JP2005330709A

JP2005330709A - 太陽電池設置構造

Info

Publication number: JP2005330709A
Application number: JP2004149813A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Taguchi; 雅史田口
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】築後年数が経っているなどの要因により、屋根に十分な強度が期待出来ない場合でも、太陽電池を設置可能とする。
【解決手段】本発明の太陽電池の設置構造は、平屋根をもつ建物の屋根面のうち、下部に壁が存在する位置に支持座を設け、この支持座間に取付梁を渡して固定し、取付梁上に太陽電池を設置することを特徴とする。この構成によれば、太陽電池等の自重や下向き風荷重は、支持座を介して建物の壁により直接に支持されるため、屋根面への荷重増加は回避可能となる。また、専用の支柱を要しないので、安価に施工することが可能となる。
また、前記取付梁は屋根を除く建物の一部、あるいは建物の周辺の地上に配置した構造物に設けた固定部と、連結部材を介して連結することにより、取付梁及び取付梁に設置された太陽電池の固定強度を増強することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池の屋上設置構造に関するものである。より詳しくは、太陽電池を平らな屋根をもつ建物の屋上に設置する方法に関するものである。

太陽電池を平らな屋根をもつ主にコンクリート造り建物の屋上に設置する従来例の１としては、コンクリート製屋根上に架台を支持固定する基礎及びアンカーボルトを施工し、その上に架台を設置して、太陽電池を取り付けることが行われている。（特許文献１、及び特許文献２参照のこと。）図９はその全体を示す斜視図である。屋根２の上にコンクリート製基礎５１及びアンカーボルト５２（図示しない）を設置し、架台５３をアンカーボルトにて基礎上に固定する。太陽電池２１は架台５３にボルト＆ナット等の締結手段により取り付けられる。

太陽電池の設置によりコンクリート製基礎５２、架台５３及びモジュール２１の自重が屋根に負荷される。また台風等の暴風雨時にはモジュールに吹上げ、吹き降ろしの風荷重が作用するが、この風荷重も基礎及び架台を介して屋根に負荷される。

また従来例の２としては建物の柱や、建物とは別に設置する支柱により支持された架台に太陽電池を取り付ける方法が提案されている。（特許文献３参照のこと。）図１０はその全体を示す斜視図である。太陽電池を取り付ける取付梁２３は建物と独立、あるいは一体的に設けられた支柱６１により支持され、支柱が独立に設けられる場合は支柱用の基礎６２が設けられる。
特開２００１−１５２６１９公報特開２００２−１１５３７４公報特開平８−３１２０８７公報

しかしながら、従来の設置方法では、太陽電池やそれを取り付ける基礎、架台の重量、太陽電池に作用する風荷重等の外力の下向き成分が屋根に作用することになる。また太陽電池モジュールに作用する吹上げ風荷重に対しては、屋根に十分な強度がないと施工するアンカーボルトについて必要な引抜力を確保できないという問題があった。特に、築後年数が経っているなどの要因により屋根コンクリートに十分な強度が期待出来ない場合には、安全を確保して太陽電池を設置することができなかった。

また従来例の２に示す支柱を用いる方法によると、太陽電池を設置することによる荷重の増加分が直接屋根にかかることは回避可能であるが、架台を支持する専用の支柱が必要となり、太陽電池の設置コストが増加するという問題があった。

本発明の目的は、上記の事情に鑑み、太陽電池の設置による屋根への荷重増加を回避し、かつ十分な固定強度を確保することができる太陽電池の安価な設置方法を提供することにある。

本発明の太陽電池の設置構造は、平屋根をもつ建物の屋根面のうち、下部に壁が存在する位置に支持座を設け、この支持座間に取付梁を渡して固定し、取付梁上に太陽電池を設置することを特徴とする。この構成によれば、太陽電池等の自重や下向き風荷重は、支持座を介して建物の壁により直接に支持されるため、屋根面への荷重増加は回避可能となる。また、専用の支柱を要しないので、安価に施工することが可能となる。

また、前記取付梁は屋根を除く建物の一部、あるいは建物の周辺の地上に配置した構造物に設けた固定部と、連結部材を介して連結することにより、取付梁及び取付梁に設置された太陽電池の固定強度を増強することができる。この構成によれば、太陽電池に作用する吹上げ風荷重等の上向き荷重に対する必要な固定強度を確保することが可能となる。

前記壁面固定部材は建物の外壁面上に設けられ、その上端部は建物軒下面に沿って略水平方向に延設され、この延設部と取付梁とが連結部材により連結される。

前記屋根を除く建物の一部としては、建物の外壁または外壁と一体的に形成された梁または基礎または柱の表面が例示できるが、これらの部分に設けた固定部と取付梁とが連結部材により連結される。

上記の様に固定部と前記取付梁とを連結部材により連結する場合において、建物屋根の軒部の材料、例えばコンクリートに穴を穿ち、この穴を貫通するように連結部材を配置することが、強度や見栄えの点から好ましい。

本発明の太陽電池の設置方法によれば、屋根に荷重を負荷することなく安価に太陽電池を設置することが出来る。

本発明で言う、平屋根とは、概ね平らな屋根であって、その屋根面は１／１００〜１／５０程度の水勾配をもつものが好ましい。

また、前記取付梁は長尺の鋼材あるいはアルミ合金鋼であり、鋼材の場合は溶融亜鉛鍍金や塗装などの防錆処理を施して用いる。取付梁の断面形状は、軽量で、梁として十分な剛性をもつものが望ましい。例えば溝型鋼、Ｈ形鋼、角形鋼管等が望ましい。

以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明に係る太陽電池の設置状態を示す斜視図であり、図中符号１は太陽電池を設置する平らな屋根２をもつコンクリート造り建物である。

図２は前記建物の平面図であり、直立した壁である外壁３及び間仕切り壁４の配置の一例を示している。これらの建物の外壁３及び建物内の間仕切り壁４は、コンクリート製またはコンクリートブロック積み構造となっていることが多く、壁と屋根との接合部付近についてはコンクリート製の梁や垂れ壁が設けられることが多い。本発明の効果を充分に達成するためには荷重が負荷される外壁５や間仕切壁６はコンクリートまたはブロック積みのような高い強度の材料であることが好ましく、こうすることで下向きの荷重に対しては十分な強度を有するものとなる。

図３は図１に示す全体斜視図の矢視Ａ−Ａ断面図であり、建物の外壁３及び間仕切り壁４上に位置する屋根上に設けられた支持座５及び６と、該支持座により支持された取付梁２３を表している。

外壁３上では屋根上にモルタルにて支持座５が形成され、支持座５の上面には取付梁２３の端部が載置されている。支持座５を形成するモルタル及びその下部の屋根コンクリートにはあと施工アンカーボルト２４が必要な埋め込み深さを確保して施工されている。取付梁２３はアンカーボルト用の穴加工が行われており、これにより支持座５に固定されている。

間仕切り壁４上では屋根上にモルタルにて支持座６が形成され、支持座６の上面には梁固定金具２５が載置されている。梁固定金具２５はアンカーボルト２７により支持座６に固定されるとともに、取付梁２３の端部がボルト＆ナット２６等の締結手段により連結されている。
取付梁２３には太陽電池取付用架台２２が図示しないボルト＆ナット等の締結手段により取り付けされる。

また、支持座５、及び６は取付梁２３の据付レベル調整のために屋根２上にモルタル盛り等により形成される。また符号２４，２７はアンカーボルトで、アンカーボルトとしては、支持座を形成するためモルタル盛りを行う際、同時にアンカーボルトを埋め込む方式の他、支持座完成後にあと施工アンカーボルトとしてケミカルアンカーボルト、又は拡張式アンカーボルトを用いることが出来る。

このように取付梁２３は、直下に壁がある屋根上にのみ配された支持座５、６により支持されるため、取付梁自体の重量、取付梁に固定された太陽電池等の重量及びそれらに作用する風荷重等の下向きの外力は、支持座を介して外壁５及び間仕切り壁６に伝達されるため、屋根コンクリートにはこれらの荷重は作用しない。

太陽電池２１は水平に対し１〜１０度程度の低角度で、図示しないボルト＆ナット等の締結手段により太陽電池取付用架台２２上に取り付けされる。太陽電池は通常２０度以上の角度で設置されることが多いが、１〜１０度程度の低角度にて設置することにより、太陽電池に作用する風荷重の低減効果が期待できる。太陽電池２１は１〜１０度程度の低角度にて設置されるため、影や雨水による信頼性の点からアモルファス太陽電池が好適であるが、これに限定されるものではなく単結晶、多結晶、微結晶等の結晶系半導体層、或いは化合物系半導体層からなるものが広く採用できる。

（実施例２）
図５は実施例２の要部を示す図である。

太陽電池モジュールに作用する吹上げ風荷重は取付梁２３を介して支持座及び屋根コンクリートに取付られたアンカーボルトに引抜荷重として作用するが、モルタル及びコンクリートに十分な強度がないと十分な引抜強度を確保できない。

図５に示される符号３１はステンレス鋼を含む鋼材製の壁面固定部材であり、建物外壁３にあと施工アンカーボルトにて固定される。

壁面固定部材３１の上端部は建物軒下面に沿って水平方向に延設されており、該延設部と取付梁２３が連結部材３２により連結されている。取付梁２３に作用する上向きの風荷重は外連結部材３２により壁面固定部材３１に伝達される。

壁面固定部材３１が固定される外壁部は、コンクリート製壁またはコンクリート製の垂れ壁または梁であり、壁面固定部材３１は複数本のあと施工アンカーボルトを用いて十分な強度で固定される。

該外壁部が内部が空洞のコンクリートブロック製の場合は、予めブロック内部の空洞部にモルタルを注入しておくのが望ましい。

（実施例３）
図６は本発明の第３の実施例の要部を示す図である。

符号３３は建物外の地上に設けられた固定部であり、該固定部３３と取付梁２３は連結部材３５で連結されている。固定部３３が取付られた重量部３４は吹上げ荷重に抗するに十分な重量を備えた重量を備えており、コンクリート、石または鋼材製であっても、あるいは内部に水、砂利等の流体などを収納した容器であってもよい。また該重量部３４は地下に埋設されていても、地上に配置されていてもよい。また該重量部３４は固定部３３毎に設けてもよいし、ひとつの重量部３４に複数の固定部３３を設けてもよい。

連結部材３５としては鋼製ロッドのほかワイヤーロープなど十分な引張強度を備えた材料が図示しないターンバックル等の長さ調整手段を併用して用いられる。

本実施例によると、建物の壁面等にあと施工アンカーボルトを施工しても十分な強度を期待できない場合に有効な施工手段となる。

（実施例４）
図７は本発明の第４の実施例の要部を示す図である。

符号３６は壁面固定部であり、あと施工アンカーボルトにより十分な固定強度が得られる壁面或いは建物基礎部８のコンクリートに設けられる。壁面固定部３６には連結部材３７の下端が取り付けされ、連結部材３７の上端は取付梁に取り付けされる。

（実施例５）
図８は本発明の第５の実施例の要部を示す図である。

建物屋根の軒部７に穴を穿って、実施例２、３，４に示した連結部材３２をこの穴を通して取り付ける。このことにより、取付梁２３を短くすることが出来、その分材料の節約となる。さらに軒端よりの取付梁の突出しが無くなるので、建物の外観上も望ましい。

本発明の第１の実施形態に係る太陽電池の設置方法を示す全体斜視図。図１に係る建物の平面図（壁断面図）図１のＡ−Ａ矢視図。本発明の第１の実施形態に係る要部図本発明の第２の実施形態に係る要部図本発明の第３の実施形態に係る要部図本発明の第４の実施形態に係る要部図本発明の第５の実施形態に係る要部図従来例１の全体斜視図従来例２の全体斜視図

符号の説明

１建物
２屋根
３建物外壁
４建物間仕切り壁
５支持座（外壁上）
６支持座（間仕切り壁上）
７軒部
２１太陽電池
２２太陽電池取付架台
２３取付梁
２４あと施工アンカーボルト
２５取付梁連結金具
２６ボルト＆ナット
２７あと施工アンカーボルト
３１壁面固定部材
３２連結部材
３３地上固定部
３４重量部
３５連結部材
３６壁面固定部
３７連結部材

Claims

直立した壁、及び平屋根からなる建物の該平屋根上への太陽電池の設置構造であって、該壁直上の該平屋根上の複数箇所に支持座が設けられ、該複数の支持座上に取付梁が設けられ、該取付梁上に太陽電池が設けられてなることを特徴とする太陽電池設置構造。
請求項１に記載の太陽電池設置構造であって、前記建物の外壁面上に壁面固定部材が設けられ、該壁面固定部材の上端部は建物軒下面に沿って略水平方向に延設されてなり、該延設部と前記取付梁とが連結部材により連結されてなることを特徴とする太陽電池設置構造。
請求項１に記載の太陽電池設置構造であって、前記建物の外壁または外壁と一体的に形成された梁または基礎または柱の表面に設けられた固定部と前記取付梁とが連結部材により連結されてなることを特徴とする太陽電池設置構造。
請求項１に記載の太陽電池設置構造であって、前記建物の周辺の地上に設けた固定部と前記取付梁とが連結部材により連結されてなることを特徴とする太陽電池設置構造。
請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電池設置構造であって、前記連結部材が前記平屋根の軒部の穴を貫通してなることを特徴とする太陽電池設置構造。