JP7042727B2 - 屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、断熱性、耐震性、防水性、施工性、等を向上した屋根構造に係るものである。

一般に、金属製板材をロール成形、プレス成形等して加工した屋根材、あるいは瓦を用いて形成した屋根構造は数多く上市されている。（例えば、特許文献１～４参照）。

実開昭５１－１２７６１８号公報 実開昭５２－０３４５１９号公報 特開昭５８－１５０６４３号公報 特開平８－０６８１６６号公報

特許文献１、２においては、木造下地よりなる躯体上に木製野地板を形成し、野地板上に屋根材を形成する構造が記載されている。また、特許文献３は木造の下地上にＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）板を形成し、このＡＬＣ板上に屋根材（瓦）を形成する構造が記載されている。さらに、特許文献４は鉄筋コンクリート上に軽量気泡コンクリートパネルを野地板として使用した構造が記載されている。しかしながら、特許文献１～２においては躯体が木製のため大きな地震等の揺れに対して強度不足となると共に、高温多湿の地域においては、虫害、腐朽の危険性があった。また、特許文献４においては躯体が鉄筋コンクリートであるために地震等の揺れに対しては強いものの、軽量気泡コンクリートパネルを野地板として使用するために、コスト・施工性に問題があった。

本発明はこのような欠点を解決するために、屋根下地を断面略Ｃ字状の金属製長尺部材でトラス構造下地を構築し、該トラス構造下地上に、金属製屋根材と裏面材間に断熱材を形成し上下端に雄型連結部と雌型連結部を形成した断熱屋根材の働き幅で、軒から棟にかけて複数本横桟を形成し、該横桟は屋根材固定片と屋根材固定片の両端部を下方に屈曲した嵩上げ片と、嵩上げ片の下端を外側方へ突出した固定片よりなる長尺部材であり、該横桟の屋根固定片上に断熱屋根材を形成したことを特徴とする屋根構造を提供するものである。

以上説明したように、本発明に係る屋根構造によれば、（１）軽量鉄骨の屋根下地ため、耐震性・耐久性が向上する。（２）軽量な金属系屋根材を使用するために、さらに軽量な鉄骨下地で形成出来るためコストを削減出来る。（３）横桟がトラス構造下地の足場となり施工性が向上する。（４）野地板が必要なく、施工性、コスト削減に寄与する。（５）防水性が向上する。等の特徴、効果がある。

本発明に係る屋根構造の代表的一例を示す断面図である。 本発明に係る屋根構造の代表的一例を示す断面図である。 本発明に係る屋根構造の一般部のその他の一例を示す断面図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の代表的一例を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用するＣ形鋼材とハット形鋼材の一実施例を示す断面図である。 本発明に係る屋根構造に使用する軒先唐草と軒先カバー材の一実施例を示す断面図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工状態を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工状態を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工状態と、断熱屋根材の端部を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工順序を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材の施工状態を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材のその他の実施例を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材のその他の実施例を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材のその他の実施例を示す説明図である。 本発明に係る屋根構造に使用する断熱屋根材のその他の実施例を示す説明図である。 本発明に係る断熱屋根材のその他の実施例を示す説明図である。 本発明に係る断熱屋根材のその他の実施例を示す説明図である。

以下に図面を用いて本発明に係る屋根構造について詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）～図２は本発明に係る屋根構造の代表的一例を示す断面図、図３（ａ）、（ｂ）は本発明に係る屋根構造の一般部のその他の一例を示す断面図である。

図４（ａ）～（ｃ）は本発明に係る屋根構造に使用する金属製屋根材Ｂと断熱材Ｃ、裏面材Ｄよりなる断熱屋根材Ａの代表的一例を示す説明図である。

屋根下地αは、図１（ａ）、（ｂ）～図３（ａ）、（ｂ）に示すように鉄骨下地であり、図５（ａ）に示すＣ形型鋼材よりなるトラス構造下地１を縦に形成したものである。

トラス構造下地１上には、図では図５（ｂ）に示すようなハット形鋼材よりなる横桟２をトラス構造下地１上に横に複数本形成するものである。

勿論、横桟２は断熱屋根材Ａの働き幅と同じ幅でトラス構造下地１上に複数本形成するものである。

トラス構造下地１となるＣ形鋼材は、図５（ａ）に示すような断面であり、支持面１ａ、支持面１ａの上下端部を同一方向に屈曲した固定面１ｂと、固定面１ｂの先端を内方に屈曲した補強面１ｃよりなる金属製の長尺部材である。

横桟２となるハット形鋼材は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すような断面であり、屋根材固定片２ａと、屋根材固定片２ａの両端部を下方に垂下した嵩上げ片２ｂと、嵩上げ片２ｂの下端を外側方へ突出した固定片２ｃよりなる金属製の長尺部材である。なお、３は軒の天井部分に形成する軒天部材である。ハット形鋼材の代わりに一般的に使用されているＬＧＳ（ライトゲージスチール）の形鋼を使用することも出来る。

断熱屋根材Ａは金属製屋根材Ｂと裏面材Ｄ間に断熱材Ｃを形成した長尺板状部材であり、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、略水平面状の化粧面４と、裏面５と、化粧面４の水下側端部を下方に垂下した段差化粧面６と、水上側に開口するように略コ字状に屈曲して差込縁７を形成し、化粧面４と段差化粧面６と差込縁７とから略Ｕ字状の引っ掛け溝８を形成して雄型連結部９としたものである。なお、１４は下連結部、１９は上連結部であり、左右端部を重ね合わせたり、差し込むことにより連結するものである。

また、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、化粧面４の水上側端部には化粧面４の先端を水下側に開口して断面略Ｕ字状に形成した前記差込縁７と嵌合する嵌合溝１０と、嵌合溝１０の上縁となる嵌合縁１１と、固定面１２を形成し雌型連結部１３としたものである。

図３（ａ）、（ｂ）に二点鎖線で示すＳはシートであり、アルミシート、アスファルトルーフィング、ゴムアスファルトルーフィング、等を使用するものであり、断熱屋根材Ａ間より万が一に屋内へ浸入した雨水等が、屋内側に浸入しないように形成しても良いものである。なお、シートＳとしてアルミシート、あるいはアルミエアキャップシートを使用した場合には、遮熱材、断熱材としても機能するものである。

図６（ａ）は断熱屋根材Ａを施工する際に軒先に形成する軒先唐草Ｅは、平面状の固定片Ｅ１と、固定片Ｅ１の軒側先端を上方に突出した立ち上がり片Ｅ３と、立ち上がり片Ｅ３の先端を軒側に折り返した係止片Ｅ４とからなる係止部Ｅ２と、立ち上がり片Ｅ３の根元を下方に垂下した化粧片Ｅ５と、化粧片Ｅ５の下端を外方に折り返した下片Ｅ６とから長尺状に形成したものである。

また、図６（ｂ）に示す軒先カバー材Ｆはカバー面Ｆ１と、カバー面Ｆ１の上端を内方に屈曲したカバー材固定面Ｆ２と、カバー面Ｆ１の下端を内方に屈曲した支持面Ｆ３とから長尺状に形成したものである。

軒先唐草Ｅと軒先カバー材Ｆは、例えば金属板（カラー鋼板、銅板、アルミニウム板、チタン板、ステンレス板、サンドイッチ鋼板、クラッド鋼板等）等をロール成形、プレス成形、押出成形、等によって形成したものである。

軒先唐草Ｅは、軒先部分のカバー材、断熱屋根材Ａの軒先部分の固定部材、張り始めのスタート部材として機能するものである。

軒先カバー材Ｆは、軒先部分のトラス構造下地１となるＣ形鋼材のカバー材、防水材、補強材として機能すると共に、壁と軒先の天井部分に形成する、軒天部材３のカバー材、支持部材としても機能するものである。

次に、本発明に係る屋根構造の施工方法について簡単に説明する。まず、図７（ａ）に示すように、屋根下地α上にＣ形鋼材よりなるトラス構造下地１を縦に形成する。

Ｃ形鋼材よりなるトラス構造下地１の施工が完了したら、図７（ａ）に示すようにＣ形鋼材よりなるトラス構造下地１上に、ハット形鋼材よりなる横桟２を断熱屋根材Ａの働き幅で複数本軒から棟に向かって複数本横に形成する。

その後、図７（ａ）に示すように、軒先部分のトラス構造下地１、横桟２、軒天部材３を覆うように図６（ｂ）に示す軒先カバー材Ｆを固定具βにより固定する。

次に、図７（ｂ）に示すように図６（ａ）に示す軒先唐草Ｅを固定具βにより固定し、図７（ｃ）に示すように断熱屋根材Ａを軒から棟に向かって、雄雌嵌合と、固定具βによる横桟２の屋根材固定片２ａへの固定により施工を完了するものである。なお、現場によりその施工順序は変更される場合もある。

さらに、断熱屋根材Ａについて詳細に説明する。図４（ａ）～（ｃ）は金属製屋根材Ｂと断熱材Ｃ、裏面材Ｄよりなる断熱屋根材Ａの代表的一例を示す説明図、図８、図９は断熱屋根材Ａの施工状態を示す説明図、図１０～図１３は断熱屋根材Ａの左右端部を示す説明図、図１４（ａ）～（ｃ）において、（ａ）図は図８のａ－ａ部端面図、（ｂ）図は図１０のｂ－ｂ部端面図、（ｃ）図は図１１のｃ－ｃ部端面図である。また、図１５（ａ）～（ｃ）において、（ａ）図は図１３のｄ－ｄ部断面図、（ｂ）図は図１３のｅ－ｅ部断面図、（ｃ）図は図１０のｆ－ｆ部断面図である。さらに、図１６（ａ）～（ｂ）、図１７（ａ）～（ｃ）は施工順序を示す説明図、図１８は施工状態を示す説明図である。図中、αは屋根下地、βは固定具、γは縦目地、γ１は横目地、Ｋは家屋、Ｍは窓、Ｙは屋根を示している。

金属製屋根材Ｂは、例えば金属板（カラー鋼板、銅板、アルミニウム板、チタン板、ステンレス板、サンドイッチ鋼板、クラッド鋼板等）等をロール成形、プレス成形、押出成形、等によって形成したものである。

さらに説明すると、金属製屋根材Ｂは長尺板状であり、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、略水平面状の化粧面４と、裏面５と、化粧面４の水下側端部を下方に垂下した段差化粧面６と、水上側に開口するように略コ字状に屈曲して差込縁７を形成し、化粧面４と段差化粧面６と差込縁７とから略Ｕ字状の引っ掛け溝８を形成して雄型連結部９としたものである。なお、１４は下連結部、１９は上連結部であり、左右端部を重ね合わせながら差し込むことにより連結するものである。

また、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、化粧面４の水上側端部には化粧面４の先端を水下側に開口して断面略Ｕ字状に形成した前記差込縁７と嵌合する嵌合溝１０と、嵌合溝１０の上縁となる嵌合縁１１と、固定面１２を形成し雌型連結部１３としたものである。

さらに、図８、図１４（ｂ）に示すように、金属製屋根材Ｂの一端縁の下端部１４ａを内側方に突出して折り返し片１５と、折り返し片１５に形成した凹部１６と、凹部１６により形成した防水空隙１７と、折り返し片１５の先端よりも外方の化粧面４上に、化粧面４中央へ傾斜して突出した凸部１８とから形成した下連結部１４と、図１１、図１４（ｃ）に示すように、金属製屋根材Ｂの他端縁の上端部１９ａを外側方に突出した突出片２０と、突出した部分の雌型連結部１３部分を切断した切り欠き２１と、突出片２０の先端を内側に折り返した空隙防止片２２と、突出片２０の裏面部分の切り欠き２３と、差込縁７の上端部１９ａ近傍を切り欠いた水抜き孔２４、第２水抜き孔２５と、位置決め片２６と、空隙防止片２２より形成される防水空隙２７とから形成した上連結部１９を形成したものである。

下連結部１４は、図８、図９、図１４（ａ）～（ｃ）に示すように、上連結部１９が連結されることにより、防水機能を発揮する部分である。

折り返し片１５は、下端部１４ａを折り返して形成することにより、突出片２０の裏面５に当接して防水性を強化すると共に、途中に凹部１６を形成することにより、防水空隙１７を連結部内に形成し、さらに防水性を向上するものである。

凸部１８は、図１０に示すように化粧面４中央の水下側へ傾斜して一定ピッチで複数個形成することにより、内部に浸入しようとする雨水、風等を図８に点線矢印で示すように外部に排出すると共に、折り返し片１５、凹部１６、防水空隙１７、空隙防止片２２、防水空隙２７との相乗効果により、さらに、防水性、気密性を向上するものである。

図では、その形成角度ｒは、ｒ＝３０°としている。また、凸部１８の形成位置は、下端部１４ａから凸部１８形成位置までの幅をｗ、図１１に示すように上端部１９ａから突出片２０の先端までの幅（切り欠き２３の幅）をＷとすると、Ｗ＞ｗの関係である。なお、図１０に示すように凸部１８間の関係において、凸部１８間に垂直方向の重なりｔを設けると、さらに防水性が向上するものである。なお、凸部１８の垂直方向の重なりをＴとすると、Ｔ≧０である。

このように凸部１８を傾斜して複数個形成することにより、端部の成形歪みを最小限にして成型が可能である。また、歪みがないので金属製屋根材Ｂの寸法精度が向上し、さらに、寸法精度の向上により、施工性、防水性が向上するものである。

上連結部１９は、図８、図９、図１４（ａ）～（ｃ）に示すように、下連結部１４上に連結されることにより、防水機能を発揮する部分である。

突出片２０は、図１４（ａ）に示すように、切り欠き２１を介して下連結部１４上に形成され、防水性を有する縦目地γを形成する部分であり、凸部１８、空隙防止片２２により複数の防水空隙２７を形成して防水性、気密性を向上するものである。

切り欠き２１は、金属製屋根材Ｂ同士を連結する際に、雌型連結部１３部分が邪魔にならないように、嵌合縁１１、固定片１２を切り欠いた空間である。勿論、切り欠き２１には断熱材Ｃと裏面材Ｄは存在しない。

空隙防止片２２は、突出片２０と化粧面４間の縦目地γに空隙が形成されるのを防止し、防水性を向上すると共に、意匠性の向上と、端部がバタ付かないように形成するものである。

切り欠き２３は、断熱屋根材Ａ同士を横方向で連結する際に、断熱材Ｃと裏面材Ｄが邪魔にならないように切り欠いた空間である。

水抜き孔２４は、図８～図９に示すように連結した際に、縦目地γ部分から浸入した雨水が、差込縁７部分から内部に浸入しないように、下段の断熱屋根材Ａ上の化粧面４に排水する部分である。

第２水抜き孔２５は、図８～図９に示すように連結した際に、縦目地γ部分から浸入した雨水が、水抜き孔２４を越えて浸入しようとした際に、下段の断熱屋根材Ａ上の化粧面４に排水する部分である。また、第２水抜き孔２５によりを形成するものであり、位置決め片２６は切り欠き２３の形成位置を特定するための部分である。勿論、位置決め片２６は断熱屋根材Ａ製造時には、断熱材Ｃと裏面材Ｄを形成した複数枚の連続した断熱屋根材Ａ同士を、切り離すための断熱材Ｃと裏面材Ｄの切断位置としても機能する部分である。

断熱材Ｃは断熱材、補強材、嵩上げ材、防音材、吸音材、緩衝材、防火材、結露防止材、等として機能するものであり、主に、合成樹脂発泡体を使用するものである。その素材としては、スチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム、塩化ビニルフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、ユリアフォーム等、の合成樹脂発泡体からなるものであり、例えばレゾール型フェノールの原液と、硬化剤、発泡剤を混合し、表面材、もしくは裏面材の裏面側に吐出させ、加熱して反応・発泡・硬化させて形成したものである。

また、断熱材Ｃ中には各種難燃材として軽量骨材（パーライト粒、ガラスビーズ、石膏スラグ、タルク石、シラスバルーン、水酸化アルミニウム等）、繊維状物（グラスウール、ロックウール、カーボン繊維、グラファイト等）を混在させ、耐火性、防火性を向上させることも出来る。

裏面材Ｄはクラフト紙、アルミ蒸着紙、アスファルトフェルト、金属箔（Ａｌ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｃｕ）、合成樹脂シート、ゴムシート、布シート、石膏紙、水酸化アルミ紙、ガラス繊維不織布等の１種、または２種以上をラミネートしたもの、あるいは防水処理、難燃処理されたシート等からなるものである。

そこで、本発明に係る断熱屋根材の施工方法について説明する。そこで、図４（ａ）～（ｃ）に示すような断熱屋根材Ａを、図１（ａ）、（ｂ）、図２、図１６（ａ）、（ｂ）～図１８に示すように施工するとする。

まず、図１（ａ）、（ｂ）～図２に示すように下段の断熱屋根材Ａ上に上段の断熱屋根材Ａを施工した図１６（ａ）、図１７（ａ）の左の断熱屋根材Ａ１の下連結部１４上に、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）に示すように右の断熱屋根材Ａ２の上連結部１９を重ね合わせる。

その後、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）に矢印で示すように右の断熱屋根材Ａを押し込むように差し込んで施工し、断熱屋根材Ａ２の固定片１２を図１に示すように釘等の固定具βにより屋根下地αに固定し、図１７（ｃ）に示すように施工するものである。この工程を、右方向、上方向に順次行うことにより、図１８に示すように施工を完了するものである。勿論、右の断熱屋根材Ａ２を斜め方向に押し込むように差し込んで施工することも可能である。

以上説明したのは、本発明に係る断熱屋根材の一実施例にすぎず、図１９（ａ）、（ｂ）～図２４（ａ）～（ｆ）に示すように形成することが出来る。

図１９（ａ）、（ｂ）～図２１（ａ）、（ｂ）は凸部１８のその他の実施例を示す平面図であり、特に図１９（ｂ）～図２１（ａ）、（ｂ）は、凸部１８を垂直方向に於いて寸法Ｔだけ重なるように形成して防水性をさらに強化した断熱屋根材Ａである。

図２２（ａ）～（ｉ）～図２４（ａ）～（ｆ）は凸部１８の形状のその他の実施例を示す平面図である。勿論、図では下連結部１４を右端部に、上連結部１９を左端部に形成しているが、左右を逆に形成しても良いものである。

α 屋根下地
β 固定具
γ 縦目地
γ１ 横目地
Ａ 断熱屋根材
Ａ１ 断熱屋根材
Ａ２ 断熱屋根材
Ｂ 金属製屋根材
Ｃ 断熱材
Ｄ 裏面材
Ｅ 軒先唐草
Ｅ１ 固定片
Ｅ２ 係止部
Ｅ３ 立ち上がり片
Ｅ４ 係止片
Ｅ５ 化粧片
Ｅ６ 下片
Ｆ 軒先カバー材
Ｆ１ カバー面
Ｆ２ カバー材固定面
Ｆ３ 支持面
Ｋ 家屋
Ｍ 窓
Ｓ シート
Ｙ 屋根
１ トラス構造下地
２ 横桟
３ 軒天部材
４ 化粧面
５ 裏面
６ 段差化粧面
７ 差込縁
８ 引っ掛け溝
９ 雄型連結部
１０ 嵌合溝
１１ 嵌合縁
１２ 固定片
１３ 雌型連結部
１４ 下連結部
１４ａ 下端部
１５ 折り返し片
１６ 凹部
１７ 防水空隙
１８ 凸部
１９ 上連結部
１９ａ 上端部
２０ 突出片
２１ 切り欠き
２２ 空隙防止片
２３ 切り欠き
２４ 水抜き孔
２５ 第２水抜き孔
２６ 位置決め片
２７ 防水空隙

Claims (2)

1. 屋根下地を断面略Ｃ字状の金属製長尺部材でトラス構造下地を構築し、該トラス構造下地上に、金属製屋根材と裏面材間に断熱材を形成し上下端に雄型連結部と雌型連結部を形成した断熱屋根材の働き幅で、軒から棟にかけて複数本横桟を形成し、該横桟は屋根材固定片と屋根材固定片の両端部を下方に屈曲した嵩上げ片と、嵩上げ片の下端を外側方へ突出した固定片よりなる長尺部材であり、該横桟の屋根固定片上に断熱屋根材を形成したことを特徴とする屋根構造。
   
2. トラス構造下地と横桟間、あるいは横桟と断熱屋根材間の全面にシートを形成したことを特徴とする請求項１記載の屋根構造。
   

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