JPH0813849A - 電熱式軒先結氷防止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、積雪寒冷地域における建造物の屋
根軒先に発生するつらら、氷堤の生成を未然に防止し、
且つ雪庇の巻きだれを防止する電熱式軒先結氷防止方法
および電熱式軒先結氷防止装置を提供することをを目的
とする。 【構成】 温度センサ−を内蔵する細長い板状発熱体
と、当該発熱体用電源リ−ド線および前記温度センサ−
用リ−ド線を収納する空間を有する板状発熱体取付用本
体と、電源制御盤とからなり、前記板状発熱体を屋根鉄
板先端下部に接触させ、かつ発熱面を前記屋根鉄板と平
行に取り付け、前記温度センサ−の動作により前記発熱
体の発熱を制御することにより僅かな消費電力で軒先の
結氷を防止することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建造物の屋根軒先に発
生するつらら、氷堤の生成を未然に防止し、且つ雪庇の
巻きだれを防止する軒先結氷防止方法および軒先結氷防
止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積雪寒冷地帯において、屋根雪が屋内暖
房の貫流熱や太陽熱によって融け、その融雪水が軒先で
凍結して、つららや屋根上面の氷提となり、それらが成
長して融雪水が雨仕舞をこえて「すが漏り障害」を起こ
したり、大きな巻きだれとなって建物を損傷したり、落
下し歩行者や車両等に損害を与える。この対策として、
軒先部分の積雪を解かしたり、凍結を防止するため加温
する方法が一般的である。その方法としては、一般の木
造住宅の鉄板葺き屋根の場合、鉄板屋根の下や上に電熱
式または温水式等の加温装置を設置する方法が行われて
いる。 また、つらら発生防止のみを図るために、軒先
端の融雪水流下部の真下に電熱線入り電線管を設置する
方法が行われている。寒冷地住宅に多い鉄板屋根におい
て一般に行われている電熱式板状発熱体を屋根材下に施
設する軒先加温施設例を図５に、軒先端のからくさ面に
絶縁発熱線を内蔵する金属電線管の施設例を図６に示
す。

【０００３】詳細を図５に基づいて説明すると、２は屋
根鉄板、４はからくさ面、５は板状発熱体、２６は野地
板、２７は鼻かくし、２８は帯状絶縁発熱線を示し、降
雪または積雪状態で板状発熱体５および帯状絶縁発熱線
２８に通電し、屋根鉄板およびからくさ部を加温して融
雪し水として流し軒先部の結氷および積雪をなくしてい
る。また、図６において、４はからくさ面、１３は絶縁
発熱線、２９は金属電線管、３０は金属電線管取付用サ
ドル、３１は絶縁ブッシング、３２はサ−モスタット部
で、絶縁発熱線１３が金属電線管２９内へ通線設置して
いることを示す。屋根上の融雪水が軒先端より流下した
とき、融雪水を加温した金属電線管２９に一旦ぶつから
せ落下させる方法により軒先端部の結氷およびつららの
発生を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法には次のような問題点がある。即ち、軒先屋根鉄
板下へ板状発熱体を設置する方法では、軒部４５ｃｍ幅
で軒長さ１ｍ当たりの消費電力が約１３０〜２００Ｗ程
度と大きく維持費が高い。また、既設建物の場合には、
既設の屋根鉄板を取り外したのち板状発熱体を施設しさ
らに元に戻す作業が必要で工事期間もかかり且つ設備工
事費が高い等の欠点がある。また、軒先端のからくさ面
に絶縁発熱線入り金属電線管を設置する方法は、１ｍ当
たり約４０Ｗ以上の消費電力を通電使用するもので、軒
先端部からのつらら発生防止はできるものの軒先上部の
氷堤、雪庇の発生を防止する効果は期待できず、この方
法のみでは比較的降雪量の少ない地域しか適用できな
い。また、金属電線管のため外観が悪く建物の美観を損
ねる等の欠点がある。本発明はこのような問題点を解決
し、主につららの発生防止を目的とした軒先結氷防止方
法および装置に係るもので、氷堤の発生抑止や、雪庇に
よる巻きだれ抑止も期待でき、しかも僅かな消費電力で
行うことができる軒先結氷防止方法およびその装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決し、本
発明の目的を達成するため本発明に係る軒先結氷防止方
法およびその装置は次のように構成したことを特徴とす
る。すなわち、温度センサ−を内蔵する幅３〜１０ｃｍ
の板状発熱体と、当該発熱体用電源リ−ド線および前記
温度センサ−用リ−ド線を収納する空間を有する板状発
熱体取付用本体と、電源制御盤とから成り、前記板状発
熱体を屋根鉄板先端下部に接触させ、且つ発熱面を前記
屋根鉄板と平行して取付けることにより軒先の結氷を防
止することを特徴とし、また、板状発熱体の外表面の温
度を検知して作動する温度センサ−を設置し、通電を制
御する機構を有することを特徴とする。本発明を図面に
基づいて説明すると、図１は一般住宅の鉄板葺き屋根へ
の施設例の断面図、図２はその板状発熱体および板状発
熱体取付用本体の一部切欠図である。取付は図１に示す
ように、屋根鉄板先端３の下部に接触させ、且つ発熱面
を前記の屋根鉄板と平行して板状発熱体５を板状発熱体
取付用本体６によりからくさ面４にネジを用いて取付固
定した後、板状発熱体用電源リ−ド線７および温度セン
サ−用リ−ド線８をリ−ド線収納用空間６ａを利用して
配線し、電源制御盤９に結線し施工完了する。板状発熱
体５は、図２に示すように合成樹脂等の基板１１上に、
架橋発泡ポリエチレン、発泡ウレタン等の断熱板１２と
一体化した絶縁発熱線１３をおき、その上を耐蝕、耐侯
性の良いカラ−鉄板５ａで覆った幅３〜１０ｃｍの板状
発熱体とし、その一端より板状発熱体用電源リ−ド線７
および温度センサ−用リ−ド線８を引き出してなるもの
である。さらに、板状発熱体の下部に板状発熱体用電源
リ−ド線７および温度センサ−用リ−ド線８を収納する
板状発熱体取付用本体６と一体化したものである。板状
発熱体は面状発熱体であればもっとも良く、ガラス繊維
ポリエステル樹脂（ＦＲＰ樹脂）やポリエチレン、ＡＢ
Ｓ樹脂等の中に発熱線を配線し埋設した構造としたもの
でも良い。また、板状発熱体には、ヒ−タ−表面温度を
検知するサ−ミスタ−、白金測温体等の温度センサ−１
４を内蔵したものや、板状発熱体表面に水分を感知する
水分センサ−１５を取付け自動制御する方式としても良
い。

【０００６】

【作用】本発明を図面に基づいて作用を説明する。な
お、図３は一般住宅の鉄板葺き屋根上に積雪があり本発
明装置が稼働している状態の図である。上記のように、
板状発熱体を屋根勾配に沿って屋根鉄板先端下部に接触
して設置したので、図３に示すように屋根雪が暖房によ
る屋内の貫流熱２３や太陽熱によって融けた水が、通電
発熱し、温度上昇している板状発熱体５のカラ−鉄板５
ａ上を通り下方端部より水の状態で落下し、凍結するこ
とがない。即ち、つららの発生を完全に防止できる。併
せて、板状発熱体５が屋根鉄板先端下部に接触して設け
られているので、板状発熱体からの伝導熱２４により軒
先部分の屋根鉄板を加温して氷堤の成長を防止し、さら
に、板状発熱体からの輻射熱２５が屋根上の積雪の先端
２２を融かし、屋根鉄板先端３は常に積雪と接触してい
ない状態となっている。したがって、屋根上方からの融
雪水も積雪の先端２２方面へ流れず、屋根鉄板先端へ流
下するので、つららの発生がないばかりでなく、雪庇下
側のつららの発生もない。また、雪庇の張り出しもな
く、いわゆる巻きだれ現象も抑止できる。なお、屋根上
において、屋根鉄板と積雪との接触面が融け積雪自体が
少しずつ下降してくる現象があるが、屋根鉄板先端を加
温しているため、下降分を徐々に融雪し、巻きだれが抑
止できる。

【０００７】自動制御は、温度センサ−を板状発熱体の
表面部分に設置し板状発熱体の表面温度を検知する方法
で、この方法は板状発熱体上に積雪があったり、融雪水
が流れているときは温度センサ−の温度が上昇せず、低
温度で推移し、一方積雪がなく、融雪水の流下もなくな
ったときは温度が上昇する現象を利用したもので、一定
温度以下でＯＮ（通電）し、温度が上昇して一定温度に
なるとＯＦＦ（断電）するという制御を行うものであ
る。また、板状発熱体表面の融雪水を感知し作動する水
分検知センサ−を用いても同様の作用を受けることがで
きる。また、これらの方式と、外気温度による制御とを
組み合わせることもできる。さらに、外気温度と板状発
熱体表面温度検知および水分検知の方式を併用すること
もできる。何れの方式でも、つららが発生したり、雪庇
ができる条件のときのみ通電する方式となっているた
め、無駄な電気を使わない省エネルギ−方式である。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１および図２において、カラ−鉄板平葺
等の屋根鉄板２の屋根鉄板先端３の下部に近接し、且つ
前記屋根鉄板と平行して幅３ｃｍ、１ｍ当たりの消費電
力３０Ｗ／ｍと幅１０ｃｍ、１ｍ当たりの消費電力 ６
０Ｗ／ｍの板状発熱体５の２種類のものをそれぞれ個々
に板状発熱体取付用本体６によりからくさ面４に木ねじ
等で取付け、板状発熱体用電源リ−ド線７、自動制御用
の温度センサ−用リ−ド線８をリ−ド線収納用空間６ａ
を利用して引き回し電源制御盤９に接続結線し、比較試
験を行った。使用状態を図３により説明する。常に電源
を入れ自動制御状態としておくと、降雪して屋根上に積
雪１６があったり、融雪水１８が板状発熱体５上を通っ
たとき板状発熱体表面温度が低下し電気を通じて加温し
始め、積雪がなく融雪水がないときは板状発熱体温度が
上昇し始め温度センサ−部の温度が一定温度以上になっ
たときはセンサ−が作動して断電する。板状発熱体５が
作動していると、この熱により板状発熱体と接触部分の
積雪はもちろん、板状発熱体からの伝導熱２４および板
状発熱体からの輻射熱２５により近傍の積雪も融かす。
また、室内暖房による屋内の貫流熱２３により屋根鉄板
２の温度が上昇し積雪１６との接触面が融けだし積雪１
６が下降してくる現象が冬期間繰り返し行われるが、板
状発熱体５および当該板状発熱体５により暖められた屋
根鉄板先端３の熱で融雪し、つららの発生防止はもちろ
ん雪庇の張り出しも小さいことが確認された。また、融
雪水１８は、流下する際、積雪１６の積雪の先端２２が
高い位置のため積雪の先端方向へは流れず低い側の屋根
鉄板先端３方向に流れ板状発熱体５の下方端より落下す
ることが確認された。なお、図３は１シ−ズン使用中の
積雪状態を調査した結果で、屋根鉄板先端３と積雪１６
が約１０ｃｍに亘り接触しておらず、その上部の屋根鉄
板２において約１０〜４０ｃｍに亘り約１〜５ｃｍ厚の
氷堤１７が形成されていた。この時の積雪の高さは５０
〜７０ｃｍであり、板状発熱体の幅が３ｃｍと１０ｃｍ
のものについて比較試験を行ったが、その状態に大差は
なかった。この時の板状発熱体を設置しない同一場所で
の状態は図７に示すとおりで屋根鉄板先端３部分に、約
１０ｃｍ厚で屋根鉄板先端３より上方に約４０ｃｍ、張
出方向に約２０ｃｍの合計約６０ｃｍの氷堤１７が形成
されており、その氷堤の上方に溜水部２０が認められ
た。このことは融雪水が雨仕舞いを越えて引き起こす
「すが漏り」２１の現象（融雪水が屋内に侵入する現
象）がでるものといえる。また、図８に雪庇がずれて出
来る巻きだれ現象を、図９に比較的降雪量の少ない地域
での屋根鉄板先端下面のからくさ面に絶縁発熱線１３を
内蔵する金属電線管２９を施設したときの使用状態を示
す。図１０に降雪量の多い地域で絶縁発熱線１３を内蔵
する金属電線管２９を施設した場合の使用状態を示す。
図４に板状発熱体５の表面温度検知センサ−による実用
時のセンサ−部の温度特性を示す。図４のＡの位置は、
板状発熱体５上に積雪があり通電中であった板状発熱体
が融雪完了して温度が上昇し始めた位置である。Ｂの位
置は温度が上昇し断電したとき、Ｃは外気温度の低下に
伴い板状発熱体の温度が低下し再び通電を始めた位置を
示す。

【０００９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は上述
のとおり構成されているため、次に記載するような効果
を奏する。装置の取付が簡単で且つ外観が良く、装置自
体および設備工事費が安価な電熱式軒先結氷防止方法お
よび装置で、僅かな消費電力でつららの発生を防止する
と共に、氷堤の発生や雪庇による巻きだれを抑止できる
効果がある。さらに、自動制御は、融雪やつらら防止時
のみに通電する方式につき無駄な電力を使わない省エネ
ルギ−効果の大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す軒先部の縦断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す板状発熱体の一部切り
欠き構成図である。

【図３】本発明の装置の使用状態図である。

【図４】本発明の装置の自動制御の温度特性図である。

【図５】従来の、屋根鉄板下に板状発熱体を施設し、か
らくさ面内部に帯状絶縁発熱線を施設した装置の一部切
り欠き図である。

【図６】従来の軒先からくさ面に絶縁発熱内蔵の金属電
線管を施設した説明図である。

【図７】軒先に加温装置がない場合のつららの発生状態
を示す図である。

【図８】軒先に加温装置がない場合において、雪庇がず
れて出来る巻きだれ現象を示す図である。

【図９】従来の、図６に示す絶縁発熱線内蔵の金属電線
管を施設した場合のつららの発生状態を示す図である。

【図１０】降雪量の多い地域で絶縁発熱線内蔵の金属電
線管を施設した場合の使用状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 軒、 ２ 屋根鉄板、 ３ 屋根鉄板先端、 ４ からくさ面、 ５ 板状発熱体、 ５ａ カラ−鉄板、 ６ 板状発熱体取付用本体、 ６ａ リ−ド線収納用空間、 ６ｂ 本体取付用孔、 ７ 板状発熱体用電源リ−ド線、 ８ 温度センサ−用リ−ド線、 ９ 電源制御盤、 １０ 配線、 １１ 基板、 １２ 断熱板、 １３ 絶縁発熱線、 １４ 温度センサ−、 １５ 水分センサ−、 １６ 積雪、 １７ 氷堤、 １８ 融雪水、 １９ つらら、 ２０ 溜水部、 ２１ すが漏り、 ２２ 積雪の先端、 ２３ 屋内の貫流熱、 ２４ 板状発熱体からの伝導熱、 ２５ 板状発熱体からの輻射熱、 ２６ 野地板、 ２７ 鼻かくし、 ２８ 帯状絶縁発熱線、 ２９ 金属電線管、 ３０ 金属電線管取付用サドル、 ３１ 絶縁ブッシング、 ３２ サ−モスタット部、 Ａ 融雪完了して温度が上昇し始めた時点、 Ｂ 温度が上昇し、自動的に断電した時点、 Ｃ 一定温度以下になったため、自動的に通電を始め
た時点、。

フロントページの続き (72)発明者 木皿 昭 宮城県仙台市太白区郡山一丁目２番１号北 日本電線株式会社内 (72)発明者 若佐 広昭 宮城県仙台市太白区郡山一丁目２番１号北 日本電線株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状発熱体を金属屋根板の先端下部に接
   触させ、かつ発熱面を前記屋根板面と平行に取り付け、
   板状発熱体から屋根板の軒先部分への伝導熱により屋根
   板を加温すると共に、板状発熱体からの輻射熱により屋
   根上の積雪の先端を融かすことを特徴とする電熱式軒先
   結氷防止方法。
2. 【請求項２】 温度センサ−を内蔵する細長い板状発熱
   体と、当該発熱体用電源リ−ド線および前記温度センサ
   −用リ−ド線を収納する空間を有する発熱体取り付け本
   体と、電源制御盤とからなり、前記板状発熱体を金属屋
   根板の先端下部に接触させ、かつ発熱面を前記屋根板面
   と平行に取り付け、前記温度センサ−の動作により前記
   発熱体の発熱を制御することを特徴とする電熱式軒先結
   氷防止装置。
3. 【請求項３】 板状発熱体の外表面に水分を検知するセ
   ンサ−を設け、該センサ−の動作により発熱体の発熱を
   制御する請求項２記載の電熱式軒先結氷防止装置。
4. 【請求項４】 板状発熱体の幅は３〜１０ｃｍである請
   求項２または３に記載の電熱式軒先結氷防止装置。