(57)【要約】【課題】下屋根用樹脂発泡体の破損を抑制することができる２重屋根の断熱構造、２重屋根の断熱構造の下屋根構造、及び、２重屋根の断熱構造の形成方法を提供すること。【解決手段】上屋根と下屋根とからなる２重屋根の断熱構造であって、少なくとも上屋根は、上屋根用折板屋根材の下屋根側の面に上屋根用樹脂発泡体が一体に形成され、少なくとも下屋根は、下屋根用折板屋根材の上屋根側の面に、下屋根用樹脂発泡体、下屋根用補強層が上屋根側に向かって順に一体に形成され、上屋根の下面と下屋根の上面は、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて上屋根を配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上屋根と下屋根とからなる２重屋根の断熱構造であって、
少なくとも前記上屋根は、上屋根用折板屋根材の前記下屋根側の面に上屋根用樹脂発泡体が一体に形成され、
少なくとも前記下屋根は、下屋根用折板屋根材の前記上屋根側の面に、下屋根用樹脂発泡体、下屋根用補強層が前記上屋根側に向かって順に一体に形成され、
前記上屋根の下面と前記下屋根の上面は、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、前記下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて前記上屋根を配置したことを特徴とする２重屋根の断熱構造。
【請求項２】
前記下屋根用補強層の前記上屋根側の面に、前記下屋根用補強層を保護して、機能性を付与する下屋根用保護層として金属箔を一体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項３】
前記下屋根用保護層が金属箔であり、前記下屋根用保護層の上屋根側の面には、樹脂製の表面コート層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項４】
前記金属箔がアルミニウム箔であり、前記樹脂製の表面コート層が塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項３に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項５】
前記下屋根用補強層はクロスシートであり、前記クロスシートは、ポリエチレン樹脂製クロスシート、ポリエステル系樹脂製クロスシート、または、ガラス製クロスシートであり、前記下屋根用補強層の表面に凹凸を有しており、
前記下屋根用補強層と前記機能性を付与する下屋根用保護層とが、接着剤によって一体に接着されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項６】
前記下屋根用補強層は樹脂シートであり、前記樹脂シートは、ポリエチレン系樹脂製シート、塩化ビニル系樹脂シート、または、ポリエステル系樹脂シートであり、
前記下屋根用補強層の上面には、前記機能性を付与する下屋根用保護層が前記下屋根用補強層と一体に形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項７】
前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面には、上屋根用保護層として金属箔が一体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項８】
前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面には、上屋根用保護層として樹脂フィルム上に金属層が蒸着により形成された金属蒸着樹脂フィルムが一体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項９】
前記上屋根用樹脂発泡体と、前記上屋根用保護層としての金属箔または金属蒸着樹脂フィルムとの間に、上屋根用補強層を一体に設けたことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１０】
前記上屋根用補強層は樹脂シートであり、前記樹脂シートは、ポリエチレン系樹脂製シート、塩化ビニル系樹脂シート、または、ポリエステル系樹脂シートであることを特徴とする請求項９に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１１】
前記上屋根用樹脂発泡体及び前記下屋根用樹脂発泡体は、ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体の１種単独または２種以上の混合物からなるポリオレフィン系樹脂及びポリウレタン樹脂、あるいは、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１２】
前記上屋根用樹脂発泡体及び前記下屋根用樹脂発泡体は、独立気泡が６０［％］以上であり、発泡倍率が２０倍以上５０倍以下の軟質樹脂発泡体であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１３】
前記上屋根の熱負荷が高く、前記上屋根の温度が前記下屋根より高い場合に、前記上屋根用樹脂発泡体の厚さが、前記下屋根用樹脂発泡体の厚さと同等または厚くするか、前記上屋根用樹脂発泡体の発泡倍率が、前記下屋根用樹脂発泡体の発泡倍率と同等または大きくすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１４】
前記下屋根の熱負荷が高く、前記下屋根の温度が前記上屋根より高い場合に、前記下屋根用樹脂発泡体の厚さが、前記上屋根用樹脂発泡体の厚さと同等または厚くするか、前記下屋根用樹脂発泡体の発泡倍率が、前記上屋根用樹脂発泡体の発泡倍率と同等または大きくすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１５】
前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間の間隔は２５［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］であり、
前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間に形成された空間における空気の移動による熱の輸送は、自然対流によって行われることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１６】
前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間の間隔は２５［ｍｍ］〜５０［ｍｍ］であり、
前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間に形成された空間における空気の移動は、気流発生装置により発生させた強制対流によって行われ、前記上屋根の温度が前記下屋根より高く、前記上屋根の熱負荷が大きい場合には、前記強制対流により強制循環された空気が、前記２重屋根の開口部より屋根の外に放出されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の２重屋根の断熱構造。
【請求項１７】
上屋根と下屋根とからなる２重屋根の断熱構造の下屋根構造であって、
少なくとも前記下屋根は、下屋根用折板屋根材の前記上屋根側の面に、下屋根用樹脂発泡体、下屋根用補強層、あるいは下屋根用樹脂発泡体と下屋根用補強層と下屋根用保護層が、前記上屋根側に向かって一体に順に形成され、
前記上屋根の下面と前記下屋根の上面は互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、前記下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて前記上屋根が配置されていることを特徴とする２重屋根の断熱構造の下屋根構造。
【請求項１８】
下屋根用折板屋根材に、少なくとも下屋根用樹脂発泡体と下屋根用補強層、あるいは下屋根用樹脂発泡体と下屋根用補強層と下屋根用保護層とが一体に順に積層された下屋根を、下屋根構造体上に敷設した後、上屋根用折板屋根材の前記下屋根側の面に一体に上屋根用樹脂発泡体が設けられた上屋根を、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面とは、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、前記下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて配置して２重屋根を形成することを特徴とする２重屋根の断熱構造の形成方法。
【請求項１９】
前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面は、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面自体が露出しているか、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面に金属箔、金属蒸着樹脂フィルム、あるいは、金属箔または金属蒸着フィルムが一体に設けられた上屋根用補強層が接着されているか、のいずれかであることを特徴とする請求項１８に記載の２重屋根の断熱構造の形成方法。
【請求項２０】
前記上屋根と前記下屋根とを、金属製の固定部材によって固定することを特徴とする請求項１８または１９に記載の２重屋根の断熱構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２重屋根の断熱構造、２重屋根の断熱構造の下屋根構造、及び、２重屋根の断熱構造の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋根の断熱構造としては、種々のものがあり、断熱材として発泡樹脂を折板屋根に設けた断熱構造が知られているが、この断熱構造では、屋根の断熱性の向上に限界がある。これに対して、上屋根と下屋根とを互いに対向させて配置した２重屋根の構造が、屋根の断熱性をより向上させ得る断熱構造として提案されている。例えば、断熱材に無機繊維系断熱材を用いたものが知られている。特許文献１及び２には、上屋根と下屋根との間に形成された空間を埋めるように、無機繊維系断熱材としてグラスウールまたはロックウールを敷設した屋根の断熱構造が開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、下部屋根板と上部屋根板との間の所定の空間に、ガラスウール（グラスウール）やロックウール等の断熱材が充填された構造の２重折板屋根が開示されている。また、特許文献１には、上記所定の空間に断熱材を充填し得るように、下部屋根板と上部屋根板とを所定の間隔をあけて連結するための連結具を用いた連結構造が開示されている。また、この連結具の構造は、断熱性を有する樹脂ブロックを介して上部屋根板を保持する吊子を固定する構造としている。このため、下部屋根板と上部屋根板とは、金属接触することがなく、この連結具によって十分な機械的強度を持って連結される。
【０００４】
特許文献２には、屋根下地構造体に固定した第１取付金具と、山部と谷部と傾斜側部とを有する第１折板屋根材と、固定部と結合部とを有する第２取付金具と、前記第１折板屋根材の２山に対して１山のピッチを有する山部と当該山部に設けた結合部と谷部と傾斜側部とを有する第２折板屋根材と、を備えた２重構造の折板屋根構造が開示されている。また、特許文献２には、第１折板屋根材と第２折板屋根材との空間にガラスウール等の断熱材を敷設すれば、２重構造の折板屋根の断熱効果を増大させ得ることが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、上屋根の上葺材と下屋根の下葺材との間に、外気と連通するように形成された連続空間を残しつつ、下葺材の上面にボード状の硬質断熱材を配設した屋根の断熱構造が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、マット状あるいはフェルト状の無機繊維系断熱材であるロックウール断熱材の少なくとも１つの面を、補強用表面被覆シートによって被覆して形成された断熱材マットが、前記補強用表面被覆シートを屋内側表面にして上屋根用金属折板に貼り付けられた屋根の断熱構造が開示されている。
【０００７】
また、この金属複合屋根材において、補強用表面被覆シートは、ガラスクラスで補強されたアルミニウム箔の面を表にして、上記断熱材マットのロックウール断熱材に接着されている。上記断熱材マットは、金属折板に貼り付けられた際、この金属板に対する優れた追従性を有するため、施工後のスプリングバックによるロックウール断熱材の剥離を防止し得る。また、上記補強用表面被覆シートのアルミニウム箔は、その防湿効果によって、上記断熱材マットのロックウール断熱材への水分の浸透を防止するものである。
【０００８】
また、特許文献５のように、屋根の断熱構造としては、断熱材に樹脂発泡体を用いたものが知られている。特許文献５には、上屋根用の屋根折板に用いられる鋼板の片面に断熱材として樹脂発泡体が接着され、樹脂発泡体の鋼板側とは反対側の面に金属箔が接着された屋根の断熱構造が開示されている。
【０００９】
また、屋根の断熱構造としては、断熱材にアルミニウムシートを用いたものが知られている。特許文献６には、上下に対向配置された野地板のうち、少なくとも一方の内面にアルミニウムシートを張り付けた屋根の断熱構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２６０６２８号公報
【特許文献２】特開平８−０３５２９２号公報
【特許文献３】特開２００１−２４８２６７号公報
【特許文献４】特開平１１−１３１７００号公報
【特許文献５】特開２００９−２６４０８２号公報
【特許文献６】特開２００９−２８７３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１及び２のように、屋根の断熱材としてグラスウールやロックウールなどの無機繊維系断熱材を用いた場合には、無機繊維系断熱材を敷き詰める際などに、無機繊維系断熱材が細かくなった粉塵が舞うなどして作業性が悪くなってしまう。
【００１２】
そのため、上述した２重屋根の施工においては、従来、下屋根を施工した後、この下屋根の上面に断熱材としてガラスウールを敷設し、その後、この下屋根上面のガラスウールの上方に上屋根を施工するという施工方法が実施されている。しかしながら、このような２重屋根の施工方法では、ガラスウールを下屋根の上面に敷き込む手間がかかる。
【００１３】
また、無機繊維系断熱材は、吸湿率が高いため外気中の水分を多く吸って水分量が増加し、この結果、ガラスウールの熱伝導率が吸湿前に比べて高くなるおそれがある。このように、無機繊維系断熱材の熱伝導率が高くなると、断熱効果が低減してしまうため、ガラスウールを下屋根の上面に敷き込む従来工法では、ガラスウールの防湿保護を行う必要がある。すなわち、上記従来の２重屋根の断熱構造では、ガラスウールの敷き込み作業や工事中の防湿保護のための養生作業が必要となるという問題がある。また、特許文献１、２の発明では、断熱材を上屋根と下屋根との間に挟み込んで断熱層を設けるものであり、下屋根板の樹脂発泡体の上面に補強層を設けた２重屋根の構造ではない。
【００１４】
特許文献３には、上屋根の上葺材と下屋根の下葺材との間に、外気と連通するように形成された連続空間を残しつつ、下葺材鋼板の上面にボード状硬質有機断熱材を敷設した屋根の断熱構造が開示されている。しかし、特許文献３に開示された硬質樹脂発泡体は、成形が困難なため、下屋根の下葺材鋼板の構造が、略平坦状で有機断熱材（樹脂発泡体）を積層した鋼板を樹脂発泡体と一体に折板加工することができない。硬質樹脂発泡体は、それ自体で十分な強度を有していて、硬質樹脂発泡体上に補強層を設ける必要がないことから補強層が設けられていない。また、特許文献３では、下葺材鋼板の折板加工時にボード状断熱材を貼り付けることができず、下葺材鋼板にボード状断熱材を載置することから、硬質のボード状有機断熱材を、下葺材鋼板上に敷設する工程が必要になる。これに加え、この特許文献３の発明では、上葺材は放熱性を高めるためのものであって、上葺材の断熱性の向上を図るものでない。また、下葺材鋼板上に設ける断熱材がボード状であるため、下葺材鋼板の形状に合わせてボード状断熱材を配置することができないことから、下葺材鋼板とボード状断熱材との間には、一部隙間が存在する。
【００１５】
特許文献４の屋根の断熱構造は、金属折板にロックウールのような繊維系断熱材を貼り付けた断熱材マットの屋内側表面に、補強用表面被覆シートを貼り付けて、繊維系断熱材マットの折板加工時における金属折板に対する追従性を改善させた１重の上屋根の構造に関するものである。これにより、現場で屋根上に予め断熱材を敷設する作業が不要となり、施工後も断熱材が剥がれるおそれが少なくなる。
【００１６】
また、特許文献４の補強用表面被覆シートは、形状が不安定な繊維系断熱材マットの折板加工時の変形追従性を向上させ、結露防止を図るものであり、特許文献４の屋根の断熱構造は、下屋根に繊維系断熱材マットを施設する工程を無くし、コストダウンと吸音特性の向上のために、補強用表面被覆シートを屋内側表面にして使用する上屋根用の断熱折板を用いた技術である。つまり、後述する本発明のように、下屋根に樹脂発泡体からなる断熱層を有し、下屋根の上部に放熱空間を有する２重屋根の断熱構造の技術ではなく、さらに、下屋根の樹脂発泡体上に補強層を設けて、上屋根敷設作業時における、下屋根の樹脂発泡体の破損を防止するとともに、下屋根材の樹脂発泡体の局部的な変形や樹脂発泡体の劣化を防止して、下屋根材の熱放射や熱反射により断熱特性を向上させるものではない。そのため、両者は、断熱構造の設計、下屋根における補強層の有無において相違する。特に、特許文献４は、上屋根の構造の発明であるため、上屋根と下屋根との間に空気層を有する２重屋根の断熱構造や、下屋根と上屋根と空気層との熱伝達による熱の授受や対流による空気の移動による熱輸送や対流の制御に関しては、何の記載もない。
【００１７】
一方、特許文献５の屋根の断熱構造は、樹脂発泡体の鋼板側とは反対側にアルミニウム箔層を設けることにより、断熱折板屋根積層構造体の耐火性を向上させるためのものである。また、屋根の耐火性を向上させるとともに、作業性の悪化や結露による断熱効果の低減を抑えることができる。特許文献５の屋根の断熱構造における上屋根積層構造体は、鋼板／樹脂発泡体／金属箔の構成により、金属箔層を下面にして直接屋根部材として取り付けるため、金属箔の光反射による屋内照度が向上することなどが記載されているものの、上屋根と下屋根との間に空気層を有する２重屋根の断熱構造や、下屋根と上屋根と空気層との熱伝達による熱の授受や対流による空気の移動による熱輸送や対流の制御に関しては、何の記載もない。以上のように、特許文献５の屋根の断熱構造は、樹脂発泡体を用いた折板屋根の樹脂発泡体の表面に保護層である金属箔を設け、金属箔を室内側に向けて敷設することで、耐火性を付与する耐火性金属折板屋根積層構造体に関する発明であるが、上屋根と下屋根との間に所定の空間を有する２重屋根の構造を想定したものではない。
【００１８】
また、特許文献６の屋根の断熱構造は、所定距離離間して配置された上下の地板の内面にアルミニウムシートを貼り付けた構造の屋根下地パネルを用いたものである。特許文献６の屋根の断熱構造では、中央の空間に空気層を有する一体側のパネル構造体であることから、下屋根部材に樹脂発泡体による断熱層を形成しておらず、樹脂発泡体の表面に補強層を形成する必要がない。また、特許文献６の屋根の断熱構造では、樹脂発泡体からなる断熱層が存在しないため、樹脂発泡体からなる断熱層が存在する本願発明の場合よりも断熱効果が著しく低下してしまう。また、金属箔による樹脂発泡体の保護効果に関する記載もない。
【００１９】
本発明においては、２重屋根の断熱構造を構築するにあたり、下屋根の上方に上屋根を敷設する際には、作業者が下屋根の上に乗って上屋根の敷設作業を行うため、下屋根の樹脂発泡体が破損するおそれがあることに鑑み、上屋根の上屋根折板と、下屋根折板との互いの対向する面の、少なくとも下屋根部に、断熱材として樹脂発泡体を接着させた、上屋根と下屋根とからなる２重屋根の断熱構造の下屋根の樹脂発泡体の上面に少なくとも補強層を設け、さらに補強層の上面に機能性を付与する保護層を設けることを考えて、本発明をなすに至った。上記の他、上屋根と下屋根との間隔の相違による対流の影響を考慮して、強制換気や対流の制御についても発明に加えた。
【００２０】
ここで、本発明における２重屋根の断熱構造においては、高温の上屋根の折板屋根材からの下屋根方向に向けての熱放射や、上屋根と下屋根それぞれからの上屋根と下屋根との間の空間の空気層への熱伝達、上屋根と下屋根との間の空間の空気層による対流による物質移動のよる熱輸送、また、下屋根の折板屋根材と樹脂発泡体、補強層の間の熱伝導などの伝熱現象が複合的に組み合わさって複雑な挙動を取る。もちろん、前記挙動は、上屋根の折板屋根材下方に向けて樹脂発泡体からなる断熱層を形成した場合と樹脂発泡体を形成しない場合とでは、上屋根から下屋根への熱放射や、上屋根から下屋根の間に形成された空気層による熱輸送などの伝熱挙動は相互に異なる挙動を示し、上記の特許文献の場合と異なることが考えられる。
【００２１】
また、下屋根の断熱構造の樹脂発泡体上に補強層を形成することによって、下屋根を補強して断熱材の破損を防止すると同時に、樹脂発泡体の局部的な変形を防止し、樹脂発泡体の変形を均一にする効果があり、下屋根の樹脂発泡体層の均一な仕上がりを可能にすることができることに加えて、樹脂発泡体の劣化を防止する保護効果がある。さらに、補強層の上に形成される保護層が熱反射促進すること及び後述する保護層の各種効果を見出して、本発明を完成させるに至った。
【００２２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、下屋根用樹脂発泡体上面に補強層を形成して樹脂発泡体の破損を抑制して、２重屋根の断熱構造の施工性を向上させることである。その結果、破損部分が結露や熱進入の原因となることを防止することができる２重屋根の断熱構造、２重屋根の断熱構造の下屋根構造、及び、２重屋根の断熱構造の形成方法を提供することである。さらに、下屋根の補強層上に機能性を付与する保護層を設けることにより、樹脂発泡体の表面保護の他、樹脂発泡体層の劣化防止、成形性改善、帯電防止性、結露防止性、散乱光による紫外線劣化防止効果、並びに、熱反射性と熱拡散性とに優れる２重屋根の断熱構造、２重屋根の断熱構造の下屋根構造、及び、２重屋根の断熱構造の形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
（下屋根構造）
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、上屋根と下屋根とからなる２重屋根の断熱構造であって、少なくとも前記上屋根は、上屋根用折板屋根材の前記下屋根側の面に上屋根用樹脂発泡体が一体に形成され、少なくとも前記下屋根は、下屋根用折板屋根材の前記上屋根側の面に、下屋根用樹脂発泡体、下屋根用補強層が前記上屋根側に向かって順に一体に形成され、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面は、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、前記下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて前記上屋根を配置したことを特徴とするものである。
【００２４】
この際、下屋根用補強層の効果としては、下屋根用補強層による下屋根用樹脂発泡体の破断防止効果の他、下屋根用補強層に下屋根用樹脂発泡体が接着されていることにより、下屋根用折板屋根材上の下屋根用樹脂発泡体の変形を均一にする効果があり、その結果、下屋根の施工時に局部的に下屋根用樹脂発泡体が変形するのを防止して、屋根部材としての樹脂発泡体層の均一な仕上がりを可能にすることができる。
【００２５】
また、下屋根用補強層は、敷設時には、下屋根用樹脂発泡体の破損を防止するとともに、下屋根の仕上がり精度を向上させ、さらに敷設後には、下屋根用樹脂発泡体の吸湿による劣化や屋根内部に回り込んだ紫外線による劣化を防止する保護層としての効果がある。また、下屋根用補強層は、基本的には樹脂製である場合が多いため、下屋根用補強層そのものの劣化が僅かに少し進むが、敷設後には、補強効果はほとんど必要ないことから、下屋根用補強層による下屋根用樹脂発泡体の劣化を防止する効果が重要である。
【００２６】
これに加えて、下屋根に下屋根用補強層を含む断熱層を形成するほうが、下屋根用補強層を形成する樹脂やガラスの放射率が高いため、下屋根用補強層が吸収した熱を、上屋根方向に放射することによって、放射された熱が下屋根と上屋根との間に形成される空間の空気層により熱輸送される効果が大きくなると考えられる。さらに、下屋根用補強層は、下屋根用樹脂発泡体に対する補強効果だけでなく、下屋根用補強層の上に金属箔などの下屋根用保護層が形成される場合、敷設時に金属箔が破断したり、大きく塑性変形したりすることを防止する効果がある。以上のように、本発明における下屋根用補強層は多種多様な効果を有する。
【００２７】
ちなみに、下屋根用補強層を形成する樹脂やガラスの放射率εは、例えば、ガラスや樹脂が０．９０前後であるのに対して、アルミニウムは約０．０５程度で著しく放射率が低い。すなわち、下屋根用補強層はガラスや樹脂により形成されているため、下屋根用補強層の表面に保護層が形成されていない、最表面がガラスや樹脂により形成された下屋根用補強層においては、特に下屋根用補強層の熱放射効果が期待できる。
【００２８】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記下屋根用補強層の前記上屋根側の面に、前記下屋根用補強層を保護して、機能性を付与する下屋根用保護層として金属箔を一体に設けたことを特徴とするものである。
【００２９】
ここで、下屋根用保護層は、下屋根用樹脂発泡体の表面保護の他、下屋根用樹脂発泡体の劣化防止、成形性改善、帯電防止性、結露防止性、紫外線劣化防止、熱拡散性や熱反射性等の効果を付与するものである。なお、上記の下屋根用保護層の特性の内、本発明のような下屋根部分に下屋根用補強層の上に下屋根用保護層を設ける理由として特に重要なものは、結露防止性と、樹脂発泡体の表面保護との他、湿気や紫外線からの断熱層の劣化防止、熱拡散性と熱反射性とが高く熱を吸収しづらいことにより、下屋根下部の温度上昇を押える効果がある。また、下屋根用補強層と下屋根用保護層とを接着させて一体化したものであることが望ましい。上記の下屋根用保護層の紫外線劣化防止効果は、下屋根用保護層の光反射性が高いことによるものである。
【００３０】
このように、下屋根用補強層上に下屋根用保護層として金属箔を設けた場合は、金属箔の熱伝導率が高いことにより、金属層と空気層との間の熱伝達性の向上より、結果的に自然対流による熱輸送を促進する効果と熱反射による放熱効果が重畳されるため、下屋根部の温度上昇を抑制することができる。以上のように、下屋根用補強層上に、下屋根用保護層として金属箔を設けた場合には、下屋根用補強層の補強効果の他、下屋根用保護層の種々の効果に加えて、下屋根用保護層の保護層上部の空間の空気層への熱伝達を促進する効果に熱反射効果が重畳されることによって、結果的に２重屋根の全体としての遮熱性を向上させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記下屋根用保護層が金属箔であり、前記下屋根保護層の上屋根側の面には、樹脂製の表面コート層が形成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
このように、金属箔の表面に樹脂製の表面コート層を形成することによって、熱伝導率は低下するが、その影響は僅かである。下屋根用保護層として下屋根に設けた樹脂製の表面コート層は、金属箔の表面の両側に形成してもよいが、少なくとも、耐食性の観点では、金属箔の上屋根との対向面に形成することが望ましい。
【００３３】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記金属箔がアルミニウム箔であり、前記樹脂製の表面コート層が塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とするものである。
【００３４】
下屋根用保護層としては、金軸箔の中では、アルミニウム箔がコストや成形性などの観点で最も望ましく、また、樹脂製の表面コート層としては、例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体を用いることができる。
【００３５】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記下屋根用補強層はクロスシートであり、前記クロスシートは、ポリエチレン樹脂製クロスシート、ポリエステル系樹脂製クロスシート、または、ガラス製クロスシートであり、前記下屋根用補強層の表面に凹凸を有しており、前記下屋根用補強層と前記機能性を付与する下屋根用保護層とが、接着剤によって一体に接着されていることを特徴とするものである。
【００３６】
上記の樹脂製あるいはガラス製のクロスシートは、下屋根用補強層としての効果の他、下屋根用樹脂発泡体の変形を均一にする効果と、前述のような下屋根用樹脂発泡体を保護する保護効果とを有する。
【００３７】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記下屋根用補強層は樹脂シートであり、前記樹脂シートは、ポリエチレン系樹脂製シート、塩化ビニル系樹脂シート、または、ポリエステル系樹脂シートであり、前記下屋根用補強層の上面には、前記機能性を付与する下屋根用保護層が前記下屋根用補強層と一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００３８】
上記の各樹脂製シートも、前記クロスシートと同様に、下屋根用補強層としての効果の他、下屋根用樹脂発泡体の変形を均一にする効果と、前述のような下屋根用樹脂発泡体を保護する保護効果を有する。
【００３９】
（上屋根構造）
また、以下、本発明に係る２重屋根の断熱構造について、前記下屋根構造と、上屋根用折板屋根材の下屋根側の面に上屋根用樹脂発泡体が形成された構造を前提にして、さらに、上屋根用樹脂発泡体の表面に金属箔が設けられている場合、あるいは、樹脂フィルム上に金属が蒸着された金属蒸着樹脂フィルムが設けられている場合、または、金属箔または金属蒸着樹脂フィルムとの間に上屋根用補強層を設ける場合、などの本発明の下屋根構造に対して種々の上屋根構造が適用可能である。
【００４０】
本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面には、上屋根用保護層として金属箔が一体に設けられていることを特徴とするものである。
【００４１】
ここで、上屋根の場合には、上屋根用樹脂発泡体の補強効果をそれほど必要としないことから、上屋根用樹脂発泡体の表面に直接、金属箔によって上屋根用保護層を形成することもできる。
【００４２】
このようにして得られる上屋根用保護層は、上屋根用樹脂発泡体の表面保護効果の他、上屋根用樹脂発泡体の劣化防止、耐火性改善、成形性改善、結露防止、紫外線劣化防止、帯電防止、熱拡散性や熱反射性等の効果を付与することができる。特に上屋根構造における金属箔の効果としては、上屋根用樹脂発泡体の劣化防止、熱拡散性や熱反射性等が特に重要であり、熱拡散性や熱反射性により、下屋根への熱負荷を軽減できる。また、上屋根用保護層は、コストや成形性などの面でアルミニウムなどの金属箔などで形成されていることが望ましい。
【００４３】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面には、前記上屋根用保護層として樹脂フィルム上に金属層が蒸着より形成された金属蒸着樹脂フィルムが一体に設けられていることを特徴とするものである。
【００４４】
このようにすることによって、金属蒸着樹脂フィルムの熱伝導性と熱反射性とにより、下屋根への熱影響を緩和することができる。
【００４５】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根用樹脂発泡体と、前記上屋根用保護層としての前記金属箔または前記金属蒸着樹脂フィルムとの間に、上屋根用補強層を一体に設けたことを特徴とするものである。
【００４６】
この場合にも、上屋根用補強層による熱放射や金属蒸着樹脂フィルムの熱伝導性と熱反射性とにより、下屋根への熱影響を緩和することができる。
【００４７】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根用補強層は樹脂シートであり、前記樹脂シートは、ポリエチレン系樹脂製シート、塩化ビニル系樹脂シート、または、ポリエステル系樹脂シートであることを特徴とするものである。
【００４８】
この際、上屋根用折板屋根材と上屋根用発泡樹脂体、及び、下屋根用折板屋根材と下屋根用発泡樹脂体は、それぞれ接着剤によって接着されていることは言うまでもない。
【００４９】
（樹脂発泡体）
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造において、前記上屋根用樹脂発泡体及び前記下屋根用樹脂発泡体は、発泡ポリエチレンシート、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体の１種単独または２種以上の混合物からなるポリオレフィン系樹脂及びポリウレタン樹脂、あるいは、ポリエステル樹脂であることを特徴とするものである。
【００５０】
これらの中では、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる樹脂発泡体が特に好ましい。また、発泡ポリエチレンシートには、難燃性や耐火性を付与する化合物などを添加して難燃性や耐火性を付与した、難燃発泡ポリエチレンシートや耐火発泡ポリエチレンシートなどを、樹脂発泡体として用いることができる。
【００５１】
この２重屋根の断熱構造では、下屋根の断熱材を構成する下屋根用樹脂発泡体は、全気泡に対する独立気泡の割合が６０［％］以上であり、発泡倍率が２０倍以上５０倍以下の軟質樹脂発泡体である。通常、この軟質樹脂発泡体には、厚さが２［ｍｍ］以上１２［ｍｍ］以下である独立気泡構造の発泡体を使用する。
【００５２】
前記上屋根用樹脂発泡体の厚さが、前記下屋根用樹脂発泡体の厚さと同等または大きいか、前記上屋根用樹脂発泡体の発泡倍率が、前記下屋根用樹脂発泡体の発泡倍率と同等または大きいかいずれかである２重屋根の断熱構造であってもよい。このようにすることで、上屋根の温度が下屋根より高く、上屋根の熱負荷が大きい場合には、上屋根側から下屋根側への伝熱による熱侵入を抑制するだけでなく、上屋根用樹脂発泡体の下面の温度を下げることで、下屋根への熱放射による熱負荷を抑制することができ、下屋根の温度上昇を抑制できる。特に、上屋根の温度が高く、上屋根の熱負荷が高い夏場などには、熱伝導や熱伝達の他、熱放射の影響が大きくなる傾向があり、上屋根や下屋根の樹脂発泡体の厚さや発泡倍率の制御は有効である。
【００５３】
前記下屋根用樹脂発泡体の厚さが、前記上屋根用樹脂発泡体の厚さと同等または大きいか、前記下屋根用樹脂発泡体の発泡倍率が、前記上屋根用樹脂発泡体の発泡倍率と同等または大きいかいずれかである２重屋根の断熱構造であってもよい。このようにすることで、下屋根の温度が上屋根より高く、下屋根の熱負荷が大きい場合には、下屋根側から上屋根側への伝熱による熱伝達による熱損失を制御するだけでなく、下屋根用樹脂発泡体の上面の温度を下げることができ、下屋根と上屋根との間の空間の対流と熱放射による熱移動による熱損失を抑制することができ、下屋根の温度低下を抑制できる。特に、下屋根の温度が高く上屋根より高く、下屋根の熱負荷が高い冬場や寒冷地では、熱放射の影響が低減されるため、対流による下屋根から上屋根への空気の移動による熱移動の影響が大きくなり、このことを考慮することが重要になる。
【００５４】
つまり、上屋根の熱負荷が高い場合には、上屋根用樹脂発泡体の厚さまたは発泡倍率が下屋根用樹脂発泡体の厚さまたは発泡倍率より小さくならないようにすることが望ましく、逆に下屋根の熱負荷が高い場合には、下屋根用樹脂発泡体の厚さまたは発泡倍率が上屋根用樹脂発泡体の厚さまたは発泡倍率をより小さくならないようにすることが望ましい。
【００５５】
このように、２重屋根の断熱構造において、上屋根側下面の樹脂発泡体による断熱性を下屋根上面より高めるか、あるいは、下屋根側上面の樹脂発泡体による断熱性を上屋根側下面より高めるかは、２重屋根の設置場所や使用環境、使用目的により異なる。また、若干のコスト上昇には繋がるが上屋根用樹脂発泡体と下屋根用樹脂発泡体の断熱性を共に高めることでも良い。また、この際、２重屋根の外周面は、他の場合と同様に面戸などで閉塞されていることは言うまでもない。
【００５６】
本発明に係る２重屋根の断熱構造において、前記下屋根用樹脂発泡体及び前記上屋根用樹脂発泡体は、含有する全気泡に対する独立気泡の割合が６０［％］以上である独立気泡構造の両樹脂発泡体の厚さは、２［ｍｍ］以上１２［ｍｍ］以下であることを特徴とするが、前記厚さが１２［ｍｍ］以上２０［ｍｍ］以下であれば、使用することが可能である。ここで、樹脂発泡体の発泡倍率の上限を５０倍としたのは、発泡倍率がこれよりも高いと、折板加工時に樹発泡体脂体の表面に亀裂が生じる可能性があると同時に、樹脂発泡体のセル壁が薄くなり、樹脂発泡体の耐久性が低下するためである。また、樹脂発泡体の発泡倍率が２０倍未満になると、気泡中の空気の量が減少して樹脂分が増加するために、樹脂発泡体の加工性及び断熱性が低下するためである。樹脂発泡体の厚さを、２［ｍｍ］以上としたのは、２［ｍｍ］未満（１［ｍｍ］以下）では、樹脂発泡体の表層からの熱拡散の影響が大きく、樹脂発泡体の断熱層が薄すぎて断熱性が不足するからである。樹脂発泡体の厚さを、２０［ｍｍ］以下、望ましくは、１２［ｍｍ］以下としたのは、樹脂発泡体の厚さが２０［ｍｍ］を超えると、貼合して成形することが困難になるからである。このため、樹脂発泡体の厚さが１２［ｍｍ］を超え、２０［ｍｍ］以下の場合には、折板屋根材の折り曲げ部に合わせて、前記樹脂発泡体の表面に所定深さの薄肉部を設けるか、切込みを入れる等の樹脂発泡体の曲げ加工性を向上させるための加工が必要になる。
【００５７】
ここで、板屋根材の折り曲げ部に合わせて、前記樹脂発泡体の表面を加工すれば、１２［ｍｍ］以上、２０［ｍｍ］までの樹脂発泡体を使用することができる。このため、下屋根用樹脂発泡体からなる断熱材の熱伝導性を低下させるとともに、当該断熱材内部での空気の移動を独立気泡によって妨げることができ、この結果、ガラスウール等の無機繊維系断熱材に比べて、下屋根の断熱材の厚さを薄くでき、２重屋根の断熱構造の小型化を促進することができる。なお、下屋根用樹脂発泡体が厚さ４［ｍｍ］の通常の厚さの樹脂発泡体である場合、下屋根用樹脂発泡体の断熱性能はガラスウールとほぼ同等であるが、下屋根用樹脂発泡体の設計を工夫すれば、下屋根用樹脂発泡体の断熱性能はガラスウールよりも高性能となり得る。
【００５８】
（接着層の構成）
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根及び前記下屋根を各々構成する各積層体の層同士は、接着剤によって接着されていることを特徴とする。
【００５９】
この構成により、例えば折板屋根材と樹脂発泡体との積層体等、下屋根及び上屋根を各々構成する各積層体の層同士が接着面で剥離することを防止することができる。下屋根及び上屋根の各々において、折板屋根材と樹脂発泡体とを接着剤によって接着する際には、樹脂発泡体の折板屋根材側の面に、プライマーとして、ホットメルト接着剤、溶剤型接着剤、アクリル系粘着剤、または、シリコン系粘着剤が塗布される。なお、本発明においては、ホットメルト接着剤や溶剤型接着剤などの「接着剤」と、アクリル系粘着剤やシリコン系粘着剤などの「粘着剤」とを、総称して接着剤という。
【００６０】
なお、ホットメルト接着剤と溶剤型接着剤としては、公知の接着剤を使用できる。例えば、ホットメルト接着剤としては、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合樹脂、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合樹脂、及びこれらの水添加樹脂等のスチレン系ブロック共重合樹脂の何れかからなるホットメルト接着剤等が挙げられる。溶剤型接着剤としては、クロロプレン系溶剤型接着剤、ニトリルゴム系溶剤型接着剤等が挙げられる。これらのホットメルト接着剤と溶剤型接着剤とのうち、折板屋根材と樹脂発泡体とを接着する際に用いる接着剤としては、折板屋根材と樹脂発泡体との接着性に優れ、且つ、比較的低温で容易に接着させることができるホットメルト接着剤のほうが好ましい。
【００６１】
また、樹脂成分またはゴム成分を含む粘着剤を用いる場合には、粘着剤を活性化させるために所定温度に加熱する。そのため、粘着剤としては、加熱時の粘着性を担保することを考慮して、アクリル系粘着剤及びシリコン系粘着剤が好適に使用される。特に、材料費の観点を考慮するとアクリル系粘着剤が最適である。
【００６２】
（下屋根と上屋根との間に形成される空間による熱移動及び熱輸送）
本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間の間隔は２５［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］であり、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間に形成された空間の移動による熱の輸送は、自然対流によって行われることを特徴とすることが望ましい。ここで、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面と断熱層である空気層との間の界面での熱移動は、熱伝達により行われる。
【００６３】
本発明における２重屋根の構造では、上下に対向する２重屋根の外周部は、面戸という部材により、２重屋根に外部からの空気が流入しないように閉塞されているのが、通例である。したがって、本発明の２重屋根の断熱構造は、特に断りのない場合は、面戸により外周部を閉塞された平空間と考える。ここで、自然対流を考える場合には、面戸により屋根の外周部が閉塞された状態を前提とする。さらに、２重屋根の断熱構造は、上屋根の温度が下屋根より高い場合と、逆に下屋根の温度が上屋根より高い場合とがあるが、ここでは、上屋根の温度が下屋根より高い場合で説明する。
【００６４】
例えば、上記配置間隔を５０［ｍｍ］以上１００［ｍｍ］以下の範囲内に調整した場合、断熱層である空気層の体積が大きくなることから、断熱性が向上する。この場合、上記空気層の空気を自然対流によって移動させることにより、空気層の空気を均熱化して、２重屋根の上屋根を冷却することができる。また、上屋根と下屋根との間の距離が大きくなると、上屋根と下屋根との間の距離が小さい場合と比べて、上屋根と下屋根との間の空気層の温度勾配が小さくなり、自然対流による空気層の移動速度が減少するので、空気層の体積が増加しても、対流による熱郵送量は必ずしも大きくなるとは限らない。
【００６５】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との配置間隔は、２５［ｍｍ］以上１００［ｍｍ］以下の範囲内で調整可能であり、前記上屋根と前記下屋根の間の空気層は断熱層として作用する。前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間に形成された空気層における熱輸送は自然対流によるが、上屋根の温度が下屋根より高い場合には、これにより上屋根の熱を空気層に逃がすことができ、上屋根の熱負荷を低減できる。また、上屋根と下屋根との配置間隔を大きくすれば、断熱層の厚さが大きくなるが、この際の自然対流による熱輸送量は、上下の樹脂発泡体と空気層の上下それぞれの境界での温度の温度差に依拠するため、温度差が小さい場合には、上屋根と下屋根との配置間隔が大きいと、空気層の上下における温度勾配は小さくなることから、自然対流による熱輸送量は逆に小さくなる。さらに、空気層の移動速度の低下により、上下の樹脂発泡体と空気層との熱伝達係数も低下する。逆に温度差が大きいと、上屋根と下屋根との配置間隔が大きくても、空気層の上下における温度勾配は大きくなることから、熱移動に寄与する空気の体積が多く、空気層の移動速度も増加して、自然対流による熱輸送量は大きくなり、上下の樹脂発泡体と空気層との熱伝達係数も増加する。したがって、気流発生装置を設けないで、空気層による断熱を行う場合には、空気層の厚さは、大きい方が好ましい。ここで、自然対流により、上屋根の熱負荷を低減することができても、逆に、空気層から下屋根への熱伝達による下屋根の熱負荷の増加を考えると、自然対流は少ない方が望ましい。
【００６６】
ここで、本発明に係る２重屋根の断熱構造は、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間の間隔は２５［ｍｍ］〜５０［ｍｍ］であり、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間に形成された空間における空気の移動による熱の輸送は、気流発生装置により発生させた強制対流によって行ってもよいが、上屋根の温度が下屋根より高く、上屋根の熱負荷が大きい場合には、前記強制対流により移動された空気は、前記２重屋根に設けた開口部より屋根の外に放出されることを特徴とするものであることが望ましい。ここで、上屋根の下面と下屋根の上面との間の空気層を必要に応じて、強制対流により循環させ、２重屋根の外部に開口部から２重屋根の外部に放出することもできる。このように、上屋根の温度が下屋根より大きく、上屋根の下面と下屋の上面との間の空気層を強制対流により移動させて、外部に放出することで、上屋根と下屋根の熱負荷の両者を下げることができる。
【００６７】
ここで、上屋根の温度が下屋根より低い、例えば冬の場合、強制対流により上屋根の下面と下屋根の上面の間の空間の空気層の空気を屋外に放出すると、下屋根下部の室内の温度低下を招くため、この場合には、強制対流により強制循環させた空気の開口部からの屋外への放出は行わない方が好ましい。このため、気流発生装置は、上屋根と下屋根の熱負荷に応じて、必要な場合には稼働し、必要により開口部が開閉できることが望ましい。
【００６８】
このように上屋根と下屋根との間の空間を狭く設計して、空気層の強制対流により強制循環を行えば、空気層の断熱層としての遮熱効果の他、上記空気層における対流による物質移動による熱輸送量を大きくすることができるため、上記自然対流の場合に比べて２重屋根の上屋根の熱負荷を下げることができ、冷却効率を向上させることが可能である。この場合には、上屋根の熱負荷を下屋根に伝えないようにするため、強制対流により強制循環させた空気を屋根の外部に排出することが望ましい。この場合、上屋根だけでなく下屋根の熱負荷を低減でき、下屋根から見た場合の遮熱効果は大きく、これにより２重屋根の断熱構造の小型化を図ることができる。
【００６９】
ここで、空気層の空気の移動による熱的な効果は、空気層の空気の移動速度が大きくなると、熱伝達係数の増加と物質移動としての熱輸送の両方の効果が重畳されることになる。そのため、強制対流による空気層の空気の移動速度を大きくすると、空気の熱伝達係数が増加し、上屋根の熱が空気層を通じて下屋根に運ばれやすくなり、上屋根発泡層と下屋根発泡層の温度が徐々に均等化されるものの、この場合には、下屋根の熱負荷が大きくなる。この際の下屋根の熱負荷を少なくするためには、上屋根と下屋根との間の空間に開口部を設けて開口部から空気層の形成空間を移動または循環した空気を外に逃がして放熱することが望ましい。
【００７０】
このように、上屋根と下屋根との間の空気を強制対流によって輸送すれば、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面との間隔が小さくても、対流空間における熱輸送量を大きくすることが可能になる。そのため、上屋根の熱負荷を少なくすることができる。この際には、上屋根と下屋根との空間に開口部を設けて開口部から空気を屋根の外に逃がして放熱することで下屋根の熱負荷も同時に低減することが可能となる。
【００７１】
（下屋根と上屋根の間に形成される空間の調整による対流の制御）
以上のように、下屋根と上屋根との間に空気層が存在すると、空気層の断熱効果とは別に対流による熱輸送の影響が大きく、この対流による熱輸送の影響を制御することが好ましい。特に、室外側の温度が室内側の温度より低く室内側の温度レベルがそれほど高くない冬場においては、室内の温度低下への対流の影響が大きいため、対流の影響を小さくする必要があることから、繊維系断熱材を下屋根と上屋根との間に配置することが考えられる。この際、下屋根の樹脂発泡体の上部に繊維系断熱材を積層することが考えられる。このように繊維系断熱材を下屋根側の樹脂発泡体の上部に積層することで、上屋根と下屋根との間の空間を大幅に狭くすることが可能になる。上記のように、下屋根側の樹脂発泡体の上に積層する繊維系断熱材は、下屋根の樹脂発泡体の上に直接配置しても良いが、下屋根の補強層あるいは保護層の上に、所定厚さの繊維系断熱材を配置してもよい。繊維系断熱材としては、ガラスウールやロックウールが考えられる。また、この場合には、対流の抑制または低減効果の他、繊維系断熱材による熱抵抗の増加による断熱性能の向上も、重畳されることは言うまでもない。
【００７２】
ここで、繊維系断熱材の積層構造と、上屋根と下屋根との間の空間を考える場合には、折板屋根の構造を考慮する必要がある。折板屋根を構成する折板は、上辺部、斜辺部、底辺部、斜辺部、上辺部の周期構造にシート鋼板がロール成形されることで形成されている。また、２つの折板を略平行に重ねた時の、対辺間距離は、上辺部、下辺部では約１００［ｍｍ］で、斜辺部では、上下方向の間隔は、上辺部、下辺部と同様に１００［ｍｍ］であるが、斜辺部は所定の傾きを有しているため、斜辺部の間の対辺間距離は約７０ｍｍである。
【００７３】
１００ｍｍ厚さの屋根用断熱材を上屋根と下屋根との間に形成すれば、実際は、上屋根と下屋根との間に樹脂発泡体が形成されているため、２重屋根の間の空間を、上下に断熱層を形成した上で閉塞することが可能になる。また、５０［ｍｍ］の厚さの断熱材を使用すれば、上屋根と下屋根の間隔は１００［ｍｍ］であっても、屋根の斜辺部の対辺間距離は７０［ｍｍ］であるため、そこに配置される断熱材の厚さ５０［ｍｍ］を除くと、約２０［ｍｍ］となる。また、底辺部と上辺部は上屋根と下屋根とが傾きを有していないため、１００［ｍｍ］から繊維系断熱材の厚さを引いた５０［ｍｍ］になる。
【００７４】
ここで、対流は、温度の影響を強く受ける密度流であるため、上下方向に傾きを有する斜辺部の影響が最も大きい。この際、斜辺部の間隔は前記のように約２０［ｍｍ］であり、さらにこれから上屋根と下屋根との上下の樹脂発泡体の厚さ（各４［ｍｍ］）を引くと、実際は斜辺部の間隔は、約１２［ｍｍ］と著しく狭くすることが可能になり、対流に寄与する空気層の厚さを著しく小さくすることができる。このように、２重屋根の間隔の半分以上の繊維系断熱材を、下屋根と上屋根との間に設けることで、２重屋根の間の空間を、２０［ｍｍ］以下に狭くして対流の影響がほとんどないようにしたりすることが有効である。また、極端な場合には、閉塞したりすることで対流による熱輸送における室内温度の低下を防止することができる。
【００７５】
（上屋根と下屋根の間の熱放射）
上屋根と下屋根との間の熱放射は、もともと熱放射は真空中でも起こる現象であり、上屋根と下屋根との間に空気層が存在しても起こる。また、熱放射は温度の異なる個体面間で起こるが、空気による熱放射の吸収はほとんどないことから、熱放射の制御は困難である。そこで、上屋根の温度が下屋根より高い上屋根の熱負荷が大きい場合には、熱放射を減少させるには、高温側の上屋根を断熱して、熱放射表面である上屋根側の樹脂発泡体下面の温度を低下させることが重要である。
【００７６】
すなわち、上屋根側の下面と下屋根側の上面とに樹脂発泡体が形成されている場合には、上屋根の熱放射を抑制するには、上屋根に配置された樹脂発泡体の厚さが下屋根側の樹脂発泡体と同等または厚いか、あるいは上屋根側樹脂発泡体の発泡倍率が、下屋根側樹脂発泡体と同等または高い必要がある。このようにすることで、上屋根の熱負荷が高く、上屋根温度が下屋根より高い場合に、樹脂発泡体の熱抵抗を高め、上屋根や下屋根の間の空気層などによる上屋根から下屋根への伝熱を制御するだけでなく、上屋根から下屋根への熱放射も抑制することができ、下屋根の熱負荷を軽減できる。そのため、下屋根の温度上昇抑制には有効である。
【００７７】
逆に、下屋根の温度が上屋根より高い冬場や寒冷値の場合には、下屋根の熱負荷が高いことになるが、熱放射は、絶対温度の４乗に比例するため、一般には、このような場合には、通常、上屋根温度が下屋根温度より高い場合よりも、高温側である下屋根温度が低く熱放射による放射エネルギー小さくなるため、熱放射の影響よりも、下屋根から上屋根への自然対流による熱輸送の影響が大きくなる。この場合、自然対流による熱移動を抑制するには、対流空間の下屋根側上面と上屋根側下面の温度差を小さくする必要がある。そのためには、下屋根側上面から、上屋根側の空間への放熱を抑えることが必要になる。このためには、下屋根の熱抵抗を高めて断熱性能を向上させる必要がある。この場合にも、下屋根側の樹脂発泡体の厚さを上屋根側と同等または厚くするか、あるいは下屋根側の樹脂発泡体の発泡倍率を、上屋根側と同等または高くすることが有効である。
【００７８】
（２重屋根の断熱構造の下屋根構造）
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造の下屋根構造は、上屋根と下屋根とからなる２重屋根の断熱構造の下屋根構造であって、少なくとも前記下屋根は、下屋根用折板屋根材の前記上屋根側の面に、下屋根用樹脂発泡体、下屋根用補強層、あるいは下屋根用樹脂発泡体と下屋根用補強層と下屋根用保護層が、前記上屋根側に向かって一体に順に形成され、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面は互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、前記下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて前記上屋根が配置されていることを特徴とするものである。
【００７９】
このように、２重屋根の下屋根を上記のような断熱構造とすることにより、上屋根敷設作業時に下屋根に損傷を与えずに、２重屋根の敷設工事を行うことができる。
【００８０】
また、下屋根用補強層には、下屋根用折板屋根材上の下屋根用樹脂発泡体の変形を均一にする効果があり、その結果、下屋根の施工時に局部的に下屋根用樹脂発泡体が変形するのを防止して、屋根部材としての樹脂発泡体層の均一な仕上がりを可能にすることができる。さらに下屋根用補強層の上に、下屋根用保護層が形成される場合には、下屋根用樹脂発泡体の表面保護効果、金属箔による熱反射効果の他、種々の屋根材の断熱構造に対する機能性を付与することが可能になり、その結果、２重屋根の断熱構造の性能向上や長寿命化を計ることができる。特に、下屋根用保護層の熱反射効果により、下屋根の断熱性能を向上させることができる。
【００８１】
このため、２重屋根の断熱構造としては、下屋根が樹脂発泡体上に下屋根用補強層、あるいは下屋根用補強層と下屋根用保護層が上屋根側に向かって順に形成されることが望ましく、下屋根がこのような構造を有していれば、所定の断熱性を得ることができる。そのため、上屋根の構造には、特に制約がなく、鋼製の折板屋根材のみの構成、折板屋根材に繊維系断熱材を接着したもの、折板屋根材に樹脂発泡体を接着したもののいずれの構造も用いることができる。
【００８２】
また、本発明の下屋根構造においては、上屋根と下屋根とは所定間隔を開けて配置されているため、下屋根用補強層、あるいは下屋根用補強層と下屋根用保護層とが、樹脂発泡体上に上屋根に向かって形成されていることから、樹脂発泡体による断熱効果の他、下屋根用補強層や下屋根用保護層による、熱放射や熱反射の効果による下屋根の熱負荷の軽減効果が期待できる。
【００８３】
（２重屋根の断熱構造の形成方法）
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造の形成方法は、下屋根用折板屋根材に、少なくとも下屋根用樹脂発泡体と下屋根用補強層、あるいは下屋根用樹脂発泡体と下屋根用補強層と下屋根用保護層とが一体に順に積層された下屋根を、下屋根構造体上に敷設した後、上屋根用折板屋根材の前記下屋根側の面に上屋根用樹脂発泡体が一体に設けられた上屋根を、前記上屋根の下面と前記下屋根の上面とは、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、前記下屋根の上方に相互に所定間隔を開けて配置して２重屋根を形成することを特徴とするものである。
【００８４】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造の形成方法は、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面は、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面自体が露出しているか、前記上屋根用樹脂発泡体の前記下屋根側の面に金属箔、金属蒸着樹脂フィルム、あるいは、金属箔または金属蒸着フィルムが一体に設けられた上屋根用補強層が接着されているか、のいずれかであることを特徴とするものである。
【００８５】
また、本発明に係る２重屋根の断熱構造の形成方法は、上記の発明において、前記上屋根と前記下屋根とを、金属製の固定部材によって固定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００８６】
本発明に係る２重屋根の断熱構造、２重屋根の断熱構造の下屋根構造、及び、２重屋根の断熱構造の形成方法は、下屋根用樹脂発泡体の下屋根用鋼板側とは反対側の面に下屋根用補強層が配置されているため、施設作業時に作業者が下屋根の上に乗って上屋根の敷設作業を行っても、下屋根用樹脂発泡体が破損するのを抑制することができるという効果と、下屋根の仕上がり精度を向上させる効果がある。また、下屋根用補強層は、敷設後には、下屋根用樹脂発泡体の表面保護効果の他、結露防止、吸湿による断熱層の劣化防止や紫外線劣化などを防止する保護層としての効果を有し、下屋根用補強層を形成する材料が樹脂やガラスにより形成されているため、熱の放射率が大きく、保護層が形成されずに下屋根用補強層のみから形成される場合には、下屋根用補強層が熱放射することで、下屋根の熱負荷を軽減することから、結果として下屋根の断熱性にも向上にも寄与する等種々の効果を奏する。
【００８７】
さらに、下屋根用補強層の上に、金属箔によって、機能性を有する下屋根用保護層を形成することによって、下屋根用補強層と同様に、下屋根用樹脂発泡体の表面保護効果の他、断熱層の劣化防止、結露防止、紫外線劣化の防止などの保護効果に加えて、さらに、耐火性の向上、帯電防止性、熱拡散性や熱反射性等の効果を付与することが可能になる。また、ここで、下屋根用補強層の上に、金属箔により下屋根用保護層を形成する場合には、金属箔が水蒸気やガスあるいは水滴の下屋根用補強層や下屋根用保護層への侵入を防ぐため、上記の下屋根用樹脂発泡体の表面保護効果の他、断熱層の劣化防止、結露防止、紫外線劣化の防止などの保護効果がさらに向上する。
【００８８】
下屋根用保護層により、断熱層の断熱性能や耐火性の向上の他、断熱層の劣化を防止することによって、２重屋根の断熱構造の長寿命化を計ることができる。また、下屋根用補強層に下屋根用保護層を設けることによる効果としては、帯電防止効果により、下屋根用保護層の上への異物付着などを防止し、さらに下屋根用樹脂発泡体の損傷を防止すると同時に、金属箔の熱拡散や熱反射により下屋根下部の温度上昇を抑制する効果を有する。また、金属箔の上屋根側の面に、樹脂製の表面コート層を設けることによって、金属箔表面の耐食性を向上させ酸化防止をすることが可能になる。
【００８９】
また、本発明の２重屋根の断熱構造、２重屋根の断熱構造の下屋根構造、及び２重屋根の断熱構造の形成方法を用いれば、下屋根を補強して２重屋根の敷設工事を容易にするとともに、無機繊維系断熱材を用いる場合と較べて、作業者の作業負荷の軽減、敷き込み作業による工期遅延防止、雨天の場合の表面の養生作業などが不要になるなどの２重屋根の施工の効率化を計ることができる。また、少なくとも下屋根用補強層や下屋根用保護層の各種効果により、断熱性能と耐久性に優れた２重屋根の断熱構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１は、実施形態１に係る上屋根折板と下屋根折板とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。
【図２】図２は、実施形態２に係る上屋根折板と下屋根折板とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。
【図３】図３は、実施形態２に係る下屋根折板における保護層の上屋根折板側の面に表面コート層を形成した場合を示した図である。
【図４】図４は、実施形態３に係る下屋根折板を構成する保護層として金属蒸着樹脂フィルムを用いた場合を示した図である。
【図５】図５は、実施形態５に係る上屋根折板と下屋根折板とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。
【図６】図６は、実施形態６に係る上屋根折板と下屋根折板とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。
【図７】図７（ａ）は、実施形態７に係る実施例の上屋根折板と下屋根折板とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。図７（ｂ）は、実施形態７の比較例の上屋根折板と下屋根折板とによる２重屋根の断面構造を示した図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）は、２重屋根の断熱性評価のための温度測定試験状況の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００９１】
以下に、本発明に係る２重屋根の断熱構造、及び、２重屋根の断熱構造の形成方法の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００９２】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る上屋根１と下屋根２とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。図１に示すように、上屋根１及び下屋根２は、それぞれ山部と谷部とが交互に繰り返されるように折り曲げられている。なお、「山部」とは上屋根１及び下屋根２において上に凸となっている部分であり、「谷部」とは隣り合う山部間の斜面部を含む部分である。上屋根１及び下屋根２は、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に所定間隔をあけて、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、下屋根２の上方に上屋根１が配置されている。また、上屋根１と下屋根２とは、不図示の固定金具によって固定されている。
【００９３】
上屋根１は、折板屋根材１１及び樹脂発泡体１２などから構成されている。折板屋根材１１は、金属板を山部と谷部とが交互に繰り返すように折り曲げて形成されている。樹脂発泡体１２は、折板屋根材１１の下屋根２側の面に接着剤などによって接着固定されている。
【００９４】
下屋根２は、折板屋根材２１、樹脂発泡体２２及び補強層２３などから構成されている。折板屋根材２１は、金属板を山部と谷部とが交互に繰り返すように折り曲げて形成されている。樹脂発泡体２２は、折板屋根材２１の上屋根１側の面に接着剤などによって固定されている。また、補強層２３は、樹脂発泡体２２の上屋根１側の面に接着剤などによって接着固定されている。
【００９５】
折板屋根材１１，２１としては、鋼板が適用可能である。鋼板の種類としては、例えば、溶融５５［％］アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板（ガルバニウム鋼板）、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛−５［％］アルミニウム鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、及び、これら鋼板の表面を塗装したカラー鋼板などを用いることができる。鋼板の板厚は、薄いと強度が不足し、厚いと加工性が低下する。通常は、折板屋根材１１，２１には、耐食性を考慮して、溶融亜鉛めっき鋼板やガルバニウム鋼板が用いられるが、特に室外側は風雨にさらされるため、表面に防食塗装を施したカラー鋼鈑が用いられることが多い。そのため、鋼板の板厚としては、強度と耐食性、コストなどを考慮して、０．４［ｍｍ］〜１．５［ｍｍ］、好ましくは、０．４［ｍｍ］〜１．０［ｍｍ］である。
【００９６】
樹脂発泡体１２，２２としては、発泡樹脂シートが適用可能である。発泡樹脂シートには、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、及び、ポリエステル樹脂などが使用できる。この樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂発泡体が好適に使用できる。特に、独立気泡構造の発泡体、特に独立気泡構造のポリエチレン架橋発泡体が好ましい。
【００９７】
ポリオレフィン系樹脂発泡体としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体などの１種単独または２種以上の混合物からなる発泡体を用いることが望ましい。
【００９８】
これらの中では、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる発泡体が特に好ましい。また、発泡ポリエチレンシートには、難燃性や耐火性を付与する化合物などを添加して難燃性や耐火性を付与した、難燃発泡ポリエチレンシートや耐火発泡ポリエチレンシートなどを用いることができる。
【００９９】
樹脂発泡体１２，２２の樹脂の発泡倍率は特に限定されないが、発泡倍率としては、２０〜５０倍であることが好ましく、２０〜４０倍、特に３０〜４０倍であることがより好ましい。なお、発泡倍率は、樹脂発泡体で一般的に用いられている見かけ倍率である。この見かけ倍率は、樹脂発泡シートから１０［ｃｍ］×１０［ｃｍ］の寸法の試片を切り出し、重量（Ｗ１［ｇ］）を秤量し、その後、試片の四隅の角部及び中心部における厚さを測定し（測定機はＪＩＳ  Ｋ  ６７６７法に準拠する。）、５点の平均値（Ｔ［ｃｍ］）を用いて、下記の（１）式により算出することができる。
【０１００】
見かけ倍率（発泡倍率）＝１０×１０×Ｔ／Ｗ１  ・・・・（１）
【０１０１】
樹脂発泡体１２，２２の厚さとしては、２［ｍｍ］〜２０［ｍｍ］、好ましくは、２［ｍｍ］〜１２［ｍｍ］、さらに好ましくは、２［ｍｍ］〜８［ｍｍ］である。例えば、樹脂発泡体１２，２２の厚さは、必要に応じて定義調整可能であるが、例えば、通常は、２［ｍｍ］、４［ｍｍ］、６［ｍｍ］、８［ｍｍ］などの厚さを適用できる。
【０１０２】
下屋根２の補強層２３としては、ポリエチレン系樹脂製クロスシート、ポリエステル系樹脂製クロスシート、または、ガラス製クロスシートを用いることができる。なお、これらの材料を用いたクロスシートは、例えば、紐状の部材が交互に上下に編み込まれた織物状のクロスシートであるため、クロスシートの表面が凹凸形状に形成されている。そのため、下屋根２の補強層２３の表面に凹凸を形成することができ、変形追従性がポリエチレン系樹脂製シート、塩化ビニル系樹脂シート、及び、ポリエステル系樹脂シートなどよりも高い。そのため、補強層２３としては、ポリエチレン系樹脂製クロスシート、ポリエステル系樹脂製クロスシート、または、ガラス製クロスシートなどの、樹脂製またはガラス製のクロスシートを用いることが望ましい。
【０１０３】
なお、ポリエチレン系樹脂クロスシートなどの樹脂製クロスシートは、ポリエチレン系樹脂などの樹脂製の紐が編み込まれたシート状部材である。樹脂製クロスシートの厚みとしては、２０［μｍ］〜３００［μｍ］程度が望ましい。また、ポリエチレン系樹脂製シートなどの樹脂製シートの厚みとしては、５０［μｍ］〜１００［μｍ］程度が望ましい。
【０１０４】
また、補強層２３としては、クロスシートの代わりに、各種樹脂シートが利用できる。具体的には、ポリエチレン系樹脂製シート、ポリプロピレン樹脂シート、塩化ビニル系樹脂シート、または、ポリエステル系樹脂シートなどを用いることができる。これらの樹脂シートは、３０［μｍ］〜５００［μｍ］の範囲のものを用いることができるが、好ましくは１００［μｍ］〜２００［μｍ］である。
【０１０５】
実施形態１に係る２重屋根の断熱構造では、図１に示すように、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に空間が形成されるため、断熱効果が高いとともに、この空間に外部から空気が流通されることにより、上屋根１や下屋根２からの放熱を促進させることができる。
【０１０６】
実施形態１に係る２重屋根の断熱構造においては、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に形成された空間での空気の流通量を考慮すると、上屋根１の下面（樹脂発泡体１２の下面）と、下屋根２の上面（補強層２３の上面）との間の所定間隔を、例えば、５０［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］とするのが望ましい。この場合、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間の空気層への熱移動は、熱伝達により行われ、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に形成された空間における空気の移動による熱輸送は、自然対流によって行われる。このように、前記空間にて空気の移動による熱の輸送が自然対流により行われることによって、上屋根１及び下屋根２の熱を空気により移動させて、上屋根１及び下屋根２の冷却を効率よく行うことができる。
【０１０７】
また、実施形態１に係る２重屋根の断熱構造においては、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間の所定間隔を、例えば、２５［ｍｍ］〜５０［ｍｍ］と狭く設定してもよい。この場合、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間の空気層への熱移動は、熱伝達により行われ、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に形成された空間における空気の移動による熱の輸送は、自然対流により行うことも可能であるが、不図示の気流発生装置によって強制対流させることにより行う。これにより、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間の間隔が狭くても、上屋根１及び下屋根２の冷却効率を向上させ、前記空気の移動による熱の輸送を自然対流により行う場合よりも効率的に行うことができる。その結果、２重屋根の小型化や軽量化が可能となる。なお、前記気流発生装置としては、換気扇や小型ファンなどを用いることができ、前記空間から外部に空気を排出させるようにするのが望ましい。このようにすることで、上屋根１と下屋根２の熱負荷を低減することができる。ここで、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に所定間隔を設けてその間の空気を強制対流させる場合であっても、両者の間隔を上記の範囲を超えて広く設定してもよい。
【０１０８】
次に、上屋根１及び下屋根２における樹脂発泡体１２，２２が固定された折板屋根材１１，２１の製造方法の一例について説明する。なお、ここでは、樹脂発泡体１２，２２として発泡樹脂シートを用いた場合にて説明する。また、折板屋根材１１，２１として鋼板を用いた場合にて説明する。前記製造方法は、鋼板と発泡樹脂シートとを貼り合わせて貼着体とする貼着工程と、その貼着体を屋根折板に加工する折板加工工程と、の２工程を有する。貼着工程では、発泡樹脂シートの一面に接着剤を均一・一様に塗布し、その発泡樹脂シートの一面を鋼板の一面に対向させながら、加熱されたプレスロールの間を通すことによって行われる。
【０１０９】
ここで、補強層２３の樹脂発泡シートへの接着は、鋼板と発泡樹脂シートとをプレスロールで貼合させた後、同様にプレスロールを通過させて行うことができる。また、機能性付与のための保護層の形成は、保護層が補強層２３に一体に形成された部材を、補強層２３側の面を、発泡樹脂シートに貼付けることによって、効率良く行うことができる。また、折板加工工程での屋根折板への加工は、タンデムに設けたフォーミングロールの間を貼着体が順次通過することによって行われる。
【０１１０】
次に、上屋根１と下屋根２とによる２重屋根の断熱構造の形成方法の一例について説明する。先ず、下屋根２の直下に設けられた不図示の下屋根構造体であるタイトフレーム上に下屋根２を固定して敷設する。次に、少なくとも補強層２３を有する下屋根２の補強層２３の上に作業者が乗って、下屋根２の上方に上屋根１を位置させ、上屋根１の下面と下屋根２の上面との間に所定間隔をあけて、互いの山部同士及び谷部同士が対向するように、不図示の金属製の固定部材である固定金具により下屋根２に対して上屋根１を固定する。この際、例えば、上屋根１と下屋根２それぞれの山部同士や谷部同士を相互に所定間隔を開けて対向させ、前記固定金具によって固定する。
【０１１１】
実施形態１に係る２重屋根の断熱構造においては、下屋根２における樹脂発泡体２２の折板屋根材２１側とは反対側の面に補強層２３が配置されているため、作業者が下屋根２の上に乗って上屋根１の敷設作業を行っても、樹脂発泡体２２が破損するのを抑制することができる。これにより、樹脂発泡体２２の破損部分が結露や熱侵入の起点となったり、樹脂発泡体２２の劣化が早まるのを抑制することができる。さらに、補強層２３は、樹脂発泡体２２より強度が高く、補強層２３が樹脂発泡体２２の変形を抑制して、下屋根２の折板屋根材２１上の樹脂発泡体２２の変形を均一にする効果があり、下屋根２の施工時の屋根部材としての樹脂発泡体層の均一な仕上がりを可能にすることができる。
【０１１２】
さらに敷設後には、樹脂発泡体２２の吸湿による劣化や屋根内部に回り込んだ紫外線による劣化を防止する保護層としての効果がある。また、この場合に、補強層２３は、基本的には樹脂製であるため、補強層２３が樹脂発泡体２２の表面を覆うことにより、補強層２３そのものの劣化が僅かに少し進むことになるが、樹脂発泡体２２の劣化を防止する効果がある。また、敷設後は、補強層２３による樹脂発泡体２２の補強効果が必要ないため、補強層２３の劣化が進むことは問題ではない。
【０１１３】
また、補強層２３の内部には、空気層がないことにより、補強層２３を構成する樹脂の表面からの実質的な熱放射率は、補強層２３がない場合の樹脂発泡体２２の表面からの放射率より高くなる。また、補強層２３に凹凸を設けることにより、実質的に補強層２３の表面積が増加するため、補強層２３からの熱放射がより促進される。これにより、補強層２３を通じた熱放射が促進されるため、上屋根１と下屋根２との間に形成される空間中の空気層を通じて、対流により熱輸送効率が増加する効果もある。この場合には、対流は自然対流と強制対流とのいずれでもよい。
【０１１４】
［実施形態２］
（補強層上に形成された保護層）
次に、本発明の実施形態２について説明する。以下の実施形態２の説明では、上述した実施形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１５】
図２は、実施形態２に係る上屋根１と下屋根２とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。実施形態２に係る２重屋根の断熱構造においては、上屋根１の構成が、図１に示す実施形態１と同じである。一方、下屋根２の構成は、図２に示すように、実施形態１と同じく折板屋根材２１から上屋根１側に向かって、樹脂発泡体２２と補強層２３とが順に積層されており、さらに、補強層２３の上屋根１側の面に保護層２４が接着剤などによって固定されている。
【０１１６】
保護層２４は、補強層２３の表面保護の他、防食（耐食性付与）による断熱層の劣化防止、下屋根２の成形時の成形性改善、帯電防止、結露防止、紫外線劣化防止、熱拡散、及び、熱反射などの機能性を付与する効果がある。保護層２４としては、金属箔が適用可能である。金属箔の種類としては、アルミニウム箔、チタン合金箔、ニッケル合金箔、青銅箔、スズ箔、亜鉛合金箔、真鍮箔などを用いることができ、特に、経済性を考慮すると、アルミニウム箔が最適である。金属箔の厚さは、５［μｍ］〜１５０［μｍ］、好ましくは、８［μｍ］〜１００［μｍ］である。金属箔が１５０［μｍ］よりも厚いと、加工性が低下するとともに、コスト増加となる。また、金属箔が５［μｍ］よりも薄いと、補強層２３への貼り付けが困難であるとともに、使用時に破れる可能性がある。ここで、前述のクロスシートと金属箔との合計厚さは、２５［μｍ］〜４５０［μｍ］であり、望ましくは、５８［μｍ］〜３００［μｍ］である。
【０１１７】
実施形態２の下屋根２においては、樹脂発泡体２２と保護層２４との間に補強層２３が設けられている。補強層２３は、樹脂発泡体２２と比較すると柔軟性に劣るが、保護層２４と比較すると強度が高く、柔軟性に優れる。すなわち、補強層２３は、樹脂発泡体２２と比較すると、局所的な変形は起こりにくい。樹脂発泡体２２に補強層２３が設けられると、例えば、保護層２４の一部に力が加えられた際に、補強層２３がない場合と比較して、保護層２４の局所的な変形が緩和されて、保護層２４の変形範囲が広げられる。このため、保護層２４への局所的な変形が緩和されることにより、保護層２４が破れるのを抑制することができる。
【０１１８】
また、実施形態２において補強層２３としては、ポリエチレン系樹脂製クロスシートなどのように、表面に凹凸形状を有するものが望ましい。補強層２３の表面に凹凸形状が形成されていると、補強層２３に保護層２４を接着した際に、保護層２４自体が凹凸形状に沿って接着され、保護層２４を補強層２３の変形に追従させやすくすることができる。また、保護層２４自体を凹凸形状とすることによって、保護層２４の可撓性を向上させることができる。このため、加工時や使用時における保護層２４の破れなどの発生を抑制することができる。このように、補強層２３の上に、保護層２４を形成することによって、樹脂発泡体２２の表面保護効果の他、樹脂発泡体２２の劣化防止、耐火性改善、成形性改善、結露防止、紫外線劣化防止、帯電防止、熱拡散性や熱反射性などの効果を付与することができる。
【０１１９】
（保護層上の樹脂コート層）
また、図３に示すように、実施形態２に係る２重屋根の断熱構造においては、下屋根２における保護層２４の上屋根１側の面（保護層２４の補強層２３側とは反対側の面）に、金属箔の表面に樹脂皮膜が表面コート層２５として形成されていることが望ましい。例えば、金属箔がアルミ箔の場合には、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体からなる表面コート層２５を形成してもよい。
【０１２０】
これにより、表面コート層２５によって保護層２４としての金属箔の表面を保護することができる。このように、金属箔上に金属箔層の耐食性向上や酸化防止のために表面コート層２５を形成することによって、保護層としての樹脂発泡体２２の表面保護効果の他、樹脂発泡体２２の劣化防止、耐火性改善、成形性改善、結露防止、紫外線劣化防止、帯電防止、熱拡散性や熱反射性等の効果の他、さらに表面コート層２５により、保護層２４に対する耐食性向上や酸化防止効果を重畳させることができる。表面コート層２５は、少なくとも１［μｍ］〜数十［μｍ］以下、好ましくは、数［μｍ］〜１０［μｍ］以下で形成することが望ましい。これは、樹脂被覆表面コート層を形成する目的が主として表面保護を目的とするため、表面コート層２５の厚さは、金属箔よりも薄く形成されることが望ましい。
【０１２１】
［実施形態３］
（金属蒸着樹脂フィルムを用いた保護層）
図４に示すように、実施形態３に係る２重屋根の断熱構造においては、下屋根２を構成する保護層２４として、樹脂フィルム２４１上にアルミニウムなどの金属が蒸着されて金属蒸着層２４２が形成された金属蒸着樹脂フィルムを用いている。この金属蒸着樹脂フィルムを保護層２４として用いる場合には、補強層２３と樹脂フィルム２４１とを接着剤などによって固定する。樹脂フィルム２４１としては、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂フィルム、塩化ビニル系樹脂フィルム、ＰＥＴ樹脂フィルムなどのポリエステル系樹脂フィルム、ポリアミド系樹脂フィルムなどを用いることができる。
【０１２２】
金属蒸着樹脂フィルムの厚さは、５［μｍ］〜５０［μｍ］、好ましくは、１０［μｍ］〜３０［μｍ］である。この際、樹脂フィルム２４１に設ける金属蒸着層２４２の厚さは、例えば、０．０１［μｍ］〜１０［μｍ］であり、好ましくは、０．５［μｍ］〜１［μｍ］である。図４に示すように、金属蒸着樹脂フィルムにおける金属蒸着層２４２の上屋根１側の面に、表面コート層２５を形成してもよい。これにより、表面コート層２５によって金属蒸着層２４２の表面を保護することができる。この場合には、表面コート層２５は、極薄く形成されることが望ましい。
【０１２３】
［実施形態４］
（補強層上に直接、金属蒸着層を設ける保護層）
実施形態４に係る２重屋根の断熱構造においては、保護層２４として、金属箔や金属蒸着樹脂フィルムに替えて、補強層２３の上屋根１側の面（補強層２３の樹脂発泡体２２とは反対側の面）に直接、アルミニウムなどの金属を蒸着させて金属蒸着層を形成してもよい。この際、補強層２３としては、ポリエチレンやポリエステル系の樹脂製クロスシートやガラス製クロスシートではなく、ポリエチレン系樹脂製シート、ポリプロピレン系樹脂シート、塩化ビニル系樹脂シート、または、ポリエステル系樹脂シートなどを用いても良い。これらの樹脂シートの厚さは、３０［μｍ］〜５００［μｍ］、好ましくは、１００［μｍ］〜２００［μｍ］である。
【０１２４】
実施形態２〜４に係る２重屋根の断熱構造においては、下屋根２における補強層２３の上屋根１側の面に、金属箔または金属蒸着樹脂フィルムを固定したり、金属を蒸着させたりして、保護層２４を設けることにより、保護層２４が熱反射層として機能する。これにより、上屋根１からの熱を保護層２４にて反射することによって、下屋根２の温度上昇を低減させることができる。また、保護層２４の熱拡散効果によって、熱の均一化が図れることと同時に、静電気などによって埃が保護層２４に付着するのを抑えることができる。また、樹脂発泡体２２の表面が金属により被われているため、樹脂発泡体２２の表面の劣化防止をすることもできる。樹脂発泡体２２の表面を被う金属としては、アルミニウムが好ましい。樹脂発泡体２２の表面保護効果の他、樹脂発泡体２２の劣化防止、耐火性改善、成形性改善、結露防止、紫外線劣化防止、帯電防止、熱拡散性や熱反射性等の効果を付与することができる。実施形態２〜４のように、補強層２３の上に保護層２４を形成することができるが、これらの内では、保護層２４の効果を最も安定して得るためには、補強層２３上に金属箔を接着等により形成した実施形態２が最も好ましい。
【０１２５】
なお、実施形態１にて説明したような、樹脂発泡体１２，２２が固定された折板屋根材１１，２１の製造工程においては、折板加工工程の際、発泡樹脂シートの鋼板側とは反対側の面に金属箔または金属蒸着樹脂フィルムが固定されていることによって、発泡樹脂シートの表面が露出せず、発泡樹脂シートの表面に傷がつくのを抑制することができる。
【０１２６】
［実施形態５］
（上屋根部材の樹脂発泡体に直接形成された保護層）
次に、本発明の実施形態５について説明する。以下の実施形態５の説明では、上述した実施形態２と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１２７】
図５は、実施形態５に係る上屋根１と下屋根２とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。実施形態５に係る２重屋根の断熱構造において、下屋根２の構成は、図２に示す実施形態２と同じく、折板屋根材２１から上屋根１側に向かって、樹脂発泡体２２と補強層２３と保護層２４とが順に積層されている。一方、上屋根１の構成は、実施形態２と同じく折板屋根材１１の下屋根２側の面に樹脂発泡体１２が固定されており、さらに、樹脂発泡体１２の下屋根２側の面（樹脂発泡体１２の折板屋根材１１側とは反対側の面）に保護層１４が接着剤などによって固定されている。
【０１２８】
上屋根１の保護層１４としては、下屋根２の保護層２４と同様に、上述したような金属箔や金属蒸着樹脂フィルムなどを用いることができる。
【０１２９】
実施形態５に係る２重屋根の断熱構造においては、上屋根１における樹脂発泡体１２の下屋根２側の面に保護層１４を形成することによって、樹脂発泡体１２の防湿効果を向上させるとともに、上屋根１の金属箔の熱拡散効果と上屋根１への熱反射効果とにより、下屋根２の温度上昇を低減させることができる。ここで、保護層１４には、上記の防湿効果と断熱特性への影響の他、樹脂発泡体１２の表面保護効果の他、樹脂発泡体１２の劣化防止、耐火性改善、成形性改善、紫外線劣化防止、及び、帯電防止等の効果があることは既に述べた通りである。
【０１３０】
［実施形態６］
（上屋根部材の樹脂発泡体表面の補強層上に形成された保護層）
次に、本発明の実施形態６について説明する。以下の実施形態６の説明では、上述した実施形態２と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１３１】
図６は、実施形態６に係る上屋根１と下屋根２とによる２重屋根の断熱構造を示した図である。実施形態６に係る２重屋根の断熱構造において、下屋根２の構成は、図２に示す実施形態２と同じく、折板屋根材２１から上屋根１側に向かって、樹脂発泡体２２と補強層２３と保護層２４とが順に積層されている。一方、上屋根１の構成は、実施形態２と同じく折板屋根材１１の下屋根２側の面に樹脂発泡体１２が固定されている。そして、樹脂発泡体１２の下屋根２側の面（樹脂発泡体１２の折板屋根材１１側とは反対側の面）には、補強層１３が接着剤などによって固定されている。さらに、補強層１３の下屋根２側の面（補強層１３の樹脂発泡体１２側とは反対側の面）には、保護層１４が接着剤などによって固定されている。つまり、実施形態６では、実施形態５と下屋根２の構造は同等であるが、上屋根１の構造が、実施形態５では上屋根１の樹脂発泡体１２に、保護層１４が直接形成されているのに対して、実施形態６では保護層１４と樹脂発泡体１２との間に、補強層１３が設けられている点が相違する。
【０１３２】
補強層１３としては、下屋根２を構成する補強層２３と同様に、上述したような樹脂製クロスシートや樹脂製シートなどを用いることができる。また、保護層１４としては、下屋根２を構成する保護層２４と同様に、上述したような金属箔や金属蒸着樹脂フィルムなどを用いることができる。
【０１３３】
実施形態６に係る２重屋根の断熱構造においては、上屋根１における樹脂発泡体１２の下屋根２側の面に補強層１３を形成することによって、樹脂発泡体１２が損傷するのを抑制すると同時に、補強層１３は樹脂発泡体１２の劣化をある程度防止することができる。また、補強層１３の下屋根２側の面に保護層１４を形成することによって、樹脂発泡体１２の防湿効果を向上させるとともに、上屋根１から下屋根２への熱放射を、上屋根１の保護層１４の熱反射特性により低減することによって、下屋根２の温度上昇を低減させることができる。
【０１３４】
[実施形態７]
次に、図７を用いて、本発明の実施形態７について説明する。以下の実施形態７の説明では、上述した実施形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図７（ａ）では、下屋根２は、折板屋根材１１上に、上屋根１の方向に樹脂発泡体１２、補強層１３が順に形成され、実施形態１と同様の構造を有しており、上屋根１に樹脂発泡体１２がなく、上屋根１が折板屋根材１１のみで構成される点で異なる。図７（ｂ）は、図７（ａ）の上屋根１と下屋根２との構成を入れ換えた構成であり、上屋根１は、下屋根２に向かって折板屋根材１１、樹脂発泡体１２、補強層１３の順に形成され、下屋根２は、折板屋根材２１のみで構成される。図７（ａ）の場合は、上屋根１の折板屋根材１１と下屋根２の補強層２３との間には、相互に所定距離離間した空間が形成され、図７（ｂ）の場合も同様に、上屋根１の補強層１３と下屋根２の折板屋根材２１との間に同様の空間が形成される。
【０１３５】
ここで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す２重屋根の断熱構造の断熱性能を確認するために、図８に示す温度測定試験を行った。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、２重屋根の断熱性評価のための温度測定試験状況の説明図である。図８（ａ）と図８（ｂ）は、それぞれ図７（ａ）と図７（ｂ）に対応する。具体的には、図８（ａ）と図８（ｂ）の構造を恒温層中に配置し、対流空間の上下の温度差（ｘ１−ｙ１，ｘ２−ｙ２）と、下屋根２下部の温度（ｚ１，ｚ２）の測定を行なう確認試験を行なった。確認試験は、内側寸法が幅１０００［ｍｍ］×奥行８００［ｍｍ］×高さ１０００［ｍｍ］の試験用恒温槽３を用いて、環境温度を３０［℃］に設定して、強制対流式の試験装置を用いた。
【０１３６】
試験装置では、評価用のミニ構造体を試験用恒温槽３の中に入れて、所定流量のファンで空気を循環させながら、５００［Ｗ］の加熱用ランプ（白熱電球）によって、評価用のミニ構造体を１２０分間加熱する試験を行った。この場合の評価用のミニ構造体の上屋根１と下屋根２とは、ともに１９０［ｍｍ］×１９０［ｍｍ］の平板形状とし、上屋根１と下屋根２の側面は、断熱材４で塞いで、さらに、下屋根２の下部の幅方向の両端を断面略コの字型の断熱材４で支持して、さらに下屋根２を支持する断熱材４の内部には、アクリル板５を配置する構造とした。上屋根１と下屋根２における折板屋根材１１，２１、樹脂発泡体１２，２２、補強層１３，２３の各層の接着は、断熱材用スプレー糊を使用した。この際、上屋根１と下屋根２との間の距離を１００［ｍｍ］として、上屋根１と下屋根２を略平行に配置し、上屋根１と下屋根２の両者が対向する空間が形成され、この空間は、長手方向に連通している。この際のこの空間におけるファン等による空気の循環は行わなかった。ここで、樹脂発泡体１２，２２には、厚さ４［ｍｍ］×発泡倍率４０倍（密度２５［ｋｇ／ｍ３］）のポリエチレン発泡体シートを使用した。
【０１３７】
図８（ａ）と図８（ｂ）の場合の、対流空間の温度差と、下屋根２の下部の温度測定を行なった。その結果、図８（ａ）の対流空間の温度差と下屋根２の下部の温度は、それぞれ２１．３［℃］、３７．８［℃］であった。これに対して、図８（ｂ）の対流空間の温度差と下屋根２の下部の温度は、それぞれ１９．３［℃］、３６．６［℃］であった。そして、対流空間の温度差及び下屋根２の下部の温度は、図８（ａ）の２重屋根の断熱構造と、図８（ｂ）の２重屋根の断熱構造とを比較すると、図８（ａ）のほうが図８（ｂ）よりも、上屋根１から下屋根２に対する熱放射量は多く、さらに対流空間の温度差が大きいため、対流による熱輸送量が大きくなり、下屋根２の下部の温度が高くなった。
【０１３８】
図８（ａ）の２重屋根の断熱構造と、図８（ｂ）の２重屋根の断熱構造とにおいて、下屋根２の下部に対する熱負荷が異なることが示されており、断熱材として樹脂発泡体を上屋根１の下部に設けるか、あるいは下屋根２の上部に設けるか、あるいは屋根や上屋根１の間の空間の大きさにより、熱放射量や自然対流による熱輸送量が異なり、これらの断熱性能が等価でないことがわかる。
【０１３９】
これは、下屋根２に上方に向けて順に、折板屋根材２１、樹脂発泡体２２、補強層２３を形成して、下屋根２の補強層１３と上屋根１の折板屋根材１１との間に、空気層を形成した場合の熱輸送効果が、上屋根１に下方に向けて順に、折板屋根材１１、樹脂発泡体１２、補強層１３を形成して、上屋根１の補強層１３と下屋根２の折板屋根材２１との間に、空気層を形成した場合とは異なるためと考えられる。さらに、樹脂発泡体２２の表面に補強層２３を設けることにより、樹脂発泡体２２の表面を露出する補強層２３がない場合よりも補強層２３の熱放射効果により、放熱効果が向上する。
【０１４０】
本発明の下屋根構造を取ることにより、下屋根２では、樹脂発泡体２２、補強層２３、保護層２４が順に形成されていることによって、下屋根２が少なくとも樹脂発泡体２２と補強層２３とを有することにより、施工時に安定して施工することができる。また、さらに作業者が下屋根２の上面に上って作業を行ったとしても下屋根２が傷つくことがない。また、上屋根１にも、少なくとも樹脂発泡体１２に補強層１３を設けることから、下屋根２上で上屋根１を形成する場合にも、上屋根１を傷つけることがなく作業を行うことができると同時に施工性が良い。また、下屋根２に補強層２３を含む断熱層を設けることによって、上屋根１に下屋根２の方向に同様の構造を設ける場合より、補強層２３と上屋根１との間の熱拡散が促進され、下屋根２下側の温度を低く保つことができる。ここで、本発明における２重屋根は、上屋根１と下屋根２との間の空間は、少なくとも原則として、外周部が面戸などの部材により閉塞された構造を取ることを前提としている。
【０１４１】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１４２】
１  上屋根
２  下屋根
３  試験用恒温槽
４  断熱材
５  アクリル板
１１  折板屋根材
１２  樹脂発泡体
１３  補強層
１４  保護層
２１  折板屋根材
２２  樹脂発泡体
２３  補強層
２４  保護層
２５  表面コート層
２４１  樹脂フィルム
２４２  金属蒸着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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