「地球温暖化」が進む今、なぜ融雪システムが必要か？
① 減る降雪量、増える『どか雪』
2021年8月、IPCCが評価報告書を提出。そこで、「人間の影響が
大気、海洋及び陸域を温暖化させてきたことには疑う余地がない」
と報告されました。
IPCCの評価報告書は、2015年には「パリ協定」採択へつながった
科学的な知見を評価するものです。
地球温暖化により降雪量が減少すると言われる中、なぜ融雪シス
テムが必要なのでしょう。それは、年間の降雪量は減るが、一度
に降る雪の量は増えるからです。
つまり、『どか雪』が増えるのです。
どか雪の原因のひとつには温暖化による海水温の上昇があります。
海水温の上昇にて大気中の水蒸気量が大幅に増えて雲が過剰発達します。
そこに強い寒気が流れ込むと増えた水蒸気が雪として落ちてくるので、一度に降る雪の量が増えるのです。
② 雪害の発生、つもった雪は『氷の塊』
軒先からせり出す『雪庇』はただの雪ではありません。
圧雪の状態で昼間に溶け、夜にまた凍りついていき、『氷の塊』になるのです。
また、近年は雪の降り方が極端化しており短時間で集中的に降る傾向にあります。
そしてこの大雪による被害も大きくなっており、2021年度は除雪の為に12道府県にて97人もの死者を出し、家屋の被害は全国で624棟にのぼります。
その為、雪庇と雪対策は忘れてはならない重要な安全対策なのです。
＊チェックポイント
下の写真は近年の雪の降り方や雪の事故に関する資料の一部です。写真をクリックすると拡大してご覧頂けます。
出典：国立研究開発法人 防災科学技術研究所 雪氷防災研究センター
出典：朝日新聞 2019年12月17日朝刊
著者：桑原 紀彦
出典：yahooニュース
著者：片山 由紀子
出典：新潟日報 2023年1月30日朝刊
雪国科学の融雪はひとりひとりの悩みに
最適な雪対策をお選びいただけます
雪国科学の融雪装置とは
本当に良いシステムとは何でしょうか？
雪国科学ではメンテナンスを含めた維持費が安い事、住宅より長持ちする寿命、シンプルな構造にする事、試し施工・追加施工がしやすい施工性、20年以上経っても上回るようなモノ出てこない程の高性能のシステムである事を目指しました。
屋根上への施工が可能になりました
毎年の雪下ろしが大変。危険も伴うし…時間のない朝の除雪、何とかならないかなぁ…お隣に雪が落ちてしまい迷惑をかけている…暖冬といえども、雪にまつわる悩みは尽きないものです。そんな皆様のお悩みを解決するのが雪国科学の融雪システム。でも、融雪システムなんてどこも一緒でしょ？というお考えもあるかもしれません。試しに少しだけでも施工してみませんか？1シーズン試し施工で、融雪能力、電気代金を確認してみて下さい。
今住んでいる屋根にテフロンヒーターをアルミテープで止めるだけ！
お客様がどのような状況でお困りか？によってシステムをご提案させて頂いております。
露出屋根融雪システム「オンリーワン®」
特殊アルミテープ
屋根上の過酷な環境でも耐えられるよう、特殊アルミテープは高い温度を加えると分子構造が結合し、より強固に接着する熱硬化型樹脂を使用。
特殊アルミテープの厚さ100μは最も効率的に熱を伝えられる厚みであり、素材のアルミは金属の屋根材よりも熱伝導率が高く素早く熱を伝えられる等、最もエネルギーを効率的に使用できます。
業界初のテフロンヒーター
『オンリーワン®』の最大の特徴は、既存の屋根の上に直接施工ができることです。そしてこれを可能にしたのが、最強樹脂テフロンです。
紫外線や酸、アルカリにも侵されず、抜群の電気絶縁性を誇り、しかも耐熱200℃近くもある『テフロン』。だからこそ、今までできなかった様な工事が可能になりました。
融雪設備の常識を覆す「オンリーワン®」
1.抜群の耐久性
テフロンヒーターの寿命はなんと半永久的！
融雪システムに使われるテフロンヒーターの寿命は半永久的、メンテナンスの心配もありません。
絶縁体にテフロンを使い、面状ヒーターの約16倍の厚さを被覆しているので耐性が段違い。漏電の心配もありません。
実際に高圧電線、温泉宿での融雪もしていますが漏電事故はなく、腐食での劣化による故障もありません。
抜群な耐久性の秘密は『テフロン』にあります。
2.高い熱効率と省エネ性能
電気代は従来のおよそ半減！
省エネのためにはいかに『熱を融雪に使うか』が重要です。
床暖房の話にはなりますが、実は国の検定試験では、4割の熱を逃がしている状態で優良とみなされています。
同じような構造の冬の屋根は床よりももっと寒く、5割の熱を逃がしている事もありました。
”屋根上施工”はもちろん、”屋根下施工”でも今まで逃がしていた熱を融雪に使用する為従来の半分の電気代で融雪出来るのです。
3.豪雪地帯でもしっかり融雪
積雪20ｍの豪雪地帯でも融かします
電気融雪は融けない、融け方にむらがあると思われていませんか？
実は電気代が高い、綺麗に融けていない融雪装置には必ず理由が有ります。
雪国科学の融雪システムは出力を自由に設定する事が可能。
実際450/㎡の強力な融雪能力で積雪20mの奥只見までしっかり融雪出来ています。
4.細かいピッチの調整が可能
単位面積当たりの融雪パワーを自由に設計
融雪システムに使われる“テフロンヒーター”は直径4㎜の細さとテフロンを使用した構造から50㎜までピッチを近づけることが可能。150Ｗ/㎡～500Ｗ/㎡まで、融雪パワーの調整が出来ます。
軽い雪の融雪から豪雪地帯での融雪まで地域や用途に合わせて最適な出力で融雪施工が出来ます。
5.施工場所を選びません
現場に合わせた施工方法が可能
本当にシンプルなシステムなので、どんなところにも施工ができます。
屋根はもちろん、軒先の形状に合わせて施工ができ、氷柱・雪庇対策も可能です。
湾曲面や垂直面、雨どい・ビルのパラペット部分にも施工できます。
6.折板屋根でも融雪施工が可能
折板屋根でも抜群の融雪能力
直接施工する自由度の高い『オンリーワン®』は、折半屋根でも施工が可能。
屋根上なので熱を無駄にせず、テフロンヒーターからアルミテープ、折半屋根へと熱を広げてしっかり融雪します。
ツララ対策に軒先や、出窓の屋根、笠木など落雪による危険防止にちょっとした場所にも施工できます。
オンリーワン®をさらに詳しく、
そして、融雪システムを選ぶ重要なポイント
融雪システムの省エネ検定というものはありませんが、床暖房の検定はあります。
理論的には同じなので紹介します。
BL(ベターリビング)の床暖房の「床上放熱効率」の試験が最も重要で、発熱体から放出された
エネルギーがどれだけ暖房に有効活用されたかを厳密に測定します。
ここで驚くべきことが起こります。
優良住宅部品としての床暖房の「床上放熱効率」の合格値がなんと、60%なの
です。つまり、40%もの熱が逃げていて合格なのです。
実は「この逃げた熱は」周りの断熱材に奪われた熱で、床暖房には活用されて
いません。ちなみに雪国科学の床暖房の床上放熱効率は89％で断トツの国内
最高値を記録しています。
融雪システムの省エネも構造的には同じ事で、従来のシステムでは屋根の下に熱源を敷設し
更にその下に断熱材を敷き詰めて、上に屋根材を葺きます。
ここが問題で、断熱材やその下の屋根の下地まで暖めてしまう構造に誰も気が付きません。
「断熱材は熱を止めるものではなく、熱が伝わるのを遅くするだけ」のものなのです。
雪国科学の融雪システム『オンリーワン』は100％に近い活用効率を実現する為の研究に集中しました。
しかし屋根の上にヒーターを敷設するのは簡単ではありません。
床暖房で使用していた「面状ヒーター」は屋根では使えません。それは耐熱性に問題があるからです。
床下では60℃以内で使用するので良いのですが、夏場の屋根の温度はなんと75℃～80℃になってしまい、
その高温でヒーターが「絶縁破壊」を起こしてしまう事があり、危険なのです。
酸、アルカリ、紫外線にびくともしません。そして耐熱性はなんと200℃以上、氷点下100℃でもOKです。
一般的な住宅よりも長持ちします。
更に「専用の特殊アルミテープ」も開発し熱を加えると粘着樹脂が硬化して、より剥がれにくくなるという熱硬化型樹脂を採用した優れモノを生み出しました。
これで理想の100%の熱効率を発揮する融雪システム『オンリーワン』が完成しました。
最適な出力設計が可能
最も効率の良い融雪を行うためには、様々な条件を考慮して最適な出力設計を行うことが必要です。
それは、地域による積雪量の違い、標高による温度の差、ユーザーの目的の違いによる差、屋根の構造、
軒先と棟の部分の違いなど、条件はお客様ごと必ず異なってくるからです。
つまりあらゆる場面に対応できる、最適な出力設計が構築できるシステムが重要なのです。
雪国科学のテフロンヒーターは強靭な素材を使用し、直径も約4㎜の細い線状ヒーター、
なので簡単に曲げられピッチが自由自在に変えられます。しかも現場で自由に出来ます。
写真はポリカツインの中にヒーターを施工したものです①、②、③でそれぞれピッチが違い、短くて30㎜～40㎜まで近づけられます。
一方、温水パイプはパイプの太さから折り返しの角度には限界があります。
これは太めの電気ヒーターでも同様で無理に曲げようとすればRの部分に亀裂が入り、トラブルの原因になるからです。
また、面状ヒーターでは、最初から面積当たりの出力が決まっています。予め出力の異なるヒーターを持っていても２種類くらいで、融雪パワーを必要に応じて現場で変える事は不可能です。
オンリーワンは『抜群の省エネ』と『確実な電気代金試算』が可能
オンリーワンは、設計の段階で一時間当たりの融雪出来るパワーの検討から入るため、物件一つ一つに合わせた最適な出力が算出出来るのです。
①省エネ型 ２㎝/時の融雪パワー … 「平年並みの降雪量対応」 ※新潟市内、平年の気温や雪の密度とした場合。
②標準型 ３㎝/時の融雪パワー … 「大雪時の降雪量対応」 ※新潟市内、平年の気温や雪の密度とした場合。
③パワーUP型 ５㎝/時の融雪パワー … 「豪雪地帯の降雪量対応」
このように、最適なパワーの設定と施工ピッチによる出力の調整が可能であるため、お客様の要望と物件の条件に合わせた無駄のないシステムが設計できます。
例えば…小千谷市の場合
融雪能力 … 3㎝/h 融雪範囲 … 20㎡ 出力 … 250Ｗ/㎡
年間降雪量 … 7.5ｍ 1kW/hの料金単価 … 29.8円（参考：東北電力従量電灯Ｂ）
として算出する
年間稼働時間 … 750 (㎝)÷3 (㎝) = 250 (h) 250時間
容量 … 250 (W) × 20 (㎡) = 5,000W 5kW
電気代 … 5（kW）× 29.8（円）× 250（時間）× 0.85（通電率）＝ 31,663円
降雪7.5ｍを融かす電気代がたったの31,663円、
他システムの半額以下の値段です
屋根上に貼るだけ、だから部分施工も追加工事も自由に出来る
屋根の上に貼るだけのシステムなので、「軒先だけ」や「玄関周りだけ」等というように好きな場所に自由に施工できます。
ボイラーを使用する温水式のシステムでは、最初の設計段階で敷設するところを全て決めなくてはなりません。
「本当に効果はあるのか」や「維持費は本当に安いのか」等と不安が多いものですが、「オンリーワン®」ならこのような不安は無用で部分施工も追加工事も自由に行えます。
つまり、お客様の不安もリスクも軽減できます。
「試し施工」にて効果や電気代をご確認いただいた後には「追加施工」も行うことが出来ます。
屋根上に貼るシステムなので工事の都度屋根を葺き替える必要がなく、圧倒的にお客様にかかる
負担が少なく済みます。
緊急性のある場所を最初に施工し、費用と効果を確認しながら長期的な計画を立てて施工していけば、
不測の事態にも安心です。
屋根下施工でも常識を超えた安全性
屋根下への施工も、もちろん可能です。この構造では発熱体であるヒーターを断熱材などで挟み込む方式に比べ、大幅に安全性を高めることになります。
雪国科学の屋根下施工「ルーフサーミック®」は外観やその他理由から屋根下を希望の場合には施工可能ですが、屋根上施工の「オンリーワン®」のほうが熱ロスが少なく、ランニングコスト等の差が出ますのでこちらの方をお勧めしています。
屋根下施工の「ルーフサーミック®」では、ヒーターの下に断熱材を全く使用せず赤外線反射構造を用いて抜群の
省エネを実現しています。
これも業界初の構造で、伝導による熱の逃げを極力減らし、赤外線を反射させて熱エネルギーを屋根面に集中させ
ます。
この構造は他社の断熱材を使用するシステムに比べ30%～40%もの省エネをもたらすことが可能となります。
‐ 雪国科学の融雪システムにおける安全対策 ‐
雪国科学では、面状ヒーターを床暖房には使用していますが、屋根融雪には使用しません。
面状ヒーターに使用される絶縁体は夏場の屋根に耐えられず絶縁不良を起こすからです。
通常絶縁フィルムに使われるPET等の連続使用可能耐熱温度は60℃ですが、夏場の屋根の温度は最大80℃まで上昇し、耐熱性の限界値を超えてしまいます。
従って時間とともに絶縁不良を起こす確率が上がるのです。
一方、雪国科学の床暖房に使用している面状ヒーターは絶縁材料で一体成型された業界トップクラスの耐久性を誇る面状ヒーターです。
雪国科学の融雪システムはテフロンヒーターの名の通り、高性能テフロン樹脂を使用しています。
テフロンは酸、アルカリ、紫外線に強く、耐熱性は200℃以上、氷点下100℃以下にも耐えられる素材です。
つまり太陽からの紫外線、夏の屋根板金の熱、酸性雨、極寒の地域の寒さにさらされても劣化せず、安全性は勿論、施工後のメンテナンスなど負担を限りなく減らせる優れものなのです。
通雪国科学では、融雪と床暖房の制御装置も独自のものを開発しています。
通常の制御装置と違い、雪国科学の制御装置は一定の時間運転停止状態になるようプログラミングされており、この命令でヒーターの異常加熱が起こる事を防ぎます。
これにより、万が一でも火災が発生する事が無いようにしているのです。
‐融雪システムの電気工事における安全性とは、いくつかのポイントに絞られる‐
雪国科学のテフロンヒーターは、抜群の絶縁性のテフロン樹脂を1.6㎜の厚さで被覆しています。
テフロンとは耐熱性、耐寒性、非粘着性、滑り性、耐薬品性、絶縁性、耐候性の7つの特徴を持った樹脂で、10年間の暴露試験に対して全く変化の無い事が報告されています。
面状ヒーターの場合、通常”100μ=0.1㎜”のPETで出来た絶縁フィルムですが、これの16倍以上の厚さを被覆し、素材もPETに比べ数段上の絶縁性能を持つテフロン(TEF)で固めています。
つまり、電気の安全性の最重要項目である『絶縁性能』が他のシステムとはケタ違いに優れているということです。
雪国科学の融雪システムは、面状ヒーターで設計施工されたシステムに比べて屋根面での結線数がはるかに少ないのが特徴です。
通常に比べ10分の1以下に抑えられた結線部は全て生産工場にてテフロン被覆にて完全防水処理され、現場の屋根では極力結線作業がないように設計されています。
電気設備で最もトラブルが多いのは結線部であり、トラブルを未然に防ぐためにこれ以上の安全確保はないほどです。
ヒーターの異常過熱というのはあまり知られていませんが、実は安全上見逃せない大きなポイントです。
自己制御型ヒーターと言われるPTCヒーター等は、夏場の70℃～80℃という高温になる屋根板金と断熱材に
挟まれ、本来の耐熱性の限界値ギリギリの状態になります。
それにより発熱素子、絶縁フィルムの劣化や膨張と収縮を繰り返す事による抵抗値の変化の機能も破壊され
暴走しても不思議ではなく、事実全国各地でトラブルが発生しています。
‐電気融雪最初期に開発された融雪PTCヒーター‐
PTCヒーターとは？
電気を通すと発熱素子の温度が上昇し、温度の上昇につれ電気抵抗値が増加して一定の値を超えると電気が流れにくくなり、温度が下降します。ヒーター自体が流れる電流量を調整しているので自己制御型ヒーターとも言われています。
しかし…
この熱が発生していない状態でも電気は流れ続けている事が問題で、
発熱はしていないが電気は流れている＝電気が無駄になってしまっているのです。
このPTCが50年以上前に多く普及したことが、電気融雪はランニングコストが高いと思われている理由の一つです。
図の様に面状ヒーターから出た熱は最初に直接触れている断熱材を暖めます。
その後更に下の野地板を暖めていき、最後には温度の低い屋根裏へ熱を放射してしまいます。
また、面状ヒーターと屋根材の間に生じた空間は熱を放射へと変えます。
しかし、金属製の屋根裏で反射され、屋根材へ熱が伝わりません。
このように、構造の問題でも発生させた熱を融雪に使いきれていないのです。
その結果、雪の融け方にムラが出来たり、屋根を暖める熱が沢山必要になって電気代が高くなります。
【妙高融雪研究所】 ―1997年2月開設―
1997年、新潟県内屈指の豪雪地でもある妙高市に県内初の融雪研究所を開設しました。
雪を融かすこと自体は難しいことではありません。
私たちは
「いかに少ないエネルギーで雪を融かすか。」
このことが最も重要だと考えています。
「本当に雪で困っている人」の立場に立って
より良いシステムを追及しています。
≪今までの実施内容等≫
1）新潟市産学官共同研究における高効率ロードヒーティングの研究開発
2）冬期間におけるロードヒーティングの効率の検証
3）屋根融雪システム“オンリーワン”の開発
4）屋根融雪システムの融雪性能効率の比較
5）赤外線反射構造による、新世紀断熱構造の研究
など、数多くの研究開発や商品のアレンジや改良試験を行っています。
この研究所の裏地に、雪国仕様住宅の開発のために大手ハウスメーカーと共同で実験棟を建設し、床暖房などの比較試験や断熱構造の研究をはじめ、屋根の勾配や材質、雪止め金具、雨樋などの研究を行いました。その他にも、様々な分野から共同研究や共同開発の依頼があります。
≪融雪システム「雪あかり」の実験の様子≫
赤外線波長の違いによる融雪能力の差異と特徴の比較実験。（2018.1/24～25）
実験期間中は、強い寒波が到来したこともあり降雪にも恵まれ良いデータを得ることができました。
種類が違う雪あかりを1基ずつ横に並べて行った比較実験。
奥：通常のハロゲンヒーター（クリア）。手前：カーボンコーティングのブラックヒーター（ブラック）。
下の写真左から2枚目、3枚目でも分かるように、奥側のクリアタイプは雪に光が照射されているのが分かります。
この光の有無により融雪能力にどのような違いがあるのかを比較しました。
2018.1.24 21:15
2018.1.24 22:06
2018.1.25 7:30
2018.1.25 8:22
2018.1.25 11:31
※強い寒波の影響で実験時の平均気温は氷点下7℃以下。
※降雪センサーを稼働し自動運転を行う。
※ヒーターと雪面との距離は最短部で2.2m。
≪まとめ≫
クリアとブラックでは、融雪の範囲、効率で若干違いが表れたが、共通して言えることは、ある程度の圧雪に対しても有効であり照射し続けた場合すぐには雪の形状は変わらないが、崩してみると中の方まで融雪が進行しており硬かった雪の塊がサクサクとした状態になっていた。屋根からの落雪の程度の雪塊であれば効果的に融雪し実用に耐えうると考えられる。
Snow Peak の複合型リゾート『FIELD SUITE SPA』の屋根融雪施工
白いざらざらは雪のすべり止め、ライン状の線はヒーターで、まるで雪が積もったかのような仕上がりである
フリクション機能を搭載【 オンリーワンタイプ F 】
タイプFの”F “は「Friction」の略で意味は”摩擦”。
雪国科学のNo1ヒット商品「オンリーワン」と雪止めを併合させた、画期的な融雪システムです。
まず第一に
「美しい仕上がり」
雪止め金具を付けなくても良いので、屋根のデザインを損ねずに雪を止めながら溶かすことができる。
装置の敷設後に屋根材に合わせた色の塗料を塗れば更に綺麗な仕上がりになる。
熱効率が抜群で
「最高の省エネ」
屋根上に施工するシステムだから熱の無駄が無い。野地板や断熱材を温める熱は不要。
これだけで電気代金は半減し、しかも融雪速度も速い。
屋根下への施工に比べ、「的確な設計」が出来る
屋根材の下では電気ヒーターの敷設は構造的に大きな制約を受けるため、最も必要な場所にヒーターの敷設が出来ないなどのトラブルも増える。
タイプＦなら完璧な設計が出来ます。
建設工事全体の「工程管理が大幅に簡単」になる
融雪システムの工事を屋根の完成後に行うため、工程が簡単になり、工期短縮が図れる。
安全な足場が確保されている間は、融雪工事が現場に合わせて調整出来る。
設計者の思い描くデザインを
損なわない為に誕生
「オンリーワンタイプＦ」は、既存のオンリーワンにゴムチップを使用した新しい仕上げの融雪装置です。
この施工方法は「複雑な形状の屋根」、「雪止め金具が付けられない」、「外観を損ねたくない」等のご要望から開発されました。
図の様にヒーターの上に取りつけたゴムチップが、雪止め金具の代わりに降り積もる雪を留めてしっかり溶かします。
その為雪止め金具で外観を損ねること無く、雪庇と落雪の対策が出来るのです。
FILD SUITE SPA HEADQUARTERS
新潟県三条市が誇るアウトドアメーカー「Snow Peak」
2022年4月にオープンした、”浴、食、泊の自然を感じる複合型リゾート”に「オンリーワンタイプF」を施工しました。
建物の設計は「隈研吾建築都市設計事務所」さんです。
ソーラーパネルの落雪で困っていませんか？
可能になりました！
『メッシュ』を用いた施工方法
ソーラーパネルへの施工は、ステンレスメッシュに弊社の『テフロンヒーター』を固定し、ソーラーパネルを覆うように施工する方法です。
↑ メッシュ施工サンプル
熱源の『テフロンヒーター』に使われる”テフロン”の高い耐候性と絶縁性能で、屋外への施工でも”メンテナンスフリーの耐久性” と ”優れた熱効率による業界最高水準の省エネ” を実現しました。
詳細はこちら ⇒ オンリーワン融雪の応用事例【ソーラーパネルの融雪】
カーポートの融雪も可能です
カーポートの中央にオンリーワン施工を行い、中央の雪を融かして積雪の荷重を軽減させる施工も可能です。
これで積雪による「歪み」や「倒壊」の心配がなくなりますので、お好みのカーポートを雪国でも安全にお使いいただけます。
詳細はこちら ⇒ オンリーワン融雪の応用事例【カーポートの融雪】
施工実績
雪国科学 融雪システムの施工実績 … 10,000件超！！
雪国科学の融雪システムは独自の直接販売、責任施工からスタートしました。
しかし、次第に県内外から「ぜひ扱いたい」と代理店を希望する企業が増えてきたため、正確な技術習得を前提とした教育研修を行い、特約代理店として認めてきました。
従って本社が直接施工した物件と、特約代理店が施工した物件の両方が存在しますが、合計の施工件数は優に10,000件を超えております！ 主に日本海側を中心とし、積雪が最大20m超にも達する豪雪地を含めて殆ど故障らしい故障もなく稼働しています。
㈱ブルボン様 柏崎本社融雪工事
お菓子メーカー「ブルボン」の本社ビルに、雪国科学のオンリーワンを施工しました。現場の本社ビルは、70mに及ぶ高さです。
元々は他社の温水式の消雪パイプが施工されていましが、屋根の上で雪解け水が凍り付き、強い風によって落下してくるという非常に危険な状態に陥りました。
施工後は目立つような氷の付着も無く、綺麗に融けています。また、実績を踏まえて残り3棟の屋根上融雪工事も無事完了。
新潟の主要工場には自動門扉の融雪工事の依頼を頂き、テフロンヒーターを応用したロードヒーティングを施工しました。
柏崎本社融雪工事の詳細を含め、施工事例を順次更新、追加しております。
屋根や駐車場の雪処理にお悩みの方は是非参考にして下さい。