺屋根としては変形が大きい溝部分を重量支持の基盤としており、移動時に従ってたわみが発生し、溝幅が広いため直進性にも欠けて、不安定な台車となっている。

折板葺、瓦棒葺、長尺金属板葺、金属板葺、波型スレート板葺、セメント成型板葺、波型樹脂板葺、若しくは樹脂板葺の建物の屋根を屋根上から撤去し、撤去した屋根部分の上部から、屋根上から工具、若しくは手で締め付ける方法を用いて固定する、建物に固定する躯体固定部、照明器具を固定する取付台座、照明器具の方向を調整して方向を保持する方向調整金物からなる照明器具取付装置と、前記取付台座に設ける取付台座開閉機構と前記開閉機構の遠隔開閉装置を用いて、照明器具、電気配線配管、照明制御装置を屋根上から設置し、整備し、若しくは更新し、工事した後に撤去した屋根部分を光拡散型天窓、天窓、若しくは前記屋根葺材料にて復旧し、光拡散型天窓で復旧した場合には照明器具の直上の位置を明示するために着色したマーク又は着色した折り畳み把手を光拡散板に取付けることを特徴とする工法により、照明器具、照明配線設備、照明制御設備の更新を行う為に、室内に設置した機械や物資を移動する必要がなく、床から工事を行わないので足場設置も必要なく、工事中に室内の利用を制限しないで、屋根の上から工事を行う事ができる。

前記の工法の折板葺屋根に用いる作業、運搬の台車であって、折板葺屋根のハゼ部分を車輪のレールとして移動し、台車一式は板状にパッケージされた車輪と複数のフレームからなる組立式で、フレーム同士の組立によりレール幅が可変で、車輪の組み立ての際に車輪の方向を変えることでレール幅が可変で、レバーマグネットを折板葺屋根に固定して必要箇所に停止させて用い、命綱の端部を屋根の棟部の折板葺屋根にレバーマグネットにより固定し、人力、又は命綱をモーターで巻き取ることで折板葺屋根を移動し、フレームの上に用途に合わせた平台、道具台、かご、又は工場若しくは地上にて必要資材を積載し屋根上に吊り上げてそのまま屋根上の工事位置に移動し工事の為の資材を供給する資材搬送架台を取り付ける機構を有することを特徴とする作業台車により、資材の運搬を効率化し、屋根上から照明器具等の更新を短時間で精度の高い安全な工事をサポートし、照明器具更新を推進し、省エネルギーと照明環境の向上に貢献することができる。

照明器具、照明配線設備、照明制御設備の更新工事の工期の短縮と折板葺屋根の上での作業の安全のために、地上であらかじめ、配線ダクト必要な配線類を敷設し、配線ダクトを屋根材若しくは光拡散型天窓部材と一緒に屋根上に吊り上げ、屋根の一部を撤去した後直ぐに配線を完了させる配線ダクトとその工法。配線ダクトは、ロール成型、押出成型、折り曲げ成型により製作する。

折板葺屋根は鋼板を用いることで、軽量かつ安価な屋根を提供してきた。軽量な屋根のため、屋根を支える躯体についても軽量化を図ることが可能である。
ロールになった鋼板を現場でロール成型することで継ぎ目のない屋根材となり、屋根の最も重要な機能である雨漏りを防ぐという機能では他の屋根工法をしのぐ。折板葺屋根は断熱性能が低いという欠点があったが折板葺屋根を二重としその間断熱材を充填することで断熱性能が確保可能となった。また、屋根の重量が軽いことに起因する遮音性の低い欠点があったが、折板葺屋根材を多重とすることで遮音性を高める例として「さいたまアリーナ」があり、遮音性能も確保可能となった。
このように折板葺屋根は省資源、省エネルギーに直接効果がある建築資材である。そのため国内において折板葺屋根は年間２，５００万平方メートルの施工量があり、これまで国内で１０億平方メートル以上の建築ストックがある。このように折板葺屋根に対する技術革新は波及効果が非常に高いものとなる。折板葺屋根は日本国内に限らない効果が期待できる点でも地球規模の気象変動やエネルギー節減、資源枯渇に関しても技術革新の効果は計りしれない。

照明器具の技術革新は、昨今高効率蛍光灯やＬＥＤ照明器具の開発普及を引き起し、目覚ましい省エネルギー化を進展させた。新築時のＬＥＤ照明器具の設置は当然であるが、既存建築物において、既存照明器具のＬＥＤ照明具への更新の需要は高まっている。また、照明器具は絶縁部の劣化、その他の劣化から十数年で更新が必要であり、建物の寿命が数十年あるため、照明器具の更新を行う必要がある。しかしながら、照明器具を更新する場合、更新工事に伴う休業があることや照明器具工事や電気配線工事するスペース確保の為に機械や物資を移動させなければならないが、折板葺屋根の建物が多い工場や倉庫、大規模建築物では特に工事の支障となる場合が多い。そのためＬＥＤ照明器具に更新することで得られる省エネルギーの効果が十分に生かせていないのが現状である。本発明はこの照明器具更新の困難を克服する技術である。

折板葺屋根の他に比較的容易に葺き替えが可能な屋根葺き材料には、瓦棒葺、長尺金属板葺、金属板葺、波型スレート板葺、セメント成型板葺、波型樹脂板葺、若しくは樹脂板葺がある。これらの建物についても照明器具等の更新が必要となる。省資源の観点からも既存のストックを利用することが必要である。波型スレート板葺き屋根は工場倉庫でのストックが多く、折板葺屋根への葺き替えの実績が多数ある。波型スレート板葺きから折板葺への葺き替えの際に、同時に照明器具を更新し、上部に光拡散型屋根を設置する事で、ＬＥＤ照明器具への更新以上の省エネルギー効果が得られる。同様の効果はその他の軽量の屋根葺き材においても可能となる。

既存建物の照明器具更新工事だけでなく、新築の際に適用することで将来の照明器具更新が円滑なる工法となる。

照明器具の維持管理の為の開口部として利用可能である光拡散型天窓設置により行うことで、昼間は太陽光により照度を確保することが可能となり、照明を消灯することで消費電力を５０％以上削減できる。さらに照明器具の点灯時間を短くすることでＬＥＤ照明器具の製品寿命を延ばし、二重の意味の省エネルギーに貢献する。

照明器具取付装置、配線ダクト、作業台車は、改修工事で新築工事以上に重要となる工期の短縮と屋根上での作業の安全確保に役立つ。
照明具取付装置は屋根上から屋根の隙間を通して照明器具を取付る為にすべて上から操作する。工具を用いなくとも操作することで、部品や工具落下といった事故防止になる。
配線ダクトは、これまでは建築工事、電気設備工事とそれぞれ分業して行い建築工事が完了してから電気設備工事を行い、それぞれの作業時間が必要であったものを、配線ダクトへ配線を安全で効率の良い地上で行い、地上で成型した折板に配線ダクトを載せて折板と一緒に屋根に持ち上げることで時間短縮と安全が図られる。
作業台車は、折板葺屋根の凹凸による不安定さを解消する。また、資材の運搬・移動については、一か所で使用する数種類の資材を一つの単位とし資材運搬架台に工場で梱包し、そのまま運搬し、現地で屋根上に揚重機で荷揚げし、屋根上で台車を装着し工事まで移動することで効率化を図る。

屋根上から照明器具を更新する工法の手順図の１。（ａ）は工事前を示し、（ｂ）は折板葺屋根を撤去した状態を示す。 屋根上から照明器具を更新する工法の手順図の２。（ｃ）は折板葺屋根を撤去した部分に照明器具取付装置により照明器具を設置した状態を示し、（ｄ）は配線を敷設した配線ダクトを設置した状態を示す。 屋根上から照明器具を更新する工法の手順図の３。（ｅ）は光拡散型天窓の天窓フレームを設置した状態を示し、（ｆ）は光拡散型天窓の天窓内樋と天窓カバーを設置した状態を示す。 屋根上から照明器具を更新する工法の手順図の４。（ｇ）は光拡散型天窓の光拡散板及び着色した折り畳み把手を取り付けた光拡散板を設置した状態を示し、（ｈ）は光拡散型天窓の天窓カバーにガスケットを設置した状態を示す。 屋根上から照明器具を更新する工法の手順図の５。（ｉ）は光拡散型天窓の網入りガラスをガスケットに設置した状態を示し、（ｊ）は光拡散型天窓のガスケットにジッパーを設置した完成状態を示す。 照明器具取付装置の取付図。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 照明器具取付装置の組み立て図。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 ボルト固定の取付台座開閉機構付の照明器具取付装置の取付図。（ａ）は固定状態を示し、（ｂ）は開放した状態を示す。 キャッチクリップファスナー固定の台座ヒンジ付照明器具取付装置の組み立て図。（ａ）は正面図、（ｂ）は取付前の状態を示す。 作業台車の組み立て手順図の１。（ａ）は台車がパッケージされた状態を示し、（ｂ）は組立前の部品の状態を示し、（ｃ）は台車フレームＡ、台車フレームＢに車輪を差し込み固定ボルトで車輪を固定した状態を示す。 作業台車の組み立て手順図の２。（ｄ）は台車フレームＡに台車フレームＢを差し込み、固定ボルトで固定した状態を示し、（ｅ）は台車フレームＡと台車フレームＢに台車パネルを設置した状態の完成形を示す。 作業台車の屋根への設置図。（ａ）は作業台車を３種類の形状とした状態を示し、（ｂ）は作業台車を折板葺屋根の設置しレバーマグネットによる固定をした状態を示す。 作業台車のバリエーション図。（ａ）は平台車、（ｂ）は道具台車、（ｃ）は資材搬送台車。

本発明は、既存建物の照明器具を更新する際に室内側に足場などを用意することなく屋根から更新工事を行う方法である。本発明の請求項１から請求項２の手段のすべて若しくは一部を用いることで速やかにかつ安全に工事することが可能である。実施例１に折板葺屋根を撤去した部分を光拡散型天窓にて復旧する折板葺屋根の屋根照明器具更新工法を示す。

現場作業の手順は以下に示す通りであるが、使用中の建物の屋根を開ける工事となるので、天気の良好な日に、工事開始から完成までが朝から夕方までに終了する工程を組み合わせて実施することが望ましい。そのため、天候の確認、資材準備の徹底、他の作業との連絡調整、天候急変時の対応準備は当然必要であるが、屋根上での作業時間を出来る限り短くすることが求められる。

始めに、図１（ｂ）の通り、既存の折板葺屋根を撤去する。折板葺屋根のハゼ部分を残して切り取る。切り取るための道具として金切はさみ、ニブラーなどを用いる。下に切りくずを落下させない工具を選ぶ。

次に、図２（ｃ）の通り、照明器具取付装置の躯体固定部を鉄骨梁の上面に固定ボルトで密着固定する。この実施例では工具を使わない方法としてノブ状のボルト、ナットでの方法を示す。部品や工具を落下させない方法により、通常の六角ボルトや六角ナットを用いても良い。

照明器具の方向を調整する必要がある場合の照明器具取付装置は図６に示す通り、躯体固定部、調整用中間部材Ａ、調整用中間部材Ｂ、取付台座をボルトナット類により固定する。調整用中間部材Ａ、調整用中間部材Ｂは、上方のボルト孔又は下方のボルト孔又は両方のボルト孔をルーズホールとした方向調整ボルトとし、ＬＥＤ照明器具の方向を調整して固定する。その上で図７に示す通り、調整用中間部材Ｂに取付台座の取付台座棒状部をノブナットで取り付ける。
尚、調整用中間部材Ｂと取付台座座棒状部の固定方法は、図６に示す２本のボルトによるほか、図８に示す通り下方をひっかけて嵌合させ、上方を固定ボルトにより固定する固定方法もある。また、図９に示す通り、下方はひっかけ嵌合させ、上方をキャッチクリップファスナーにより固定する固定方法もある。前記のひっかけ嵌合させる場合は、密着板ばねにより、調整用中間部材Ｂと取付台座座棒状部を密着させる。キャッチクリップファスナーに代えて、クレセントにより固定する固定方法もある。

ＬＥＤ照明器具が屋根に設けた開口幅よりも大きな場合には、図８に示す通り取付台座開放機構の付いた照明器具取付装置を用いる。取付台座開放機構を開放しＬＥＤ照明器具を横に倒すことで狭い開口を通過させる。そののち、調整用中間部材Ｂに取付台座座棒状部を固定し、ケーブルを引上げ、留め金を固定側取付台座の長円貫通穴を通過させた後、ケーブルを捩じり留め金を回転させてＬＥＤ照明器具を固定する。

次に、図２（ｄ）の通り、配線済の配線ダクトを屋根梁の上に設置固定し、配線の巻出しを行い、ＬＥＤ照明器具に結線する。壁際の配管配線は内部からの工事となるので、折板葺屋根の撤去範囲と電気配線工事範囲との調整を行う。配線ダクトは地上で組立て、折板に載せて同時に吊り上げると効率的である。その際に折板葺屋根から滑り落ちないようにマグネット式の固定が有効となる。

次に、図３（ｅ）の通り、光拡散型天窓の天窓フレームの両端をそれぞれ折板葺屋根のハゼに載せ、天窓固定ボルトにて折板葺屋根に仮固定する。

次に、図３（ｆ）の通り、天窓内樋を天窓フレームに載せ、天窓カバーを天窓フレームに挟むように通し、天窓固定ボルトにて天窓カバーを固定する。

次に、図４（ｇ）の通り、光拡散板を天窓固定フレームに載せる。光拡散板には、ガスケットとの間を埋めるためのスポンジを設置しておく。照明器具の直上になる箇所にはマーカーとなる折り畳んだ把手を取り付けた光拡散板を用いる。

次に、図４（ｈ）の通り、天窓カバーにガスケットを取り付ける。

次に、図５（ｉ）の通り、網入りガラスをガスケットに挟む。

次に、図５（ｊ）の通り、ガスケットにジッパーを挟み、照明器具更新工事は完了するが、光拡散型天窓の水上分部の平葺き止水処理、水下部分の面戸と水処理をして屋根全体の完成となる。

実施例１の作業の際に用いて、作業の効率化と安全を図る作業台車について以下に示す。

図１０（ａ）の通り、作業台車は車輪、車輪受け、固定ボルト、台車フレームＡ、台車フレームＢ、台車パネルが板状にパッケージされていて、積み重ねて屋根上に揚重し、屋根上で組み立てることができる。

図１０（ｂ）の通り、作業台車は車輪、車輪受け、固定ボルト、台車フレームＡ、台車フレームＢ、台車パネルを構成部品とする。

図１０（ｃ）の通り、ハゼ部分をレールとして走るように中央部がくぼんだ車輪は、上部に嵌合させる部分を持つ車輪受けに収めてある。この図では車輪の向きを変える為に車輪受けの嵌合部分は９０度向きを変えても同じように嵌めることができる形状のものである。車輪受けの嵌合部分を台車フレームＡと台車フレームＢの窪みに挿入し、固定ボルトで固定する。

次に、図１１（ｄ）の通り、台車フレームＢと台車フレームＡに差し込み、ハゼの幅に合わせ、固定ボルトで固定する。

次に、図１１（ｅ）の通り、台車パネルを台車フレームＡと台車フレームＢに固定し、完成する。

完成した作業台車の設置例を、図１２（ａ）に示す。一つは光拡散型天窓を跨ぐように用いる。光拡散型天窓の工事の光拡散板設置、ガラス設置、ガラスシールを行う際に有効である。作業台車の幅を狭める用い方、向きを変える用い方がある。図１２（ｂ）は、レバーマグネットにて作業台車を屋根に固定した状態である。

作業台車のバリエーションを、図１３（ａ）（ｂ）に示す。（ａ）の平台は作業時の足場や腰掛として用いる。光拡散型天窓を跨ぐように用いることも可能。
（ｂ）左の道具台車は作業時に用いる部品、工具などを置くもの。光拡散型天窓では折板葺屋根に沿って連続的に作業するため、台車を利用すると効率的である。（ｂ）右の資材搬送台車は、資材搬送架台と台車部分からなる。資材搬送架台に網入りガラスや天窓フレームを作業位置に合わせた数量を光拡散型天窓メーカーにおいてセットし、そのままトラック等に積み込み、工事現場でそのまま揚重機で屋根上にあげることが可能で、屋根上で作業台車に取り付け屋根の上での移動可能とする。かご台車は、工事で発生した廃棄物まとめ、揚重機で下すことで効率化を図ることができる。

大空間の折板葺屋根に採用できるので、倉庫、工場、店舗、体育館、病院、療養施設、保育施設、介護施設に利用できる。更新のみでなく、更新を視野に入れて新設の折板葺屋根の建物にも利用できる。

０１ 鉄骨梁
０２ 折板
０３ ハゼ
０４ 外壁
０５ 窓
０８ 光拡散型天窓
０９ 光拡散板
１０ 網入りガラス
１１ 天窓フレーム
１２ 天窓カバー
１３ 天窓内樋
１４ 天窓コ型金物
１５ 天窓固定ボルト
１６ ガスケット
１７ ジッパー
１８ シール
１９ パッキン
２１ ＬＥＤ照明器具
２２ ＬＥＤ照明器具放熱部
２３ ヒートパイプ
２４ 放熱フィン
２５ 放熱グリス
３０ ロール成型配線ダクト
３１ ジョイントボックス
３２ 電線管
３３ フレキシブル電線管
３４ 配電盤
３５ 配線
４０ 照明器具取付装置
４１ 取付台座
４２ 取付台座棒状部
４３ 調整用中間部材Ａ
４４ 調整用中間部材Ｂ
４５ 梁固定部
４６ 梁固定部リブ
４７ 固定クランプ
４８ 固定クランプボルト
４９ 固定ボルト
５０ 方向調整ボルト
５１ 照明器具取付プレート
５２ 取付ビス
５３ ノブナット
５４ 固定側取付台座
５５ 可動側取付台座
５６ 長円貫通穴
６１ 取付台座開閉機構
６２ キャッチクリップファスナー
６３ 固定スリット
６４ 折畳み把手
６５ 固定端
６６ 留め金
６７ ばね
６８ ケーブル
６９ ワイヤー
７０ 位置固定嵌合部
７１ 密着板ばね
７２ 台座ハンドル
８０ 作業台車
８１ 車輪
８２ 車輪受
８３ 台車フレームＡ
８４ 台車フレームＢ
８５ 台車パネル
８６ 資材搬送架台
８７ レバーマグネット
８８ 道具箱

Claims (3)

1. 折板葺、瓦棒葺、長尺金属板葺、金属板葺、波型スレート板葺、セメント成型板葺、波型樹脂板葺、若しくは樹脂板葺の建物の屋根を屋根上から撤去し、撤去した屋根部分の上部から行う、照明器具、電気配線配管、照明制御装置、光拡散型天窓の全て若しくはその一部を設置、整備又は更新する工法のうち、
   屋根上から工具、若しくは手で締め付ける方法を用いて固定する、建物に固定する躯体固定部、照明器具を固定する取付台座、照明器具の方向を調整して方向を保持する方向調整金物からなる照明器具取付装置と、
   前記取付台座に設ける固定側取付台座と可動側取付台座を可動連結する取付台座開閉機構と前記取付台座開閉機構の遠隔開閉装置を用いて設置、整備又は更新し、
   工事した後に撤去した屋根部分を光拡散型天窓、天窓、若しくは前記屋根葺材料にて復旧し、
   光拡散型天窓で復旧した場合には照明器具の直上の位置を明示するために着色したマーク又は着色した折り畳み把手を光拡散板に取付けることを特徴とする工法。
2. 建物の新築に際し、照明器具とその上部に設けた光拡散型天窓について、
   請求項１記載の照明器具取付装置、同取付台座開閉機構、同遠隔開閉装置、同着色したマーク又は着色した折り畳み把手を光拡散板に取り付けることを特徴とする工法。
3. 請求項１及び請求項２記載の工法の折板葺屋根に用いる作業、運搬の台車であって、
   折板葺屋根のハゼ部分を車輪のレールとして移動し、
   台車一式は車輪と複数のフレームからなる組立式で、台車の運搬時には車輪とフレームは板状にパッケージされた
   フレーム同士の組立かたにより、ハゼピッチの倍数に合わせた車輪幅で、
   車輪の組み立ての際に車輪の方向を変えることでハゼピッチの倍数に合わせた車輪幅で、
   レバーマグネットを折板葺屋根に固定して必要箇所に停止させて用い、
   命綱の端部を屋根の棟部の折板葺屋根にレバーマグネットにより固定し、
   人力、又モーターで命綱を巻き取ることで折板葺屋根を移動し、
   フレームの上に用途に合わせた平台、道具台、かご、又は工場若しくは地上にて必要資材を積載し屋根上に吊り上げてそのまま屋根上の工事位置に移動し工事の為の資材を供給する資材搬送架台を取り付ける機構を有することを特徴とする作業台車。