JP6837300B2 - 屋根の遮熱構造及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、屋根の遮熱構造及びその施工方法に関するものであり、木造家屋建築の技術に関するものである。

近年、省エネルギー化の観点から家屋等といった木造建物においても、屋根や壁等を通じての熱損失を防止すべく、屋根や壁等に断熱材を用いて断熱性を付与することが行われている。建物に断熱性を付与する断熱工法には、内断熱工法と外断熱工法とが知られ、内断熱工法は躯体柱等の間に、又外断熱工法は躯体柱等の外側に断熱材を取付けるものである。しかし、これらの断熱工法は何れも熱伝導型の断熱材を使用するため伝導熱に対しては効果的であるが、輻射熱に対しては殆んど効果が期待できないという問題がある。

このような輻射熱対策として、近年、断熱材等の表面にアルミニウム箔等の輻射熱に対して高反射性の素材を用いて遮熱性を付与することが提案されている。アルミニウム箔等の輻射熱に対して高反射性の素材は、輻射熱の約９７％をその進入面側に反射する性質を有する為、アルミニウム箔等を表面に有する断熱材を屋根や壁等に用いた場合、高い遮熱断熱効果を得ることができるが、輻射熱に対して高反射性の素材は伝導熱及び対流熱には逆効果となる為、これらの反射面と接する屋根材や外装材等は胴縁等により通気層が形成されるよう取り付ける必要がある。

例えば、特許文献１には、垂木上に、木質ボードの表面にアルミニウム箔等を設けた遮熱ボードを直接釘やビス等で取り付けた後、遮熱ボード上に胴縁等を設けることで遮熱ボードと屋根材との間に通気層を形成する屋根の遮熱工法が記載されている。特許文献２には、垂木上に野地板を敷設した後、小屋裏側から隣接する垂木間に、表面側の両側端部に凸条部を形成して表面側に通気層を形成した長尺平板状の遮熱断熱材を埋め込んで固定する遮熱断熱工法が記載されている。特許文献３には、層着面に通気用条溝と肉厚部とを交互・平行に備え、幅中央部と両側縁部とに縦桟を一体化した断熱層上に、遮熱反射層を配置し、遮熱反射層上面にパネル全幅に亘る屋根下地を、通気胴縁を介して通気層を確保した形態で一体化した屋根パネルが記載され、該屋根パネルを棟木、母屋、軒桁等の上面に直接固定することが記載されている。

特開２００７−２３１７１６ 特開２００１−３４２６９５ 特開２０１０−８４４８１

しかしながら、特許文献１に記載の遮熱工法は、屋根の施工手順において一般的に垂木上に野地板が施工されるものが、垂木上に遮熱ボードを施工した後、胴縁取り付け、野地板施工と順次施工する必要があり、非常に施工手間がかかる問題がある。また、野地板を敷設する前の、屋根骨格の傾斜面での足場が悪い状態で垂木に遮熱ボードを施工する為、遮熱ボードの施工作業が危険である。

特許文献２に記載の遮熱断熱工法は、垂木上に野地板を敷設した後、小屋裏側から垂木と垂木との間に遮熱断熱材を埋め込むことから、安全に遮熱断熱構造を形成することができるが、この遮熱断熱材は通気層を形成するための凸条部が一体成形された遮熱断熱パネルとなっている為、複寄棟、方形、入母屋等の複雑な屋根形状の場合、それぞれの屋根の位置に対応する形状のパネルを製作しなくてはならず、パネルの製作自体が煩雑であり、施工現場の寸法に合わせたパネル製作は非現実的である。一方で、特定サイズのパネルを製作し、施工現場にてパネルを加工して埋め込むことも考えられるが、パネルの加工自体が複雑になる。

また、特許文献３に記載の屋根パネルは、通気胴縁を介して通気層を確保した形態で一体化したパネルであるため、施工性には優れるが、上述したように、複雑な屋根形状に合わせてパネルを製作することは非常に煩雑となる。

本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、製作が容易で、施工性に優れ、機能上も優れた遮熱効果を発揮する屋根の遮熱構造を、合理的に構築できる技術を提供することを目的とする。

本発明によれば、
（１）屋根骨格を基礎に構築される屋根の遮熱構造であって、
前記屋根骨格が複数の垂木を備え、
隣り合う前記垂木の間には、少なくとも１枚の遮熱パネルが配設され、
前記垂木は側面に長手方向に延在する溝を有し、
前記遮熱パネルの両辺が前記垂木の溝に嵌合していることを特徴とする屋根の遮熱構造が提供され、
（２）前記垂木の上端面に野地板が敷設され、前記野地板と前記遮熱パネルとの間に通気層を有することを特徴とする（１）記載の屋根の遮熱構造が提供され、
（３）複数の垂木を備える屋根骨格と、隣り合う前記垂木の間に配設された遮熱パネルと、を備える屋根の遮熱構造の施工方法であって、
前記遮熱パネルを前記垂木の側面の長手方向に延在する溝に嵌合させる工程を備えることを特徴とする屋根の遮熱構造の施工方法が提供され、
（４）前記工程は、前記遮熱パネルが前記垂木の軒側から挿入されることを特徴とする（３）記載の屋根の遮熱構造の施工方法が提供される。

本発明の屋根の遮熱構造及びその施工方法は、遮熱パネルの両端部が垂木の溝に嵌合した構造である為、胴縁等のスペーサーを介在させることなく、容易に通気層を形成することができる。また、遮熱パネルが簡易な構成であり、遮熱パネルの端部を切除しても遮熱性能が損なわれることがない為、現場で容易に屋根に対応した形状・寸法に調整することができる。更に、垂木の側面に長手方向に延在する溝を形成している為、垂木の軒側から垂木間に容易に遮熱パネルを挿入することができ、屋根工事とほぼ同時に屋根の遮熱構造を完成させることができる。それ故、建設中の降雨による柱や梁の濡れ等を最小限にすることができるとともに、屋根骨格の傾斜面での足場が悪い状態での施工を避けることができる。

本発明の一実施形態に係る屋根の遮熱構造の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る屋根の遮熱構造の、図１におけるＡ−Ａ’線拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る垂木の長手方向に対する断面図である。

以下、本発明について詳細に説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。

先ず、図１乃至図３により、本実施形態に係る屋根の遮熱構造Sについて説明する。本発明の屋根の遮熱構造Ｓは、屋根骨格１と遮熱パネル２とを有している。屋根骨格１は、棟束１１ａと、この棟束１１ａを中心にこれに平行に立設する小屋束１１ｂと、棟束１１ａ及び小屋束１１ｂの下端部を受けて固定する梁１１ｃと、相対向するように平行に配設された棟束１１ａの天端間を架け渡すように配設される棟１２ａと、相対向するように平行に配設された小屋束１１ｂの天端間を架け渡すように配設されて互いに平行に配置された母屋１２ｂと、相対向するように平行に配設された梁１１ｃ間を架け渡すように配設される桁１２ｃと、棟１２ａと母屋１２ｂと桁１２ｃとを架け渡すように配設されて互いに平行に配設される垂木１３と、により形成されている。なお、本実施形態における屋根骨格１の各部材の名称は、屋根骨格１における部位を示すものであり、その素材を限定するものではない。従い、各部材の素材として、木材以外を使用しても良い。

垂木１３は、その側面１３ｂに遮熱パネル２を嵌合するための長手方向に延在する溝１３ａを有している。この溝１３ａは、長手方向に直線状に延在していることが好ましい。本発明においては、垂木１３に遮熱パネル２を嵌合するための溝１３ａを設けることにより、遮熱パネル２の両端部を垂木の溝１３ａに嵌合した構造とすることができ、野地板３と遮熱パネル２との間に通気層Ｔを形成することができる。垂木の溝１３ａは、通気・換気を効率的に行うことができる程度の通気層Ｔを確保できる位置に設けられていれば良く、特に制限するものではないが、通気層Ｔは１５ｍｍ以上の高さが確保されていることが好ましい。従い、垂木の溝１３ａは、垂木の上端面１３ｃから溝上部までの距離（ｈ）が１５ｍｍ以上の位置に形成されていることが好ましい。

垂木の溝の深さ（ｄ１）は、遮熱パネル２を嵌合できる深さであれば良く、特に制限するものではないが、具体的には、５ｍｍ〜２０ｍｍである。垂木の溝の幅（ｄ２）は、遮熱パネル２を嵌合できる幅であれば良く、基本的に遮熱パネル２の厚さが基準となる。特に制限するものではないが、具体的には、遮熱パネル２の厚さ＋１〜３ｍｍである。遮熱パネル２を介して屋内の気密性を高める場合、遮熱パネル２の寸法を考慮して溝の深さ及び幅を適宜設計すれば良い。

なお、本実施形態において、垂木の溝１３ａの形状を断面視でコの字型としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、V字型、半円型、台形型、W字型等でも良い。これらの垂木の溝１３ａと遮熱パネル２の端部とを嵌合させる形状は、垂木の溝１３ａの形状と遮熱パネル２の端部形状とで相対的に設計すれば良い。また、遮熱パネル２の端部に垂木の溝１３ａに嵌合させる手段を設けて嵌合させても良い。

隣り合う垂木１３の間に配置される矩形状の遮熱パネル２は、基板２ａ上に遮熱層２ｂを有する構成であり、該遮熱層２ｂが通気層Ｔの内底面となるよう垂木の溝１３ａに嵌合され配置される。本発明においては、遮熱パネル２の遮熱層２ｂが通気層Ｔの内底面を構成することにより、遮熱層２ｂが赤外線等の熱線を反射するとともに、遮熱層２ｂの輻射熱が周囲の空気に伝熱されたとしても該空気が該通気層Ｔを介して上部へ逃がされ、高い遮熱性を発揮できる。また、遮熱パネル２は、基板２ａ上に遮熱層２ｂを有する簡易な構成であり、遮熱パネル２の端部等を切除しても、遮熱層２ｂによる遮熱性能が損なわれることがない為、複雑な屋根形状等の場合でも、現場で容易に屋根に対応する形状・寸法に遮熱パネル２を調整することができる。なお、遮熱パネル２は、隣り合う垂木１３の間に複数枚を挿入していても良い。

遮熱層２ｂとしては、輻射熱に対して高反射性の素材から構成されていれば良く、特に制限するものではないが、例えば、アルミニウム箔等の金属薄膜、アルミニウム蒸着フィルム等の金属蒸着フィルムを用いることができる。また、遮熱層２ｂは、基板上に遮熱塗料を塗布して形成しても良い。なお、遮熱層２ｂは基材２ａの両面に設けられていても良い。

基板２ａとしては、中密度繊維板、パーティクルボード、ＯＳＢボード等の木質ボード、合板、集成板、無垢板、合成樹脂板等を用いることができる。基板２ａの厚さとしては、特に制限するものではないが、例えば、５〜３５ｍｍであることが好ましく、５〜２５ｍｍであることがより好ましく、５〜１５ｍｍであることがさらに好ましい。遮熱パネル２に断熱性を付与する場合、基板自身を断熱材で構成しても良く、又断熱層を遮熱パネル２に設けても良い。遮熱パネル２に断熱層を設ける場合、断熱層を基板２ａと遮熱層２ｂとの間に介在させても良く、又基板２ａの遮熱層２ｂを有する面と反対側の面に設けても良い。断熱材としては、従来公知の素材を用いることができ、例えば、スチレン系樹脂発泡体、オレフィン系樹脂発泡体、ウレタン系樹脂発泡体、フェノール系樹脂発泡体、エポキシ系樹脂発泡体、或いはこれらを適宜混合した発泡体等の合成樹脂発泡体、グラスウール、ロックウール等を用いることができる。

次に、本実施形態に係る屋根の遮熱工法について説明する。
先ず、工程１で垂木の側面１３ｂに遮熱パネルを嵌合するための長手方向に延在する溝１３ａを形成する。（溝形成工程）この溝形成工程は、現場で加工しても、事前にプレカットしておいても良いが、現場での施工性の観点から、垂木の溝１３ａは事前にプレカットしておくことが好ましい。

次いで、工程２で屋根骨格１を組み立てる。このとき、垂木１３は、棟１２ａと複数の母屋１２ｂと桁１２ｃとを架け渡すように配置され、これらの上部に釘等で固定される。また、垂木１３は、遮熱パネル２を嵌合するための長手方向に延在する溝を有する側面１３ｂが鉛直方向となるよう、互いに平行に配置される。（垂木設置工程）

次いで、工程３で矩形状の遮熱パネル２を、遮熱パネル２の両端部が垂木の溝１３ａに嵌合するよう垂木の軒側（垂木の木口面１３ｅ）から挿入し、隣り合う垂木１３の間に遮熱パネル２を配置する。（遮熱パネル設置工程）このとき、遮熱パネル２は、必要に応じて釘や接着剤等で垂木１３に固定する。垂木の溝に嵌合した遮熱パネルの端部と該溝との間に隙間がある場合、にシーリング材等で隙間をシールしても良い。

その後、工程４で垂木の上端面１３ｃに野地板３を敷設するとともに、ルーフィング施工及び屋根材施工を行い、屋根を完成させる。このように、本発明においては、垂木１３に遮熱パネル２を嵌合するための溝１３ａを形成しておくことで、胴縁等のスペーサーを介在させることなく、野地板３と遮熱パネル３との間に通気層Ｔを形成することができる。また、遮熱パネル２は、基板２ａ上に遮熱層２ｂを有する簡易な構成であり、遮熱パネルの端部等を切除しても、遮熱層による遮熱性能が損なわれることがない為、複雑な屋根形状等の場合でも、現場で容易に屋根に対応する形状・寸法に遮熱パネルを調整することができ、現場での施工性に優れる。更に、垂木の側面に長手方向に延在する溝を形成している為、垂木の軒側から垂木間に容易に遮熱パネルを挿入することができ、屋根工事とほぼ同時に屋根の遮熱構造を完成させることができる。

なお、本発明においては、垂木１３の軒側から垂木間に容易に遮熱パネル２を挿入できる為、垂木設置工程後、遮熱パネル設置工程を後にし、先に野地板３の敷設やルーフィング施工等を行い、屋根を完成させても良い。このような工法とすることにより、建設中の降雨による柱や梁の濡れ等を最小限にすることができる。また、垂木の溝１３ａは、垂木設置工程後、つまりは屋根骨格が組み上がった後に形成しても良い。

１：屋根骨格
１１ａ：棟束
１１ｂ：小屋束
１１ｃ：梁
１２ａ：棟
１２ｂ：母屋
１２ｃ：桁
１３：垂木
１３ａ：垂木の溝
１３ｂ：垂木の側面
１３ｃ：垂木の上端面
１３ｄ：垂木の下端面
１３ｅ：垂木の木口面
２：遮熱パネル
２ａ：基板
２ｂ：遮熱層
３：野地板
ｄ１：垂木の溝の深さ
ｄ２：垂木の溝の幅
ｈ：垂木の上端面から溝上部までの距離
Ｓ：遮熱構造
Ｔ：通気層

Claims (3)

1. 屋根骨格を基礎に構築される屋根の遮熱構造であって、
   前記屋根骨格が複数の垂木を備え、
   隣り合う前記垂木の間には、少なくとも１枚の遮熱パネルが配設され、
   前記遮熱パネルは木質ボード、合板、集成板または無垢板のいずれかからなる厚さ５〜１５ｍｍの基板に遮熱層を有する構成であり、前記遮熱層は輻射熱に対して高反射性の金属薄膜または金属蒸着フィルムからなる素材であり、
   前記垂木は側面に長手方向に延在する溝を有し、
   前記遮熱パネルの両辺が前記垂木の溝に嵌合し、
   前記垂木の上端面に野地板が敷設され、前記野地板と前記遮熱パネルとの間に通気層を有することを特徴とする屋根の遮熱構造。
2. 請求項１記載の遮熱構造の施工方法であって、
   前記遮熱パネルを前記垂木の側面の長手方向に延在する溝に嵌合させる工程を備えることを特徴とする屋根の遮熱構造の施工方法。
3. 前記工程は、前記遮熱パネルが前記垂木の軒側から挿入されることを特徴とする請求項２記載の屋根の遮熱構造の施工方法。