以下,参照附图对用于本发明的实施方式进行说明。
实施方式一
图1是表示本发明的实施方式1的金属屋顶构材1的主视图,图2是表示图1的金属屋顶构材1的后视图,图3是沿着图1的线III-III的金属屋顶构材1的剖面图,图4是沿着深度方向100b观察图1的区域IV时的金属屋顶构材1的侧视图。此外,图5是表示图1的主体部100的另一方案的说明图,图6是表示图1的凸缘部的另一方案的说明图。
图1~图4所示的金属屋顶构材1与其它金属屋顶构材一同配置于房屋等
建筑物的屋顶基底上。金属屋顶构材1例如通过楔入螺钉或钉子等紧固构件而被紧固于屋顶基底。金属屋顶构材1被适配成长尺寸方向(后述的主体部100的宽度方向100a)沿着与屋顶的
屋檐平行的方向延伸、短尺寸方向(后述的主体部100的深度方向100b)沿着屋顶的檐脊方向延伸。
如图3中特别示出的那样,金属屋顶构材1具有表面基材10、背面基材11以及芯材12。
表面基材10以金属板为原材料,是在金属屋顶构材1配置于屋顶基底上时露在屋顶的外表面的构件。作为表面基材10的原材料的金属板可以使用热
镀锌系
钢板、热镀
铝钢板、热镀锌系
不锈钢板、热镀铝不锈钢板、不锈钢板、铝板、
钛板、彩涂热镀锌系钢板、彩涂热镀铝钢板、彩涂热镀锌系不锈钢板、彩涂热镀铝不锈钢板、彩涂不锈钢板、彩涂铝板或彩涂钛板。
优选金属板的厚度为0.27mm以上且0.5mm以下。随着金属板的厚度的增加,屋顶构材的强度会增大,但重量也会增加。通过将金属板的厚度设为0.27mm以上,能确保屋顶构材所需的强度,能得到足够的耐
风压性能、踩塌性能。耐风压性能是指金属屋顶构材1能不弯曲地承受强风的性能。通过将金属板的厚度设为0.5mm以下,能避免金属屋顶构材1的重量变得过大,能抑制将
太阳能电池组件、太阳能
热水器、
空调外机、融
雪相关设备等设备设于屋顶上时的屋顶总重量。
表面基材10具有箱形的主体部100,该主体部100具有顶板部101以及周壁部102。优选该主体部100通过对金属板实施
拉深加工或鼓凸成形而形成。通过拉深加工或鼓凸成形而形成箱形的主体部100,由此,能将周壁部102制成沿表面基材10的周向连续的壁面,能降低水分渗入主体部100的内部的可能性。但是,也能使具有如图5所示的形状的金属板沿着图中的点划线弯曲来形成箱形的主体部100。
在使用钢板(热镀锌系钢板、热镀铝钢板、热镀锌系不锈钢板、热镀铝不锈钢板、不锈钢板、铝板、钛板、彩涂热镀锌系钢板、彩涂热镀铝钢板、彩涂热镀锌系不锈钢板、彩涂热镀铝不锈钢板、彩涂不锈钢板)来作为表面基材10的金属板并通过拉深加工或鼓凸成形来形成了主体部100的情况下,能通过加工硬化来提高周壁部102的硬度。具体而言,相比加工前可以使周壁部102的维氏硬度增大1.4~1.6倍左右。如上所述将周壁部102制成沿表面基材10的周向连续的壁面,并且通过加工硬化来提高周壁部102的硬度,由此,金属屋顶构材1的耐风压性能显著提高。
背面基材11是以堵塞主体部100的开口的方式配置于表面基材10的背面侧的构件。作为背面基材11,可以使用铝箔、铝
蒸发纸、氢
氧化铝纸、
碳酸
钙纸、
树脂膜或玻璃
纤维纸等轻型的原材料。通过将这些轻型的原材料用于背面基材11,能避免金属屋顶构材1的重量增大。
芯材12例如由树脂
泡沫等构成,并填充于表面基材10的主体部100与背面基材11之间。
通过在主体部100与背面基材11之间填充芯材12,与在表面基材10的背面侧粘贴树脂板等
垫料的方案相比,能使芯材12更牢固地紧贴于主体部100的内部,能提高抗雨声性能、
隔热性能以及耐踩塌性能等屋顶构材所需的性能。
作为芯材12的原材料,没有特别限制,可以使用聚
氨酯、酚
醛、脲酸酯树脂等。不过,对于屋顶构材必须使用不燃认证材料。不燃材料认证试验要实施基于ISO5660-1锥形量热试验法的发热性能试验。在作为芯材12的树脂泡沫是发热量大的聚氨酯等的情况下,能减薄主体部100的厚度或使树脂泡沫中含有无机泡沫颗粒。
优选将填充有芯材12的主体部100的高度h设为4mm以上且8mm以下。通过将主体部100的高度h设为4mm以上,能充分地提高主体部100的强度,能提高耐风压性能。对于隔热性能也是4mm以上较为良好。此外,通过将主体部100的高度h设为8mm以下,能避免芯材12的有机
质量过多,更加可靠地取得不燃材料认证。
返回图1,在主体部100的顶板部101设有沿着主体部100的宽度方向100a相互隔开配置的多个楔入指示部103。楔入指示部103是用于指示将紧固构件楔入金属屋顶构材1的位置的构成。本实施方式的楔入指示部103由俯视圆形的凹部构成。然而,楔入指示部103例如也可以采用凸部、开口或者印刷或刻设的标记等操作者能在视觉上或触觉上识别紧固构件的楔入位置的其它的方案。
在主体部100的周壁部102设有:第一侧面105、第二侧面106、屋脊侧端面107以及屋檐侧端面108。
[0025] 第一以及第二侧面105、106分别设置于沿主体部100的宽度方向100a的两侧。在金属屋顶构材1已配置于屋顶基底上时,第二侧面106被适配成比第一侧面105更位于屋脊侧。如图4中特别示出的那样,第二侧面106配置于比第一侧面105更向沿主体部100的宽度方向
100a的外侧突出的位置。在第一以及第二侧面105、106之间设有沿宽度方向100a延伸的连接壁。本实施方式的连接壁由随着沿深度方向100b接近第二侧面106而更朝向沿宽度方向
100a的外侧的斜面构成。然而,连接壁也可以由与宽度方向100a平行的壁面或随着沿深度方向100b接近第二侧面106而更朝向沿宽度方向100a的外侧的曲面构成。
在第一侧面105设有使从第一侧面105的下端向沿宽度方向100a的外侧延伸的金属板以抱住背面基材11的方式向表面基材10的背面侧翻折而形成的侧面凸缘部105a。通过与主体部100一体地设置侧面凸缘部105a,能提高金属屋顶构材1对外
力的耐久力(耐风压性能),所述外力为沿着沿宽度方向100a的直线使金属屋顶构材1向表面侧或背面侧
翘曲的力。
侧面凸缘部105a从第一侧面105突出的幅度W1为第二侧面106从第一侧面105突出的幅度W2以下(W1≤W2)。此外,优选将侧面凸缘部105a从第一侧面105突出的幅度W1设为2mm以上且5mm以下。通过将突出的幅度W1设为2mm以上,能使侧面凸缘部105a具有充分的强度,能更可靠地防止表面基材10的翘曲。通过将突出的幅度W1设为5mm以下,能避免因增大突出的幅度W1而导致降低侧面凸缘部105a的强度,并且能良好地保持金属屋顶构材1的外观性。在本实施方式的方案中,金属屋顶构材1的整体宽度为908mm左右,相对于此,突出幅度W1为
4.5mm左右,突出幅度W2为5.0mm左右。
在第二侧面106不设置凸缘部。这是由于,在形成箱形的主体部100之后,要
切除从第二侧面106延伸出的凸缘部。
返回图1,屋脊侧端面107位于沿深度方向100b的一端,并以在金属屋顶构材1配置于屋顶基底上时位于屋脊侧的方式被适配。在屋脊侧端面107设有直线部107a和斜部107b。直线部107a沿宽度方向100a呈直线状延伸。斜部107b以连接直线部107a与第二侧面106的方式配置于直线部107a的两侧。此外,斜部107b以随着接近第二侧面106而更朝向屋檐侧(沿深度方向100b的另一端侧)的方式向直线部107a倾斜地延伸。
如图1以及图3中特别示出的那样,在屋脊侧端面107的直线部107a,设有使从屋脊侧端面107的下端向沿深度方向100b的外侧延伸的金属板以抱住背面基材11的方式向表面基材
10的背面侧翻折而形成的屋脊侧凸缘部107c。与上述的侧面凸缘部105a同样地,优选将屋脊侧凸缘部107c从屋脊侧端面107突出的幅度设为2mm以上且5mm以下。
在屋脊侧端面107的斜部107b不设置凸缘部。这是由于,与上述的第二侧面106同样地,在形成箱形的主体部100之后,要切除从斜部107b延伸出的凸缘部。然而,也可以在斜部
107b设置与屋脊侧凸缘部107c同样的凸缘部。
屋檐侧端面108位于沿深度方向100b的另一端,并以在金属屋顶构材1配置于屋顶基底上时位于屋檐侧的方式被适配。对于本实施方式的金属屋顶构材1,屋檐侧端面108仅由沿宽度方向100a延伸的直线部构成。然而,屋檐侧端面108也可以设为其它的形状。
在屋檐侧端面108,设有使从屋檐侧端面108的下端向沿深度方向100b的外侧延伸的金属板以抱住背面基材11的方式向表面基材10的背面侧翻折而形成的屋檐侧凸缘部108a。与上述的侧面凸缘部105a以及屋脊侧凸缘部107c同样地,优选将屋檐侧凸缘部108a从屋檐侧端面108突出的幅度设为2mm以上且5mm以下。
屋脊侧凸缘部107c以及屋檐侧凸缘部108a沿宽度方向100a延伸,防止金属屋顶构材1沿与宽度方向100a相交的方向的翘曲。
以下,将侧面凸缘部105a、屋脊侧凸缘部107c以及屋檐侧凸缘部108a这三个凸缘部统一简称为凸缘部。如图3、图4所示,构成表面基材10的金属板的外缘10c的大部分构成凸缘部的顶端。外缘10c位于凸缘部的侧端109a的内侧。外缘10c一般不实施彩涂、镀覆,而通过使外缘10c位于侧端109a的内侧,能避免外缘10c的大部分直接暴露于雨水、
海盐颗粒等来自外部的腐蚀因素。
在凸缘部的翻折部分,设有与屋顶基底相接的背面端109b。背面端109b与背面基材11的背面11a之间的距离D1(参照图4)被设为1mm以上且4mm以下。通过将背面端109b与背面
11a之间的距离D1设为1mm以上,能避免水分因
毛细现象而渗入背面端109b与背面11a之间。
此外,通过将背面端109b与背面11a之间的距离D1设为4mm以下,能避免凸缘部的强度降低。
作为凸缘部的翻折部分的形状,可以是如图3以及图4所示那样具有一定的
曲率的180°弯曲且仅翻折一次的形状,也可以如图6的(a)所示的那样在翻折后再反复弯曲。此外,凸缘部的翻折也可以如图6的(b)~(d)所示的那样通过90°弯曲来进行。在通过90°弯曲和180°弯曲的任意一种来进行凸缘部的翻折的情况下,均优选将凸缘部处的金属板的弯曲部的
曲率半径设为0.5mm以上。通过将曲率半径设为0.5mm以上,能避免因弯曲加工而在金属板的涂膜及镀层中产生裂纹并避免产生涂膜及镀层的剥离以及金属板的腐蚀。
接着,图7是表示使用了图1~图4的金属屋顶构材1的屋顶铺盖构造以及屋顶铺盖方法的说明图。在图7中,基于三个金属屋顶构材1来说明屋顶铺盖构造以及屋顶铺盖方法,但实际上屋顶铺盖构造以及屋顶铺盖方法能使用更多的金属屋顶构材1。
如图7所示,多个金属屋顶构材1沿着与屋檐平行的方向2使彼此的侧部对接的同时配置于屋顶基底上。在此,第二侧面106配置于比第一侧面105更突出的位置,因此,各金属屋顶构材1使第二侧面106与其它的金属屋顶构材1的第二侧面106对接地配置于屋顶基底上。
在该状态下,各金属屋顶构材1的第一侧面105相互隔开,因此,进入第一侧面105之间的水顺畅地向屋檐侧流下。因此,与使彼此的整个侧面相互对接来配置多个金属屋顶构材1的方案相比,能减少积蓄于金属屋顶构材1之间的水分,能降低金属屋顶构材1被腐蚀的可能性。
如上所述,在第一侧面105设有侧面凸缘部105a。通过设置侧面凸缘部105a,金属屋顶构材1的强度得以提高。如使用图4进行过说明的那样,将侧面凸缘部105a的突出幅度W1设为第二侧面106的突出幅度W2以下是为了使各金属屋顶构材1的第二侧面106彼此可靠地对接。在侧面凸缘部105a的突出幅度W1与第二侧面106的突出幅度W2相等的情况下,不仅第二侧面106,侧面凸缘部105a也会被对接。无论是使各金属屋顶构材1的侧面凸缘部105a相互对接,还是使侧面凸缘部105a相互接近的情况下,均将侧面凸缘部105a的背面端109b与背面11a之间的距离D1设为4mm以下,因此能抑制积蓄于侧面凸缘部105a之间的水分的量。此外,通过在金属屋顶构材1设有凸缘部(侧面凸缘部105a、屋脊侧凸缘部107c以及屋檐侧凸缘部108a),在背面基材11与屋顶基底之间形成有间隙。其结果,能减少在金属屋顶构材1的背面侧积蓄的水的量,能进一步降低被腐蚀的可能性。
在金属屋顶构材1的侧部相互对接时,在各金属屋顶构材1的第一侧面105的侧方且在侧面凸缘部105a的上方形成有沿深度方向100b延伸的空间。然而,由于各金属屋顶构材1的第二侧面106相互对接,因此该空间被第二侧面106的对接部分封闭。因此,能减少水分经过该空间进入金属屋顶构材1的屋脊侧的量。
例如,也存在有因强风等的影响而使水分进入金属屋顶构材1的屋脊侧的可能性。然而,由于在屋脊侧端面107设有斜部107b,因此进入屋脊侧的水分通过斜部107b被导向第二侧面106的对接部分,水分能经过该对接部分向屋檐侧慢慢被排出。
接着,多个金属屋顶构材1沿着屋檐屋脊方向3使屋脊侧的金属屋顶构材1重叠于屋檐侧的金属屋顶构材1上的同时配置于屋顶基底上。
此时,以屋脊侧的金属屋顶构材1的屋檐侧端部(屋檐侧凸缘部108a的侧端109a)位于屋檐侧的金属屋顶构材1的第一侧面105以及侧面凸缘部105a的上方的方式,将屋脊侧的金属屋顶构材1重叠于屋檐侧的金属屋顶构材1。在屋脊侧的金属屋顶构材1重叠于屋檐侧的金属屋顶构材1时,例如强风等外力会以屋脊侧的金属屋顶构材1的屋檐侧端部为起点竭力使屋檐侧的金属屋顶构材1翘曲。通过如上所述将金属屋顶构材1重叠,能利用具有强度较高的侧面凸缘部105a来承受外力,能抑制屋檐侧的金属屋顶构材1的翘曲。即,通过如上所述配置金属屋顶构材1,耐风压性能得以提高。
此外,以屋脊侧的金属屋顶构材的第二侧面106位于屋檐侧的金属屋顶构材1的屋脊侧端部(屋脊侧凸缘部107c的侧端109a)的上方的方式,将屋脊侧的金属屋顶构材1重叠于屋檐侧的金属屋顶构材1。通过这样重叠金属屋顶构材1,能降低水分经过屋脊侧的金属屋顶构材1之间的间隙并进入屋檐侧的金属屋顶构材1的屋脊侧的可能性。
接着,列举
实施例。本
发明人在以下的条件下试制出金属屋顶构材1来作为试验构材。
表面基材10的原材料使用了0.20~0.6mm的彩涂热镀锌55%铝钢板、彩涂热镀锌6%铝
3%镁钢板或彩涂热镀铝钢板。
作为背面基材11,使用了0.2mm玻璃纤维纸、0.2mm铝蒸发纸、0.2mmPE树脂膜、0.1mm铝箔或0.27mm彩涂热镀锌钢板。
作为芯材12,使用了二液混合型的树脂泡沫。多元醇成分与异氰酸酯、酚醛或脲酸酯成分的混合比设为重量比1:1。
在以形成规定的屋顶构材厚度和形状的方式对表面基材10进行加工之后,在表面基材
10的背面侧配置背面基材11以堵塞主体部100的开口,利用市售的高压灌浆机向表面基材
10的主体部100与背面基材11之间的空隙灌入树脂泡沫。树脂发泡是在通过温
水循环调温至70℃的模具内保持两分钟之后,从模具中取出屋顶构材,在室温20℃的条件下静置5分钟,完成树脂的发泡。
在完成树脂的发泡之后,以使凸缘部(侧面凸缘部105a、屋脊侧凸缘部107c以及屋檐侧凸缘部108a)的突出幅度为5mm的方式,切割从主体部100的下端向主体部100的外侧延伸的金属板,并通过翻折机来将金属板弯曲加工成规定的形状。最终的金属屋顶构材1的尺寸为
414mm×910mm。此外,最终的屋顶构材的厚度为3mm~8mm的范围。
此外,为了进行比较,还通过翻折机将作为表面基材的0.3mm彩涂热镀锌55%铝
合金钢板的四边向内侧弯曲90°而形成为箱形,试制出利用上述的方法灌入了树脂泡沫的金属屋顶构材(现有方案)。对于该金属屋顶构材的背面基材使用了0.2mm的玻璃纤维纸。需要说明的是,对于屋顶构材的尺寸,将厚度设为6mm,其它条件设为与上述的条件相同。
此外,为了进行比较,还将以下金属屋顶构材用于试验:没有灌入树脂泡沫的金属屋顶构材、通过粘接剂将市售的0.3mm绝热聚乙烯片粘接于加工后的表面基材上的屋顶构材、以及使用了6mm厚的
混凝土瓦、16mm厚的粘土瓦和0.35mm厚的彩涂热镀锌55%
铝合金钢板(无垫料)的嵌合方式的金属屋顶构材。
本发明人等使用上述的试验构材,进行了(1)屋顶构材重量的评价、(2)屋顶构材的弯曲强度评价、(3)雨水的滞留状况的评价、(4)抗腐蚀性能的评价、(5)隔热性能的评价、以及(6)从侧面凸缘部的对接部渗入屋脊侧的雨水量的评价。将其结果在以下的表中示出。
[表1]
(1)屋顶构材重量的评价标准
计测屋顶构材的
单体重量,并基于以下的标准进行了评价。需要说明的是,本评价标准假定将标准的130N/m2的
太阳能电池组件搭载于屋顶,根据包括屋顶构材的整个屋顶的重量,基于以下的评价标准进行了评价。
○:屋顶构材单体重量小于250N/m2
×:屋顶构材单体重量为250N/m2以上
(2)屋顶构材的弯曲强度测定和评价标准
在隔开450mm的间隔配置的一对棒状构件上以棒状构件的延伸方向作为短尺寸方向来放置屋顶构材,以棒状构件的位置作为
支点,以棒状构件的中间位置作为着力点,使用万能试验机测定出最大
载荷。
利用以下的标准评价屋顶构材的弯曲强度。
○:最大载荷为160N以上
△:最大载荷小于160Nmm且为50N以上
×:最大载荷小于50N。
(3)雨水的滞留状况的评价方法和评价标准
在屋顶板(厚12mm)的表面贴附市售的防水板,将倾斜
角设为30°,并通过图7所示的重叠铺盖施工而制作出铺盖了四段屋顶构材的模拟屋顶。向整个模拟屋顶喷雾10分钟
自来水,使得整体充分地润湿。接下来,在室温20℃的恒
温室中将模拟屋顶静置干燥5小时。通过目视观察屋顶构材与屋顶构材的屋檐屋脊方向(纵向重叠部)的间隙来评价干燥炉状态。此外,剥离屋顶构材,目视观察屋顶构材的背面基材侧及防水板表面的干燥炉状态并进行评价。
依照以下的标准评价干燥状态。
○:充分干燥,基本上看不到润湿。
△:可以看到轻微的润湿。
×:未干燥,可以看到润湿。
(4)抗腐蚀性的评价方法和评价标准
假定为进行了重叠铺盖施工的屋顶,并通过图7所示的重叠铺盖施工制作出铺盖了三段屋顶构材的模拟屋顶。实施200个循环的基于日本工业标准Z2371的复合循环腐蚀试验(每循环:5%盐水喷霧35次,1小时→50℃干燥4小时→98%RH,50℃湿润3小时)之后,目视观察在与屋檐平行的方向2上相邻的两个金属屋顶构材1的对接部分的腐蚀状况。此外,剥除各金属屋顶构材1的表面基材10,观察表面基材10的背面侧的腐蚀状况。
依照以下的标准评价抗腐蚀性。
○:基本上看不到腐蚀。
△:可以看到轻微的腐蚀。
×:可以看到明显的腐蚀。
(5)隔热性能的评价方法和评价标准
在评价了雨水的滞留状态后的模拟屋顶的表面基材表面以及屋顶板的背面装配了
热电偶。在距离该模拟屋顶的表面180mm的位置均匀地配置12个灯(100/110V、150W),利用热电偶测定在灯输出60%的情况下经过1小时照射后的屋顶板背
温度,来评价隔热性能。
依照以下的标准评价隔热性能。
○:屋顶板背温度小于50℃。
△:屋顶板背温度为50~55℃。
×:屋顶板背温度为55℃以上。
(6)从侧面凸缘部的对接部进入屋脊侧的雨水量的测定方法和评价标准
按与上述(3)同样的方法制作出模拟屋顶。对于该模拟屋顶,如图7所示那样,在屋檐侧两片屋顶构材与防水板之间插入syngent公司(瑞士)制的水感应纸104。该水感应纸104在最初的干燥状态下呈黄色,当与水
接触时,该部分瞬间变化为深蓝色。根据该变色的程度,依照以下的标准评价雨水的渗入。
需要说明的是,对于雨水渗入的程度,在风速30m/s的环境下向上述模拟屋顶喷雾7分钟,来模拟屋顶被暴露于暴风雨的状况。将此时的雨水量设为每平方米每分钟4000mL。
○:水分感应纸基本上未变色,基本上不存在雨水的渗入
△:可以看到水分感应纸轻微的变色,雨水轻微地渗入
×:水分感应纸明显地变色,雨水明显地渗入
在表1中,在凸缘部的背面端109b与背面基材11的背面之间的距离D1小于1mm即No.13、
16的情况下,在背面基材11与屋顶基底的间隙部发生了雨水的滞留,其结果,位于下侧的表面基材的抗腐蚀性差。
此外,在距离D1大于4mm的No.14的情况下,弯曲强度降低,并且在屋顶构材彼此对接的间隙部滞留雨水,抗腐蚀性差。
根据该结果确认了将凸缘部的背面端109b与背面基材11的背面之间的距离D1设为1mm以上且4mm以下的优越性。
No.9、10的凸缘部的突出幅度W1小于2mm且弯曲强度不足。此外,No.11的突出幅度大于
5mm且弯曲强度降低。根据该结果确认了凸缘部的突出幅度为2mm以上且5mm以下的优越性。
No.12、15的侧面凸缘部105a的突出幅度W1为第二侧面106的突出幅度W2以上,第二侧面以彼此不对接的方式形成间隙,雨水从第一侧面彼此的对接部的开口部向屋脊方向进入。根据该结果确认了通过使W1≤W2,第二侧面彼此紧贴,抑制从随着狂风而在第一侧面部产生的开口部进入屋檐侧的雨水优越性。
No.8、13的表面基材的厚度小于0.27mm,因此弯曲强度不足。此外,No.9的表面基材的厚度大于0.5mm,屋顶构材重量被评价为×。根据该结果确认了构成表面基材10的金属板的板厚为0.27mm以上且0.5mm以下的优越性。
在曲率半径小于0.5mm的No.13、16的情况下,由于表面基材10为彩涂热镀铝钢板,因此在涂膜、镀层产生裂纹,其结果是,从屋顶构材彼此的对接部开始发生腐蚀,抗腐蚀性的评价差。根据该结果确认了在使用具有涂膜、镀层的金属板时,将金属板的弯曲部的曲率半径设为0.5mm以上的优越性。
No.6的主体部100(屋顶构材)的厚度小于4mm,其结果是,弯曲强度被评价为×。此外,隔热性能能略微降低,被评价为△。根据该结果确认了将主体部100的高度设为4mm以上的优越性。需要说明的是,虽然表1中没有特别示出,但通过将主体部100的高度设为8mm以下,能避免芯材12的有机质量过多而更加可靠地取得不燃材料认证。
No.12的背面基材11为彩涂热镀锌钢板且不是轻型钢板,因此屋顶构材重量评价差。根据该结果确认了背面基材使用铝箔、铝蒸发纸、氢氧化铝纸、碳酸钙纸、树脂膜或玻璃纤维纸等轻型的原材料来作为背面基材11的优越性。
需要说明的是,在没有芯材的No.17的情况下,弯曲强度不足和翘曲的评价差,并且隔热性能明显差。
此外,本发明人等还基于日本工业规格A1515进行了屋顶构材的耐风压试验。即,对使用动态风压试验装置并通过加压工序进行了加压时的试验体有无破损进行了观察。
作为表面基材10的原材料,使用了0.27mm厚的彩涂热镀锌55%铝钢板和0.5mm厚的铝板。对这些原材料进行鼓凸成形,制作成主体部100。此外,在表面基材10的背面侧配置玻璃纤维纸来作为背面基材11以堵塞该主体部100的开口部,通过市售的灌浆机来向表面基材
10与背面基材11之间的空隙灌入脲酸酯树脂。树脂发泡是在通过温水循环调温为70℃的模具内保持2分钟之后,从模具取出屋顶构材,并在20℃的条件下静置5分钟,完成树脂的发泡。需要说明的是,屋顶构材的厚度设为5mm。接着,以使凸缘部的宽度为5mm的方式,切割从主体部100的下端向主体部100的外侧延伸的金属板,并通过折弯机将金属板加工成图6的(a)的弯曲形状,将弯曲部宽度设为3.0mm、弯曲高度设为3.0mm、弯曲R设为1.0mm。
耐风压性能的评价基于达到破损时的破损压力来进行评价。在作为表面基材10的原材料使用了0.27mm厚的彩涂热镀锌55%铝钢板的情况下,破损压力为
负压6000N/m2以上,在作为表面基材10的原材料使用了0.5mm厚的铝板的情况下,破损压力为负压5000N/m2以上且小于6000N/m2。即,确认了即使是铝板也能获得良好的耐风压性能,并且在使用了钢板的情况下能获得更良好的耐风压性能。与铝板相比,钢板更明显地显现出由鼓凸成形带来的周壁部102的加工硬化,可以认为该周壁部102的硬度差别导致了耐风压试验的评价结果的不同。
根据这样的金属屋顶构材1和使用了该构材的屋顶铺盖构造以及屋顶铺盖方法,由于以使第二侧面106与其它金属屋顶构材1的第二侧面106对接地配置于屋顶基底上的方式构成金属屋顶构材1,因此能减少积蓄于金属屋顶构材1之间的水分,并且能减少进入金属屋顶构材1的屋脊侧的水分。此外,由于在第一侧面105设有侧面凸缘部105a,因此能提高金属屋顶构材1的强度。
此外,以连接直线部107a与第二侧面106的方式配置于直线部107a的两侧,并且以随着接近第二侧面106而更朝向屋檐侧的方式相对于直线部107a倾斜地延伸的斜部107b设置于屋脊侧端面107,因此能通过斜部107b将进入屋脊侧的水分导向第二侧面106的对接部分,水分能经过该对接部分向屋檐侧慢慢排出。
而且,在屋脊侧端面107的直线部107a设有屋脊侧凸缘部107c,因此,能降低金属屋顶构材1沿与宽度方向100a相交的方向的翘曲。此外,设置在屋檐侧端面108的直线部的凸缘部108a构成承受风压的部位。在该部位,存在因强风而产生局部翘曲且上下的屋顶构材之间易于产生间隙的倾向。不过,凸缘部108a抑制了该间隙的产生并提高了耐久力(耐风压性能)。
特别是,通过设置包围屋顶构材的四周的凸缘部107a、108b、105a,能实现表面刚性的增大。被紧固的上侧屋顶构材按压下侧屋顶的力增加,由此,上侧屋顶和下屋顶中均难以
变形。其结果是耐久力(耐风压性能)提高。此外,包围屋顶构材的四周的凸缘部107a、108b、
105a具有改善屋顶构材本身的平面性并抑制初始的翘曲、扭转、随之产生的上下屋顶构材的间隙的效果。
此外,主体部100具有包括沿表面基材10的周向连续的壁面的周壁部102,因此能降低水分渗入主体部100的内部的可能性。
而且,凸缘部(侧面凸缘部105a、屋脊侧凸缘部107c以及屋檐侧凸缘部108a)从主体部
100突出的幅度为2mm以上且5mm以下,因此能使凸缘部具有充分的强度,并且能确保金属屋顶构材1的外观性良好。
而且,此外,作为表面基材10的原材料的金属板包括热镀锌系钢板、热镀铝钢板、热镀锌系不锈钢板、热镀铝不锈钢板、不锈钢板、铝板、钛板、彩涂热镀锌系钢板、彩涂热镀铝钢板、彩涂热镀锌系不锈钢板、彩涂热镀铝不锈钢板、彩涂不锈钢板、彩涂铝板或彩涂钛板,因此能更可靠地降低金属屋顶构材的腐蚀的可能性。
此外,由于构成表面基材10的金属板的板厚为0.27mm以上且0.5mm以下,因此能充分地确保作为屋顶构材所需的强度,并且能避免金属屋顶构材1的重量过大。这种构成在将太阳能电池组件、太阳能热水器、空调外机、融雪相关设备等设备设于屋顶上时特别有用。
而且,由于凸缘部所包含的金属板的弯曲部的曲率半径被设为0.5mm以上,因此能避免因弯曲加工而在金属板的涂膜及镀层产生裂纹,能更可靠地避免金属板的腐蚀。
而且,此外,由于主体部100的高度h被设为4mm以上且8mm以下,因此,能在确保隔热性能和强度的同时更可靠地取得不燃材料认证。
此外,由于主体部100通过对金属板实施拉深加工或鼓凸成形而形成并且由热镀锌系钢板、热镀铝钢板、热镀锌系不锈钢板、热镀铝不锈钢板、不锈钢板、铝板、钛板、彩涂热镀锌系钢板、彩涂热镀铝钢板、彩涂热镀锌系不锈钢板、彩涂热镀铝不锈钢板或彩涂不锈钢板构成,因此能通过加工硬化来提高周壁部102的硬度,能获得更良好的耐风压性能。
而且,背面基材11包括铝箔、铝蒸发纸、氢氧化铝纸、碳酸钙纸、树脂膜或玻璃纤维纸,因此能避免金属屋顶构材1的重量过大。
而且,此外,以屋脊侧的金属屋顶构材1的屋檐侧端部位于屋檐侧的金属屋顶构材1的第一侧面105及侧面凸缘部105a的上方的方式,将屋脊侧的金属屋顶构材1重叠配置于屋檐侧的金属屋顶构材1,因此能通过具有较高强度的侧面凸缘部105a来承受外力,能抑制屋檐侧的金属屋顶构材1的翘曲。
此外,由于屋脊侧的金属屋顶构材1的第二侧面106位于屋檐侧的金属屋顶构材1的屋脊侧端部的上方,因此,能降低水分经过屋脊侧的金属屋顶构材1间的间隙而进入屋檐侧的金属屋顶构材1的屋脊侧的可能性。