(57)【要約】【課題】無機質或いは有機質等の断熱材と表面材とを貼合した複合断熱材であり、外断熱構造の屋根材として建造物躯体に固定でき、すぐれた断熱性を具備する断熱材と外断熱工法を提供すること。【解決手段】圧縮成形された断熱層の内外何れかの面に耐熱板等の表面材を貼着し、他方の面を建造物躯体への結合面として複合断熱材とし、該断熱材の全層を貫く固着孔によりボルト、ナットで建造物躯体へ固着する。【選択図】図３
2004353360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質或いは有機質の圧縮形成された断熱材を主材料として圧縮形成された断熱層の内外面の少くとも何れか一方の面に断熱板等の表面材が固着され、他方の面が建造物の躯体への結合面とされている屋根部の外断熱用の複合断熱材。
【請求項２】
複合断熱材の全層を貫通して建造物の躯体側への固着孔が貫設されている請求項１記載の屋根部の外断熱用の複合断熱材。
【請求項３】
無機質或いは有機質の断熱材を主材料として圧縮形成された断熱層の内外面の少なくとも何れか一方の面に、断熱板等の表面材が固着され、他方の面が建造物の躯体への結合面とされている屋根部の外断熱用の複合断熱材の全層を貫通する固着孔を通して、該複合断熱材を建造物躯体に固定する屋根部の外断熱工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物の屋根構造の下層に、外断熱構造として組み付けられる無機質或いは有機質の断熱材を主原料として圧縮成形された複合断熱材と、該断熱材を用いる外断熱工法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の木造あるいは、鉄骨造、鉄筋コンクリート造等の建造物の屋根、特に金属屋根を用いる場合の工法は、野地板、断熱材、母屋、屋根材等を順次重ねて葺き、固定する工法であり、この工法により形成された屋根の防水層と断熱層との配置構造とその工法は大別して次の通りである。
【０００３】
第１の例は、天井に断熱材を配設し、天井裏の換気と合せて夏の太陽熱を断熱するいわゆる内断熱構造とその工法であり、従来から採用されている。（非特許文献１参照）
【０００４】
第２の例は発泡プラスチック断熱材を屋根スラブ直下に配置している内断熱構造とその工法であるが、屋根側の温度変化が著しく、最上階の内外壁へのクラックの発生が著しい欠点がある。（非特許文献１参照）
【０００５】
第３の例は、熱容量の大きいコンクリート層たるスラブの外側に断熱層を配置し、その外面に防水層を形成する露出断熱構造とその工法で、外断熱と呼ばれているが、この断熱層の配置では、防水層の温度上昇が著しいため、その劣化が速く、発泡スチロール系断熱材の場合には、温度変化に伴う「あばれ」による漏水も少なくない。（非特許文献１参照）
【０００６】
第４の例は、コンクリート層に設ける防水層の外面に断熱層を配置する構造であるが、吸水、吸湿性の小さな断熱材を用いることが必要条件であって、コンクリート層と防水層の両者の温度変化の点では、合理的といえるが、断熱材の性能低下を見越した断熱材の厚さの割増が必要である。（非特許文献１参照）
【０００７】
【非特許文献１】
日本建築学会編集  株式会社彰国社発行
書籍名「断熱防水工事  デザインと施工」
２６頁から２７頁「４）  屋根の断熱と防水」及び「図２・１「陸屋根における断熱層の配置」発行日  １９８８年１１月１０日  第１版発行
【０００８】
他方、工法面では勾配屋根の場合には、勾配があるため、断熱材、防水材の施工が難しく、かつ後述する断熱層、防水層等の保護コンクリート層たるコンクリート押え等の打設作業が困難である。
従って施工し易くするため、天井面の断熱施工とか、スラブ下に断熱材を貼設するとか、あるいは現場にてウレタンフォームを吹付けたりする、内断熱工法が多く採用されているが、欠点として内部への結露を防止できず、しかも施工工数の低減が難しい。
【０００９】
スラブ直上の露出断熱工法では、断熱材を接着剤により、スラブ上面に接着し、その上にシート防水等を行うものであるが、直射日光等の高温にさらされると、温度上昇が著しいため、劣化が速く、発泡プラスチック系断熱材の温度変化に伴う「あばれ」による断熱不良等の事故も少なくない。従って有機系の材質は、劣化が激しく「ふくれ」、「剥れ」等耐久性に難点があるので、防水層の上にコンクリート、コンクリートブロック等の保護層を設け、直射日光の遮断、外力による損傷防止等によって、断熱層、防水層の耐久性の向上をはかるための、コンクリート押えたる保護コンクリート等の施工が一般に行われている。
【００１０】
しかし、コンクリート押え等の施工では耐久性では優れているが、荷重が重いのが難点であり、設計、施工上も安全性、耐久性等の面で種々の制約が存する。
【００１１】
前記従来の内断熱工法は、施工は容易であるものの、天井面の断熱工法とかスラブ下に断熱材を貼る工法のため、内部の結露を防止できない。
またスラブ直上に断熱材を配置する露出断熱工法では、直射日光による高温にされされるので有機系の材料の劣化が激しい。
更にこれらの欠点の外に、この外断熱工法による施工方法の場合では、野地板、断熱材、表面材、下葺材、それに金属屋根材等を順次重ねて母屋、あるいは躯体に固定しなければならないので、施工工数の節減ができない欠点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
これらの欠点を無くすため、本発明では、屋根葺きの複雑な工法を改め、スラブ或いは母屋の上に野地板等屋根下葺き材、防水、断熱材等を密着結合した複合断熱材を躯体側のスラブ或いは母屋に一体に固定するという外断熱工法の採用を可能とし、しかも防水、断熱の効果を上げると共に、工数の節減を図ることができ、しかも断熱材の法定規格を満足する断熱性を有する複合断熱材の提供と、木造、鉄骨構造、鉄筋コンクリート構造あるいは鉄骨鉄筋コンクリート構造の建造物の躯体に直接前記屋根材を効率よく固定して一体化する外断熱工法を提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、無機質、或いは有機質の断熱材を主材料として圧縮形成された断熱層の内外面の少なくとも何れか一方の面に、断熱板等の表面材を固着し、他方の面を建造物躯体への結合面とすることにより、屋根部の外断熱構造用の複合断熱材とした。
【００１４】
請求項２の発明では、請求項１の発明に複合断熱材の全層を貫通して建造物躯体側への固着孔が貫設されているという構成を付加した。
【００１５】
請求項３の発明では、複合断熱材の全層を貫通する固着孔を通じて、該複合断熱材を建造物躯体に固着するという屋根部の外断熱工法とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３は、請求項１及び請求項２の両発明を適用した複合断熱材を使用した建造物の屋根部の外断熱構造の概要を示すものであり、以下該複合断熱材の構造を説明する。
【００１７】
木造、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造の建造物の屋根断熱工法として、在来工法では、各種屋根構造材は、野地板、垂木、母屋等の下葺材、金属屋根材料等夫々個別の材料が、順次建物の躯体に組付けられ、固定されて建物としての屋根が構成されているが、請求項１の発明では、図１に示されるように、屋根材５の下葺材たる後述する表面材３との貼合せに適合する断熱材として、無機質、或いは有機質の繊維、発泡体等の断熱材１が選定され、外断熱構造の主材料として、圧縮成形され、該断熱材１の内外面の何れか一方の面、図１では面Ａに断熱性の板材を代表とする強化センメント板或いは型枠合板たる表面材３が密着貼合されて、複合断熱材６とされ、また断熱材１の他方の面Ｂは、図１に示すように、他の表面材との接着面とせず、そのまま野地板２との合せ面１０とされている。
図１では表面材３に後述する複合断熱板２４が更に重ねられて複合断熱材１７を形成しているが、この複合断熱板２４は、必ずしも必要とされるものではない。
この複合断熱材６は、母屋９上に配設された野地板２に載置され、母屋９に固定されており、屋根工事の自由度の拡大が配慮されている。
【００１８】
前述の複合断熱材１７には、建造物の母屋９、或いは後述する図２に示す躯体１１への固着部位に、予め固着孔１５、１６が貫設されており、図１の構造では屋根材５を通してボルト１９、ナット２０で固定されており、図２の構造では屋根材５とは別に複合断熱材６が、ボルト１９、ナット２０で建造物の躯体１１に固着されており、図３の構造では屋根材５を通して複合断熱材１７がボルト２１、ナット２２で建造物の躯体１１に固定されている。図１及び図３中符号２３は防水パッキンである。
【００１９】
断熱材１を形成する主たる無機質或いは有機質の断熱材１の原料は、発泡コンクリート、グラスウール、ロックウール或いはポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム等のうちから選定される。
また、図１、図２に示される複合断熱材６、１７の表面材３とされる板材はフェノールフォームと繊維強化センメント板とが採用されるが、片面または両面の表面材が型枠合板、硬質木片セメント板、コンクリート型枠合板が採用されるケースもあり、更には複合断熱板２４が適用されているものもある。その他、ポリスチレンフォームと繊維強化センメント板との複合断熱板等が使用されている場合もある。
【００２０】
これ等の表面材及び断熱材の特性により、複合断熱材の剛性が向上し、そのため、耐衝撃強度が確保されていると共に有機質の断熱材たるポリエチレンフォーム或いはロックウール、ガラスウール等の無機質断熱材の特性とフェノールフォーム、繊維強化セメント板等の表面材の断熱特性とにより熱貫流率の低下がはかられ、断熱性の向上が実現されるものである。図１中、符号２４は前述の複合断熱板を示している。
【００２１】
請求項３の発明は、図２に示されるように複合断熱材６を採用して屋根部の外断熱構造を形成する工法であり、野地板２を躯体１１上に配設した上に下葺材たる表面材３の接着された複合断熱材６を載置し、次いで総ての屋根材５を重ね合せ、予め穿孔しておいた固着孔１５、１６を通してボルト１９を躯体１１まで貫通させ、ナット２０で固定し、躯体１１に結合するものである。従って屋根材と建築物の躯体との一体化が比較的少ない工程で実現でき、しかも剛構造が可能となり、風雪、地震等に対して強固な建築物が提供される。
【００２２】
図３に示されるものは、断熱材１の一方の面Ｃに図１に示す表面材３と同等の材料を貼合せたものの上に複合断熱材２４が配置され、他方の面Ｄに野地板２たる表面材が配置され、断熱材１の内外両面に夫々断熱材１を挟んで複合断熱板２４と、前記野地板２たる表面材との三者がサンドイッチ状に所定寸法に圧縮成形され、一体に密着貼合されて複合断熱材１７が形成されており、かつ屋根材５と躯体１１と複合断熱材１７とに予め所定位置に固着孔１５、１６が穿孔されており、該孔にボルト２１を挿通させ、ナット２２で一体に結合された実施の一例を示している。図１及び図３中符号２３は屋根材５とボルト２１のヘッドとの間に介装された防水パッキンであり、また屋根材とボルト２１との間隙に生ずる冷橋発生の要因の防止にも供せられる。
【００２３】
前述のように断熱材１が圧縮形成され、表面材と密着貼合された複合断熱材６或いは７は、表面材側を防水性、遮水性を具備する資材とすることにより、水分の浸潤が防止されるので断熱材１への水分の浸潤は防止できる。加えて無機質或いは有機質の断熱材１が圧縮形成されているので、厚さは必要に応じた厚さに重ねて圧縮形成が可能であり、所定の長さに切断するのみで、複合断熱材６或いは１７が形成される。
【００２４】
請求項２及び請求項３の発明では、図１、図２及び図３、図４に示す実施例に示すごとく、複合断熱材６或いは１７を貫いて形成された固着孔１５に挿通されたボルト１９、２１の下端が建造物の母屋９、躯体１１の固着孔１６を貫通し、ナット２０、２２で固定されているが、建造物の屋根部が図４に示されるごとく、コンクリートスラブ２６の場合には、表面材２７、断熱材２８を貫く貫通孔２９に挿通させるボルト３０のネジ部３１と螺合する袋ナット３２をその開口部３３を断熱材２８の貫通孔部３４に臨ませて予めコンクリート層に埋め込んでおくことにより、コンクリートスラブ２６面に複合断熱材を固定することができる。
【００２５】
図５に示すものは、ＲＣ造の場合における請求項１、同２、同３の各発明を併せ適用して得られた外断熱構造の実施例の一例を示しており、コンクリートスラブたる躯体１１の上にアングル形鋼よりなる母屋７を配置し、母屋７の上に野地板２を載置し、コンクリートスラブ１１と野地板２の間を空気層８とし、野地板２上には表面材３と、断熱材１とを密着貼合せた複合断熱材６を載置し、その上に屋根材５を載置している。
【００２６】
図５は、請求項３の発明の工法により空気層８の形成を主題として得られた外断熱構造の実施例であって、躯体１１に対して前記屋根の各層を通してボルト３０と袋ナット３２とにより固定し、屋根材５と躯体１１とを一体化したもので、空気層８の形成された位置が躯体１１の上に配置されているので、屋根からの伝熱を防ぎ、コンクリートや室内からの水蒸気の出入りを可能としている。またこの空気層８が２０ｍｍ以下の場合には、対流など空気の流通を少なくすることができ、保温層としての役目を奏し、夏季には屋根からの伝熱を防ぐ作用を奏する。
【００２７】
母屋７の配置を屋根勾配の方向と同方向とする縦母屋構造の場合には、勾配屋根の上部に換気装置を取付けることにより、空気層８における空気の排除も可能な換気装置になる。従って外壁の断熱構造の通気層と連係するエアサイクルも可能となる。また漏水等の排除も可能となる。
【００２８】
図６は、図５に示すものと空気層の位置を異なるものとした外断熱構造の実施の一例を示すもので、複合断熱材６をＲＣ造による建造物に適用した請求項３の発明の外断熱工法による実施例であり、コンクリートスラブ１１の上に複合断熱材６を載置し、複合断熱材６の表面材４上に複数の母屋７を配置し、母屋７の上に、順次、野地板２並びに表面材３及び屋根材５を載置したもので、ボルトによる緊締前の状態を示しており、複合断熱材６の表面材４と、母屋７の上に配置された野地板２との間を空気層８とし、該空気層８が、前記屋根材５の下側に配置された構造を示すものである。
【００２９】
この工法によれば、母屋７が屋根の勾配方向に対して横方向に配設された場合には、空気層８における通気が少く、保温効果をもたらすので、屋根断熱に適するのみでなく、特に冬期において保温効果を生じるし、躯体１１に蓄熱効果を期待できる。また母屋７が屋根の流れ方向即ち縦方向に配設された場合は、空気層８が外壁との間の通気層となり、エアサイクルが可能となり、躯体並びに室内の水蒸気を空気層を通じて排出し易くなるので、複合断熱材６の表面材４が防水性であれば金属屋根の場合の洩水等の排除が可能となる。
【００３０】
なお、公知の外壁通気層構造を建造物の外壁に付設し、本発明の図５、図６に示す空気層６連通させることにより、梅雨季、夏季における屋根裏空間の断熱のみでなく著しい除湿を図ることができる。
【００３１】
請求項２及び請求項３の発明では、前述の屋根材の全層を貫通する固着孔１５、及び躯体側の固着孔１６は、予め設計図に基き適正な位置に貫通しておくことが必要であって、そのためには、固着孔１５の後述される孔開け加工及び躯体側の固着孔１６を予め加工工場で加工しておけば、屋根材の全層の組立及び屋根葺き作業等における施工工数を大幅に低減させることが可能とされる。
【００３２】
前述の工場での加工については、図７に示すように、躯体１１たるコンクリート層、あるいは躯体に相当する孔加工基準とされるベース定盤３５上に、前述の野地板２、複合断熱材６及びこれに相当する１７、２４、表面材３、屋根材５等を夫々固定し、予め設備された孔開け治具３６及び図示が省略されているボール盤等の孔開け装置により、設計図に基き、適正に配置された前記固着孔１５の穿孔する。例えば屋根の長尺方向とされる図７に示されるｘ−ｘ方向の加工基準線Ｘ−Ｘ上に、原点Ｏ−Ｏ位置を定め、次いで加工すべき固着孔１５の加工ピッチＰｘ位置をきめ、同様にＸ−Ｘ方向に対して直支するＹ−Ｙ方向たる屋根勾配方向の加工基準線ｙ−ｙ上に原点Ｏ−ｏ位置より固着孔１５の加工ピッチＰｙ位置を、夫々孔開け位置として決めることにより、前記各屋根材の全層にわたる加工基準位置を決め、ボルト１９、２１用の孔開け加工が行われる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、建造物に要求される断熱材としての特性に応じてグラスウール、ロックウール或いはポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム等の無機質、有機質のうちから用途に応じて選定された断熱材と、耐火野地板、繊維強化センメント板等の材料強度の大きい材料のうちから選定された表面材等を、所定性能、所定寸法に圧縮成形された複合断熱材として工場生産し、建築現場に供給でき、従って、予め設定した性能、構造の外断熱用の複合断熱材を、比較的工数の少ない簡単な作業で屋根部に組み付けうる効果を奏する。
また材料の選定により、必要な耐衝撃強度が確保できる効果を奏し、また断熱材が必要とする処要厚さに圧縮成形できるので、熱貫流率の低下が図られる効果を有している。
【００３４】
例えば、無機質繊維の並列層を４ｋｇ／ｍ２ないし１０ｋｇ／ｍ２の範囲の圧縮荷重で圧縮成型し、熱貫流率が０．６２９Ｋｃａｌ／ｍ２ｈ．℃〜０．２３８ｋｃａｌ／ｍ２ｈ．℃の範囲、好ましくは０．４ｋｃａｌ／ｍ２．ｈ℃を中心とする前後範囲を目標とし、材質、繊維密度に対応する圧縮荷重を加え、前記熱貫流率が所要範囲に納まるように選択することにより、容易に所要厚さの複合断熱材が得られる効果を有するものである。
【００３５】
また請求項１の発明によれば、前記無機質或いは有機質の断熱材が圧縮形成されるので、厚さは必要に応じた厚さに圧縮形成可能で、所定の長さに切断するのみで、希望する複合断熱材が形成され、作業効率の向上がはかられる効果を奏するものである。
【００３６】
複合断熱材は、表面材側を防水性、遮水性を具備する資材とすることにより、水分の浸潤が防止されるので断熱材への水分の浸潤が防止できる効果がある。
【００３７】
請求項２の発明によれば、複合断熱材及び野地板、表面材、下葺材等を積層して屋根部の外断熱構造を形成するために、該積層材の全層を貫通する固着孔を予め適正位置に貫設されているので、全層を貫通する通しボルト、ナットにより、総ての屋根材を重ね合せた状態で建物の躯体に固定することが可能となり、屋根材と建物との一体化が比較的少ない工程で実現できるので、屋根部への外断熱工法の適用が容易となる。また屋根材と躯体との固定により、剛構造の建物が可能となる効果を奏し、風雪、地震等に対して強固な建物を提供できる効果を期待できるものである。
【００３８】
請求項２及び請求項３の発明によれば、前述の屋根材の全層を貫通する固着孔及び躯体測の固定孔を、予め設計図に基き適正な位置に工場で、孔開け加工をしておけば、屋根部の外断熱工法による現場工事が容易となり、工事現場における前記全層の組立並びに屋根葺き作業等の施工工数を大幅に低減させることが可能となり、従来工法と比べ、この外断熱工法によれば、少なくとも３〜４工程を低減させることができる効果を奏しめるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の１例である複合断熱材の配設構造の一部の略示縦断面図である。
【図２】別の実施例である複合断熱材の配設構造の一部の略示縦断面図である。
【図３】更に異なる実施例である複合断熱材の配設構造の一部の略示縦断面図である。
【図４】コンクリートスラブへの複合断熱材の固定構造の一部の略示縦断面図である。
【図５】通気層を躯体上に配置した実施例の一部の略示縦断面図である。
【図６】空気層を屋根下に配置した別の実施例の一部の略示縦断面図である。
【図７】屋根材の全層と複合断熱材とを貫通する固着孔の位置ぎめ加工手段の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  断熱材
３  表面材
６、１７  複合断熱材
１１  躯体
１５  固着孔
２４  複合断熱板
２９  貫通孔
Ａ  一方の面
Ｂ  他方の面
【図１】
2004353360.tif 000003
【図２】
2004353360.tif 000004
【図３】
2004353360.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004353360.tif 000007
【図６】
2004353360.tif 000008
【図７】
2004353360.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月3日(2003.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
木造、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造の建造物の屋根断熱工法として、在来工法では、各種屋根構造材は、野地板、垂木、母屋等の下葺材、金属屋根材料等夫々個別の材料が、順次建物の躯体に組付けられ、固定されて建物としての屋根が構成されているが、請求項１の発明では、図１に示されるように、屋根材５の下葺材たる後述する表面材３との貼合せに適合する断熱材として、無機質、或いは有機質の繊維、発泡体等の断熱材１が選定され、外断熱構造の主材料として、圧縮成形され、該断熱材１の内外面の何れか一方の面、図１では面Ａに断熱性の板材を代表とする強化セメント板或いは型枠合板たる表面材３が密着貼合されて、複合断熱材６とされ、また断熱材１の他方の面Ｂは、図１に示すように、他の表面材との接着面とせず、そのまま野地板２との合せ面１０とされている。図１では表面材３に後述する複合断熱板２４が更に重ねられて複合断熱材１７を形成しているが、この複合断熱板２４は、必ずしも必要とされるものではない。この複合断熱材６は、母屋９上に配設された野地板２に載置され、母屋９に固定されており、屋根工事の自由度の拡大が配慮されている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
断熱材１を形成する主たる無機質或いは有機質の断熱材１の原料は、発泡コンクリート、グラスウール、ロックウール或いはポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム等のうちから選定される。
また、図１、図２に示される複合断熱材６、１７の表面材３とされる板材はフェノールフォームと繊維強化セメント板とが採用されるが、片面または両面の表面材が型枠合板、硬質木片セメント板、コンクリート型枠合板が採用されるケースもあり、更には複合断熱板２４が適用されているものもある。その他、ポリスチレンフォームと繊維強化セメント板との複合断熱板等が使用されている場合もある。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、建造物に要求される断熱材としての特性に応じてグラスウール、ロックウール或いはポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム等の無機質、有機質のうちから用途に応じて選定された断熱材と、耐火野地板、繊維強化セメント板等の材料強度の大きい材料のうちから選定された表面材等を、所定性能、所定寸法に圧縮成形された複合断熱材として工場生産し、建築現場に供給でき、従って、予め設定した性能、構造の外断熱用の複合断熱材を、比較的工数の少ない簡単な作業で屋根部に組み付けうる効果を奏する。
また材料の選定により、必要な耐衝撃強度が確保できる効果を奏し、また断熱材が必要とする処要厚さに圧縮成形できるので、熱貫流率の低下が図られる効果を有している。