JP5184254B2 - 屋根パネル - Google Patents

Description

本発明は、建物の屋根の断熱気密屋根パネルに関するものである。

昨今、断熱性と気密性を備えたいわゆる次世代省エネルギー住宅（以下、「断熱気密住宅」という）の市場供給ニーズが高まっている。建物の屋根部の断熱処理や気密処理も顕在化している。

最近は工業化住宅のみならず一般在来木造住宅の分野でも建物の屋根部に屋根パネルを使用することが主流となっているところ、屋根パネル自身を断熱層や気密層とすることが望ましく、このような新規な屋根パネルが求められている。

例えば、特開２００７−２６２８５０号公報（特許文献１）には、枠体に断熱材（押出成型硬質プラスチックフォーム）を充填し、屋根パネルの枠体の上部外側にさらに断熱パネルを積層する断熱屋根パネルが開示されている。これによれば、枠体の規格寸法を変更せずに複数の断熱材や断熱パネルを積層して断熱性能を高めた簡便な断熱屋根パネルを構成することできる。

また、特開平６−３４１２００号公報（特許文献２）には、屋根パネルに予め貼付した防水ルーフィングの一辺を屋根パネルの一辺よりも長くして該防水ルーフィング紙の延長部を折り返した状態で用意し、施工時に隣接する屋根パネルの防水ルーフィング同士を重ね合わせて継目部を覆って建物内への漏水を防止する技術が開示されている。

特開２００７−２６２８５０号公報 特開平６−３４１２００号公報

しかしながら、前述の従来例では、積層した断熱材の端部は、露出しているために輸送中や施工中において痛みやすく、また施工中に雨により断熱材が濡れて、断熱材の性能が劣化するばかりでなく、屋根工事後に気密処理すると屋根パネル内部に水分が隠蔽されてしまい、鋼製枠体を腐食させてしまうという問題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、通常規格寸法の断熱材を複数枚積層することにより断熱性能を向上させ、施工中に生じる断熱材の傷や断熱材の雨水等の吸水を防止して保護できる断熱気密構造用の屋根パネルを提供すること、さらに断熱気密構造を満たしたうえで、屋根パネルの取り付け作業の簡単化を考慮した屋根パネルを提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る屋根パネルの第１の構成は、外断熱及び気密構造の建物用の屋根パネルであって、枠体を構成する井桁部材間に充填断熱パネルが充填され、該井桁部材と充填断熱パネルとの目地部を気密テープで密封した基本パネルと、前記基本パネルの見付面の大きさに合わせて、前記枠体上に固定した積層断熱パネルと、該積層断熱パネル上に固定した野地板と、該野地板上に敷設した防水ルーフィングと、が順次積層されて固定されており、前記防水ルーフィングの各辺に前記積層断熱パネルの小口面を被覆するための、前記基本パネルの見付面に対してはみ出た余長部からなる折曲片を設けて、該防水ルーフィングが前記野地板上に貼付され、かつ、前記枠体の側面のうち、少なくとも隣接する該枠体の二辺の側面に弾性気密材が貼着されていることを特徴とする。

ここで、前記枠体の平面視形状は、限定されないが、通常の屋根パネルに用いられる形状である矩形または三角形などで構成される。

また、本発明に係る屋根パネルの第２の構成は、前記第１の構成において、前記防水ルーフィングには、前記第１の構成の屋根パネル間の継目に跨る折り返し部からなる延長片がさらに設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る屋根パネルの第３の構成は、前記第１、第２の構成において、前記枠体には、前記井桁部材と前記充填断熱パネルとの間に空洞部を設けて該空洞部内側に躯体締結用ナットが固定されていることを特徴とする。

本発明に係る屋根パネルの第１の構成によれば、スチールフレーム等からなる枠体の厚みを利用して充填断熱パネルにより断熱層を確保し、基本パネルが気密層となり、断面視で基本パネルの表面にて気密の境界線を形成することができる。即ち、基本パネルよりも外部側に漏気が生じない建物の屋根を構成することができる。また、積層断熱材からなる積層断熱パネルにより断熱効果を高めることができる。

また、防水ルーフィングの各辺に積層断熱パネルの小口面を被覆するための、基本パネルの見付面に対してはみ出た余長部からなる折曲片を設けたことで、該積層断熱パネルの小口は、防水ルーフィングの折曲片（余長部）で包まれているので、現場搬入時や施工時に外部に露出している積層断熱パネルの小口面から吸水してしまうことを防止し、積層断熱パネルの側面の施工時の仮防水を施すことができる。

また、枠体の側面のうち、少なくとも隣接する該枠体の二辺の側面に弾性気密材を貼着したことで、複数の屋根パネルで形成した勾配屋根部に気密層を形成することができる。屋根パネル同士の端面を突きつけて屋根を構成するので、屋根パネルによって連続する気密層を構成することができる。

また、断熱材からなる充填断熱パネルを、枠体を構成する井桁部材間に充填するとともに外側に積層断熱パネルを追加する簡便な構造であるため、通常規格の断熱材を使用して断熱性能を向上させた断熱気密構造用屋根パネルが制作可能である。

また、本発明に係る屋根パネルの第２の構成によれば、防水ルーフィングに屋根パネル間の継目に跨る折り返し部からなる延長片を設けたことで、複数の屋根パネルを設置して構成した屋根面の防水性を確保することが出来る。

また、本発明に係る屋根パネルの第３の構成によれば、枠体の端部に井桁部材と充填断熱パネルとの間に空洞部を設けて該空洞部内側に躯体締結用ナットを固定したことで、基本パネルと、該基本パネル上に設けられる積層断熱パネルとの境界面からなる断熱気密ラインの内側に躯体梁と屋根パネルとの締結部となる躯体締結用ナットが設けられ、屋根パネルの躯体内側（屋内）からの設置作業を可能として、施工の簡易化を図ることが出来る。

図により本発明に係る屋根パネルの一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る屋根パネルの構成を示す分解斜視図、図２（ａ）は本発明に係る屋根パネルの構成を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図３（ａ）は屋根パネル間の継目に跨る折り返し部からなる延長片により屋根勾配面の上下方向に隣設配置される屋根パネル間の継目を防水する様子を示す模式断面図、図３（ｂ）は屋根勾配面の左右方向に隣設配置される屋根パネル間の継目を防水する様子を示す模式断面図、図４（ａ），（ｂ）は躯体締結用ナットの構成を示す平面図及び側面図、図５（ａ），（ｂ）は枠体の端部で井桁部材と充填断熱パネルとの間に設けた空洞部内側に躯体締結用ナットを固定した様子を示す正面説明図及び断面説明図、図５（ｃ）は枠体に固定した躯体締結用ナットを用いて躯体梁のフランジに本発明に係る屋根パネルを固定する様子を示す断面説明図、図６は本発明に係る屋根パネルを切妻屋根躯体の勾配面に設置する様子を示す図である。

図１〜図３において、１は外断熱及び気密構造の建物用の屋根パネルであり、図２に示すように、平面視矩形の枠体２を構成するスチールフレームで断面コの字形状の鋼材または溝形鋼からなる井桁部材間に充填断熱パネル３が充填され、該井桁部材からなる枠体２と充填断熱パネル３との目地部を気密粘着テープ４で密封した基本パネルＡが設けられている。尚、気密粘着テープ４と反対側には枠体２に充填断熱パネル３を固定するための補助粘着テープ12が設けられている。

そして、基本パネルＡの見付面の大きさに合わせて、枠体２に固定した積層断熱パネル５と、該積層断熱パネル５上に固定した硬質木片セメント板からなる野地板６と、該野地板６上に敷設した防水ルーフィング７と、が順次積層されて固定されている。

防水ルーフィング７の各辺には積層断熱パネル５の小口面５ａを被覆するための、基本パネルＡの見付面に対してはみ出た余長部からなる折曲片７ａが設けられており、該防水ルーフィング７が野地板６上に貼付される。また、防水ルーフィング７には、屋根パネル１間の継目に跨る折り返し部からなる延長片７ｂが設けられている。

図１に示すように、本実施形態の野地板６は、２分割されたものを１枚の屋根パネル１に使用しており、防水ルーフィング７は３分割されたものを重ねて使用した場合の一例である。防水ルーフィング７は、該防水ルーフィング７表面側から図示しないステンレス製のステープルを打ち込み固定する。ステープルの固定ピッチは１５０mm〜２００mmの間隔で屋根パネル１の全表面に均一に打ち込む。

また、枠体２の側面のうち、少なくとも隣接する該枠体２の二辺の側面２ａには、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の合成ゴムに難燃剤を混合した混和物を発泡させた連続気泡タイプの発泡体からなるエプトシーラ等の弾性気密材８が貼着されている。図１に示すように、枠体２の水下側の側面２ａには吊下げ用等の長穴が設けられてるので、その長穴を粘着テープ13により塞ぎ、防水ルーフィング７を野地板６上に貼着すると共に該防水ルーフィング７の折曲片７ａを枠体２の側面２ａに貼着し、該折曲片７ａにオーバーラップさせて弾性気密材８を貼着する。枠体２の角部は防水ルーフィング７の折曲片７ａの角部を巻き込んで補助テープにより貼着する。弾性気密材８の繋ぎは２箇所以下とし、重ね代は５０mm以上とし、水上側を上にして重ねる。

本実施形態では、充填断熱パネル３及び積層断熱パネル５はフェノール樹脂発泡体からなるフェノールフォーム断熱パネルであり、旭化成株式会社が開発して国際公開WO-00-1761号公報に開示した技術(ネオマフォーム（登録商標）)により作成することが出来る。このフェノール樹脂発泡体は、ＪＩＳＡ９５１１に規定されるフェノールフォーム保温板の規格によると１種に該当する高性能なフェノールフォームであり、高い断熱性能を有し、熱による寸法変化も少ないため、屋根パネル用断熱材として好ましく使用することが可能である。また、前記フェノール樹脂発泡体は、火炎が作用したとき、表面が炭化するのみで急激に燃え広がることがなく溶解することもないため、高い耐燃焼性を求められる部位に好ましく使用することができる。

フェノール樹脂発泡体の表裏面には紙製や樹脂製など種々の面材による層を設けることも出来、本実施形態では不織布を採用している。また、不織布の代わりにアルミ箔を採用したり、不織布の外側にアルミ箔を積層しても良い。

上記技術に係るフェノール樹脂発泡体は、フェノール樹脂基体部と、多数の微細気泡から形成される気泡部とを有する密度が１０kg／ｍ³〜１００kg／ｍ³のフェノールフォームであり、前記微細気泡が炭化水素が含有し且つ平均気泡径が５μｍ〜２００μｍの範囲にあり、大部分の微細気泡の気泡壁が滑らかなフェノール樹脂基体面で構成されている。そして、発泡剤が炭化水素であるにも関わらず、従来のフロン系発泡剤と遜色のない熱伝導率を持ち、且つ熱伝導率の経時的な変化もなく、圧縮強度等の機械的強度に優れ、脆性が改善される。

フェノール樹脂発泡体における断熱性は、平均気泡径が５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍと小さく、且つ独立気泡率を８０％以上と高く保持することによって確保することが可能である。またフェノール樹脂発泡体は高い耐燃焼性を有しており、火炎が作用したとき、表面が炭化するのみで急激に燃え広がることがなく溶解することもない。更には有毒性ガスの発生もない。

例えば、フェノール樹脂発泡体の密度を２７kg／ｍ³に設定した場合、２０℃おける熱伝導率は０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋであり、圧縮強さは１５Ｎ／cm²、熱変形温度は２００℃である。前記フェノール樹脂発泡体の性能は、押出発泡ポリスチレン３種が熱伝導率；０．０２８Ｗ／ｍ・Ｋ、圧縮強さ；２０Ｎ／cm²、熱変形温度；８０℃であることや、硬質ウレタンフォーム２種２号が熱伝導率；０．０２４Ｗ／ｍ・Ｋ、圧縮強さ；８Ｎ／cm²、熱変形温度；１００℃であることと比較して充分に高い性能を有する。

このため、フェノール樹脂発泡体からなる樹脂発泡体では、従来の押出発泡ポリスチレンフォームや硬質ウレタンフォームの約２／３程度の厚さで略同等の断熱性能及び耐燃焼性能を発揮することが可能である。

しかし、充填断熱パネル３または積層断熱パネル５は、フェノール樹脂発泡体に限られず、スタイロフォーム（登録商標）などの押出発泡ポリスチレンフォームや硬質ウレタンフォームなどの材料を使用してもかまわないが、この場合でも本実施形態の防水ルーフィングを施すことにより充填断熱パネル３または積層断熱パネル５に無用な水分を吸収させずに済ませることができる。

また、樹脂発泡体はフェノール樹脂発泡体以外でも、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）やＰＰ（Poly Propylene；ポリプロピレン）等の各種の発泡プラスチックが適用出来る。

なお、充填断熱パネル３は厚さ６０ｍｍ、積層断熱材５は厚さ５５ｍｍまたは厚さ２５ｍｍと３０ｍｍの２枚、野地板６（厚１８ｍｍ）を用いており、防水ルーフィング７を除いた屋根パネルの厚さは１３３ｍｍ程度である。

図２（ｂ）に示すように、枠体２には、井桁部材と充填断熱パネル３との間に空洞部９が設けられており、該空洞部９の躯体梁10側の内側に躯体締結用ナット11が固定されている。躯体締結用ナット11は図４に示すように、方形状のプレート11ａにナット11ｂが点溶接により固定されている。そして、図５に示すように、枠体２の下フランジ２ｃの内側に躯体締結用ナット11のプレート11ａを当接し、該プレート11ａと枠体２の下フランジ２ｃとにタッピングビス15を打ち込んで締結する。

このように躯体締結用ナット11をプレートと一体化してビス止めにしたのは、枠体２にナット11を溶接した後に当該部分を防錆のために、めっき等により補修する必要がないからである。

そして、図５（ｃ）に示すように、建物屋根の躯体梁10に屋根パネル１を載置した状態で躯体梁10の内側から締結ボルト16を躯体締結用ナット11に螺合締結して屋根パネル１を躯体梁10に固定することが出来る。

尚、タッピングビス15の代わりに、躯体締結用ナット11のプレート11ａに設けた貫通孔と、枠体２の下フランジ２ｃに設けた貫通孔とにリベットを挿入してリベット留めすることでも良い。

枠体２を構成する井桁部材の下面には水抜き用の複数の孔が穿たれており、万が一枠体２内に雨水等が侵入してもこの孔から水分を排出することが出来る。

屋根パネル１を躯体梁10に固定した後は、図３（ａ）に示すように、屋根パネル１間の継目に跨る防水ルーフィング７の折り返し部からなる延長片７ｂにより屋根勾配面の上下方向に隣設配置される屋根パネル１間の継目を防水する。尚、図中、17は防水紙である。次に、図３（ｂ）に示すように、屋根勾配面の左右方向に隣設配置される屋根パネル１間の継目を防水テープ18により防水する。

屋根パネル１の製造方法としては、先ず、断面コの字形状の鋼材または溝形鋼からなる井桁部材からなる枠体２内に充填断熱パネル３を充填する。その際、枠体２の端部に空洞部９を形成し、該空洞部９内に躯体締結用ナット11を挿入して枠体２に固定する。

そして、隣設される充填断熱パネル３と枠体２の上フランジ２ｂに跨って気密粘着テープ４を貼着すると共に、枠体２の側面２ａに設けられた長穴を利用して基本パネルＡを吊下げ、該基本パネルＡを裏返して隣設される充填断熱パネル３と枠体２の下フランジ２ｃに跨って補助テープ12を貼着する。

再度、枠体２の側面２ａに設けられた長穴を利用して基本パネルＡを吊下げ、該基本パネルＡを裏返して枠体２の上フランジ２ｂ及び充填断熱パネル３上に積層断熱パネル５を載置してビス固定し、更に該積層断熱パネル５上に野地板６を載置して該野地板６の表面側からビス14を打ち込んで該野地板６、積層断熱パネル５、気密粘着テープ４及び枠体２の上フランジ２ｂを貫通して枠体２の上フランジ２ｂに固定する。

次に、図１に示すように、野地板６上に防水ルーフィング７を敷設して図示しないステープルにより固定する。防水ルーフィング７は規格幅寸法から２枚構成或いは３枚構成としている。そして、防水ルーフィング７の折曲片７ａを折り曲げて野地板６及び積層断熱パネル５の小口面５ａを被覆する。そして、枠体２の側面２ａに弾性気密材８を貼着する。

次に屋根パネル１の施工方法としては、先ず、図６（ａ）に示すように、屋根パネル１を建物屋根の勾配形状を形成する躯体梁10上に載置して敷き並べ、躯体梁10の内側から締結ボルト16を躯体締結用ナット11に螺合締結して屋根パネル１を躯体梁10に固定する。次に、防水ルーフィング７の延長片７ｂを広げ、屋根勾配方向下側の屋根パネル１に跨らせて貼着する。他方、左右の屋根パネル１の継目には、図６（ｂ）に示すように、防水テープ18を貼着する。その後、屋根パネル１上に瓦屋根材等の屋根葺き材を施工する。

本発明の活用例として、建物の屋根の断熱気密屋根パネルに適用出来る。

本発明に係る屋根パネルの構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は本発明に係る屋根パネルの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は屋根パネル間の継目に跨る折り返し部からなる延長片により屋根勾配面の上下方向に隣設配置される屋根パネル間の継目を防水する様子を示す模式断面図、（ｂ）は屋根勾配面の左右方向に隣設配置される屋根パネル間の継目を防水する様子を示す模式断面図である。 （ａ），（ｂ）は躯体締結用ナットの構成を示す平面図及び側面図である。 （ａ），（ｂ）は枠体の端部で井桁部材と充填断熱パネルとの間に設けた空洞部内側に躯体締結用ナットを固定した様子を示す正面説明図及び断面説明図、（ｃ）は枠体に固定した躯体締結用ナットを用いて躯体梁のフランジに本発明に係る屋根パネルを固定する様子を示す断面説明図である。 本発明に係る屋根パネルを切妻屋根躯体の勾配面に設置する様子を示す図である。

符号の説明

Ａ…基本パネル
１…屋根パネル
２…枠体
２ａ…側面
２ｂ…上フランジ
２ｃ…下フランジ
３…充填断熱パネル
４…気密粘着テープ
５…積層断熱パネル
５ａ…小口面
６…野地板
７…防水ルーフィング
７ａ…折曲片
７ｂ…延長片
８…弾性気密材
９…空洞部
10…躯体梁
11…躯体締結用ナット
11ａ…プレート
11a1…ビス穴
12…補助粘着テープ
13…粘着テープ
14…ビス
15…タッピングビス
16…締結ボルト
17…防水紙
18…防水テープ

Claims (2)

1. 外断熱及び気密構造の建物用の屋根パネルであって、
   枠体を構成する井桁部材間に充填断熱パネルが充填され、該井桁部材と充填断熱パネルとの目地部を気密テープで密封した基本パネルと、
   前記基本パネルの見付面の大きさに合わせて、前記枠体上に固定した積層断熱パネルと、該積層断熱パネル上に固定した野地板と、該野地板上に敷設した防水ルーフィングと、が順次積層されて固定されており、
   前記防水ルーフィングは、前記基本パネルの見付面に対してはみ出た余長部からなる折曲片が前記積層断熱パネルのうち隣接する他の屋根パネルに対向する小口面を被覆するとともに、屋根パネル間の継目に跨る折り返し部からなる延長片を備え、
   かつ、前記枠体の側面のうち、少なくとも隣接する該枠体の二辺の側面に弾性気密材が貼着されていることを特徴とする屋根パネル。
2. 前記枠体には、前記井桁部材と前記充填断熱パネルとの間に空洞部を設けて該空洞部内側に躯体締結用ナットが固定されていることを特徴とする請求項１に記載の屋根パネル。