JP7305697B2 - ルーフドレーン - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 ・積水化学工業株式会社ウェブサイト https://www.eslontimes.com/system/items-view/276/ ウェブサイトの掲載日 令和2年8月31日
本発明は、ルーフドレーンに関する。
従来、床構造物の上面に設けられ、下方に延びる排水管に連結可能な開口部を有するルーフドレーンがあった。
特開2020-153224号公報
しかしながら、従来のルーフドレーンには、低水量での排水性能に改善の余地があった。
本発明は、前述した事情に鑑み、なされたものであって、低水量での排水性能の高いルーフドレーンを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明は以下の形態を提案している。
(1)本発明の一態様に係るルーフドレーンは、ドレーン管に連結可能な連結管を含む落とし口部と、前記落とし口部の周囲から円錐状に拡がる傾斜部と、有するベースプレートと、前記ベースプレートの上方に設置されるクランプリングと、落とし口部の上方に配置される蓋部と、前記蓋部の周囲に設けられる縦リブと、を有するバッフルと、を備え、前記傾斜部の上面は、前記連結管の管軸と直交する面に対して、10°以上60°以下の範囲で傾斜する。
これにより、傾斜部より上方に集まる水の流量が低くても、重力により加速させて落とし口部に到達させ、高い流速でドレーン管に流すことができる。よって、低水量での排水性能を高くできる。
(2)上記(1)において、前記縦リブの下端は、前記クランプリングの上面に沿う形状であってよい。
これにより、ルーフスラブの上面より下方の、クランプリングの上面を伝って流れる水が低流量であっても、流れる水に縦リブの下端が作用して、渦の発生を抑制するように確実に整流できる。
(3)上記(1)又は(2)において、前記落とし口部において、前記連結管から前記傾斜部に至る遷移部は、テーパ形状であってよい。
これにより、落とし口部にある水を、効果的に加速させることができ、落とし口部からドレーン管まで早く流すことができる。
(4)本発明の一態様に係るルーフドレーン施工治具は、デッキプレートの上方に設置され、ベースプレートを支持するガイドパイプと、前記ガイドパイプの下端部に配置される受台と、前記受台に下端を接続され、前記ガイドパイプを通り上方に延びるボルトと、前記ボルトを通し、前記ベースプレートを前記ガイドパイプとの間で挟む上蓋と、を備え、前記上蓋は、前記ベースプレートに設けられたバッフル支持柱が貫通するバッフル支持柱用貫通孔を有する。
これにより、受台に対するベースプレートの位置決めを確実にできる。
(5)本発明の一態様に係るルーフドレーンの施工方法は、デッキプレートの上方に受台を設置する受台設置工程と、前記受台を取り囲んだ状態で、前記デッキプレートの上方にガイドパイプを設置するガイドパイプ設置工程と、前記ガイドパイプの上方にベースプレートを設置するベースプレート設置工程と、前記ガイドパイプの上端部を塞ぐ上蓋に通されたボルトを前記ベースプレートと前記ガイドパイプとに通して前記受台に接続する上蓋設置工程と、を含み、前記上蓋設置工程において、前記上蓋に設けられたバッフル支持柱用貫通孔に、前記ベースプレートに設けられたバッフル支持柱を通す。
これにより、受台の位置に対して、ベースプレートを確実に位置決めできる。
本発明のルーフドレーン、ルーフドレーン施工治具及びルーフドレーンの施工方法によれば、低水量での排水性能を高くできる。
実施形態に係るルーフドレーンを含むルーフスラブの断面図である。 実施形態に係るベースプレートの断面図である。 実施形態に係る縦リブとクランプリングとベースプレートとの関係を示す詳細断面図である。 実施形態に係る変形例1のベースプレートの断面図である。 実施形態に係る変形例2のベースプレートの断面図である。 実施形態に係る変形例3のベースプレートの断面図である。 実施形態に係るルーフドレーン施工治具をベースプレートに適用する際の組立図である。 実施形態に係るルーフドレーン施工治具をベースプレートに適用する際の分解図である。 流入量に対するルーフドレーンの排水性能を比較した実験の模式図である。 流入点Pにおいて流入させる水の流量と位置aにおける水位との関係を示す図である。 流入点Pにおいて流入させる水の流量と位置bにおける水位との関係を示す図である。
以下、図1から図3を参照し、本発明の実施形態に係るルーフドレーン100の一例について以下に説明する。図1は、実施形態に係るルーフドレーン100を含むルーフスラブSの断面図である。図2は、実施形態に係るベースプレート10の断面図である。図3は、実施形態に係る縦リブとクランプリングとベースプレートとの関係を示す詳細断面図である。なお、図1から図8までは、連結管11cの管軸Yを通る断面図である。
(ルーフドレーン)
本実施形態に係るルーフドレーン100は、例えば、ビル、マンション等の建築物の屋根の排水に適用できる。
ルーフドレーン100は、図1に示すように、ルーフスラブSの抜孔Saに設けられている。ルーフドレーン100の下端部には、建築物の内部を通って下方に延びるドレーン管Eが接続されている。ルーフドレーン100は、適宜、ベースプレートに設けられたアンカー14をルーフスラブSに埋設した状態で固定することにより、ルーフスラブSと一体に設けられている。
ルーフドレーン100は、ベースプレート10と、クランプリング20と、バッフル30と、を備えている。
ベースプレート10は、ドレーン管Eとルーフドレーン100とをルーフスラブSの抜孔Saに対して位置決めする機能と、ドレーン管Eとルーフドレーン100とを接続する機能とを有する部材である。
ベースプレート10は、ドレーン管Eに連結可能な連結管11cを含む落とし口部11と、落とし口部11の周囲から円錐状に拡がる傾斜部12と、バッフル支持柱13と、を有している。ベースプレート10は、適宜、ルーフスラブSに埋設されるアンカー14を有している。アンカー14は、ベースプレート10の底面から下方に突出して設けられている。
落とし口部11は、ドレーン管Eに連結可能な連結管11cと、連結管11cから傾斜部12までの間の遷移部11tと、を有している。
連結管11cは、開口Dを有する環状体である。連結管11cは、ドレーン管Eに設けられた雄ねじに螺合可能な雌ねじを有している。連結管11cの上端には、遷移部11tが接合されている。
遷移部11tの下端又は内縁端は、連結管11cの上端に接合されており、上端又は外縁端は、傾斜部の下端又は内縁端に接続されている。遷移部11tと傾斜部12とは、一体に形成されている。
連結管11cから傾斜部12に至る遷移部11tは、テーパ形状である。すなわち、遷移部11tは、下方から上方に行くに連れて徐々に拡がる内径を有している。これにより、落とし口部11にある水を、効果的に加速させることができ、落とし口部11からドレーン管Eまで早く流すことができる。なお、遷移部11tは、内側に向けて凸に円弧状に湾曲する内側部と、その内側部の外周縁と一体に接続されて水平面に沿う平坦な外側部と、を含んでよい。
傾斜部12は、円環状である。傾斜部12は、円錐面に沿う形状である。傾斜部12の下端又は内縁端は、落とし口部11に一体に接続している。傾斜部12の上端又は外縁端は、円形状であり、連結管11cの管軸Yと直交する面HL、ルーフスラブSの上面又は水平面に沿って配置される。傾斜部12は、下方から上方に行くに連れて徐々に拡がる内径を有している。
ここで、図1及び図2に示すように、傾斜部12の上面は、連結管11cの管軸Yと直交する面HLに対して、10°以上60°以下の範囲の傾斜角度θで傾斜している。これにより、傾斜部12より上方に集まる水の流量(水量)が低くても、重力により加速させて落とし口部11に到達させ、高い流速でドレーン管Eに流すことができる。よって、低水量での排水性能を高くできる。なお、連結管11cの管軸Yと直交する面HLは、水平面であってよい。なお、傾斜角度θは、10°から45°がより好ましく、12°から30°が最も好ましい。
バッフル支持柱13は、落とし口部11の上面から上方に突出する棒状体である。バッフル支持柱13の下端は、落とし口部11の上面に支持されている。バッフル支持柱13の下端は、例えば、落とし口部11に溶接されている。バッフル支持柱13は、クランプリング20の通孔21gを通り、バッフル30の通孔31gを通った状態で、上部を、ワッシャ及びナット等の適宜の係止具(不図示)を介して、バッフル30の上面に係止されている。バッフル支持柱13の上端には、雌ねじが設けられていてよい。バッフル支持柱13は、例えば、ボルトであってよい。
クランプリング20は、防水シート(不図示)をベースプレート10との間に挟んで固定する機能を有する部材である。
クランプリング20は、ベースプレート10の上方に設置されている。クランプリング20は、ベースプレート10の上面の形状に沿った形状の下面を有している。これにより、ベースプレート10に対するクランプリング20の位置決めをし易くできる。
クランプリング20は、円環状で板状のクランプベース21と、クランプベース21の外周縁21eの全周から上方に延びるリップ22を有している。クランプリング20は、クランプベース21の外周縁21eの全周から上方に延びるリップ22を有しているので、剛性を高めることができる。
クランプベース21は、中央に開口部21aを有している。ルーフスラブSの上を流れる水は、この開口部21aを通って、ドレーン管Eに流れる。クランプベース21は、バッフル支持柱13を通すための通孔21gを2箇所以上(本実施形態においては4箇所)有している。これにより、ベースプレート10に対するクランプリング20の位置決めを確実にできる。
バッフル30は、落とし口部11の上方に配置される蓋部31と、蓋部31の周囲に設けられる縦リブ32と、を有している。
蓋部31は、落とし口部11の上方からの空気を取り込みにくくして、ドレーン管Eによるサイフォン効果を高める機能を有する部材である。蓋部31は、連結管11cの開口Dの上方を覆っている。蓋部31は、管軸Yを中心とする円盤状である。蓋部31は、落とし口部11から上方に離間して設けられる。蓋部31は、落とし口部11の遷移部11tを上方から完全に覆う大きさを有している。蓋部31の外周縁の径は、落とし口部11の遷移部11tの外周縁の径より大きい。
縦リブ32は、ベースプレート10の周囲から集まる水を整流して、空気を取り込む渦を生じさせにくくして、ドレーン管Eによるサイフォン効果を高める機能を有する部材である。縦リブ32は、管軸Yを通る面に沿って、管軸Yから放射状に延びる板状体である。縦リブ32は、管軸Yから放射状に、均等な間隔で、複数設けられている。
ここで、図3に示すように、縦リブ32の下端32dは、管軸Yを通る断面視において、クランプリング20の上面20uに沿う形状である。これにより、ルーフスラブSの上面より下方の、クランプリング20の上面を伝って流れる水が低流量であっても、流れる水に縦リブ32の下端が作用して、渦の発生を抑制するように確実に整流できる。なお、縦リブ32の下端32dは、ベースプレート10の上面10uに沿う形状であってもよい。
(変形例1)
次に、ベースプレート10の変形例1について説明する。
図4は、実施形態に係る変形例1のベースプレート10の断面図である。
図4に示すように、変形例1のベースプレート10は、上述のベースプレート10と同様に、落とし口部11と、傾斜部12と、バッフル支持柱13と、適宜のアンカー(不図示)を有している。
ここで、変形例1のベースプレート10の落とし口部11における遷移部11tは、連結管11cに下端を接続される内側部11taと、内側部11taと傾斜部12との間の外側部11tbと、を含んでいる。内側部11taは、管軸Yを通る断面視において、内側に向けて凸に円弧状に湾曲している。外側部11tbは、下方から上方に行くに連れて内径が拡がるテーパ状になっている。これにより、落とし口部11の上方の水の流れを円滑にし、傾斜部12より上方に集まる水の流量が低くても、重力により加速させて落とし口部11に到達させ、高い流速でドレーン管Eに流すことができる。
(変形例2)
次に、ベースプレート10の変形例2について説明する。
図5は、実施形態に係る変形例2のベースプレート10の断面図である。
図5に示すように、変形例2のベースプレート10は、上述のベースプレート10と同様に、落とし口部11と、傾斜部12と、バッフル支持柱13と、適宜のアンカー(不図示)を有している。
ここで、変形例2のベースプレート10の落とし口部11における遷移部11tは、連結管11cに下端を接続される内側部11taと、内側部11taと傾斜部12との間の外側部11tbと、を含んでいる。内側部11taは、管軸Yを通る断面視において、下方から上方に行くに連れて直線状に傾斜している。外側部11tbは、水平面に沿って平坦になっている。これにより、落とし口部11の上方の水の流れを円滑にし、傾斜部12より上方に集まる水の流量が低くても、重力により加速させて落とし口部11に到達させ、高い流速でドレーン管Eに流すことができる。
(変形例3)
次に、ベースプレート10の変形例3について説明する。
図6は、実施形態に係る変形例3のベースプレート10の断面図である。
図6に示すように、変形例3のベースプレート10は、上述のベースプレート10と同様に、落とし口部11と、傾斜部12と、バッフル支持柱13と、適宜のアンカー(不図示)を有している。
ここで、変形例3のベースプレート10の落とし口部11における遷移部11tは、連結管11cに下端を接続される内側部11taと、内側部11taと傾斜部12との間の外側部11tbと、を含んでいる。内側部11taは、管軸Yを通る断面視において、下方から上方に行くに連れて直線状に傾斜している。外側部11tbは、管軸Yを通る断面視において、下方から上方に行くに連れて直線状に傾斜している。このように、落とし口部11における遷移部11tは、段階的に傾斜していてよい。これにより、落とし口部11の上方の水の流れを円滑にし、傾斜部12より上方に集まる水の流量が低くても、重力により加速させて落とし口部11に到達させ、高い流速でドレーン管Eに流すことができる。
(ルーフドレーン施工治具)
次に、ルーフドレーン施工治具200について説明する。
図7は、実施形態に係るルーフドレーン施工治具200をベースプレート10に適用する際の組立図である。図8は、実施形態に係るルーフドレーン施工治具200をベースプレート10に適用する際の分解図である。
図7及び図8に示すように、ルーフドレーン施工治具200は、デッキプレートDPの上方に設置され、ベースプレート10を支持するガイドパイプ210と、ガイドパイプ210の下端部に配置される受台220と、受台220に下端を接続され、ガイドパイプ210を通り上方に延びるボルト230と、ボルト230を通し、ベースプレート10をガイドパイプ210との間で挟む上蓋240と、を備えている。なお、ルーフドレーン施工治具200は、適宜、上蓋240を上方から抑えるために、ボルト230に螺合可能なナットを有している。
ガイドパイプ210は、周囲にルーフスラブSのコンクリート等が打設された際に、堰となり、コンクリート等の硬化後のルーフスラブSに、抜孔を形成するための型枠の機能と、ベースプレート10の位置決めの機能を兼ねる部材である。ガイドパイプ210は、中空の円筒状である。ガイドパイプ210の高さは、ベースプレート10の設置位置に対応する高さに調節されている。ガイドパイプ210の内径は、ベースプレート10の連結管11cが収まるのに十分な大きさになっている。
受台220は、円板状である。受台220は、本体部222と、ボルト230の下端を支持可能なボルト支持部221と、を有している。本体部222は、円板状である。ボルト支持部221は、本体部222の中央に形成されている。ボルト支持部221は、例えば、本体部222に溶接等によって固定され、ボルト230の下端を螺合可能な雌ねじを有するナットであってよい。ボルト支持部221は、本体部222に直接螺合されて支持されてもよい。
ボルト230は、ベースプレート10の上方から上蓋240を押さえて、ルーフドレーン100が完成する前の施工時において止水効果をもたらす機能を有する棒状体である。
ボルト230は、少なくとも、ガイドパイプ210の高さより長い長さを有している。ボルト230には、上蓋240を押さえるためにボルト230に設けられた雄ねじに螺合可能なナット231を有している。
上蓋240は、ボルト230を通すボルト挿通孔242を有している。
ここで、上蓋240は、ベースプレート10に設けられたバッフル支持柱13が貫通するバッフル支持柱用貫通孔241を有している。バッフル支持柱用貫通孔241は、ベースプレート10においてバッフル支持柱13が配置されている位置に対応する位置に設けられている。なお、デッキプレートDPは、後に上方に打設されるコンクリート等と一体化されてルーフスラブSを構成する部材である。
このように、上蓋240は、ベースプレート10に設けられたバッフル支持柱13が貫通するバッフル支持柱用貫通孔241を有しているので、受台220に対するベースプレート10の位置決めを確実にできる。
(施工方法)
次に、ルーフドレーン100の施工方法について説明する。
図7は、実施形態に係るルーフドレーン施工治具200をベースプレート10に適用する際の組立図である。図8は、実施形態に係るルーフドレーン施工治具200をベースプレート10に適用する際の分解図である。
本実施形態に係るルーフドレーン100の施工方法は、受台設置工程S1と、ガイドパイプ設置工程S2と、ベースプレート設置工程S3と、上蓋設置工程S4と、を含んでいる。詳細には、次のとおりである。
(1)まず、デッキプレートDPの上方に受台220を設置する(受台設置工程S1)。
(2)次に、受台220を取り囲んだ状態で、デッキプレートDPの上方にガイドパイプ210を設置する(ガイドパイプ設置工程S2)。
(3)次に、ガイドパイプ210の上方にベースプレート10を設置する(ベースプレート設置工程S3)。ここで、上蓋240に設けられたバッフル支持柱用貫通孔241に、ベースプレート10に設けられたバッフル支持柱13を通す。これにより、受台220の位置に対して、ベースプレート10を確実に位置決めできる。
(4)次に、ガイドパイプ210の上端部を塞ぐ上蓋240に通されたボルト230を、ベースプレート10とガイドパイプ210とに通して、受台220に接続する(上蓋設置工程S4)。
(5)ナット231を締めて、上蓋240をベースプレート10の上面に押し当てる。この後、適宜、上蓋240の上面からベースプレートの上面にかけて、養生シートBを敷く。
(6)この後、ルーフスラブSを構成するコンクリート等を、ガイドパイプ210の周囲のデッキプレートDPの上方に打設する。そして、打設されたコンクリート等に、ベースプレート10のアンカー14が埋設されて固定された状態になり、ガイドパイプ210によって形成されたルーフスラブSの抜孔に対して、ベースプレート10が確実に位置決めされて設置される。
(7)この後、ルーフドレーン100を構成するクランプリング20及びバッフル30を、バッフル支持柱13に、順次、挿入して取り付ける。
このようにして、ベースプレート10を確実に位置決めでき、ルーフドレーン100を簡単に施工できる。
(排水性能実験)
次に、排水性能実験について説明する。
図9は、流入量に対するルーフドレーン100の排水性能を比較した実験の模式図である。図10は、流入点Pにおいて流入させる水の流量と位置aにおける水位との関係を示す図である。図11は、流入点Pにおいて流入させる水の流量と位置bにおける水位との関係を示す図である。図10及び図11において、横軸は、流入点Pにおいて流入させる水の流量(L/s)を示している。図10及び図11において、縦軸は、位置a又は位置bでの水位(mm)を示している。
図9に示すように、ルーフスラブSの上面において、実施例に係るルーフドレーン100及び比較例に係るルーフドレーンを、設置点Qに配置した。流量を変えて流入点Pから水を流した。位置aは、設置点Qから300mm離れた位置とした。位置bは、設置点Qから700mm離れた位置とした。そして、この際の位置a及び位置bでの水位を測定した。なお、実施例に係るルーフドレーンにおける傾斜部12の傾斜角度θは15°のものとし、比較例に係るルーフドレーンにおける傾斜部の傾斜角度θは、5°のものとした。
実験の結果、図10に示すように、位置aにおいて、実施例に係るルーフドレーン100を設置した場合、比較例に係るルーフドレーンを設置した場合と比べて、特に低流量の際に、顕著に水位が低くなった。水位が低いということは、ルーフドレーン100の排水性能が高いことを示している。
また、図11に示すように、位置bにおいて、実施例に係るルーフドレーン100を設置した場合、比較例に係るルーフドレーンを設置した場合と比べて、特に低流量の際に、顕著に水位が低くなった。
このように、実施例に係るルーフドレーン100の低水量での高い排水性能を確認できた。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
10 ベースプレート
10u (ベースプレート)の上面
11 落とし口部
11c 連結管
11t 遷移部
11ta 内側部
11tb 外側部
12 傾斜部
13 バッフル支持柱
14 アンカー
20 クランプリング
20u (クランプリング)の上面
21 クランプベース
21a 開口部
21e 外周縁
21g 通孔
22 リップ
30 バッフル
31 蓋部
31g 通孔
32 縦リブ
32d 下端
100 ルーフドレーン
200 ルーフドレーン施工治具
210 ガイドパイプ
220 受台
221 ボルト支持部
222 本体部
230 ボルト
231 ナット
240 上蓋
241 バッフル支持柱用貫通孔
242 ボルト挿通孔
a,b 位置
B 養生シート
D 開口
DP デッキプレート
E ドレーン管
HL 面
P 流入点
Q 設置点
S ルーフスラブ
Sa 抜孔
Y 管軸
θ 傾斜角度

Claims (10)

  1. ドレーン管に連結可能な連結管を含む落とし口部と、前記落とし口部の周囲から円錐状に拡がる傾斜部と、有するベースプレートと、
    前記ベースプレートの上方に設置されるクランプリングと、
    前記落とし口部の上方に配置される蓋部と、前記蓋部の周囲に設けられ、前記連結管の管軸から放射状に延びる板状の縦リブと、を有するバッフルと、を備え、
    前記傾斜部の上面は、前記連結管の管軸と直交する面に対して、10°以上60°以下の範囲で傾斜する
    ことを特徴とするルーフドレーン。
  2. 前記クランプリングは、前記傾斜部の上方に設置されるとともに下面が前記傾斜部の上面に沿う板状のクランプベースを備え、
    前記縦リブの下端は、前記クランプベースの上面に沿う形状である
    ことを特徴とする請求項1に記載のルーフドレーン。
  3. 前記クランプリングは、前記管軸と直交する面において、前記縦リブの下端よりも外側に設けられたリップを有する、
    請求項1又は請求項2に記載のルーフドレーン。
  4. 前記落とし口部において、前記連結管から前記傾斜部に至る遷移部は、テーパ形状である
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のルーフドレーン。
  5. 前記蓋部に、バッフル支持柱が通る孔が設けられている
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のルーフドレーン。
  6. 前記落とし口部において、前記連結管から前記傾斜部に至る遷移部は、テーパ形状であり、
    前記遷移部において、下方から上方に行くに連れて内径が拡がる部分に、前記バッフル支持柱が配置される、
    請求項5に記載のルーフドレーン。
  7. 前記バッフル支持柱がボルトである
    請求項5又は請求項6に記載のルーフドレーン。
  8. 前記蓋部が前記遷移部を覆うように配置される、
    請求項4又は請求項6に記載のルーフドレーン。
  9. 前記ベースプレートの底面から下方に突出して設けられるアンカーを有する、
    請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のルーフドレーン。
  10. 前記傾斜部の上面は、前記連結管の管軸と直交する面に対して、12°以上30°以下の範囲で傾斜する
    請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のルーフドレーン。
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