JP6528320B2 - 屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根構造に関し、詳しくは、融雪機能を有する屋根構造に関する。

屋根の積雪を融かすために、融雪用の面状ヒータを屋根に備えることが、従来提案されている。

たとえば、特許文献１に記載された融雪屋根材では、金属パネル屋根材の裏面に、面状発熱体（面状ヒータ）を設置している。この融雪屋根材においては、面状発熱体に、サーモスタット等を利用した過昇温制御装置を備え、面状発熱体の温度が上昇しすぎないように制御している。

実開平４−１０１４２１号公報

特許文献１に記載された融雪屋根材では、面状発光体の温度が上昇しすぎないように制御することはできるが、電気使用量を抑制するという点では、改善の余地がある。

本発明は、電気使用量を抑制しながら、積雪を効率的に融かすことのできる屋根構造を提供することを、目的とする。

本発明に係る形態の屋根構造は、面状ヒータと、金属製の凹凸屋根材と、温度センサと、制御部とを備える。

前記面状ヒータは、建物の屋根下地の上に設置される。

前記凹凸屋根材は、下方に開口しかつ上方に突出する凸部と、前記凸部に連続する底板部とを、一方向に沿って交互に有する。前記凹凸屋根材は、前記面状ヒータの上に設置される。

前記温度センサは、前記凹凸屋根材に設置される。

前記制御部は、前記温度センサで感知した温度に基づいて前記面状ヒータへの通電を制御する。

前記温度センサは、前記凹凸屋根材が有する前記凸部の裏面に設置され、前記面状ヒータから上下方向に離間して位置する。

本発明は、電気使用量を抑制しながら、積雪を効率的に融かすことができるという効果を奏する。

実施形態１の屋根構造において一部の棟部材を分解して示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 実施形態１の屋根構造の要部を分解して示す分解斜視図である。 実施形態１の屋根構造の構成を概略的に示すブロック図である。 実施形態２の屋根構造の構成を概略的に示すブロック図である。

（実施形態１）
実施形態１の屋根構造について、図１〜図４に基づいて説明する。

図１等に示すように、実施形態１の屋根構造は、建物９が備える屋根９０に融雪機能が付加された構造である。実施形態１の屋根９０は切妻屋根であるが、片流れ屋根等の他の形式の屋根でもよい。

屋根９０の下地は、野地板と該野地板上のルーフィングとで構成された屋根下地９１である（図３参照）。屋根下地９１は、屋根９０の棟を挟んで位置する一対の傾斜面を有する。

屋根下地９１の各傾斜面には、融雪機能を発揮することのできる複数の面状ヒータ１が配設される。各面状ヒータ１は、上面全体から発熱するように構成されたフィルム状または板状のヒータである。

図３や以下の説明文では、一方の傾斜面に複数の面状ヒータ１を配設する構造について示すが、他方の傾斜面にも同様の構造が適用される。

屋根下地９１の傾斜面上には、該傾斜面に配設された複数の面状ヒータ１の上方を覆うように、複数の凹凸屋根材２が配設される。屋根下地９１の上に配設される面状ヒータ１や凹凸屋根材２の数は複数に限定されず、面状ヒータ１や凹凸屋根材２が一つだけ配設される構造も採用可能である。

各凹凸屋根材２は、たとえば厚みが０．３５ｍｍ程度の金属製板材（塗装鋼板）を用いて形成した屋根材であり、図２に示すように、凸部２１と底板部２２を一方向Ｄ１に沿って交互に有する。一方向Ｄ１は、屋根９０の軒に沿う方向（左右方向）である。

各凹凸屋根材２は、凸部２１と底板部２２を、それぞれ複数有する。一方向Ｄ１に隣接する凸部２１と底板部２２は、互いに円滑に連続する。

凸部２１は、凹凸屋根材２を構成する塗装鋼板のうち、下方に開口しかつ上方に突出するように折れ曲がった部分である。

凸部２１は、平坦に形成された頂板部２１１と、頂板部２１１の一方向Ｄ１の両端から下方に延びる一対の側板部２１２とを含む。凹凸屋根材２が屋根下地９１の上に設置された状態において、頂板部２１１は、屋根下地９１と平行に位置する。

なお、本文中で用いる「平坦」は、厳密に平坦な意味に限定されず、略平坦な場合も含む。同様に、本文中で用いる「平行」は、厳密に平行な意味に限定されず、略平行な場合も含む。

底板部２２は、凹凸屋根材２を構成する鋼板のうち、頂板部２１１よりも下方に位置しかつ頂板部２１１と平行に位置する平坦部分である。凹凸屋根材２が屋根下地９１の上に設置された状態において、底板部２２は、屋根下地９１と平行に位置する。

屋根下地９１の上に、複数の面状ヒータ１と複数の凹凸屋根材２が設置された状態（以下、この状態を単に「設置状態」という。）において、各面状ヒータ１には、その上方を覆う位置にある凹凸屋根材２が、熱伝導可能に密着または近接する（図２参照）。

より詳細には、凹凸屋根材２が有する少なくとも一箇所（実施形態１では四箇所）の底板部２２が、面状ヒータ１に密着または近接する。凹凸屋根材２と面状ヒータ１との間に、防水シート等の他の部材が介在することも可能である。

設置状態において、各面状ヒータ１と、その上方を覆う凹凸屋根材２との間には、スペースＳ１が形成される。スペースＳ１は、凹凸屋根材２の各凸部２１と、その下方の面状ヒータ１とで囲まれるスペースである。

凹凸屋根材２が有する複数の凸部２１のうち少なくとも一つ（実施形態１では一方向Ｄ１の中央の凸部２１）には、温度センサ３が設置される。温度センサ３は、凸部２１のうち頂板部２１１の裏面に設置され、頂板部２１１の温度を感知する。温度センサ３の数は特に限定されず、少なくとも一つの温度センサ３が頂板部２１１の裏面に設置されていればよい。

頂板部２１１の裏面は、設置状態においてスペースＳ１に対向する面である。頂板部２１１の裏面は、凹凸屋根材２の裏面のうちで、設置状態において面状ヒータ１から最も離れて位置する面である。頂板部２１１の裏面に設置された温度センサ３は、スペースＳ１内に収容され、かつ、面状ヒータ１から上下に距離をあけて位置する。

さらに、凹凸屋根材２と面状ヒータ１の間に形成される複数のスペースＳ１のうち、少なくとも一つのスペースＳ１（実施形態１では一方向Ｄ１の中央のスペースＳ１）には、図２に示すように電気接続部４と各種のコード類５が収容される。

コード類５は、電気接続部４に接続された給電コード５１と、温度センサ３に接続された接続コード５２を含む。給電コード５１は、少なくとも一つの面状ヒータ１に接続された電気接続部４を介して、各面状ヒータ１に電力を供給する。

コード類５は、屋根９０の棟に設けた開口部９２を通じて、建物９内に引き込まれる（図１参照）。開口部９２は、棟部材９３よって上方を覆われるので、雨風の侵入は防止される。

建物９内に引き込まれたコード類５は、建物９内に設置した制御部６に、電気的に接続される。制御部６には、温度センサ３で感知された温度が入力される。制御部６は、この入力内容に基づいて、各面状ヒータ１への給電を制御するように構成されている（図４参照）。

詳細には、制御部６は、凹凸屋根材２の頂板部２１１の温度が、所定の温度または温度範囲を維持するように、各面状ヒータ１への給電を制御する。前記所定の温度は、０℃よりも高くかつ極力低く設定された温度または温度範囲であることが、電気使用量の抑制の点で好ましい。

各面状ヒータ１への通電のオン／オフは、操作スイッチ等で構成された操作部７を手動操作することで、切り替え自在である。前記所定の温度も、操作部７を手動操作して切り替え自在であることが好ましい。

実施形態１の屋根構造によれば、凹凸屋根材２が有する頂板部２１１の温度を、高精度で感知することができる。温度センサ３は、金属製の頂板部２１１の裏面に設置されており、かつ面状ヒータ１から離間してスペースＳ１に収容されているので、風、雨等の外部からの影響を抑えながら、外部とほぼ同じ温度を示す頂板部２１１の温度を、直接的にかつ高精度で感知することができる。

そのため、実施形態１の屋根構造によれば、全体の電気使用量を抑制しながら、凹凸屋根材２の上の積雪（特に各凸部２１の上の積雪）を、効率的に融かすことができる。

加えて、実施形態１の屋根構造では、屋根９０に融雪機能を付加するための電気接続部４やコード類５を、スペースＳ１に収容することができる。そのため、これら電気接続部４やコード類５が邪魔になることなく、屋根下地９１と面状ヒータ１を互いに密着または近接させることや、面状ヒータ１と凹凸屋根材２を互いに密着または近接させることができ、融雪機能を有する屋根構造が全体に薄型化される。融雪機能を有する屋根構造の全体の薄型化により、熱伝導の効率を高める点で有利であり、また、構造全体の強度を確保する点で有利である。

実施形態１では、凹凸屋根材２と面状ヒータ１の間に形成される一つのスペースＳ１に、温度センサ３、電気接続部４およびコード類５が収容されているが、これらを別々のスペースＳ１に収容することも可能である。

（実施形態２）
実施形態２の屋根構造について、図５に基づいて説明する。

実施形態２の屋根構造の基本的な構成は、実施形態１の屋根構造で説明した構成と同様である。以下において、実施形態１と同様の構成については同一符号を付し、詳しい説明を省略する。

実施形態２の屋根構造においては、実施形態１で説明した操作部７を備える代わりに、降雪センサ８を備えている。降雪センサ８は降雪を感知し、感知結果を制御部６に入力する。

降雪センサ８は、赤外線によって降雪を感知する方式のセンサ、付着した雪の水分を感知する方式のセンサ等の、多様な方式のセンサが採用可能である。また、降雪センサ８に加えて、実施形態１と同様の操作部７を備えることも可能である。

実施形態２の屋根構造によれば、使用者が操作せずとも自動的に降雪を感知し、電気使用量を抑制しながら、凹凸屋根材２の上の積雪を、効率的に融かすことができる。

以上、添付図面に基づいて、実施形態１，２の屋根構造について詳述した。

上述したように、実施形態１，２の屋根構造は、面状ヒータ１、金属製の凹凸屋根材２、温度センサ３および制御部６を備える。

面状ヒータ１は、建物９の屋根下地９１の上に設置される。

凹凸屋根材２は、下方に開口しかつ上方に突出する凸部２１と、凸部２１に連続する底板部２２とを、一方向Ｄ１に沿って交互に有する。凹凸屋根材２は、面状ヒータ１の上に設置される。

温度センサ３は、凹凸屋根材２に設置される。

制御部６は、温度センサ３で感知した温度に基づいて面状ヒータ１への通電を制御する。

温度センサ３は、凹凸屋根材２が有する凸部２１の裏面に設置され、面状ヒータ１から上下方向に離間して位置する。

したがって、実施形態１，２の屋根構造によれば、凹凸屋根材２が有する金属製の頂板部２１１の温度を、外部および面状ヒータ１からの影響を抑えて高精度で感知し、この感知結果に基づいて、凹凸屋根材２の上の積雪を融かすことができる。

そのため、実施形態１，２の屋根構造によれば、全体の電気使用量を抑制しながら、凹凸屋根材２の上の積雪を効率的に融かすことが可能である。

以上、各実施形態について説明したが、屋根構造は前記した各実施形態に限定されず、適宜の設計変更を行うことが可能である。

１ 面状ヒータ
２ 凹凸屋根材
２１ 凸部
２２ 底板部
３ 温度センサ
６ 制御部
９ 建物
９１ 屋根下地
Ｄ１ 一方向

Claims (1)

1. 建物の屋根下地の上に設置される面状ヒータと、
   下方に開口しかつ上方に突出する凸部と、前記凸部に連続する底板部とを、一方向に沿って交互に有し、前記面状ヒータの上に設置される金属製の凹凸屋根材と、
   前記凹凸屋根材に設置される温度センサと、
   前記温度センサで感知した温度に基づいて前記面状ヒータへの通電を制御する制御部とを備え、
   前記温度センサは、前記凹凸屋根材が有する前記凸部の裏面に設置され、前記面状ヒータから上下方向に離間して位置することを特徴とする屋根構造。

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