JPH08270155A

JPH08270155A - 融雪屋根構造

Info

Publication number: JPH08270155A
Application number: JP7481195A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ishikawa; 堯石川
Original assignee: IG Technical Research Inc
Current assignee: IG Technical Research Inc
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】屋根の雪が融雪の熱を起因として軒下になだ
れ落ちるのを防止すると共に、融雪温度を一定に保ちつ
つ安全に融雪する。【構成】屋根下地α上に断熱層Ｂ、発熱層Ｃ、屋根材
Ａを配設し、屋根材Ａの化粧面４にリシン層Ｄを形成し
たので、このリシン層Ｄの凹凸がストッパとして機能
し、溶かされて摩擦抵抗が小さくなった雪が屋根をなだ
れ落ちるのを防止して屋根材Ａ上に堆積させ、屋根上で
全ての雪を安全に融雪することができると共に、発熱層
Ｃを電気抵抗が急変する発熱組織を用いてシート状に形
成したので、一定温度以上になると電気抵抗値が上が
り、電流が流れなくなるので、温度上昇が阻害され、屋
根面に一定した均一な温度分布が得られ、安定して融雪
が行える融雪屋根構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家屋における融雪屋根
構造に係るものである。さらに詳しくは屋根上の雪が融
雪の熱を起因として軒下になだれ落ちるのを防止すると
共に、融雪温度を一定に保ちつつ安全に融雪することの
できる融雪屋根構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、降雪地方における雪降ろし作業
は、肉体的に大変な作業であり、また危険を伴う作業で
あった。そこで、屋根の融雪ということで種々の方法が
考え出されてきている。その一つとしては、屋根に熱
線、あるいはヒートパイプ等を配設して雪を溶かしなが
ら降ろす方法、もしくは、機械的に雪をかき降ろす方法
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱線
や、ヒートパイプを用いた場合は屋根表面と雪との境界
面が熱により溶け、摩擦抵抗が小さくなり、雪の自重と
屋根の傾斜により、雪が屋根をなだれ落ちるのを誘発
し、軒先の樋、軒下の屋根や物品を破損させたり、軒下
に人間がいた場合にはなだれ落ちた雪の下敷きとなって
しまう危険性もあった。また、機械的な方法では装置が
大掛かりとなってしまうと共に、屋根の意匠性、デザイ
ン性の自由度が低下する欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、屋根下地上に断熱層、発熱層、屋根
材を配設し、屋根材の化粧面にリシン層を形成したの
で、このリシン層の凹凸がストッパとして機能し、溶か
されて摩擦抵抗が小さくなった雪が屋根をなだれ落ちる
のを防止し、屋根材上に堆積させ、屋根上で全ての雪を
安全に融雪することができると共に、発熱層を電気抵抗
が急変する発熱組織を用いてシート状に形成したので、
一定温度以上になると電気抵抗値が上がり、電流が流れ
なくなるので、温度上昇が阻害され、屋根面に一定した
均一な温度分布が得られ、安定して融雪が行えると共
に、温度上昇による低温火災の発生を防止できる融雪屋
根構造を提案するものである。

【０００５】

【実施例】以下に図面を用いて本発明に係る融雪屋根構
造について詳細に説明する。図１、および図２は上記融
雪屋根構造の代表的一例を示す説明図であり、Ａは屋根
材、Ｂは断熱層、Ｃは発熱層、αは屋根下地、βは釘等
の固定具を示している。

【０００６】屋根下地αは、新築の際は図１、図２に示
すように垂木１、野地板２、アスファルトルーフィング
３から構成したものである。すなわち、垂木１上に野地
板２を敷設し、野地板２上にアスファルトルーフィング
３を配設した一般的な構造の屋根下地αである。また、
改修屋根の際には、これらに新生瓦や瓦棒等の既存屋根
（図示せず）が含まれるものである。

【０００７】また、図３（ａ）は屋根材Ａを示す斜視図
であり、屋根材Ａは例えば図に示すような段葺き状の屋
根材等からなり、その素材としては金属板（カラー鋼
板、銅板、アルミニウム板、チタン板、ステンレス板、
サンドイッチ鋼板、クラッド鋼板等）、塩ビ樹脂等の合
成樹脂等をロール成形、プレス成形、押出成形等によっ
て形成したものである。

【０００８】さらに説明すると、図示する屋根材Ａは長
尺板状であり、その幅方向一端部を化粧面４の下側、す
なわち、裏面５側に略コ字状に屈曲して段差化粧面６と
差込縁７とを形成した雄型連結部９としたもので、化粧
面４と段差化粧面６と差込縁７とから略コ字状の引っか
け溝８を形成したものである。

【０００９】また、化粧面４の他端には化粧面４の上側
に屈曲して断面略Ｕ字状に形成した前記差込縁７と嵌合
する嵌合溝１０と、嵌合溝１０の先端をコ字状に折り返
した嵌合縁１１と、嵌合縁１１の先端を下方に屈曲する
と共に化粧面４と略平行で外方にＬ字状に屈曲して延長
した固定片１２を形成した雌型連結部１３を形成したも
のである。

【００１０】さらに、図３（ｂ）に示すように化粧面４
の長手方向の両側端縁をそれぞれ裏面５側にハゼ状に屈
曲した連結片１４を形成したものである。なお、図３
（ａ）では長手方向の強度の強化と、外部からの雨水等
が毛細管現象により内部に浸入することを防止する意味
で嵌合溝１０と差込縁７にそれぞれ凹条１５を形成して
いる。

【００１１】また、屋根材Ａの化粧面４上には図４
（ａ）に拡大して示すように、リシン層Ｄが形成されて
いるものである。このリシン層Ｄは図４（ｂ）の断面図
に示すように、屋根材Ａの基材１６となる金属板の表面
にポリエステル塗料等の１コート１ベーク以上の下塗り
層１７を形成し、その上に粘土粒、シルト粒、砂粒、小
石粒等の直径３００〜６００ミクロン粒の任意分布から
なる骨材１８を配し、さらにその表面をフッ素樹脂塗
料、ポリエステル樹脂塗料等のトップコート層１９にて
被覆して形成したものである。

【００１２】リシン層Ｄの分布としては、少なくとも化
粧面４の一部分以上に分布させるものであり、図４
（ａ）に示すように、化粧面４および段差化粧面６上の
ほぼ全面に形成したり、図５（ａ）のように任意模様の
パターンで分布させたり、図５（ｂ）のように、化粧面
４に任意模様のエンボス加工４ａを施し、その凸部分に
のみ分布させたりすることができるものである。

【００１３】さらに、このリシン層Ｄの機能としては、
化粧材の他にも、リシン層Ｄの凹凸がストッパとして作
用し、溶かされて摩擦抵抗が小さくなった雪が屋根をな
だれ落ちるのを防止し、屋根材Ａ上に堆積させ、屋根上
で全ての雪を融雪するものであり、急激に雪がなだれ落
ちることなく安全に融雪することができるのに有用なも
のである。また、急勾配の屋根においては、屋根材Ａの
施工の際の足下の滑り防止としても有用であり、施工の
際の危険を防止するものである。

【００１４】また、図６は断熱層Ｂの一例を示す斜視図
であり、断熱層Ｂは図示するような長尺板状のボードか
らなるものである。また、断熱層Ｂは屋根下地α上に多
数枚敷設することによって屋根材Ａをバックアップし、
屋根上の作業、積雪のように荷重が加えられても屋根材
Ａの変形を防止すると共に、後記する発熱層Ｃからの熱
のうち、殆どすべてが融雪に寄与するように断熱するも
のである。勿論、夏季においては太陽によって屋根が加
熱されても家屋内に熱が伝わるのを遮断し、家屋内の温
度の上昇を防止することにも役立つものである。

【００１５】断熱層Ｂの素材としてはシージングボー
ド、シージングインシュレーションボート、プラスチッ
クフォーム（ウレタンフォーム、ヌレートフォーム、フ
ェノールフォーム等）パーチクルボード、木質複合板、
木毛セメント板、コンポージットパネル（コンパネ）、
石膏ボード、ＡＬＣ板等であり、断熱性を有するもので
ある。

【００１６】さらに説明すると、断熱層Ｂは水平方向で
は端面を当接すると共に、図１、図２のように軒から棟
方向では下段の断熱層Ｂ₁に長尺側面を重ね合わせ、階
段状とすると共に屋根下地αとの間に三角形状の空隙γ
を形成するように固定するものである。この空隙γは新
鮮な空気等の流通路として機能させることができ断熱層
Ｂが有する断熱材、防音材、調湿材等の機能をさらに助
長させると共に、結露を防止して屋根下地α、屋根材Ａ
等の腐食防止に寄与するものである。

【００１７】発熱層Ｃは図６に示すように、例えば長方
形状でシート状の面状発熱体２０からなるものであり、
図１、図２に示すように断熱層Ｂと屋根材Ａの間に介在
し、屋根材Ａに融雪に必要な熱を供給するためのもので
ある。また、図では断熱層Ｂのほぼ全面をカバーするよ
うに面状発熱体２０を配したものであり、屋根材Ａの全
面に熱がより伝わり易く、融雪の際の空洞化現象を防止
できるものである。さらに、図６に示すように面状発熱
体２０は断熱層Ｂの表面に接着剤、接着両面テープ、ス
テープラ（図示せず）等の諸手段により、固定、取り付
けるものである。

【００１８】さらに、この面状発熱体２０は図７（ａ）
および、図７（ａ）のイ−イ線断面図に該当する図７
（ｂ）に示すように、シート状、帯状で中心部分を構成
する発熱組織２１と発熱組織２１の両端に形成した電極
２２と、これらをラミネートする絶縁体シート２３とか
らなるものである。また、電極２２の一端部にはリード
線２４がそれぞれ締結されており、リード線２４は電源
（図示せず）に接続され、面状発熱体２０に電流が流
れ、発熱組織２１の抵抗熱により発熱するものである。

【００１９】すなわち、発熱組織２１は例えば、ポリエ
チレングリコール、ブルロニック、ジベンゾクラウン、
トリオキサン、ベンソクラウン等の有機化合物にグラフ
ァイト、微繊維炭素等の炭素微細片を混合してシート状
に形成したものであり、温度変化に対して電気抵抗が急
変する組織からなるものである。また、電気抵抗値が急
変する温度に関しては、有機化合物と炭素微細片の混合
割合や素材の種類等の要因で異なるが、例えば、ポリエ
チレングリコール１００部に対して重量比でグラファイ
トを２０〜３０部混合した際には、４０〜５０℃の温度
で電気抵抗値が急激に高くなり、電流が流れなくなるも
のである。

【００２０】電極２２とリード線２４は発熱組織２１に
対し、電流を供給するための媒体であり、例えば銅等の
電気的導電物からなるものである。また、上下の絶縁体
シート２３は塩ビフィルム、フッ素樹脂フィルム、アク
リルフィルム等からなり、ラミネート加工を行うことに
よって、表面保護と防水、電気的絶縁等の効果を発揮す
るものである。

【００２１】また、発熱組織２１に混合する炭素微細片
同士は互いに重なり合うように混入されるので、面状発
熱体２０の一部分が万一破壊、切断しても他の部分の発
熱には全く影響がでないものである。さらに、副次的に
炭素繊維は電波を反射する性質をもつので、屋根全体で
電波シールドを形成することができるものである。

【００２２】図８は屋根材Ａ同士の長手方向を接続する
継手材Ｅであり、屋根材Ａと同様な種類の素材を同等な
成形法により形成したものであり、敷目板Ｆと嵌合板Ｇ
の２部材から形成したものである。

【００２３】すなわち、敷目板Ｆは図８（ｂ）に示すよ
うに、屋根材Ａの裏面５と当接すると共に、嵌合板Ｇを
装着する敷目部２５と、敷目部２５の下辺を裏面側に屈
曲した馳部２６と、必要に応じて敷目部２５の上辺を表
面側に屈曲して形成した雨返部２８とから形成したもの
であり、かつ、図８（ａ）のロ−ロ線端面図である図８
（ｄ）に示すように、幅方向において、両側縁を表面側
に折り返し、その先端を再び折り返して壺状とした係止
部２９と、係止部２９の両側縁を延長した延長部３０
と、延長部３０の先端を表面側に折り返して形成した延
長舌片３１とから構成されたものである。

【００２４】なお、この端面形状は敷目部２５のみなら
ず、馳部２６から雨返部２８にかけてほぼ同一とするこ
とが可能である。すなわち敷目板Ｅはロールフォーミン
グ等により連続的に成形することが可能である。また図
８では、上下方向の連結の強化のために、馳部２６の略
中央部分を延長して馳舌片２７を形成している。

【００２５】嵌合板Ｇは図８（ｃ）に示すように、底面
３２の左右側辺を折り返して係止舌片３３を形成して出
合い袋状とした断面形状のものであり、図８（ｄ）に示
すように屋根材Ａの化粧面４の両側縁に設けた連結片１
４を嵌合、係止するものである。（なお、図８（ｄ）で
は屋根材Ａを点線で示した。）さらに説明すると嵌合板
Ｇは敷目板Ｆの敷目部２５において、図８（ｄ）に示す
ように、両端を係止部２９によって係止されることによ
って一体化するものである。

【００２６】次に、本発明に係る融雪屋根構造について
の施工例を簡単に説明する。すなわち、図１、図２に示
すように、垂木１、野地板２、アスファルトルーフィン
グ３等よりなる屋根下地α上に、下段の断熱層Ｂ₁を敷
設する。次に、下段に位置する断熱層Ｂ₁上に下段の屋
根材Ａ₁を積載し、屋根材Ａ₁の固定片１２上から釘等
の固定具βで断熱層Ｂ₁を介して屋根下地αに固定す
る。

【００２７】次に上段の断熱層Ｂ₂の一端部を下段の屋
根材Ａ₁の固定片１２上に積載すると共に、下段の屋根
材Ａ₁の嵌合溝１０内に上段の屋根材Ａ₂の差込縁７を
嵌合、係止し、上段の断熱層Ｂ₂上に上段の屋根材Ａ₂
が積載される。

【００２８】このように、軒方向から棟方向へ一段毎葺
成することにより、図１、図２に示すように屋根下地α
と断熱層Ｂ間に縦断面略三角形状の空隙γが形成され
る。この空隙γは新鮮な空気等の流通路として機能させ
ることができ断熱層Ｂが有する断熱材、防音材、調湿材
等の機能をさらに助長させると共に、結露を防止して屋
根下地α、屋根材Ａ等の腐食防止に寄与するものであ
る。また、図２において△Ｔは断熱層Ｂ同士の重なりし
ろであり、浸入した雨水の逆流を防止し、十分な防水効
果を発揮させるさめには△Ｔは長ければ長い程良く、好
ましくは△Ｔ＝５０〜６０ｍｍ程度である。

【００２９】以上説明したのは本発明に係る融雪屋根構
造の一実施例であり、図９〜図１７に示す部材を用いた
構造とすることもできる。すなわち、図９（ａ）〜
（ｆ）は屋根材Ａの変形例を示す断面図であり、特に
（ｅ）、（ｆ）図は屋根材Ａの固定に吊り子Ｈ（点線で
示す）を使用した例である。

【００３０】さらに、図１０〜図１２は断熱層Ｂおよび
発熱層Ｃの変形例であり、図１０（ａ）、（ｂ）は断熱
層Ｂに重なりのガイドとなる切り欠き３４、凸部３５を
形成して、施工を容易にした例、（ｃ）は内部に中空孔
３６を設けて調湿機能を助長できる例、（ｄ）は断熱層
Ｂを各種蓄熱材から形成し、裏面側に発熱層Ｃを装着し
た例である。

【００３１】また、図１１（ａ）は断熱層Ｂの任意の一
部分に発熱層Ｃを装着した例であり、接着テープ３７や
ステープラ３８等の固定具によって装着するものであ
る。図１１（ｂ）は断熱層Ｂの表面に発熱層Ｃを短冊状
に複数装着し、コストを節減した例である。

【００３２】図１２（ａ）は発熱層Ｃの長手方向一端部
分を断熱層Ｂより突出させて装着した例であり、図１２
（ｂ）に示すように、発熱層Ｃの端部を屋根材Ａの雄、
雌型連結部内９、１３内に介在せさた構造となるので、
矢印Ｘに示すように、万一雨水が断熱層Ｂ上に浸入し、
断熱層Ｂ上を伝わって屋根材Ａの嵌合部分にきたとして
も、屋根下地α側に伝わることなく、矢印Ｙに示すよう
に屋根材Ａの嵌合部分から屋根材Ａの外面へ排出するこ
とができ、防水面が強化されるものとなる。

【００３３】図１３は継手材Ｅのその他の例を示す説明
図であり、（ｂ）図に示すような敷目板Ｆ、（ｃ）図に
示すような嵌合板Ｇ、（ｄ）図に示すパッキング体Ｉと
からなるものであり、特に敷目板Ｆを合成樹脂から形成
しコストダウンを図った継手材Ｅの例である。

【００３４】図１４および図１５は、発熱層Ｃを構成す
る面状発熱体２０のその他の例を示すものであり、図１
４（ａ）はハ−ハ線の端面図に該当する図１４（ｂ）に
示すように、発熱組織２１の周囲を発熱をより均一化す
るためにアルミシート３９で被覆し、さらにその周囲を
絶縁体シート２３にてラミネートした面状発熱体２０の
例である。

【００３５】また、図１５（ａ）はハ−ハ線の端面図に
該当する図１５（ｂ）に示すように、面状発熱体２０の
少なくとも表面側に、熱により遠赤外線を放出するセラ
ミックシート４０を貼着した例であり、低エネルギーで
効率よく発熱できると共に、熱を広範囲に放出できる面
状発熱体２０の例である。

【００３６】すなわち、図１６に示すように、このセラ
ミックシート４０は発熱層Ｃと屋根材Ａとの間に敷設す
るか、もしくはあらかじめ面状発熱体２０の上に貼着し
ておくものである。

【００３７】セラミックシート４０の例としては図１７
（ａ）、（ｂ）に示すように、長尺シート状であり、合
成樹脂を媒体として内部に熱により遠赤外線を放出する
セラミック粒を任意割合で混入したものである。なお、
図１７（ｂ）では、赤外線の放出される面積を拡大する
ために、複数の孔４１を形成したものである。

【００３８】勿論、これらの各部材を組み合わせた構造
とすることもできるものである。また、発熱層Ｃを屋根
の軒先部分にのみ形成し、すがもれの防止と設備コスト
の低減を図ることもできるものである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る融雪
屋根構造によれば、屋根下地上に断熱層、発熱層、屋
根材の順に配設したので、断熱層により発熱層の熱はす
べて屋根材の方に伝わり、効率よく融雪することができ
る。屋根材の化粧面にリシン層を形成したので、リシ
ン層の凹凸がストッパとして機能し、屋根面と雪面の境
界部分が溶かされて摩擦抵抗が小さくなった雪が屋根上
をなだれ落ちるのを防止でき、樋や軒下の屋根、物品を
損傷することがなく、軒下にいる人間も安全である。
リシン層によって降雪した雪を屋根材上に堆積させ、屋
根上で全ての雪を融雪することができる。発熱層とし
て有機化合物に炭素微細片を混合して温度変化に対して
電気抵抗が急変する発熱組織を有する面状発熱体とした
ので、面状発熱体自体が自己で温度調節を行うことがで
き、屋根面の温度分布が一様で安定して融雪が行える。
温度管理に別途サーモスタット等のセンサーが必要な
く、コストを低減できると共に、低温火災が発生するこ
とがない。等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る融雪屋根構造の代表的一例を示す
説明図である。

【図２】本発明に係る融雪屋根構造の代表的一例を示す
説明図である。

【図３】屋根材の例を示す説明図である。

【図４】リシン層の例を示す説明図である。

【図５】リシン層の例を示す説明図である。

【図６】断熱層と発熱層の例を示す説明図である。

【図７】発熱層の例を示す説明図である。

【図８】継手材の例を示す説明図である。

【図９】屋根材のその他の例を示す説明図である。

【図１０】断熱層と発熱層のその他の例を示す説明図で
ある。

【図１１】断熱層と発熱層のその他の例を示す説明図で
ある。

【図１２】断熱層と発熱層のその他の例を示す説明図で
ある。

【図１３】継手材のその他の例を示す説明図である。

【図１４】発熱層のその他の例を示す説明図である。

【図１５】発熱層のその他の例を示す説明図である。

【図１６】本発明に係る融雪屋根構造のその他の例を示
す説明図である。

【図１７】図１６で用いられたセラミックシートの例を
示す説明図である。

【符号の説明】

α 屋根下地 β 固定具 γ 空隙Ａ屋根材Ｂ断熱層Ｃ発熱層Ｄリシン層Ｅ継手材Ｆ敷目板Ｇ嵌合板Ｈ吊り子Ｉパッキング体１垂木２野地板３アスファルトルーフィング４化粧面４ａエンボス加工５裏面６段差化粧面７差込縁８引っかけ溝９雄型連結部１０嵌合溝１１嵌合縁１２固定片１３雌型連結部１４連結片１５凹条１６基材１７下塗り層１８骨材１９トップコート層２０面状発熱体２１発熱組織２２電極２３絶縁体シート２４リード線２５敷目部２６馳部２７馳舌片２８雨返部２９係止部３０延長部３１延長舌片３２底面３３係止舌片３４切り欠き３５凸部３６中空孔３７接着テープ３８ステープラ３９アルミシート４０セラミックシート４１孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屋根下地上に断熱層を形成し、該断熱層
上に発熱層を形成すると共に、該発熱層上を屋根材で被
覆した融雪屋根構造において、断熱層はボード状の断熱
材を重ね張りして形成し、発熱層はシート状の面状発熱
体を断熱層上に敷設して形成し、屋根材は段葺き状の屋
根材を用いると共に、少なくとも屋根材の化粧面の一部
分以上にリシン層を形成し、さらに、前記面状発熱体は
有機化合物に炭素微細片を混合して温度変化に対して電
気抵抗が急変する発熱組織をシート状に形成し、該発熱
組織の両側端に電極を形成すると共に、これらを絶縁体
シートでラミネートして形成したことを特徴とする融雪
屋根構造。