高温化防止装置
【課題】ヒートアイランド現象の緩和手段として、緑化などの場合に比較して維持管理の手間が少なく、施工が容易であり、専門知識を有しない人でも設置が可能で低コストな高温化防止装置を得る。
【解決手段】建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、保水性基盤材１からなる基盤３を形成し、基盤３の敷設面６に到達する通水孔２と前記敷設面６に達しない通水孔２とを上部から下部に向けて設け、また、複数の保水性基盤材１を垂直方向に重層して基盤３を形成し、各層に達する通水孔２と基盤３の敷設面６に到達する通水孔２とを上層から下層に向けて設けた。
【解決手段】建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、保水性基盤材１からなる基盤３を形成し、基盤３の敷設面６に到達する通水孔２と前記敷設面６に達しない通水孔２とを上部から下部に向けて設け、また、複数の保水性基盤材１を垂直方向に重層して基盤３を形成し、各層に達する通水孔２と基盤３の敷設面６に到達する通水孔２とを上層から下層に向けて設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建物の屋上の下の空間が高温にならないよう、屋上が高温化することを防止する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物の屋上や人工地盤などは通常、押えコンクリートやアスファルト舗装などの仕上げが施される。日射により特に夏季には温度が非常に上昇するとともに蓄熱されることから、都市部などにおけるヒートアイランド現象を引き起こす要因のひとつとなっている。さらに、建物内部の温度も上昇し、室内環境が悪化することから、冷房などの空調負荷やエネルギー消費の増大が問題となっている。
【０００３】
このような屋上の熱吸収によって階下の空間が高温になる状態を解決する方法として、屋上緑化や屋上床面に反射による高温化を低減する塗料の塗布がある。これらの方法をクールルーフと称し、その普及が進められている。
【０００４】
しかし屋上緑化では、緑化に必要な根付け用の土やそれを支える構造物、さらには植物の維持管理に経費が必要となり、また、耐久年数が経過した屋上の防水工事では緑化成分を撤去する必要もあり、手間を費用を要する。
【０００５】
緑化には癒しの効果があり必要とされるが、デパートや集客で成り立つ建物以外では、屋上の利用はほとんどなく、給水、冷房装置の置場でしかない。このような現状の屋上に対して本当に緑化する必要性があるかは疑問である。
【０００６】
低温化塗料についても、６０℃に対し１０℃程度の低温作用であり、塗布費用に対し低温化効果が低い状況がある。さらに次の防水工事での対応について塗料をそのままにするか、剥離するかについての決定はされておらず、課題が残る。
【０００７】
そこで、緑化や低温化塗料によらずに、屋上の温度上昇を抑えることのできるシステムがあり、これは例えば、マンションなどの建築物の屋上スラブの上部に積層される防水層と、防水層の上部に積層される水を拡散させる機能を有する素材からなる導水材層と、導水材層の上部に積層される導水性、揚水性および保水性を有する素材からなる揚水材層と、導水材層に水を供給する吸水手段とからなる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２６９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特開２００５−１２６９９３号に記載の発明は、屋上スラブの上に、防水層、導水材層および揚水材層を順次積層し、導水材層に水を供給する給水手段によって、両層の協働により全体に湿潤させる湿潤性システムであり、複数の異なる性質の層を組み合わせる必要があり、また、この積層したものに給水手段で給水する必要もある。
【０００９】
このため、システムが複雑となり、種々の異なる材質の層を用意する必要があるだけでなく、施工もこれらの層を順次積層する必要があり、手間を要する。
【００１０】
本発明は前記従来例の不都合を解消し、ヒートアイランド現象の緩和手段として、緑化などの場合に比較して維持管理の手間が少なく、施工が容易であり、専門知識を有しない人でも設置が可能で低コストな高温化防止装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、保水性基盤材からなる基盤を形成し、基盤の敷設面に到達する通水孔と前記敷設面に達しない通水孔とを上部から下部に向けて設けたことを要旨とするものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、複数の保水性基盤材を垂直方向に重層して基盤を形成し、各層に達する通水孔と基盤の敷設面に到達する通水孔とを上層から下層に向けて設けたことを要旨とするものである。
【００１３】
請求項１、請求項２記載の本発明によれば、保水性基盤材を単層もしくは重層して基盤を形成するだけの構造で保水できるから、施工が容易で、特別の技術を要しない。また、基盤材も容易に入手できる。
【００１４】
そして、重層した基盤材に垂直方向に貫通する通水孔を設けるだけでよいから、この通水孔に上方から流下した水（雨水を含む）が各層に達し、さらに各層の間の隙間に流れることで拡散し吸水面積が増し、また、底面に到達した水はさらには基盤の底部全体に拡散した後、各層に揚水されて吸収されるから、大きな保水量を確保できる。
【００１５】
そして、保水された水分は、徐々に減少し、蒸発散することで屋上の低温化が図れる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記基盤上部を金属製素材で被覆し、この金属製素材に前記基盤に設けた通水孔に連通する孔を穿設することを要旨とするものである。
【００１７】
請求項３記載の本発明によれば、基盤の上面に金属製素材を設けることで、この金属製素材が風によって冷却されることにより、その裏面に存在する水を含んだ基盤の低温化が促進される。そして、金属製素材によって基盤表面からの水の蒸発散が低減され、保水時間を延長できる。
【００１８】
また、表面を金属製素材で覆っても、これには孔が穿設してあるから基盤への水の拡散と空気の流通を発生させ、むれることを防げる。
【００１９】
さらに金属の光沢により太陽光を反射して熱吸収を低下させ、高温化が低減される。
【００２０】
金属の有する耐久性、変形しにくい特質により、基盤の劣化を防ぎ、耐久性が強化される。
【００２１】
請求項４記載の発明は、前記基盤の表面に断熱塗料を塗布することを要旨とするものである。
【００２２】
請求項４記載の本発明によれば、断熱塗料を塗布することで金属製素材を被覆した場合と同様の断熱効果が発揮できる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、前記基盤を、隙間を介して水平方向に複数並べ、この隙間を敷設面に到達する通水孔としてなることを要旨とするものである。
【００２４】
請求項５記載の本発明によれば、複数枚の基盤材を隙間を介して水平方向に並べるだけで、この隙間によって敷設面に到達する通水孔が形成されるから、敷設面に到達する通水孔を別途格別に穿設する必要がなく、加工、施工が容易である。
【００２５】
請求項６記載の発明は、保水性基盤材は平板状の紙製、コンクリート製またはセラミックス製であることを要旨とするものである。
【００２６】
請求項６記載の本発明によれば、ダンボールなどの使用が可能となり、基盤材の材料の入手が容易である。
【発明の効果】
【００２７】
以上述べたように本発明の高温化防止装置は、屋上の温度上昇を抑える手段として、ダンボールなどの単一材料による平板を単層もしくは重層し、これに通水用の孔を設けるだけでよいから、緑化などの場合に比較して維持管理が少なく、施工が容易で専門性がなく、特別の技術を有しない一般の人でも施工が可能であり、また、材料に保水性を有するものを使用したから、緑化同等の低温が保てるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の高温化防止装置の実施形態を示す縦断正面図、図２は同上要部の基盤材の平面図、図３は同上単層の状態を示す縦断側面図、図４は同上要部の状態を示す正面図で、本発明の高温化防止装置は、例えば建物の屋上などの床面に敷設するもので、ダンボールやコンクリート、セラミックスなどを材質とする平板を基盤材１とする。
【００２９】
基盤３は、図１のように重層構造であり、複数の基盤材１を垂直方向に重層して形成されている。また、図３のように厚みを有する基盤材１を基盤３とし、単層構造とすることもできる。
【００３０】
基盤材１の材料としてダンボールやコンクリート、またはセラミックスを採用した理由は、これらが、軽量で導水性、揚水性、透水性および保水性を一体化して備えるものであるからである。
【００３１】
この基盤材１に例えば図２のように放射方向に配列される多数の通水孔２を上下の垂直方向に穿設する。この通水孔２としては、浅いもの、深いもの、底部まで貫通するものなど、深さの異なるものが複数穿設されている。通水孔２は基盤材１の最上面となる表面面積の２５％以内がよく、それ以上の場合、基盤材１の型崩れが生じる。
【００３２】
そして、かかる平板状の基盤材１の複数枚を垂直方向に重層して基盤３を形成するとともに、水平方向に並列させて基盤集合体３ａを構成する（図１、４参照）。この状態で、各基盤材１に穿設してある通水孔２が垂直方向で連通し、全体として浅いもの、深いもの、屋上の床面などの敷設面６に到達して貫通するものなど、深度の異なる通水孔２が基盤３に形成される。
【００３３】
各基盤材１を重層するとき、基盤材１の間には接合面に水の通路となる隙間４を設け、また、基盤材１と敷設面６との間にも同様の隙間４を設けることができる。この隙間４は例えばスペーサとなる部材を配置して形成されている。隙間４の大きさは数ｍｍであり、基盤材１の性状などに応じて調整する。なお、基盤材１の表面が粗面状であるような場合には、自然に隙間４が生じるので、新たに隙間４を設けなくてもよい。これらの隙間４を介して水は移動し、基盤３における給水路や揚水路の役割を果す。
【００３４】
さらに各基盤材１（基盤３）を水平方向に連続させ繋げるときも、図４のように各基盤材１の間に隙間７を設けることで、この隙間７が敷設面６に到達する通水用の貫通孔（通水孔２）として形成される。
【００３５】
以上のようにして複数の基盤材１が重層されるとともに水平方向にも連続して並設されて構成された基盤３（基盤集合体３ａ）は、通水孔２と隙間４および隙間７によって各層への保水と底部への給水とが可能になり、上部からの給水（雨水を含め）と下部からの揚水が生じる。これにより、基盤３全体の保水によって基盤重量の４０％保水が可能となり、また、その保水した水分は徐々に減少し、全体の水分が蒸発し基盤３内から外へ出るのは５〜１０日程度必要となり、十分な保水機能を備えるものとなる。
【００３６】
ダンボール製の基盤３の吸水・保水率は重量に対し１００％以上を示すが、紙であるため、持ち上げると、型崩れが生じる欠点がある。これに対しては、前記のように重層（例えば３枚重ねる）構造とすることで強度を増す。この場合、重層構造を維持するために基盤３全面で各層を固定する必要はある。
【００３７】
このダンボール製の基盤３の特性は吸水率のよさと、乾燥が速いことであり、高温風によって蒸発散が速く、水分の保持力は小さい。それは土のように保水率１０％でもその維持は３日間継続するのとは異なり、１０％の保水率は気温３０℃、風力４ｍでの状態で６時間以内で消失する。
【００３８】
しかし、保水の継続性に関しては水分の保持力をもった屋上緑化には劣る。そこでこの課題に対し、ダンボール製の基盤３に一旦含まれた水分を徐々に蒸発散させる方法が必要となる。その方法は、保水性の基盤３表面にアルミニウムなどの、太陽光を反射し、高熱性がない（伝熱性の高い）金属製素材で覆うことにある。金属製素材は薄膜状の金属薄板として用いるのがよい。
【００３９】
図５、図６はその一例を示し、基盤３の少なくとも上部、すなわち最上層の基盤材１の表面に、多数の通水用の孔８を穿ったアルミホイルなどの軽量で加工しやすく、低価格の金属薄板９を設置する。金属薄板９は、金属製素材の温まってすぐ冷める性質、特に風によって冷却される機能を有し、かかる金属薄板９で基盤材１の表面（上面および側面）を覆うことで、表側は温められても裏側に水分を含んだ基盤材１の低温化が促進される。
【００４０】
次に作用について説明する。建物の屋上の床面などの敷設面６に本発明の基盤３を敷設した場合、上部からの給水（雨水を含む）では水が下方へ移動する特性を利用し、基盤３上面から底面に貫通する通水孔２、また、上面から各層に達する通水孔２や隙間７を利用する通水孔２を設けてあるから、これらの通水孔２に流下した水がさらに隙間４を通って各層に浸透するとともに底面に達しここに給水され、さらに敷設面６との隙間４を介して底面全体に水平方向に拡散し、それが再び基盤３に吸収（揚水）されて保水量が増す。
【００４１】
また、重層構造による層と層の接合面を密着しない構造によって、その隙間４に水が拡散し吸水面積が増して吸水速度を高め、上部からの給水を基盤３全体に無駄なく拡散させる。
【００４２】
そして、多数の通水孔２および隙間４、隙間７は基盤３への水の拡散と、空気の流通を起し、蒸れることや嫌気状態になることを防ぐ。
【００４３】
また、基盤３表面からの蒸発散の低減を行い、保水の継続時間を延長させる働きがある。
【００４４】
さらにアルミホイルなどの光反射の大きい金属薄板９で表面を被覆してあるから、その光沢は太陽光に反射し、熱吸収を低下させ高温化を低減する。また、基盤３が吸水し保水した水分の蒸発散を緩やかにする。さらに、金属製素材（金属薄板９）の表側で生じる冷却機能により基盤３への熱の伝達を遅らせ、基盤３に対して熱量を低減し低温化の促進を行う。
【００４５】
また、金属製素材の堅牢性や耐水性によって、ダンボール製の基盤３を表面から保護し、劣化や型崩れを防止して耐久性を向上させる。
【００４６】
なお、ダンボール製の基盤３の乾燥時重量は３層の場合、２Ｋｇ／ｍ２以上で水を１００％吸水した場合は４Ｋｇ／ｍ２以下である。これは屋上緑化の荷重条件さらには一般的な屋上やバルコニーに積載可能な荷重の基準内にある。
【００４７】
このダンボール基盤３は工業製品化した場合はロール状として、絨毯と同様の扱いで敷くことができる。人手での製作は例えば空きダンボール箱を解体して平板状としてそれを水平方向に複数並べ、風などでの移動を防止するためにアンカーもしくは置石などで固定し、雨水だけでなく必要に応じて打ち水することで基盤３の低温化を促進できる。
【００４８】
そして、ダンボール製の基盤３は紙製であるから、使用後不要になれば資源ゴミとして、金属薄板９は金属ゴミとしてそれぞれリサイクルされる。
【００４９】
図７は、アルミホイルで被覆したダンボール製の基盤３による低温化効果の実験結果である。日中に打ち水することでコンクリート床の表面温度に対しアルミダンボール（基盤３）の表面で−６℃、アルミダンボール下コンクリート床（敷設面６）では−４℃を示し、午前中の熱蓄積があり、基盤３が高温化してしまった場合であっても低温化することが示された。このときのダンボール製の基盤３の保水率は８３％、約３時間で１６％減少し、この減少による気化熱が低温化を促進させたと考えられる（図７参照）。
【００５０】
午前中、コンクリート床や基盤３が高温化する前に打ち水をして熱蓄積を低減させたのが図８で、コンクリート床の表面温度が最高４７℃に対し、アルミダンボール（基盤３）の表面は４２℃、アルミダンボール下コンクリート床（敷設面６）の表面は３８℃を示し、低温化されることがわかった。
【００５１】
この図７、図８には示されていないが、アルミホイルなどの金属製素材の被覆による低温効果はアルミホイルなどで被覆しない場合と比較すると、顕著であった。図９に保水性基盤材１として、後述する軽量・ソフトコンクリート製の基盤３による実施例を示す。アルミホイルで覆わない態様の基盤３（ソフトコンクリート平板）に対してアルミホイルで表面を覆った基盤３（ソフトコンクリート平板表面アルミホイル）の表面温度では５〜７℃の低温を示した。基盤３の表面温度も敷設面６も目標とする範囲にあり、コンクリート製基盤３による本発明の高温化防止装置でも低温化を促進することが明らかになった。
【００５２】
なお、断熱効果を発揮する材料としては、アルミホイルなどの金属性素材（金属薄板９）に限定されるものではなく、同様の断熱効果を発揮する断熱または熱反射塗料を基盤３の表面に塗布することもできる。このような断熱塗料としては、例えば特開２００２−１０５３８５号公報に記載されたアルミノ珪酸ソーダガラス含有の塗布式断熱材が挙げられる。またこれに相当する断熱塗料は商品名ガイナとして市場で入手できる。
【００５３】
このように簡易的にはダンボールや厚紙などの紙製でも基盤３が成り立つが、紙製では基盤３の耐久性に乏しい。耐水性不足による基盤３の型崩れという問題があることから、基盤３としては、紙製より強度を持ち耐久性が高く、基盤３に含んだ水分が徐々に蒸発散する性状を有するコンクリートやセラミックスを用いるとよい。
【００５４】
コンクリートを採用する場合、保水性コンクリート製とするのが好ましい。保水性コンクリートの一例は、軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートである（特開２００７−３１４３６７号公報参照）。この軽量・ソフトコンクリートは、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）（＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である。軽量粗骨材としてはゼオライト、軽量細骨材としてはバーミキュライト、セメントとしてはＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメント、植物繊維としては綿、をそれぞれ用いるとよい。
【００５５】
実施例で使用した保水性コンクリート製の基盤３は、平板状に成形された基盤材１により形成されている。構造的にはダンボール製の基盤３と同様、通水孔２や隙間４、７を有している。通水孔２としては、浅いもの、深いもの、底部まで貫通するものなど、深さの異なるものが複数穿設されている（図１、３参照）。通水孔２は基盤３の最上面となる表面面積の６０％以内にすることでより速い吸水を導きだすようにした。
【００５６】
さらにダンボール製の基盤３がもつ軽量性も要求される。実施例で使用した保水性コンクリート製の基盤３は３ｃｍ厚で乾燥時重量１１Ｋｇ／ｍ２、含水率５０％時重量１６Ｋｇ／ｍ２であり、屋上緑化での荷重条件の範囲内にある。屋上緑化の荷重例として、土壌厚１０〜１５ｃｍ＋排水層５ｃｍのケイソイル・草花名人工法の場合、１１０〜１５０Ｋｇ／ｍ２（十分に水分を含んだ状態）である。
【００５７】
図１０は、軽量・ソフトコンクリート製基盤３の表面にセラミック断熱塗料（商品名シスタコート）を塗布した実施例である。断熱塗料を塗布した基盤３の表面温度（塗布有）は塗布しないもの（通常）より１０℃前後低下し、屋上の表面温度（比較地点屋上）より１５℃前後低下することが明らかになった。発明者の観察では、断熱塗料は基盤３の表面（上面と側面）に塗布するとともに、裏面に塗布するのも有効であった。
【００５８】
さらに、断熱塗料を塗布した保水性コンクリート製基盤３に雨水や打ち水などで吸水させることにより低温化がいっそう促進する。実施例によれば、含水率３０重量％に保水した状態の基盤３の表面温度（塗料表・ウェット）が、屋上の表面温度（比較地点屋上）に対し２０℃前後低下した。また屋上床下の室内天井温度は、基盤３を設置しない部分（比較地点天井裏）と比較し、基盤３を設置した部分（ブロック下天井裏）は５℃前後低下した。（図１０参照）。
【００５９】
保水性基盤材１としては、セラミックスを用いることもできる。セラミックスを採用する場合、多孔質セラミックス製とするのが好ましい。多孔質セラミックスとしては例えば、特開２００５−２３９４６７号公報に記載された内部に扁平状の連続貫通気孔を持つスポンジ状のセラミックス（発泡セラミックス）が挙げられる。またこれに相当する製品は商品名ハイセラとして市場で入手できる。
【００６０】
コンクリート製やセラミックス製の基盤３においても、重層構造を維持するため、各層がずれないように一体化されることが望ましい。例えば、基盤３を建物の屋上などに設置する際、金具などの固定部材を利用して基盤３を位置決めし固定する。図１１に固定部材によって基盤３を折板屋根に設置する施工例を示す。折板屋根１０の凸部１０ａにはベース金具１１が設けられており、基盤３はベース金具１１で支持されている。ベース金具１１には固定部材となる端金具１２の一端が固定される。端金具１２の他端は基盤３の端縁部を位置決めして固定するとともに、基盤３の上部に被覆される金属製素材（金属薄板９）が風などで移動するのを防止する機能も有する。各基盤３の間に隙間７を設けることで、この隙間７は通水孔２として形成される。このように敷設面６となる建物の屋上などが凹凸を有する場合であっても、基盤３を設置することができる。
【００６１】
図１１の施工例はダンボール製の基盤３にも適用可能である。また、折板屋根１０の凹部１０ｂに仕切りを設けて貯水空間１３を形成し、基盤３への給水手段を構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す要部の基盤材の平面図である。
【図３】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す要部の単層の状態を示す縦断側面図である。
【図４】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す要部の状態を示す正面図である。
【図５】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す基盤材に金属薄板を被覆した状態の斜視図である。
【図６】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す基盤材に金属薄板を被覆した状態の正面図である。
【図７】ダンボール製基盤に日中、打ち水をした場合の低温化を示すグラフである。
【図８】ダンボール製基盤に午前中、打ち水をした場合の低温化を示すグラフである。
【図９】保水性コンクリート製基盤に金属薄板を被覆した場合と被覆しない場合の低温化を比較するグラフである。
【図１０】保水性コンクリート製基盤に断熱塗料を塗布した場合と塗布しない場合の低温化を比較するグラフである。
【図１１】固定部材によって基盤を折板屋根に設置した状態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基盤材 ２ 通水孔
３ 基盤 ４ 隙間
３ａ 基盤集合体
６ 敷設面 ７ 隙間
８ 孔 ９ 金属薄板（金属製素材）
１０ 折板屋根
１０ａ 凸部 １０ｂ 凹部
１１ ベース金具 １２ 端金具（固定部材）
１３ 貯水空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建物の屋上の下の空間が高温にならないよう、屋上が高温化することを防止する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物の屋上や人工地盤などは通常、押えコンクリートやアスファルト舗装などの仕上げが施される。日射により特に夏季には温度が非常に上昇するとともに蓄熱されることから、都市部などにおけるヒートアイランド現象を引き起こす要因のひとつとなっている。さらに、建物内部の温度も上昇し、室内環境が悪化することから、冷房などの空調負荷やエネルギー消費の増大が問題となっている。
【０００３】
このような屋上の熱吸収によって階下の空間が高温になる状態を解決する方法として、屋上緑化や屋上床面に反射による高温化を低減する塗料の塗布がある。これらの方法をクールルーフと称し、その普及が進められている。
【０００４】
しかし屋上緑化では、緑化に必要な根付け用の土やそれを支える構造物、さらには植物の維持管理に経費が必要となり、また、耐久年数が経過した屋上の防水工事では緑化成分を撤去する必要もあり、手間を費用を要する。
【０００５】
緑化には癒しの効果があり必要とされるが、デパートや集客で成り立つ建物以外では、屋上の利用はほとんどなく、給水、冷房装置の置場でしかない。このような現状の屋上に対して本当に緑化する必要性があるかは疑問である。
【０００６】
低温化塗料についても、６０℃に対し１０℃程度の低温作用であり、塗布費用に対し低温化効果が低い状況がある。さらに次の防水工事での対応について塗料をそのままにするか、剥離するかについての決定はされておらず、課題が残る。
【０００７】
そこで、緑化や低温化塗料によらずに、屋上の温度上昇を抑えることのできるシステムがあり、これは例えば、マンションなどの建築物の屋上スラブの上部に積層される防水層と、防水層の上部に積層される水を拡散させる機能を有する素材からなる導水材層と、導水材層の上部に積層される導水性、揚水性および保水性を有する素材からなる揚水材層と、導水材層に水を供給する吸水手段とからなる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２６９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特開２００５−１２６９９３号に記載の発明は、屋上スラブの上に、防水層、導水材層および揚水材層を順次積層し、導水材層に水を供給する給水手段によって、両層の協働により全体に湿潤させる湿潤性システムであり、複数の異なる性質の層を組み合わせる必要があり、また、この積層したものに給水手段で給水する必要もある。
【０００９】
このため、システムが複雑となり、種々の異なる材質の層を用意する必要があるだけでなく、施工もこれらの層を順次積層する必要があり、手間を要する。
【００１０】
本発明は前記従来例の不都合を解消し、ヒートアイランド現象の緩和手段として、緑化などの場合に比較して維持管理の手間が少なく、施工が容易であり、専門知識を有しない人でも設置が可能で低コストな高温化防止装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、保水性基盤材からなる基盤を形成し、基盤の敷設面に到達する通水孔と前記敷設面に達しない通水孔とを上部から下部に向けて設けたことを要旨とするものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、複数の保水性基盤材を垂直方向に重層して基盤を形成し、各層に達する通水孔と基盤の敷設面に到達する通水孔とを上層から下層に向けて設けたことを要旨とするものである。
【００１３】
請求項１、請求項２記載の本発明によれば、保水性基盤材を単層もしくは重層して基盤を形成するだけの構造で保水できるから、施工が容易で、特別の技術を要しない。また、基盤材も容易に入手できる。
【００１４】
そして、重層した基盤材に垂直方向に貫通する通水孔を設けるだけでよいから、この通水孔に上方から流下した水（雨水を含む）が各層に達し、さらに各層の間の隙間に流れることで拡散し吸水面積が増し、また、底面に到達した水はさらには基盤の底部全体に拡散した後、各層に揚水されて吸収されるから、大きな保水量を確保できる。
【００１５】
そして、保水された水分は、徐々に減少し、蒸発散することで屋上の低温化が図れる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記基盤上部を金属製素材で被覆し、この金属製素材に前記基盤に設けた通水孔に連通する孔を穿設することを要旨とするものである。
【００１７】
請求項３記載の本発明によれば、基盤の上面に金属製素材を設けることで、この金属製素材が風によって冷却されることにより、その裏面に存在する水を含んだ基盤の低温化が促進される。そして、金属製素材によって基盤表面からの水の蒸発散が低減され、保水時間を延長できる。
【００１８】
また、表面を金属製素材で覆っても、これには孔が穿設してあるから基盤への水の拡散と空気の流通を発生させ、むれることを防げる。
【００１９】
さらに金属の光沢により太陽光を反射して熱吸収を低下させ、高温化が低減される。
【００２０】
金属の有する耐久性、変形しにくい特質により、基盤の劣化を防ぎ、耐久性が強化される。
【００２１】
請求項４記載の発明は、前記基盤の表面に断熱塗料を塗布することを要旨とするものである。
【００２２】
請求項４記載の本発明によれば、断熱塗料を塗布することで金属製素材を被覆した場合と同様の断熱効果が発揮できる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、前記基盤を、隙間を介して水平方向に複数並べ、この隙間を敷設面に到達する通水孔としてなることを要旨とするものである。
【００２４】
請求項５記載の本発明によれば、複数枚の基盤材を隙間を介して水平方向に並べるだけで、この隙間によって敷設面に到達する通水孔が形成されるから、敷設面に到達する通水孔を別途格別に穿設する必要がなく、加工、施工が容易である。
【００２５】
請求項６記載の発明は、保水性基盤材は平板状の紙製、コンクリート製またはセラミックス製であることを要旨とするものである。
【００２６】
請求項６記載の本発明によれば、ダンボールなどの使用が可能となり、基盤材の材料の入手が容易である。
【発明の効果】
【００２７】
以上述べたように本発明の高温化防止装置は、屋上の温度上昇を抑える手段として、ダンボールなどの単一材料による平板を単層もしくは重層し、これに通水用の孔を設けるだけでよいから、緑化などの場合に比較して維持管理が少なく、施工が容易で専門性がなく、特別の技術を有しない一般の人でも施工が可能であり、また、材料に保水性を有するものを使用したから、緑化同等の低温が保てるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の高温化防止装置の実施形態を示す縦断正面図、図２は同上要部の基盤材の平面図、図３は同上単層の状態を示す縦断側面図、図４は同上要部の状態を示す正面図で、本発明の高温化防止装置は、例えば建物の屋上などの床面に敷設するもので、ダンボールやコンクリート、セラミックスなどを材質とする平板を基盤材１とする。
【００２９】
基盤３は、図１のように重層構造であり、複数の基盤材１を垂直方向に重層して形成されている。また、図３のように厚みを有する基盤材１を基盤３とし、単層構造とすることもできる。
【００３０】
基盤材１の材料としてダンボールやコンクリート、またはセラミックスを採用した理由は、これらが、軽量で導水性、揚水性、透水性および保水性を一体化して備えるものであるからである。
【００３１】
この基盤材１に例えば図２のように放射方向に配列される多数の通水孔２を上下の垂直方向に穿設する。この通水孔２としては、浅いもの、深いもの、底部まで貫通するものなど、深さの異なるものが複数穿設されている。通水孔２は基盤材１の最上面となる表面面積の２５％以内がよく、それ以上の場合、基盤材１の型崩れが生じる。
【００３２】
そして、かかる平板状の基盤材１の複数枚を垂直方向に重層して基盤３を形成するとともに、水平方向に並列させて基盤集合体３ａを構成する（図１、４参照）。この状態で、各基盤材１に穿設してある通水孔２が垂直方向で連通し、全体として浅いもの、深いもの、屋上の床面などの敷設面６に到達して貫通するものなど、深度の異なる通水孔２が基盤３に形成される。
【００３３】
各基盤材１を重層するとき、基盤材１の間には接合面に水の通路となる隙間４を設け、また、基盤材１と敷設面６との間にも同様の隙間４を設けることができる。この隙間４は例えばスペーサとなる部材を配置して形成されている。隙間４の大きさは数ｍｍであり、基盤材１の性状などに応じて調整する。なお、基盤材１の表面が粗面状であるような場合には、自然に隙間４が生じるので、新たに隙間４を設けなくてもよい。これらの隙間４を介して水は移動し、基盤３における給水路や揚水路の役割を果す。
【００３４】
さらに各基盤材１（基盤３）を水平方向に連続させ繋げるときも、図４のように各基盤材１の間に隙間７を設けることで、この隙間７が敷設面６に到達する通水用の貫通孔（通水孔２）として形成される。
【００３５】
以上のようにして複数の基盤材１が重層されるとともに水平方向にも連続して並設されて構成された基盤３（基盤集合体３ａ）は、通水孔２と隙間４および隙間７によって各層への保水と底部への給水とが可能になり、上部からの給水（雨水を含め）と下部からの揚水が生じる。これにより、基盤３全体の保水によって基盤重量の４０％保水が可能となり、また、その保水した水分は徐々に減少し、全体の水分が蒸発し基盤３内から外へ出るのは５〜１０日程度必要となり、十分な保水機能を備えるものとなる。
【００３６】
ダンボール製の基盤３の吸水・保水率は重量に対し１００％以上を示すが、紙であるため、持ち上げると、型崩れが生じる欠点がある。これに対しては、前記のように重層（例えば３枚重ねる）構造とすることで強度を増す。この場合、重層構造を維持するために基盤３全面で各層を固定する必要はある。
【００３７】
このダンボール製の基盤３の特性は吸水率のよさと、乾燥が速いことであり、高温風によって蒸発散が速く、水分の保持力は小さい。それは土のように保水率１０％でもその維持は３日間継続するのとは異なり、１０％の保水率は気温３０℃、風力４ｍでの状態で６時間以内で消失する。
【００３８】
しかし、保水の継続性に関しては水分の保持力をもった屋上緑化には劣る。そこでこの課題に対し、ダンボール製の基盤３に一旦含まれた水分を徐々に蒸発散させる方法が必要となる。その方法は、保水性の基盤３表面にアルミニウムなどの、太陽光を反射し、高熱性がない（伝熱性の高い）金属製素材で覆うことにある。金属製素材は薄膜状の金属薄板として用いるのがよい。
【００３９】
図５、図６はその一例を示し、基盤３の少なくとも上部、すなわち最上層の基盤材１の表面に、多数の通水用の孔８を穿ったアルミホイルなどの軽量で加工しやすく、低価格の金属薄板９を設置する。金属薄板９は、金属製素材の温まってすぐ冷める性質、特に風によって冷却される機能を有し、かかる金属薄板９で基盤材１の表面（上面および側面）を覆うことで、表側は温められても裏側に水分を含んだ基盤材１の低温化が促進される。
【００４０】
次に作用について説明する。建物の屋上の床面などの敷設面６に本発明の基盤３を敷設した場合、上部からの給水（雨水を含む）では水が下方へ移動する特性を利用し、基盤３上面から底面に貫通する通水孔２、また、上面から各層に達する通水孔２や隙間７を利用する通水孔２を設けてあるから、これらの通水孔２に流下した水がさらに隙間４を通って各層に浸透するとともに底面に達しここに給水され、さらに敷設面６との隙間４を介して底面全体に水平方向に拡散し、それが再び基盤３に吸収（揚水）されて保水量が増す。
【００４１】
また、重層構造による層と層の接合面を密着しない構造によって、その隙間４に水が拡散し吸水面積が増して吸水速度を高め、上部からの給水を基盤３全体に無駄なく拡散させる。
【００４２】
そして、多数の通水孔２および隙間４、隙間７は基盤３への水の拡散と、空気の流通を起し、蒸れることや嫌気状態になることを防ぐ。
【００４３】
また、基盤３表面からの蒸発散の低減を行い、保水の継続時間を延長させる働きがある。
【００４４】
さらにアルミホイルなどの光反射の大きい金属薄板９で表面を被覆してあるから、その光沢は太陽光に反射し、熱吸収を低下させ高温化を低減する。また、基盤３が吸水し保水した水分の蒸発散を緩やかにする。さらに、金属製素材（金属薄板９）の表側で生じる冷却機能により基盤３への熱の伝達を遅らせ、基盤３に対して熱量を低減し低温化の促進を行う。
【００４５】
また、金属製素材の堅牢性や耐水性によって、ダンボール製の基盤３を表面から保護し、劣化や型崩れを防止して耐久性を向上させる。
【００４６】
なお、ダンボール製の基盤３の乾燥時重量は３層の場合、２Ｋｇ／ｍ２以上で水を１００％吸水した場合は４Ｋｇ／ｍ２以下である。これは屋上緑化の荷重条件さらには一般的な屋上やバルコニーに積載可能な荷重の基準内にある。
【００４７】
このダンボール基盤３は工業製品化した場合はロール状として、絨毯と同様の扱いで敷くことができる。人手での製作は例えば空きダンボール箱を解体して平板状としてそれを水平方向に複数並べ、風などでの移動を防止するためにアンカーもしくは置石などで固定し、雨水だけでなく必要に応じて打ち水することで基盤３の低温化を促進できる。
【００４８】
そして、ダンボール製の基盤３は紙製であるから、使用後不要になれば資源ゴミとして、金属薄板９は金属ゴミとしてそれぞれリサイクルされる。
【００４９】
図７は、アルミホイルで被覆したダンボール製の基盤３による低温化効果の実験結果である。日中に打ち水することでコンクリート床の表面温度に対しアルミダンボール（基盤３）の表面で−６℃、アルミダンボール下コンクリート床（敷設面６）では−４℃を示し、午前中の熱蓄積があり、基盤３が高温化してしまった場合であっても低温化することが示された。このときのダンボール製の基盤３の保水率は８３％、約３時間で１６％減少し、この減少による気化熱が低温化を促進させたと考えられる（図７参照）。
【００５０】
午前中、コンクリート床や基盤３が高温化する前に打ち水をして熱蓄積を低減させたのが図８で、コンクリート床の表面温度が最高４７℃に対し、アルミダンボール（基盤３）の表面は４２℃、アルミダンボール下コンクリート床（敷設面６）の表面は３８℃を示し、低温化されることがわかった。
【００５１】
この図７、図８には示されていないが、アルミホイルなどの金属製素材の被覆による低温効果はアルミホイルなどで被覆しない場合と比較すると、顕著であった。図９に保水性基盤材１として、後述する軽量・ソフトコンクリート製の基盤３による実施例を示す。アルミホイルで覆わない態様の基盤３（ソフトコンクリート平板）に対してアルミホイルで表面を覆った基盤３（ソフトコンクリート平板表面アルミホイル）の表面温度では５〜７℃の低温を示した。基盤３の表面温度も敷設面６も目標とする範囲にあり、コンクリート製基盤３による本発明の高温化防止装置でも低温化を促進することが明らかになった。
【００５２】
なお、断熱効果を発揮する材料としては、アルミホイルなどの金属性素材（金属薄板９）に限定されるものではなく、同様の断熱効果を発揮する断熱または熱反射塗料を基盤３の表面に塗布することもできる。このような断熱塗料としては、例えば特開２００２−１０５３８５号公報に記載されたアルミノ珪酸ソーダガラス含有の塗布式断熱材が挙げられる。またこれに相当する断熱塗料は商品名ガイナとして市場で入手できる。
【００５３】
このように簡易的にはダンボールや厚紙などの紙製でも基盤３が成り立つが、紙製では基盤３の耐久性に乏しい。耐水性不足による基盤３の型崩れという問題があることから、基盤３としては、紙製より強度を持ち耐久性が高く、基盤３に含んだ水分が徐々に蒸発散する性状を有するコンクリートやセラミックスを用いるとよい。
【００５４】
コンクリートを採用する場合、保水性コンクリート製とするのが好ましい。保水性コンクリートの一例は、軽量粗骨材および軽量細骨材を配合した軽量コンクリートのセメントマトリックス硬化体中に、植物繊維で軽量粗骨材の粒子間が連絡された通水網組織を形成してなる軽量・ソフトコンクリートである（特開２００７−３１４３６７号公報参照）。この軽量・ソフトコンクリートは、乾燥重量をＷ１、飽水重量をＷ２としたとき、含水率（％）（＝１００×（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）が６０％以上を示し且つ含水率６０％のときの比重が１以下である。軽量粗骨材としてはゼオライト、軽量細骨材としてはバーミキュライト、セメントとしてはＭｇＯおよびＰ2Ｏ5を主成分とする低ｐＨセメント、植物繊維としては綿、をそれぞれ用いるとよい。
【００５５】
実施例で使用した保水性コンクリート製の基盤３は、平板状に成形された基盤材１により形成されている。構造的にはダンボール製の基盤３と同様、通水孔２や隙間４、７を有している。通水孔２としては、浅いもの、深いもの、底部まで貫通するものなど、深さの異なるものが複数穿設されている（図１、３参照）。通水孔２は基盤３の最上面となる表面面積の６０％以内にすることでより速い吸水を導きだすようにした。
【００５６】
さらにダンボール製の基盤３がもつ軽量性も要求される。実施例で使用した保水性コンクリート製の基盤３は３ｃｍ厚で乾燥時重量１１Ｋｇ／ｍ２、含水率５０％時重量１６Ｋｇ／ｍ２であり、屋上緑化での荷重条件の範囲内にある。屋上緑化の荷重例として、土壌厚１０〜１５ｃｍ＋排水層５ｃｍのケイソイル・草花名人工法の場合、１１０〜１５０Ｋｇ／ｍ２（十分に水分を含んだ状態）である。
【００５７】
図１０は、軽量・ソフトコンクリート製基盤３の表面にセラミック断熱塗料（商品名シスタコート）を塗布した実施例である。断熱塗料を塗布した基盤３の表面温度（塗布有）は塗布しないもの（通常）より１０℃前後低下し、屋上の表面温度（比較地点屋上）より１５℃前後低下することが明らかになった。発明者の観察では、断熱塗料は基盤３の表面（上面と側面）に塗布するとともに、裏面に塗布するのも有効であった。
【００５８】
さらに、断熱塗料を塗布した保水性コンクリート製基盤３に雨水や打ち水などで吸水させることにより低温化がいっそう促進する。実施例によれば、含水率３０重量％に保水した状態の基盤３の表面温度（塗料表・ウェット）が、屋上の表面温度（比較地点屋上）に対し２０℃前後低下した。また屋上床下の室内天井温度は、基盤３を設置しない部分（比較地点天井裏）と比較し、基盤３を設置した部分（ブロック下天井裏）は５℃前後低下した。（図１０参照）。
【００５９】
保水性基盤材１としては、セラミックスを用いることもできる。セラミックスを採用する場合、多孔質セラミックス製とするのが好ましい。多孔質セラミックスとしては例えば、特開２００５−２３９４６７号公報に記載された内部に扁平状の連続貫通気孔を持つスポンジ状のセラミックス（発泡セラミックス）が挙げられる。またこれに相当する製品は商品名ハイセラとして市場で入手できる。
【００６０】
コンクリート製やセラミックス製の基盤３においても、重層構造を維持するため、各層がずれないように一体化されることが望ましい。例えば、基盤３を建物の屋上などに設置する際、金具などの固定部材を利用して基盤３を位置決めし固定する。図１１に固定部材によって基盤３を折板屋根に設置する施工例を示す。折板屋根１０の凸部１０ａにはベース金具１１が設けられており、基盤３はベース金具１１で支持されている。ベース金具１１には固定部材となる端金具１２の一端が固定される。端金具１２の他端は基盤３の端縁部を位置決めして固定するとともに、基盤３の上部に被覆される金属製素材（金属薄板９）が風などで移動するのを防止する機能も有する。各基盤３の間に隙間７を設けることで、この隙間７は通水孔２として形成される。このように敷設面６となる建物の屋上などが凹凸を有する場合であっても、基盤３を設置することができる。
【００６１】
図１１の施工例はダンボール製の基盤３にも適用可能である。また、折板屋根１０の凹部１０ｂに仕切りを設けて貯水空間１３を形成し、基盤３への給水手段を構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す要部の基盤材の平面図である。
【図３】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す要部の単層の状態を示す縦断側面図である。
【図４】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す要部の状態を示す正面図である。
【図５】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す基盤材に金属薄板を被覆した状態の斜視図である。
【図６】本発明の高温化防止装置の実施形態を示す基盤材に金属薄板を被覆した状態の正面図である。
【図７】ダンボール製基盤に日中、打ち水をした場合の低温化を示すグラフである。
【図８】ダンボール製基盤に午前中、打ち水をした場合の低温化を示すグラフである。
【図９】保水性コンクリート製基盤に金属薄板を被覆した場合と被覆しない場合の低温化を比較するグラフである。
【図１０】保水性コンクリート製基盤に断熱塗料を塗布した場合と塗布しない場合の低温化を比較するグラフである。
【図１１】固定部材によって基盤を折板屋根に設置した状態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基盤材 ２ 通水孔
３ 基盤 ４ 隙間
３ａ 基盤集合体
６ 敷設面 ７ 隙間
８ 孔 ９ 金属薄板（金属製素材）
１０ 折板屋根
１０ａ 凸部 １０ｂ 凹部
１１ ベース金具 １２ 端金具（固定部材）
１３ 貯水空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、保水性基盤材からなる基盤を形成し、基盤の敷設面に到達する通水孔と前記敷設面に達しない通水孔とを上部から下部に向けて設けたことを特徴とする高温化防止装置。
【請求項２】
建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、複数の保水性基盤材を垂直方向に重層して基盤を形成し、各層に達する通水孔と基盤の敷設面に到達する通水孔とを上層から下層に向けて設けたことを特徴とする高温化防止装置。
【請求項３】
前記基盤上部を金属製素材で被覆し、この金属製素材に前記基盤に設けた通水孔に連通する孔を穿設する請求項１または請求項２に記載の高温化防止装置。
【請求項４】
前記基盤の表面に断熱塗料を塗布する請求項１または請求項２に記載の高温化防止装置。
【請求項５】
前記基盤を、隙間を介して水平方向に複数並べ、この隙間を敷設面に到達する通水孔としてなる請求項１から請求項４のいずれかに記載の高温化防止装置。
【請求項６】
前記保水性基盤材は平板状の紙製、コンクリート製またはセラミックス製である請求項１から請求項５のいずれかに記載の高温化防止装置。
【請求項１】
建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、保水性基盤材からなる基盤を形成し、基盤の敷設面に到達する通水孔と前記敷設面に達しない通水孔とを上部から下部に向けて設けたことを特徴とする高温化防止装置。
【請求項２】
建物の屋上などに設置する高温化防止装置であって、複数の保水性基盤材を垂直方向に重層して基盤を形成し、各層に達する通水孔と基盤の敷設面に到達する通水孔とを上層から下層に向けて設けたことを特徴とする高温化防止装置。
【請求項３】
前記基盤上部を金属製素材で被覆し、この金属製素材に前記基盤に設けた通水孔に連通する孔を穿設する請求項１または請求項２に記載の高温化防止装置。
【請求項４】
前記基盤の表面に断熱塗料を塗布する請求項１または請求項２に記載の高温化防止装置。
【請求項５】
前記基盤を、隙間を介して水平方向に複数並べ、この隙間を敷設面に到達する通水孔としてなる請求項１から請求項４のいずれかに記載の高温化防止装置。
【請求項６】
前記保水性基盤材は平板状の紙製、コンクリート製またはセラミックス製である請求項１から請求項５のいずれかに記載の高温化防止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１７４２４０（Ｐ２００９−１７４２４０Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６０６０（Ｐ２００８−１６０６０）
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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