JP5999824B1 - 金属屋根材並びにそれを用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による金属屋根材1を示す正面図であり、図2は図1の金属屋根材1を示す背面図であり、図3は図1の線III−IIIに沿う金属屋根材1の断面図であり、図4は図1の領域IVを奥行方向100bに沿って見たときの金属屋根材1の側面図である。また、図5は図1の本体部100の別態様を示す説明図であり、図6は図1のフランジの別態様を示す説明図である。
裏基材11のとしては、0.2mmガラス繊維紙、0.2mmAl蒸着紙、0.2mmPE樹脂フィルム、0.1mmAl箔又は0.27mm塗装溶融Znめっき鋼板を使用した。
芯材12としては、2液混合型の発泡樹脂を使用した。ポリオール成分とイソシアネート、フェノールもしくはヌレート成分の混合比率は重量比で1:1とした。
また、比較のために、発泡樹脂を注入しない金属屋根材、市販の0.3mmの断熱ポリエチレンシートを接着剤により加工した表基材に接着した屋根材、6mm厚みのコンクリート瓦、16mm厚みの粘土瓦、及び0.35mm厚みの塗装溶融Zn−55%Al合金めっき鋼板(裏打ち材なし)を用いた嵌合方式の金属屋根材も試験に供した。
屋根材の単重を計測し、以下の基準により評価した。なお、本評価基準は、標準的な130N/m2の太陽電池モジュールが屋根に搭載されたことを想定し、屋根材を含む屋根全体の重量から以下の評価基準により評価した。
○:屋根材単重が250N/m2未満
×:屋根材単重が250N/m2以上
450mmの間隔を置いて配置した一対の棒状部材の上に棒状部材の延在方向を短手方向として屋根材を置き、棒状部材の位置を支点とし、棒状部材の中間位置を力点としてオートグラフを用いて最大荷重を測定した。
屋根材の曲げ強度は、以下の基準により評価した。
○:最大荷重が160N以上
△:最大荷重が160Nmm未満かつ50N以上
×:最大荷重が50N未満
野地板(厚さ12mm)の表面に市販の防水シートを貼り、傾斜角30°とし、図7に示す重ね葺き施工により屋根材を4段葺いた模擬屋根を作製した。模擬屋根全体に水道水を10分間スプレー噴霧し、全体が十分に濡れるようにした。その次に、室温20℃の恒温室で模擬屋根を5時間静置乾燥した。屋根材と屋根材の棟軒方向(縦つなぎ部)の隙間を目視で観察し乾燥炉状態を評価した。また、屋根材を剥がし、屋根材の裏基材側および防水シート表面の乾燥炉状態を目視で観察し評価した。
乾燥状態は以下の基準で評価した。
○:十分乾燥し殆んど濡れが認められない。
△:僅かな濡れが認められる。
×:乾燥しておらず、濡れが認められる。
重ね葺き施工した屋根を想定して、図7に示す重ね葺き施工により屋根材を3段葺いた模擬屋根を作製した。日本工業規格Z2371に沿う複合サイクル腐食試験(1サイクル:5%塩水噴霧35度,1時間→50℃乾燥4時間→98%RH,50℃湿潤3時間)を200サイクル実施した後、軒と平行な方向2に隣り合う2つの金属屋根材1の突合せ部分の腐食状況を目視で観察した。また、各金属屋根材1の表基材10を剥ぎ取り、表基材10の裏側の腐食状況を観察した。
耐食性は以下の規準により評価した。
○:殆んど腐食が認められない。
△:僅かな腐食が認められる。
×:著しい腐食が認められる。
雨水の滞留状態を評価した模擬屋根の表基材表面及び野地板の裏面に熱電対を取り付けた。この模擬屋根の表面から180mmの位置に12個のランプ(100/110V、150W)を均等に配置し、ランプ出力60%にて照射1時間経過後の野地板裏温度を熱電対によって測定することで断熱性を評価した。
断熱性は、以下の基準により評価した。
○:野地板裏温度が50℃未満。
△:野地板裏温度が50〜55℃。
×:野地板裏温度が55℃以上。
上記(3)と同様の方法で摸擬屋根を作成した。この摸擬屋根には図7に示す様に軒側2枚の屋根材と防水シートの間に、syngent社(スイス)製の水感応紙104を挿入した。この水感応紙104は、初期の乾燥状態では黄色を呈し、水に接するとその部分が瞬時に紺青色へと変化する。この変色の程度により、雨水の浸入を以下の基準で評価した。
なお、雨水浸入の程度は、上記摸擬屋根に風速30m/sの環境下で7分間スプレー噴霧し、暴風雨に屋根が晒された状況を摸擬した。この時の雨水量は1m2あたり4,000mL/分とした。
○:水分感応紙が殆ど変色しておらず、雨水の浸入が殆ど無い
△:水分感応紙が僅かな変色が認められ、雨水が僅かに浸入している
×:水分感応紙が著しく変色しており、雨水が著しく浸入している
また、距離D1が4mmを超えるNo.14の場合、曲げ強度が低下するとともに、屋根材同士のあわせ隙間部に雨水が滞留し耐食性が劣った。
この結果から、フランジの裏端109bと裏基材11の裏面との間の距離D1を1mm以上かつ4mm以下とすることの優位性が確認された。
10 表基材
100 本体部
105 第1側面
105a 側面フランジ
106 第2側面
107 棟側端面
107a 直線部
107b 斜部
107c 棟側フランジ
108 軒側端面
108a 軒側フランジ
11 裏基材
11a 裏面
12 芯材
Claims (18)
- 屋根下地の上に他の金属屋根材とともに配置される金属屋根材であって、
金属板を素材とし箱形に形成され本体部を有する表基材と、
前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、
前記本体部と前記裏基材との間に充填された芯材と
を備え、
前記本体部には、第1側面と、前記屋根下地の上に配置された際に前記第1側面よりも棟側に位置するように適合されるとともに前記第1側面よりも前記本体部の幅方向に沿う外方に突出した位置に配置された第2側面とが設けられており、
前記第1側面には、前記第1側面の下端から前記幅方向に沿う外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成された側面フランジが設けられており、
前記側面フランジには、前記屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記側面フランジの前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は1mm以上かつ4mm以下とされており、
前記第1側面からの前記側面フランジの突出幅は前記第1側面からの前記第2側面の突出幅以下とされており、少なくとも前記第2側面が他の金属屋根材の第2側面と突き合わされて前記屋根下地の上に配置されるように構成されている
ことを特徴とする金属屋根材。 - 前記本体部には、前記屋根下地の上に配置された際に棟側に位置する棟側端面が設けられており、
前記棟側端面には、前記幅方向に沿って延在された直線部と、前記直線部と前記第2側面とを接続するように前記直線部の両側に配置されるとともに、前記第2側面に近づくにつれて軒側に向かうように前記直線部に対して傾斜して延在された斜部とが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の金属屋根材。 - 前記棟側端面の前記直線部には、前記棟側端面の下端から前記本体部の奥行方向に沿う外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成された棟側フランジが設けられており、
前記棟側フランジには、前記屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記棟側フランジの前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は1mm以上かつ4mm以下とされている
ことを特徴とする請求項2記載の金属屋根材。 - 前記本体部には、前記屋根下地の上に配置された際に軒側に位置する軒側端面が設けられており、
前記軒側端面には、前記軒側端面の下端から前記本体部の奥行方向に沿う外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成された軒側フランジが設けられており、
前記軒側フランジには、前記屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記軒側フランジの前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は1mm以上かつ4mm以下とされている
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の金属屋根材。 - 前記本体部は、前記表基材の周方向に連続する壁面からなる側壁部を有している
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の金属屋根材。 - 前記第1側面からの前記側面フランジの突出幅は、2mm以上かつ5mm以下である
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の金属屋根材。 - 前記表基材の素材である前記金属板は、溶融Zn系めっき鋼板、溶融Alめっき鋼板、溶融Zn系めっきステンレス鋼板、溶融Alめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Al板、Ti板、塗装溶融Zn系めっき鋼板、塗装溶融Alめっき鋼板、塗装溶融Zn系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Alめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Al板又は塗装Ti板からなる
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の金属屋根材。 - 前記表基材を構成する前記金属板の板厚は0.27mm以上かつ0.5mm以下である
ことを特徴とする請求項7記載の金属屋根材。 - 前記側面フランジに含まれる前記金属板の屈曲部は、曲率半径が0.5mm以上とされている
ことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の金属屋根材。 - 前記本体部の高さは4mm以上かつ8mm以下とされている
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の金属屋根材。 - 前記裏基材は、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙からなることを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
- 請求項5記載の金属屋根材を製造するための金属屋根材製造方法であって、
前記表基材の素材である前記金属板は、溶融Zn系めっき鋼板、溶融Alめっき鋼板、溶融Zn系めっきステンレス鋼板、溶融Alめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Al板、Ti板、塗装溶融Zn系めっき鋼板、塗装溶融Alめっき鋼板、塗装溶融Zn系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Alめっきステンレス鋼板又は塗装ステンレス鋼板からなり、
前記金属板に絞り加工又は張り出し加工を施すことで前記本体部を形成すること
を含むことを特徴とする金属屋根材製造方法。 - 金属板を素材とし箱形に形成され本体部を有する表基材と、
前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、
前記本体部と前記裏基材との間に充填された芯材と
をそれぞれ有し、
前記本体部には、第1側面と、前記屋根下地の上に配置された際に前記第1側面よりも棟側に位置するように適合されるとともに前記第1側面よりも前記本体部の幅方向に沿う外方に突出した位置に配置された第2側面とが設けられており、
前記第1側面には、前記第1側面の下端から前記幅方向に沿う外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成された側面フランジが設けられており、
前記側面フランジには、前記屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記側面フランジの前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は1mm以上かつ4mm以下とされており、
前記第1側面からの前記側面フランジの突出幅は前記第1側面からの前記第2側面の突出幅以下とされている
複数の金属屋根材を備え、
少なくとも互いの前記第2側面を突き合わせながら前記複数の金属屋根材が屋根下地の上に配置されている
ことを特徴とする屋根葺き構造。 - 棟側の前記金属屋根材の軒側端部が軒側の前記金属屋根材の前記第1側面及び前記側面フランジの上方に位置するように、棟側の前記金属屋根材が軒側の前記金属屋根材に重ねて配置されている
ことを特徴とする請求項13記載の屋根葺き構造。 - 軒側の前記金属屋根材の棟側端部の上方に棟側の前記金属屋根材の前記第2側面が位置されている
ことを特徴とする請求項14記載の屋根葺き構造。 - 金属板を素材とし箱形に形成され本体部を有する表基材と、
前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、
前記本体部と前記裏基材との間に充填された芯材と
をそれぞれ有し、
前記本体部には、第1側面と、前記屋根下地の上に配置された際に前記第1側面よりも棟側に位置するように適合されるとともに前記第1側面よりも前記本体部の幅方向に沿う外方に突出した位置に配置された第2側面とが設けられており、
前記第1側面には、前記第1側面の下端から前記幅方向に沿う外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成された側面フランジが設けられており、
前記側面フランジには、前記屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記側面フランジの前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は1mm以上かつ4mm以下とされており、
前記第1側面からの前記側面フランジの突出幅は前記第1側面からの前記第2側面の突出幅以下とされている
複数の金属屋根材を用いた屋根葺き方法であって、
少なくとも互いの前記第2側面を突き合わせながら前記複数の金属屋根材を屋根下地の上に配置すること
を含む
ことを特徴とする屋根葺き方法。 - 棟側の前記金属屋根材の軒側端部が軒側の前記金属屋根材の前記第1側面及び前記側面フランジの上方に位置するように、棟側の前記金属屋根材を軒側の前記金属屋根材に重ねて配置すること
をさらに含む
ことを特徴とする請求項16記載の屋根葺き方法。 - 棟側の前記金属屋根材を軒側の前記金属屋根材に重ねて配置する際、軒側の前記金属屋根材の棟側端部の上方に棟側の前記金属屋根材の前記第2側面を位置させる
ことを特徴とする請求項17記載の屋根葺き方法。
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