(57)【要約】【課題】  大掛かりな装置や設備を要することなく、簡易な構造によって効果的に降雨時の騒音を低減化されることができる屋根の防音構造を提供する。【解決手段】  屋根１の上面の周縁部に、降雨時に屋根１上に雨水４を溜める堰部材２を設けるとともに、堰部材２または屋根１に、雨水４を抜く排水機構３、５を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根上面の周縁部に、降雨時に当該屋根上に雨水を溜める堰部材を設けるとともに、当該堰部材または上記屋根に、上記雨水を抜く排水機構を設けたことを特徴とする屋根の防音構造。
【請求項２】
上記堰部材は、上記屋根の高さ方向の複数個所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の屋根の防音構造。
【請求項３】
上記屋根は、２枚以上のプラスチック系フィルム材料からなる膜材が周縁部において枠材に保持されるとともに当該膜材間に加圧気体が供給される膜パネルによって構成され、かつ上記堰部材が上記枠材に立設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の屋根の防音構造。
【請求項４】
上記屋根は、透光性を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の屋根の防音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降雨時に雨音に起因する内部環境の悪化を防止するための屋根の防音構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トタン、ポリカーボネイト、プラスチック系フィルム材料等を屋根材として用いた軽量屋根においては、降雨時に屋根面に当たった雨水の雨音が建物の内部に反響し、騒音となって環境を著しく悪化させることが問題となっている。
【０００３】
このため、例えばトタン屋根等においては、野路板と屋根裏面側の防水シートとの間にクッション材を設けるなどの防音対策を講じているが、本来簡易かつ軽量であることを特徴とする屋根であるにも係わらず、総じてコストアップになってしまうという問題点があった。
【０００４】
また、上記フィルム材を屋根材として用いた屋根は、形状を保持させるために、張力が導入された状態でその周縁が金属製の枠材に固定されている。この結果、上記フィルム材は、太鼓の皮のように張られた状態になっているため、特に降雨時に大きな音を発し、当該屋根下の音環境に悪影響をもたらしている。
【０００５】
このようなフィルム材を用いた屋根は、例えば農業施設等に用いられる場合には、上記音環境の悪化が問題となることは少ないものの、これをスポーツ施設やアトリウム等の多くの人を収容する設備の屋根として用いた場合には、何等かの防音対策が必須となる。
そこで、上記屋根を厚手のシート等で覆う方法も考えられるが、構造が複雑化するとともに、フィルムの特徴である透光性を妨げてしまうという問題点が生じる。
【０００６】
他方、下記特許文献１においては、従来保温・防音を行うために断熱材を入れていた壁、床、天井等に、上記断熱材に代えて加熱または冷却可能な液体を入れた、「建築物の構造の一部に液体を入れ保温および防音をする方法」が提案されている。
【特許文献１】特開昭５３−１２８１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の保温・防音方法にあっては、上述したような雨音に起因する音環境の悪化を防止しようとすると、天井裏のほぼ全面にわたって、上記液体層を設けておく必要があり、重量が嵩むとともに液漏れ用のシール構造が複雑化して、天井としての構造上現実的なものとはいえない。
【０００８】
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、大掛かりな装置や設備を要することなく、簡易な構造によって効果的に降雨時の騒音を低減化されることができる屋根の防音構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、屋根上面の周縁部に、降雨時に当該屋根上に雨水を溜める堰部材を設けるとともに、当該堰部材または上記屋根に、上記雨水を抜く排水機構を設けたことを特徴とするものである。
ここで、堰部材と排水機構との関係は、屋根の材質に応じて、室内における音環境が悪化するような量の雨が降った際に、当該降雨量が排水機構による排水よりも勝ることにより上記堰部材によって屋根上に雨水の溜池が形成され、上記量以下の降雨量になった際に、排水機構による排水量が勝って、屋根上の雨水が排水されるように設定することが好ましい。
【００１０】
一般に、雨の強さは、以下のように分類されている。
雨の強さ      １時間雨量            観察
微雨          １ｍｍ以下        地面は殆ど濡れない。わずかに湿る程度。
小雨          １〜５ｍｍ        地面は濡れるが、水たまりはできない
並雨          ５〜１０ｍｍ      水たまりができ、雨の音がする。
強雨          １０〜２０ｍｍ    地面一体に水たまりができ、激しい雨の音がする。
豪雨          ２０ｍｍ以上      窓を開けると室内の会話も聞き取り難い
【００１１】
そこで、予め屋根の材質に応じて、室内で騒音となる雨の強さ（雨量）を決定し、上記排水機構における排水量を、これよりも少ない量となるように設定することが望ましい。これにより、上記決定雨量を超える雨が降った際に、上記堰部材により屋根上に雨水が溜池状に形成され、これよりも雨量が少なくなった場合に、上記溜池内の雨水が上記排水機構によって排水されることになる。
【００１２】
また、上記屋根としては、トタン等の金属板、ポリカーボネイト等のプラスチック板あるいはプラスチック系フィルム材料を屋根材として用いた軽量屋根等の、各種の屋根が含まれる。また、堰部材としては、アルミニウム、ステンレス、プラスチック、ゴム等の耐腐食性に優れる部材によって形成した立ち上がり板を有する堰板等が好適である。さらに、排水機構としては、例えば、上記堰部材や屋根に水抜き孔を形成することによって構成することができる。
【００１３】
次いで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の堰部材が、上記屋根の高さ方向の複数個所に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記屋根が、２枚以上のプラスチック系フィルム材料からなる膜材が周縁部において枠材に保持されるとともに当該膜材間に加圧気体が供給される膜パネルによって構成され、かつ上記堰部材が上記枠材に立設されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の屋根が、透光性を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、堰部材によって降雨時に屋根上に雨水が溜池状に蓄えられることにより、直接雨水が屋根材に当たって、室内の音環境を悪化させる騒音が発生することを防止することができる。また、降雨量が少なくなった場合や、雨が止んだ場合には、上記排水機構によって、堰部材によって屋根上に溜まった雨水を排水することができる。この結果、大掛かりな装置や設備を要することなく、簡易な構造によって効果的に降雨時の騒音を低減化されることができる
【００１７】
この際に、例えば屋根の傾斜角度が大きい場合や、屋根の傾斜方向の長さ寸法が大きい場合には、単に屋根上面の周縁部のみに上記堰部材を設けると、屋根の全面に雨水を溜めるためには、上記堰部材の高さ寸法が過度に大きくなるとともに、屋根全体に作用する雨水の重量も増大して構造上、不具合が生じるおそれがある。
そこで、このような場合には、請求項２に記載の発明のように、上記堰部材を屋根の高さ方向の複数個所に設け、上下方向に隣り合う堰部材間に雨水を溜めるようにすることが好ましい。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明のように、上記屋根を１組または複数組のプラスチック系フィルム材料からなる膜パネルによって形成した場合には、上記膜が枠材内に加圧気体によって太鼓の皮状に張設されているために、特に降雨時にいわゆる太鼓現象によって大きな騒音の発生が懸念されるが、上記堰部材によって降雨時に形成される雨水の層により、膜パネルに直接雨水が当って、大きな騒音が発生することを防ぐことが可能になる。
【００１９】
さらに、請求項１〜３に記載の発明は、特に請求項４に記載の発明のように、上記屋根が、透明なプラスチック板やプラスチック系フィルム材料等の透光性を有する屋根材で形成されている際にも、その透光性を何等妨げることなく、上述したような優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明に係る屋根の防音構造の第１実施形態およびその変形例を示すものである。
図１において、図中符号１は、トタン等の金属板やポリカーボネイト等のプラスチック板を屋根材とする軽量屋根である。そして、この軽量屋根１の図中左右に位置する最下縁部１ａには、堰板（堰部材）２が立設されている。また、図１の表裏方向に位置する傾斜屋根１の傾斜縁部１ｂには、上記最下縁部１ａ側において高さ寸法が略堰板２の高さ寸法と等しく、かつ軽量屋根１の頂部１ｃにおいて高さ寸法が略０となる直角三角形状の堰板（図示を略す。）が取り付けられている。
【００２１】
上記堰板２は、図３に示すように、取付板２ａと、立ち上がり板２ｂとを有する外観Ｌ字状の部材で、アルミニウムやステンレス等の金属板またはプラスチック等の雨水に対する耐腐食性を有する材料によって形成されている。そして、この堰板２は、取付板２ａが軽量屋根１に固定されることにより、立ち上がり板２ｂが当該軽量屋根１上に立設されている。
【００２２】
さらに、立ち上がり板２ｂの基端部には、所定の面積Ａを有する水抜き孔（排水機構）３が穿設されている。
ここで、立ち上がり板２ａは、その上端部がほぼ軽量屋根１の頂部１ｃと同レベルまたはそれ以上となる高さＨに形成するのが好ましい。また、水抜き孔３の面積Ａは、軽量屋根１の材質に応じて、室内における音環境が悪化するような量の雨が降った際に、水抜き孔３による排水よりも降雨量が勝ることにより堰板２によって軽量屋根１上に雨水４が溜池状に形成されるとともに、これより少ない量の降雨量になった際に、水抜き孔３からの排水量が勝って、軽量屋根１上の雨水が排水されるように設定することが好ましい。
【００２３】
すなわち、上記水抜き孔３からの排水量Ｑは、
ｑ＝ＣdＡ（２ｇＨ）1/2、  （単位はｍｍ3／Ｓ、Ｃｄは流量係数）
になる。そこで、軽量屋根１の材質によって、例えば雨水が直接軽量屋根１に当たった場合に、雨量が１０ｍｍ／ｈ以上になると雨音による騒音によって室内環境が悪化すると判断される場合には、ｑ＜Ｑ＝１０ＷＬ／３６００、（Ｗ、Ｌは、それぞれ軽量屋根の幅および頂部までの水平長さ寸法）に設定する。
【００２４】
なお、形成すべき水抜き孔３の面積Ａが大きくなる場合には、図４に示す変形例のように、立ち上がり板２ｂの複数個所に水抜きスリット５を形成し、これら水抜きスリット５の面積の合計が、上記面積Ａになるようにしてもよい。
【００２５】
また、図２に示すように、軽量屋根６の傾きが大きい場合には、上記堰板２に加えて、軽量屋根１の高さ方向の複数個所（図ではさらに４個所）に、図３または図４に示したものと同様の水抜き孔３または水抜きスリット５が穿設された堰板２を設ければよい。
【００２６】
（実施の形態２）
図５〜図７は、本発明の第２実施形態を示すもので、堰板２の構成は、図３または図４に示したものと同様であるために、同一符号を付してその説明を簡略化する。
本実施形態においては、屋根１０として、複数の膜パネル１１を用いたものが使用されている。この膜パネル１１は、凸曲面状に形成された約２ｍ×２ｍの正方形状の２枚の膜材１２を、それぞれの凸面が膜パネル１１の表面側または裏面側に突出するように配置して、正方形状の環状の枠材１３によって互いの周縁部を固定したものである。
【００２７】
ここで、膜材１２は、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）フィルム等の透明なプラスチック系フィルム材であり、これら膜材１２間には、隣接する膜パネル１１同士を連通させる連結ダクト１４を通じて、空気が供給されるようになっている。
そして、複数の膜パネル１１を連結することにより、構造物の上記屋根１０が構成されている。
【００２８】
ここで、枠材１３の構造物への取り付け構造を具体的に示すと、図７に示すように、構造物の屋根部分に格子状に組まれた構造部材１５が水平に配置され、この構造部材１５にジョイント部材１６が立設されるとともに、このジョイント部材１６の上端部に、ウエブプレート１７ａとフランジプレート１７ｂとからなる外周フレームが固定されている。
【００２９】
そして、この外周フレームのウエブプレート１７ａ上に、枠材１３を構成する一方の定着プレート１３ａが固着され、この定着プレート１３ａの上面に、２枚の膜材１２の周縁部を間に挟んで、他方の定着プレート１３ｂが積層されている。そして、この定着プレート１３ｂ側に設けられたボルト１８が、ウエブプレート１７ａに締め付けられることにより、膜パネル１１が構造部材１５に取り付けられている。
【００３０】
このようにして、屋根１０は、複数（図では３６組）の膜パネル１１によって、最低限の水勾配が確保されたうえで、ほぼ水平状に形成されている。そして、周囲の枠材１３上に、上記堰板２の取付板２ａが上記ボルト１８によって固定されている。
ちなみに、膜パネル１１の膜パネル１２間には、降雨時に堰板２によって当該膜パネル１１上に蓄えられる雨水４の単位面積当たりの重量＋αの圧力の空気が供給されるようになっている。
【００３１】
（実施の形態３）
図８および図９は、本発明の第３実施形態を示すもので、堰板２については、同様に図３および図４に示したものと同様の構成であるために同一符号を付してある。
本実施形態が第２実施形態と相違する点は、屋根２０を構成する膜パネル２１の構造にある。すなわち、この膜パネル２１においては、枠材２２が、上下方向に配された繋ぎ管２３と、この繋ぎ管２３の上下端部に固定された上下部支持管２４ａ、２４ｂと、これら上下部支持管２４ａ、２４ｂに各々設けられた上部支持枠２５および下部支持枠２６とによって構成されている。
【００３２】
ここで、上下部支持管２４ａ、２４ｂは、それぞれ角管が格子状に組まれたもので、当該格子の各交差部に、円管からなる繋ぎ管２３が接合されて一体化されている。そして、図９に示すように、上部支持管２４ａの上面に、上部支持枠２５の一方となる定着プレート２５ａが固着され、その上面に上膜材２７ａの周縁部を間に挟んで、他方の定着プレート２５ｂが積層されている。そして、この定着プレート２５ｂ側に設けられたボルト２８が、定着プレート２５ａに締め付けられることにより、上膜材２７ａが上部支持枠２５に固定されている。
【００３３】
他方、下部支持管２４ｂの下面にも、下部支持枠２６が上部支持枠２５と上下対称に設けられており、この下部支持枠２６の定着プレート間に、下膜材２７ｂの周縁部が挟持されている。
【００３４】
以上の構成からなる膜パネル２１によって構成された屋根２０は、図８に示すように図中左方から図中右方に向けて緩やかに下方に傾斜して設置されており、この結果、高さ方向に隣接する膜パネル２１の上部支持枠２５の定着プレート２５ｂに、各々堰板２が上記ボルト２８によって固定されている。
【００３５】
また、この屋根２０を構成する膜パネル２１においては、図中矢印で示すように、隣接する膜パネル２１の上膜材２７ａおよび下膜材２７ｂ間に、降雨時に堰板２によって当該膜パネル２１上に蓄えられる雨水４の単位面積当たりの重量＋αの圧力の空気が供給されるようになっている。
【００３６】
上述した第１〜３実施形態に示した屋根１、６、１０、２０の防音構造によれば、室内における音環境が悪化するような量の雨が降った際に、水抜き孔３や水抜きスリット５による排水よりも降雨量が勝ることにより、堰板２によって軽量屋根１上に雨水４が溜池状に形成される。これにより、直接雨水が屋根１、６やその膜材１２、２７ａに当たって、室内の音環境を悪化させる騒音が発生することを防止することができる。なお、堰板２を超える量の雨水については、当該堰板２から溢れて、別途樋等によって排水されることにより屋根上に留まることはない。
【００３７】
また、これより少ない量の降雨量になった際や、雨が止んだ際には、堰板２に穿設した水抜き孔３や水抜きスリット５からの排水量が勝って、屋根上に溜まった雨水４を排水することができる。したがって、大掛かりな装置や設備を要することなく、簡易な構造によって効果的に降雨時の騒音を低減化されることができる
【００３８】
この際に、図２に示した屋根６や第３実施形態に示した屋根２０のように、屋根６、２０の傾斜角度が大きい場合に、堰板２を屋根６、２０の高さ方向の複数個所に設けているので、各々の堰板２の高さ寸法が過度に大きくなったり、あるいは屋根６、２０上に蓄えられる雨水４の深さが大きくなって、作用する雨水４の重量が増大したりするおそれがない。
【００３９】
また、特に第２および第３実施形態に示したように、屋根１０、２０を複数組のプラスチック系フィルム材料からなる膜材１２、２７ａ、２７ｂを有する膜パネル１１、２１によって形成した場合においても、降雨時に形成される雨水４の層により、膜材１２、２７ａ、２７ｂに直接雨水が当って、いわゆる太鼓現象により大きな騒音が発生することを防止することができる。
【００４０】
さらに、屋根１、６や、膜材１２、２７ａ、２７ｂを透明なプラスチック板やプラスチック系フィルム材料等の透光性を有する屋根材で形成した場合においても、雨水４によって透光性を何等妨げることなく、上述したような優れた効果が得られる。
【００４１】
なお、堰部材としては、上述した堰板２に限らず、各種構造の雨水を堰き止める部材を適用することができる。
また、排水機構としても、図３および図４に示した形状の水抜き孔３や水抜きスリット５に限定されるものではなく、他の形状の水抜き穴でもよく、さらには屋根１、６側に水抜き穴等を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の屋根の防音構造に第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の変形例を示す縦断面図である。
【図３】堰板の形状を示す要部の斜視図である。
【図４】堰板に形成した排水機構の他の形状を示す要部の斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図６】図１の平面図である。
【図７】図５のＢ部拡大図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示す要部の縦断面図である。
【図９】図８のＣ部拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、６、１０、２０  屋根
２  堰板（堰部材）
２ａ  立ち上がり板
３  水抜き孔（排水機構）
４  雨水
５  水抜きスリット（排水機構）
１１、２１  膜パネル
１２  膜材
１３、２２  枠材
２７ａ  上膜材（膜材）
２７ｂ  下膜材（膜材）
【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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【図９】
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