(57)【要約】【課題】工場や倉庫等の建物の暑さや寒さ対策を行うものである。【解決手段】屋根材を固定するタイトフレーム２架台である鉄骨梁１の天端に取り付けたＩ型、Ｌ型或いはＣ型部材３の突出部４に、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を接続することにより製作したテントの周囲にハトメ８をつけ、このハトメ８を突出部４に掛ける事により、短時間で施工できしかも熱抵抗が高く、省エネルギを図ることができるテント式遮熱構造である。【選択図】図１
2015168951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根材を固定するタイトフレーム架台である鉄骨梁の天端に、突出部を有するＩ型、Ｌ型あるいはＣ型の部材を取り付け、
輻射熱に対して高反射率の素材を接着又は溶着或いは縫合等により接続し、周囲に一定間隔にハトメを付けたテントを、前記ハトメを前記突出部に掛ける事により固定する、
ことを特徴とするテント式遮熱構造。
【請求項２】
前記Ｉ型、Ｌ型あるいはＣ型の部材の突出部は、前記屋根材を固定するタイトフレームの長手方向外側の一方或いは両方に一定のピッチで連続的に取り付けられ、前記鉄骨梁の天端とは鉛直になる様に固定される、
ことを特徴とする請求項１に記載のテント式遮熱構造。
【請求項３】
前記Ｉ型、Ｌ型あるいはＣ型の部材の突出部に、前記テントのハトメを挿入後、前記突出部を前記鉄骨梁の中央に折り曲げる事により前記テントを固定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のテント式遮熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻射熱に対して高反射率の素材を接続する事により大型のテントを作り、工場や倉庫等の屋根下側にワンタッチで取り付け出来るテント式遮熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工場等鉄骨造の屋根は折板屋根が多く使われている。しかし、これらに対応する断熱材は無く、折板屋根の省エネルギ対策は殆ど皆無に等しい状況にあった。近年、折板屋根の建物に省エネルギを目的に二重屋根工法が施工されるようになってきた。これは、二枚の折板屋根材に空間を設けて二重屋根構造とし、この空間を通気する事により屋外からの熱を排出するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
建物の冷暖房の削減には屋根からの輻射熱を遮断する事が有効で、そのためには屋根の下側に遮熱シートを施工する方法が少しずつ増えてきた。これは、工場や倉庫の屋根下側に軽天材にて天井を作り、この軽天材に室内側から輻射熱に対して高反射率の素材を貼る方法である。
【０００４】
輻射熱を反射するものとして、家屋屋根の内面に、少なくとも片面を低放射素材で構成した柔軟性のあるシート、又は少なくとも片面を低放射率加工した柔軟性のあるシートを屋根面に対向させて、室内と屋根材間に挿入敷設し、かつ屋根材と前記シート間に空隙を設けたことを特徴とする屋根裏断熱構造がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７３４４８号公報
【特許文献２】特開２００４−１００４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
その為次のような問題があった。
二重屋根構造によって省エネルギを図るとき、空間を設けて二重に重ねた折板屋根材の間に空気を流す通気工法が一般的である。この工法は、折板屋根材の熱を空気に伝達させる所謂対流熱を利用して排熱を行う。
特に夏場は、二重屋根の屋外側から折板屋根材に吸収された伝導熱は、二重屋根の間を通過する空気に対流熱として伝達され排出される。しかし、この対流熱の排出部付近では空気の温度も上昇し、熱は熱い方から冷たい方へ移動する理論に基づき、低温側である室内側の折板屋根材に伝導熱として吸収され建物内部に侵入する事となる。
更に、屋根側の折板屋根材から室内側に向かって放射される輻射熱は、この通気空間を通して室内側の折板屋根材に吸収され、室内に多くの熱を供給することになる。
【０００７】
又、冬場は、室内の暖かい空気は室内側の折板屋根材に伝導熱として吸収されるが、二重屋根の空間を通して流れる空気に対流熱として伝達され、その多くは屋外に排出されてしまう。又、室内側折板屋根材から屋根側の折板屋根材に放射される輻射熱は、夏とは逆にこの空間を通して屋外側の折板屋根材に放射され排出される。
つまり二重屋根構造は、夏の暑さ対策にはある程度効果は発揮するものの、冬場は室内の熱の多くを排出してしまうので逆にマイナス効果となり、年間を通した省エネルギ効果を考えると余り効率的ではないという問題がある。
【０００８】
工場や倉庫の屋根下側に軽天材にて天井を作り、室内側から軽天材にアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材を貼る遮熱工法が施工される様になってきた。これは、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材が、輻射熱阻止に非常に効果的である為である。しかし、軽天材にて天井を作るには大きな費用と時間が懸かると言う問題があり、大きな建物で使われると言う事は殆どない。
【０００９】
特許文献２の屋根裏断熱構造は、屋根面と室内面の空間を低放射素材で構成した柔軟性のあるシートで区画し、屋根側に溜まった熱を自然換気により排出するものである。
上記の構造では、熱は熱い方から冷たい方へ移動する法則の通り、夏は屋外から室内側に熱は向かうが逆に冬は室内側から屋外側に向かう。夏場、屋根下側に溜まった熱は自然換気により効率的に屋外に排出されるが、冬場は室内の熱が屋外に排出されてしまうことになる。
更に、屋根裏架構材又は屋根材より支持具を用いてシートを架空敷設する構造であるが、この構造であると屋根材と低放射素材で構成した柔軟性のあるシートとの間隔が大きくなり対流による熱移動が大きくなる。
又、対流熱を利用すると言う事は、冬場室内の熱が屋根材に大量に供給される訳で、結露の原因にもなりやすい。即ち、年間を通して省エネルギを図る場合には効率的な構造とはいえない。
【００１０】
又、冬場は低放射素材で構成した柔軟性のあるシートを折りたたみ、屋根からの熱を室内に取り込むことも考えられているが、実際問題として作業が極めて大変である。施工方法は、屋根裏架構材又は屋根材より支持具を用いてシートを架空敷設する方法であるが、木造であればある程度簡略化して屋根架構から支持具を取り付ける事は出来るものの、工場や倉庫等鉄骨造の場合は簡単には施工出来ない。しかも、室内側から支持具にシートを取り付けるには、シートを小さくして何枚も繋ぎ合わせる必要があるが、現場での作業としては多くの時間を要する事となる。
【００１１】
本発明は、これらの問題を解決する為になされたもので、安価で効率の良い省エネルギ対策となるテント式遮熱構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るテント式遮熱保温機構は、屋根材を固定するタイトフレーム架台である鉄骨梁の天端に、突出部を有するＩ型、Ｌ型あるいはＣ型の部材を取り付け、輻射熱に対して高反射率の素材を接着又は溶着或いは縫合等により接続し、周囲に一定間隔にハトメを付けたテントを、前記ハトメを前記突出部に掛ける事により固定する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、前記Ｉ型、Ｌ型あるいはＣ型の部材の突出部は、前記屋根材を固定するタイトフレームの長手方向外側の一方或いは両方に一定のピッチで連続的に取り付けられ、前記鉄骨梁の天端とは鉛直になる様に固定される、ことを特徴とする。
【００１４】
また、前記Ｉ型、Ｌ型あるいはＣ型の部材の突出部に、前記テントのハトメを挿入後、前記突出部を前記鉄骨梁の中央に折り曲げる事により前記テントを固定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、屋根構造の熱抵抗を向上させることにより省エネルギを実現することができ、また、最も費用のかかる現場工事を短時間に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例によるテント式遮熱構造を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例によるテント式遮熱構造を示す説明図である。
【図３】実証試験の測定系を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
米国の多くの機関の報告によると、建物を通過する熱の平均７５％は輻射熱であるとされている。
夏場、熱は屋外側から室内側に向かって移動するが、屋根から侵入する熱の９３％は輻射熱、５〜７％が伝導熱である。又逆に冬場は、熱は室内側から屋外側に向かって移動するが、この場合の伝導熱は５〜７％、対流熱は４５％、輻射熱は５０〜７０％とされている。何れの場合も輻射熱の割合が非常に大きく、この輻射熱をカットすることが最も効率的な省エネルギ工法といえる。
【００１８】
（実施例）
図１および図２は、本発明の実施例によるテント式遮熱構造を示す説明図である。
図１は、テント式遮熱構造の斜視図である。また、図２はテント式遮熱構造の断面図であり、当該構造を形成する各部材の取り付け状態を示している。
前述の輻射熱をカットする方法として、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７が有効で、輻射熱の９５％以上反射することが実証されている。
【００１９】
本実施例は、屋根材を固定するタイトフレーム２の架台である鉄骨梁１の天端に、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を接着又は溶着或いは縫合９部の縫合等により接続し、周囲に一定間隔のハトメ８を付けたテントを敷き詰める事により、屋根材と当該テントの間に静止空気層を形成し熱抵抗の大きなテント式遮熱構造を作るものである。
【００２０】
屋根平面から見ると、タイトフレーム２取り付け面以外は全て当該テントが敷き詰められていて、屋根側と室内側が当該テントで分離されている。
室内側にある鉄骨梁１は、熱の吸収材として室内環境を悪化させる要因となるが、本発明では当該テントがほぼ全面に施工されているので、鉄骨梁１に供給される熱量は少なく省エネ効果をより高める事が出来る。
【００２１】
屋根面の熱抵抗値を上げるには、水平面に於ける対流熱を抑える事が重要で、屋根材と当該テントの間隔を１００ミリメートル程度が好ましい。本発明は、当該テントを屋根材の直ぐ下側にすることにより対流を防ぎ、熱抵抗を大幅に向上させるものである。
【００２２】
当該テントは、薄いアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を接着又は溶着或いは縫合等により接続し周囲に一定間隔にハトメ８を付けたもので、長尺物でも工場等で簡単に製作する事が出来、テント製作コストを大幅に削減する事ができる。
【００２３】
屋根材を固定するタイトフレーム２の架台である鉄骨梁１の天端には、ハトメ８を掛ける為の突出部４を持ったＩ型、Ｌ型、Ｃ型等の部材３が、鉄骨梁１天端に対して垂直になる様接着或いは溶接等により取り付けられている。従って、当該テントはハトメ８を突出部４に掛けるだけで簡単に取り付けることができる。又、突出部４を横からハンマ等で軽くたたくことによって、当該テントを確実に固定する事ができる。
【００２４】
本発明のメカニズム（遮熱作用）を説明する。
夏場は、屋外からの熱は伝導熱、対流熱、輻射熱の３つの形態をとり屋根材に伝達されるが、屋根材には全て伝導熱として吸収される。この伝導熱は室内側に移動し、屋根材の表面から室内側に伝導熱及び輻射熱の２つの形態で伝達される。このとき、輻射熱は全移動熱の９３％を占め、その殆どが室内に放射される。しかし、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７で製作された当該テントで反射され、その殆どが再び屋根材に戻されるため、室内に侵入する輻射熱の量は極僅かとなる。
又、伝導熱は空気を媒体として伝達されるが、屋根材とアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７である当該テントとの間は静止空気層である為伝達速度も遅く、熱抵抗の大きなテント式遮熱構造とする事が出来る。
【００２５】
冬場は、室内側からの熱は屋外側に移動するが、この熱の５０〜７０％は輻射熱である。この輻射熱は、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７である当該テントに照射されるが、その殆どが反射され室内側に戻されるので、屋根材に伝達される熱量は極僅かである。
又、室内からの伝導熱及び対流熱の一部はアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７である当該テントに吸収されるが、前記同様屋根材とアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７である当該テントとの間は静止空気層である為伝達速度も遅く、前記同様熱抵抗の大きなテント式遮熱構造となる。
この様に、夏は屋外の熱を室内側に侵入させず、冬は室内側の熱を屋外側に逃がさない為、夏冬通して大きな省エネルギ効果を生み出すことが出来る。
【００２６】
施工内容を詳しく説明する。
当該テントを固定するＩ型、Ｌ型或いはＣ型等の部材３は、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を接着又は溶着或いは縫合等により接続し、テントの周囲に一定間隔でつけたハトメ８を掛けるものである。
【００２７】
Ｉ型、Ｌ型或いはＣ型等の部材３は、タイトフレーム２を取り付ける鉄骨梁１の天端に、突出部４が鉄骨梁１に鉛直になるよう接着或いは溶接等で固定される。
新築の鉄骨造の場合、屋根材を固定するタイトフレーム２は鉄骨梁１の天端に溶接部５において溶接されるのが一般的であるが、Ｉ型、Ｌ型或いはＣ型等部材３もこのタイトフレーム２の溶接部５の溶接にあわせて施工する事により工事費を削減する事ができる。
【００２８】
これらＩ型、Ｌ型或いはＣ型等部材３の取り付け位置は、屋根材と接触する心配のないタイトフレーム２の山型部の下側が好ましい。又、これらの部材は鉄骨梁１の天端に凡そ２００〜３００ミリメートルのピッチで取り付けるが、屋根材には種々の寸法のものがあるので、山型部から外れないような寸法を選ぶことが大切である。余りピッチを大きくすると、当該テントと鉄骨梁１との隙間が出来易く、狭いと今度は取り付けが困難になる。
【００２９】
Ｉ型、Ｌ型或いはＣ型等部材３の突出部４は、タイトフレーム２長手方向の外側２０〜３０ミリメートル程度の突出量が好ましい。これは、当該テントの周囲を折り返してハトメ８をつけると凡そこの位の位置になる事と、当該テントの端部を出来るだけタイトフレーム２一杯に近づける為である。
【００３０】
Ｉ型、Ｌ型或いはＣ型等部材３は、突出部４がハトメ８の穴に入るサイズであれば板材でも丸棒でもどちらでも良いが、当該テントと鉄骨梁１との隙間を少なくするには平板の方が好ましい。
【００３１】
当該テントに使用するアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７は、通常厚みが０．１〜０．２ミリメートル程度で、軽量でしかも柔軟性があるものが好ましい。
又、当該テントと鉄骨部材等が接触すると電食を起して耐久性を失う危険性があるので、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７は、高透過樹脂を表面に施工した電食防止品を使用することが好ましい。
【００３２】
当該テントの製作は、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を２０〜３０ミリメートル程度重ね合わせ、熱溶着或いは接着材にて接着するのが一般的である。場合によっては、縫合部９においてミシン等で縫合してもよい。
【００３３】
当該テントの大きさは、屋根流れ方向は隣接するタイトフレーム２の内側寸法より若干長めとする。これは、当該テント中央部は若干たるみを持たせたせると現場の取り付け作業が容易である事、たるむ事により当該テントと鉄骨梁１の天端の端部との接触部分の密着が良く、屋根面と室内面とのシール性が向上し静止空気層が形成し易く熱抵抗を高める効果がある。
【００３４】
当該テントの屋根流れ方向と直交する幅は、出来れば建物幅一杯にすることが好ましい。建物幅一杯にすることにより接続箇所が少なくなり、静止空気層が形成しやすくなり熱抵抗も向上する。
【００３５】
当該テントの周囲にはハトメ８をつけるが、ハトメ８取り付け部の強度を増すために折り返部６を設けて当該ハトメ８をつけると良い。しかも、この折り返し部６の長さは鉄骨梁１の天端の端部より長くしておく方が好ましい。これは、工場や倉庫等の建物はドア等の開閉が多く、突風等が吹くと風圧で当該テントが動き鉄骨梁１天端の端部と当該テントが擦れあう可能性がある為で、折り返す事によりこの部分の耐久性能が向上する。勿論、この鉄骨梁１の天端の端部と当該テントの接触部は、別のシート等で補強すると更に耐久性が向上する。
【００３６】
当該テント周囲のハトメ８の取り付け位置は、ハトメ８の中心が当該テント端部から２０〜３０ミリメートル内側の所が好ましく、タイトフレーム２の長手方向の外側と鉄骨梁１の天端に取り付けたＩ型、Ｌ型或いはＣ型等部材３の突出部４との間隔にあわせる必要がある。
又、ハトメ８の取り付けピッチはＩ型、Ｌ型或いはＣ型等部材３の突出部４のピッチにあわせなければならない。
【００３７】
仮に、屋根流れ方向の隣接するタイトフレーム２の内側の間隔が４メートル、建物の幅が５０メートルの物件であれば１枚で２００平方メートルの当該テントになるが、この位の大きさなら充分工場にて製作可能である。又、重量は種類にもよるが、２００平方メートルで凡そ２５〜５０キログラム程度で、二人作業であれば移動には充分可能である。
【００３８】
この場合の現場での取り付けは、４メートル幅の両端に作業者が各々付き、二人同時にI型、Ｌ型或いはＣ型等部材３の突出部４に当該テントのハトメ８を挿入後、突出部４をハンマ等で鉄骨梁１の中央部に向かって軽く叩き、突出部４が僅かでも曲がれば作業完了となる。
【００３９】
本発明は、鉄骨造の新築や既築の建物の屋根を主体として考案されているが、垂直方向の対流熱を阻止すれば壁面等にも適用することが可能である。又、取り付け部材を変更すればテント倉庫等にも応用が可能である。
【００４０】
［実証試験］
鉄骨工場の折板屋根の下側に、テント式遮熱シートを施工した場合を想定した室内の温度を検証する為の試験を行った。
図３は、実証試験の測定系を示す説明図である。
５面を厚み３０ミリメートルの硬質ウレタンで作った箱の上側に、一方（断熱材ｂ）はそのまま開放、もう一方（断熱材ｄ）は厚み０．２ミリメートルの遮熱材ＴＨＢ−ＦＸ（遮熱材２１）を載せた。更に、その上にガルバリウム製折板屋根材（折板屋根材ａ，ｃ）を載せ、山形の両端も同様の硬質ウレタン（図示省略）で密封した。
この状態で、ガルバリウム製折板屋根材の上部２００ミリメートルの位置から１０００Ｗ定格の遠赤外線ヒータ（ヒータ２０）を照射し、折板屋根材ａ，ｃの表面温度、断熱材ｂ，ｄの内部温度をサーモレコーダＳＴ１３で測定した。
【００４１】
下記の環境下で試験を実施した。
（イ）室内温度：２１．６℃
（ロ）湿度    ：３６％
（ハ）使用器材
１）折板屋根材ａ，ｃ：白色ガルバリウム  山高９０ｍｍ
２）ヒータ２０：遠赤外線ヒータ  定格１０００Ｗ
３）遮熱材２１：ＴＨＢ−ＦＸ  ０.２ｍｍ
４）断熱材ｂ，ｄ（箱）：硬質ウレタン  厚み３０ｍｍ、縦２５０ｍｍ、
横２３０ｍｍ、高さ２００ｍｍ
【００４２】
［測定結果］
【００４３】
【表１】
2015168951.tif 000003
【００４４】
【表２】
2015168951.tif 000004
【００４５】
［考察］
断熱材ｂ，ｄ内の温度は、折板屋根材ａ，ｃの表面温度上昇と共に直線的に上昇した。白色ガルバリウム製の折板屋根材ａの表面温度が９０．１℃のとき、遮熱未施工の断熱材ｂの内部温度は３２．５℃になる。これに対し、遮熱施工を行った断熱材ｄの内部温度は２２．５℃であり、その差は１０℃と明らかに遮熱の性能が高い事が解かる。
白色ガルバリウム製折板屋根材の表面温度は、遮熱未施工の折板屋根材ａが９０．１℃のとき、遮熱施工を行った折板屋根材ｃは９７．９℃で７．８℃も高い事が解かる。これは一般的な傾向で、遮熱施工を行った場合は箱内部（断熱材内部）に熱の侵入が少ないので、その分熱源側表面温度が高くなる。
【００４６】
以上のように本実施例によれば、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を接着又は溶着或いは縫合等により接続し周囲に一定間隔にハトメ８を付けた当該テントは、鉄骨梁１間に撓む様に取り付けられる。この為、当該テントと鉄骨梁１天端の端部とで屋根側空間と室内側空間がシールされ、屋根側空間には静止空気層が形成し易くなる。即ち、熱抵抗の大きな構造とする事が出来、大きな省エネ効果を発揮する事が出来る。
【００４７】
また、鉄骨梁１天端にアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７を取り付けると言う事は、屋根材とアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７との空間が少なくなり、この空間での対流熱の影響を殆ど受けなくなる。即ち、冬場この空間を通して屋根材に供給される熱は、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７から屋根面に放射される僅かな輻射熱と僅かな伝導熱である。従って、屋根材の両面の温度差は非常に小さくなり、結露の発生を抑える事が可能である。
【００４８】
また、当該テントの取り付けは、屋根流れと直行する方向に行うが、建物の端から順に当該テントのハトメ８を鉄骨梁１の天端に取り付けられたＩ型、Ｌ型又はＣ型等部材３の突出部４に掛け、ハトメ８が外れないようＩ型、Ｌ型又はＣ型等部材３の突出部４を軽くハンマ等で曲げれば完了である。この様に、短時間に大きな当該テントを取り付ける事ができ、最も費用の懸かる現場工事が大幅に短縮、遮熱工事費用も大幅に削減することができる。
【００４９】
また、熱中症は体温が上がる事に起因すると言われているが、体温が上がる主たる要因は気温と輻射熱の二つである。本発明では、室温もある程度下げるが、それ以上に体温を上昇させる輻射熱をアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材７によりカットできるので熱中症には大きな効果がある。
【符号の説明】
【００５０】
１鉄骨梁
２タイトフレーム
３部材
４突出部
５溶接部
６折り返し部
７輻射熱に対し高反射率の素材
８ハトメ
９縫合部
２０ヒータ
２１遮熱材
【図１】
2015168951.tif 000005
【図２】
2015168951.tif 000006
【図３】
2015168951.tif 000007