(57)【要約】      （修正有）【課題】積雪については、屋根からの雪下ろしで対処していて、大きな労力と危険の伴う作業となっている。【解決手段】屋根の結氷を、屋根裏に滞留する熱、及び室内の暖房熱並びに、ヒーターなどにより発生せしめた熱を利用して結氷を防止するとともに、屋根上積雪の溶融を行うものである。屋根の下、即ち屋根裏から、屋根裏に滞留する熱を、熱伝導性のある鋼板等を利用して屋根トタン１に伝えることにより、熱エネルギーによってトタン屋根にかかわる諸問題の解決を図るものである。これによって屋根からの雨漏りを防止して、住宅を長持ちさせ、また、屋根上の積雪を溶融することにより、屋根からの落雪をなくし、下を歩く人の安全に寄与する。さらに屋根の雪下ろしが不用なので、屋根からの転落事故等を無くすものである。経費は少なくて施工も容易であり、その耐久力は家の寿命と同じくらい長持ちする、非常に有益で、経済性に富んだ発明である。【選択図】図１
2020165301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅の屋根裏に滞留する生活余熱、自然に取り込まれる太陽熱、その他の熱源から屋根裏に導入する熱を、熱伝導性を持つ金属板等を介して、屋根上の防水層に伝え、屋根上の結氷を防止するとともに、屋根上積雪を溶融する建築工法。
【請求項２】
熱伝導板工事を容易にするため、屋根母屋を「上り母屋」造りとする建築法。
【請求項３】
垂木等で一定の大きさ（例えば  ５０ｃｍ×１８０ｃｍ）の枠を作り、これに十分な強度を持つ野地板、断熱層、及び熱伝導板を張り合わせて、一つのブロックを作り、これをブロックの寸法に合致する間隔で設置した上り母屋に打ち付けて、融雪屋根を施工する、ノックダウン方式の建築工法。
【請求項４】
熱伝導板の下部、即ち屋根裏部分の下部に、樋状の物を取り付け、これで結露水を受け、その結露水を１本の樋に流れ落ちる構造として、この結露水を屋根の排水パイプなどに流す結露水の処理に関する建築工法。
【請求項５】
ヒーターなどにより小屋裏の温度を高める技術及び建築工法。
【請求項６】
熱伝導板で仕切られた各空間の、空気の移動を容易にするとともに、湿度を含んだ温度の高い空気を屋根裏の上部に集め、一定量排出して湿度の調整を容易にするため、熱伝導板の屋根裏部分の上部に穴を設ける工法。
【請求項７】
竪樋下部から上昇してくる温気を、竪樋パイプ出口付近の雪を溶かすことなくストレートに上昇させる上昇温気制御パイプ、及び竪樋下部からの温気を空中に放散させるための温気排出パイプを装備し、内部に断熱材を張りめぐらせた、凍結防止のためにダクト出口を覆う、竪樋出口付近の凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】本発明は、住宅建築分野に属し、屋根の施工方法に関する。
屋根裏に留まる生活暖房の余熱で、屋根を凍結などから守るとともに、住宅の屋根上積雪を溶融する建築工法である。
【背景技術】
【００２】  従来寒冷地に於ける屋根の施工は、冬季は結氷するという自然状況を容認して施工しており、特にトタンには結氷するということを前提に対策を立てている。【００３】  Ｍ型無落雪屋根について、［図４］により従来のトタン屋根結氷状況を説明する。［図４］は屋根裏換気をしている住宅の簡単な説明図である。屋根裏換気口［図４］６から外気［図４］８が屋根裏に入り、屋根裏内部を通貫して換気口［図４］７から排出される。風向きが逆の場合は、換気口の入り口と排出口はそれぞれ逆となる。このように換気口から外気を取り込んで、屋根裏と外気との温度差をなくすことで結露を防止している。  その結果として屋根裏［図４］１１と屋根材などは外気により冷却されており、屋根が結氷しやすい状態であった。【００４】  従来の工法で建築された屋根トタンは、冬季は外気の低温により冷えている。そのような環境で、日中に陽光で溶けた雪が屋根トタンの上を水となって流れ落ち、その水がトタンハゼの隙間に滲み込むと、夜間にはその水が低温で凍結する。凍結が起きると凍結膨張が起き、トタンハゼ部分の締め付けが緩む。この緩んだ箇所に、また溶けた水が浸み込んで凍結すると、ハゼはさらに緩み、これを繰り返しているうちに、ハゼの中のコーキング材にもひび割れを起こす。屋根トタンのハゼがこの状態のとき、Ｍ型屋根の軒天［図４］１０の付近に、屋根積雪［図４］３が溶けて流れ落ち軒天結氷が起こる。これが雨漏れの原因となるのである。【００５】  ２０１９年２月２５日に堀割った我が家の１階屋根の状態は、積雪は１メートルもあり、樋部分の軒天に厚さ５ｃｍの氷が付いていた。この氷は多少の外力では容易に剥がせない状況である。昼間はプラスの温度、夜間はマイナス気温となる融雪時期は、軒天結氷の厚さがさらに増し、１０センチ程度にまで成長することもある。石狩地方の２０１９年２月２５日現在の積雪は１１０ｃｍあり、この大量の雪が（石狩地方では２月２０日頃から融雪期）１ヶ月程度の融雪期に溶け出して流れ落ちる。ただし屋根トタンのコーキングが破損したとしても、トタンのハゼ部分は２センチばかり高くなっているので、直ちに漏水が起こることはない。しかし上述したようなコーキングに破損が生じた状態の箇所に何らかの原因で結氷が生じ、その氷の上部（屋根勾配に対して上部）に雪解け水がダム状に溜まると、溜まった水がトタンのハゼを超えて漏水を起こす。【００６】  横樋部分が雪で覆われていると問題は起きないが、この樋部分のどこかに隙間ができると、この隙間から寒気が横樋内に入り、軒天結氷を生成せしめる。例えば１階部分の屋根の場合、その家に２階があれば、２階壁と１階屋根積雪の接面は雪が溶けて隙間ができるし、また竪樋から横樋に続くような箇所が存在すると、この部分も竪樋から上昇してくる熱で上部の積雪が溶けて穴ができる。この穴から寒気が侵入する。また、排水パイプが屋外に設置されている場合は、このパイプからも寒気が入ってきて軒天結氷を生成せしめることになる。
融雪期にはこの結氷による漏水トラブルが発生しやすく、春先は、雨漏り修理などに係わる宣伝チラシが散見される。現在の高断熱住宅の屋根は漏水箇所が簡単に確認できない構造であるから、一度漏水すると修理は大きな工事になることが多い。【００７】  従来の漏水の防止対策としては、横樋付近に電熱ヒーターを設置したものや、勾配の緩い落雪屋根の軒天下部に、三角状の雪止め屋根を構築して、その中に電熱ヒーターなどを取り付ける技術があるが、その部分が外気で冷やされて低温になるため、その低温下においてトタンを温め氷の付着防止や融雪を行うのには、多くのエネルギーが必要であり電気代も嵩むため、融雪装置を取り付けたものの使用していない現実もある。屋根部の凍結にかかる対処法として、トタンハゼのコーキングの研究・トタンハゼ部の改良等の対策が行われてきているが、これらはいずれも結氷を既成の事実として受け止め、氷の付く屋根に対して屋根の上から行う処置となっている。【００８】  上述したように、現今の鋼板葺きＭ型無落雪屋根［図４］、又は勾配が緩くて雪が落下しにくい合掌造り等の鋼板葺き屋根も含めて、その軒天結氷による漏水を防止するのは、寒地住宅の大きな課題である。一部には、電熱線を屋根上に設置したものや、パイプに湯を通して、屋根雪の溶融を試みるものもあるが、いまだに寒冷地の屋根雪処理の十分な技術は存在しない。
屋根の形状によっては、屋根に大量の雪が積み重なり、この雪の重量が建物に負担を掛ける。この屋根雪の対策としては、屋根上から人力による雪下ろしで対処しており、１シーズンに何度も雪下ろしを行わなければならない年もあり、その労力もさることながら、その際に起こる人身事故も、大きな問題になっているのは周知のとおりである。これにもかかわらず、従来は屋根上の積雪を、屋根裏に滞留する熱で溶融するという技術も発想もなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００９】  本発明は、屋根裏換気をしない建築法［図５］（屋根裏密閉工法  出願番号  特願２０１６−２２２７４０）により造られた屋根裏［図５］１３に滞留する熱によって、実現が可能な発明である。
本発明は、屋根トタン［図１］１に結氷を生じさせないように、すなわち結氷防止と、屋根上の積雪［図５］３を溶融することを主眼として行う住宅屋根の施工技術である。従って、従来の結氷を事実として受け止めて対策を立てるものとは、発想の段階から非常に異なっているものである。
本発明は、軒天結氷や屋根上積雪［図５］３に対する事後の対策でなく、結氷を未然に防ぐとともに屋根積雪を溶融する、いわゆる問題の発生する事前の観点から、問題を処理しようとする発明である。【０１０】  本発明は結氷を防いで屋根トタン［図１］１を長持ちさせるとともに、屋根からの漏水を防止するものである。また、屋根上の積雪［図５］３を溶融せしめることにより、建物に加わる荷重を軽減し、雪の荷重による建物への害を少なくするものである。また屋根上積雪［図５］３の量が自然にコントロールされ、溶け残った残雪を住宅の断熱材として利用するものである。【０１１】  屋根裏換気をしない工法［図５］によって建築した住宅では、屋根裏は常にプラスの温度を保っている。この温度の測定は、屋根裏換気を行っていない我が家の２階部分の屋根裏で行ったものである。２階部分は空室になっていて暖房は入っていない。
この状態で屋根裏［図５］１３の温度測定を行った。２０１９年２月９日外気温が２４時間マイナス１２度、しかもその日は一日中の降雪と毎秒１５メートル以上の北風が吹いた猛吹雪の日であったが、そのような悪天候にあっても一日を通して屋根裏［図５］１３の温度はプラス４度であった。同月１２日は最低気温マイナス１２度、日中マイナス５度、薄曇りで正午頃から晴れて陽光がさした。その日の午後４時時点での屋根裏の温度測定値は１４度であった。２月２２日、気温は最低気温マイナス５度、最高気温５度、快晴、この日の屋根裏の気温は最低５度、最高１６度であった。【０１２】  温度測定の結果、屋根裏［図５］１３の温度は石狩地方の場合、最低気温がマイナス１２度程度でもプラスの温度であり、陽光があれば１０度以上になることが分かった。朝から外気温がプラスで晴れた日には、屋根裏の温度は１８度に達する。
本発明は、屋根裏のこの熱を、屋根防水層［図１］１，２に伝導するため、熱伝導率の高い材質（鋼板又はアルミ等）で出来ている板状のもの（以後「熱伝導板」と称する）を通して屋根部の防水層に伝え、Ｍ型屋根［図４］１０の軒天を温めて軒天の結氷を防止するとともに、屋根上の積雪［図５］３を溶融するものである［請求項１］。
【課題を解決するための手段】
【０１３】この問題解決を添付の図面により説明する。
添付の図面［図１］は、Ｍ型屋根を谷コイル（横樋）と直角にカットした、垂直カット展開図の一部である。垂木［図１］６、及び野地板［図１］５を挟んで上下から断熱［図１］４、１９を施したものである（断熱は発注者の希望により変えてよい）。一般仕様と異なっているのは、熱伝導板［図１］の３、１３及び１４を付加していることである。【０１４】  この熱伝導板［図１］３を屋根裏から谷コイル［図１］１０の横を通して、屋根部分上部に延べ、屋根の上の発泡スチロール系の断熱材［図１］４と防水シート［図１］の２の間に敷設する。このように施工すると、熱伝導板［図１］３は外気に触れないので、劣化を防止できるし、また熱伝導板［図１］３が直接寒気にさらされて、屋根裏に結露を生じないようにする。熱伝導板の屋根裏部分で集熱した熱は、熱伝導板を伝って上方に移動して屋根上に移動する。これにより、Ｍ型無落雪屋根［図５］の軒天結氷を防止することができる。また、横樋［図１］１０と熱伝導板［図１］３の間には、発泡スチロール系の断熱材［図１］１２を装着して熱伝導板が冷却しないように施工する。
横樋を撤去した場合は、横樋のあった部分を谷として、両側の屋根を突き合わせＶ字型の屋根をつくり、この一番低い谷の箇所から屋根の両側に熱伝導板［図６］５、６を屋根上に出せばよい。【０１５】  熱伝導板の結氷防止作用に加えて、屋根上積雪［図５］３の溶融を行う場合は、屋根面を上方に向かって、結氷防止施工の一枚［図１］３と同じようにして、熱伝導板を［図１］１３及び１４に示すように、数十センチ程度の間隔で入れていけばよい。
熱伝導板［図１］３、１３、１４の継ぎ目は、重なりがあっても問題はない。むしろ重なり合う方が良い。熱伝導板は屋根上で、上方に向かって折曲げても、下方に向かって折り曲げてもよいが、それぞれに長短がある。
工事に当たっては、熱伝導板［図２］が垂木［図１］６に当たる部分は、［図２］１６で示すように切り欠きを入れて、この切り欠きに垂木［図１］６を通して、熱伝導板［図１］１３及び１４の下部を屋根上から屋根を貫通して屋根裏に入れる。このように順次施工して、屋根全面をカバーするように熱伝導板を貼り付ければよい。熱伝導板の材質・大きさ、屋根裏の熱量、屋根の状態などから、必要に応じて雪を解かすことのできる造りにすればよいのである。【０１６】  熱伝導板［図２］は、屋根裏［図５］１３に滞留する熱を集熱して、屋根トタン［図１］１に伝導することにより、結氷の防止及び屋根上の雪を溶融する大切な役割を果たす。よって熱伝導板は熱伝導率の高い材質を選ぶ必要がある。
熱伝導板［図１］３により屋根裏［図５］１３で集熱された熱は、熱の持つ上昇特性により、熱伝導板に沿って上へ上へと移動し防水シート［図１］２を温める。熱はやがて防水シートの上の屋根鋼板［図１］１に達する。これにより鋼板の上の、軒天結氷を防止し、屋根上の積雪［図５］３を溶融するのである。この熱の移動は、熱の持っている上昇特性により行われるもので、この熱の移動が本発明の大きな特質である。【０１７】軒天結氷防止の施工法概略を記述する。
工事に当たっては、最下部の熱伝導板［図１］３が小屋束に当たる部分は、切り欠きを作って施工する必要がある。屋根裏から横樋［図１］１０の横を通して、野地板［図１］５、その上に発泡スチロール系断熱材［図１］４を貼り付けてある屋根の上に、この熱伝導板［図１］３を延べて固定すればよい。その上に防水シート［図１］２を貼って、トタン［図１］１等で仕上げる。シート防水の場合は、熱伝導板の上に直接防水シートを貼ればよい。【０１８】  発泡スチロール系断熱材［図１］１２で断熱することにより、谷コイル［図１］１０部分での熱ロスを少なくし、集熱した熱は効率的に屋根部分に伝えられて、結氷を防止する。さらに熱に余力があれば、熱は屋根部分の上方に伝送されて、上部の雪を溶融する。熱の上昇特性を利用するのであるから、熱伝導板は屋根上で上方に折り曲げるのが望ましい。この場合、屋根の勾配は２０％ないし３０％程度あった方が良い。
しかし、最近の屋根はフラットに近いいわゆる水勾配程度の屋根も多く、このような屋根には横樋も設置してないので、これらに対する施工法は後に述べる。【０１９】  熱伝導板［図１］３を谷コイルの軒天、谷コイルを設置していない場合は、屋根の谷部分から上方に９０ｃｍほど設置するだけで、自然的に軒天結氷を防止することができる。軒天結氷の予防を目的とする場合は、一番下部即ち屋根の谷部分の熱伝導板を施工するだけで良い。【０２０】  さらに、屋根積雪［図５］３の溶融を目的とする場合は、熱伝導板［図１］１３及び１４のように、熱伝導板［図２］を必要な枚数だけ、３０〜５０ｃｍ程度の間隔で屋根全体に展張する。
熱伝導板［図１］１３及び１４の長さは、屋根材部分の厚みが１５ｃｍ程度とし、屋根裏［図５］１３に４０ｃｍ程出して、屋根の上に５０ｃｍ延べる場合、全体で１０５ｃｍ必要である。横幅は熱伝導板［図２］の材料に合わせて、容易に工事ができるように決め、この材料を屋根上に出す長さの箇所［図２］１７から、直角に折曲げて使う。
この熱伝導板に、垂木を通すための穴あけ（［図２］１６）加工を施す。垂木［図１］６の間隔に合わせて熱伝導板［図１］１３及び１４、およびその他必要とする熱伝導板に、必要な個所に穴をあけておく［図２］１６。
垂木打ち付けの段階で、この熱伝導板［図１］１３及び１４等に垂木［図１］６を通す。母屋［図１］１１の位置と熱伝導板の枚数を勘案して、必要枚数を通して垂木を固定する。【０２１】  次に熱伝導板を上向きに折り曲げる場合は、屋根勾配の上端から野地板［図１］５を加工した熱伝導板の幅に合わせて貼る、加工した熱伝導板を屋根上に５０ｃｍ展張する場合には、５０ｃｍ幅で野地板［図１］５を釘止めする。次に発泡スチロール系断熱材［図１］４を同じ幅で打ち付けて、続けて屋根傾斜の一番上の熱伝導板［図２］を野地板［図１］５に打ち付ける。
次に、その下部に野地板［図１］５を上から２枚目の熱伝導板［図２］の幅だけ打ち付け、発泡スチロール系断熱材［図１］４を打ち付け、熱伝導板［図２］を打ち付ける、このようにして順次下に施工していく。
熱伝導板を下向きに折り曲げる場合は、屋根傾斜の下部から施工すると良い。
屋根全部に熱伝導板［図２］を打ち終わったら、その上に防水シート［図１］２を張り、最後にトタン［図１］１、で仕上げる。また、鋼板を貼らずにシート防水の屋根にすることもできる。シート防水の場合は、熱伝導板に直接防水シートの仕上げで良い。シート防水のほうが融雪効果は大きいと思われる。
この施工例は上部から作業を始めているが、熱伝導板をどちらに折り曲げるかにかかわらず、屋根下部からでも上部からでも、工事者が工事を容易に施工できるように順次施工すれば良い。
屋根裏に出ている熱伝導板は、屋根裏側にウレタン吹き付け断熱工事（希望に応じて）を行う場合は、熱伝導板［図２］を工事がやりやすいように押し曲げても良い。工事後はもとのように戻す。【０２２】  熱伝導板の穴あけ施工及び工事が面倒な場合は、［図３］１８のように垂木［図１］６の当たる部分を切り開いて、垂木を固定してから、［図３］のように加工した熱伝導板を、屋根上から屋根を貫通して屋根裏［図５］１３に差し込み施工すると良い。
熱伝導板は、［図２］１７から直角に曲げて、熱伝導板［図２］を屋根裏に差し込み、その後で切り開いた部分［図３］１８をもとのように直す。この方が施工は簡単であるが、熱伝導は多少下がる。【０２３】  現在の住宅屋根の骨組みは、母屋と直角方向に傾斜して垂木を打ち付け、これに野地板を貼る工法で造られている。この造りの屋根に熱伝導板を施工する場合は、垂木のために熱伝導板工事が煩瑣になり時間もかかる、これを簡易化するために「上り母屋方式」［請求項２］とするとよい。
「上り母屋方式」の場合は、垂木を使わないで、従来の母屋の上に「上り母屋」を施工して、これを従来の垂木と同じ向きに幅およそ１５０〜１８０ｃｍ程度にとりつける。この「上り母屋」に、直接丈夫な野地板［図６］３を貼り、この上に発泡スチロール系の断熱材［図６］４を貼って、これに熱伝導板［図６］５、６を貼る。こうすることで垂木による熱伝導板工事の手間を著しく省くことができる。
上り母屋方式の場合、横樋は無い方が良いが、横樋を付けたままでも施工できる。またこの上り母屋方式の場合、工場で屋根材を作ることもできる。この屋根材は、根太クラスの材で１８０ｃｍ×３０〜５０ｃｍ程度の枠を作り、この枠に野地板及び断熱材を装着し、それに熱伝導板を張り付けて、一つのブロックを作る。これを建設現場に運び、現場ではその屋根ブロックを上り母屋［図６］２に打ち付けて、ノックダウン方式で屋根を施工することができる［請求項３］。工事は従来の作業より簡単且つスピーディに施工することができる。【０２４】  熱伝導板の上に防水屋根を張る。一般にはトタン屋根防水が多いが、熱伝導板の上の防水屋根は、シート防水が良い。熱伝導板と屋根のシートは密着しているので、熱を効率よく融雪に利用することができ、また熱伝導板の屋根上部分の結露を防止することができる。
シート防水屋根は工事費が高いとされているが、その後のメンテナンスを考えると必ずしも高いとは言えない。シートの修理は簡単で水漏れの穴が開いた場合は、そこだけ貼り付けて簡単に溶接修理できる。これに比べトタン屋根の場合は水漏れ箇所の確認が難しく、水漏れした場合は簡単に修理できないという難点がある。【０２５】  熱伝導板を直接防水屋根とするのは、できないことはないが、無理がある。コーキングの目地が多く完全防水は難しいという防水の問題、外気が氷点下になって屋根にまだ積雪がない場合は、熱伝導板が直接寒気に触れることになり、屋根裏が冷えて家の中が冷えることも考えられる。また、屋根裏結露の問題が起こることも考えられる。さらに熱伝導板が腐食した場合の修理は大がかりな工事になるので、熱伝導板は上向き展張、下向き展張に係わらず、外気に触れないよう施工したほうが良い。
熱伝導板に関するこれらの問題は、今後、熱伝導板の施工実績、その効果などを勘案して、研鑽されていくべき課題である。【０２６】  本発明の実証実験として我が家の下屋（１階部分の屋根２４ｍ２）を、改造しようと考え、工務店と交渉したが、引き受け手がなかったので、やむを得ず妻と二人で改造工事を行った。その概要を記述する。
我が家の形状は東西に長く、西側に６５ｍ２の２階の屋根がある。東側に面積約２５ｍ２の下屋がある。この下屋部分を、上り母屋方式に改造して、熱伝導板を取り付け、シート防水で仕上げた。
下屋は、２階部分屋根の南東にあり、ちょうど冬の北西季節風の風下に位置している。それで吹雪になると、１階部分から吹き下ろされた雪が、２メートルほどにもなっていた。また下屋の回り３方向には、上面幅が６０ｃｍのパラペットが付いており、これが屋根の面積を広めて積雪量を多くしていたため、最近の異常気象対策も兼ねて、このパラペットを撤去した。【０２７】  改修工事は、パラペット、屋根トタン、断熱材、野地板、垂木及び横樋を撤去して、母屋の上にもう一段母屋を設けて「上り母屋」とした。屋根の勾配は従来のままで、谷部分は両方の屋根の突き合わせとした。また、東即ち竪樋の方向に２／１００の勾配を付けて、水が竪樋方向に集中して流れるようにした。
上り母屋の間隔は、両端が５５ｃｍ、中は１２０ｃｍ×２となった。熱伝導板工事は中央部分、即ち屋根の谷部分から始めた。野地板は２×１０インチの、いわゆるツーバイの材を使用した。屋根の谷部分を中心として、両側にそれぞれ２枚のツーバイ材、［図６］３（２枚の材を１ブロックで表示している）を打ち付け、同じ大きさの発泡ウレタン４０ミリ［図６］４の断熱材を重ねた。ツーバイ材の中央即ち谷の中央から２枚の熱伝導板［図６］５、６を出して、これを必要な長さでカットした。この熱伝導板を右と左に折り曲げて、谷の部分をコーキング材で塞いだ。
工事は［図７］左側のように熱伝導板を上向きに折り曲げて施工した。野地板２枚ごと、即ち４８ｃｍ間隔で熱伝導板を張り付けた。熱伝導板［図６］５，６の屋根裏部分は約５０ｃｍになった。この伝道板［図６］５，６の下部に結露水排出のために、５０ミリの塩ビ管を半割してぶら下げ、この半割管に水が流れ落ちるように、１／５０の勾配を付け、各熱伝導板の下のパイプを横管の本管に落ちるようにして、結露水を径２０ミリのパイプで流れ落ちるように工作した。このバイブの先を地下室に導き、結露水が落ちて来たら視認できるようし、その量も計測できるように工作した。【０２８】  屋根裏の滞留熱に加えて、他の熱を屋根裏に入れる場合、熱を入れる付近の屋根部が熱を多く受け、屋根全体が平均に温度が行き渡らない可能性がある。即ち屋根裏の上部は熱伝導板で仕切られているので、空気の移動が制限されると考えられる。それで、付加する熱が屋根裏で均一に広がるように、一階天井の上に幅３０ｃｍ高さ１０センチのダクトを作って、これで熱を誘導した。このダクトの上面に１２
2020165301.tif 000003
た。この上にグラスウールを掛けて屋根部全体に熱が放散されるように施工した。【０２９】  主要部分である熱伝導板の工事は、次のように施工した。まず、幅９０ｃｍのガリバリウム板を１１０ｃｍの長さに切っておき、これを加工して取りつけた。加工の方法は、熱伝導板の屋根上に出る部分を計測し、それに合わせて１１０ｃｍに切ってあるトタンに横線を引き。ここから直角に曲げる。次に、母屋に合わせて伝導板を切り抜く印をつけた。
それから鋼板加工のために、柱材の一角に５０ｍｍの鉄製のアングルをとりつけ、これを適当な台に固定して、作業台を作った。この上に熱伝導板をのせて、あらかじめ付けて置いた折り曲げ線から、金敷でたたいて折り曲げた。次にトタンハサミで、印のつけてあった母屋部分を切り取った。場合により母屋部分は下まで切込を入れて、施工時屋根上から伝導板を差し込んだ。【０３０】  ［図７］の９は熱伝導板を屋根水の流れに対し、逆目に貼付する例である。この方式は屋根水の流れに逆目であるから、防水効果は期待できない。もし防水効果を持たせるなら、熱伝導板の継ぎ目を全部コーキングで塞ぐこととなり、これは大変な作業であって、完璧を期待するのは難しい。しかし熱伝導性は良いという特徴がある。
熱伝導板［図７］６に続き、２段目も２枚の２×１０の材［図７］３ａを置き、その上に発泡ウレタンの断熱材［図７］４ａを張った。続いて熱伝導板［図７］９をこれらの材の上側から入れて、屋根上に出た部分を屋根上部に向けに曲げて貼り付けた。このように貼付すると屋根の流水に対し逆目となる。今回は初めての工事であったので、熱伝導が少しでも活発になるように、熱伝導板を上向けに曲げて施工した。熱伝導板を２段目の［図７］９と同じように、更に３段、４段と順次施工して工事を終了した。
今回の実験屋根は、熱伝導板を上向けに曲げる方法で施工した。熱伝導板の間隔は約５０ｃｍとした。笠木の部分は、笠木の上まで熱伝導板を被せて止めた。【０３１】  本工事計画時は、結露水が落ちないと判断していたが、以後この方式の屋根を施工する方が安心して施工できるように、ひな形として万全の方法で結露対策を施工した。
熱伝導板の工事が１段終わると、熱伝導板の屋根裏部分の下に、５０ｍｍの塩ビ管を半割にして、熱伝導板を中に入れるようにしてぶら下げる。下げる方法は塩ビ管及び熱伝導板に、グラインダーなどで幅３０ｍｍくらいの細い横長の穴を開け、この穴に入る程度の幅にトタンを切って留め具を作り、これを伝導板の穴に通し、次に両端を塩ビ管の両側の穴に通して、その留め具のトタンを塩ビ管の両側で上方に曲げてとめた。【０３２】  ［図７］の右側部分は、屋根水の流れに順目になるように熱伝導板を施工した参考図である。このように施工すると、屋根水の流れに順目になり、熱伝導板だけでも一定の防水効果を持たせることができる。この施工は、熱伝導板が下向けに伸びるのであるから、屋根勾配がきついほど、熱の上昇による伝導特性は悪くなる。
最近の無落雪屋根の勾配は小さくなっており、熱伝導板の工事結果では、屋根積雪の融雪状況は、熱伝導板が屋根上に出た点が、線状に早く溶ける状況であるから、熱伝導板の間隔を狭くして施工すれば融雪効率を高め、屋根流水に順目に貼っても、良い結果が得られるものと判断する。【０３３】  屋根の防水工事は、屋根全体に貼った熱伝導板の上に、シート防水を施工した。この工事は屋根工事専門店に依頼した。
【発明の効果】
【０３４】  このようにして伝導板を５０ｃｍ（正確には２０インチ）間隔で施工したところ、屋根雪は伝導板が屋根裏から屋根上に出た所が早く溶け、屋根上積雪４０センチ程度になると、溶融状態は耕した畑に種をまく大きな畝を作ったような感じで溶けた。横から見るとミニチュアの段々畑のようでもあった。しかし時間と共に全体的に溶けた。溶ける度合いは、陽光、気温、風、積雪の量などにより影響を受けるので、数値的に示すのは難がある。また熱伝導板からの結露水は見られなかった。
外気温がマイナス１０度程度の時でも、積雪３０ｃｍ程度の雪を掘って屋根面を調べると、屋根近くの雪は溶けて多くの水分を含み、握って絞ると水がしたたる程であった。積雪がある程度あると、昼夜にかかわりなく積雪は溶けていることが解った。
これにより、熱伝導板方式で、屋根上の積雪を溶かすことができることを確認した。また、積雪が１０ｃｍ程度では、前の日に溶けていた屋根との接面は、翌朝は屋根に凍り付いていた。しかし、このような凍り付きも、少し暖かくなると氷の下から溶けて流れ出すといった程度の凍結で、トタン屋根のハゼを超えて漏水するような結氷には至らなかった。これにより、たとえ凍結で屋根に結氷しても、簡単に溶けて問題が起きないことが解った。また、凍結した上に、新雪が一定量積もると、夜中でもこの氷が溶けることが解った。【０３５】  実験的に熱伝導板を施工した屋根は、２０２０年２月２９日現在、雪はほとんど溶けていて、東端のほうにわずかに残っているだけである。隣近所の同じような環境にある屋根には、５０ｃｍ以上の積雪がある。両者を対比すると、熱伝導板の効果が確かなものであることが解る。また、昨年は窓の外にうずたかく雪が積もり、外の景色は見えなかったが、今年は夏と同じように悠々と見渡せる状態である。【０３６】  実験屋根の中央付近に降雪量の測定に備えて、胴縁で作ったゲージを立てた。このゲージの台として２５センチ長の１０．５ｃｍ角を使用した。この台の所は融雪しないので、固くなった積雪が残った。この積雪が雪柱のようになって周りの積雪を支え、ゲージ棒を中心にして、径５０ｃｍ位が丘のようになった。台付近の下部は、幅２０ｃｍ程度は雪が溶けて空洞になった。こうなると積雪はなかなか溶けず最後までのこった。このことから、屋根の上に熱の通りが良くないもの、例えば木製のものを置くと、それが小さなものでも融雪に影響をきたすことが解った。【０３７】  実験結果から熱伝導板のさらなる改良をすべきと考えた。熱伝導板の間隔は、５０ｃｍより狭くその半分程度が良いこと。そうすれば、屋根裏部分の集熱部も短くても良い。屋根裏に出る部分を短くできて、施工も容易である。だが短すぎると、集熱板でなくて結露板になる可能性もあり、十分な研究を要する。
熱伝導板の施工幅を狭くすると、畝状の溝も狭くなり、良く溶けるので、屋根上で上方に向かう熱伝導板の熱移動を期待しなくても良くなる。それで熱伝導板を屋根水の流れに対し、順目に貼っても問題がないと確認した。この施工法が現在の住宅工事で熱伝導板工法を採用する場合には、最適と思われる。
下から２段目の熱伝導板を屋根上に出た所から、下方に貼張することにより、屋根流水に対し順目に貼ることができて、熱伝導板に防水機能を持たせやすくなる。熱伝導板には防水機能は期待していないが、熱伝導板に防水機能があれば工事中に、にわか雨が降った時、或は夜間の屋根防水養生作業が容易となるという利点がある。【０３８】  また、笠木にも熱伝導板を掛けたが、顕著な効果はなかった。このことから笠木は幅が狭い方が良いと判断した。現在の笠木は屋根の見栄えのためか、幅２０ｃｍくらいで堂々と仕上げられている。これに降雪が乗ると４０〜５０ｃｍも積もる。この積雪を少なくするために、笠木は最小限の幅に抑えるべきと判断した。できれば笠木の上面をテーパー仕上げにして、雪が乗らないような工夫も、良いのではないかと考えた。また笠木にテーパーを付けて置けば、雪庇の切り落としにも効果が見込める。【０３９】  また、屋根裏全面に熱伝導板が何段も出ると、或る熱伝導板と隣の熱伝導板との間に、小部屋が出来たような状態になるため、屋根裏下部から屋根裏の高い部分への空気の移動は制限される。すなわち、小部屋から小部屋の空気の移動は難しくなる、このために湿度を含んだ比較的温度の高い空気が屋根裏の高い部分への移動は制限される。これは、屋根の高い部分に施工されている、湿度排出パイプの方向に空気が移動することができない状態であるから、この移動を助けるために、熱伝導板の屋根裏上部に、空気流通のための穴あけ加工をしておくとよい。
［図８］１１に示すように、熱伝導板の天井裏上部に、穴を開けておく必要がある。穴の大きさは、横１ｃｍ縦３ｃｍもあれば十分と思う［請求項６］。【０４０】  今年は雪が少なくて良いデータが出来なかった。しかし雪が確実に溶けることは確認した。
実験屋根上の積雪と、庭の積雪を実測比較して、屋根積雪の溶融状態を観察した。屋根の上の積雪測定は、屋根傾斜部分の中央に物差しを差し込んで実測した。庭積雪の測定は、庭の中央付近に１０ｃｍ間隔の目盛を付けた胴縁を立てて、その目盛により確認した。屋根上の融雪は屋根全面が平均に溶けず、２階壁の近くが太陽の反射もあって、早く溶ける。それで積雪が２５ｃｍ程度になると、屋根上の適当な点を数点測定して、平均値を予測して、これを積雪量とした。
両者の積雪量は、非常に異なっている。屋根上は雪が溶けやすいという条件にはあるが、陽光による溶融以上に両曲線の間隔は、降雪量と共にだんだんと広くなった。屋根積雪の平均値は、積雪二十数センチでほぼ横這いである。これに対し庭の積雪は降雪に比例して、だんだんと上向きに推移した。２０２０年３月５日両曲線の積雪差は７０ｃｍ以上になった。このことから、熱伝導板により屋根雪が溶けたことを、確実に読み取ることができる。【０４１】  外気温度がマイナス５度になると、積雪が１０ｃｍ程度では雪の下は凍っている。しかし積雪が３０ｃｍ以上あると、マイナス１０度でも雪の下部即ち屋根に接している部分は溶けている。令和２年の最低気温はマイナス１３．４度℃であり、この時屋根の積雪は３３ｃｍであった。積雪を掘り返して見ると、屋根との接面は溶けていた。このことは、積雪が多いと溶融率は上がり、積雪が少ないと溶融率は下がることを示している。また積雪が多い時期は低温の時節でもあるので、生活の暖房も強く入れる、この暖房熱と積雪の断熱作用によって、屋根上の積雪の溶融が進むのである。積雪量、外気温度、暖房熱量の相互関係で、溶け方が変わり、外気温度が低く、積雪が少なくなると積雪の溶融率が下がる。よって、積雪と外気温度との相関関係で残雪の量が決まる。それは、積雪量と温度の自然作用であるが、最も影響を受けるのは、積雪量である。積雪が多いと外気温にかかわらず溶融率は上がり、積雪が少ないと溶融率は下がる。従って、或る外気温では、それに比例した積雪が残る、即ち、外気が低いほど屋根上の溶け残りの雪量は多くなる。熱伝導板の融雪では、外気が凍結点以下であると、積雪が零になるまでは溶けない。この残雪が家の断熱効果を高める。このように、熱伝導板による融雪は、屋根の積雪量と外気温との関係によって屋根の残雪量を自動的に調整する効果が期待できる。【０４２】  ここまで屋根の融雪等について、屋根の構造等を中心に書いてきたが、融雪のためには、家庭生活の暖房熱は大切なものであるから、我が家の暖房について、付記しておく。
我が家の暖房は熱源を地下に置いて、基礎コンクリートと一体化した焼却炉で、ガス、灯油、薪、石炭等、その時安く手に入るものを燃料としてきた。現在は薪を炊いている。焼却炉で燃料を燃やして、その熱を居間の床に回遊、いわゆるオンドルを通して、家のほぼ中央に配置した集合煙突に繋いでいる。また、焼却炉の回りに付けた１５ｍｍの銅パイプで水を温め、この温水を熱の上昇特性を利用して居間の放熱パネルに接続して、常時４０〜５０度で放熱している。暖房に電気は使用していない。この設備は４０年間メンテナンスフリーで稼働してきた。オンドル内に蓄積した煤は、年に１度か２度燃えて灰になり、容積は極めて小さくなる。この暖房設備は、寒冷地の防災型として、設計したものである。居間のオンドルとともに、暖まった基礎コンクリートも、生活空間を温めている。１階の生活空間３ＬＤＫ、風呂トイレ合わせて６６ｍ２を開放して、昼夜２０から２３度程度に暖房している。暖房の必要な期間は、秋から春まで暖房を入れている。このほか地下の火炊き場８畳、２階の８畳２間が、家の構造で自然に温まっている。【０４３】  これまでに一般の人や建築専門家など十数人から、本発明について助言や意見を伺った。これらのほぼ全員が第一に挙げたのは、熱伝導板に付着する結露の問題であった。それ故結露に対する考察を書くことにする。
身近に起こる結露は、夏の暑い時に冷たいビールをコップに注ぐと、ほどなくしてコップの回りに水滴がつき、テーブルの上にコップの水濡れた型が付く、こういうことは多くの人が経験していると思う。一般に夏の温度は３０度以上で、ビールの温度は８度くらいと言われています。この温度差は２０度以上である。
それで我が家の冬に、どんな条件で結露がおこるのか実験をした。我が家は老人の二人暮らしであり、住宅には相応の結露対策がしてある。また暖房は自然暖房で、冬季でも乾燥を感ずることが無いので、加湿器はない。このような状態で実験を行うと、室内で室内温度よりも２０度低い温度の水をコップに注いでおいても、結露はしなかった。結露はその場の温度、両者の温度差、そしてその場の空気の中に含まれている湿度との相関関係で発生する。北海道の乾燥した冬においては、結露は比較的少ない。
屋根裏の温度はおよそ５度〜１８度くらいであり、屋根上から冷えてくる温度は、屋根上に適量の雪があれば、２度程度と思われる。ということは、熱伝導板に沿って、屋根上の温度がストレートに下降したとしても、その差は１８度未満であって、結露の条件を満たさないものと思われる。【０４４】  加えるに、熱伝導板は屋根裏の温度を集熱して、熱の上昇特性で、その熱を上へ上へと押し上げている状態であるから、屋根上の寒気が下降する余地は無いと思われる。０．３５ミリ厚の伝導板片面は熱が上昇し、片面は冷たい熱が下降する、ということにはならないと思う。０．３５ミリ厚の金属を表裏同じ温度の空気の中において、熱の上昇と下降が起こるとは思われない。
実際に我が家の施工例でも全く結露は生じなかった。熱伝導板の中の温度の移動が、上へ上へと移動しているので、屋根上の冷気が下に伝わることができない状態になっていると思われる。更に、屋根に積雪があると、屋根と雪が接する面はプラスの温度なので、屋根裏との温度差が小さく、結露に至らないものと思われる。【０４５】  我が家では結露がなかったが、今後多くの方が施工した場合、建物の所在する地域、建物自体の結露対策、住んでいる方の生活様式など、いろんな要素により結露する場合も考えられるので、今回の実験施工では完全な結露対策を施工した。
今回の実験における結露樋の施工では、熱伝導板一段毎に、屋根裏の熱伝導板の下に樋を付けて、これに百分の２の勾配が付くように施工して、熱伝導板１枚完成毎に実際に水を流して、流れる方向を確認した。径５０ｍｍの塩ビ管を半割して樋状につくり、これを、熱伝導板の下部に下げて、これに結露が落ちるように加工した、各熱伝導板の樋から出てくる結露水を、一つの樋に流れ落ちるようにして、この樋の水を屋根の竪樋に流れ落ちるように施工した［請求項４］。これにより熱伝導板の結露対策は完全となった。
実験では、結露水は別の２０ｍｍの塩ビパイプで地下室まで導き、結露水が流れ落ちると視認できるように、透明の瓶に結露水が溜まるように加工した。３月５日現在まだ結露水は一滴も認めていない。
参考までに、我が家の防露対策を記しておく。建物の外壁全体に内部から発泡スチロール系断熱材２０ｍｍをベタ張りした、内装は１２ｍｍの石膏ボードにビニールクロス張りとした。室内上部の天井「回り縁」は取り付けないでクロスのはちあわせにして、各コーナーをコーキングで仕上げた（天井廻り縁の陰に隙間があることが多い）。壁の電気スイッチ、差し込みなどはできるだけ少なくして、湿度の壁内侵入を少なくした。【０４６】  熱伝導板は屋根裏の熱を、積極的に屋根上に伝えるのであるから、屋根裏が冷えて、生活部分への影響を心配していた。しかし、実際に施工して一冬をすごした結果は、昨年度の冬よりも、暖房の効きが悪いという感じはなかった。端的に表現すると、生活している感じでは全く問題がなかった。厳密には何らかの影響は出ているはずであるが、体感としては解らなかった。今回改造した屋根の下の生活部門は、台所と寝室にあたるところであるが、何の変化も感じなかった。【０４７】  空気は温度が高いほど、水分を多く含有するのであるから、屋根裏においても、温度の高い空気を排出すると結露を防止できる。しかしながら、一番暖かい空気を排出するというのは、屋根裏の保温においてマイナスとなるものではあるが、これは一部犠牲にしなければならないものです。この温度の高い空気は一度に排出することなく、徐々に排出して屋根裏温度保持と結露防止を両立するように設定すればよい。温度の高い空気は、屋根裏の高い部分に集まるので、ここに排気のためのパイプを取り付け、湿度を多く含む比較的温度の高い空気を排出すると良い。
実際に稼働している屋根上の湿度排出パイプに手をかざすと、ほんのりと暖かさを感じて、空気が排出されていることが解る。また、屋根裏の壁や屋根の断熱を強化することによっても、結露を少なくすることができる。【０４８】  これまで述べたように施工すれば、屋根裏の自然に滞留する熱、すなわち、生活空間の暖房熱が上昇して屋根裏に溜まる熱を、熱伝導板［図１］３、１３及び１４その他の熱伝導板によって屋根防水層に伝えるだけで、屋根上の雪が一定程度溶けて、結氷には至らない。ただし、積雪が少なくて屋根防水層が露出して寒風にさらされているような場合は、屋根面が凍結するが、屋根トタンが再び降雪に覆われると、屋根面の凍結は溶けてなくなる。
生活の為の暖房エネルギーは、上へ上へと上昇して行く。屋根裏密閉造りの場合、一定の時間的な経過を経て、最後にはすべての断熱材も屋根材をも通過して一部は屋根から放出される、この熱による融雪もプラスに作用する。【０４９】  自然に滞留する熱だけでは、熱が不足の場合は、屋根の下に当たる生活空間に暖房を入れた部屋があれば、この部屋の天井に、換気扇のガラリのような物を付けて、これを開閉することにより、屋根裏に熱を供給することができる。この場合は湿度も空気と共に入るので注意を要する。今回の実験では、この設備は作ってない。【０５０】  生活している部屋の天井に、ガラリを付けて温度調節の場合は、（整理番号Ｐ１６−１  出願番号  特願  ２０１６−２２２７４０）に記載した結露防止法に示した、湿度抜きパイプ［図５］１２の空気排出口を小さくする必要がある。そうしないと部屋の暖房熱は、ガラリから空気排出口へと気流が生じて、熱が生活室内から外へストレートに排出される可能性がある。北海道の場合、湿度抜きパイプ［図５］１２の空気排出穴の大きさは、我が家の場合は親指大の穴が３個もあれば十分である。【０５１】  更に高い温度が必要な場合は、屋根裏にオイルヒーターのような、火災にも安全で故障も少ない発熱装置を設置するか、生活部分に暖房器具を設置してダクトなどで、屋根裏の温度を２０度から４０度程度に保てば、屋根上の積雪を容易に溶融することができる［請求項５］。
このようにすると、降雪量が多い場合に備えることかできるのであるが、今回の実言では、積極的加熱装置を設置することが可能な施工はしてあるが、加熱設備を稼働させるほどの積雪がなかったので、加熱装置は作動させなかった。この装置は豪雪地帯には、必要な装置である。【０５２】  屋根全体を熱伝導板で覆っても、屋根からの排水樋の回りは凍結する。これは雪で樋部分も塞がれるのであるが、樋の下部から温気が上昇してきて、樋の出口付近の雪を溶かし、更に上部の雪も溶かして径が１０〜２０ｃｍの空気穴を作るので、ここから夜間になると冷気が侵入して、昼間に溶けた雪を凍結せしめる。これが繰り返されて、竪樋に流れる水をせきとめる。横樋を使用している場合は、樋の中が冷え、横樋の軒天に結氷する。この状態が何度も繰り返され、樋の出口・軒天は大きな氷で取り囲まれ、春になって自然融雪が起こると、樋等の回りに水たまりができて、漏水事故につながる。この竪樋周りの凍結防止法は数多く発表されているが、そのほとんどは電気発熱体を使用している。
それで冬期の建築業の宣伝散しには、ダクト周りのヒーターの電源を入れることを忘れないように、といった注意書きがみられる。この注意書は、無落雪屋根の樋周りに電熱ヒーターを設置している家が多いことを示している。【０５３】  竪樋出口付近の凍結を防止するために、箱状の覆いを作って内部に断熱を施した。覆いの大きさは、底の一辺が３０ｃｍ、高さは４０ｃｍである。覆いの底部には、竪樋からの熱が竪樋出口付近の雪を溶かさないように、竪樋より径の大きいものを１０ｃｍほど取り付けて、竪樋からの熱が竪樋出口付近の雪を溶かすことなく、すぐ上昇するようにした。そのパイプの上に径７５ミリの排気用パイプを１メートルくらい取り付けた。このような造りとして、竪樋出口の覆いのようにして設置した［請求項７］。溶けた水の流路として、覆いの下部回りに２ｃｍくらいの凸凹をつけた。また覆いは屋根の谷部においてあるので、覆いの底辺と谷部に隙間ができて、これも溶融水の流路となった。
大寒が過ぎた２０２０年２月８日に、この覆いの周囲を掘って状態を調査した。覆いの排出口の内部には、霜状のものが付いているだけで、結氷はない。覆いの下の屋根谷部分は雪が溶け、水が流れていた。覆いの底部を見ると、覆いを構成するコンパネが水で濡れており、結氷は確認できなかった。
以上述べたように、この箱状の覆いにより、無落雪屋根の大きな問題である、竪樋出口付近の結氷問題は、熱伝導板を取り付けた屋根においては、特別なエネルギーを使用せずに、熱伝導板がもたらす熱だけで完全に解決した。この覆いはテスト製作であり、外枠は木製なので腐食すると思われる。それでこれを塩ビ材等で作り、適当な重量を持たせば、年間通して使用に耐えるものになると確信する。風で飛ばされることも考えられるので、接着するかビス止めで固定する必要がある。【０５４】  熱伝導板によるシステムは、メンテナンスも不要で、且つ、家の寿命と同じくらい長持ちするという、有益で非常に経済的なシステムである。すなわち一度熱伝導板を取り付けると、屋根トタンが大きく破損して長期間そのまま放置することがなければ、その家を取り壊すまでの耐久力がある。施工の費用は、端的に表現すると、普通の工法に、ガリバリウムなどの平板を、屋根一面に二重張りする程度の費用で済む。我が家の場合、笠木も入れておよそ２５ｍ２であり、トタンの材料代は３２００／ｍ２円であった。施工も簡単で、建築工事に携わる者ならだれでも施工することができる。
しかもこの設備は、結氷防止のために特別なエネルギーを必要とせず、生活部の暖房の熱が順次上昇して行って屋根裏に留まる熱、即ち生活暖房の残りの熱と、自然の太陽熱が回り込んで屋根裏に溜まる熱をエネルギーとして稼働する。【０５５】  熱伝導板［図２］の選択に当たっては、金属の種類、質量、屋根裏の熱量などを勘案して、その家の必要に応じて組み合わせて施工する必要がある。熱伝導板としては、熱伝導率の良いものが理想であるが、価格との関係で、厚めのガリバリウム材が適当と思われる。その材質は５０パーセント以上がアルミでできており、熱伝導性も良く価格もそれほど高くないのでこれを使うのが良いと思われる。【０５６】  また屋根の上に積雪［図５］３が一定量ある場合は、屋根の温度は１度程度にしか下がらない。地上１．５ｍの積雪を掘割って、雪の温度を測定すると、土に接する部分は溶けており、その部分の温度はプラス１度であった。このことから下部に熱のある積雪下部と屋根雪の接面温度は１度以上になるものと思慮する。よって、積雪は場合により有用な断熱材となる。外気がマイナス１０度以下でも、屋根は積雪の断熱性により零度以上に保たれる。屋根積雪が多い場合は、熱伝導板による融雪効果が大きいが、積雪が少なくなるにしたがって、雪による断熱性が少なくなり、溶融効果が落ちてくる。この作用により、屋根上の積雪は、熱伝導板工事方法に従って、自然的にある量に制限される。これは熱伝導板による、自動的な積雪量調整作用である。【０５７】  屋根裏の断熱性を高めるためには、屋根の上に積雪［図５］３を３０〜４０ｃｍほど溜めて置くことと、屋根の下から屋根にウレタン吹き付け断熱を施し、これを屋根裏の壁部分にも施工することである。屋根裏からの吹き付け断熱は、たとえ厚みは薄くても、これを施工すると密閉度が高くなり大きな効果がある。
屋根裏密閉の造りの場合は、屋上に雪を３０から４０ｃｍほど残しておくと、雪の断熱効果で、家の断熱性能は高くなる。よって、熱伝導板による屋上雪の溶融は、屋上に積雪が常に３０ｃｍくらい残っている状態がベストである、これに向かって今後研究する。【０５８】  屋根裏は屋根部分をしっかりと断熱してあるので、ここは気密室のような状態である。また容積も少ないので、屋根裏は効率よく暖めることができる。この屋根裏部分に入れた熱は、ほとんどがロスのように感ずるかも知れないが、決してそうではない。屋根上の積雪を溶融するほか、屋根裏が暖かいと生活空間から屋根裏に逃げていく熱が少なくなり、生活空間の暖房効率を良くする効果もある。【０５９】  熱伝導板だけの場合は、作りっぱなしでその家の寿命と同じくらい長持ちするのに比べ、集中暖房の放熱器とか、電力等の発熱体を使用する場合は、コントロール装置とか発熱する部品が経年効果などで劣化するので、一定のメンテナンスが必要となる、このメンテには細心の注意が必要である。電気加熱器の場合は、火災発生の危惧があり、湯による加熱の場合は水漏れの危惧がある。【０６０】  以上の説明のとおり、安全面から判断すると、本発明はなるべく加熱器を使用しないで、屋根裏に滞留する熱の利用を第一に考え、次に生活部門からガラリで取り入れた熱を、使用すると良い。発熱装置を使用する場合は、可能であれば、発熱装置は生活部分に置き、押し入れや部屋の片隅にダクトを作り、このダクトによって屋根裏に熱を導くと良い。屋根裏の暖房は、大雪が降り、速やかに雪を溶融する必要がある場合に使用すると良い。【０６１】  熱伝導板をつけると真夏の灼熱が天井裏に入り込み、生活空間の温度を高くすることも考えられるが、熱は上昇する特性があるから、下にはあまり拡散されないのである。例えば、沸かし湯方式の風呂で、湯の上部が熱くても、下部は水だということからも、証明されることである。熱は金属の中でもコンクリートの中でも、水の中と同じように上部に溜まる。【０６２】  熱伝導板の施工は、トタン屋根のほかシート防水の屋根にも施工することができる。屋根の形状では、無落雪の屋根、落雪屋根にも施工することができる。落雪屋根の場合は、軒天部分の施工は更に研究しなければならない。また、屋根裏暖房をいれれば、人の住んでいない陸屋根の倉庫などにも施工することができる。【０６３】  屋根上雪の重さは、１立法メートルあたり、０．５ｔにも及ぶのであり、我が家の１階部分の屋根は、２階屋根からの雪が吹きおろすのでうずたかく溜まり多い時は２ｍ近くにまで達していた。屋根の面積は３０ｍ２程（改造前）あるので、積雪平均１．５メートルとすると、雪の重量は２０ｔにも及ぶと思われる。この重さは建物に悪弊を及ぼすので、雪下ろしをするか溶融する必要がある。【０６４】  屋根の積雪量を検知するセンサーを取り付けて、これが設定した積雪以上の雪を検知すると、ヒーターの電源が入るようにして置けば、屋根の積雪量は自動的に設定の積雪量にすることができる。
屋根上に積雪センサーを取り付ける方法は、電子的コントロールであるから、どこかにヒーター等を取り付けてこの熱を屋根裏に導き、この発熱をコントロールすることになる。
部屋のガラリを手動で開閉しても、ある程度の融雪コントロールは可能と思われるが、その熱が融雪にどの程度通用するかは、今後の実験によって決める。【０６５】  最近の石狩地方の場合は、無落雪屋根の屋上の雪は、風で吹き飛ばされて、屋上にはちょうど良い程度しか残っていない家が多い。それでこの地方では、軒天の結氷を防止するだけで良い。しかし、大雪地域や我が家の１階部分のような環境にある屋根では、溶融が必要である。【０６６】  以上に述べたように、この発明は、屋根の結氷、積雪を人手によらずに自動的に屋根裏からコントロールして、Ｍ型屋根の屋根裏にとどまる熱を利用することにより、樋付近の結氷を防ぎ、屋根の積雪を溶融する発明である。これは、従来には無かった結氷防止、融雪の発想に基づくものである。
この工事は簡単で、費用も少なく、耐久性はほぼ家の寿命と同じくらい長持ちする。それ故、屋根トタンを張り替えるような場合でも、熱伝導板は張り替える必要がない。結氷の防止、屋根雪の溶融に必要なエネルギーは少ない、それにメンテナンスも不要（屋根裏のヒーティングをしない場合）なので、省エネ社会の要請にも応え、高齢化社会の生活安定に寄与するものである。【０６７】  この発明によって家が建築されれば、建物の耐久性が増し、雨漏れが少なくなるので、家に住む人にも安心感を与える。また屋根からツララや氷の塊が落ちてきて、下を歩く人に被害を与えることも少なくなるので、歩行者に安心感を与え、ひいては民心の平安にもつながる。さらに、豪雪地方では、屋根からの雪下ろしをしなければならないが、本発明によって、屋根の雪下しの必要がなくなるで、雪下ろしで誤って屋根から転落する事故も少なくなる。【０６８】  熱伝導板による凍結防止等の施工にあたっては、その地域の気候風土の状態、また個々の家の所在する場所の状況、日当たりの状態など特定の条件が複雑に絡み合っているので、個々の住宅の立地、屋根の形状、住人の生活態様等の条件をよく勘案して施工法を決めなければならない。【０６９】  従来から屋根は、過酷な自然をそのまま受け入れて、結氷、積雪に耐えていた。本発明はそのような「静的な屋根」を、屋根のトタンに熱エネルギーを与えることにより、屋根自体が能動的に自然の諸問題を解決する、いわゆる「動的な屋根」に変えるものである。
我が国は、これからますますの高齢化社会になるのであるから、雪下ろしの事故等も増えると思われる。また異常気象による、大量の降雪や極低温になる可能性もあるので、それに備えるためにも本発明は極めて有用なものである。
以上に説明したとおり、この発明は、現在社会が希求する発明と思われる。【０７０】熱伝導板による屋根の効果を項目別に書く。
１  軒天結氷を防止し、屋根上の積雪を溶融する
２  熱伝導板だけの場合は、設備費は低廉で、経済性に優れている
３  工事は容易で、施工に特別な技術を必要としない
４  メンテナンス不要で、家の寿命と同じくらい長持ちする（ヒーター不使用の場合）
５  屋根裏の滞留熱を利用するので、維持費は不要である（ヒーター不使用の場合）
６  雨漏りが著しく少なくなるので、住人に安心感を与える
７  室内に雨漏りの染みが少なくなる
８  生活の暖房熱を屋根裏に導入して、屋根の積雪を溶融することができる
９  住宅に関する信頼感が高まる
１０  ヒーターを使えば、屋根上積雪の溶融が効率的にできる、またヒーターも廉価である
１１  屋根裏で発生する熱は、密閉空間なので効率よく使用され経済的である
１２  屋根裏を温めると、生活室内から上部に逃げる熱が少なくなり、生活部分も暖かくなり、その分生活の暖房費が少なくなる
１３  熱伝導板は屋根防水層の下に敷設されているので、屋根の外観は変わらない
１４  屋根の軒などから氷や雪の落下が少ないので、これによる人身事故は少ない
１５  屋根の雪下ろしが不用なので、屋根からの転落事故が少なくなる
１６  屋根雪による事故が少なくなるので、医療費の低減に寄与する
１７  雪下ろしの人件費削減になる
１８  屋根上の積雪が一定量にコントロールされているので、トップヘビーのために受ける、地震などによる建物の被害も少なくなる
１９  屋根の上に一定量の積雪があると、家の断熱に寄与する
２０  本発明は、トタン屋根、シート防水の屋根等にも機能する
２１  屋根、建物が長持ちするので国の富が豊かにになる
【図面の簡単な説明】  図面１ページ
【図１】Ｍ型屋根を屋根横樋に対し直角に、垂直にカットした屋根の一部展開図
【図２】は熱伝導板の原型略図
【図３】は熱伝導板を屋根上から取り付けるために切込みを入れて開いた図  【図１】
１  屋根トタン
２  防水シート
３  １３及び１４    熱伝導板
４  １２及び１９  発泡スチロール系断熱材
５  野地板
６  垂木
７  グラスウール
８  吹き込みグラスウール
９  天井
１０  谷コイル（樋）
１１  母屋
【図２】【図３】
１５  熱伝導版
１６  垂木を通すための穴
１７  折り曲げ点
１８  熱伝導板を屋根上から通すための切り込み
１９  空気の移動を容易にする開口
図面２ページ
【図４】屋根裏換気を行っている屋根の略図
【図５】屋根裏換気を行わない屋根の略図    １  屋根上面
２  壁
３  屋根上の積雪
４  断熱層
５  天井
６  通気口（入り口）
７  通気口（出口）
８  通気
９  谷コイル（樋）
１０  結氷するところ
１１、１３  屋根裏
１２  湿度調整の排気パイプ
図面３ページ
【図６】上り母屋方式屋根の垂直断面図、工事初めの段階
【図７】上り母屋方式屋根の垂直断面図、熱伝導板２段目以降の工事
【図８】上り母屋−方式の熱伝導板略図    １  従来の屋根母屋
２  上り母屋
３  野地板
３ａ  左側２段目の野地板
４  発泡スチロール系の断熱材
４ａ  左側２段目の発泡スチロール系断熱材
５・６  最初に取り付ける熱伝導板
７・８  屋根水流に対し順目に施工する場合の熱伝導板
９  屋根水流に対し逆目に施工する場合の熱伝導板
１０  上り母屋方式に使用する熱伝導板
１１  空気の移動を容易にするための開口
１２  上り母屋を通す切りき
【図１】
2020165301.tif 000004
【図２】
2020165301.tif 000005
【図３】
2020165301.tif 000006
【図４】
2020165301.tif 000007
【図５】
2020165301.tif 000008
【図６】
2020165301.tif 000009
【図７】
2020165301.tif 000010
【図８】
2020165301.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月1日(2020.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】追加
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】本発明は、住宅建築分野に属し、屋根の施工方法に関する。
屋根裏に留まる生活暖房の余熱で、屋根を凍結などから守るとともに、住宅の屋根上積雪を溶融する建築工法である。
【背景技術】
【００２】  従来寒冷地に於ける屋根の施工は、冬季は結氷するという自然状況を容認して施工しており、特にトタンには結氷するということを前提に対策を立てている。【００３】  Ｍ型無落雪屋根について、［図４］により従来のトタン屋根結氷状況を説明する。［図４］は屋根裏換気をしている住宅の簡単な説明図である。屋根裏換気口［図４］６から外気［図４］８が屋根裏に入り、屋根裏内部を通貫して換気口［図４］７から排出される。風向きが逆の場合は、換気口の入り口と排出口はそれぞれ逆となる。このように換気口から外気を取り込んで、屋根裏と外気との温度差をなくすことで結露を防止している。  その結果として屋根裏［図４］１１と屋根材などは外気により冷却されており、屋根が結氷しやすい状態であった。【００４】  従来の工法で建築された屋根トタンは、冬季は外気の低温により冷えている。そのような環境で、日中に陽光で溶けた雪が屋根トタンの上を水となって流れ落ち、その水がトタンハゼの隙間に滲み込むと、夜間にはその水が低温で凍結する。凍結が起きると凍結膨張が起き、トタンハゼ部分の締め付けが緩む。この緩んだ箇所に、また溶けた水が浸み込んで凍結すると、ハゼはさらに緩み、これを繰り返しているうちに、ハゼの中のコーキング材にもひび割れを起こす。屋根トタンのハゼがこの状態のとき、Ｍ型屋根の軒天［図４］１０の付近に、屋根積雪［図４］３が溶けて流れ落ち軒天結氷が起こる。これが雨漏れの原因となるのである。【００５】  ２０１９年２月２５日に堀割った我が家の１階屋根の状態は、積雪は１メートルもあり、樋部分の軒天に厚さ５ｃｍの氷が付いていた。この氷は多少の外力では容易に剥がせない状況である。昼間はプラスの温度、夜間はマイナス気温となる融雪時期は、軒天結氷の厚さがさらに増し、１０センチ程度にまで成長することもある。石狩地方の２０１９年２月２５日現在の積雪は１１０ｃｍあり、この大量の雪が（石狩地方では２月２０日頃から融雪期）１ヶ月程度の融雪期に溶け出して流れ落ちる。ただし屋根トタンのコーキングが破損したとしても、トタンのハゼ部分は２センチばかり高くなっているので、直ちに漏水が起こることはない。しかし上述したようなコーキングに破損が生じた状態の箇所に何らかの原因で結氷が生じ、その氷の上部（屋根勾配に対して上部）に雪解け水がダム状に溜まると、溜まった水がトタンのハゼを超えて漏水を起こす。【００６】  横樋部分が雪で覆われていると問題は起きないが、この樋部分のどこかに隙間ができると、この隙間から寒気が横樋内に入り、軒天結氷を生成せしめる。例えば１階部分の屋根の場合、その家に２階があれば、２階壁と１階屋根積雪の接面は雪が溶けて隙間ができるし、また竪樋から横樋に続くような箇所が存在すると、この部分も竪樋から上昇してくる熱で上部の積雪が溶けて穴ができる。この穴から寒気が侵入する。また、排水パイプが屋外に設置されている場合は、このパイプからも寒気が入ってきて軒天結氷を生成せしめることになる。
融雪期にはこの結氷による漏水トラブルが発生しやすく、春先は、雨漏り修理などに係わる宣伝チラシが散見される。現在の高断熱住宅の屋根は漏水箇所が簡単に確認できない構造であるから、一度漏水すると修理は大きな工事になることが多い。【００７】  従来の漏水の防止対策としては、横樋付近に電熱ヒーターを設置したものや、勾配の緩い落雪屋根の軒天下部に、三角状の雪止め屋根を構築して、その中に電熱ヒーターなどを取り付ける技術があるが、その部分が外気で冷やされて低温になるため、その低温下においてトタンを温め氷の付着防止や融雪を行うのには、多くのエネルギーが必要であり電気代も嵩むため、融雪装置を取り付けたものの使用していない現実もある。屋根部の凍結にかかる対処法として、トタンハゼのコーキングの研究・トタンハゼ部の改良等の対策が行われてきているが、これらはいずれも結氷を既成の事実として受け止め、氷の付く屋根に対して屋根の上から行う処置となっている。【００８】  上述したように、現今の鋼板葺きＭ型無落雪屋根［図４］、又は勾配が緩くて雪が落下しにくい合掌造り等の鋼板葺き屋根も含めて、その軒天結氷による漏水を防止するのは、寒地住宅の大きな課題である。一部には、電熱線を屋根上に設置したものや、パイプに湯を通して、屋根雪の溶融を試みるものもあるが、いまだに寒冷地の屋根雪処理の十分な技術は存在しない。
屋根の形状によっては、屋根に大量の雪が積み重なり、この雪の重量が建物に負担を掛ける。この屋根雪の対策としては、屋根上から人力による雪下ろしで対処しており、１シーズンに何度も雪下ろしを行わなければならない年もあり、その労力もさることながら、その際に起こる人身事故も、大きな問題になっているのは周知のとおりである。これにもかかわらず、従来は屋根上の積雪を、屋根裏に滞留する熱で溶融するという技術も発想もなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００９】  本発明は、屋根裏換気をしない建築法［図５］（屋根裏密閉工法  出願番号  特願２０１６−２２２７４０）により造られた屋根裏［図５］１３に滞留する熱によって、実現が可能な発明である。
本発明は、屋根トタン［図１］１に結氷を生じさせないように、すなわち結氷防止と、屋根上の積雪［図５］３を溶融することを主眼として行う住宅屋根の施工技術である。従って、従来の結氷を事実として受け止めて対策を立てるものとは、発想の段階から非常に異なっているものである。
本発明は、軒天結氷や屋根上積雪［図５］３に対する事後の対策でなく、結氷を未然に防ぐとともに屋根積雪を溶融する、いわゆる問題の発生する事前の観点から、問題を処理しようとする発明である。【０１０】  本発明は結氷を防いで屋根トタン［図１］１を長持ちさせるとともに、屋根からの漏水を防止するものである。また、屋根上の積雪［図５］３を溶融せしめることにより、建物に加わる荷重を軽減し、雪の荷重による建物への害を少なくするものである。また屋根上積雪［図５］３の量が自然にコントロールされ、溶け残った残雪を住宅の断熱材として利用するものである。【０１１】  屋根裏換気をしない工法［図５］によって建築した住宅では、屋根裏は常にプラスの温度を保っている。この温度の測定は、屋根裏換気を行っていない我が家の２階部分の屋根裏で行ったものである。２階部分は空室になっていて暖房は入っていない。
この状態で屋根裏［図５］１３の温度測定を行った。２０１９年２月９日外気温が２４時間マイナス１２度、しかもその日は一日中の降雪と毎秒１５メートル以上の北風が吹いた猛吹雪の日であったが、そのような悪天候にあっても一日を通して屋根裏［図５］１３の温度はプラス４度であった。同月１２日は最低気温マイナス１２度、日中マイナス５度、薄曇りで正午頃から晴れて陽光がさした。その日の午後４時時点での屋根裏の温度測定値は１４度であった。２月２２日、気温は最低気温マイナス５度、最高気温５度、快晴、この日の屋根裏の気温は最低５度、最高１６度であった。【０１２】  温度測定の結果、屋根裏［図５］１３の温度は石狩地方の場合、最低気温がマイナス１２度程度でもプラスの温度であり、陽光があれば１０度以上になることが分かった。朝から外気温がプラスで晴れた日には、屋根裏の温度は１８度に達する。
本発明は、屋根裏のこの熱を、屋根防水層［図１］１，２に伝導するため、熱伝導率の高い材質（鋼板又はアルミ等）で出来ている板状のもの（以後「熱伝導板」と称する）を通して屋根部の防水層に伝え、Ｍ型屋根［図４］１０の軒天を温めて軒天の結氷を防止するとともに、屋根上の積雪［図５］３を溶融するものである［請求項１］。
【課題を解決するための手段】
【０１３】この問題解決を添付の図面により説明する。
添付の図面［図１］は、Ｍ型屋根を谷コイル（横樋）と直角にカットした、垂直カット展開図の一部である。垂木［図１］６、及び野地板［図１］５を挟んで上下から断熱［図１］４、１９を施したものである（断熱は発注者の希望により変えてよい）。一般仕様と異なっているのは、熱伝導板［図１］の３、１３及び１４を付加していることである。【０１４】  この熱伝導板［図１］３を屋根裏から谷コイル［図１］１０の横を通して、屋根部分上部に延べ、屋根の上の発泡スチロール系の断熱材［図１］４と防水シート［図１］の２の間に敷設する。このように施工すると、熱伝導板［図１］３は外気に触れないので、劣化を防止できるし、また熱伝導板［図１］３が直接寒気にさらされて、屋根裏に結露を生じないようにする。熱伝導板の屋根裏部分で集熱した熱は、熱伝導板を伝って上方に移動して屋根上に移動する。これにより、Ｍ型無落雪屋根［図５］の軒天結氷を防止することができる。また、横樋［図１］１０と熱伝導板［図１］３の間には、発泡スチロール系の断熱材［図１］１２を装着して熱伝導板が冷却しないように施工する。
横樋を撤去した場合は、横樋のあった部分を谷として、両側の屋根を突き合わせＶ字型の屋根をつくり、この一番低い谷の箇所から屋根の両側に熱伝導板［図６］５、６を屋根上に出せばよい。【０１５】  熱伝導板の結氷防止作用に加えて、屋根上積雪［図５］３の溶融を行う場合は、屋根面を上方に向かって、結氷防止施工の一枚［図１］３と同じようにして、熱伝導板を［図１］１３及び１４に示すように、数十センチ程度の間隔で入れていけばよい。
熱伝導板［図１］３、１３、１４の継ぎ目は、重なりがあっても問題はない。むしろ重なり合う方が良い。熱伝導板は屋根上で、上方に向かって折曲げても、下方に向かって折り曲げてもよいが、それぞれに長短がある。
工事に当たっては、熱伝導板［図２］が垂木［図１］６に当たる部分は、［図２］１６で示すように切り欠きを入れて、この切り欠きに垂木［図１］６を通して、熱伝導板［図１］１３及び１４の下部を屋根上から屋根を貫通して屋根裏に入れる。このように順次施工して、屋根全面をカバーするように熱伝導板を貼り付ければよい。熱伝導板の材質・大きさ、屋根裏の熱量、屋根の状態などから、必要に応じて雪を解かすことのできる造りにすればよいのである。【０１６】    熱伝導板［図２］は、屋根裏［図５］１３に滞留する熱を集熱して、屋根トタン［図１］１に伝導することにより、結氷の防止及び屋根上の雪を溶融する大切な役割を果たす。よって熱伝導板は熱伝導率の高い材質を選ぶ必要がある。
熱伝導板［図１］３により屋根裏［図５］１３で集熱された熱は、熱の持つ上昇特性により、熱伝導板に沿って上へ上へと移動し防水シート［図１］２を温める。熱はやがて防水シートの上の屋根鋼板［図１］１に達する。これにより鋼板の上の、軒天結氷を防止し、屋根上の積雪［図５］３を溶融するのである。この熱の移動は、熱の持っている上昇特性により行われるもので、この熱の移動が本発明の大きな特質である。【０１７】軒天結氷防止の施工法概略を記述する。
工事に当たっては、最下部の熱伝導板［図１］３が小屋束に当たる部分は、切り欠きを作って施工する必要がある。屋根裏から横樋［図１］１０の横を通して、野地板［図１］５、その上に発泡スチロール系断熱材［図１］４を貼り付けてある屋根の上に、この熱伝導板［図１］３を延べて固定すればよい。その上に防水シート［図１］２を貼って、トタン［図１］１等で仕上げる。シート防水の場合は、熱伝導板の上に直接防水シートを貼ればよい。【０１８】  発泡スチロール系断熱材［図１］１２で断熱することにより、谷コイル［図１］１０部分での熱ロスを少なくし、集熱した熱は効率的に屋根部分に伝えられて、結氷を防止する。さらに熱に余力があれば、熱は屋根部分の上方に伝送されて、上部の雪を溶融する。熱の上昇特性を利用するのであるから、熱伝導板は屋根上で上方に折り曲げるのが望ましい。この場合、屋根の勾配は２０％ないし３０％程度あった方が良い。
しかし、最近の屋根はフラットに近いいわゆる水勾配程度の屋根も多く、このような屋根には横樋も設置してないので、これらに対する施工法は後に述べる。【０１９】  熱伝導板［図１］３を谷コイルの軒天、谷コイルを設置していない場合は、屋根の谷部分から上方に９０ｃｍほど設置するだけで、自然的に軒天結氷を防止することができる。軒天結氷の予防を目的とする場合は、一番下部即ち屋根の谷部分の熱伝導板を施工するだけで良い。【０２０】  さらに、屋根積雪［図５］３の溶融を目的とする場合は、熱伝導板［図１］１３及び１４のように、熱伝導板［図２］を必要な枚数だけ、３０〜５０ｃｍ程度の間隔で屋根全体に展張する。
熱伝導板［図１］１３及び１４の長さは、屋根材部分の厚みが１５ｃｍ程度とし、屋根裏［図５］１３に４０ｃｍ程出して、屋根の上に５０ｃｍ延べる場合、全体で１０５ｃｍ必要である。横幅は熱伝導板［図２］の材料に合わせて、容易に工事ができるように決め、この材料を屋根上に出す長さの箇所［図２］１７から、直角に折曲げて使う。
この熱伝導板に、垂木を通すための穴あけ（［図２］１６）加工を施す。垂木［図１］６の間隔に合わせて熱伝導板［図１］１３及び１４、およびその他必要とする熱伝導板に、必要な個所に穴をあけておく［図２］１６。
垂木打ち付けの段階で、この熱伝導板［図１］１３及び１４等に垂木［図１］６を通す。母屋［図１］１１の位置と熱伝導板の枚数を勘案して、必要枚数を通して垂木を固定する。【０２１】  次に熱伝導板を上向きに折り曲げる場合は、屋根勾配の上端から野地板［図１］５を加工した熱伝導板の幅に合わせて貼る、加工した熱伝導板を屋根上に５０ｃｍ展張する場合には、５０ｃｍ幅で野地板［図１］５を釘止めする。次に発泡スチロール系断熱材［図１］４を同じ幅で打ち付けて、続けて屋根傾斜の一番上の熱伝導板［図２］を野地板［図１］５に打ち付ける。
次に、その下部に野地板［図１］５を上から２枚目の熱伝導板［図２］の幅だけ打ち付け、発泡スチロール系断熱材［図１］４を打ち付け、熱伝導板［図２］を打ち付ける、このようにして順次下に施工していく。
熱伝導板を下向きに折り曲げる場合は、屋根傾斜の下部から施工すると良い。
屋根全部に熱伝導板［図２］を打ち終わったら、その上に防水シート［図１］２を張り、最後にトタン［図１］１、で仕上げる。また、鋼板を貼らずにシート防水の屋根にすることもできる。シート防水の場合は、熱伝導板に直接防水シートの仕上げで良い。シート防水のほうが融雪効果は大きいと思われる。
この施工例は上部から作業を始めているが、熱伝導板をどちらに折り曲げるかにかかわらず、屋根下部からでも上部からでも、工事者が工事を容易に施工できるように順次施工すれば良い。
屋根裏に出ている熱伝導板は、屋根裏側にウレタン吹き付け断熱工事（希望に応じて）を行う場合は、熱伝導板［図２］を工事がやりやすいように押し曲げても良い。工事後はもとのように戻す。【０２２】  熱伝導板の穴あけ施工及び工事が面倒な場合は、［図３］１８のように垂木［図１］６の当たる部分を切り開いて、垂木を固定してから、［図３］のように加工した熱伝導板を、屋根上から屋根を貫通して屋根裏［図５］１３に差し込み施工すると良い。
熱伝導板は、［図２］１７から直角に曲げて、熱伝導板［図２］を屋根裏に差し込み、その後で切り開いた部分［図３］１８をもとのように直す。この方が施工は簡単であるが、熱伝導は多少下がる。【０２３】  現在の住宅屋根の骨組みは、母屋と直角方向に傾斜して垂木を打ち付け、これに野地板を貼る工法で造られている。この造りの屋根に熱伝導板を施工する場合は、垂木のために熱伝導板工事が煩瑣になり時間もかかる、これを簡易化するために「上り母屋方式」［請求項２］とするとよい。
「上り母屋方式」の場合は、垂木を使わないで、従来の母屋の上に「上り母屋」を施工して、これを従来の垂木と同じ向きに幅およそ１５０〜１８０ｃｍ程度にとりつける。この「上り母屋」に、直接丈夫な野地板［図６］３を貼り、この上に発泡スチロール系の断熱材［図６］４を貼って、これに熱伝導板［図６］５、６を貼る。こうすることで垂木による熱伝導板工事の手間を著しく省くことができる。
上り母屋方式の場合、横樋は無い方が良いが、横樋を付けたままでも施工できる。またこの上り母屋方式の場合、工場で屋根材を作ることもできる。この屋根材は、根太クラスの材で１８０ｃｍ×３０〜５０ｃｍ程度の枠を作り、この枠に野地板及び断熱材を装着し、それに熱伝導板を張り付けて、一つのブロックを作る。これを建設現場に運び、現場ではその屋根ブロックを上り母屋［図６］２に打ち付けて、ノックダウン方式で屋根を施工することができる［請求項３］。工事は従来の作業より簡単且つスピーディに施工することができる。【０２４】  熱伝導板の上に防水屋根を張る。一般にはトタン屋根防水が多いが、熱伝導板の上の防水屋根は、シート防水が良い。熱伝導板と屋根のシートは密着しているので、熱を効率よく融雪に利用することができ、また熱伝導板の屋根上部分の結露を防止することができる。
シート防水屋根は工事費が高いとされているが、その後のメンテナンスを考えると必ずしも高いとは言えない。シートの修理は簡単で水漏れの穴が開いた場合は、そこだけ貼り付けて簡単に溶接修理できる。これに比べトタン屋根の場合は水漏れ箇所の確認が難しく、水漏れした場合は簡単に修理できないという難点がある。【０２５】  熱伝導板を直接防水屋根とするのは、できないことはないが、無理がある。コーキングの目地が多く完全防水は難しいという防水の問題、外気が氷点下になって屋根にまだ積雪がない場合は、熱伝導板が直接寒気に触れることになり、屋根裏が冷えて家の中が冷えることも考えられる。また、屋根裏結露の問題が起こることも考えられる。さらに熱伝導板が腐食した場合の修理は大がかりな工事になるので、熱伝導板は上向き展張、下向き展張に係わらず、外気に触れないよう施工したほうが良い。
熱伝導板に関するこれらの問題は、今後、熱伝導板の施工実績、その効果などを勘案して、研鑽されていくべき課題である。
【０２５−２】
熱伝導板によるスガ漏れ防止の施工法を説明する［請求項８］。    
現今、長尺トタン屋根の場合、トタンの幅を４０ｃｍ又は４５ｃｍに造り、これをハゼ方式により繋いで大きな屋根として施工している。従って、ハゼの下にはかならず垂木があるとは限らない。建物を作る大工仕事と屋根トタンの仕事は異なった事業者が担当しているので、このような工法になっている。
横樋部分の軒天結氷防止は、これまでに述べてきた熱伝導板を、横樋から５０ｃｍ程度の幅で施工すれば防止できるが、この熱伝導板ではハゼ上部まで結氷防止することはできない。ハゼ部分凍結防止のために、熱伝導板を施工する場合は、次のようにすればよい。
この場合はハゼ幅と同じ幅、即ち一枚の加工したトタンの幅と同じ幅で垂木を両側に並べて置き、この上に同じ幅の野地板、断熱材を貼る。従来野地板は垂木に対して横張であるが、この熱伝導板によるスガ漏れ防止工事の場合は、縦張りにする。トタンのハゼ間隔に合わせた２本の垂木、その幅に合わせて野地板、断熱材を貼り付けて一つの「ブロック」を作る。断熱材は野地板の上下両方に貼ることができて、断熱性の高いものとすることができる。このブロックは工場で生産して、現場ではノックダウン工法で施工することもできる。
このブロックを二つ合わせて、その合わせた所から熱伝導板を屋根裏から屋根上に出すのである。屋根上に出した熱伝導板は幅を１０〜１５ｃｍ程度として、右か左、トタンハゼの位置に合致する方向に曲げる。これにより、ハゼ部分を温めて凍結を防止する。この工法を順次繰り返して、ハゼ凍結防止の屋根を構築する。
【０２５−３】
屋根裏に出た部分は、３０ｃｍ程度あれば良い。これはまだ未実験なので、確定的には言えないが、融雪熱伝導板の結果から推して、十分に作動するものと判断する。
また、冬季の降雨時や思いがけない暖気で、凍結したハゼ上に水がプール状に溜まり、スガ漏れ防止のため急を要する場合は、屋根裏に熱を加えるとよい。横樋があると、横樋に寒気が入り込み、条件次第では軒天が結氷していることもあり、この結氷は屋根裏の熱だけでは溶けないこともあるからである。
熱伝導板の造りは、屋根上１０ｃｍ、屋根の下３０ｃｍ、屋根材の部分が１０ｃｍならば、幅５０センチの鋼板を、１０ｃｍのところで右か左、必要な方向に直角に曲げる。それから母屋の当たるところを切り抜けばよい。長さは長くてもいいが、あまり長いと作業性が良くないので、１．８ｍから２．７ｍ程度がよいと思われる。またトタン材は幅９０ｃｍであるから、これを半割して４５ｃｍで使用すると、経済的である。この場合は、屋根裏が２５ｃｍ程度になる。この熱伝導板を現場で必要な長さに整えて使用すればよい。
このように熱伝導板を施工すると、屋根トタンのコーキングが機能しなくなっても、スガ漏れは非常に少ないので安心して生活することができる。
熱伝導板によるスガ漏れ防止の工事は、無落雪屋根を主体に考えているが、傾斜のある落雪屋根にも応用することもできる。
【０２５−４】
スガ漏れ防止のための熱伝導板は、屋根上の幅員は１０〜１５ｃｍ程度であるが、この熱伝導板を幅広として屋根全面に展張すると、熱伝導板を縦に入れる縦貼り融雪屋根の施工となる。熱の移動形態から考えると、熱伝導板は横長の施工、即ち横張工法が良いと思われるが、工事の都合で縦貼り施工の必要がある場合は、このように施工することができる。両工法とも経費に大きな変わりはない。
【０２６】  本発明の実証実験として我が家の下屋（１階部分の屋根２４ｍ２）を、改造しようと考え、工務店と交渉したが、引き受け手がなかったので、やむを得ず妻と二人で改造工事を行った。その概要を記述する。
我が家の形状は東西に長く、西側に６５ｍ２の２階の屋根がある。東側に面積約２５ｍ２の下屋がある。この下屋部分を、上り母屋方式に改造して、熱伝導板を取り付け、シート防水で仕上げた。
下屋は、２階部分屋根の南東にあり、ちょうど冬の北西季節風の風下に位置している。それで吹雪になると、１階部分から吹き下ろされた雪が、２メートルほどにもなっていた。また下屋の回り３方向には、上面幅が６０ｃｍのパラペットが付いており、これが屋根の面積を広めて積雪量を多くしていたため、最近の異常気象対策も兼ねて、このパラペットを撤去した。
【０２７】  改修工事は、パラペット、屋根トタン、断熱材、野地板、垂木及び横樋を撤去して、母屋の上にもう一段母屋を設けて「上り母屋」とした。屋根の勾配は従来のままで、谷部分は両方の屋根の突き合わせとした。また、東即ち竪樋の方向に２／１００の勾配を付けて、水が竪樋方向に集中して流れるようにした。
上り母屋の間隔は、両端が５５ｃｍ、中は１２０ｃｍ×２となった。熱伝導板工事は中央部分、即ち屋根の谷部分から始めた。野地板は２×１０インチの、いわゆるツーバイの材を使用した。屋根の谷部分を中心として、両側にそれぞれ２枚のツーバイ材、［図６］３（２枚の材を１ブロックで表示している）を打ち付け、同じ大きさの発泡ウレタン４０ミリ［図６］４の断熱材を重ねた。ツーバイ材の中央即ち谷の中央から２枚の熱伝導板［図６］５、６を出して、これを必要な長さでカットした。この熱伝導板を右と左に折り曲げて、谷の部分をコーキング材で塞いだ。
工事は［図７］左側のように熱伝導板を上向きに折り曲げて施工した。野地板２枚ごと、即ち４８ｃｍ間隔で熱伝導板を張り付けた。熱伝導板［図６］５，６の屋根裏部分は約５０ｃｍになった。この伝道板［図６］５，６の下部に結露水排出のために、５０ミリの塩ビ管を半割してぶら下げ、この半割管に水が流れ落ちるように、１／５０の勾配を付け、各熱伝導板の下のパイプを横管の本管に落ちるようにして、結露水を径２０ミリのパイプで流れ落ちるように工作した。このバイブの先を地下室に導き、結露水が落ちて来たら視認できるようし、その量も計測できるように工作した。
【０２８】  屋根裏の滞留熱に加えて、他の熱を屋根裏に入れる場合、熱を入れる付近の屋根部が熱を多く受け、屋根全体が平均に温度が行き渡らない可能性がある。即ち屋根裏の上部は熱伝導板で仕切られているので、空気の移動が制限されると考えられる。それで、付加する熱が屋根裏で均一に広がるように、一階天井の上に幅３０ｃｍ高さ１０センチのダクトを作って、これで熱を誘導した。このダクトの上面に１２ミリの穴を多数あけ、このダクトを屋根裏の中ほどに、屋根の南北方向で取り付けた。この上にグラスウールを掛けて屋根部全体に熱が放散されるように施工した。
【０２９】  主要部分である熱伝導板の工事は、次のように施工した。まず、幅９０ｃｍのガリバリウム板を１１０ｃｍの長さに切っておき、これを加工して取りつけた。加工の方法は、熱伝導板の屋根上に出る部分を計測し、それに合わせて１１０ｃｍに切ってあるトタンに横線を引き。ここから直角に曲げる。次に、母屋に合わせて伝導板を切り抜く印をつけた。
それから鋼板加工のために、柱材の一角に５０ｍｍの鉄製のアングルをとりつけ、これを適当な台に固定して、作業台を作った。この上に熱伝導板をのせて、あらかじめ付けて置いた折り曲げ線から、金敷でたたいて折り曲げた。次にトタンハサミで、印のつけてあった母屋部分を切り取った。場合により母屋部分は下まで切込を入れて、施工時屋根上から伝導板を差し込んだ。
【０３０】  ［図７］の９は熱伝導板を屋根水の流れに対し、逆目に貼付する例である。この方式は屋根水の流れに逆目であるから、防水効果は期待できない。もし防水効果を持たせるなら、熱伝導板の継ぎ目を全部コーキングで塞ぐこととなり、これは大変な作業であって、完璧を期待するのは難しい。しかし熱伝導性は良いという特徴がある。
熱伝導板［図７］６に続き、２段目も２枚の２×１０の材［図７］３ａを置き、その上に発泡ウレタンの断熱材［図７］４ａを張った。続いて熱伝導板［図７］９をこれらの材の上側から入れて、屋根上に出た部分を屋根上部に向けに曲げて貼り付けた。このように貼付すると屋根の流水に対し逆目となる。今回は初めての工事であったので、熱伝導が少しでも活発になるように、熱伝導板を上向けに曲げて施工した。熱伝導板を２段目の［図７］９と同じように、更に３段、４段と順次施工して工事を終了した。
今回の実験屋根は、熱伝導板を上向けに曲げる方法で施工した。熱伝導板の間隔は約５０ｃｍとした。笠木の部分は、笠木の上まで熱伝導板を被せて止めた。
【０３１】  本工事計画時は、結露水が落ちないと判断していたが、以後この方式の屋根を施工する方が安心して施工できるように、ひな形として万全の方法で結露対策を施工した。
熱伝導板の工事が１段終わると、熱伝導板の屋根裏部分の下に、５０ｍｍの塩ビ管を半割にして、熱伝導板を中に入れるようにしてぶら下げる。下げる方法は塩ビ管及び熱伝導板に、グラインダーなどで幅３０ｍｍくらいの細い横長の穴を開け、この穴に入る程度の幅にトタンを切って留め具を作り、これを伝導板の穴に通し、次に両端を塩ビ管の両側の穴に通して、その留め具のトタンを塩ビ管の両側で上方に曲げてとめた。
【０３２】［図７］の右側部分は、屋根水の流れに順目になるように熱伝導板を施工した参考図である。このように施工すると、屋根水の流れに順目になり、熱伝導板だけでも一定の防水効果を持たせることができる。この施工は、熱伝導板が下向けに伸びるのであるから、屋根勾配がきついほど、熱の上昇による伝導特性は悪くなる。
最近の無落雪屋根の勾配は小さくなっており、熱伝導板の工事結果では、屋根積雪の融雪状況は、熱伝導板が屋根上に出た点が、線状に早く溶ける状況であるから、熱伝導板の間隔を狭くして施工すれば融雪効率を高め、屋根流水に順目に貼っても、良い結果が得られるものと判断する。
【０３３】  屋根の防水工事は、屋根全体に貼った熱伝導板の上に、シート防水を施工した。この工事は屋根工事専門店に依頼した。
【発明の効果】
【０３４】  このようにして伝導板を５０ｃｍ（正確には２０インチ）間隔で施工したところ、屋根雪は伝導板が屋根裏から屋根上に出た所が早く溶け、屋根上積雪４０センチ程度になると、溶融状態は耕した畑に種をまく大きな畝を作ったような感じで溶けた。横から見るとミニチュアの段々畑のようでもあった。しかし時間と共に全体的に溶けた。溶ける度合いは、陽光、気温、風、積雪の量などにより影響を受けるので、数値的に示すのは難がある。また熱伝導板からの結露水は見られなかった。
外気温がマイナス１０度程度の時でも、積雪３０ｃｍ程度の雪を掘って屋根面を調べると、屋根近くの雪は溶けて多くの水分を含み、握って絞ると水がしたたる程であった。積雪がある程度あると、昼夜にかかわりなく積雪は溶けていることが解った。
これにより、熱伝導板方式で、屋根上の積雪を溶かすことができることを確認した。また、積雪が１０ｃｍ程度では、前の日に溶けていた屋根との接面は、翌朝は屋根に凍り付いていた。しかし、このような凍り付きも、少し暖かくなると氷の下から溶けて流れ出すといった程度の凍結で、トタン屋根のハゼを超えて漏水するような結氷には至らなかった。これにより、たとえ凍結で屋根に結氷しても、簡単に溶けて問題が起きないことが解った。また、凍結した上に、新雪が一定量積もると、夜中でもこの氷が溶けることが解った。
【０３５】  実験的に熱伝導板を施工した屋根は、２０２０年２月２９日現在、雪はほとんど溶けていて、東端のほうにわずかに残っているだけである。隣近所の同じような環境にある屋根には、５０ｃｍ以上の積雪がある。両者を対比すると、熱伝導板の効果が確かなものであることが解る。また、昨年は窓の外にうずたかく雪が積もり、外の景色は見えなかったが、今年は夏と同じように悠々と見渡せる状態である。
【０３６】  実験屋根の中央付近に降雪量の測定に備えて、胴縁で作ったゲージを立てた。このゲージの台として２５センチ長の１０．５ｃｍ角を使用した。この台の所は融雪しないので、固くなった積雪が残った。この積雪が雪柱のようになって周りの積雪を支え、ゲージ棒を中心にして、径５０ｃｍ位が丘のようになった。台付近の下部は、幅２０ｃｍ程度は雪が溶けて空洞になった。こうなると積雪はなかなか溶けず最後までのこった。このことから、屋根の上に熱の通りが良くないもの、例えば木製のものを置くと、それが小さなものでも融雪に影響をきたすことが解った。
【０３７】  実験結果から熱伝導板のさらなる改良をすべきと考えた。熱伝導板の間隔は、５０ｃｍより狭くその半分程度が良いこと。そうすれば、屋根裏部分の集熱部も短くても良い。屋根裏に出る部分を短くできて、施工も容易である。だが短すぎると、集熱板でなくて結露板になる可能性もあり、十分な研究を要する。
熱伝導板の施工幅を狭くすると、畝状の溝も狭くなり、良く溶けるので、屋根上で上方に向かう熱伝導板の熱移動を期待しなくても良くなる。それで熱伝導板を屋根水の流れに対し、順目に貼っても問題がないと確認した。この施工法が現在の住宅工事で熱伝導板工法を採用する場合には、最適と思われる。
下から２段目の熱伝導板を屋根上に出た所から、下方に貼張することにより、屋根流水に対し順目に貼ることができて、熱伝導板に防水機能を持たせやすくなる。熱伝導板には防水機能は期待していないが、熱伝導板に防水機能があれば工事中に、にわか雨が降った時、或は夜間の屋根防水養生作業が容易となるという利点がある。
【０３８】  また、笠木にも熱伝導板を掛けたが、顕著な効果はなかった。このことから笠木は幅が狭い方が良いと判断した。現在の笠木は屋根の見栄えのためか、幅２０ｃｍくらいで堂々と仕上げられている。これに降雪が乗ると４０〜５０ｃｍも積もる。この積雪を少なくするために、笠木は最小限の幅に抑えるべきと判断した。できれば笠木の上面をテーパー仕上げにして、雪が乗らないような工夫も、良いのではないかと考えた。また笠木にテーパーを付けて置けば、雪庇の切り落としにも効果が見込める。
【０３９】  また、屋根裏全面に熱伝導板が何段も出ると、或る熱伝導板と隣の熱伝導板との間に、小部屋が出来たような状態になるため、屋根裏下部から屋根裏の高い部分への空気の移動は制限される。すなわち、小部屋から小部屋の空気の移動は難しくなる、このために湿度を含んだ比較的温度の高い空気が屋根裏の高い部分への移動は制限される。これは、屋根の高い部分に施工されている、湿度排出パイプの方向に空気が移動することができない状態であるから、この移動を助けるために、熱伝導板の屋根裏上部に、空気流通のための穴あけ加工をしておくとよい。
［図８］１１に示すように、熱伝導板の天井裏上部に、穴を開けておく必要がある。穴の大きさは、横１ｃｍ縦３ｃｍもあれば十分と思う［請求項６］。
【０４０】  今年は雪が少なくて良いデータが出来なかった。しかし雪が確実に溶けることは確認した。
実験屋根上の積雪と、庭の積雪を実測比較して、屋根積雪の溶融状態を観察した。屋根の上の積雪測定は、屋根傾斜部分の中央に物差しを差し込んで実測した。
庭積雪の測定は、庭の中央付近に１０ｃｍ間隔の目盛を付けた胴縁を立てて、その目盛により確認した。屋根上の融雪は屋根全面が平均に溶けず、２階壁の近くが太陽の反射もあって、早く溶ける。それで積雪が２５ｃｍ程度になると、屋根上の適当な点を数点測定して、平均値を予測して、これを積雪量とした。
両者の積雪量は、非常に異なっている。屋根上は雪が溶けやすいという条件にはあるが、陽光による溶融以上に両曲線の間隔は、降雪量と共にだんだんと広くなった。屋根積雪の平均値は、積雪二十数センチでほぼ横這いである。これに対し庭の積雪は降雪に比例して、だんだんと上向きに推移した。２０２０年３月５日両曲線の積雪差は７０ｃｍ以上になった。このことから、熱伝導板により屋根雪が溶けたことを、確実に読み取ることができる。
【０４１】  外気温度がマイナス５度になると、積雪が１０ｃｍ程度では雪の下は凍っている。しかし積雪が３０ｃｍ以上あると、マイナス１０度でも雪の下部即ち屋根に接している部分は溶けている。令和２年の最低気温はマイナス１３．４度℃であり、この時屋根の積雪は３３ｃｍであった。積雪を掘り返して見ると、屋根との接面は溶けていた。このことは、積雪が多いと溶融率は上がり、積雪が少ないと溶融率は下がることを示している。また積雪が多い時期は低温の時節でもあるので、生活の暖房も強く入れる、この暖房熱と積雪の断熱作用によって、屋根上の積雪の溶融が進むのである。積雪量、外気温度、暖房熱量の相互関係で、溶け方が変わり、外気温度が低く、積雪が少なくなると積雪の溶融率が下がる。よって、積雪と外気温度との相関関係で残雪の量が決まる。それは、積雪量と温度の自然作用であるが、最も影響を受けるのは、積雪量である。積雪が多いと外気温にかかわらず溶融率は上がり、積雪が少ないと溶融率は下がる。従って、或る外気温では、それに比例した積雪が残る、即ち、外気が低いほど屋根上の溶け残りの雪量は多くなる。熱伝導板の融雪では、外気が凍結点以下であると、積雪が零になるまでは溶けない。この残雪が家の断熱効果を高める。このように、熱伝導板による融雪は、屋根の積雪量と外気温との関係によって屋根の残雪量を自動的に調整する効果が期待できる。
【０４２】  ここまで屋根の融雪等について、屋根の構造等を中心に書いてきたが、融雪のためには、家庭生活の暖房熱は大切なものであるから、我が家の暖房について、付記しておく。
我が家の暖房は熱源を地下に置いて、基礎コンクリートと一体化した焼却炉で、カス、灯油、薪、石炭等、その時安く手に入るものを燃料としてきた。現在は薪を炊いている。焼却炉で燃料を燃やして、その熱を居間の床に回遊、いわゆるオンドルを通して、家のほぼ中央に配置した集合煙突に繋いでいる。また、焼却炉の回りに付けた１５ｍｍの銅パイプで水を温め、この温水を熱の上昇特性を利用して居間の放熱パネルに接続して、常時４０〜５０度で放熱している。暖房に電気は使用していない。この設備は４０年間メンテナンスフリーで稼働してきた。オンドル内に蓄積した煤は、年に１度か２度燃えて灰になり、容積は極めて小さくなる。この暖房設備は、寒冷地の防災型として、設計したものである。居間のオンドルとともに、暖まった基礎コンクリートも、生活空間を温めている。１階の生活空間３ＬＤＫ、風呂トイレ合わせて６６ｍ２を開放して、昼夜２０から２３度程度に暖房している。暖房の必要な期間は、秋から春まで暖房を入れている。このほか地下の火炊き場８畳、２階の８畳２間が、家の構造で自然に温まっている。
【０４３】  これまでに一般の人や建築専門家など十数人から、本発明について助言や意見を伺った。これらのほぼ全員が第一に挙げたのは、熱伝導板に付着する結露の問題であった。それ故結露に対する考察を書くことにする。
身近に起こる結露は、夏の暑い時に冷たいビールをコップに注ぐと、ほどなくしてコップの回りに水滴がつき、テーブルの上にコップの水濡れた型が付く、こういうことは多くの人が経験していると思う。一般に夏の温度は３０度以上で、ビールの温度は８度くらいと言われています。この温度差は２０度以上である。
それで我が家の冬に、どんな条件で結露がおこるのか実験をした。我が家は老人の二人暮らしであり、住宅には相応の結露対策がしてある。また暖房は自然暖房で、冬季でも乾燥を感ずることが無いので、加湿器はない。このような状態で実験を行うと、室内で室内温度よりも２０度低い温度の水をコップに注いでおいても、結露はしなかった。結露はその場の温度、両者の温度差、そしてその場の空気の中に含まれている湿度との相関関係で発生する。北海道の乾燥した冬においては、結露は比較的少ない。
屋根裏の温度はおよそ５度〜１８度くらいであり、屋根上から冷えてくる温度は、屋根上に適量の雪があれば、２度程度と思われる。ということは、熱伝導板に沿って、屋根上の温度がストレートに下降したとしても、その差は１８度未満であって、結露の条件を満たさないものと思われる。
【０４４】  加えるに、熱伝導板は屋根裏の温度を集熱して、熱の上昇特性で、その熱を上へ上へと押し上げている状態であるから、屋根上の寒気が下降する余地は無いと思われる。０．３５ミリ厚の伝導板片面は熱が上昇し、片面は冷たい熱が下降する、ということにはならないと思う。０．３５ミリ厚の金属を表裏同じ温度の空気の中において、熱の上昇と下降が起こるとは思われない。
実際に我が家の施工例でも全く結露は生じなかった。熱伝導板の中の温度の移動が、上へ上へと移動しているので、屋根上の冷気が下に伝わることができない状態になっていると思われる。更に、屋根に積雪があると、屋根と雪が接する面はプラスの温度なので、屋根裏との温度差が小さく、結露に至らないものと思われる。
【０４５】  我が家では結露がなかったが、今後多くの方が施工した場合、建物の所在する地域、建物自体の結露対策、住んでいる方の生活様式など、いろんな要素により結露する場合も考えられるので、今回の実験施工では完全な結露対策を施工した。
今回の実験における結露樋の施工では、熱伝導板一段毎に、屋根裏の熱伝導板の下に樋を付けて、これに百分の２の勾配が付くように施工して、熱伝導板１枚完成毎に実際に水を流して、流れる方向を確認した。径５０ｍｍの塩ビ管を半割して樋状につくり、これを、熱伝導板の下部に下げて、これに結露が落ちるように加工した、各熱伝導板の樋から出てくる結露水を、一つの樋に流れ落ちるようにして、この樋の水を屋根の竪樋に流れ落ちるように施工した［請求項４］。これにより熱伝導板の結露対策は完全となった。
実験では、結露水は別の２０ｍｍの塩ビパイプで地下室まで導き、結露水が流れ落ちると視認できるように、透明の瓶に結露水が溜まるように加工した。３月５日現在まだ結露水は一滴も認めていない。
参考までに、我が家の防露対策を記しておく。建物の外壁全体に内部から発泡スチロール系断熱材２０ｍｍをベタ張りした、内装は１２ｍｍの石膏ボードにビニールクロス張りとした。室内上部の天井「回り縁」は取り付けないでクロスのはちあわせにして、各コーナーをコーキングで仕上げた（天井廻り縁の陰に隙間があることが多い）。壁の電気スイッチ、差し込みなどはできるだけ少なくして、湿度の壁内侵入を少なくした。
【０４６】  熱伝導板は屋根裏の熱を、積極的に屋根上に伝えるのであるから、屋根裏が冷えて、生活部分への影響を心配していた。しかし、実際に施工して一冬をすごした結果は、昨年度の冬よりも、暖房の効きが悪いという感じはなかった。端的に表現すると、生活している感じでは全く問題がなかった。厳密には何らかの影響は出ているはずであるが、体感としては解らなかった。今回改造した屋根の下の生活部門は、台所と寝室にあたるところであるが、何の変化も感じなかった。
【０４７】  空気は温度が高いほど、水分を多く含有するのであるから、屋根裏においても、温度の高い空気を排出すると結露を防止できる。しかしながら、一番暖かい空気を排出するというのは、屋根裏の保温においてマイナスとなるものではあるが、これは一部犠牲にしなければならないものです。この温度の高い空気は一度に排出することなく、徐々に排出して屋根裏温度保持と結露防止を両立するように設定すればよい。温度の高い空気は、屋根裏の高い部分に集まるので、ここに排気のためのパイプを取り付け、湿度を多く含む比較的温度の高い空気を排出すると良い。
実際に稼働している屋根上の湿度排出パイプに手をかざすと、ほんのりと暖かさを感じて、空気が排出されていることが解る。また、屋根裏の壁や屋根の断熱を強化することによっても、結露を少なくすることができる。
【０４８】  これまで述べたように施工すれば、屋根裏の自然に滞留する熱、すなわち、生活空間の暖房熱が上昇して屋根裏に溜まる熱を、熱伝導板［図１］３、１３及び１４その他の熱伝導板によって屋根防水層に伝えるだけで、屋根上の雪が一定程度溶けて、結氷には至らない。ただし、積雪が少なくて屋根防水層が露出して寒風にさらされているような場合は、屋根面が凍結するが、屋根トタンが再び降雪に覆われると、屋根面の凍結は溶けてなくなる。
生活の為の暖房エネルギーは、上へ上へと上昇して行く。屋根裏密閉造りの場合、一定の時間的な経過を経て、最後にはすべての断熱材も屋根材をも通過して一部は屋根から放出される、この熱による融雪もプラスに作用する。
【０４９】  自然に滞留する熱だけでは、熱が不足の場合は、屋根の下に当たる生活空間に暖房を入れた部屋があれば、この部屋の天井に、換気扇のガラリのような物を付けて、これを開閉することにより、屋根裏に熱を供給することができる。この場合は湿度も空気と共に入るので注意を要する。今回の実験では、この設備は作ってない。
【０５０】  生活している部屋の天井に、ガラリを付けて温度調節の場合は、（整理番号Ｐ１６−１  出願番号  特願  ２０１６−２２２７４０）に記載した結露防止法に示した、湿度抜きパイプ［図５］１２の空気排出口を小さくする必要がある。そうしないと部屋の暖房熱は、ガラリから空気排出口へと気流が生じて、熱が生活室内から外へストレートに排出される可能性がある。北海道の場合、湿度抜きパイプ［図５］１２の空気排出穴の大きさは、我が家の場合は親指大の穴が３個もあれば十分である。
【０５１】  更に高い温度が必要な場合は、屋根裏にオイルヒーターのような、火災にも安全で故障も少ない発熱装置を設置するか、生活部分に暖房器具を設置してダクトなどで、屋根裏の温度を２０度から４０度程度に保てば、屋根上の積雪を容易に溶融することができる［請求項５］。
このようにすると、降雪量が多い場合に備えることかできるのであるが、今回の実言では、積極的加熱装置を設置することが可能な施工はしてあるが、加熱設備を稼働させるほどの積雪がなかったので、加熱装置は作動させなかった。この装置は豪雪地帯には、必要な装置である。
【０５２】  屋根全体を熱伝導板で覆っても、屋根からの排水樋の回りは凍結する。これは雪で樋部分も塞がれるのであるが、樋の下部から温気が上昇してきて、樋の出口付近の雪を溶かし、更に上部の雪も溶かして径が１０〜２０ｃｍの空気穴を作るので、ここから夜間になると冷気が侵入して、昼間に溶けた雪を凍結せしめる。これが繰り返されて、竪樋に流れる水をせきとめる。横樋を使用している場合は、樋の中が冷え、横樋の軒天に結氷する。この状態が何度も繰り返され、樋の出口・軒天は大きな氷で取り囲まれ、春になって自然融雪が起こると、樋等の回りに水たまりができて、漏水事故につながる。この竪樋周りの凍結防止法は数多く発表されているが、そのほとんどは電気発熱体を使用している。
それで冬期の建築業の宣伝散しには、ダクト周りのヒーターの電源を入れることを忘れないように、といった注意書きがみられる。この注意書は、無落雪屋根の樋周りに電熱ヒーターを設置している家が多いことを示している。
【０５３】  竪樋出口付近の凍結を防止するために、箱状の覆いを作って内部に断熱を施した。覆いの大きさは、底の一辺が３０ｃｍ、高さは４０ｃｍである。覆いの底部には、竪樋からの熱が竪樋出口付近の雪を溶かさないように、竪樋より径の大きいものを１０ｃｍほど取り付けて、竪樋からの熱が竪樋出口付近の雪を溶かすことなく、すぐ上昇するようにした。そのパイプの上に径７５ミリの排気用パイプを１メートルくらい取り付けた。このような造りとして、竪樋出口の覆いのようにして設置した［請求項７］。溶けた水の流路として、覆いの下部回りに２ｃｍくらいの凸凹をつけた。また覆いは屋根の谷部においてあるので、覆いの底辺と谷部に隙間ができて、これも溶融水の流路となった。
大寒が過ぎた２０２０年２月８日に、この覆いの周囲を掘って状態を調査した。覆いの排出口の内部には、霜状のものが付いているだけで、結氷はない。覆いの下の屋根谷部分は雪が溶け、水が流れていた。覆いの底部を見ると、覆いを構成するコンパネが水で濡れており、結氷は確認できなかった。
以上述べたように、この箱状の覆いにより、無落雪屋根の大きな問題である、竪樋出口付近の結氷問題は、熱伝導板を取り付けた屋根においては、特別なエネルギーを使用せずに、熱伝導板がもたらす熱だけで完全に解決した。この覆いはテスト製作であり、外枠は木製なので腐食すると思われる。それでこれを塩ビ材等で作り、適当な重量を持たせば、年間通して使用に耐えるものになると確信する。風で飛ばされることも考えられるので、接着するかビス止めで固定する必要がある。
【０５４】  熱伝導板によるシステムは、メンテナンスも不要で、且つ、家の寿命と同じくらい長持ちするという、有益で非常に経済的なシステムである。すなわち一度熱伝導板を取り付けると、屋根トタンが大きく破損して長期間そのまま放置することがなければ、その家を取り壊すまでの耐久力がある。施工の費用は、端的に表現すると、普通の工法に、ガリバリウムなどの平板を、屋根一面に二重張りする程度の費用で済む。我が家の場合、笠木も入れておよそ２５ｍ２であり、トタンの材料代は３２００／ｍ２円であった。施工も簡単で、建築工事に携わる者ならだれでも施工することができる。
しかもこの設備は、結氷防止のために特別なエネルギーを必要とせず、生活部の暖房の熱が順次上昇して行って屋根裏に留まる熱、即ち生活暖房の残りの熱と、自然の太陽熱が回り込んで屋根裏に溜まる熱をエネルギーとして稼働する。
【０５５】  熱伝導板［図２］の選択に当たっては、金属の種類、質量、屋根裏の熱量などを勘案して、その家の必要に応じて組み合わせて施工する必要がある。熱伝導板としては、熱伝導率の良いものが理想であるが、価格との関係で、厚めのガリバリウム材が適当と思われる。その材質は５０パーセント以上がアルミでできており、熱伝導性も良く価格もそれほど高くないのでこれを使うのが良いと思われる。
【０５６】  また屋根の上に積雪［図５］３が一定量ある場合は、屋根の温度は１度程度にしか下がらない。地上１．５ｍの積雪を掘割って、雪の温度を測定すると、土に接する部分は溶けており、その部分の温度はプラス１度であった。このことから下部に熱のある積雪下部と屋根雪の接面温度は１度以上になるものと思慮する。よって、積雪は場合により有用な断熱材となる。外気がマイナス１０度以下でも、屋根は積雪の断熱性により零度以上に保たれる。屋根積雪が多い場合は、熱伝導板による融雪効果が大きいが、積雪が少なくなるにしたがって、雪による断熱性が少なくなり、溶融効果が落ちてくる。この作用により、屋根上の積雪は、熱伝導板工事方法に従って、自然的にある量に制限される。これは熱伝導板による、自動的な積雪量調整作用である。
【０５７】  屋根裏の断熱性を高めるためには、屋根の上に積雪［図５］３を３０〜４０ｃｍほど溜めて置くことと、屋根の下から屋根にウレタン吹き付け断熱を施し、これを屋根裏の壁部分にも施工することである。屋根裏からの吹き付け断熱は、たとえ厚みは薄くても、これを施工すると密閉度が高くなり大きな効果がある。
屋根裏密閉の造りの場合は、屋上に雪を３０から４０ｃｍほど残しておくと、雪の断熱効果で、家の断熱性能は高くなる。よって、熱伝導板による屋上雪の溶融は、屋上に積雪が常に３０ｃｍくらい残っている状態がベストである、これに向かって今後研究する。
【０５８】  屋根裏は屋根部分をしっかりと断熱してあるので、ここは気密室のような状態である。また容積も少ないので、屋根裏は効率よく暖めることができる。この屋根裏部分に入れた熱は、ほとんどがロスのように感ずるかも知れないが、決してそうではない。屋根上の積雪を溶融するほか、屋根裏が暖かいと生活空間から屋根裏に逃げていく熱が少なくなり、生活空間の暖房効率を良くする効果もある。
【０５９】  熱伝導板だけの場合は、作りっぱなしでその家の寿命と同じくらい長持ちするのに比べ、集中暖房の放熱器とか、電力等の発熱体を使用する場合は、コントロール装置とか発熱する部品が経年効果などで劣化するので、一定のメンテナンスが必要となる、このメンテには細心の注意が必要である。電気加熱器の場合は、火災発生の危惧があり、湯による加熱の場合は水漏れの危惧がある。
【０６０】  以上の説明のとおり、安全面から判断すると、本発明はなるべく加熱器を使用しないで、屋根裏に滞留する熱の利用を第一に考え、次に生活部門からガラリで取り入れた熱を、使用すると良い。発熱装置を使用する場合は、可能であれば、発熱装置は生活部分に置き、押し入れや部屋の片隅にダクトを作り、このダクトによって屋根裏に熱を導くと良い。屋根裏の暖房は、大雪が降り、速やかに雪を溶融する必要がある場合に使用すると良い。
【０６１】  熱伝導板をつけると真夏の灼熱が天井裏に入り込み、生活空間の温度を高くすることも考えられるが、熱は上昇する特性があるから、下にはあまり拡散されないのである。例えば、沸かし湯方式の風呂で、湯の上部が熱くても、下部は水だということからも、証明されることである。熱は金属の中でもコンクリートの中でも、水の中と同じように上部に溜まる。
【０６２】  熱伝導板の施工は、トタン屋根のほかシート防水の屋根にも施工することができる。屋根の形状では、無落雪の屋根、落雪屋根にも施工することができる。落雪屋根の場合は、軒天部分の施工は更に研究しなければならない。また、屋根裏暖房をいれれば、人の住んでいない陸屋根の倉庫などにも施工することができる。
【０６３】  屋根上雪の重さは、１立法メートルあたり、０．５ｔにも及ぶのであり、我が家の１階部分の屋根は、２階屋根からの雪が吹きおろすのでうずたかく溜まり多い時は２ｍ近くにまで達していた。屋根の面積は３０ｍ２程（改造前）あるので、積雪平均１．５メートルとすると、雪の重量は２０ｔにも及ぶと思われる。この重さは建物に悪弊を及ぼすので、雪下ろしをするか溶融する必要がある。
【０６４】  屋根の積雪量を検知するセンサーを取り付けて、これが設定した積雪以上の雪を検知すると、ヒーターの電源が入るようにして置けば、屋根の積雪量は自動的に設定の積雪量にすることができる。
屋根上に積雪センサーを取り付ける方法は、電子的コントロールであるから、どこかにヒーター等を取り付けてこの熱を屋根裏に導き、この発熱をコントロールすることになる。
部屋のガラリを手動で開閉しても、ある程度の融雪コントロールは可能と思われるが、その熱が融雪にどの程度通用するかは、今後の実験によって決める。
【０６５】  最近の石狩地方の場合は、無落雪屋根の屋上の雪は、風で吹き飛ばされて、屋上にはちょうど良い程度しか残っていない家が多い。それでこの地方では、軒天の結氷を防止するだけで良い。しかし、大雪地域や我が家の１階部分のような環境にある屋根では、溶融が必要である。
【０６６】  以上に述べたように、この発明は、屋根の結氷、積雪を人手によらずに自動的に屋根裏からコントロールして、Ｍ型屋根の屋根裏にとどまる熱を利用することにより、樋付近の結氷を防ぎ、屋根の積雪を溶融する発明である。これは、従来には無かった結氷防止、融雪の発想に基づくものである。
この工事は簡単で、費用も少なく、耐久性はほぼ家の寿命と同じくらい長持ちする。それ故、屋根トタンを張り替えるような場合でも、熱伝導板は張り替える必要がない。結氷の防止、屋根雪の溶融に必要なエネルギーは少ない、それにメンテナンスも不要（屋根裏のヒーティングをしない場合）なので、省エネ社会の要請にも応え、高齢化社会の生活安定に寄与するものである。
【０６７】  この発明によって家が建築されれば、建物の耐久性が増し、雨漏れが少なくなるので、家に住む人にも安心感を与える。また屋根からツララや氷の塊が落ちてきて、下を歩く人に被害を与えることも少なくなるので、歩行者に安心感を与え、ひいては民心の平安にもつながる。さらに、豪雪地方では、屋根からの雪下ろしをしなければならないが、本発明によって、屋根の雪下しの必要がなくなるで、雪下ろしで誤って屋根から転落する事故も少なくなる。
【０６８】  熱伝導板による凍結防止等の施工にあたっては、その地域の気候風土の状態、また個々の家の所在する場所の状況、日当たりの状態など特定の条件が複雑に絡み合っているので、個々の住宅の立地、屋根の形状、住人の生活態様等の条件をよく勘案して施工法を決めなければならない。
【０６９】  従来から屋根は、過酷な自然をそのまま受け入れて、結氷、積雪に耐えていた。
本発明はそのような「静的な屋根」を、屋根のトタンに熱エネルギーを与えることにより、屋根自体が能動的に自然の諸問題を解決する、いわゆる「動的な屋根」に変えるものである。
我が国は、これからますますの高齢化社会になるのであるから、雪下ろしの事故等も増えると思われる。また異常気象による、大量の降雪や極低温になる可能性もあるので、それに備えるためにも本発明は極めて有用なものである。
以上に説明したとおり、この発明は、現在社会が希求する発明と思われる。
【０７０】熱伝導板による屋根の効果を項目別に書く。
１  軒天結氷を防止し、屋根上の積雪を溶融する
２  熱伝導板だけの場合は、設備費は低廉で、経済性に優れている
３  工事は容易で、施工に特別な技術を必要としない
４  メンテナンス不要で、家の寿命と同じくらい長持ちする（ヒーター不使用の場合）
５  屋根裏の滞留熱を利用するので、維持費は不要である（ヒーター不使用の場合）
６  雨漏りが著しく少なくなるので、住人に安心感を与える
７  室内に雨漏りの染みが少なくなる
８  生活の暖房熱を屋根裏に導入して、屋根の積雪を溶融することができる
９  住宅に関する信頼感が高まる
１０  ヒーターを使えば、屋根上積雪の溶融が効率的にできる、またヒーターも廉価である
１１  屋根裏で発生する熱は、密閉空間なので効率よく使用され経済的である
１２  屋根裏を温めると、生活室内から上部に逃げる熱が少なくなり、生活部分も暖かくなり、その分生活の暖房費が少なくなる
１３  熱伝導板は屋根防水層の下に敷設されているので、屋根の外観は変わらない
１４  屋根の軒などから氷や雪の落下が少ないので、これによる人身事故は少ない
１５  屋根の雪下ろしが不用なので、屋根からの転落事故が少なくなる
１６  屋根雪による事故が少なくなるので、医療費の低減に寄与する
１７  雪下ろしの人件費削減になる
１８  屋根上の積雪が一定量にコントロールされているので、トップヘビーのために受ける、地震などによる建物の被害も少なくなる
１９  屋根の上に一定量の積雪があると、家の断熱に寄与する
２０  本発明は、トタン屋根、シート防水の屋根等にも機能する
２１  屋根、建物が長持ちするので国の富が豊かにになる
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】追加
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅の屋根裏に滞留する生活余熱、自然に取り込まれる太陽熱、その他の熱源から屋根裏に導入する熱を、熱伝導性を持つ金属板等を介して、屋根上の防水層に伝え、屋根上の結氷を防止するとともに、屋根上積雪を溶融する建築工法。
【請求項２】
熱伝導板工事を容易にするため、屋根母屋を「上り母屋」造りとする建築法。
【請求項３】
垂木等で一定の大きさ（例えば  ５０ｃｍ×１８０ｃｍ）の枠を作り、これに十分な強度を持つ野地板、断熱層、及び熱伝導板を張り合わせて、一つのブロックを作り、これをブロックの寸法に合致する間隔で設置した上り母屋に打ち付けて、融雪屋根を施工する、ノックダウン方式の建築工法。
【請求項４】
熱伝導板の下部、即ち屋根裏部分の下部に、樋状の物を取り付け、これで結露水を受け、その結露水を１本の樋に流れ落ちる構造として、この結露水を屋根の排水パイプなどに流す結露水の処理に関する建築工法。
【請求項５】
ヒーターなどにより小屋裏の温度を高める技術及び建築工法。
【請求項６】
熱伝導板で仕切られた各空間の、空気の移動を容易にするとともに、湿度を含んだ温度の高い空気を屋根裏の上部に集め、一定量排出して湿度の調整を容易にするため、熱伝導板の屋根裏部分の上部に穴を設ける工法。
【請求項７】
竪樋下部から上昇してくる温気を、竪樋パイプ出口付近の雪を溶かすことなくストレートに上昇させる上昇温気制御パイプ、及び竪樋下部からの温気を空中に放散させるための温気排出パイプを装備し、内部に断熱材を張りめぐらせた、凍結防止のためにダクト出口を覆う、竪樋出口付近の凍結防止装置。
【請求項８】
ハゼによりトタンを接続する長尺トタン葺き屋根工法において、このハゼ部分の凍結により発生する「スガ漏れ」を防止するために、ハゼ部分の下地として「熱伝導板」を装着せしめて、ハゼ部分の凍結を低減することにより、スガ漏れを防止する熱伝導板の縦張り建築工法
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月20日(2020.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅建築分野に属し、屋根の施工方法に関する。
屋根裏に留まる生活暖房の余熱で、屋根を凍結などから守るとともに、住宅の屋根上積雪を溶融する建築工法である。
【背景技術】
【０００２】
従来寒冷地に於ける屋根の施工は、冬季は結氷するという自然状況を容認して施工しており、特にトタンには結氷するということを前提に対策を立てている。
【０００３】
Ｍ型無落雪屋根について、（図４）により従来のトタン屋根結氷状況を説明する。（図４）は屋根裏換気をしている住宅の簡単な説明図である。屋根裏換気口（図４）６から外気（図４）８が屋根裏に入り、屋根裏内部を通貫して換気口（図４）７から排出される。風向きが逆の場合は、換気口の入り口と排出口はそれぞれ逆となる。このように換気口から外気を取り込んで、屋根裏と外気との温度差をなくすことで結露を防止している。その結果として屋根裏（図４）１１と屋根材などは外気により冷却されており、屋根が結氷しやすい状態である。
【０００４】
従来の工法で建築された屋根トタンは、冬季は外気の低温により冷えている。そのような環境で、日中に陽光で溶けた雪が屋根トタンの上を水となって流れ落ち、その水がトタンハゼの隙間に滲み込むと、夜間にはその水が低温で凍結する。凍結が起きると凍結膨張が起き、トタンハゼ部分の締め付けが緩む。この緩んだ箇所に、また溶けた水が浸み込んで凍結すると、ハゼはさらに緩み、これを繰り返しているうちに、ハゼの中のコーキング材にもひび割れを起こす。屋根トタンのハゼがこの状態のとき、Ｍ型屋根の軒天（図４）１０の付近に、屋根積雪（図４）３が溶けて流れ落ち軒天結氷が起こる。これが雨漏れの原因となるのである。
【０００５】
２０１９年２月２５日に堀割った我が家の１階屋根の状態は、積雪は1メートルもあり、樋部分の軒天に厚さ５ｃｍの氷が付いていた。この氷は多少の外力では容易に剥がせない状況である。昼間はプラスの温度（指標は「摂氏」以後同じ）、夜間はマイナス気温となる融雪時期は、軒天結氷の厚さがさらに増し、１０ｃｍ程度にまで成長することもある。
石狩地方の２０１９年２月２５日現在の積雪は１１０ｃｍあり、この大量の雪が（石狩地方では２月２０日頃から融雪期）１ヶ月程度の融雪期に溶け出して流れ落ちる。ただし屋根トタンのコーキングが破損したとしても、トタンのハゼ部分は２ｃｍばかり高くなっているので、直ちに漏水が起こることはない。しかし上述したようなコーキングに破損が生じた状態の箇所に何らかの原因で結氷が生じ、その氷の上部（屋根勾配に対して上部）に雪解け水がダム状に溜まると、溜まった水がトタンのハゼを超えた場合は漏水を起こす。
【０００６】
横樋部分が雪で覆われていると問題は起きないが、この樋部分のどこかに隙間ができると、この隙間から寒気が横樋内に入り、横樋直近屋根に軒天結氷を生成せしめる。例えば１階部分の屋根の場合、その家に２階があれば、２階壁と１階屋根積雪の接面は雪が溶けて隙間ができるし、また竪樋から横樋に続くような箇所が存在すると、この部分も竪樋から上昇してくる熱で上部の積雪が溶けて穴ができる。この穴から寒気が侵入する。また、排水パイプが屋外に設置されている場合は、このパイプからも寒気が入ってきて軒天結氷を生成せしめることになる。
融雪期にはこの結氷による漏水トラブルが発生しやすく、春先は、雨漏り修理などに係わる宣伝チラシが散見される。現在の高断熱住宅の屋根は漏水箇所が簡単に確認できない構造であるから、一度漏水すると修理は大きな工事になることが多い。
【０００７】
従来の漏水の防止対策としては、横樋付近に電熱ヒーターを設置したものや、勾配の緩い落雪屋根の軒天下部に、三角状の雪止め屋根を構築して、その中に電熱ヒーターなどを取り付ける技術があるが、その部分が外気で冷やされて低温になるため、その低温下においてトタンを温め氷の付着防止や融雪を行うのには、多くのエネルギーが必要であり電気代も嵩むため、融雪装置を取り付けたものの使用していない現実もある。屋根部の凍結にかかる対処法として、トタンハゼのコーキングの研究・トタンハゼ部の改良等の対策が行われてきているが、これらはいずれも結氷を既成の事実として受け止め、氷の付く屋根に対して屋根の上から行う処置となっている。
【０００８】
上述したように、現今の鋼板葺きＭ型無落雪屋根（図4）、又は勾配が緩くて雪が落下しにくい合掌造り等の鋼板葺き屋根も含めて、その軒天結氷による漏水を防止するのは、寒地住宅の大きな課題である。一部には、電熱線を屋根上に設置したものや、パイプに湯を通して、屋根雪の溶融を試みるものもあるが、設置費用が高額で普及にはいたっていない。いまだに寒冷地の住宅建築者が、安心して施工できる安価で耐久性のある、屋根雪融雪の技術は存在しない。
屋根の形状によっては、屋根に大量の雪が積み重なり、この雪の重量が建物に負担を掛ける。この屋根雪の対策としては、屋根上から人力による雪下ろしで対処しており、１シーズンに何度も雪下ろしを行わなければならない年もあり、その労力もさることながら、その際に起こる人身事故も、大きな問題になっているのは周知のとおりである。これにもかかわらず、従来は屋根上の積雪を、屋根裏に滞留する熱で溶融するという技術はなかった。
【０００９】
雪国においては、屋根・道路など生活関連部門は雪によるトラブルを受けている。「工業所有権情報」誌によると、この雪の融雪に大手企業から個人に至るまで、多くの人が研究し、特許願いの数も数知れないほど出ている。屋根に係わる融雪方式では、科学的融雪、火炎利用の融雪、直接散水による融雪、電熱利用の融雪、温水循環による融雪等がある。温水利用ではヒートポンプを活用するものも多い。
本発明に近いものとしては、古いデータであるが、特許２６８４８８４（１９９１．０７.１９日）が挙げられる。これは、屋根温度のモニタリング結果に基づいて、屋根裏暖気吹き出し口の量をダンパーにより制御するものである。屋根裏の温度を利用する点は、この発明と共通点があるが、熱伝導板は使用していないので、本発明とは異なっている。
先進技術は多いが、そのほとんどは屋根の上における融雪設備であり、加えるに融雪のために特定のエネルギーを補給している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、屋根裏換気をしない建築法（図５）（屋根裏密閉工法  出願番号  特願２０１６−２２２７４０）により造られた屋根裏（図５）１３に滞留する熱によって、実現が可能な発明である。
本発明は、屋根トタン（図１）１に結氷を生じさせないように、すなわち結氷防止と、屋根上の積雪（図５）３を溶融することを主眼として行う住宅屋根の施工技術である。従って、従来の結氷を事実として受け止めて対策を立てるものとは、発想の段階から非常に異なっているものである。
本発明は、軒天結氷や屋根上積雪（図５）３に対する事後の対策でなく、結氷を未然に防ぐとともに屋根積雪を溶融する、いわゆる問題の発生する事前の観点から、問題を処理しようとする発明である。
【００１１】
本発明は結氷を防いで屋根トタン（図１）１を長持ちさせるとともに、屋根からの漏水を防止するものである。また、屋根上の積雪（図５）３を溶融せしめることにより、建物に加わる荷重を軽減し、雪の荷重による建物への害を少なくするものである。また屋根上積雪（図５）３の量が自然にコントロールされ、溶け残った残雪を住宅の断熱として活用するものである。
【００１２】
屋根裏換気をしない工法（図５）によって建築した住宅では、屋根裏は常にプラスの温度を保っている。この温度の測定は、屋根裏換気を行っていない我が家の２階部分の屋根裏で行ったものである。２階部分は空室になっていて暖房は入っていない。
この状態で屋根裏（図５）１３の温度測定を行った。２０１９年２月９日外気温が２４時間マイナス１２度、しかもその日は一日中の降雪と毎秒１５メートル以上の北風が吹いた猛吹雪の日であったが、そのような悪天候にあっても一日を通して屋根裏（図５）１３の温度はプラス４度であった。同月１２日は最低気温マイナス１２度、日中マイナス５度、薄曇りで正午頃から晴れて陽光がさした。その日の午後４時時点での屋根裏の温度測定値は１４度であった。２月２２日、気温は最低気温マイナス５度、最高気温５度、快晴、この日の屋根裏の気温は最低５度、最高１６度であった。
【００１３】
温度測定の結果、屋根裏（図５）１３の温度は石狩地方の場合、最低気温がマイナス１２度程度でもプラスの温度であり、陽光があれば１０度以上になることが分かった。朝から外気温がプラスで晴れた日には、屋根裏の温度は１８度に達する。
本発明は、屋根裏のこの熱を、屋根防水層（図１）１,２に伝導するため、熱伝導率の高い材質（鋼板又はアルミ等）で出来ている板状のもの（以後「熱伝導板」と称する）を介して屋根部の防水層に伝え、Ｍ型屋根（図４）１０の軒天を温めて軒天の結氷を防止するとともに、屋根上の積雪（図５）３を溶融するものである（請求項１）。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この問題解決を添付の図面により説明する。
添付の図面（図１）は、Ｍ型屋根を谷コイル（横樋）と直角にカットした、垂直カット展開図の一部である。垂木（図１）６、及び野地板（図１）５を挟んで上下から断熱（図１）４、１９を施したものである（断熱は建築者の希望により変えてよい）。一般仕様と異なっているのは、熱伝導板（図１）の３、１３及び１４を付加していることである。
【００１５】
この熱伝導板（図１）３を屋根裏から谷コイル（図１）１０の横を通して、屋根の上部に延べ、屋根の上の発泡スチロール系の断熱材（図１）４と防水シート（図１）の２の間に敷設する。このように施工すると、熱伝導板（図１）３は外気に触れないので、劣化を防止できるし、また熱伝導板（図１）３が直接寒気にさらされて、屋根裏に結露を生じないようにする。熱伝導板の屋根裏部分で集熱した熱は、熱伝導板を伝って上方に移動して屋根上に移動する。これにより、Ｍ型無落雪屋根（図５）の軒天結氷を防止することができる。また、横樋（図１）１０と熱伝導板（図１）３の間には、発泡スチロール系の断熱材（図１）１２を装着して熱伝導板が冷却しないように施工する。
横樋を撤去した場合は、横樋のあった部分を谷として、両側の屋根を突き合わせＶ字型の屋根をつくり、この一番低い谷の箇所から屋根の両側に熱伝導板（図６）５、６を屋根上に出せばよい。
【００１６】
熱伝導板の結氷防止作用に加えて、屋根上積雪（図５）３の溶融を行う場合は、屋根面を上方に向かって、結氷防止施工の一枚（図１）３と同じようにして、熱伝導板を（図１）１３及び１４に示すように、数十ｃｍ程度の間隔で施工すればよい。
熱伝導板（図１）３、１３、１４の継ぎ目は、重なりがあっても問題はない。むしろ重なり合う方が良い。熱伝導板は屋根上で、上方に向かって折曲げても、下方に向かって折り曲げてもよいが、それぞれに長短がある。
工事に当たっては、熱伝導板（図２）が垂木（図１）６に当たる部分は、（図２）１６で示すように切り欠きを入れて、この切り欠きに垂木（図１）６を通して、熱伝導板（図１）１３及び１４の下部を屋根上から屋根を貫通して屋根裏に入れる。このように順次施工して、屋根全面をカバーするように熱伝導板を貼り付ければよい。熱伝導板の材質・大きさ、屋根裏の熱量、屋根の状態などから、必要に応じて雪を解かすことのできる造りにすればよいのである。
【００１７】
熱伝導板（図２）は、屋根裏（図５）１３に滞留する熱を集熱して、屋根トタン（図１）１に伝導することにより、結氷の防止及び屋根上の雪を溶融する大切な役割を果たす。よって熱伝導板は熱伝導率の高い材質を選ぶ必要がある。
熱伝導板（図１）３により屋根裏（図５）１３で集熱された熱は、熱の持つ上昇特性により、熱伝導板に沿って上へ上へと移動し防水シート（図１）２を温める。熱はやがて防水シートの上の屋根鋼板（図１）１に達する。これにより鋼板の上の、軒天結氷を防止し、屋根上の積雪（図５）３を溶融するのである。この熱の移動は、熱の持っている上昇特性により行われるもので、この熱の移動が本発明の大きな特質である。
【００１８】
軒天結氷防止の施工法概略を記述する。  
工事に当たっては、屋根最下部の熱伝導板（図１）３が小屋束に当たる部分は、切り欠きを作って施工する必要がある。熱伝導板を屋根上から横樋（図１）１０の横を通して屋根裏に入れる。屋根上の部分は、野地板（図１）５、その上に発泡スチロール系断熱材（図１）４を貼り付けてある屋根の上に、この熱伝導板（図１）３を延べて固定すればよい。その上に防水シート（図１）２を貼って、トタン（図１）１等で仕上げる。シート防水の場合は、熱伝導板の上に直接防水シートを貼ればよい。
【００１９】
発泡スチロール系断熱材（図１）１２で断熱することにより、谷コイル（図１）１０部分での熱ロスを少なくし、集熱した熱は効率的に屋根部分に伝えられて、結氷を防止する。さらに熱に余力があれば、熱は屋根部分の上方に伝送されて、上部の雪を溶融する。熱の上昇特性を利用するのであるから、熱伝導板は屋根上で上方に折り曲げるのが望ましい。この場合、屋根の勾配は１５％ないし２０％程度あった方が良い。
しかし、最近の屋根はフラットに近いいわゆる水勾配程度の屋根も多く、このような屋根には横樋も設置してないので、これらに対する施工法は後に述べる。
【００２０】
熱伝導板（図１）３を谷コイルの軒天部分から屋根上方に９０ｃｍほど設置するだけで、軒天結氷を防止することができる。軒天結氷の予防を目的とする場合は、一番下部即ち屋根の谷部分の熱伝導板を施工するだけで良い。これは既存建築の屋根に、谷コイルから屋根上方に熱伝導板を１段付加するだけのことであるから、工事設計の変更は少なく、経費は僅かで施工も容易である。これだけで従来からの大問題であった軒天結氷を防止することができる。
【００２１】
さらに、屋根積雪（図５）３の溶融を目的とする場合は、熱伝導板（図１）１３及び１４のように、熱伝導板（図２）を必要な枚数だけ、３０から５０ｃｍ程度の間隔で屋根全体に展張する。
熱伝導板（図１）１３及び１４の長さは、屋根材部分の厚みが１５ｃｍ程度とし、屋根裏（図５）１３に４０ｃｍ程出して、屋根の上に５０ｃｍ延べる場合、全体で１０５ｃｍ必要である。横幅は熱伝導板（図２）の材料に合わせて、容易に工事ができるように決め、この材料を屋根上に出す長さの箇所（図２）１７から、直角に折曲げて使う。
この熱伝導板に、垂木を通すための穴あけ（図２）１６加工を施す。垂木（図１）６の間隔に合わせて熱伝導板（図１）１３及び１４、およびその他必要とする熱伝導板に、必要な個所に穴をあけておく（図２）１６。垂木打ち付けの段階で、この熱伝導板（図１）１３及び１４等に垂木（図１）６を通す。母屋（図１）１１の位置と熱伝導板の枚数を勘案して、必要枚数を通して垂木を固定する。
【００２２】
次に熱伝導板を上向きに折り曲げる場合は、屋根勾配の上端から野地板（図１）５を、加工した熱伝導板の幅に合わせて貼る、加工した熱伝導板を屋根上に５０ｃｍ幅で展張する場合には、５０ｃｍ幅で野地板（図１）５を釘止めする。次に発泡スチロール系断熱材（図１）４を同じ幅で打ち付けて、続けて屋根傾斜の一番上の熱伝導板（図２）を野地板（図１）５に打ち付ける。次に、その下部に野地板（図１）５を上から２枚目の熱伝導板（図２）の幅に合わせて打ち付け、発泡スチロール系断熱材（図１）４を打ち付け、熱伝導板（図２）を打ち付ける、このようにして順次下に施工していく。熱伝導板を下向きに折り曲げる場合は、屋根傾斜の下部から施工すると良い。
屋根全部に熱伝導板（図２）を打ち終わったら、その上に防水シート（図１）２を張り、最後にトタン（図１）１、で仕上げる。また、鋼板を貼らずにシート防水の屋根にすることもできる。シート防水の場合は、熱伝導板に直接防水シートの仕上げで良い。シート防水のほうが融雪効果は大きいと思われる。
この施工例は上部から作業を始めているが、熱伝導板をどちらに折り曲げるかにかかわらず、屋根下部からでも上部からでも、工事者が工事を容易に施工できるように順次施工すれば良い。
屋根裏に出ている熱伝導板は、屋根裏側にウレタン吹き付け断熱工事（希望に応じて）を行う場合は、熱伝導板（図２）を工事がやりやすいように押し曲げても良い。工事後はもとのように戻す。
【００２３】
熱伝導板の穴あけ施工及び工事が面倒な場合は、（図３）１８のように垂木（図１）６の当たる部分を切り開いて、垂木を固定してから、（図３）のように加工した熱伝導板を、屋根上から屋根を貫通して屋根裏（図５）１３に差し込み施工すると良い。
熱伝導板は、（図２）１７から直角に曲げて、熱伝導板（図２）を屋根裏に差し込み、その後で切り開いた部分（図３）１８をもとのように直す。この方が施工は簡単であるが、熱伝導は多少下がる。
【００２４】
現在の住宅屋根の骨組みは、母屋と直角方向に傾斜して垂木を打ち付け、これに野地板を横貼りする工法で造られている。この造りの屋根に熱伝導板を施工する場合は、垂木のために熱伝導板工事が煩瑣になり時間もかかる、これを簡易化するために「上り母屋方式」（請求項２）とするとよい。
「上り母屋方式」の場合は、垂木を使わないで、従来の母屋の上に「上り母屋」を施工して、これを従来の垂木と同じ向きに幅およそ１５０から１８０ｃｍ程度にとりつける。この「上り母屋」に、直接丈夫な野地板（図６）３を貼り、この上に発泡スチロール系の断熱材（図６）４を貼って、これに熱伝導板（図６）５、６を貼る。こうすることで垂木による熱伝導板工事の手間を省くことができる。上り母屋方式の場合、横樋は無い方が良いが、横樋を付けたままでも施工できる。
またこの上り母屋方式の場合、工場で屋根材を作ることもできる。この屋根材は、根太クラスの材で１８０ｃｍ×３０から５０ｃｍメートル程度の枠（上り母屋の間隔に合わせて）を作り、この枠に野地板及び断熱材を装着し、それに熱伝導板を張り付けて、一つのブロックを作る。これを建設現場に運び、現場ではその屋根ブロックを上り母屋（図６）２に打ち付けて、ノックダウン方式で屋根を施工することができる（請求項３）。工事は従来の作業より簡単且つスピーディに施工することができる。
【００２５】
熱伝導板の上に防水屋根を張る。一般にはトタン屋根防水が多いが、熱伝導板の上の防水屋根は、シート防水が良い。熱伝導板と屋根のシートは密着しているので、熱を効率よく融雪に利用することができ、また熱伝導板の屋根上部分の結露を防止することができる。シート防水屋根は工事費が高いとされているが、その後のメンテナンスを考えると必ずしも高いとは言えない。シートの修理は簡単で水漏れの穴が開いた場合は、そこだけ貼り付けて簡単に溶接修理できる。これに比べトタン屋根の場合は水漏れ箇所の確認が難しく、水漏れした場合は簡単に修理できないという難点がある。
【００２６】
熱伝導板を直接防水屋根とするのは、できないことはないが、無理がある。コーキングの目地が多く完全防水は難しいという防水の問題、外気が氷点下になって屋根にまだ積雪がない場合は、熱伝導板が直接寒気に触れることになり、屋根裏が冷えて家の中が冷えることも考えられる。また、屋根裏結露の問題が起こることも考えられる。さらに熱伝導板が腐食した場合の修理は大がかりな工事になるので、熱伝導板は上向き展張、下向き展張に係わらず、外気に触れないよう施工したほうが良い。熱伝導板に関するこれらの問題は、今後、熱伝導板の施工実績、その効果などを勘案して、研鑽されていくべき課題である。
【００２７】
熱伝導板によるスガ漏れ防止の施工法を説明する（請求項８）。    
現今、長尺トタン屋根の場合、トタンの幅を４０ｃｍ又は４５ｃｍに造り、これをハゼ方式により繋いで大きな屋根として施工している。従って、ハゼの下にはかならず垂木があるとは限らない。建物を作る大工仕事と屋根トタンの仕事は異なった事業者が担当しているので、このような工法になっている。
横樋部分の軒天結氷防止は、これまでに述べてきた熱伝導板を、横樋から５０ｃｍ程度の幅で施工すれば防止できるが、この熱伝導板ではハゼ上部までの結氷防止はできない。ハゼ部分凍結防止のために、熱伝導板を施工する場合は、次のようにすればよい。
【００２８】
この場合は、屋根トタンのハゼ幅と同じ幅、即ち一枚の加工した屋根トタンの幅と同じ幅で垂木を両側に並べて置き、この上に同じ幅の野地板、断熱材を貼る。従来野地板は垂木に対して横張であるが、この熱伝導板によるスガ漏れ防止工事の場合は、縦張りにする。トタンのハゼ間隔に合わせた２本の垂木、その幅に合わせて野地板、断熱材を貼り付けて一つの「ブロック」を作る。断熱材は野地板の上下両面に貼ることができて、断熱性の高いものとすることができる。このブロックは工場で生産して、現場ではノックダウン工法で施工することもできる。
このブロックを二つ合わせて、その合わせた所から熱伝導板を屋根裏から屋根上に出すのである。屋根上に出した熱伝導板は１０から１５ｃｍ程度として、右か左、トタンハゼの位置に合致する方向に曲げる。これにより、ハゼ部分を温めて凍結を防止する。この工法を順次繰り返して、ハゼ凍結防止の屋根を構築する。
【００２９】
屋根裏に出た部分は、３０ｃｍ程度あれば良い。これはまだ未実験なので、確定的には言えないが、融雪熱伝導板の結果から推して、十分に作動するものと判断する。
また、冬季の降雨時や思いがけない暖気で、何らかの原因でハゼ上に水がプール状に溜まりスガ漏れが予想され、このスガ漏れ防止に急を要する場合、又は横樋に寒気が入り込み、軒天結氷が想定される場合は。これらの氷を溶融するために、屋根裏に熱を加えるとよい。
【００３０】
熱伝導板の造りは、屋根上１０ｃｍ、屋根の下３０ｃｍ、屋根材の部分が１０ｃｍならば、幅５０ｃｍの鋼板を、１０ｃｍのところで右か左、必要な方向に直角に曲げる。それから母屋の当たるところを切り抜けばよい。長さは長くてもいいが、あまり長いと作業性が良くないので、１.８ｍから２.７ｍ程度がよいと思われる。またトタン材は幅９０ｃｍであるから、これを半割して４５ｃｍで使用すると、経済的である。この場合は、屋根裏が２５ｃｍ程度になる。この熱伝導板を現場で必要な長さに整えて使用すればよい。
このように熱伝導板を施工すると、屋根トタンのコーキングが機能しなくなっても、スガ漏れは非常に少ないので安心して生活することができる。
熱伝導板によるスガ漏れ防止の工事は、無落雪屋根を主体に考えているが、傾斜のある落雪屋根にも応用することもできる。
【００３１】
スガ漏れ防止のための熱伝導板は、屋根上の幅員は１０から１５ｃｍ程度であるが、この熱伝導板を幅広として屋根全面に展張すると、熱伝導板を縦に入れる縦貼り融雪屋根の施工となる。熱の移動形態から考えると、熱伝導板は横長の施工、即ち横張工法が良いと思われるが、工事の都合で縦貼り施工の必要がある場合は、このように施工することができる。両工法とも経費に大きな変わりはない。

【００３２】
本発明の実証実験として我が家の下屋（１階部分の屋根２４平方メートル）を、改造しようと考え、工務店と交渉したが、引き受け手がなかったので、やむを得ず妻と二人で改造工事を行った。その概要を記述する。
我が家の形状は東西に長く、西側に６５平方メートルの２階の屋根がある。東側に面積約２５平方メートルの下屋がある。この下屋部分を、上り母屋方式に改造して、熱伝導板を取り付け、シート防水で仕上げた。
下屋は、２階部分屋根の南東にあり、ちょうど冬の北西季節風の風下に位置している。それで吹雪になると、１階部分から吹き下ろされた雪が、２メートルほどにもなっていた。また下屋の回り３方向には、上面幅が６０ｃｍのパラペットが付いており、これが屋根の面積を広めて積雪量を多くしていたため、最近の異常気象対策も兼ねて、このパラペットを撤去した。
【００３３】
改修工事は、パラペット、屋根トタン、断熱材、野地板、垂木及び横樋を撤去して、母屋の上にもう一段母屋を設けて「上り母屋」とした。屋根の勾配は従来のままで、谷部分は両方の屋根の突き合わせとした。また、東即ち竪樋の方向に２/１００の勾配を付けて、水が竪樋方向に集中して流れるように施工した。
上り母屋の間隔は、両端が５５ｃｍ、中は１２０ｃｍ×２となった。熱伝導板工事は中央部分、即ち屋根の谷部分から始めた。野地板は２×１０インチの、いわゆるツーバイの材を使用した。屋根の谷部分を中心として、両側にそれぞれ２枚のツーバイ材、（図６）３（２枚の材を１ブロックで表示している）を打ち付け、同じ大きさの発泡ウレタン４０ミリ（図６）４の断熱材を重ねた。ツーバイ材の中央即ち谷の中央から２枚の熱伝導板（図６）５、６を出して、これを必要な長さでカットした。この熱伝導板を右と左に折り曲げて、谷の部分をコーキング材で塞いだ。
工事は（図７）左側のように熱伝導板を上向きに折り曲げて施工した。野地板２枚ごと、即ち４８ｃｍ間隔で熱伝導板を張り付けた。熱伝導板（図６）５,６の屋根裏部分は約５０ｃｍになった。
この伝道板（図６）５,６の下部に結露水排出のために、５０ミリの塩ビ管を半割してぶら下げ、この半割管に結露水が流れ落ちるように施工し、１／５０の勾配を付け、各熱伝導板の下のパイプを横管の本管に落ちるようにして、結露水を径２０ミリのパイプで流れ落ちるように工作した。このバイブの先を地下室に導き、結露水が落ちて来たら視認できるようし、その量も計測できるように工作した。本来は、この排水管を屋根竪樋に接続する。
【００３４】
屋根裏の滞留熱に加えて、他の熱を屋根裏に入れる場合、熱を入れる付近の屋根部が熱を多く受け、屋根全体が平均に温度が行き渡らない可能性がある。即ち屋根裏の上部は熱伝導板で仕切られているので、空気の移動が制約されると考えられる。それで、付加する熱が屋根裏で均一に広がるように、一階天井の上に幅３０ｃｍ高さ１０ｃｍのダクトを作って、これで熱を誘導した。このダクトの上面に１２ミリの穴を多数あけ、このダクトを屋根裏の中ほどに、屋根の南北方向で取り付けた。この上にグラスウールを掛けて屋根部全体に熱が放散されるように施工した。
【００３５】
主要部分である熱伝導板の工事は、次のように施工した。まず、幅９０ｃｍのガリバリウム板を１１０ｃｍの長さに切っておき、これを加工して取りつけた。加工の方法は、熱伝導板の屋根上に出る部分を計測し、それに合わせて１１０ｃｍに切ってあるトタンに直角に曲げるところに横線を引き。次に、母屋に合わせて伝導板を切り抜く印をつけた。
それから鋼板加工のために、柱材の一角に５０ｍｍの鉄製のアングルをとりつけ、これを適当な台に固定して、作業台を作った。この上に熱伝導板をのせて、あらかじめ付けて置いた折り曲げ線から、金敷でたたいて折り曲げた。次にトタンハサミで、印のつけてあった母屋部分を切り取った。場合により母屋部分は下まで切込を入れて、施工時屋根上から伝導板を差し込んだ。
【００３６】
（図７）の９は熱伝導板を屋根水の流れに対し、逆目に貼付する例である。この方式は屋根水の流れに逆目であるから、防水効果は期待できない。もし防水効果を持たせるなら、熱伝導板の継ぎ目を全部コーキングで塞ぐこととなり、これは大変な作業であって、完璧を期待するのは難しい。しかし熱伝導性は良いという特徴がある。
熱伝導板（図７）６に続き、２段目も２枚の２×１０の材（図７）３aを置き、その上に発泡ウレタンの断熱材（図７）４aを張った。続いて熱伝導板（図７）９をこれらの材の上側から入れて、屋根上に出た部分を屋根上部に向けに曲げて貼り付けた。このように貼付すると屋根の流水に対し逆目となる。今回は初めての工事であったので、熱伝導が少しでも活発になるように、熱伝導板を上向けに曲げて施工した。熱伝導板を２段目の（図７）９と同じように、更に３段、４段と順次施工して工事を終了した。また、熱伝導板を貼る場合、熱伝導板が野地板に当たる両面にコーキング材を充填した。
今回の実験屋根は、熱伝導板を上向けに曲げる方法で施工した。熱伝導板の間隔は約５０ｃｍとした。笠木の部分は、笠木の上まで熱伝導板を被せて止めた。
【００３７】
本工事計画時は、結露水が落ちないと判断していたが、以後この方式の屋根を施工する方が安心して施工できるように、ひな形として万全の方法で結露対策を施工した。
熱伝導板の工事が１段終わると、熱伝導板の屋根裏部分の下に、５０ｍｍの塩ビ管を半割にして樋をつくり、熱伝導板を中に入れるようにしてぶら下げる。下げる方法は塩ビ管及び熱伝導板に、グラインダーなどで幅３０ｍｍくらいの細い横長の穴を開け、この穴に入る程度の幅にトタンを切って留め具を作る。これを伝導板の穴に通し、次に両端を塩ビ管の両側の穴に通して、その留め具のトタンを塩ビ管の両側で上方に曲げてとめた。
【００３８】
（図７）の右側部分は、屋根水の流れに順目になるように熱伝導板を施工した参考図である。このように施工すると、屋根水の流れに順目になり、熱伝導板だけでも一定の防水効果を持たせることができる。この施工は、熱伝導板が下向けに伸びるのであるから、屋根勾配がきついほど、熱の上昇による伝導特性は悪くなる。
最近の無落雪屋根の勾配は小さくなっており、また、熱伝導板による屋根積雪の融雪状況は、熱伝導板が屋根上に出た点が、線状に早く溶ける状況であるから、熱伝導板の間隔を狭くして施工すれば融雪効率を高め、屋根流水に順目に貼っても、良い結果が得られるものと判断する。
【００３９】
屋根の防水工事は、屋根全体に貼った熱伝導板の上に、シート防水を施工した。
この工事は屋根工事専門店に依頼した。
【発明の効果】
【００４０】
このようにして伝導板を５０ｃｍ（正確には２０インチ）間隔で施工したところ、屋根雪は伝導板が屋根裏から屋根上に出た所が早く溶け、屋根上積雪４０ｃｍ程度になると、溶融状態は耕した畑に種をまく大きな畝を作ったような感じで溶けた。横から見るとミニチュアの段々畑のようでもあった。夜間に降雪があり、翌朝屋根の雪面を見るとわずか乍ら畝状のへこみが見られた。屋根雪は時間と共に全体的に溶けた。溶ける度合いは、陽光、気温、風、積雪の量などにより影響を受けるので、数値的に示すのは難がある。また熱伝導板からの結露水は見られなかった。
外気温がマイナス１０度程度の時でも、積雪３０ｃｍ程度の雪を掘って屋根との接面を調べると、屋根近くの雪は溶けて多くの水分を含み、握って絞ると水がしたたる程であった。積雪がある程度あると、昼夜にかかわりなく積雪は溶けていることが解った。
これにより、熱伝導板方式で、屋根上の積雪を溶かすことができることを確認した。また、積雪が１０ｃｍ程度では、前の日に溶けていた屋根との接面は、翌朝は屋根に凍り付いていた。しかし、このような凍り付きも、太陽の光を受け少し暖かくなると氷の下から溶けて流れ出すといった程度の凍結で、トタン屋根のハゼを超えて漏水するような結氷には至らなかった。これにより、たとえ凍結で屋根に結氷しても、簡単に溶けて問題が起きないことが解った。また、凍結した上に、新雪が一定量積もると、夜中でもこの氷が溶けることが解った。
【００４１】
実験的に熱伝導板を施工した屋根は、２０２０年２月２９日現在、雪はほとんど溶けていて、東端のほうにわずかに残っているだけである。隣近所の同じような環境にある屋根には、５０ｃｍ以上の積雪がある。両者を対比すると、熱伝導板の効果が確かなものであることが解る。また、昨年（熱伝導板工事前）は窓の外にうずたかく雪が積もり、外の景色は見えなかったが、今年（熱伝導板工事後）は夏と同じように悠々と見渡せる状態であった。
【００４２】
実験屋根の中央付近に降雪量の測定に備えて、胴縁で作ったゲージを立てた。このゲージの台として２５ｃｍ長の１０．５ｃｍ角を使用した。この台の所は融雪しないので、固くなった積雪が残った。この積雪が雪柱のようになって周りの積雪を支え、ゲージ棒を中心にして、半径５０ｃｍ位が丘のようになった。台付近の下部は、幅２０ｃｍ程度は雪が溶けて空洞になった。こうなると積雪はなかなか溶けず最後までのこった。このことから、屋根の上に熱の通りが良くないもの、例えば木製のものを置くと、それが小さなものでも融雪に影響をきたすことが解った。
【００４３】
実験結果から熱伝導板のさらなる改良をすべきと考えた。熱伝導板の間隔は、５０ｃｍより狭くその半分程度が良いこと。そうすれば、屋根裏部分の集熱部も短くても良い。屋根裏に出る部分を短くできて、施工も容易である。だが短すぎると、集熱板でなくて結露板になる可能性もあり、十分な研究を要する。
熱伝導板の施工幅を狭くすると、畝状の溝も狭くなり、良く溶けるので、屋根上で上方に向かう熱伝導板の熱移動を期待しなくても良くなる。それで熱伝導板を屋根水の流れに対し、順目に貼っても問題がないと確認した。この施工法が現在の住宅工事で熱伝導板工法を採用する場合には、最適と思われる。
下から２段目の熱伝導板を屋根上に出た所から、下方に貼張することにより、屋根流水に対し順目に貼ることができて、熱伝導板に防水機能を持たせやすくなる。熱伝導板には防水機能は期待していないが、熱伝導板に防水機能があれば工事中に、にわか雨が降った時、或は作業中夜間の屋根防水養生作業が容易となるという利点がある。
【００４４】
また、笠木にも熱伝導板を掛けたが、顕著な効果はなかった。このことから笠木は幅が狭い方が良いと判断した。現在の笠木は屋根の見栄えのためか、幅３０ｃｍくらいで堂々と仕上げられている。これに降雪が乗ると４０から５０ｃｍも積もる。この積雪を少なくするために、笠木は最小限の幅に抑えるべきと判断した。できれば笠木の上面をテーパー仕上げにして、雪が乗らないような工夫も、良いのではないかと考えた。また笠木にテーパーを付けて置けば、雪庇の切り落としにも効果が見込める。
【００４５】
また、屋根裏全面に熱伝導板が何段も出ると、或る熱伝導板と隣の熱伝導板との間に、小部屋が出来たような状態になるため、屋根裏下部から屋根裏の高い部分への空気の移動は制限される。すなわち、小部屋から小部屋の空気の移動は難しくなる、このために湿度を含んだ比較的温度の高い空気が屋根裏の高い部分への移動は制限される。これは、屋根の高い部分に施工されている、湿度排出パイプの方向に空気が移動することができない状態であるから、この移動を助けるために、熱伝導板の屋根裏上部に、空気流通のための穴あけ加工をしておくとよい。
（図８）１１に示すように、熱伝導板の天井裏上部に、穴を開けておく必要がある。穴の大きさは、横１ｃｍ縦３ｃｍもあれば十分と思う（請求項６）。
【００４６】
今年は雪が少なくて良いデータが出来なかった。しかし雪が確実に溶けることは確認した。
実験屋根上の積雪と、庭の積雪を実測比較して、屋根積雪の溶融状態を観察した。屋根の上の積雪測定は、屋根傾斜部分の中央に物差しを差し込んで実測した。庭積雪の測定は、庭の中央付近に１０ｃｍ間隔の目盛を付けた胴縁を立てて、その目盛により確認した。屋根上の融雪は屋根全面が平均に溶けず、２階壁の近くが太陽の反射もあって、早く溶ける。それで積雪が２５ｃｍ程度になると、屋根上の適当な点を数点測定して、平均値を予測して、これを積雪量とした。
両者の積雪量は、非常に異なっている。屋根上は雪が溶けやすいという条件にはあるのかもしれないが、陽光による溶融以上に両曲線の間隔は、降雪量と共にだんだんと広くなった。屋根積雪の平均値は、積雪二十数ｃｍでほぼ横這いである。これに対し庭の積雪は降雪に比例して、だんだんと上向きに推移した。２０２０年３月５日両曲線の積雪差は７０ｃｍ以上になった。このことから、熱伝導板により屋根雪が溶けたことを、確実に読み取ることができる。このように屋根積雪は、地上の積雪に比べて少なくなっているが、従来は、風下の下屋部分に２階屋根から吹き下ろされる雪が積もって、下屋上の積雪が地上の積雪より多かったのである。
【００４７】
外気温度がマイナス５度になると、積雪が１０ｃｍ程度では雪の下は凍っている。しかし積雪が３０ｃｍ以上あると、マイナス１０度でも雪の下部即ち屋根に接している部分は溶けている。石狩における令和2年の最低気温はマイナス１３．４度であり、この時屋根の積雪は３３ｃｍであった。積雪を掘り返して見ると、屋根との接面は溶けていた。このことは、積雪が多いと溶融率は上がり、積雪が少ないと溶融率は下がることを示している。また積雪が多い時期は低温の時節でもあるので、生活の暖房も強く入れる、この暖房熱と積雪の断熱作用によって、屋根上の積雪の溶融が進むのである。積雪量、外気温度、暖房熱量の相互関係で、溶け方が変わり、外気温度が低く、積雪が少なくなると積雪の溶融率が下がる。よって、積雪と外気温度との相関関係で残雪の量が決まる。それは、積雪量と温度の自然作用であるが、最も影響を受けるのは、積雪量である。積雪が多いと外気温にかかわらず溶融率は上がり、積雪が少ないと溶融率は下がる。従って、或る外気温では、それに比例した積雪が屋根上に残る、即ち、外気温が低いほど屋根上の溶け残りの雪量は多くなる。熱伝導板の融雪では、外気が凍結点以下であると、積雪が零になるまでは溶けない。この残雪が家の断熱効果を高める。このように、熱伝導板による融雪は、屋根の積雪量と外気温との関係によって屋根の残雪量を自動的に調整する効果が期待できる。
【００４８】
ここまで屋根の融雪等について、屋根の構造等を中心に書いてきたが、融雪のためには、家庭生活の暖房熱は大切なものであるから、我が家の暖房について、付記しておく。
我が家の暖房は熱源を地下に置いて、基礎コンクリートと一体化した焼却炉で、ガス、灯油、薪、石炭等、その時安く手に入るものを燃料としてきた。現在は薪を炊いている。焼却炉で燃料を燃やして、その熱を居間の床に回遊、いわゆるオンドルを通して、家のほぼ中央に配置した集合煙突に繋いでいる。また、焼却炉の回りに付けた１５ｍｍの銅パイプで水を温め、この温水を熱の上昇特性を利用して居間の放熱パネルに接続して、常時４０から５０度で放熱している。暖房に電気は使用していない。この設備は４０年間メンテナンスフリーで稼働してきた。オンドル内に蓄積した煤は、年に1度か２度燃えて灰になり、容積は極めて小さくなる。この暖房設備は、寒冷地の防災型として、設計したものである。居間のオンドルとともに、暖まった基礎コンクリートも、生活空間を温めている。１階の生活空間２ＬＤＫ、風呂トイレ合わせて６６平方メートルを開放して、昼夜２０から２３度程度に暖房している。暖房の必要な期間は、秋から春まで暖房を入れている。このほか地下の火炊き場８畳、２階の８畳２間が、家の構造で自然に温まっている。これだけの熱量を生活に使用している。
【００４９】
これまでに一般の人や建築専門家など十数人から、本発明について助言や意見を伺った。これらのほぼ全員が第一に挙げたのは、熱伝導板に付着する結露の問題であった。それ故結露に対する考察を書く。
身近に起こる結露は、夏の暑い時に冷たいビールをコップに注ぐと、ほどなくしてコップの回りに水滴がつき、テーブルの上にコップの水濡れた型が付く、こういうことは多くの人が経験していると思う。一般に夏の温度は３０度以上で、ビールの温度は８度くらいと言われています。この温度差は２０度以上である。
それで我が家の冬に、どんな条件で結露がおこるのか実験をした。我が家は老人の二人暮らしであり、住宅には相応の結露対策がしてある。また暖房は自然暖房で、冬季でも乾燥を感ずることが無いので、加湿器はない。このような状態で実験を行うと、室内で室内温度よりも２０度低い温度の水をコップに注いで１５分間放置しておいても、結露はしなかった。結露はその場の温度、両者の温度差、そしてその場の空気の中に含まれている湿度との相関関係で発生する。北海道の乾燥した冬においては、結露は比較的少ない。
屋根裏の温度はおよそ５度から１８度くらいであり、屋根上から伝わる冷温は、屋根上に適量の雪があれば、２度程度と思われる。ということは、熱伝導板に沿って、屋根上の温度がストレートに下降したとしても、大部分の時間帯はその温度差が１０度以下で、結露の条件を満たさないものと思われる。
【００５０】
加えるに、熱伝導板は屋根裏の温度を集熱して、熱の上昇特性で、その熱を上へ上へと押し上げている状態であるから、屋根上の寒気が下降する余地は無いと思われる。０.３５ミリ厚の伝導板片面は熱が上昇し、片面は冷たい熱が下降する、ということにはならないと思う。０.３５ミリ厚の金属を表裏同じ温度の空気の中において、熱の上昇と下降が起こるとは思われない。
実際に我が家の施工例でも全く結露は生じなかった。熱伝導板の中の温度の移動が、上へ上へと移動しているので、屋根上の冷気が下に伝わることができない状態になっていると思われる。更に、屋根に積雪があると、屋根と雪が接する面はプラスの温度なので、屋根裏との温度差が小さく、結露に至らないものと思われる。
【００５１】
我が家で結露がなかったが、今後多くの方が施工した場合、建物の所在する地域、建物自体の結露対策、住んでいる方の生活様式など、いろんな要素により結露する場合も考えられるので、今回の実験施工では完全な結露対策を施工した。
今回の実験における結露樋の施工では、熱伝導板一段毎に、屋根裏の熱伝導板の下に樋を付けて、これに百分の２の勾配が付くように施工して、熱伝導板１枚完成毎に実際に水を流して、流れる方向を確認した。径５０ｍｍの塩ビ管を半割して樋状につくり、これを、熱伝導板の下部に下げて、これに結露が落ちるように加工した、各熱伝導板の樋から出てくる結露水を、一つの樋に流れ落ちるようにして、この樋の水を屋根の竪樋に流れ落ちるように施工した（請求項４）。これにより熱伝導板の結露対策は完全となった。
実験では、結露水は別の２０ｍｍの塩ビパイプで地下室まで導き、結露水が流れ落ちると視認できるように、透明の瓶に結露水が溜まるように加工した。冬季のシーズンを通して結露水は一滴も認めていない。
参考までに、我が家の防露対策を記しておく。建物の外壁全体に内部から発泡スチロール系断熱材２０ｍｍをベタ張りした、内装は１２ｍｍの石膏ボードにビニールクロス張りとした。室内上部の天井「回り縁」は取り付けないでクロスのはちあわせにして、各コーナーをコーキングで仕上げた（天井廻り縁の陰に隙間があることが多い）。壁の電気スイッチ、差し込みなどはできるだけ少なくして、湿度の壁内侵入を少なくした。
【００５２】
熱伝導板は屋根裏の熱を、積極的に屋根上に伝えるのであるから、屋根裏が冷えて、生活部分への影響を心配していた。しかし、実際に施工して一冬をすごした結果は、昨年度の冬よりも、暖房の効きが悪いという感じはなかった。端的に表現すると、生活している感じでは全く問題がなかった。厳密には何らかの影響は出ているはずであるが、体感としては解らなかった。今回改造した屋根の下の生活部門は、台所と寝室にあたるところであるが、何の変化も感じなかった。
【００５３】
空気の温度が高いほど、水分を多く含有するのであるから、屋根裏においても、温度の高い空気を排出すると結露を防止できる。しかしながら、一番暖かい空気を排出するというのは、屋根裏の保温においてマイナスとなるものではあるが、これは一部犠牲にしなければならないものです。この温度の高い空気は一度に排出することなく、徐々に排出して屋根裏温度保持と結露防止を両立するように設定すればよい。温度の高い空気は、屋根裏の高い部分に集まるので、ここに排気のためのパイプを取り付け、湿度を多く含む比較的温度の高い空気を排出すると良い。この排気パイプの高さは、屋根積雪の上に出てなおかつ、パイプのドラフト効果による排気を考えて設定するとよい。実験では１から１．５ｍ程度が良いと思われる。実際に稼働している屋根上の湿度排出パイプに手をかざすと、ほんのりと暖かさを感じて、空気が排出されていることが解る。また、屋根裏の壁や屋根の断熱を強化することによっても、結露を少なくすることができる。
【００５４】
これまで述べたように施工すれば、屋根裏の自然に滞留する熱、すなわち、生活空間の暖房熱が上昇して屋根裏に溜まる熱を、熱伝導板（図１）３、１３及び１４その他の熱伝導板によって屋根防水層に伝えるだけで、屋根上の雪が一定程度溶けて、結氷には至らない。ただし、積雪が少なくて屋根防水層が露出して寒風にさらされているような場合は、屋根面が凍結するが、屋根トタンが再び降雪に覆われると、屋根面の凍結は溶けてなくなる。
生活の為の暖房エネルギーは、上へ上へと上昇して行く。屋根裏密閉造りの場合、一定の時間的な経過を経て、最後にはすべての断熱材も屋根材をも通過して一部は屋根から放出される、この熱による融雪もプラスに作用する。
【００５５】
自然に滞留する熱だけでは、熱が不足の場合は、屋根の下に当たる生活空間に暖房を入れた部屋があれば、この部屋の天井に、換気扇のガラリのような物を付けて、これを開閉することにより、屋根裏に熱を供給することができる。この場合は湿度も空気と共に入るので注意を要する。今回の実験では、この設備は作ってない。
【００５６】
生活している部屋の天井に、ガラリを付けて温度調節の場合は、（整理番号Ｐ１６−１  出願番号  特願  ２０１６−２２２７４０）に記載した結露防止法に示した、湿度抜きパイプ（図５）１２の空気排出口を小さくする必要がある。そうしないと部屋の暖房熱は、ガラリから空気排出口へと気流が生じて、熱が生活室内から外へストレートに排出される可能性がある。北海道の場合、湿度抜きパイプ（図５）１２の空気排出穴の大きさは、我が家の場合は親指大の穴が３個もあれば十分である。
【００５７】
更に高い温度が必要な場合は、屋根裏にオイルヒーターのような、火災にも安全で故障も少ない発熱装置を設置するか、生活部分に暖房器具を設置してダクトなどで、屋根裏の温度を２０度から４０度程度に保てば、屋根上の積雪を容易に溶融することができる（請求項５）。
このようにすると、降雪量が多い場合に備えることかできるのであるが、今回の実験では、積極的加熱装置を設置することが可能な施工はしてあるが、加熱設備を稼働させるほどの積雪がなかったので、加熱装置は作動させなかった。この装置は豪雪地帯には、必要な装置である。
【００５８】
屋根全体を熱伝導板で覆っても、屋根からの排水樋の回りは凍結する。これは雪で樋部分も塞がれるのであるが、樋の下部から温気が上昇してきて、樋の出口付近の雪を溶かし、更に上部の雪も溶かして径が１０から２０ｃｍの空気穴を作るので、ここから夜間になると冷気が侵入して、昼間に溶けた雪を凍結せしめる。これが繰り返されて、竪樋に流れる水をせきとめる。横樋を使用している場合は、樋の中が冷え、横樋の軒天に結氷する。この状態が何度も繰り返され、樋の出口・軒天は大きな氷で取り囲まれ、春になって自然融雪が起こると、樋等の回りに水たまりができて、漏水事故につながる。この竪樋周りの凍結防止法は数多く発表されているが、そのほとんどは電気発熱体を使用している。
それで冬期の建築業の宣伝散しには、ダクト周りのヒーターの電源を入れることを忘れないように、といった注意書きがみられる。この注意書は、無落雪屋根の樋周りに電熱ヒーターを設置している家が多いことを示している。
【００５９】
竪樋出口付近の凍結を防止するために、箱状の覆いを作って内部に断熱を施した。覆いの大きさは、底の一辺が３０ｃｍ、高さは４０ｃｍである。覆いの底部には、竪樋からの熱が竪樋出口付近の雪を溶かさないように、竪樋より径の大きいパイプを１０ｃｍほど取り付けて、竪樋からの熱が竪樋出口付近の雪を溶かすことなく、すぐ上昇するようにした。そのパイプの上に径７５ミリの排気用パイプを１メートルくらい取り付けた。このような造りとして、竪樋出口の覆いのようにして設置した（請求項７）。溶けた水の流路として、覆いの下部回りに２ｃｍくらいの凸凹をつけた。また覆いは屋根の谷部においてあるので、覆いの底辺と谷部に隙間ができて、これも溶融水の流路となった。
大寒が過ぎた２０２０年２月８日に、この覆いの周囲を掘って状態を調査した。覆いの排出口の内部には、霜状のものが付いているだけで、結氷はない。覆いの下の屋根谷部分は雪が溶け、水が流れていた。覆いの底部を見ると、覆いを構成するコンパネが水で濡れており、結氷は確認できなかった。
以上述べたように、この箱状の覆いにより、無落雪屋根の大きな問題である、竪樋出口付近の結氷問題は、熱伝導板を取り付けた屋根においては、特別なエネルギーを使用せずに、熱伝導板がもたらす熱だけで完全に解決した。この覆いはテスト製作であり、外枠は木製なので腐食すると思われる。それでこれを塩ビ材等で作り、適当な重量を持たせば、年間通して使用に耐えるものになると確信する。風で飛ばされることも考えられるので、接着するかビス止めで固定する必要がある。
【００６０】
熱伝導板によるシステムは、メンテナンスも不要で、且つ、家の寿命と同じくらい長持ちするという、有益で非常に経済的なシステムである。すなわち一度熱伝導板を取り付けると、屋根トタンが大きく破損して長期間そのまま放置することがなければ、その家を取り壊すまでの耐久力がある。施工の費用は、端的に表現すると、普通の工法に、ガリバリウムなどの平板を、屋根一面に二重張りする程度の費用で済む。我が家の場合、笠木も入れておよそ２５平方メートルであり、トタンの材料代は３２００/平方メートル円であった。施工も簡単で、建築工事に携わる者ならだれでも施工することができる。
しかもこの設備は、結氷防止のために特別なエネルギーを必要とせず、生活部の暖房の熱が順次上昇して行って屋根裏に留まる熱、即ち生活暖房の残りの熱と、自然の太陽熱が回り込んで屋根裏に溜まる熱をエネルギーとして稼働する。このことは屋根積雪の融雪に特別なエネルギーを費やさないので、２酸化炭素の発生はなく地球にやさしい設備である。
【００６１】
熱伝導板（図２）の選択に当たっては、金属の種類、質量、屋根裏の熱量などを勘案して、その家の必要に応じて組み合わせて施工する必要がある。熱伝導板としては、熱伝導率の良いものが理想であるが、価格との関係で、厚めのガリバリウム材が適当と思われる。その材質は５０パーセント以上がアルミでできており、熱伝導性も良く価格もそれほど高くないのでこれを使うのが良いと思われる。
【００６２】
また屋根の上に積雪（図５）３が一定量ある場合は、屋根の温度は１度程度にしか下がらない。地上１.５mの積雪を掘割って、雪の温度を測定すると、土に接する部分は溶けており、その部分の温度はプラス１度であった。このことから下部に熱のある屋根下部と屋根雪の接面温度は１度以上になるものと思慮する。よって、積雪は場合により有用な断熱材となる。外気がマイナス１０度以下でも、屋根は積雪の断熱性により零度以上に保たれる。屋根積雪が多い場合は、熱伝導板による融雪効果が大きいが、積雪が少なくなるにしたがって、雪による断熱性が少なくなり、溶融効果が落ちてくる。この作用により、屋根上の積雪は、外気温度と熱伝導板工事方法に従って、自然的にある量に制限される。これは熱伝導板による、自動的な積雪量調整作用である。
【００６３】
屋根裏の断熱性を高めるためには、屋根の上に積雪（図５）３を３０から４０ｃｍほど溜めて置くことと、屋根の下から屋根にウレタン吹き付け断熱を施し、これを屋根裏の壁部分にも施工することである。屋根裏からの吹き付け断熱は、たとえ厚みは薄くても、これを施工すると密閉度が高くなり大きな効果がある。また壁内結露の防止になる。
屋根裏密閉の造りの場合は、屋上に雪を３０から４０ｃｍほど残しておくと、雪の断熱効果で、家の断熱性能は高くなる。よって、熱伝導板による屋上雪の溶融は、屋上に積雪が常に３０ｃｍくらい残っている状態がベストである、これに向かって今後研究する。
【００６４】
屋根裏は屋根部分をしっかりと断熱してあるので、ここは気密室のような状態である。また容積も少ないので、屋根裏は効率よく暖めることができる。この屋根裏部分に入れた熱は、ほとんどがロスのように感ずるかも知れないが、決してそうではない。屋根上の積雪を溶融するほか、屋根裏が暖かいと生活空間から屋根裏に逃げていく熱が少なくなり、生活空間の暖房効率を良くする効果もある。
【００６５】
熱導板だけの場合は、作りっぱなしでその家の寿命と同じくらい長持ちするのに比べ、暖房の放熱器とか、電力等の発熱体を使用する場合は、コントロール装置とか発熱する部品が経年効果などで劣化するので、一定のメンテナンスが必要となる、このメンテには細心の注意が必要である。電気加熱器の場合は、火災発生の危惧があり、湯による加熱の場合は水漏れの危惧がある。
【００６６】
以上の説明のとおり、安全面から判断すると、本発明はなるべく加熱器を使用しないで、屋根裏に滞留する熱の利用を第一に考え、次に生活部門からガラリで取り入れた熱を、使用すると良い。発熱装置を使用する場合は、可能であれば、発熱装置は生活部分に置き、押し入れや部屋の片隅にダクトを作り、このダクトによって屋根裏に熱を導くと良い。屋根裏の暖房は、大雪が降り、速やかに雪を溶融する必要がある場合に使用すると良い。
【００６７】
熱伝導板をつけると真夏の灼熱が天井裏に入り込み、生活空間の温度を高くすることも考えられるが、熱は上昇する特性があるから、下方にはあまり拡散されないのである。例えば、沸かし湯方式の風呂で、湯の上部が熱くても、下部は水だということからも、証明されることである。熱は金属の中でもコンクリートの中でも、水の中と同じように上部に溜まるのであるから、屋根裏の空気を攪拌しなければ下部への影響は少ない。
２０２０年８月１５日、お盆を過ぎると北海道に於いては真夏日を終えた季節であるが、この夏を通して屋根からの熱で生活部門が暑くなったということはなかった。従来の生活と同じように生活することができた。
【００６８】
熱伝導板の施工は、トタン屋根のほかシート防水の屋根にも施工することができる。屋根の形状では、無落雪の屋根、落雪屋根にも施工することができる。落雪屋根の場合は、軒天部分の施工は更に研究しなければならない。また、屋根裏暖房をいれれば、人の住んでいない建物の屋根などにも施工することができる。
【００６９】
屋根積雪の重さは、１立法メートルあたり、０.５ｔにも及ぶのであり、我が家の１階部分の屋根は、２階屋根からの雪が吹きおろすのでうずたかく溜まり多い時は２ｍ近くにまで達していた。屋根の面積は３０平方メートル程（改造前）あるので、積雪平均１.５メートルとすると、雪の重量は２０ｔにも及ぶと思われる。この重さは建物に悪弊を及ぼすので、雪下ろしをするか溶融する必要がある。
【００７０】
屋根の積雪量を検知するセンサーを取り付けて、これが設定した積雪以上の雪を検知すると、ヒーターの電源が入るようにして置けば、屋根の積雪量は自動的に設定の積雪量にすることができる。屋根上に積雪センサーを取り付ける方法は、電子的コントロールであるから、どこかにヒーター等を取り付けてこの熱を屋根裏に導き、この発熱をコントロールすることになる。
部屋のガラリを手動で開閉しても、ある程度の融雪コントロールは可能と思われるが、その熱が融雪にどの程度通用するかは、今後の実験によって決める。
【００７１】
最近の石狩地方の場合は、無落雪屋根の屋上の雪は、風で吹き飛ばされて、屋上にはちょうど良い程度しか残っていない家が多い。それでこの地方では、軒天の結氷を防止するだけで良い。しかし、大雪地域や我が家の１階部分のような環境にある屋根では、溶融が必要である。
【００７２】
以上に述べたように、この発明は、屋根の結氷、積雪を人手によらずに自動的に屋根裏からコントロールして、Ｍ型屋根の屋根裏にとどまる熱を利用することにより、樋付近の結氷を防ぎ、屋根の積雪を溶融する発明である。これは、従来には無かった結氷防止、融雪の発想に基づくものである。
この工事は簡単で、費用も少なく、耐久性はほぼ家の寿命と同じくらい長持ちする。それ故、屋根トタンを張り替えるような場合でも、熱伝導板は張り替える必要がない。結氷の防止、屋根雪の溶融に必要なエネルギーは少なく、２酸化炭素の発生も少ない。加えるにメンテナンスも不要（屋根裏のヒーティングをしない場合）なので、省エネ社会の要請にも応え、高齢化社会の生活安定に寄与するものである。屋根防水層の下に熱伝導板を付加するだけで、屋根の外観は以前と変わらず、屋根の下の生活は夏も冬も従来と変わらず、特にエネルギーは必要とせず、それで屋根雪が溶ける。本発明は、そのような素晴らしい発明である。
【００７３】
この発明によって家が建築されれば、建物の耐久性が増し、雨漏れが少なくなるので、家に住む人にも安心感を与える。また屋根からツララや氷の塊が落ちてきて、下を歩く人に被害を与えることも少なくなるので、歩行者に安心感を与え、ひいては民心の平安にもつながる。さらに、豪雪地方では、屋根からの雪下ろしをしなければならないが、本発明によって、屋根の雪下しの必要がなくなるで、雪下ろしで誤って屋根から転落する事故も少なくなる。
【００７４】
熱伝導板による凍結防止等の施工にあたっては、その地域の気候風土の状態、また個々の家の所在する場所の状況、日当たりの状態など特定の条件が複雑に絡み合っているので、個々の住宅の立地、屋根の形状、住人の生活態様等の条件をよく勘案して施工法を決めなければならない。
【００７５】
従来から屋根は、過酷な自然をそのまま受け入れて、結氷、積雪に耐えていた。本発明はそのような「静的な屋根」を、屋根のトタンに熱エネルギーを与えることにより、屋根自体が能動的に自然の諸問題を解決する、いわゆる「動的な屋根」に変えるものである。
我が国は、これからますますの高齢化社会になるのであるから、雪下ろしの事故等も増えると思われる。また異常気象による、大量の降雪や極低温になる可能性もあるので、それに備えるためにも本発明は極めて有用なものである。
以上に説明したとおり、この発明は、現在社会が希求する発明と思われる。
【００７６】
熱伝導板の効果を項目別に書く。
１  軒天結氷を防止し、屋根上の積雪を溶融する
２  熱伝導板だけの場合は、設備費は低廉で、経済性に優れている
３  工事は容易で、施工に特別な技術を必要としない
４  メンテナンス不要で、家の寿命と同じくらい長持ちする（ヒーター不使用の場合）
５  屋根裏の滞留熱を利用するので、維持費は不要である（ヒーター不使用の場合）
６  雨漏りが著しく少なくなるので、住人に安心感を与える
７  室内に雨漏りの染みが少なくなる
８  生活の暖房熱を屋根裏に導入して、屋根の積雪を溶融することができる
９  住宅に関する信頼感が高まる
１０  ヒーターを使えば、屋根上積雪の溶融が効率的にできる、またヒーターも廉価である
１１  屋根裏に供給する熱は、密閉空間なので効率よく使用され経済的である      
１２  屋根裏を温めると、生活室内から上部に逃げる熱が少なくなり、生活部分も暖かくなり、その分生活の暖房費が少なくなる
１３  熱伝導板は屋根防水層の下に敷設されているので、屋根の外観は従来の屋根と変わらない
１４  屋根の軒などから氷や雪の落下が少ないので、これによる人身事故は少ない                        
１５  屋根の雪下ろしが不用なので、屋根からの転落事故が少なくなる
１６  屋根雪による事故が少なくなるので、医療費の低減に寄与する
１７  雪下ろしの人件費削減になる
１８  屋根上の積雪が一定量にコントロールされているので、トップヘビーのために受ける、地震などによる建物の被害も少なくなる
１９  屋根の上に一定量の積雪があると、家の断熱に寄与する
２０  本発明は、トタン屋根、シート防水の屋根等にも機能する
２１  屋根、建物が長持ちするので国の富が豊かになる
２２  融雪エネルギーの大部分は、生活暖房の予熱であり、省エネ効果が大きい
２３  安全かつ高耐久性があり住宅を長持ちさせ、経済性に優れている
２４  大部分の時間は特別なエネルギーを必要としないので、融雪による２酸化炭素の排出は無い


【図面の簡単な説明】
【００７７】
図面１ページ
【図１】Ｍ型屋根を屋根横樋に対し直角に、垂直カットした屋根の一部展開図
【図２】は熱伝導板の原型略図
【図３】は熱伝導板を屋根上から取り付けるために切込みを入れて開いた図        （図１）        １屋根トタン２防水シート３、１３及び１４熱伝導板４、１２及び１９発泡スチロール系断熱材５野地板６垂木７グラスウール８吹き込みグラスウール９天井１０谷コイル（樋）１１母屋  （図２）（図３）１５  熱伝導版    １６  垂木を通すための穴    １７  折り曲げ点    １８  熱伝導板を屋根上から通すための切り込み    １９  空気の移動を容易にする開口          図面２ページ
【００７８】
（図４）  屋根裏換気を行っている屋根の略図
（図５）  屋根裏換気を行わない屋根の略図
１  屋根上面
２  壁
３  屋根上の積雪
４  断熱層
５  天井
６  通気口（入り口）
７  通気口（出口）
８  通気
９  谷コイル（樋）
１０  結氷するところ
１１、１３  屋根裏
１２  湿度調整の排気パイプ
図面３ページ
【００７９】
（面６）上り母屋方式屋根の垂直断面図、工事初めの段階
（図面７）上り母屋方式屋根の垂直断面図、熱伝導板２段目以降の工事
（図面８）上り母屋-方式の熱伝導板略図
１  従来の屋根母屋
２  上り母屋
３  野地板
３a   左側２段目の野地板
４  発泡スチロール系の断熱材
４ａ  左側２段目の発泡スチロール系断熱材
５、６  最初に取り付ける熱伝導板
７、８  屋根水流に対し順目に施工する場合の熱伝導板
９    屋根水流に対し逆目に施工する場合の熱伝導板
１０  上り母屋方式に使用する熱伝導板
１１  空気の移動を容易にするための開口
１２  上り母屋を通す切りこみ
【手続補正２】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅の屋根裏に滞留する生活余熱、自然に取り込まれる太陽熱、その他の熱源から屋根裏に導入する熱を、熱伝導性を持つ金属板等を介して、屋根上の防水層に伝え、屋根上の結氷を防止するとともに、屋根上積雪を溶融する建築工法。
【請求項２】
熱伝導板工事を容易にするため、屋根母屋を「上り母屋」造りとする建築工法。
【請求項３】
垂木等で一定の大きさ（例えば  ５０ｃｍ×１８０ｃｍ）の枠を作り、これに十分な強度を持つ野地板、断熱層、及び熱伝導板を張り合わせて、一つのブロックを作り、これをブロックの寸法に合致する間隔で設置した上り母屋に打ち付けて、融雪屋根を施工する、ノックダウン方式の建築工法。
【請求項４】
熱伝導板の下部、即ち屋根裏部分の下部に、樋状の物を取り付け、これで結露水を受け、その結露水を１本の樋に流れ落ちる構造として、この結露水を屋根の排水パイプなどに流す結露水の処理に関する建築工法。
【請求項５】
ヒーターなどにより小屋裏の温度を高める技術及び建築工法。
【請求項６】
熱伝導板で仕切られた各空間の、空気の移動を容易にするとともに、湿度を含んだ温度の高い空気を屋根裏の上部に集め、一定量排出して湿度の調整を容易にするため、熱伝導板の屋根裏部分の上部に穴を設ける工法。
【請求項７】
竪樋下部から上昇してくる温気を、竪樋パイプ出口付近の雪を溶かすことなくストレートに上昇させる上昇温気制御パイプ、及び竪樋下部からの温気を空中に放散させるための温気排出パイプを装備し、内部に断熱材を張りめぐらせた、凍結防止のためにダクト出口を覆う、竪樋出口付近の凍結防止装置。
【請求項８】
ハゼによりトタンを接続する長尺トタン葺き屋根工法において、このハゼ部分の凍結により発生する「スガ漏れ」を防止するために、ハゼ部分の下地として「熱伝導板」を装着せしめて、ハゼ部分の凍結を低減することにより、スガ漏れを防止する熱伝導板の縦張り建築工法