JP6099317B2 - 建築物の屋根の棟構造 - Google Patents
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Description
また、建築物の棟部は、屋内側や屋根裏面の温められた空気を排出するために開口部が設けられ、その開口部を覆う棟構造とすることで換気を行うものであった。
近年、太陽光を屋根に設置することが進められているが、太陽電池の裏面においても上記と同様な「高温」の問題が生じている。そして、太陽電池は、高温になることで発電効率が低下するという問題がある。
また、特許文献2には、軒先側から導入した空気を太陽電池の裏面側を通し、棟頂部に位置する小屋裏にてファンを稼働して排気する構成が記載されている。
さらに、特許文献3には、太陽電池を設置した屋根構造が記載され、軒先から外気を導入し、棟部で排出する構成が記載されている。
また、前記特許文献2では、ファンを稼働して積極的に排気するものであるが、所定の効果を得ようとすると、ファンの稼働時間も長くなり、ファンの稼働に伴う熱量も発生するため、有効な方法とは言えないものであった。
さらに、前記特許文献3では、軒先からの外気の導入量によって棟部からの排出量が左右され、効率的なものでない。また、このような軒先から導入する仕様にあっては、その大半が導入部が下向きであるため、空気層内の空気を常に排出できるほどの導入量は期待できないものであった。
しかも起立状部は、屋根面に取り付けるものではなく、換気面を形成するルーバーの1つ以上に取り付けるので、屋根の仕様に何等影響を受けるものでもなく、取付や交換も極めて容易に実施することができる。
この場合も起立状部は太陽電池やその固定部材等に取り付けるものではなく、換気面を形成するルーバーに取り付けるので、太陽電池やその固定部材等の仕様に何等影響を受けるものでもないので、取付や交換も極めて容易である。
この構成により、少なくとも1つ以上設けた導出部にて棟構造内部の空気を棟構造外部へ導出することができるので、棟構造内部と連通する空気層の空気の流れを著しく速め、外気温の影響を室内に及ぼすことがなく、例えば夏季には涼しく、冬季には暖かい室内環境の建築物とすることができる。
この起立状部は、全ての換気部に設けるものであっても、部分的に設けるものであってもよい。また、隣接する或いは複数のルーバーを跨ぐように設けるものであってもよい。また、起立状部は、ルーバーの横辺に対して全長に亘って設けるものでも部分的に設けるものであってもよい。更に、起立状部は、換気面に対して略鉛直状であっても、内側(軒側)、外側(棟側)への傾斜状であってもよい。
また、起立状部は、ルーバーに予め一体状に設ける(当該ルーバーを変形することを含む)ものであっても、別体からなる起立状部をビス、ボルト・ナット等の締着や嵌合、係合、接着或いはこれらを併用してルーバーに取り付けるものであってもよい。
また、太陽電池は、上記のモジュール、シート、ボード等をそのまま敷設するものでも、周縁に枠体(フレーム)を配して敷設するものでもよい。また、発電量を増大させるために両面受光(発電)型の太陽電池を用いてもよく、この場合、太陽電池の下方に反射部を介在させればよく、下層材が兼用するものでも別途設けるものでもよい。
また、反射部(材)を別途設ける場合、横桟又は縦桟の配設間隔に配する態様でも、太陽光を反射する部分(面板部)についても、平坦状でも、連続(角)波状でもよい。なお、この反射部を横桟又は縦桟の配設間隔に配する態様では、端縁を立ち上げ、縦桟間又は横桟間に嵌め付けるもの、縦残又は横桟等に係止させてもよく、ビス等で固定するものでもよい。
前記ルーバー41は、上端及び下端にそれぞれ折り返し部が設けられ、補助固定材43の外面側に固定されている各ルーバー41は、外面側から見て上半に凸部が、下半に凹部が位置するように配設され、しかも各ルーバー41の上端は上段側のルーバー41の凹部内に非接触状に位置し、下端が下段側のルーバー41の凸部内に非接触状に位置するように配設されている。また、補助固定材43の内面側に固定するルーバー41は、補助固定材43の外面側に固定するルーバー41と略対称状となるように取り付けられている。
この構成の棟構造4では、外面側の各換気部42の開放部分が上方へ向くように形成されているため、棟構造4内に滞留する空気が上昇による排出を行いやすくした構成とし、侵入した雨水は内面のルーバー41によって室内側に侵入することなく下方へ排出(導く)構造となっている。
そして、この棟構造4を構成するルーバー41のうち、最も下方に位置するルーバー41IIとして、その上端を外側上方へ立ち上げ(立ち上げ片411)、この立ち上げ片411を略垂直状の起立状部3とした。
この起立状部3による空気の流れを、図1(b)の拡大図にて説明すると、吹き上げ風W1が起立状部3に吹き付けられて上方へ向かう風W2となり、巻き戻る風W3となったり他の風の流れと共に流れる風W4となるが、起立状部3に当たった風が上方に乱流を起こし、換気部2上端を減圧状態とするため、棟構造4内部の空気が棟構造4外部へ吸い出される導出部2aとして作用することが実験によりわかった。そして、棟構造4内部は、太陽電池1の裏面側の軒から棟に連通する空気層10と連通しているので、図1(a)にて破線矢印にて示す空気の流れが促進され、太陽電池1裏面の温められた空気及び熱量を放出することで、太陽電池1の温度上昇を抑え、発電効率の低下を防ぐことができる。
前記持出部材7Aの上面及び前記レール材7Fの水下側の側面には、それぞれ長さ方向に溝部が形成され、該溝部にそれぞれボルト材の頭部を収納した状態でスライド可能であり、ナットを締め付けて留め付けることができる。図中、7eは、持出部材7A、レール材7Fの各溝部に取り付けられたボルトナットである。そのため、何れかのボルトナット7eを緩めた状態で左右方向に適宜に位置調整が可能であり、締め付けることでレール材7F及びその上の支持部材7Gを所望の位置に固定することができる。
この起立状部3による空気の流れを、図2(b)の拡大図にて説明すると、吹き上げ風W1が起立状部3に誘導されて上方へ向かう風W2となって巻き戻る風W3となり、導出部2a'の上方に乱流を起こして減圧状態とするため、棟内部の空気が棟外部へ吸い出される導出部2a'として作用することが実験によりわかった。そして、棟内部は、屋根8の裏面側の軒から棟に連通する空気層80と連通しているので、図2(a)にて破線矢印にて示す空気の流れが促進され、棟内部及び屋根裏面の空気層80の空気の流れを著しく速め、外気温の影響を室内に及ぼすことがなく、室内環境の建築物とすることができる。
図3(b)は、上方へ傾斜状に立ち上げた先端を下方へ折り返した略へ字状の立ち上げ片414を設けたルーバー41IVを用いるものであって、導出部2aから棟内部の空気が排出される。
図3(c)は、平坦状の棟端を上方へ弧状に形成した立ち上げ片415を設けたルーバー41Vを用いるものであって、導出部2aから棟内部の空気が排出される。
図3(d)は、上端を更に上方へ略へ字状に形成した立ち上げ片416を設けたルーバー41VIを用いるものであって、導出部2aから棟内部の空気が排出される。
図3(e)は、傾斜状に立ち上げた立ち上げ片417を設けたルーバー41VIIを、最下段のルーバー41の外側へ沿うように固定したものであって、導出部2aから棟内部の空気が排出される。
図3(f)は、傾斜状に立ち上げた立ち上げ片418を設けたルーバー41VIIIを用いるものであって、導出部2aから棟内部の空気が排出される。
図4(b)は、金属製又は硬質樹脂製の押出型材(成形材3II)を下から2番目のルーバー41の上端にビス固定したものである。
図4(c)は、下から2番目のルーバー41"を金属製又は硬質樹脂製の押出型材とすると共に、その上端に金属製又は硬質樹脂製の押出型材(成形材3III)をビス固定したものであり、2部材からなるルーバーを用いると見なすこともできる。
図4(d)は、略碇状の成形材3IVを下から2番目のルーバー41に対して図中に点線で示すように取り付け、ビスや接着剤等を用いることなく回動(傾動)自在に取り付けられるものである。
図4(e)は、上方に開放する嵌合溝を形成した成形材3Vを下から2番目のルーバー41の上端に嵌合状に取り付けるものである。
図4(f)は、前記図4(a)とほぼ同様な形状を押出型材で成形し、最下段のルーバー3VIとした。
図4(g)は、成形材3VIIが金属板材等から作成したこと以外は、図4(f)と全く同様である。
図4(h)は、厚肉の金属板材等からなる成形材3VIIIが最下段のルーバー41の上端にカシメて取り付けられているものである。
図5(a)及び図5(b)は、前記図4(f)における成形材3VIとほぼ同形状のアルミ押出材からなるルーバー4IXを、換気面40の最下段のルーバー41に代えて配設した用いた以外は、前記第1実施例と同様であり、加えて図5(b)では下から5番目にもルーバー4IXを配設した。これにより、図5(a)では、換気面40の最下段の換気部42が導出部2aとなり、これに加えて図5(b)では、換気面40の中程にも導出部2aが設けられる。
また、図5(c)は、前記図3(a)におけるルーバー41IIIと近似する形状のルーバー4Xを、通常のルーバー41と交互に配設し、換気面40のほぼ全面に亘って導出部2aが設けられるものとなる。
このように導出部2aは、一箇所のみに限定されず、二箇所、或いはそれ以上に設けるようにしてもよい。
図6(a)は、隣接する二つのルーバー41,41に跨るように上方へ山状に突出する成形材51を固定するものであり、図中に示した点線で囲む部分にパンチング(穴あけ)加工を施し、ビス止めして取り付けられる。
図6(b)は、ルーバー41の上方縦部に、ルーバー41を転用した成形材52の下方縦部をビス止めして取り付けたものである。
これらの図6(a)の成形材51、及び図6(b)の上方の成形材52は、既設の棟構造に後付けすることができる。
図6(c)は、最下段のルーバー41に代えて複数部材を組み合わせて形成される起立状部53を取り付けたものであり、補助固定材43の外面側のルーバー41は上下を逆に取り付けている。
図6(d)は、最下段のルーバー41と下から2段目のルーバー41との間に複数部材を組み合わせて形成される起立状部54を取り付けたものである。
図6(e)は、最下段のルーバー41に代えて上方へ高く略く字状に立ち上げると共に下端を下から2段目のルーバー41に固定した起立状部55を取り付けたものである。
図6(f)は、最下段のルーバー41に代えて上方へ高く立ち上げた部材と略コ字状の部材とからなる起立状部56を取り付けたものである。
これらの図6(d)〜(f)では、導出部2aは、2段目のルーバー41の棟側に形成されるが、起立状部54〜56にパンチング(穴あけ)加工を施してこの穴も図中に点線で示すように導出部2aとすることができる。、
10 (裏面の)空間層
2 換気部
2a 導出部
3 起立状部
4 棟構造
41 ルーバー
42 換気部
43 補助固定材
8 屋根(横葺き外装構造)
80 空間層
Claims (2)
- 建築物の屋根の棟部に設けられる棟構造であって、
棟部には棟構造内部と軒から棟に至る屋根裏面とを連通する空気層を形成し、
前記棟構造を形成する換気面は、横向きの複数のルーバーを、換気部である所定間隔を隔てて上下方向に多数段連続させて形成してなり、
少なくとも1つ以上の換気部は、棟構造内部の空気を棟構造外部へ導出する導出部であり、該導出部は、換気部を挟んで対向する端縁の風上に、換気面を形成するルーバーの1つ以上に取り付けた起立状部を設けていることを特徴とする建築物の屋根の棟構造。 - 屋根は、太陽電池にて構築されていることを特徴とする請求項1に記載の建築物の屋根の棟構造。
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