JP7428401B2 - 屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根パネルおよび屋根構造に関する。

従来、住宅や倉庫、体育館等の建物の屋根を、複数の屋根パネルを接合して構成する場合がある。その種の屋根パネルとしては、コルゲートパネルやデッキプレートのような、凹凸が連続してリブを構成するような波板状のパネルが知られている。

特開２０１１－１２７２７５号公報

複数の屋根パネルを傾斜方向に並べて屋根を構成する場合、例えば、傾斜方向の下方に波板パネルを配置し、上方に平坦なパネルを被せて重畳させると、両者の段差部には、波板パネルの溝状の凹部により隙間が生じる。そのような隙間は、漏水や動物による食害を防ぐために面戸により塞いでいるが、施工に手間がかかるため改善の余地があった。
一方、倉庫や工場などの大規模の屋根に断熱性を持たせるため、折板屋根を二重にかけて中空層に断熱材のグラスウールを配置する方法が多く採用されている。しかし、このような屋根を施工するには、一度屋根をかけて断熱材を敷き、更にその上に折板屋根をかける必要があるため、施工に手間がかかる。また、グラスウールは水分を吸収することから、経時変化とともに水分を吸って水下に落ちてしまい、断熱性能が著しく低下する傾向があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、段差部に隙間が生じにくく断熱性が確保され、施工の容易化が図られる屋根パネルおよび屋根構造を提供することを目的とする。

本発明の屋根構造は、表側面材と、裏側面材と、前記表側面材と前記裏側面材との間に配置される芯材と、を備えた複数の屋根パネルが、傾斜方向の下方に向かうにつれて下側に配置される状態に、互いの端部どうしが重畳され、その重畳によってパネル厚さに応じた段差部を有する屋根構造であって、前記屋根パネルの、少なくとも、前記表側面材と前記裏側面材の互いに重畳される端部の双方の重畳面のいずれもが平坦であり、前記段差部は、前記傾斜方向に交差する方向に延びており、前記重畳面における上側の前記屋根パネルと下側の前記屋根パネルとの間に隙間を形成し、上側の前記屋根パネルの下端部と下側の前記屋根パネルの表面との間にシール材を配置して前記隙間をシールし、下側の前記屋根パネルの上端部と上側の前記屋根パネルの裏面との間にシール材を配置して前記隙間をシールし、前記シール材同士の間に空間を設けたことを特徴とする。

前記表側面材の前記重畳面を含む表面の全面、および前記裏側面材の前記重畳面を含む裏面の全面が平坦であってよい。

前記表側面材の表面の少なくとも一部に、フレキシブルなフィルム状の太陽電池パネルが配置されてよい。

本発明によれば、段差部に隙間が生じにくく断熱性が確保され、施工の容易化が図られる屋根パネルおよび屋根構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る屋根構造を備えた建物の斜視図である。 実施形態に係る屋根パネルの接合構造および固定構造を示す斜視図である。 屋根パネルの接合構造および固定構造を示す断面図である。 分離した屋根パネルの一端側および他端側の接合端部を示す断面図である。 実施形態の屋根構造を示す建物の断面図である。 実施形態の屋根構造を示す平面図である。 屋根パネルの固定構造を示す断面図である。 屋根パネルに太陽電池パネルが設置された状態を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る複数の長方形状の屋根パネル１を接合してなる屋根構造を備えた建物５を示している。建物５は、例えば鶏舎、豚舎等の畜舎、倉庫、工場等であるが、これらに限定されない。実施形態の屋根は切り妻屋根であって、棟５Ｍの両側に、所定角度の勾配で設置された屋根７をそれぞれ備えている。屋根パネル１は幅方向（桁行方向）Ｔに複数が接合され、傾斜方向（流れ方向）Ｓには２枚の壁パネル１が並べて配置されている。

図２および図３は、幅方向に隣接する屋根パネル１の接合部および屋根骨組である母屋材２への固定構造の断面を示している。

屋根パネル１は、複数の母屋材２上に設置され、図３で左側に示す屋根パネル１の一端側（右側）の接合端部１Ａがビス３によって母屋材２に固定される。そして図３で右側に示す屋根パネル１の他端側（左側）の接合端部１Ｂが接合端部１Ａに接合される。このように屋根パネル１の一端側の接合端部１Ａをビス３で固定し、その固定した屋根パネル１の接合端部１Ａに他端側の接合端部１Ｂを接合していくことを繰り返し、所定枚数の屋根パネル１が幅方向に設置される。

屋根パネル１は縦方向（長手方向）を傾斜方向Ｓと平行に配して施工される。すなわち屋根パネル１は接合端部１Ａ、１Ｂの縁が傾斜方向に延びるように設置される。母屋材２は幅方向に沿って水平に延び、幅方向に間隔をおいて配置される傾斜方向と平行な梁８（図５参照）に、傾斜方向に間隔をおいて設けられている。母屋材２は、木材、あるいは金属製のチャンネル等が用いられる。

図３に示すように、屋根パネル１は、いずれも金属薄板からなる表側面材１０と裏側面材２０の間に、所定厚さの断熱材からなる芯材３０を挟んだ断熱機能に優れる金属サンドイッチパネルである。表側面材１０および裏側面材２０は、芯材３０の両面にそれぞれ接着剤によって接着される。接着剤は、表側面材１０および裏側面材２０および芯材３０の材質等に応じて選択され、例えばウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤等の樹脂系接着剤が用いられる。

表側面材１０および裏側面材２０の材質は限定されないが、鋼板が好適であり、例えば、溶融５５％アルミニウム－亜鉛合金メッキ鋼板（例えば、カラーガルバリウム鋼板等のガルバリウム鋼板（登録商標））や他のカラー鋼板等が用いられる。表側面材１０および裏側面材２０は弾性変形可能な厚さ（例えば０．３５ｍｍ程度）を有している。

芯材３０は、例えばポリスチレン等の軽量樹脂発泡材が用いられるが、材質は限定されない。芯材３０の厚さは、例えば２５～１００ｍｍとされる。屋根パネル１の全体寸法は任意であって施工する屋根に対応したものとされるが、例えば縦方向長さ：１８００～１３０００ｍｍ、幅：４００～１２００ｍｍ、厚さ：２５～３００ｍｍ程度のものが挙げられる。

図４に示すように、接合端部１Ａ、１Ｂは断面形状が異なっており、互いに接合される各接合面１ａ、１ｂは複雑な凹凸状に形成されている。

図４で左側に示す接合端部１Ａにおいては、芯材３０の端面の表面側（図４で上側）には角部が欠損されて段部３１０が形成され、裏面側（図４で下側）には側方に突出する突出部３２０が形成されている。接合端部１Ａの裏面側の裏側面材２０の端部には、芯材３０の突出部３２０から所定長さ側方に突出した平坦部２１０が形成され、この平坦部２１０の先端には、表面側に直角に屈曲してから側方に向かって断面長方形状に膨らみを持ちつつループ状に折り曲げられた裏面側係合部２３０が形成されている。

接合端部１Ａにおける表面側の表側面材１０の端部には、芯材３０の段部３１０を覆って突出してから断面平行四辺形状に膨らみを持ちつつ１８０°折り曲げられた表面側係合部１１０が形成されている。

接合面１ａの表側面材１０の先端部で構成される部分には、表面側係合部１１０と段部３１０に沿った屈曲部分とにより側方に開口する溝１２０が形成され、この溝１２０内に、接合面１ａの長手方向全長にわたってシール材２００が装着されている。
接合端部１Ａの裏面側には樋状部６が形成されている。樋状部６には、芯材３０の延長部３０ａが配置されている。

図４で右側に示す接合端部１Ｂにおいては、芯材３０の端面の裏面側には角部が欠損されて段部３５０が形成され、表面側には側方に突出する重畳部４０が形成されている。接合端部１Ｂの裏面側の裏側面材２０の端部には、芯材３０の裏面に沿って側方に突出してから断面長方形状に膨らみを持ちつつ１８０°折り曲げられた裏面側係合部２５０が形成されている。

接合端部１Ｂの表面側の表側面材１０の端部には、重畳部４０からさらに側方に突出して上記表面側係合部１１０と互いに係合される表面側係合部１５０が形成されている。表面側係合部１５０は、重畳部４０の芯材３０の端面側に折り曲げられてから側方に延び、先端に断面三角形状の膨らみ部１５１を有している。

屋根パネル１は、上記のように接合端部１Ａがビス３で母屋材２に固定されるが、図２および図３に示すように、ビス３は、樋状部６に嵌め込まれる吊子４および裏面側の裏側面材２０による樋状部６を貫通して母屋材２にねじ込まれ、締結される。なお、ビス３が貫通する孔は、適宜なシール手段によって雨水や融雪水等の水分が母屋材２に到達することを防ぐ止水処理がなされる。

上記屋根パネル１は、接合端部１Ａに接合端部１Ｂを嵌合させて接合面１ａ、１ｂを接合させることを繰り返し、幅方向に施工される。図３に示すように、屋根パネル１どうしは、接合端部１Ａの裏面側係合部２３０が接合端部１Ｂの裏面側係合部２５０に弾性的に係合し、接合端部１Ｂの表面側係合部１５０が表面側係合部１１０の下側に入り込んで弾性的に係合する。表面側係合部１５０の膨らみ部１５１の先端がシール材２００に押し付けられて圧着し、シールされる。また、表面側係合部１１０、１５０間は、コーキング材１８０が充填されてシールされる。

図３に示すように、本実施形態においては、接合端部１Ａの裏面側の裏側面材２０の端部に接合端部１Ｂの重畳部４０が重畳し、ビス３の頭部は重畳部４０で覆われ、表面側に露出しない状態となる。

上記のようにして施工される屋根パネル１は、その表側面材１０により表面７１が構成され、裏側面材２０により裏面７２が構成される。表側面材による表面７１の全面、および裏側面材による裏面７２の全面は、いずれも平坦である。ここでいう平坦とは、各面材１０、２０が曲げ加工やプレス加工などによって表面に明らかな凹凸状（波板状）の変形が施されてはおらず、金属板の素材の平坦な状態のままであることをいう。

図５および図６に示すように、棟５Ｍの片側の屋根７においては、２枚の屋根パネル１が傾斜方向に並べて設置されている。ここで、傾斜方向において上方の屋根パネル１を屋根パネル１Ｍとし、傾斜方向において下方の屋根パネル１を屋根パネル１Ｎとすると、屋根パネル１Ｍの下端部の下側に、屋根パネル１Ｎの上端部が重畳して配置されている。すなわち、傾斜方向の下方に向かうにつれて、屋根パネル１Ｍの下側に屋根パネル１Ｎが配置される状態に、互いの端部どうしが重畳して配置されている。これにより、上側の屋根パネル１Ｍから下側の屋根パネル１Ｎに移行する部分には、パネル厚さに応じた外部に露出する段差部７３が形成される。なお、図５においては、基礎５ａに複数の柱５ｂが建てられ、柱５ｂ間に梁８が架けられている。図６の符号９０は、妻側の側壁パネルである。

図７に示すように、屋根パネル１Ｍおよび屋根パネル１Ｎのそれぞれは、互いに重畳する重畳面７２ａ、７１ａを有する。屋根パネル１Ｍの重畳面７２ａは、裏側面材２０の下端部の裏面７２であり、屋根パネル１Ｎ側の重畳面７１ａは表側面材１０の上端部の表面７１である。双方の重畳面７２ａ、７１ａのいずれもが平坦である。

図７に示すように、段差部７３は、上側の屋根パネル１Ｍの端面７４と、下側の屋根パネル１Ｎの表面７１とにより形成される。上側の屋根パネル１Ｍと下側の屋根パネル１Ｎとの間であって、双方の重畳面７２ａ、７１ａの間には、隙間８０が形成される。隙間８０は、ほぼ一定の高さを有する。隙間８０の高さは、例えば５～２０ｍｍ程度、あるいは１０ｍｍ前後であるが、これに限定されない。このように隙間８０が確保されることにより、水分が重畳面７２ａ、７１ａの双方に密着し、毛細血管現象でその水分が隙間８０を伝って上昇したり、隙間８０内に保持されたりすることが抑制され、結果として水分の浸入による水漏れが抑制されやすい。段差部７３においては、上側の屋根パネル１Ｍの端面７４と下側の屋根パネル１Ｎの表面７１との間に、隙間開口８０ａが形成される。隙間開口８０ａは、傾斜方向Ｓに略直交する方向に直線状に延びており、隙間８０と同等の略一定高さを有する。

屋根パネル１Ｍ、１Ｎの双方の重畳面７２ａ、７１ａの間には、傾斜方向Ｓに離間する上下一対のシール材７５、７６が配置される。上側のシール材７５は下側の屋根パネル１Ｎの上端部の表面７１と上側の屋根パネル１Ｍの裏面７２との間の隙間８０を埋めてシールしている。下側のシール材７６は、上側の屋根パネル１Ｍの下端部の裏面７２と下側の屋根パネル１Ｎの表面７１との間の隙間開口８０ａを埋めてシールしている。シール材７５、７６は止水材である。隙間８０は、シール材７５、７６の高さに応じたものとなる。

図５および図８に示すように、屋根７には太陽電池パネル９が設置される。太陽電池パネル９は、複数が設置されてよい。実施形態の太陽電池パネル９は、フレキシブル性を備えた平板なフィルム状のもので、曲げたり巻いたりすることが可能である。このような太陽電池パネル９は、例えば、マトリクス状に並べた複数の柔軟性を有するセルが柔軟性を有する樹脂シートでラミネートされた構成を有する。

太陽電池パネル９は、屋根パネル１の表面７１が平坦なため、その表面７１に、架台を用いることなく直接敷設されている。屋根パネル１に対しては、マグネットや接着等の手段で太陽電池パネル９を固定することができる。１枚の太陽電池パネル９が、幅方向に並ぶ複数の屋根パネル１にまたがって設置されてよい。太陽電池パネル９は、段差部７３を回避して配置される。

以上説明した実施形態の屋根パネル１は、複数が、傾斜方向の下方に向かうにつれて下側に配置される状態に、互いの端部どうしが重畳され、その重畳によってパネル厚さに応じた段差部７３が形成される屋根７を構成するものであって、表側面材１０と、裏側面材２０と、表側面材１０と裏側面材２０との間に配置される芯材３０と、を備え、少なくとも、表側面材１０と裏側面材２０の、互いに重畳される端部の双方の重畳面７１ａ、７２ａのいずれもが平坦である。実施形態においては、表側面材１０の重畳面７１ａを含む表面７１の全面、および裏側面材２０の重畳面７２ａを含む裏面７２の全面が平坦である。

これにより、複数の屋根パネル１を傾斜方向に並べ、かつ端部どうしを重畳させた場合、上下の屋根パネル１の間の段差部７３においては大きな隙間や、複雑な形状の隙間が生じにくく、両者の間の境界はシール材７５を施工して埋めるだけでよい。このため、従来のように隙間を塞ぐ面戸といった別部材で施工する手間が省かれ、屋根の施工の容易化が図られる。

また、隙間開口８０ａをシールするシール材７６は、隙間開口８０ａ全体が傾斜方向Ｓに直交する直線状であるため、上下の屋根パネル１Ｍおよび１Ｎに対して隙間無く密着することが容易になされる。このため、水分の浸入が高いレベルで抑制されるとともに断熱性も確保される。さらに、シール材７６が露出するためシール材７６を容易に目視することができる。このため、シール材７６によるシール状態を容易に確認することができ、シール漏れのないように確実に施工を行うことができる。

表側面材１０の重畳面７１ａを含む表面７１の全面、および裏側面材２０の重畳面７２ａを含む裏面７２の全面が平坦であるため、フレキシブルなフィルム状の太陽電池パネル９を、架台を必要とせずに容易に屋根に配置することができる。その結果、太陽電池パネル９を低コストで屋根に設置することができる。フレキシブルな太陽電池パネル９は軽量であるため、屋根パネル１が平坦でリブのような部分を備えなくても、十分に屋根パネル１によって太陽電池パネル９を支持することができ、屋根に負荷がかかりにくい。

なお、上記実施形態では、上側の屋根パネル１Ｍと下側の屋根パネル１Ｎとの間に隙間８０が形成されているが、隙間８０は任意の構成であり、隙間８０がなく双方の屋根パネル１Ｍ、１Ｎが直接接触する状態に重畳してもよい。

１ 屋根パネル
７ 屋根
９ 太陽電池パネル
１０ 表側面材
２０ 裏側面材
３０ 芯材
７１ 表面
７１ａ、７２ａ 重畳面
７２ 裏面
７３ 段差部
８０ 隙間
８０ａ 隙間開口

Claims (4)

1. 表側面材と、裏側面材と、前記表側面材と前記裏側面材との間に配置される芯材と、を備えた複数の屋根パネルが、傾斜方向の下方に向かうにつれて下側に配置される状態に、互いの端部どうしが重畳され、その重畳によってパネル厚さに応じた段差部を有する屋根構造であって、
   前記屋根パネルの、少なくとも、前記表側面材と前記裏側面材の互いに重畳される端部の双方の重畳面のいずれもが平坦であり、
   前記段差部は、前記傾斜方向に交差する方向に延びており、
   前記重畳面における上側の前記屋根パネルと下側の前記屋根パネルとの間に隙間を形成し、
   上側の前記屋根パネルの下端部と下側の前記屋根パネルの表面との間にシール材を配置して前記隙間をシールし、下側の前記屋根パネルの上端部と上側の前記屋根パネルの裏面との間にシール材を配置して前記隙間をシールし、前記シール材同士の間に空間を設けた屋根構造。
2. 前記表側面材の前記重畳面を含む表面の全面、および前記裏側面材の前記重畳面を含む裏面の全面が平坦である請求項１に記載の屋根構造。
3. 前記段差部における、上側の前記屋根パネルの端面と下側の前記屋根パネルの表面との間が、シール材でシールされる請求項１または２に記載の屋根構造。
4. 前記表側面材の表面の少なくとも一部に、フレキシブルなフィルム状の太陽電池パネルが配置される請求項２に記載の屋根構造。