平らな屋根

平らな屋根は、多くの種類の傾斜屋根とは対照的に、ほぼ水平な屋根です。屋根の傾斜は正確にはピッチと呼ばれ、平らな屋根の最大傾斜は約10°です。 ^{[1]平らな屋根は主に}乾燥した気候で使用されている古代の形式で、屋根スペースを居住スペースまたはリビングルーフとして使用できます。平らな屋根、または「低勾配」屋根は、世界中の商業ビルでもよく見られます。米国を拠点とする全米屋根工事業者協会は、低勾配屋根を勾配が3/12 (1:4) 以下のものと定義しています。^[2]

平らな屋根は世界中に存在し、それぞれの地域には、使用される材料に関する独自の伝統や好みがある。温暖な気候で降雨量が少なく凍結が起こりにくい地域では、多くの平らな屋根は単純に石積みやコンクリートで作られており、これは太陽の熱を遮るのに優れており、木材が容易に入手できない場所でも安価で簡単に作ることができる。屋根が雨で浸水したり漏水したりする可能性がある地域、またはレンガに染み込んだ水が凍結して「吹き飛ばし」（形成される氷の膨張によりモルタル/レンガ/コンクリートが破壊される）につながる可能性がある地域では、これらの屋根は適していない。平らな屋根は、エジプト、ペルシャ、アラビアの建築様式の特徴である。^[3]

世界中で、多くの近代的な商業ビルの屋根は平らです。屋根は通常、より深いプロファイルの屋根板（通常 40 mm 以上の深さ）で覆われています。これにより、屋根板の耐水性が非常に高くなり、屋根板の長さが 100 メートルを超える場合もあります。このタイプの屋根の傾斜は、板の長さに応じて通常 1 ～ 3 度です。

平らな屋根や傾斜の緩い屋根を覆うのに使用されるシート状の材料は、通常メンブレンと呼ばれ、これらのメンブレンの主な目的は屋根部分の防水です。平らな屋根を覆う材料は、通常、わずかな傾斜または反りから雨樋システムに水が流れ落ちるようにします。庭小屋などの平らな屋根からの水は、屋根の端から自由に流れ落ちることがありますが、雨樋システムは壁と基礎の両方を乾いた状態に保つのに便利です。小さな屋根の雨樋は、多くの場合、水を直接地面に流しますが、特製の排水溝に流す方がよいでしょう。大きな屋根の雨樋は通常、建物が建っているエリアの雨水排水システムに水を流します。ただし、時には、美観上の目的や雨水の緩衝のために、平らな屋根が水をプールに集めるように設計されることもあります。

西洋諸国のほとんどの平らな屋根では伝統的に、建物の防水性を保つためにルーフデッキの上にフェルト紙を使用しています。フェルト紙は、太陽の熱、紫外線、天候を防ぎ、ひび割れ、ふくれ、劣化を防ぐために、ビチューメン（アスファルトまたはタール）のフラッドコートで覆われ、次に砂利で覆われています。ルーフデッキは通常、厚さ約18mmの合板、チップボード、または配向性ストランドボード（OSB、スターリングボードとも呼ばれる）、スチール、またはコンクリートでできています。ビチューメンのモップは、やかんで熱した熱い液体として、2回以上（通常は3回または4回）塗布されます。ビチューメンのフラッドコートをフェルトの上に塗布し、熱いビチューメンに砂利を埋め込みます。

こうした伝統的な屋根が壊れる主な原因は、メンテナンスの無知または不足です。砂利コーティングは、下にあるタールが太陽の紫外線で分解するのを防ぎます。砂利は風や大雨、人が屋根の上を歩くことで移動することがあります。これにより、タールが天候や太陽にさらされます。紫外線はひび割れや膨れなどの材料の破損につながり、最終的には水が入り込みます。^[4]

屋根ふきフェルトは通常、ビチューメンを含浸させた「紙」または繊維材料です。砂利は、欄干壁やアップスタンドなど屋根から垂直に立ち上がるタール紙の表面を保護できないため、フェルトは通常ビチューメンでコーティングされ、砂利止めと呼ばれる金属板の雨押さえで保護されます。砂利止めは屋根ふきの終端であり、屋根ふきの下に水が流れ込むのを防ぎ、大雨で砂利の表面が洗い流されるのを防ぎます。

微気候や日陰のある場所では、フェルト屋根は材料の購入費用や敷設費用に比べて長持ちします。EPDMゴムなどの膜のコストは近年低下しています^{[いつ? ]}。

平らな屋根で漏水が発生した場合、水が浸透してデッキやその下の断熱材や構造物を浸すため、損傷に気付かないまま長期間放置されることがよくあります。これにより、腐食による高額な損害が発生する可能性があり、放置すると屋根の構造が弱まる可能性があります。カビの胞子を吸い込むと、人や動物に健康被害が生じます。この健康被害の重大さについては、いまだ議論が続いています。断熱材が濡れていると、「R」値は基本的に破壊されます。有機断熱材の場合、最も一般的な解決策は、損傷した部分を取り除いて交換することです。問題が早期に発見されれば、漏水を修理することで断熱材を救える可能性がありますが、陥没部分ができてしまうほど進行している場合は、手遅れになる可能性があります。

平らな屋根を維持する上で問題となるのは、防水カバーに水が浸透した場合、目に見える損傷を引き起こす前に、または建物内に漏れて目に見えるようになる前に、水が長い距離を移動する可能性があることです。そのため、修理するために漏れの原因を見つけるのは簡単ではありません。屋根の下のデッキが濡れると、たわんで水が溜まる余地ができて、問題がさらに悪化することがよくあります。

平らな屋根が壊れるもう 1 つの一般的な原因は、排水のメンテナンスが不十分なことです。排水口 (蛇口、排水溝、縦樋、雨どいなど) が砂利、葉、ゴミなどでふさがれてしまいます。これにより、水圧ヘッド (水が深いほど圧力が高くなります) が発生し、小さな穴や亀裂に水が流れ込む可能性があります。寒冷な気候では、水たまりが凍り、氷が膨張して屋根の表面が割れることがあります。そのため、平らな屋根をメンテナンスして、過度な修理を避けることが重要です。

タールを塗った平らな屋根の品質を考える上で重要なことは、一般的な用語「タール」が、タールまたはピッチ（木材樹脂から得られる）、コールタール、アスファルト、ビチューメンなど、かなり異なる製品に当てはまるということを知ることです。これらの製品の中には、木材に浸透するかどうか、抗真菌性、日光、天候、さまざまな温度への露出に対する反応など、それぞれが異なる特性を持っているため、使用方法が入れ替わっているものもあり、不適切に使用されることもあります。

現代の平らな屋根には、EPDM合成ゴム、ポリ塩化ビニル（PVC）、熱可塑性ポリオレフィン（TPO）などの工場で製造された単一の大型シートを使用できます。通常、品質は優れていますが、ワンピースのメンブレンはシングルプライと呼ばれ、今日多くの大型商業ビルで使用されています。1メートル幅のものが広く入手可能な改質アスファルトメンメンブレンは、取り付け工程でホットシーミングまたはコールドシーミング工程で接着されますが、このとき、労働者のスキルとトレーニングが、達成される屋根保護の品質を決定する上で大きな役割を果たします。ワンピースメンブレンを使用しない理由には、実用性とコストがあります。ごく小さな屋根を除いて、巨大で重いメンブレンを持ち上げるのは難しい場合があり（クレーンまたはリフトが必要）、少しでも風が吹くと、メンブレンを制御して屋根にスムーズかつ適切に接着することが困難になる場合があります。

これらのシステムの詳細も、成功または失敗に影響します。一部のシステムでは、既製の詳細 (内角と外角、屋根を貫通するパイプのフラッシング、ケーブルまたは天窓のフラッシングなど) が膜メーカーから提供されており、メインシートにしっかりと接着できますが、タール紙などの材料の場合、通常はそうではありません。取り付け業者が現場でこれらの形状を構築する必要があります。成功は、主にスキル、熱意、トレーニングのレベルに依存し、結果は非常に異なる場合があります。

平らな屋根には、鉛（溶接または折り曲げ継ぎ）、錫（折り曲げ、はんだ付け、折り曲げ継ぎ）、銅などの金属も使用されます。これらは高価な選択肢であることが多く、盗難され、金属くずとして売却される危険性があります。

平らな屋根は、人の往来に敏感になりがちです。防水膜に亀裂や穴をあけるものは、簡単に雨漏りの原因になります。平らな屋根が機能しなくなるのは、たとえば、屋根で後続の作業が行われるとき、屋根を貫通する新しい配管やケーブルが設置されるとき、またはエアコンなどの設備が設置されるときです。屋根を離れる前に、信頼できる屋根職人を呼んで、屋根が適切に防水されていることを確認する必要があります。人の往来が多い場所では、適切な注意/警告標識を設置し、ゴムマット、木製またはプラスチック製のダックボードなどの通路を設置して、屋根膜を保護する必要があります。膜によっては、石やコンクリートの舗装を取り付けることもできます。1 回限りの作業の場合は、作業員が歩いたり立ったりするための古いカーペットや滑らかな木の板で、通常は十分な保護が得られます。

モダニズム建築では、平らな屋根を居住空間と見なすことが多かった。ル・コルビュジエの理論的著作、特に『建築をめぐって』や、影響力のあったサヴォア邸、ユニテ・ダビタシオンでは、屋上テラスが目立つように描かれている。とはいえ、サヴォア邸の屋根は、サヴォア家が入居してすぐに雨漏りし始めた。第二次世界大戦でフランスがドイツ軍に屈したため、家族は国外に逃亡しなければならなかったため、ル・コルビュジエは家族からの訴訟を辛うじて免れた。

保護膜屋根（PMR）は、防水膜の上に断熱材または別の材料が配置されている屋根です。現代の緑の屋根は、保護膜屋根の一種です。この開発は、荷重を支えるのに耐性のある防水膜材料の開発と、水によって簡単に損傷しない断熱材の開発によって可能になりました。PMR構造では、押し出し成形されたポリスチレン製の硬質パネルがよく使用されます。PMR設計の主な利点は、カバーが防水膜を熱衝撃、紫外線、および機械的損傷から保護することです。^[5]保護膜屋根構造の潜在的な欠点の1つは、風による硬質フォームパネルの移動を防ぐバラストの重量、または緑の屋根の植物や成長媒体の重量を支える構造強度が必要になることです。ただし、平らな屋根を温暖な気候で建設する場合は、積雪を支える必要があるため、いずれにしても追加の構造強度を考慮することが一般的です。

保護膜屋根は、屋根業界では「IRMA」屋根（「反転屋根膜アセンブリ」）と呼ばれることがあります。屋根用語としての「IRMA」は、一般的な商標です。もともと「IRMA」はダウ・ケミカル社の登録商標であり、「断熱屋根膜アセンブリ」の略で、ダウブランドの押し出しポリスチレン断熱材を使用して組み立てられたPMRを指していました。^[6]

芝生の屋根は、バイキングの時代から、あるいはそれよりずっと前から存在し、装飾的で耐久性のある屋根カバーとなっています。緑の屋根は、平らな屋根に表土またはその他の成長媒体を敷き、種をまく（または自然の成り行きで自生させる）ことによって作られてきました。目視による簡単な検査と、根を張った大きな植物の除去という形でのメンテナンスにより、これらの屋根は屋根の防水膜に優れたカバーと紫外線バリアを提供するという点で成功しています。一部のシステムでは、メーカーは防水膜の上に根バリア膜を敷くことを要求しています。適切に計画され取り付けられていれば、土や成長媒体の塊が建物に優れた熱緩衝材を提供できます。太陽の熱を蓄えて夜間に建物内に放出し、内部の温度をより均一に保ちます。突然の寒波も建物によって緩衝されます。

大きな緑の屋根で予想される問題の一つは、例えば夏の暑い天候で草や植物が乾燥すると、火が乾燥した場所に急速に広がる可能性があることです。さまざまな国が、例えば幅広の（部分的に装飾的な）砂利の帯で作られた防火区域を規定しています。

セダムは、持ち運びが簡単で、成長中ずっと地面近くに留まり、防水膜を傷つけない柔らかい根を持ち、季節ごとに緑、茶色、紫に色を変えて目に心地よい効果を与える多肉植物であるため、メンテナンスがほとんど必要ないことから、人気が高まっています。

水の流出と鉄砲水は、特に都心部など舗装が広範囲に渡る地域で問題になっています。雨が降ると（以前のように広い範囲で地面に排水するのではなく）、雨水システムのパイプが広大な舗装、路面、屋根から水を流します。建物が密集する地域が増えるにつれて、これらのシステムはますます対応力が低下し、にわか雨でもパイプから水が逆流し、大量の水を排出できずに洪水が発生します。緑の屋根を設置するなどして降雨を緩和することで、洪水を軽減または回避できます。雨は土壌/屋根の媒体に吸収され、屋根が濡れるにつれて少しずつ屋根から流れ落ちます。

平らな屋根のデッキを含むデッキの建設における現代的な（1960年代以降）発展は、特に居住エリアや商業施設の屋根として使用される場合に、複合鋼製デッキを構築することです。^[7]

アスファルトは脂肪族化合物で、ほとんどの場合、石油産業の副産物です。一部のアスファルトは本来の目的として石油から製造されていますが、これはより長持ちするアスファルト積層屋根 (BUR) 用に生産される高品質のアスファルトに限られます。アスファルトは熱によって加速される光酸化によって劣化します。劣化するにつれて、アスファルトの融点が上昇し、可塑剤が失われます。質量が失われるにつれて、アスファルトは収縮し、ワニ皮のような表面を形成します。アスファルトは水中でゆっくりと分解し、露出が長ければ長いほど、劣化が速くなります。また、アスファルトは油や一部の溶剤にさらされると容易に溶解します。

屋根用アスファルトには 4 つのタイプがあります。各タイプは、加熱して酸素を吹き込むことで作られます。プロセスが長ければ長いほど、アスファルトの融点は高くなります。したがって、タイプ I アスファルトはコール タールに最も近い特性を持ち、デッド レベル サーフェスでのみ使用できます。タイプ II は平坦であると考えられており、1 ⁄ 4 in-12 (1:48) の傾斜までの表面に適用できます。タイプ III は「急勾配」アスファルトと見なされますが、2 in-12 (1:6) までの傾斜に制限され、タイプ IV は「特別急勾配」です。欠点は、処理時間が長くなるほど寿命が短くなることです。デッド レベル ルーフでタイプ I アスファルトを防水および砂利接着剤として使用すると、コール タールとほぼ同等の性能を発揮します。アスファルト ルーフは、修理や互換性のある製品での再コーティングによってライフサイクルを復元することでも持続可能です。このプロセスは、環境への影響をほとんど与えずに、コストを大幅に節約しながら必要に応じて繰り返すことができます。

アスファルト BUR は、補強プライとアスファルトの多層構造で、防水層の冗長性を形成しています。積層屋根の反射率は、使用する表面材によって異なります。最も一般的なのは砂利で、アスファルト屋根と砂利屋根と呼ばれています。アスファルトの劣化は、ますます懸念されています。紫外線はアスファルトの表面を酸化し、チョークのような残留物を生成します。可塑剤がアスファルトから浸出すると、アスファルト積層屋根は脆くなります。ひび割れやワニ口が必然的に発生し、水がシステムに浸透して、膨れ、ひび割れ、漏れが発生します。他のシステムと比較すると、アスファルト屋根の設置にはエネルギー集約型であり (高温プロセスでは通常、熱源として LP ガスを使用)、大気汚染の一因となります (設置中にアスファルトから有毒な温室効果ガスが失われます)。

エチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM) は、入手しやすく、簡単に適用できるため、単層屋根材で最も一般的に使用されている合成ゴムです。継ぎ目とディテールは長年にわたって進化しており、工場で貼り付けられたテープを含む多くの膜により、迅速、簡単、信頼性が高く、設置が迅速化されています。これらのテープを追加することで、労力が最大 75% 削減されました。

低コストの膜ですが、適切な場所に適切に適用すれば、保証寿命は30年、期待寿命は50年に達します。

設置方法には、バラスト、機械取り付け、完全接着の 3 種類があります。バラスト屋根は、大きな丸い石またはスラブで固定されます。機械取り付け屋根膜は釘で固定され、風速がそれほど高くない用途に適しています。欠点は、釘が防水膜を貫通することです。正しく固定されていれば、膜は「自己ガスケット」となり、漏れることはありません。完全接着設置方法は、3 つの方法の中で最も長く性能を発揮します。

最先端の EPDM は、ポリエステル フリースの裏地と組み合わされ、特許取得済みのホットメルト接着技術で製造されており、フリースの裏地と膜の間に一貫した接着強度を提供します。これにより、製品の収縮が大幅に解消され、最大 300% まで伸びて、季節を問わず建物とともに移動できます。フリースにより、穿刺および引き裂きに対する耐性が大幅に向上します。フリースの裏地付き 1.1 ミリメートル (45 ミル) EPDM は、1.5 ミリメートル (60 ミル) の裸の EPDM よりも 180% 強力です。フリース裏地付き EPDM の引き裂き強度は 39.9 kN/m (228 lbf/in) で、フリース補強なしの EPDM の 13.1 kN/m (75 lbf/in) と比較して、非補強膜の 3 倍以上の強度です。

この熱硬化性ポリマーは長期耐候性があることで知られており、温度や紫外線の変動に耐えることができます。また、エネルギーの節約にもなります。

ブチノール屋根材は、合成ゴム、具体的にはブチルゴムから作られた屋根材の一種です。優れた耐久性、柔軟性、防水機能を備えているため、ニュージーランドや世界の他の地域では、平らな屋根や勾配の緩い屋根に広く使用されています。

ブチノール屋根材の主な特徴

• 耐久性: ブチノールは、長寿命で、大雨、強風、紫外線などの厳しい気象条件に耐えられることで知られています。
• 柔軟性: 材料は時間が経っても柔軟性を保ち、建物の自然な動きに対応し、ひび割れや漏れを防ぎます。
• 防水性：ブチノールは連続した膜を形成し、屋根を効果的に密閉し、水の浸入や損傷を防ぎます。
• 耐薬品性: 多くの化学物質に対して耐性があり、耐久性が向上し、工業用および商業用の建物を含むさまざまな用途に適しています。

ブチノールロールのサイズと重量

ブチノール屋根膜は、さまざまなニーズに対応できるよう、さまざまなサイズと重量で提供されています。

17.86mロール×1.0mm（30kg）黒 17.86mロール×1.5mm（45kg）黒とグレー^[8]

ブチノール屋根材の使用

ブチノールは屋根材として広く使用されており、ニュージーランドではその耐久性と柔軟性から平らな屋根に好まれています。^[9]特に平らな屋根や勾配の緩い屋根に好まれており、現代の建築の厳しい要件を満たす優れた特性を持っています。

クロロスルホン化ポリエチレン(CSPE) と塩素化ポリエチレン(CPE) は、1964 年から 2011 年に市場からほぼ完全に撤去/消滅するまで屋根材として使われていた非加硫合成ゴム屋根材です。より一般的にはハイパロンと呼ばれています。この製品は通常補強されており、メーカーによっては、継ぎ目を熱溶接 (両方の膜が新品の場合) するか、溶剤ベースの接着剤で接着することができます。

しかし、時間が経つにつれて、この材料は硬化し、ネオプレンや EPDM などのほとんどの熱硬化性材料と同様の特性を獲得します。1990 年代後半に環境問題が浮上した後、企業は一般的な接着剤や結合剤の一部に関して圧力を感じ始め、一部の管轄区域では CSPE 膜の使用を制限する規制が可決されました。これにより、多くのメーカーが屋根材を製造する新しい方法を急いで開発するようになり、コストが上昇するとともに耐久性に関する懸念も高まりました。

2009年6月、ハイパロンの製造元であるデュポン社は同製品の生産を中止し、数年のうちにほぼすべての大手メーカーがそれに続きました。その結果、CSPEとCPEは米国では屋根用膜として入手できなくなり、補修材は他の膜に比べて極めて希少または高価になりました。^[10]

改質アスファルト膜は、シングルプライのハイテク配合とプレファブリケーションの利点と、積層屋根で使用される従来の屋根設置技術を組み合わせたハイブリッド屋根システムです。膜は、工場で製造されたアスファルトの層で構成され、プラスチックまたはゴムの成分を使用して改質され、補強材と組み合わされています。^[11]

最終的な改質アスファルトシート製品は、通常、ロールの裏側をトーチで加熱して設置されますが、これは重大な火災の危険を伴います。このため、建物が火災に見舞われ、一部が全焼した際には、一部の自治体ではこの手法が禁止されました。この問題は、設置のトレーニングと認定、および現場での監督を必要とする厳格な仕様によって緩和されました。別の問題は、標準がないため、メーカーがシステムの老化特性を高めるために必要な APP が不十分な製品を製造できるようになったことです。

ビチューメンは、コールタールピッチとアスファルト製品の両方に適用される用語です。改質ビチューメンは、ヨーロッパ人が屋根用アスファルトの性能基準の低さに懸念を抱いた 1970 年代にヨーロッパで開発されました。蒸留プロセスの高度な方法によって除去された可塑剤の代わりに改質剤が追加されました。最も一般的な 2 つの改質剤は、イタリアのアタクチックポリプロピレン(APP) とフランスのスチレンブタジエンスチレン (SBS) です。米国では、1970 年代後半から 1980 年代前半にかけて改質ビチューメン化合物の開発が始まりました。

APP は、老化特性を高めるためにアスファルトに添加され、ポリエステル、グラスファイバー、またはポリエステルとグラスファイバーの膜に塗布されて、取り扱いやすい長さにカットされたシート製品を形成しました。

SBS は、低品質のアスファルトを改良するための改質剤として使用され、ゴムのような柔軟性を提供します。また、さまざまなキャリアに塗布され、取り扱いやすいロール状のシート製品として生産されています。

スチレンエチレンブタジエンスチレン (SEBS) は、シートの柔軟性と耐久性を向上させる配合です。

スチレン-イソプレン-スチレン (SIS) は、商業的に使用される別の改質剤です。SIS 改質ビチューメンはほとんど使用されず、主に自己接着シートに使用され、市場シェアは非常に小さいです。

新しい屋根や屋根の改修におすすめです。このタイプの屋根膜は一般に液体屋根と呼ばれ、冷たい液体屋根コーティングを塗布します。裸火やその他の熱源 (フェルトにトーチを当てる場合など) は不要で、ガラス繊維強化システムにより屋根の突起部や細部にシームレスな防水加工が施されます。システムはポリエステルやポリウレタン、ポリメチルメタクリレート(PMMA) などの柔軟な熱硬化性樹脂システムに基づいています。膜をペイントのように薄く塗布しすぎないことが重要です。薄く塗布すると失敗します。

英国では、液体コーティングは平らな屋根の改修市場で最も急速に成長している分野です。2005年から2009年の間に、英国の大手メーカーは、供給されたコーティングシステムで覆われた屋根の面積が70％増加したと報告しました。^[12] 冷間塗布型液体ゴムは、熱硬化性樹脂システムと同様の利点があり、塗布が速く、弾力性が高いという利点もあります。英国市場では比較的新しいものですが、米国市場では20年間にわたって効果的に使用されています。ただし、EPDMはポリオレフィンと同様に接着しやすい基材ではないため、EPDMの上に液体膜を塗布するのは簡単ではありません。

液体膜を塗布する際にはガラス繊維マットを埋め込むことが可能であり、その結果得られる硬化膜はかなり強化される。^[13]

ポリ塩化ビニル(PVC) 膜屋根は、ビニール屋根とも呼ばれます。ビニールは、化石燃料と塩という 2 つの単純な成分から作られています。石油または天然ガスを加工してエチレンを生成し、塩を電気分解して天然元素の塩素を分離します。エチレンと塩素を結合して二塩化エチレン(EDC) を生成し、さらに加工して塩化ビニルモノマー(VCM)と呼ばれるガスにします。

重合と呼ばれる次の段階では、VCM分子が鎖を形成し、ガスを細かい白い粉末（ビニル樹脂）に変換します。これが最終工程である配合の基礎となります。配合では、ビニル樹脂に耐久性のための安定剤、柔軟性のための可塑剤、色のための顔料などの添加剤を混ぜることがあります。^[14]

PVC 屋根は熱可塑性システムです。つまり、継ぎ目が熱溶接され、通常は膜自体よりも強力な永久的な防水結合を形成します。

PVC 樹脂は可塑剤と紫外線安定剤で改質され、グラスファイバー不織布マットまたはポリエステル織布スクリムで補強され、柔軟な屋根膜として使用されます。ただし、PVC は可塑剤移行 (可塑剤がシートから移行して脆くなるプロセス) の影響を受けます。したがって、厚い膜には、寿命にわたって柔軟性を維持するために、より大きな可塑剤の貯蔵庫があります。PVC は、元の PVC 配合の性能を高めるために、KEE (ケトンエチレンエステル) などの他のポリマーとブレンドされることがよくあります。このようなブレンドは、CPA (コポリマーアロイ) または TPA (トリポリマーアロイ) と呼ばれます。^[15]

ビニール屋根は、その本来の明るい色により、エネルギー効率の高い屋根材として適しています。黒い屋根の表面は直射日光の下では 50 °C (90 °F) も温度が上昇しますが、白い反射屋根は通常 5 ～ 14 °C (9 ～ 25 °F) しか上昇しません。研究によると、黒い PVC は白い屋根よりも 60 °F も高温になることが多いものの、黒いアスファルト屋根や EPDM 屋根よりも 40 °F も低温であることがわかっています。^{[16] [17]}

ビニール膜は屋根の防水にも使用できます。これは、緑化屋根や植栽屋根と組み合わせて使用​​される一般的な技術です。

熱可塑性ポリオレフィン（TPO）シングルプライ屋根は、2016年現在、商業用低勾配屋根材として最も人気のあるタイプです。^[18] TPO屋根膜は、TPOポリマーベース、ポリエステル補強スクリム中間層、およびTPOポリマートッププライの3層で構成され、工場で熱融合されています。TPO屋根膜は通常、45ミル、60ミル、および80ミルの3つの標準厚さで提供されます。標準的なTPO膜の色は白、灰色、および黄褐色で、ほとんどのメーカーからカスタムカラーも入手できます。TPO屋根の最も人気のある色は白です。これは、白いTPOの反射性、「クールルーフ」特性によるものです。白い屋根材を使用すると、「ヒートアイランド効果」と建物の太陽熱増加を減らすのに役立ちます。

TPO は他の熱可塑性プラスチックの優れた特性を示すが、他の熱可塑性プラスチックのように製品に可塑剤が添加されていない。この誤った分類は、この製品が 1990 年代初頭に導入され、業界で実証されていなかったときには意味があった。TPO は、外観と性能は似ているものの、TPO 膜の実際の化学的および物理的特性からはかけ離れた熱可塑性膜に分類されていた。可塑剤を含まず、化学的にはゴムに近いが、継ぎ目、突き刺し、引き裂き強度が優れている TPO は、将来の白い溶接可能なゴムとして宣伝された。2007 年から 2012 年にかけて、米国の主要 6 社すべての TPO 屋根材メーカーが報告した販売数では、材料と付属品の販売が他のすべての平らな屋根材の 4 倍に達した。^[19]

TPO 屋根システムは、熱溶接された強力な継ぎ目を特徴としており、接着剤やテープ継ぎ目を使用する他の屋根システムと比較して、継ぎ目の強度が優れ、漏れのリスクが軽減されます。

TPO 屋根システムは、完全に接着したり、機械的に固定したり、バラストを敷いたりすることができますが、バラストが屋根の表面を覆い、白い TPO の反射特性を無効にしてしまうため、TPO 屋根システムにバラストを敷くことはめったにありません。TPO の継ぎ目の強度は、EPDM 屋根システムの 3 ～ 4 倍高いと報告されています。可塑剤が添加されておらず、TPO は紫外線による劣化が非常に少ないため、これは「グリーン」建築の人気のある選択肢です。^[20]

FPO 対 TPO

フレキシブル熱可塑性ポリオレフィンは、業界では TPO (熱可塑性オレフィン) として一般的に知られている製品に付けられた正確な物理的および化学的名称です。

熱硬化性屋根システムは、熱可塑性プラスチックのような熱溶接システムとは対照的に、化学物質や接着剤を使用して結合されます。熱硬化性屋根の大部分は、通常、EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴムですが、CPE、ネオプレン、およびその他の熱硬化性屋根システムも存在します。^[21]熱硬化性屋根は、コーナーなどの形状に合わせて簡単に形成でき、オゾン、紫外線、風化、高熱、摩耗による損傷に非常に耐性があるため、優れた屋根材です。EPDM膜は、2枚のシートを結合するために感圧テープを使用して縫い合わされますが、CPE膜やCSPE膜などの他の熱硬化性システムは、化学的に結合することがよくあります。^[22]

一方、熱可塑性屋根システムは、熱溶接によって結合されるシステムであり、通常、より強力で耐久性のある結合を形成します。一般的な熱可塑性屋根システムには、TPOとPVCが含まれており、これらを合わせると熱可塑性屋根膜の90％以上を占めます。独特な形状に成形するのが難しいですが、その代わりに、熱硬化性屋根に比べて結合強度と耐久性に優れていますが、専門的なトレーニングとツールが必要になることがよくあります。^[23]

コールタールは芳香族炭化水素で、石炭産業のコークス化工程の副産物です。歴史的に、石炭が製鉄に使用されている場所では豊富に存在しています。コールタールは揮発により非常にゆっくりと劣化し、防水性と耐油性に優れた製品です。屋根はコールタールを加熱し、タール紙の層の間に塗布して覆われます。通常、コールタールは、勾配が1 ⁄ 4 in 12 (1:48) 以下の水平または平らな屋根への使用に限定されます。国際建築基準法では、勾配が1 ⁄ 4 in 12 未満の屋根への使用が認められている唯一の屋根材です。同基準法では、勾配が1 ⁄ 8 in 12 (1:96) の屋根にも使用できます。^[24]コールタールは、暖かい気温で柔らかくなり、自己修復する傾向があります。通常、屋根を紫外線、雹、歩行者から保護するため、また防火のために砂利で表面を覆います。コールタールは、持続可能で再生可能な、極めて長いライフサイクルを提供します。製造と屋根の建設にはエネルギーが必要ですが、定期的なメンテナンスによる耐久性が実証されているため、長年の使用が可能です。50 ～ 70 年の使用も珍しくなく、中には 1 世紀以上も使用できるものもあります。現在、コールド プロセス (ケトルを使用しない) コールタール ピッチ製品があり、一般的なホット プロセス バージョンに伴う煙がほぼすべて排除されています。

コールタールピッチはアスファルトと混同され、アスファルトはコールタールピッチと混同されることがよくあります。どちらも黒色で、屋根材として使用する場合は釜で溶かしますが、類似点はそれだけです。

ガラス強化プラスチック (GRP) 屋根は、高品質の調整済み合板または配向性ストランドボード (OSB) デッキの上に現場で貼り付けられた単層の GRP ラミネートです。屋根は、あらかじめ成形された GRP エッジ トリムと、あらかじめ着色されたトップコートで仕上げられています。

GRP は耐久性と軽量性に優れているため、トラックの翼や屋根、ボート、池、自動車のボディパネルなど、さまざまな用途に最適な建築材料です。また、GRP は高温に耐え、化学薬品に耐性があるため、タンクや地下パイプなどの過酷な産業環境でも使用されています。

他の屋根材とは異なり、GRP は実際には屋根材ではなく、小型船舶の建設に適した特性を持っています。小規模な住宅設備によく使用されますが、大規模なプロジェクトで使用すると通常、早期に故障します。安価な材料であるだけでなく、頑丈で柔軟性に富み、腐食しません。

金属は、傾斜屋根と平らな屋根の両方に使用できる数少ない材料の 1 つです。平らな屋根や勾配の緩い屋根は、傾斜屋根と同様に、鋼、アルミニウム、亜鉛、または銅で覆うことができます。ただし、金属の屋根板は平らな屋根には実用的ではないため、屋根業者はスタンディングシームとネジ留めの金属パネルを推奨しています。金属は短期的には高価なオプションになる可能性がありますが、金属屋根は優れた耐久性と簡単なメンテナンスにより、長期的には通常、費用を節約できます。2005 年の Ducker International の調査では、金属屋根の年間平均コストは 1 平方メートルあたり 3.2 ドル (0.30 ドル/平方フィート) であるのに対し、単層屋根は 6.1 ドル/平方メートル⁽ 0.57 ドル/平方フィート)、積層屋根は 4.0 ドル/平方^メートル(0.37 ドル/平方フィート) であることがわかりました。^[25]

金属屋根は、最も環境に優しい屋根材の選択肢の 1 つでもあります。ほとんどの金属屋根材にはすでに 30 ～ 60% のリサイクル材が含まれており、製品自体も 100% リサイクル可能です。リサイクル可能なスクラップ金属の価値は、住宅所有者にもメリットをもたらします。屋根を交換する際に、古い屋根のスクラップ金属を売却して、元の材料費の大部分を回収できる可能性があります。

平らな屋根は、部屋のスペースをすべて（屋根の下と上）完全に使用できるため、最もコスト効率の高い屋根の形状です。表面積が小さいため、平らな屋根は必要な材料が少なく、通常は傾斜屋根よりも強度があります。^{[26]このスタイルの屋根は、}ソーラーパネルや屋上庭園などの屋外レクリエーション用に十分なスペースを提供します。丈夫な防水膜を適用すると、緑の屋上植栽計画 に最適な基盤が形成されます。

切妻屋根が一般的でなかったり、スペースが限られている場合は、平らな屋根を生活空間として利用し、屋根付きのキッチン、浴室、リビング、寝室を設けることができます。第三世界の国々では、このような屋根は洗濯物を干す場所、保管場所、さらには家畜を育てる場所としてよく使われています。^{[27]その他の用途としては、}鳩小屋、ヘリポート、スポーツエリア（テニスコートなど）、レストランの屋外席などがあります。 ^[28]

平らな屋根は通常、水をはじくように設計されていますが、雪解け水などにより水たまりができやすい場合があります。^[29]また、平らな屋根は、寄棟屋根やマンサード屋根よりも強風により浮き上がりやすい傾向があります。^{[30] [31]}

平らな屋根は、適切にメンテナンスすれば長持ちします。一部の査定者は平均寿命を 10 年としていますが、これは設置されている平らな屋根システムのタイプによって異なります。一部の古いタールと砂利の屋根職人は、屋根が長期間放置され、多くの部分に多くの問題がない限り、BUR (タール、紙、砂利で作られた屋根) は 20 ～ 30 年は持つと認めています。これらの査定者にもかかわらず、調査された実際の平均は、屋根のタイプに応じて 12 ～ 27 年近くになり、120 年もつ屋根もあります。1900 年代初頭にさかのぼる BUR システムが設置されています。^{[引用が必要]}

現代の冷間塗布型液体膜は、30 年にわたって英国アグレマン委員会(BBA)によって耐久性が評価されてきました。BBA の承認は、特定のグラスファイバー屋根システムの適合性を判断するためのベンチマークです。ボートの修理に使用されるのと同じ樹脂などの標準的なグラスファイバーポリエステル樹脂を使用すると、屋根が硬すぎて建物の伸縮に対応できないという問題が発生します。防水膜として使用される目的に適した柔軟性/エラストマー樹脂システムは、時々検査するだけで何年も持ちます。このような膜は熱を反射するために石の破片を必要としないため、石が排水口を塞ぐリスクが低くなります。液体塗布型膜は、苔や地衣類に対しても自然に耐性があります。

一般的な平らな屋根のメンテナンス^[32]には、通常 48 時間以内に溜まった水を取り除くことが含まれます。これは、端の池には屋根排水口または排水口を追加し、屋根の中央の池には自動サイフォンを追加することで実現します。自動サイフォンは、逆リング状のスプリンクラー、庭用ホース、湿式/乾式掃除機、掃除機に設置されたチェック バルブ、およびデジタル タイマーを使用して作成できます。タイマーは 1 日に 2、3 回、1、2 分間作動し、ホースに水が入り始めます。タイマーはその後掃除機を停止しますが、ホース内の水の重さによりサイフォンは継続し、すぐに掃除機のチェック バルブが開きます。溜まった水の問題に対処する最適な時期は、新しい屋根工事の設計段階で、十分な勾配を設計に組み込んで溜まった水をなくすことができるときです。屋根から水を早く取り除くほど、屋根からの漏水が発生する可能性が低くなります。

すべての屋根は半年ごと、および大嵐の後には点検する必要があります。特に、屋根の貫通部周辺の雨押さえには注意が必要です。このような場所の急な曲がりは開く可能性があるため、プラスチックセメント、メッシュ、および小さな石工用こてで密閉する必要があります。さらに、ベース雨押さえの重ね継ぎ目の修理も行う必要があります。屋根の漏水や破損の 90% は雨押さえで発生します。もう 1 つの重要なメンテナンス項目は、無視されがちなことですが、屋根の排水口にゴミが溜まらないようにすることです。屋根の排水口が詰まると水が溜まり、建物にかかる「固定荷重」の重量が増加します。建物は、その重量に耐えられるように設計されていない可能性があります。さらに、屋根に溜まった水は凍結する可能性があります。多くの場合、水は雨押さえの継ぎ目に侵入して凍結し、継ぎ目を弱めます。

ビチューメンベースの屋根材の場合、メンテナンスにはタール紙を砂利で覆うという古い方法も含まれますが、現在はビチューメン屋根膜などに置き換えられており、風や波で動かされて削り取られ、むき出しの部分が増えないように「接着」する必要があります。接着剤は、私道コーティングのような外装グレードの接着剤であればどれでも使用できます。

メンテナンスには、まだ漏れていなくても時間が経つと漏れる可能性のある膨れ（剥離）や折り目を直すことも含まれます。タールがもろくなる涼しい朝に砂利を削り取り、切り開き、プラスチックセメントまたはマスチックとメッシュで覆う必要があるため、熟練した人の助けが必要になる場合があります。膨れに閉じ込められた水分は、修理する前に乾燥させる必要があります。

屋根コーティングは、太陽光（紫外線）による劣化を防ぎ、あらゆるタイプの平らな屋根の雨漏りを修復し、寿命を延ばすために使用できます。厚さ 0.75 ミリメートル（30 ミル）が使用されることが多く、完全に硬化すると、継ぎ目のない防水膜が形成されます。

赤外線サーモグラフィーは、夜間に屋根の写真を撮影して問題箇所を見つけるために使用されています。屋根が冷えているとき、肉眼では見えない湿った箇所は熱を放出し続けます。赤外線カメラは、湿った断熱材の部分に閉じ込められた熱を読み取ります。

高い太陽光反射率（太陽の可視光線、赤外線、紫外線の波長を反射し、建物への熱伝達を減らす能力）と高い熱放射率（吸収された、または反射されなかった太陽エネルギーの大部分を放出する能力）を実現できる屋根システムは、クール ルーフと呼ばれます。クール ルーフは、本質的に涼しい屋根、緑が植えられた屋根、または涼しい素材でコーティングされた屋根の 3 つのカテゴリのいずれかに分類されます。

• 本質的に涼しい屋根:白色または淡色の素材で作られた屋根膜は本質的に反射性があり、屋根材として最高の反射率と放射率の測定値を達成します。たとえば、熱可塑性白色ビニールで作られた屋根は、太陽光線の 80% 以上を反射し、建物が吸収する太陽放射の少なくとも 70% を放射します。アスファルト屋根は太陽放射の 6% から 26% しか反射しないため、建物内部への熱伝達が増加し、空調の需要が増加します。これは、運用コストと電力網の両方に負担をかけます。^[33]
• 緑化屋根:緑化屋根とは、防水膜の上に植えられた植物と生育媒体で部分的または完全に覆われた屋根のことです。緑化屋根は通常、断熱層、防水膜 (多くの場合ビニール製)、通常軽量の砂利、粘土、またはプラスチックでできた排水層、水は浸透するが細かい土粒子の浸食を防ぐジオテキスタイルまたはフィルター マット、生育媒体、植物、そして時には防風ブランケットなど、多くの層で構成されています。緑化屋根は、植栽媒体の深さと必要なメンテナンスの量に応じて、集約型または拡張型に分類されます。労働集約型で、大きな植物を育てるために相当の深さの土壌を必要とする従来の屋上庭園は集約型と見なされますが、拡張型の緑化屋根はほぼ自立型でメンテナンスが少なくて済みます。
• コーティング屋根:既存または新しい屋根を反射性にする方法の 1 つは、屋根の表面に特別に設計された白い屋根コーティング (単なる白い塗料ではない) を塗布することです。コーティングは Energy Star 認定を受けることができます。米国で入手可能な反射屋根製品の反射率と放射率の評価は、Cool Roof Rating Council の Web サイトで確認できます。^[34]

クール ルーフは、建物のエネルギー コストを短期的にも長期的にも節約します。クール ルーフ自体、コーティングされた屋根、植栽された屋根、または緑の屋根には、次のような効果があります。

• 白色または反射性の屋根は、通常、日中の周囲温度より 5～14 °C (9～25 °F) しか上昇しないため、建物の熱増加を軽減します。
• 屋根膜と建物の冷却装置の両方の寿命を延ばします。
• 屋根断熱材の熱効率を向上させます。これは、温度が上昇すると、屋根断熱材の熱伝導率も増加するためです。
• 暑い日には電力需要を最大 10 パーセント削減します。
• 結果として生じる大気汚染と温室効果ガスの排出を削減します。
• 北部の気候でも晴れた日（必ずしも「暑い」日ではない）にエネルギーを節約できます。

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