JP2010516926A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、熱と風に対する建築物の防護シールドに関する。 The present invention relates to a building protective shield against heat and wind.
適用分野：
建築物と土木工学。
Application fields:
Building and civil engineering.
技術分野：
エネルギー節約と制御、建築物屋根の対暴風防護。
Technical field:
Energy saving and control, storm protection of building roofs.
技術的問題：
強い日射を受ける屋根は、熱の形で、建築物の内部へ大量に熱を発することによって、エネルギーを保存する。
Technical issues:
Roofs that are exposed to strong solar radiation, in the form of heat, save energy by generating a large amount of heat into the interior of the building.
強風にさらされる屋根には強い力学的な力がかかり、屋根が飛ばされることがある。 A strong mechanical force is applied to the roof exposed to strong winds, and the roof may be blown off.
解決策提案：
穴をあけられた板で屋根と壁を覆う。異なるタイプの穿孔鋼板上に、異なる直径の穴が配置されて、目的に応じて使われる。（パラグラフ２−１「利用される物理的性質」参照）。
Solution proposal:
Cover the roof and walls with a perforated board. Holes of different diameters are placed on different types of perforated steel sheets and used according to purpose. (See paragraph 2-1, “Physical properties utilized”).
長所：
防護シールドは、非常に日当りのよい地域で居住の快適さを向上させる。
エアコン利用におけるエネルギー節減と、利用される資材の低コストにより、投資金額の低減化がもたらされる。
暴風時にも、より安全な居住空間を実現する。
Pros:
Protective shields enhance the comfort of living in very sunny areas.
Energy savings in the use of air conditioners and lower costs of materials used will result in lower investment costs.
Realize a safer living space even during storms.
記載事項のサマリー：
１．プレゼンテーション
２．パフォーマンス
２−１ 利用される物理的性質
２−２ モデルと実験用家屋に記録された測定値
３．スペーサーと防護シールドの組立例
３−１ スペーサー
３−２ 防護シールドの組立
４．防護シールドに対する空気の動き
４−１ 風上側
４−２ 風下側
５．結論
Summary of entries:
1. Presentation 2. Performance 2-1 Physical properties used 2-2 Model and measured values recorded in the laboratory house 3. Assembly example of spacer and protective shield 3-1 Spacer 3-2 Assembly of protective shield 4. Air movement against the protective shield 4-1 Upwind 4-2 Downwind 5. Conclusion
１．プレゼンテーション
防護シールド（１）は、穴をあけられためっき鋼板と、塗装された既存の屋根とで二重にして、形成される（図１）。敷設する直前に、これらの鋼板は屋根ふき材と外装材パネル用のフル（穴の無い）鋼板と同じように、冷却圧延作業にかけられる。
1. Presentation The protective shield (1) is formed in duplicate with a perforated plated steel plate and an existing painted roof (Figure 1) . Just prior to laying, these steel plates are subjected to a cold rolling operation, as are full (no holes) steel plates for roofing and exterior panels.
鋼板を、例えば、屋根自体の重さ、組み立て工の体重、風力、最後に雪などの、異なる力学的なストレスに耐えうるような十分な強固さを提供するように形成する。 The steel plate is formed to provide sufficient strength to withstand different mechanical stresses, such as the weight of the roof itself, the weight of the assembler, wind power, and finally snow.
特に、当該組み立ては、すでに金属板でおおわれている屋根に好適である。というのは、この場合、スペーサー（２）の助けを借りて、鋼板は古い屋根（３）の備品のレベルに固定する必要があるからである。こうすると、余計な作業が不要となる。 In particular, the assembly is suitable for roofs already covered with metal plates. This is because in this case, with the help of the spacer (2) , the steel plate has to be fixed at the level of the equipment of the old roof (3) . This eliminates the need for extra work.
そのような穿孔付鋼板（７）はすでに市場に供給されており、現在は外装材パネルとして使われている。 Such perforated steel sheet (7) has already been supplied to the market and is currently used as an exterior panel.
以下に、２つのタイプの穿孔付鋼板（７）の比較の概略を示す。しかし、任意の種類の穿孔付鋼板でも、熱と風に対する防護シールド（１）の組立てに適し得る。 Below, the outline of a comparison of two types of perforated steel sheets (7) is shown. However, any type of perforated steel sheet may be suitable for assembling the protective shield (1) against heat and wind.
以下に、屋根用防護シールド（１）の説明のための要素を詳述するが、これらの要素は壁用防護シールド（１）とも同様に関連する。 Hereinafter, it will be described in detail elements for explanation of the roof protective shield (1), these elements that are related as well as wall protective shield (1).
２．パフォーマンス
２−１ 利用される物理的性質：
天気が穏やかな間、または、屋根の風下の側で、穿孔付鋼板（７）が日光（図２）によって照らされるとすぐに、照らされた側（９）の上に鋼板と接触している空気（６）層と、隣接した空気層との間に温度差が生じる。冷たい空気と比べて、重くない熱い空気（６）は、アルキメデスの原理に従って上昇して、鋼板から離れた周囲の空気に溶け込む。
2. Performance 2-1 Physical properties used:
As soon as the weather is mild, or on the leeward side of the roof, the perforated steel sheet (7) is in contact with the steel sheet on the illuminated side (9) as soon as it is illuminated by sunlight (Figure 2) There is a temperature difference between the air (6) layer and the adjacent air layer. Compared with cold air, hot air (6) which is not heavy rises according to Archimedes' principle and dissolves into the surrounding air away from the steel plate.
このメカニズムにより、鋼板下から穿孔を（８）通って、それにより熱を帯びて、鋼板下に存在する空気の連続吸引が生じる。このように、空気は、その循環における鋼板との接触によって、熱エネルギーを鋼板と交換する冷却流体の働きをする。 This mechanism results in a continuous suction of the air present under the steel plate through the perforations (8) from under the steel plate, thereby becoming heated. Thus, the air acts as a cooling fluid that exchanges thermal energy with the steel plate by contact with the steel plate in the circulation.
その結果、周囲の気温の値に近い、鋼板の温度が維持される。しかし、穿孔付鋼板（７）の温度は、実験用家屋の風下側では、周囲温度より最高８℃高くなる可能性があるとの記録がある。 As a result, the temperature of the steel sheet close to the value of the surrounding air temperature is maintained. However, there is a record that the temperature of the perforated steel sheet (7) may be up to 8 ° C. higher than the ambient temperature on the lee side of the experimental house.
穿孔付鋼板（７）の下に位置する元の屋根は、穿孔付鋼板に由来する赤外線の形態で受けるエネルギーがほとんどない。とりわけ、元の屋根は、穴を通してもたらされる太陽放射線からのエネルギーを受ける。これらの放射線によって伝導される熱は、温度の非常に穏やかな上昇につながる全ての古い屋根ふき（３）で広がる。古い屋根（３）が暗い色であるとき、その温度は穿孔付鋼板（７）の温度に近いままとなる。鋼板が明るい色の場合は、温度は２℃くらいまで下がり得る。 The original roof located under the perforated steel sheet (7) receives little energy in the form of infrared rays derived from the perforated steel sheet. Among other things, the original roof receives energy from solar radiation provided through the holes. The heat conducted by these radiation spreads in all old roofing (3) which leads to a very gentle rise in temperature. When the old roof (3) is dark in color, its temperature remains close to the temperature of the perforated steel sheet (7) . If the steel plate is light in color, the temperature can drop to around 2 ° C.
穏やかな風（風速１５ｍ／ｓ未満）が吹いている間、気流には風力勾配が観察される。この風力勾配は、屋根からその距離に比例して、低い値から非常に高い値にまで上昇する。したがって、風速は下面よりは、穿孔付鋼板の上面で、より高くなる。この風速勾配から、屋根と穿孔付鋼板（７）の間で発生している空気の自然吸引は、穿孔（８）を通して生じる。この現象は、「ベルヌーイの効果」によってよりよく説明される。亜音速の速度で流れている流体において、速度の増大は、圧力の縮小を伴う。 While a gentle wind (wind speed less than 15 m / s) is blowing, a wind gradient is observed in the airflow. This wind gradient rises from a low value to a very high value in proportion to its distance from the roof. Accordingly, the wind speed is higher on the upper surface of the perforated steel plate than on the lower surface. From this wind speed gradient, the natural suction of air generated between the roof and the perforated steel sheet (7) occurs through the perforations (8) . This phenomenon is better explained by the “Bernoulli effect”. In fluid flowing at subsonic speeds, an increase in speed is accompanied by a decrease in pressure.
この現象は、穿孔付鋼板（７）の冷却をさらに効果的にする。鋼板の２つのタイプがテストされて、図３の通り、１：１のスケールで表示される。 This phenomenon makes cooling of the perforated steel sheet (7) more effective. Two types of steel plates have been tested and displayed on a 1: 1 scale as shown in FIG.
鋼板のタイプの選択は、以下のように好まれる望ましい防護に応じて行う必要がある。 The choice of steel sheet type should be made according to the preferred protection preferred as follows.
ガイアナの場合のような、風からの保護が緊急でない場合は、より小さい穿孔（８）の鋼板が選択される。理由は、これらは、より広くカバーして、熱からの保護のためにより良いパフォーマンスを防護シールド（１）へ供給するからである。タイプＡ（図３ａ）の鋼板がその例である。おおわれる表面は全体の表面の８５％である。すなわち１４．５％の古い屋根面だけは、まだ太陽放射線を受ける。 If protection from the wind is not urgent, as in Guyana, a steel plate with smaller perforations (8) is selected. The reason is that they cover more widely and provide better performance to the protective shield (1) for protection from heat. A type A (FIG. 3a) steel plate is an example. The covered surface is 85% of the total surface. That is, only 14.5% of the old roof surface still receives solar radiation.
タイプＢ（図３ｂ）の鋼板では、屋根の７７．３％のみが陰にある。すなわち、屋根ふき材の全体の表面の２２．７％が、太陽に照らされたままとなる。一方で、古い屋根（３）は、より大きな穿孔の影響で、強風の間、より多くの熱を受ける。風力エネルギーの損失が大きくなればなるほど、屋根全体が外れるリスクが減る。 In steel sheets of type B (Fig. 3b), only 77.3% of the roof is in the shade. That is, 22.7% of the entire surface of the roofing material remains illuminated by the sun. On the other hand, the old roof (3) receives more heat during the strong winds due to the larger perforations. The greater the loss of wind energy, the lower the risk that the entire roof will come off.
２−２ モデルと実験用家屋で記録された測定値
２種類の構造が、「熱と風に対する建築物の防護シールド」としてのパフォーマンスを試すために使われた。例として、図４の写真にある実験用家屋と図５、６、７により詳細に表示されるモデルがある。モデルの目的は、「熱と風に対する防護シールドとして建築物に寄与する」装置を置くことの有用性を確かめることにある。実際、それは熱からの保護に関しては、興味を引くパフォーマンスを示した。しかし、その小さなサイズに起因する限界も呈示された。実験用家屋に関しては、モデルを使った実験結果で確認することができた。さらに、少なくともモデルの上では確認可能な、鋼板に沿った温度勾配のような事象があることが明確となった。
2-2 Measurements recorded in the model and the experimental house Two types of structures were used to test the performance as a “protective shield of the building against heat and wind”. Examples include the experimental house shown in the photograph of FIG. 4 and the model displayed in more detail in FIGS. The purpose of the model is to confirm the usefulness of placing a device that "contributes to the building as a protective shield against heat and wind". In fact, it has shown an interesting performance when it comes to protection from heat. However, limitations due to its small size were also presented. Regarding the experimental house, we were able to confirm the result of the experiment using the model. Furthermore, it became clear that there is an event such as a temperature gradient along the steel plate that can be confirmed at least on the model.
図５：３．５ｃｍ：１ｍのスケールのモデルの図。
図６：記録の点の位置と温度測定の指示。
図７：防護シールドを有するモデルと防護シールドを有しないモデルの写真である。
FIG. 5: Model of a model with a scale of 3.5 cm: 1 m.
Figure 6: Record point location and temperature measurement instructions.
FIG. 7 is a photograph of a model with a protective shield and a model without a protective shield.
モデルは、１２ｍｍの厚さの木の、コア合板（１１）で作られた。それに湿気と昆虫に対する耐性を持たせるべく、タールコートをかけた。ベース屋根ふきは、マリン・ブルーカラー色で塗装された鋼板で作られた。 The model was made of 12 mm thick wood core plywood (11) . A tar coat was applied to make it resistant to moisture and insects. The base roofing was made of steel plate painted in marine blue color.
これは、放射線の点で、このモデルを可能な限り最悪の状況にさらした。 This exposed the model to the worst possible situation in terms of radiation.
上下の鋼板間の隙間は、図７ａに示される装置によれば、８０から３００ｍｍまでで変えられた。図６は、温度が上昇していた点を図式的に示し、これは３つの構成で観察された。
防護なし（図６ａ）
スカイブルー色のフルの（穿孔なしの）鋼板による防護（図６ｂ）
タイプＡの、穿孔付鋼板による防護（図６ｃ）。
The gap between the upper and lower steel plates was varied from 80 to 300 mm according to the apparatus shown in FIG. 7a. FIG. 6 schematically shows that the temperature was rising, which was observed in three configurations.
Without protection (Fig. 6a)
Protection by full sky blue steel plate (without perforations) (Fig. 6b)
Type A protection with perforated steel plate (Fig. 6c).
表１は、「２００６年３月の短くて乾燥した夏」の期間中の記録活動の概要を示す。温度が大きく上昇し、平均的なレベルではなかった。 Table 1 gives an overview of the recording activity during the “Short and Dry Summer of March 2006” period. The temperature rose significantly and was not at an average level.
表の列は、朝１１時から１２：３０までの間の同じ日の気温上昇を示す。各々の日における日射と風の状態は、ほぼ同じである。平均風速は５−６ｍ／ｓであり、風速１０ｍ／ｓ程度の突風が約５−１０秒間あった。しかし、これは２−１０分おきに発生した。 The column in the table shows the temperature rise on the same day between 11:00 and 12:30 in the morning. The solar radiation and wind conditions on each day are almost the same. The average wind speed was 5-6 m / s, and a gust of wind speed of about 10 m / s was present for about 5-10 seconds. However, this occurred every 2-10 minutes.
温度が上昇した方角は、優勢な空気の流れと一致していた。モデルの場合は正確に東の方角で、実験用家屋の場合は東北の方角であった。 The direction in which the temperature rose was consistent with the prevailing air flow. In the case of the model, it was exactly in the east direction, and in the case of the experimental house, it was in the direction of Tohoku.
「増加」の行にあるＭは、モデルを意味し、ＥＨは実験用家屋を意味する。
「状態」の行は、防護の状態と読み変えてよい。
「裸」＝裸の（防護の無い）屋根である。
「フル」＝フル（穴の無い）鋼板の防護シールドである。
「穿孔」＝穿孔鋼板を備えた防護シールドであり、タイプＡがモデル用でタイプＢが実験用家屋用である。
表１に示すｄｍｍの行では、防護シールド（１）と古い元の屋根との隙間はミリメートルで記録されている。
“M” in the “increase” line means a model, and EH means an experimental house.
The “status” line may be read as protection status.
“Nude” = a bare (unprotected) roof.
“Full” = Protective shield of full (no hole) steel plate.
“Perforated” = protective shield with perforated steel plates, type A for models and type B for experimental houses.
In the row of dmm shown in Table 1, the gap between the protective shield (1) and the old original roof is recorded in millimeters.
注意：図６と表ｌとの間にリンクを持たせるには、表の文字ｄをギリシァ文字デルタ（δ）に読み替える必要がある。同様に、ｑは、シータ（θ）と読み替える必要がある。
摂氏での温度表示は、文字ｑで行われる。 The temperature display in Celsius is given by the letter q.
ｑａの行は水銀温度計（精度０．１℃）で記録された周囲温度の上昇である。ｑａの測定値は、日光がない、風を密封された区画で記録された。 The q a row is the increase in ambient temperature recorded with a mercury thermometer (accuracy 0.1 ° C.). measurement of q a, No sunlight were recorded on a compartment sealed wind.
インデックス（ｉ）は、温度がモデル（壁から２００ｍｍほど離れて）または実験用家屋（部屋の中央）内の水銀温度計で記録されたことを示す。 Index (i) indicates that the temperature was recorded with a mercury thermometer in the model (about 200 mm away from the wall) or in a laboratory house (center of the room).
インデックス（ｓ）は、点の近くの記録の分散を考慮した精度０．５℃の赤外線温度計で記録された表面の温度を示す。 The index (s) indicates the temperature of the surface recorded with an infrared thermometer with an accuracy of 0.5 ° C. taking into account the dispersion of the records near the point.
インデックス（ｂ）はモデルの場合は基幹部分、実験用家屋場合は地上階の部屋を示す。 Index (b) indicates a basic part in the case of a model, and a room on the ground floor in the case of an experimental house.
インデックス（ｃ）はモデルまたは実験用家屋の屋上（鋼板のすぐ下に位置する容積部分）を示す。 The index (c) indicates the roof of the model or experimental house (the volume portion located immediately below the steel plate).
表１では、異なる構成の防護シールドを、いかなる防護シールドもない屋根ふき材と比較する。モデルからは、サイズが小さな（防護シールドなし分も含めて）表面での、換気の効果が読み取れる。 Table 1 compares different configurations of protective shields to roofing materials without any protective shields. The model shows the effect of ventilation on a small surface (including no protective shield).
実験用家屋に関しては、裸（防護なし）鋼板の最高気温は、風にさらされている側では６２℃を記録し、風から密封されている（西）側では７５℃を記録した。 For the experimental house, the maximum temperature of the bare (unprotected) steel sheet recorded 62 ° C. on the side exposed to the wind and 75 ° C. recorded on the west side sealed from the wind.
古い屋根ふき材と防護シールド（１）の鋼板との隙間も同様に重要な役割を演じるが、興味深いパフォーマンスは最も小さな隙間（８０ｍｍ）から得られる。一方、この隙間を無制限に拡大するのは無駄である。といいうのは、２００ｍｍを超えると、熱のパフォーマンスに改善がなくなるからである。もう一方では、隙間が大きくなればなるほど暴風からの保護が考慮されるからである。 The gap between the old roofing material and the steel plate of the protective shield (1) plays an important role as well, but interesting performance is obtained from the smallest gap (80 mm). On the other hand, it is useless to enlarge this gap indefinitely. This is because when the thickness exceeds 200 mm, the thermal performance is not improved. On the other hand, the larger the gap, the more protection from storms is considered.
実験用家屋に関しては、１７５ｍｍの隙間ｄ（デルタ）は、モデルで得られる結果を考慮して選ばれ。周囲温度と穿孔付鋼板（表の最後の列）温度との低い違いは、この構成での防護シールドの効果を示す。 For the experimental house, the 175 mm gap d (delta) is chosen taking into account the results obtained in the model. The low difference between the ambient temperature and the perforated steel plate (last row in the table) temperature indicates the effectiveness of the protective shield in this configuration.
３．スペーサーと防護シールドの組立例
３−１ スペーサー
図８の表示により、実験用家屋に使われたスペーサー（２）が画定される。組立の都合上、スペーサーは、基幹部分に向けて開いた状態で設置することが望ましい。
3. Example of Assembly of Spacer and Protective Shield 3-1 Spacer The display of FIG. 8 defines the spacer (2) used in the experimental house. For the convenience of assembly, it is desirable to install the spacer in an open state toward the main portion.
後面（１７）を有するスペーサー（２）は、カバーされる屋根鋼板のタイプに従って採用する必要がある。したがって、共通の特徴（図８の中の固定された側）、共通の特性（以下に記す）、及び鋼板の一つのタイプの、他の面（図８の主にａ、ｂ、ｃ側）をカバーする多様な面が注目された。 The spacer (2) with the rear surface (17) needs to be adopted according to the type of roof steel plate to be covered. Therefore, common features (fixed side in FIG. 8), common properties (described below), and one side of one type of steel sheet (mainly a, b, c side in FIG. 8) A variety of aspects that cover was noted.
すべてのスペーサーに共通の特性：
抵抗力を持たせるべく、カバーされる鋼板の起伏の頂点に、フラップ（１３）及びフラップ（１４）の双方が極力近づいた状態に位置させる必要がある。
Characteristics common to all spacers:
In order to provide resistance, it is necessary to locate both the flap (13) and the flap (14) as close as possible to the top of the undulation of the steel plate to be covered.
平らな頂部（図８と９ａ）を持つ鋼板の場合は、この状態は、容易に作ることができる。それは（ａ）側が２つの連続的な起伏の外側折り目間の距離に対して等しいか、最大で１０ｍｍ以上離れていれば十分である（１０ｍｍは２つの端部間に配置される）。 In the case of a steel plate with a flat top (FIGS. 8 and 9a), this state can easily be made. It is sufficient if (a) side is equal to the distance between the two successive undulation outer folds or at most 10 mm apart (10 mm is located between the two ends).
丸い頂部（図９ｂと９ｃ）で起伏を持つ鋼板の場合は、（ａ）側は２つの連続する頂部の軸間の距離より１５から２０ｍｍ（スペーサーの２つの端部間にできる最大距離）を超過する必要がある。 In the case of a steel plate with undulations at the round top (FIGS. 9b and 9c), the (a) side should be 15 to 20 mm (maximum distance possible between the two ends of the spacer) than the distance between the two successive top axes. Need to exceed.
もし、この条件が満たされない場合は、スペーサーの基幹部分の重さにより、鋼板が傾くリスクがある。理由は、締め付けねじがこれらの起伏のピークを必然的に通り抜けなければならないからである。また、これらのねじの締め付けのためのキーを導入するべく、スペーサー内にスペースを維持する必要があるからである。 If this condition is not satisfied, there is a risk that the steel sheet will tilt due to the weight of the basic part of the spacer. The reason is that the clamping screw must inevitably pass through these undulation peaks. Further, it is necessary to maintain a space in the spacer in order to introduce a key for tightening these screws.
しかし、「起伏のある鋼板」と呼ばれる鋼板に関しては、スペーサの端部に起伏の頂部を付加することができる（５ｍｍの超過が可能。図９ｃ）。 However, for a steel plate called “undulated steel plate”, the top of the undulation can be added to the end of the spacer (exceeding 5 mm is possible, FIG. 9c).
（ａ）側は、３００ｍｍ以上の長さを保持しながら、スペーサー（２）が所定数の起伏をカバーするように選ばれた。スペーサーの各端部に対し、締め付けねじが、この端に最も近い起伏の頂部のレベルに配置された。 The (a) side was chosen such that the spacer (2) covers a predetermined number of undulations while maintaining a length of 300 mm or more. For each end of the spacer, a clamping screw was placed at the level of the top of the relief closest to this end.
（ｂ）側は、第２の可変的な側である。これは、想定される保護のタイプに依存する。
表１からは、防護シールド（１）がすでに、鋼板間８０ｍｍの隙間に対して効果的であることが読み取れる。対応するスペーサーは、はるかに大きな機械的強度がある。
The (b) side is the second variable side. This depends on the type of protection envisaged.
From Table 1 it can be seen that the protective shield (1) is already effective against the 80 mm gap between the steel plates. The corresponding spacer has a much greater mechanical strength.
実験用家屋に関しては、２５ｍｍの起伏の高さにおいてｂ側が１５０ｍｍとなる１７５ｍｍの隙間が得られた。 For the experimental house, a gap of 175 mm was obtained with the b-side being 150 mm at a undulation height of 25 mm.
完了された詳細な計算により、力Ｆが図１０に示される設定を越えない場合は、勝らない程度の力であれば、ｂ＝１５０ｍｍとなるスペーサーが折り曲げ及び座屈に抵抗することが確証された。 The completed detailed calculation confirms that if the force F does not exceed the setting shown in FIG. 10, the spacer with b = 150 mm resists bending and buckling if the force does not exceed the setting. It was done.
当該計算によれば、この力の限界値は、力が屋根に平行に作用してベース（図ｌ０参照）の方向に向けられた場合、１８００ニュートンとなる。最も応力を受けるの区画はフラップ（１３）及び（１４）である。 According to the calculation, the limit value of this force is 1800 Newtons when the force acts parallel to the roof and is directed toward the base (see FIG. 10). The most stressed sections are the flaps (13) and (14) .
負荷が、組立のために屋根の上に登っている組立工の体重によっても増加するかもしれない。さらに、組立工に対して、組み立て作業中は、スペーサー（２）の頂部上にはいないように指示することが望ましい。 The load may also increase with the weight of the assembler climbing on the roof for assembly. Furthermore, it is desirable to instruct the assembler not to be on the top of the spacer (2) during the assembly operation.
明らかに、（ｂ）側が増加するにつれて、負荷によりスペーサーが落ちるリスクが増加する。（ｂ）の値が１５０ｍｍを越える場合、スペーサーのベースから（ｃ）側を増加させて、第１のスペーサーには第２のリベットを付加することが望ましい（図１１）。 Obviously, as the (b) side increases, the risk of the spacer falling due to load increases. When the value of (b) exceeds 150 mm, it is desirable to add the second rivet to the first spacer by increasing the (c) side from the base of the spacer (FIG. 11).
図１２の連続写真は、熟練組立工による現場でのスペーサーの組立のそれぞれの順番を表示する。ここで例示されている例により、モデル家屋のスペーサーの作り方がわかる。 The continuous photograph of FIG. 12 displays the order of spacer assembly on site by a skilled assembler. The example illustrated here shows how to make a spacer for a model house.
（ａ）４３０ｍｍ長のＵ字型プロファイル（６０ｍｍ，１５０ｍｍ，３５ｍｍ）をカットする。
（ｂ）フラップ（１２）、（１３）、及び（１４）をカットする。
（ｃ）Ｕプロファイルの外側にフラップ（１２）を折り曲げる。
（ｄ）Ｕプロファイルの内側にフラップ（１３）を折り曲げる。
（ｅ）フラップ（１３）をカバーするようにフラップ（１４）を折り曲げる。
（ｆ）フラップ（１３）及び（１４）を組立てるべくリベット（１５）を配置する（締め付けねじの装着の余地を残すために、リベットのヘッド部分が、スペーサーの内部に収まること）。
（ｇ）スペーサーを屋根（３）上に配置する。スペーサーは、屋根の鋼板が固定された梁の上に、正確に配置する必要がある。可能であれば、シールを確実にするべく既存の穴を利用して、ゴム製のワッシャーを鋼板とスペーサー（２）との間に設置する必要がある。
（ｈ）締め付けねじを配置する。スペーサー（２）と鋼板との間に置かれるタールコート紙ボードを使って、スペーサーのシートを固めるが、強制的なものではない。
（ｉ）スペーサー（２）は、３０×５０ｍｍの長方形断面の棚を受け入れることができる。実在する防護シールドの穿孔付鋼板がこれに固定される。
(A) Cut a 430 mm long U-shaped profile (60 mm, 150 mm, 35 mm).
(B) Cut the flaps (12) , (13) , and (14) .
(C) The flap (12) is bent outside the U profile.
(D) The flap (13) is bent inside the U profile.
(E) The flap ( 14) is bent so as to cover the flap (13) .
(F) Position the rivet (15 ) to assemble the flaps (13) and (14) ( the rivet head portion must fit inside the spacer to leave room for mounting the clamping screws).
(G) A spacer is placed on the roof (3) . The spacer needs to be accurately placed on the beam to which the roof steel plate is fixed. If possible, a rubber washer should be installed between the steel plate and the spacer (2) using the existing holes to ensure a seal.
(H) Arrange the tightening screw. The spacer sheet is hardened using a tar-coated paper board placed between the spacer (2) and the steel plate, but this is not compulsory.
(I) The spacer (2) can accept a shelf with a rectangular cross section of 30 × 50 mm. The actual perforated steel plate of the protective shield is fixed to this.
３−２ 防護シールドの組立
２つの連続するスペーサー間の距離は、図８の（ａ）側のおよそ１．５倍に等しい。３００ｍｍの長さを増やしてもよく、２倍まで増やしてもよい。暴風にさらされにくい地理的エリアでは、この組み立てに抵抗力をもたせる必要はない。したがって、２つのスペーサー間の距離が（ａ）側以下であってよい。一旦スペーサー（２）が古い屋根に設置されると、スペーサーは棚を受け入れ、棚はスペーサーの上側に埋め込まれる（図１３ａ）。最初に、棚はかび防止剤の処置を受けて、タールコートのアルミニウム膜（屋根を修復するための不浸透性のフィルム）によって、完全におおわれた。このフィルムは、棚を昆虫と湿気から保護するために用意される。
3-2 Assembling the Protective Shield The distance between two consecutive spacers is approximately 1.5 times that on the (a) side of FIG. The length of 300 mm may be increased or may be increased up to twice. In geographical areas that are not subject to storms, this assembly does not need to be resistant. Therefore, the distance between the two spacers may be not more than the (a) side. Once the spacer (2) is installed on the old roof, the spacer accepts the shelf and the shelf is embedded above the spacer (FIG. 13a). Initially, the shelves were completely covered with a tar coat aluminum membrane (an impervious film for repairing the roof) under antifungal treatment. This film is prepared to protect the shelves from insects and moisture.
単純にスペーサー（２）を多用することで、組み立ての間に棚を支えることができる。しかし、図ｌ３ｂで見られる補助粘着フィルムに（２４）よっても、棚の保持が補強される。 The shelves can be supported during assembly by simply using a lot of spacers (2) . However, even by (24) an auxiliary adhesive film seen in FIG L3b, shelf holding is reinforced.
ねじのヘッド部分を設置する間に、穿孔付鋼板の下で有機コーティングがひっかかれるリスクがあるので、棚（２５）をスペーサー上に、スペーサーの頂部に配置されるねじを使って固定することは回避する価値がある。 While installing the screw head, there is a risk that the organic coating will be scratched under the perforated steel plate, so fixing the shelf (25) on the spacer using the screw located on the top of the spacer Worth avoiding.
その設置後、穿孔付鋼板は、屋根ふき材用の通常のショートヘッド（めっきされたアンカーボルトタイプ、直径６ｍｍ、先端部直下では４０ｍｍ）によって固定される。これらは、棚とスペーサーとの接続、穿孔付鋼板と棚との接続を確実にするねじである。 After the installation, the perforated steel sheet is fixed by a normal short head for roofing materials (plated anchor bolt type, diameter 6 mm, 40 mm immediately below the tip). These are screws that ensure the connection between the shelf and the spacer and the connection between the perforated steel sheet and the shelf.
正しく設置されたねじは、棚に通される前に、穿孔付鋼板とスペーサーの頂部（１６）とを通り抜ける必要がある。 A properly installed screw must pass through the perforated steel plate and the top of the spacer (16) before being passed through the shelf.
ねじの表面に、雨水が接しないようにするには、穿孔付鋼板（図１３ｂ）の起伏の底に、これらのねじを設置するのが好ましい。 In order to prevent rainwater from coming into contact with the surface of the screw, it is preferable to install these screws on the bottom of the undulation of the steel plate with a hole (FIG. 13b).
組立の実施においては、油をさされたねじを使うことが好ましい（例：自動車潤滑油）。 In the implementation of the assembly, it is preferred to use oiled screws (eg automotive lubricant).
壁（４）の各々に使う防護シールドには、スペーサーの製造と組み立ては、図１２及び１３に示されるものと類似する。複数のスペーサー（２）とそれらの棚は、単に水平線上に１．２ｍの間隔で配置される。これらのスペーサー（２）は、３００ｍｍの所で固定されたａ側（図８）を有し、２つの連続したスペーサー（２）間には６００ｍｍの水平方向の間隔が維持される。穿孔付鋼板は、３００ｍｍ未満の隙間が鋼板のベースと地面との間に存在するように固定される。壁用の防護シールドに使われる限られたサイズの穿孔付鋼板を固定することについては、鋼板が届く高さは、組み立てられた状態でその頂部が、東側では朝９時、西側では１７時に屋根によって投影される暗い領域（１０）の内部に侵入するように制限される。このようにすると、装置の効果は影響を受けない。しかし、美感上の理由で、より大きな寸法のものが採用される可能性がある。しかし、少なくとも３００ｍｍの隙間が鋼板の頂部と屋根の底部との間で維持されて、壁と鋼板との間に良好な空気循環が実現される。 For the protective shield used for each of the walls (4), the manufacture and assembly of the spacer is similar to that shown in FIGS. The plurality of spacers (2) and their shelves are simply arranged on the horizontal line at a distance of 1.2 m. These spacers (2) have a side (FIG. 8) fixed at 300 mm, and a horizontal distance of 600 mm is maintained between two consecutive spacers (2) . The perforated steel sheet is fixed so that a gap of less than 300 mm exists between the base of the steel sheet and the ground. For fixing the limited size perforated steel plate used for the protective shield for walls, the height that the steel plate can reach when assembled is at the top of the roof at 9am on the east side and 17:00 on the west side. Is limited to penetrate into the dark area (10) projected by. In this way, the effect of the device is not affected. However, larger dimensions may be employed for aesthetic reasons. However, a gap of at least 300 mm is maintained between the top of the steel plate and the bottom of the roof, and good air circulation is realized between the wall and the steel plate.
４．防護シールドに対する空気の動き
最も好ましくない風は、方角性の強い構成要素を持ち、屋根の下部のストッパに対して垂直に吹き込むものである。この場合、露出している屋根のほとんどが、２つの側に斜面を持つ。風が屋根に対して平行に吹く時は、屋根中に比較的均一な圧力を発生させる。穿孔付鋼板の存在のために、風による負荷の損失は、普通の屋根に比較すると、風の流れが減速して、建築内部と屋根の外部間での圧力差の縮小に至る。したがって、以下の２つのパラグラフでは、屋根の棟部分のストッパに垂直な風にさらされる２つの面で傾斜を有する屋根について論じる。
4). Air movement with respect to the protective shield The most unfavorable wind has a highly directional component and blows perpendicular to the stopper at the bottom of the roof. In this case, most of the exposed roof has slopes on two sides. When the wind blows parallel to the roof, it creates a relatively uniform pressure in the roof. Due to the presence of perforated steel sheets, the loss of load due to wind slows down the flow of wind compared to a normal roof, leading to a reduction in the pressure difference between the interior of the building and the exterior of the roof. Accordingly, the following two paragraphs discuss a roof having a slope in two planes exposed to wind perpendicular to the roof ridge stop.
４−１ 風上側
機械的に最も強いのは屋根の面である。屋根の近くの風上側（２２）においては、風の流線は、斜面の方向に傾斜する（図１４）。これは曲率の中心（ベルヌーイの理論から推論される関係）から離れていくに従って、すなわち屋根に近づくに従って、気圧勾配が増加（１８）することを意味する。同時に、風速は、反対方向に変化する勾配に応じて分布する。
4-1 Upwind The strongest mechanically is the roof surface. On the windward side (22) near the roof, the wind streamlines are inclined in the direction of the slope (FIG. 14). This means that the pressure gradient increases (18) as you move away from the center of curvature (the relationship inferred from Bernoulli's theory), that is, as you approach the roof. At the same time, the wind speed is distributed according to the gradient changing in the opposite direction.
この事実から言えることは、双方の現象が防護シールドの近くで共存するということである：
そのベースでは、空気は、穴、さらにスペーサー間を通して、穿孔付鋼板の下部（２１）に向かって押し寄せる。これが、風の負荷の大きな損失と、穿孔付鋼板下の大気速度の大幅な減少とをもたらす。なお、風速１０ｍ／ｓの下では、穿孔付鋼板（７）下での空気の流れは３−４ｍ／ｓである。これは熱線風速計で測定された。
What can be said from this fact is that both phenomena coexist near the protective shield:
In its base, air holes, further through between the spacers, surging toward the lower portion of the perforations with steel plate (21). This results in a large loss of wind load and a significant reduction in the atmospheric velocity under the perforated steel plate. When the wind speed is 10 m / s, the air flow under the perforated steel sheet (7) is 3-4 m / s. This was measured with a hot wire anemometer.
構造上高い所では、風速は、穿孔付鋼板の下面よりも、上面の方が高速である。これにより、防護シールドの上部（２０）に向かって下面の下で循環する空気ジェットの吸入と、鋼板の各々の穿孔（８）のちょうど上に位置する減圧ゾーン（１９）が生じる（図１５）。 Where the structure is high, the wind speed is higher on the upper surface than on the lower surface of the perforated steel sheet. This results in the intake of an air jet that circulates under the lower surface towards the upper part (20) of the protective shield and a decompression zone (19) located just above each perforation (8) of the steel sheet (FIG. 15). .
これらのメカニズムは、補償される傾向を有する効果がある。すなわち、防護シールドのベース上で風によりもたらされるコーティングの効果と、上部においてコーティングの効果を低減させる吸入効果とがある。 These mechanisms have the effect of tending to be compensated. That is, there is a coating effect caused by wind on the base of the protective shield and an inhalation effect that reduces the coating effect at the top.
全体的に、防護シールドの存在は屋根上を流れる空気の速度を低減する。 Overall, the presence of a protective shield reduces the speed of air flowing over the roof.
防護シールドのない構造と比較すると、防護シールドは結果的に、家屋内と家屋外との差圧の低減をもたらす。 Compared to a structure without a protective shield, the protective shield results in a reduction in the differential pressure between the house interior and the house exterior.
４−２ 風下側
上記と比べて比較的穏やかな風下の地域は、ほとんど均一に気圧の低い領域である。屋根の頂部を通り過ぎることにより発生する回転は、屋根の上で空気を下降させることによりコーティングの効果さえ持ち得る。この効果は、強い風であればなお一層顕著となる。
4-2 The leeward side The leeward area, which is relatively gentle compared to the above, is an area where the atmospheric pressure is almost uniformly low. The rotation generated by passing through the top of the roof can even have a coating effect by lowering the air over the roof. This effect becomes even more pronounced with strong winds.
最も低い圧力は、穿孔付鋼板鋼板の下での空気循環によって、屋根の棟部分の近くに存在する。 The lowest pressure is present near the roof ridge due to air circulation under the perforated steel sheet.
まとめると、暴風に露出される場合には、ベースの圧力に最もさらされる空間は屋根の棟部分の近くに位置する。 In summary, when exposed to storms, the space most exposed to base pressure is located near the roof ridge.
したがって、これらの地域で防護シールドでの保護を補強するためには、できる限り、屋根の棟部分に最も近い梁に置かれるスペーサー同士の間隔を減らすことが必須となる。 Therefore, in order to reinforce the protection with the protective shield in these areas, it is essential to reduce the distance between the spacers placed on the beam closest to the roof ridge as much as possible.
さらに、換気用の棟瓦として働く穿孔付鋼板と、防護シールドの２つの屋上のスロープ間での接続を持たせる他の鋼板には、自由な端（図１６）を持つ必要がある（例：折り重ねがないこと）。 In addition, perforated steel plates that act as ventilation roof tiles and other steel plates that provide a connection between the two rooftop slopes of the protective shield must have free ends (eg, folding). There is no overlap).
防護シールド本体の鋼板と、換気用の棟瓦との結合は、リベット（タイプＡに対しては直径５ｍｍ、タイプＢに対しては直径６ｍｍ）により行う必要がある。図１６の写真中で見られる実験用家屋の防護シールドの上で自由端（２３）を示すリベット（１５）の配置が示されているように、１端部につき少なくとも１本のリベット（１５）の割合にする必要がある。 The steel plate of the protective shield body and the roof tile for ventilation need to be connected with rivets (diameter 5 mm for type A and diameter 6 mm for type B). At least one rivet (15) per end as shown in the arrangement of rivets (15) showing the free end (23) on the protective shield of the laboratory house seen in the photograph of FIG. It is necessary to make the ratio.
５．結論
「熱と風に対する建築物の防護シールド」は屋根での温度低減と、各部屋間で均一な温度を得ることとを可能にすることで、防護シールドで覆われた建築物の内部での快適さの改善をもたらす。当然、これはエアコン利用に関係しての省エネルギーにつながる。
5. CONCLUSION “Building protective shields against heat and wind” can reduce the temperature at the roof and achieve a uniform temperature between the rooms, so that the interior of the building covered by the protective shield Brings improved comfort. Naturally, this leads to energy savings related to the use of air conditioners.
直接接触する風を減速させることで、防護シールドは、暴風の場合に備えて、建築物の抵抗を補強する。なお、換気用の棟瓦も、屋根の頂部レベルでの風によって屋根が外れるリスクの低減に重要な役割を演ずる。 By slowing down the direct wind, the protective shield reinforces the building's resistance in case of storms. Ventilation ridge tiles also play an important role in reducing the risk of the roof falling off due to wind at the top level of the roof.
Claims (2)
複数のスペーサー（２）と、
棚（２５）と、
起伏のある鋼板であって、長手方向に延びる複数の起伏を有する鋼板と、
穿孔付鋼板（７）と
を含み、
前記スペーサーの各々はＵ字型であって、後面（１７）と、頂部（１６）と、フラップ（１２）、フラップ（１３）及びフラップ（１４）を含むフラップとを有し、
前記フラップ（１２）は前記スペーサーの側腕の各々の頂端を外側に折り曲げて形成され、
前記フラップ（１３）及び前記フラップ（１４）は、少なくとも１つのリベット（１５）によってともに機械的に接続され、
前記起伏のある鋼板は、前記屋根（３）及び前記垂直壁（４）を覆い、
前記スペーサー（２）は、前記起伏のある鋼板に取り付けられ、
前記棚（２５）は、ねじによって前記フラップ（１２）に固定されて前記頂部（１６）において前記穿孔付鋼板（７）を受け入れ、
前記スペーサー（２）の各々は、寸法ａ、ｂ及びｃを有し、
寸法ａは前記スペーサー（２）の各々の基部の長さを表し、
寸法ｂは前記スペーサー（２）の各々の前記基部から前記フラップ（１２）までの距離を表し、
寸法ｃは前記スペーサー（２）の前記側腕の幅を表し、
前記寸法ｂと前記起伏のある鋼板の起伏の高さとの和が寸法δで表され、
前記寸法ａは、前記屋根（３）を覆う前記起伏のある鋼板のタイプ及びその２つの起伏の間の距離に依存し、
前記起伏の長手方向に配置された２つの連続するスペーサーを分離する距離が前記寸法ａの１．５倍以下であって、前記寸法δが８０から２００ｍｍの範囲である、防護シールド。 A protective shield for the roof (3) and vertical wall (4) of the building against heat and wind,
A plurality of spacers (2);
Shelf (25),
A steel plate with undulations, a steel plate having a plurality of undulations extending in the longitudinal direction,
A perforated steel sheet (7) and
Each of the spacers is U-shaped and has a rear surface (17), a top (16), and a flap including a flap (12), a flap (13) and a flap (14);
The flap (12) is formed by bending the top end of each side arm of the spacer outward,
The flap (13) and the flap (14) are mechanically connected together by at least one rivet (15);
The undulating steel plate covers the roof (3) and the vertical wall (4),
The spacer (2) is attached to the undulating steel plate,
The shelf (25) is fixed to the flap (12) by screws and receives the perforated steel plate (7) at the top (16),
Each of said spacers (2) has dimensions a, b and c;
The dimension a represents the length of each base of the spacer (2),
The dimension b represents the distance from the base of each spacer (2) to the flap (12),
The dimension c represents the width of the side arm of the spacer (2),
The sum of the dimension b and the undulation height of the undulating steel sheet is represented by the dimension δ,
The dimension a depends on the type of undulating steel sheet covering the roof (3) and the distance between the two undulations,
A protective shield, wherein a distance separating two consecutive spacers arranged in the longitudinal direction of the undulation is not more than 1.5 times the dimension a and the dimension δ is in the range of 80 to 200 mm.
前記平らな起伏の鋼板に対して前記寸法ａは、前記２つの連続する起伏の外側折り目間の距離に対して等しいか又は最大で１０ｍｍ以上であり、
前記丸い起伏の鋼板に対して前記寸法ａは、前記２つの連続する起伏の軸間の距離より１５から２０ｍｍ超過する、請求項１に記載の防護シールド。 The undulating steel plate type is a flat undulating steel plate or a round undulating steel plate,
For the flat undulating steel plate, the dimension a is equal to the distance between the outer folds of the two consecutive undulations or at most 10 mm or more,
The protective shield according to claim 1, wherein for the rounded undulating steel plate, the dimension a is 15 to 20 mm greater than the distance between the two successive undulating axes.
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