JPH084526Y2 - 融雪屋根 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、瓦棒葺屋根に適用して好適な融雪屋根に関
し、特に積雪地方などにおける瓦棒葺屋根の上に積もっ
た雪を効率良く融解することのできる融雪屋根に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、積雪地方などでは、冬期に雪が建物の屋根の上
に積もり、この雪が原因で建物が破損したり、屋根から
雪崩る雪によって人々が怪我をしたりするなどといった
被害が多々発生し、その積雪による生活の不安には想像
を越えるものがあった。

そこで、このような地方では、屋根から雪を除くため
の雪下ろし作業が必至とされており、冬期には、各戸毎
に、定期的あるいは不定期的にこの雪下ろしの作業を行
っていた。

ところが、この雪下ろしの作業は、屋根の上に作業員
が乗り、スコップ等で雪をかき下ろす作業であるため、
作業員の身体に過大な負担がかかるとともに、非常に危
険を伴う作業でもあった。

そこで、このような雪下ろしの作業を不要とすること
のできる屋根として、先に本出願人が提案したものがあ
る（実願昭59-115658）。

このものは、瓦棒葺屋根に適用されるもので、該瓦棒
葺屋根の上面の各瓦棒2,2間でかつ棟部３から軒部４に
及ぶ平面部に熱媒体流下器５が敷設されている。該熱媒
体流下器５の具体的構成は、第８図に示す通りであり、
内部が所定の間隔毎に複数個の区画A,B,C,D,Eに仕切ら
れかつ各区画A,B,C,D,E間が相互に連通された中空の容
器である。そして、この熱媒体流下器５には、熱媒体６
を上から下へ循環せしめるためのパイプ７が、その入口
および出口を熱媒体流下器５に接続して設けられてい
る。

このような屋根にあっては、前記パイプ７から熱媒体
流下器５内に熱媒体（温水）６を循環せしめることによ
って、該熱媒体（温水）６の持つ熱を外部に放出するこ
とができる。したがって、屋根１の上面に積もった雪
は、この熱によって融解し、屋根の上面から流れ落ち
る。このため、これまでのような雪下ろしの作業を行う
必要がなく、屋根自体の持つ放熱機能によって融雪が行
なわれる。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、このような屋根の熱媒体流下器５にあって
は、熱媒体流下器５内を熱媒体（温水）６が上から下へ
循環するために、循環するうちには、熱媒体（温水）６
の持つ温度が次第に低下していく。すなわち、屋根の棟
部３に最も近い位置にある区画Ａ内を通過する熱媒体
（温水）６に比べると、屋根の軒部４に近い位置にある
区画Ｅ内を通過する熱媒体（温水）の持つ温度は、著し
く低くなっている。

また、前記のような屋根にあっては、熱媒体流下器５
内が、各区画A,B,C,D,Eがすべて均等の大きさを有する
ように形成され、したがって、これらの各区画A,B,C,D,
E内に貯留される熱媒体（温水）６の量も均等とされて
いるので、該熱媒体（温水）６が屋根１を介して放熱す
る放熱面積も、すべての区画A,B,C,D,Eにおいて均等と
されている。

一般に、平面状の物質の持つ熱量は、温度と面積に比
例していると考えられるので、面積が均等とされた前記
の各区画A,B,C,D,Eにおいては、各区画A,B,C,D,Eの持つ
熱量は、それぞれの温度に比例することとなる。

したがって、前記の熱媒体流下器５においては、各区
画A,B,C,D,Eの持つ熱量が、上の区画Ａから下の区画Ｅ
へ順に小さくなり、よって、屋根の持つ放熱機能の度合
も、上（棟部３側）から下（軒部４側）へ順に小さくな
っている。このため、この屋根の上面においては、積雪
を融かす能力に分布が生じ、屋根の上の方では雪が融け
て流れ出しているものの、下の方では頑固に雪が残って
いるなどといった現象が見られる原因となる。

このように、屋根の上面の融雪能力に分布があると、
十分な融雪効果が得られないばかりか、一部の融け出し
た融水の影響で、他の部分に残っている雪が雪崩れ落ち
るなどといった不都合も生じ、建物の破損の原因となっ
たり、人々に怪我などの危険を与えたりするなどの懸念
もある。

本考案は、前記事情に鑑みてなされたものであって、
屋根の上面の全体において十分に高くかつ均一な融雪効
果を発揮することのできる融雪屋根を提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、瓦棒葺屋根の上面の、瓦棒間でかつ棟部か
ら軒部に及ぶ平面部に、内部が、それぞれ等面積を有す
る複数個の区画に仕切られ、かつこれらの各区画間が相
互に連通された中空の熱媒体流下器を敷設するととも
に、この熱媒体流下器内に、熱媒体を上から下へ循環せ
しめるようにした融雪屋根において、 前記熱媒体流下器の上面には、該熱媒体流下器を覆う
伝熱板を密着して配設し、また、該熱媒体流下器内の各
区画内には熱媒体が貯留される貯留部を設けるととも
に、各区画内において、該貯留部に貯留された熱媒体が
前記伝熱板と接触する接触面積の割合が、瓦棒葺屋根の
棟部に近い上部の区画から軒部に近い下部の区画にかけ
て順に大きくなるように設定したことを解決手段とし
た。

また請求項２では、前記伝熱板の上面に、該伝熱板上
の融水を、瓦棒葺屋根の棟部から軒部に向けて流下する
べく導くための導水脈を配設したことを解決手段とし
た。

［作用］ 本考案の融雪屋根によれば、熱媒体流下器内の各区画
内において、貯留部に貯留された熱媒体が伝熱板と接触
する接触面積の割合が、上の区画から下の区画へ順に大
きくなるように設定されているので、熱媒体が伝熱板を
介して屋根上面の積雪と熱交換を行う熱交換面積の割合
も、上の区画から下の区画へ順に大きくなる。したがっ
て、各区画における熱媒体の温度は、上から下へ次第に
低下してはいくが、温度と熱交換面積との積は、すての
区画において一定に保たれるようになっている。したが
って、熱媒体が伝熱板を介して屋根上面の積雪と熱交換
を行うことによって、該積雪を融解する融雪能力は、す
べての区画において均等であって、屋根の上面では、一
定の積雪面積に対しては、どの部分においても均一でか
つ効果的な融雪が行なわれる。

また、請求項２に記載の融雪屋根においては、伝熱板
の上面に導水脈が配設されているので、伝熱板の上で融
け出した融水は、該導水脈を伝って、屋根上面を上から
下へ流下する。このようにして、融け出した融水は直ち
に導水脈に導かれるので、この融水は、いまだ融けずに
残っている雪から素早く分離されることとなり、融雪が
効率良く行なわれる。

［実施例］ 以下、実施例を示し、図面に基づいて、本考案を説明
する。

第１図ないし第４図は、本考案の融雪屋根の一実施例
を示すもので、瓦棒葺屋根に適用されている。

第４図中符号10が、瓦棒葺屋根である。該瓦棒葺屋根
10は、屋根の上面の傾斜面に、該屋根の棟部11から軒部
12へかけて、複数本の瓦棒13,13…が、所定間隔毎に設
けられている。

そして、該屋根10の上面の、これらの瓦棒13,13の間
でかつ屋根10の上部（棟部11）から下部（軒部12）に及
ぶ平面部には、第２図および第３図に示すように、該屋
根10の屋根下地材14の上に防水材15が設けられ、さらに
該防水材15を介して、熱媒体流下器16が敷設されてい
る。

熱媒体流下器16は、プラスチック、特に熱伝導性の良
いプラスチックなどからなるフレキシブルフィルム等に
よって形成された偏平な矩形状の中空容器であり、その
内部は、第１図に示すように、前記各瓦棒13,13間を結
ぶ方向に、所定間隔毎に配設された仕切壁17,17…によ
って、等面積を有する複数個の区画A,B,C,D,Eに仕切ら
れている。また、これらの区画A,B,C,D,E内には、それ
ぞれ熱媒体（温水）を貯留することができるような貯留
部a,b,c,d,eが設けられている。これらの貯留部a,b,c,
d,eは、前記仕切壁17,17…と、該仕切壁17,17…の一端
に直角に配設され、上部にエアホール19a,19a…を穿設
してなる脇壁19,19…とによって、概略構成されてい
る。そして、該脇壁19,19…は、前記貯留部a,b,c,d,eを
形成するとともに、各区画A,B,C,D,E内の貯留部a,b,c,
d,eを互いに連結するための流路18,18…を、該熱媒体流
下器16の内壁面に沿う位置に形成している。また、該流
路18は、隣合う各区画毎に、該熱媒体流下器16の反対側
の内壁面に沿う位置に交互に設けられている。

そして、これらの区画A,B,C,D,E内の各貯留部a,b,c,
d,eは、屋根の棟部11に最も近い最上部にある区画Ａか
ら、屋根の軒部12に最も近い最下部にある区画Ｅへかけ
て、その大きさが順に大きくなるように設定されてい
る。換言すれば、前記脇壁19,19…が仕切壁17,17…より
上の区画内へ突出する部分の長さh₁,h₂,h₃,h₄,h₅を、上
の区画Ａから下の区画Ｅへかけて順に長くなるように
（h₁＜h₂＜h₃＜h₄＜h₅）設定することで、各区画A,B,C,
D,E内の貯留部a,b,c,d,eの大きさを、順に大きくするこ
とができるように配慮されている。

また、このような熱媒体流下器16の上面には、第２図
および第３図に示すように、該熱媒体流下器16を覆う伝
熱板21が密着状態に配設されている。伝熱板21には、前
記熱媒体流下器16内の貯留部a,b,c,d,eに貯留された熱
媒体（温水）20の持つ熱を効率良く外部（屋根上部）へ
伝熱することができるような材質のものが用いられ、こ
こでは鉄板が用いられている。

また、第２図に示すように、１つの熱媒体流下器16の
上に配設された伝熱板21の片側の縁部21aは、瓦棒13を
越えて、隣の熱媒体流下器16の上に配設された伝熱板21
の縁部21aを巻き込むようにして連結されている。

また、第３図および第４図に示すように、前記熱媒体
流下器16の上部および下部には、それぞれ、熱媒体（温
水）20を循環させる循環通路を形成するパイプ22の入口
22aおよび出口22bが接続されており、各入口22a,22a…
はまとめられて屋根の棟部11の給水ヘッダ23に、また各
出口22b,22b…はまとめられて屋根の軒部12の集水ヘッ
ダ24に連結されている。そして、ポンプ25の駆動によ
り、熱媒体（温水）20が、パイプ22を介して、給水ヘッ
ダ23から熱媒体流下器16内に送られ、該熱媒体流下器16
から流出した熱媒体（温水）20が、集水ヘッダ24に集め
られて蓄熱タンクあるいはヒートポンプ装置の熱源体26
に送られ、再びポンプ25へと循環するようになってい
る。なお、第３図中符号27は樋である。

次に、本実施例の融雪屋根の融雪機能について説明す
る。

ここで、この屋根の上面には、一面に均等に雪が積も
っているものとする。

まず、前記ポンプ25を駆動して、適宜の温度（ｔ）に
加温された熱媒体（温水）20を、一定速度で、熱媒体流
下器16内に流入する。熱媒体（温水）20は、まず屋根の
棟部11に近い上部にある区画Ａの貯留部ａ内に貯留さ
れ、該貯留部ａ内が一杯になると、すぐ下の区画Ｂ内に
流れ込み、該区画Ｂの貯留部ｂ内を満たす。このように
して、熱媒体（温水）20は、熱媒体流下器16内を、上の
区画Ａから下の区画Ｅへと順に流下して、各区画内の貯
留部a,b,c,d,eを順に満たしていく。

このようにして、各区画A,B,C,D,Eの貯留部a,b,c,d,e
内に貯留された熱媒体（温水）20の熱が、各貯留部a,b,
c,d,eの上面から前記伝熱板（鉄板）21に伝わり、該伝
熱板（鉄板）21を介して、屋根上面に積もっている雪と
熱交換が行なわれる。そして、この熱交換によって雪が
融け出すのである。

この時、熱媒体（温水）20が上の区画Ａから下の区画
Ｅへと流れていくうちには、該熱媒体（温水）20の温度
は、次第に低下していく。すなわち、屋根の棟部11に最
も近い上部にある区画Ａ内の貯留部ａに流入された熱媒
体（温水）20の温度をt₁とした場合、そのすぐ下の区画
Ｂ内の貯留部ｂに貯留された熱媒体（温水）20の温度
は、t₂（t₂＜t₁）、さらにその下の区画Ｃ内の貯留部ｃ
に貯留された熱媒体（温水）20の温度は、t₃（t₃＜t₂）
といった具合いに、各区画A,B,C,D,E内の貯留部a,b,c,
d,eに貯留された熱媒体（温水）20の温度t₁,t₂,t₃,t₄,t
₅は、上の区画Ａから下の区画Ｅへかけて、順に低温と
なる（t₁＞t₂＞t₃＞t₄＞t₅）のである。

ところで、各区画A,B,C,D,Eは、前記のようにいずれ
も均等の面積を有しており、かつ、各区画A,B,C,D,E内
における貯留部a,b,c,d,eの占める割合が、上から下へ
かけて順に大きくなっており、これによって、各区画A,
B,C,D,E内において、各貯留部a,b,c,d,eに貯留された熱
媒体（温水）20が前記伝熱板（鉄板）21と接触する接触
面積が、順に大きくなるように設定されている。したが
って、屋根の棟部11に近い上部の区画Ａでは、高温の熱
媒体（温水）20が小さい面積を有する貯留部ａで熱交換
を行い、また屋根の軒部12に近い下部の区画Ｅでは、低
温の熱媒体（温水）20が大きな面積を有する貯留部ｅで
熱交換を行うこととなる。

このことと、熱交換によって雪を融かす融雪能力が、
熱媒体（温水）20の温度と熱交換の面積との積に比例す
ることを考え合わせれば、前記構成の熱媒体流下器16の
すべての区画A,B,C,D,Eが、均等な融雪能力を有するこ
とは自明である。よって、屋根の上面では、一定の積雪
面積に対して、すべて均等な熱伝達（熱交換）が施さ
れ、したがってむらなく均一な融雪が行なわれ、非常に
効率良く雪を融かすことができる。

このため、屋根の上面において一部の雪が融け、他の
部分が雪のまま残っているといったような分布が生じな
いので、一部の融け出した融水の影響で他の部分に残っ
ている雪が雪崩れ落ちるなどといったこともなく、人々
や建物に及ぼす被害や不安もなくなる。

また、このような融雪屋根を建物に備えたことによっ
て、積雪量の多い地方などでも、従来のような雪下ろし
の作業を不要とすることは言うまでもない。

また、熱媒体流下器16の内部は、前記のように仕切壁
17,17…によって複数個の区画A,B,C,D,Eに仕切られてい
るので、該熱媒体流下器16内に流入される熱媒体（温
水）20の重量によって屋根10が受ける力を、屋根10の全
面に分散させることができる。したがって、該屋根10を
新たに補強する必要がなく、これまでにあった瓦棒葺屋
根10をそのまま利用することができ、コスト安につく。

また、前記実施例の融雪屋根では、熱媒体流下器16を
フレキシブルなプラスチックフィルムから形成している
ので、該熱媒体流下器16の上面と伝熱板（鉄板）21の裏
面とが、良くなじんで、両者の密着状態が維持される。

次に、本考案の融雪屋根の他の実施例について、第５
図および第６図を用いて説明する。

この例の融雪屋根が、前記実施例と異なるのは、主と
して、屋根10の屋根下地材14および防水材15の上に撓み
押さえ30が置かれ、該撓み押さえ30を介して、その上に
前記構成の熱媒体流下器16が配設されている点である。
該撓み押さえ30は、断面が半円形状の短棒状のもので、
その湾曲面を上に向けた状態に、前記各瓦棒間13,13…
のほぼ中央部に、屋根10の棟部11から軒部12へかけて一
列に並ぶようにして、複数本が配設されている。また、
これらの各撓み押さえ30,30…は、それぞれの上に、熱
媒体流下器16の各区画A,B,C,D,Eが位置するように位置
決めがなされている。

この例の融雪屋根においては、前記のような撓み押さ
え30が設けられているので、熱媒体流下器16の上に雪が
積もった際に、この積雪による重量によって、該熱媒体
流下器16の中央部付近に撓みが生じることが防止され
る。したがって、多量の積雪によっても、常に変形のな
い平坦な屋根面を維持することができる。

次に、本考案の請求項２に記載の融雪屋根の一実施例
を、図面を用いて説明する。

この融雪屋根は、前記伝熱板（鉄板）21の上面に導水
脈28を配設したことを特徴としている。

該導水脈28は、径が5mm程度のプラスチック棒あるい
は針金などによって融水の伝わる道筋を形成してなるも
ので、具体的には例えば、第５図に示すような構成を有
している。該導水脈28は、瓦棒葺屋根10の各瓦棒13,13
の間のほぼ中央部に、屋根の棟部11から軒部12にかけて
縦に配設された主脈28aと、両側の瓦棒13,13から該主脈
28aに向けて、所定の角度で斜めに下がるように配設さ
れた多数本の枝脈28b,28b…とから構成されている。

このような導水脈28を有する融雪屋根にあっては、熱
媒体流下器16の各区画A,B,C,D,E内の各貯留部a,b,c,d,e
に貯留された熱媒体（温水）20と、伝熱板（鉄板）21を
介して熱交換されたことによって融け出した融水が、こ
の導水脈28を伝って、屋根の上面を上から下へ流れ落ち
ていく。融水は、融け出した場所に応じ、一部は主脈28
aを伝ってそのまま下へ流れ、また他の一部は枝脈28bを
伝って主脈28aに導かれ、主脈28aに沿って流れ落ちる前
記融水と合流して、該主脈28aをさらに下方へ流れてい
く。

したがって、このような実施例の融雪屋根において
は、屋根上面で融け出した融水が、直ちに流れ落ちて屋
根上面から排除されるので、該融水と、未だ屋根に残っ
ている雪とが、効率良く分離され、融雪効果をより一層
高めることができる。

なお、本考案の融雪屋根の具体的構成は、前記実施例
に限られず、実施にあたり、適宜変更可能である。

例えば、請求項２に記載の融雪屋根における導水脈28
の材質や形状は、融水を素早く雪から分離して効率良く
流下させることができる道筋を形成し得るような構成で
あれば、前記実施例で示した例に限らない。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の融雪屋根によれば、熱
媒体流下器内の各区画がすべて均等な面積を有するとと
もに、各区画内における貯留部の占める面積の割合が、
上の区画から下の区画へかけて順に大きくなるように設
定されているので、該貯留部に貯留された熱媒体が伝熱
板と接触する接触面積が、上から下へかけて順に大きく
なる。したがって、各区画内を流れる熱媒体が伝熱板を
介して屋根上面の積雪と熱交換を行う熱交換面積も、上
から下へ順に大きくなる。したがって、各区画における
熱媒体の温度は、上から下へ次第に低下してはいくが、
温度と熱交換面積との積は、すべての区画において一定
に保たれるようになっている。したがって、熱媒体が伝
熱板を介して屋根上面の積雪と熱交換を行うことによっ
て、該積雪を融解する融雪能力は、すべての区画におい
て均等に発揮され、屋根の上面では、一定の積雪面積に
対して、どの部分においても均等でかつ効果的な融雪が
行なわれる。

また、このような融雪屋根を建物に備えたことによっ
て、積雪量の多い地方などでも、従来のような雪下ろし
の作業を不要となる。

また、熱媒体流下器の内部が、前記のように複数個の
区画に仕切られているので、該熱媒体流下器に流入され
る熱媒体（温水）の重量によって屋根が受ける力を、屋
根の全面に分散させることができる。したがって、該屋
根を新たに補強する必要がなく、これまでにあった瓦棒
葺屋根をそのまま利用することができ、コスト安につ
く。

また、請求項２に記載の融雪屋根によれば、伝熱板の
上面に導水脈が配設されているので、伝熱板の上で融け
出した融水は、該導水脈を伝って、屋根上面を上から下
へ流下する。このようにして、融け出した融水は直ちに
導水脈に導かれるので、この融水は、いまだ融けずに残
っている雪から素早く分離されることとなり、融雪が効
率良く行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本考案の融雪屋根の一実施例を
示すもので、第１図は熱媒体流下器の構成を示す断面
図、第２図は第１図のII-II線に沿う断面図、第３図は
第１図のIII-III線に沿う断面図、第４図はこの融雪屋
根を用いた建物の配管系を示す斜視図であり、第５図お
よび第６図は、本考案の融雪屋根の他の実施例を示すも
ので、第５図は熱媒体流下器の構成を示す断面図、第６
図は第５図のVI-VI線に沿う断面図であり、第７図は、
本考案の請求項２に記載の融雪屋根の一実施例を示すも
ので、導水脈の構成を示す平面図であり、第８図は、従
来の融雪屋根の一例を説明するためのもので、従来の熱
媒体流下器の構成を示す断面図である。 10……瓦棒葺屋根、11……棟部、12……軒部、13……瓦
棒、16……熱媒体流下器、20……熱媒体（温水）、21…
…伝熱板（鉄板）、28……導水脈、A,B,C,D,E……区
画、a,b,c,d,e……貯留部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】瓦棒葺屋根の上面の、瓦棒間でかつ棟部か
   ら軒部に及ぶ平面部に、内部が、それぞれ等面積を有す
   る複数個の区画に仕切られ、かつこれらの各区画間が相
   互に連通された中空の熱媒体流下器を敷設するととも
   に、この熱媒体流下器内に、熱媒体を上から下へ循環せ
   しめるようにした融雪屋根において、 前記熱媒体流下器の上面には、該熱媒体流下器を覆う伝
   熱板を密着して配設し、また、該熱媒体流下器内の各区
   画内には熱媒体が貯留される貯留部を設けるとともに、
   各区画内において、該貯留部に貯留された熱媒体が前記
   伝熱板と接触する接触面積の割合が、瓦棒葺屋根の棟部
   に近い上部の区画から軒部に近い下部の区画にかけて順
   に大きくなるように設定してなることを特徴とする融雪
   屋根。
2. 【請求項２】前記伝熱板の上面に、該伝熱板上の融水
   を、瓦棒葺屋根の棟部から軒部に向けて流下するべく導
   くための導水脈を配設してなることを特徴とする請求項
   １記載の融雪屋根。