JP2011179232A - 建物および屋根 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池パネルを効率的に低コストで配置可能な建物及び屋根を提供する。
【解決手段】入母屋屋根１２は、大棟２１の両側でそれぞれ下り傾斜する二つの矩形状の平側上部の屋根面２２を有する切妻屋根形状部２３を備える。切妻屋根形状部２３の下側で平側上部の屋根面２２に連続する台形状の平側下部の屋根面２４及び大棟２１の両端妻側でそれぞれ下り傾斜する二つの台形状の妻側の屋根面２５を有する寄棟屋根形状部２６を備える。平側上部の屋根面２２と平側下部の屋根面２４とから平側の屋根面２８が形成されている。平側の屋根面２８に設けられる太陽電池パネル１１は、平側の屋根面２８の上端部から設けられ、複数の矩形状の太陽電池モジュール１４を縦横に敷き詰めたものである。平側上部の屋根面２２の左右幅の値が、太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルが設けられた建物および屋根に関する。

近年、住宅となる建物の傾斜する屋根面に太陽電池パネルを設置し、家庭で昼間に使用される電力を賄い、余った電力を電力会社に売電することが行われている。
ここで、一般的な住宅の屋根は、切妻屋根や、寄棟屋根で構成されているのに対して、太陽電池パネルは、矩形状の太陽電池モジュールを縦横に配列することで構成されている。

図３に示すように、太陽電池パネル１が設置された建物は、切妻屋根２を備え、当該切妻屋根２の矩形状の二つの屋根面３を有する。
したがって、矩形状の太陽電池モジュール４を縦横に配列して構成される矩形状の太陽電池パネル１を効率的に配置することができ、屋根面３が比較的小さくても多くの太陽電池モジュール４からなる太陽電池パネル１を配置可能である。

それに対して、図４に示すように、寄棟屋根５では、屋根面６，７が台形状もしくは三角形状となり、屋根面６，７の左右側縁が斜めとなることから、矩形状の太陽電池モジュール４を効率的に配置することができず、配置される太陽電池パネル８の面積が小さなものとなってしまう。
そこで、矩形状の太陽電池モジュール４だけではなく、三角形や片側の辺だけ傾斜した台形等の異形の太陽電池モジュールも使って寄棟屋根の三角形や台形の屋根面に効率的に太陽電池パネルを配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２０７６０９号公報

しかしながら、例えば、軽量鉄骨等からなる柱および梁を直方体の各辺を構成するように組むとともに、必要に応じて床、壁、天井等を取り付けたユニットを建築現場に搬送し、建築現場で前記ユニットを組み立てて構築するユニット式建物において、屋根および屋根を支持する部分をユニット化せずに、前記ユニットの天井側の梁に屋根束を配置し、当該屋根束で屋根パネルを支持する構造の場合に、切妻屋根２では、切妻屋根２の妻側に三角形状の大きな妻壁となるパネル９を配置する必要がある。
それに対して、寄棟屋根５では、妻側の三角形の妻壁のパネルを必要としないことから、寄棟屋根５より切妻屋根２の方が屋根としてのコストが高くなる。

また、寄棟屋根５では、４つの屋根面６，７を有することから、これらの屋根面６，７からできるだけ南を向く屋根面６，７を選択できるとともに、例えば、南西を向く屋根面６と南東向く屋根面７との二つの屋根面６，７に太陽電池パネルを配置して、建物の向きの悪さを補うようなことができる。それに対して、切妻屋根２の場合に屋根面３が反対方向を向く二面しかないので、二つの屋根面３が西と東を向いているような場合に、太陽電池パネル１を屋根面３に配置しても効率的に発電することができない。
また、寄棟屋根５においては、三角形や台形等の異形の太陽電池モジュールを用いた場合に、矩形状の太陽電池モジュールだけを用いた場合に比較して、太陽電池パネル８にかかるコストが増大してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池パネルを効率的に低コストで配置可能な建物及び屋根を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、入母屋屋根１２を備え、前記入母屋屋根１２の大棟２１から左右両側にそれぞれ下り傾斜する二つの平側の屋根面２８のうちの一つの平側の屋根面２８に太陽電池パネル１１が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、入母屋屋根１２の上側が矩形状で、下側が台形状の平側の屋根面２８に太陽電池パネル１を配置するので、少なくとも平側の屋根面２８の上側には、矩形状の太陽電池モジュール１４からなる太陽電池パネル１１を効率的に配置することができ、かつ、そのまま屋根面２８の下側まで太陽電池パネル１１を配置することが可能であり、太陽電池パネル１１に十分な面積を確保できる。また、入母屋屋根１２は、妻側に小さな三角形状の妻壁部２７が生じるが、切妻屋根に比較して小さなものであり、妻壁部２７の設置によるコストの増大を防止できる。また、入母屋屋根１２の小さな妻壁部２７を略垂直な屋根面として、屋根パネルで構成してもよいし、入母屋屋根１２の上部の一部として、平側の屋根面２８の上部と一体の屋根パネルを構成するものとしてもよいし、妻側の屋根面２５と一体の屋根パネルを構成するものとしてもよい。すなわち、入母屋屋根１２を上述の屋根束で支持するものとすれば、妻側の小さな三角形の妻壁部２７が屋根を支持する構造とする必要がなく、妻側の小さな妻壁部２７によるコストの増加は僅かなものとなる。

請求項２に記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、請求項１に記載の建物１３において、前記入母屋屋根１２は、前記大棟２１の両側でそれぞれ下り傾斜する二つの矩形状の平側上部の屋根面２２を有する切妻屋根形状部２３と、当該切妻屋根形状部２３の下側で前記平側上部の屋根面２２に連続する台形状の平側下部の屋根面２４及び前記大棟２１の両端妻側でそれぞれ下り傾斜する二つの台形状の妻側屋根面２５を有する寄棟屋根形状部２６とから形成され、前記平側上部の屋根面２２と平側下部の屋根面２４とから前記平側の屋根面２８が形成され、前記平側の屋根面２８に設けられる太陽電池パネル１１は、前記平側の屋根面２８の上端部から設けられるとともに、複数の矩形状の太陽電池モジュール１４を縦横に敷き詰めた状態に設けられ、前記平側上部の屋根面２２の左右幅の値が、前記太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、入母屋屋根１２の平側の屋根面２２の上部の左右幅の値が前記太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されているので、効率的に太陽電池パネル１１を配置することができる。
なお、ここで余裕代とは、太陽電池パネル１１を屋根面２２に設置するための部材の左右幅や、屋根面２２の端部を構成する部材の左右幅等を考慮したものである。
例えば、太陽電池パネル１１が屋根材を構成するものとし、屋根面２２左右側縁部に配置されて雨水の浸入を防ぐ部材の寸法を余裕代とすることができる。

請求項３に記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、請求項２に記載の建物１３において、前記太陽電池パネル１１は、前記平側上部の屋根面２２から前記平側下部の屋根面２４に渡って設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、矩形状の平側上部の屋根面２２だけではなく、台形状の平側下部の屋根面２４まで太陽電池パネル１１を配置して、太陽電池パネル１１として十分な面積を確保することができる。なお、台形状の平側下部の屋根面２４に、太陽電池パネル１１を配置する際には、平側上部の屋根面２２に配置された太陽電池パネル１１をその左右幅が同じ状態で下方に延長するように配置することが好ましい。これにより、太陽電池パネル１１全体の形状は矩形状となり、低コストで設置できる。

請求項４に記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、請求項１に記載の建物において、前記平側の屋根面２８に設けられる太陽電池パネル１１は、前記平側の屋根面２８の上端部から設けられるとともに、複数の矩形状の太陽電池モジュール１４を縦横に敷き詰めた状態に設けられ、前記大棟の長さの値が、前記太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、大棟２１から略大棟２１の幅と同様の幅で下り傾斜するように形成される平側の上部の屋根面２２に効率的に太陽電池パネル１１を配置することができる。

請求項５に記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、大棟２１の両側でそれぞれ下り傾斜する二つの矩形状の平側上部の屋根面２２を有する切妻屋根形状部２３と、当該切妻屋根形状部２３の下側で前記平側上部の屋根面２２に連続する台形状の平側下部の屋根面２４及び前記大棟２１の両端妻側でそれぞれ下り傾斜する二つの台形状の妻側屋根面２５を有する寄棟屋根形状部２６とから入母屋屋根形状となるように形成され、前記平側上部の屋根面２２と前記平側下部の屋根面２４とから平側の屋根面２８が形成され、当該平側の屋根面２８のうちの一方の平側の屋根面２８に太陽電池パネル１１が設けられ、太陽電池パネル１１は、前記平側の屋根面２８の上端部から設けられるとともに、複数の矩形状の太陽電池モジュール１４を縦横に敷き詰めた状態に設けられ、前記平側上部の屋根面２２の左右幅の値が、前記太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

本発明の建物および屋根によれば、低コストで屋根面に効率的に太陽電池パネルを配置できる。

本発明の実施の形態の建物を示す概略斜視図である。 前記建物を示す概略側面図である。 従来の太陽電池パネルが搭載された切妻屋根の建物を示す概略斜視図である。 従来の太陽電池パネルが搭載された寄棟屋根の建物を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、本発明の建物は、太陽電池パネル１１が搭載された入母屋屋根１２を有する建物１３である。

入母屋屋根１２は、上部が大棟２１から左右に下り傾斜する平側上部の矩形状の屋根面２２，２２を有する切妻屋根形状部２３と、この切妻屋根形状部２３の下側で前記平側上部の矩形状の屋根面２２，２２に連続して下り傾斜する平側下部の台形状の屋根面２４，２４および大棟の両端部の妻側で下り傾斜して配置される台形状の屋根面２５，２５とから寄棟屋根形状部２６が形成されている。

また、入母屋屋根１２の上部の切妻屋根形状部２３の妻側には小さな三角形状の妻壁部２７が設けられ、この妻壁部２７の下端に繋がった状態で、妻側の台形状の屋根面２５，２５が配置されている。

そして、前記平側上部の矩形状の屋根面２２，２２と、当該屋根面２２，２２に連続する平側下部の台形状の屋根面２４，２４とから平側の屋根面２８，２８が構成されている。なお、平側上部の屋根面２２，２２と平側下部の屋根面２４，２４の傾斜角度は、同じであり、同じ方向を向く平側上部の屋根面２２と平側下部の屋根面２４は、同一平面内に配置される。

これらの一対の平側の屋根面２８，２８のうちの一方の南側に近い方向を向く屋根面２８に太陽電池パネル１１が配置されている。
太陽電池パネル１１は、矩形状の太陽電池モジュール１４を縦横に配列して全体が矩形状となるように形成されている。上述の平側上部の屋根面２２の左右幅は、太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍の値もしくはこの値に余裕代となる値を加えた値に設定されている。

また、大棟の左右幅も太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍の値もしくはこの値に余裕代となる値を加えたものとなっている。
したがって、平側上部の屋根面２２の左右幅を太陽電池モジュール１４の左右幅で除算した場合の商となる枚数の電池モジュール１４を左右に並べて太陽電池パネル１１を構成すると、平側上部の屋根面２２を略余すことなく利用した状態の太陽電池パネル１１を配置することができる。

これにより、太陽電池パネル１１を効率的に配置できるとともに、太陽電池パネル１１が配置された屋根の美観を高めることができる。
また、太陽電池パネル１１として屋根材として機能するタイプのものを用いた場合に、屋根面２２を効率的に太陽電池パネル１１で覆うことで、屋根材の使用量を減らしてコストの低減を図ることができる。
また、太陽電池パネル１１は、平側上部の屋根面２２から平側下部の屋根面２４に渡って配置することで、さらに太陽電池パネル１１の面積を大きくして十分な電力を得ることができる。

また、平側上部の屋根面２２と平側下部の屋根面２４とで、配置される太陽電池パネル１１の左右幅を同じとすることが作業性やコストの面で好ましい。
ここで、平側下部の屋根面２４は台形状となっているので、屋根面２４の左右幅は、下側に向かうにつれて広くなる。したがって、平側下部の屋根面２４の左右幅が平側上部の屋根面２２に太陽電池モジュール１４の左右幅を加算した値以上となる位置から太陽電池パネル１１の左右幅を１枚の太陽電池モジュール１４を増やした幅に拡幅し、水平方向（左右方向）に太陽電池モジュール１４の配置枚数を増やした状態としてもよい。

また、太陽電池パネル１１は、太陽電池の最小構成としてのセルを有するが１セル当たりで発電可能な電圧が低く、各太陽電池モジュール４において、多数のセルを直列に接続することで電圧を高めている。しかし、各太陽電池モジュール４の電圧は、家庭用電源の電圧としては未だ低く、さらに複数の太陽電池モジュール４を直列に接続して家庭用電源の電圧としている。

したがって、家庭用電源の電圧とするのに最適な太陽電池モジュール４の数（以下、最適数と称する）がある。
そこで、平側上部の屋根面２２の左右幅を太陽電池モジュール４の左右幅で除算した場合の商となる値が、上述の最適数の整数倍の約数となる値となっていることが好ましい。
例えば、家庭用電源の電圧となる太陽電池モジュール１４の最適な数が１４枚であった場合に、効率的に太陽電池モジュールを配置する上では、太陽電池パネル１１を構成する太陽電池モジュール１４の数が１４枚の倍数である２８枚、４２枚であることが好ましい。

そして、例えば、２８枚の太陽電池モジュール１４を使って太陽電池パネル１１を構成する場合に、平側上部の屋根面２２の左右幅は、上述の２８枚の約数（２，４，７，１４）で、かつ、太陽電池モジュール１４のサイズと屋根面２２のサイズとの違いに対応する値となる例えば７、１４、２８に太陽電池モジュール１４の左右幅の値を乗算した値もしくはその値に上述の余裕代を足した値となっていることが好ましい。
なお、この太陽電池パネル１１の設置数は住宅の屋根の大きさにより、変更可能であり、実施例に限定されるものではないことはもちろんである。

また、平側の屋根面２８の向きが南ではなく、南東や南西を向いている場合に、南西もしくは南東を向く妻側の屋根面２５にも太陽電池パネル１１を配置するものとしてもよい。
以上のような入母屋屋根１２を有する建物によれば、入母屋屋根１２の平側上部の矩形状の屋根面２２，２２を使って効率に矩形状の太陽電池パネル１１を配置することができる。
また、平側上部の屋根面２２の左右幅を太陽電池パネル１１を構成する矩形状の太陽電池モジュール１４の左右幅の整数倍となる値もしくはその値に余裕代加えた値とすることで、効率的に太陽電池パネル１１を配置することができる。

さらに、平側上部の屋根面２２の左右幅を太陽電池モジュール１４の左右幅で除算した場合の商となる値を、上述の最適数の整数倍の約数となる値とすることで、家庭用電源の電圧に最適な太陽電池モジュール１４の配置とすることができる。
また、平側上部の屋根面２２から平側下部の屋根面２４まで太陽電池パネル１１を配置することで、十分な面積の太陽電池パネル１１を配置することができる。

１ 太陽電池パネル
２ 切妻屋根
３ 屋根面
４ 太陽電池モジュール
５ 寄棟屋根
１２ 入母屋屋根
２１ 大棟
２７ 切妻部
２８ 屋根面

Claims (5)

1. 入母屋屋根を備え、
   前記入母屋屋根の大棟から左右両側にそれぞれ下り傾斜する二つの平側の屋根面のうちの一つの平側の屋根面に太陽電池パネルが設けられていることを特徴とする建物。
2. 請求項１に記載の建物において、
   前記入母屋屋根は、前記大棟の両側でそれぞれ下り傾斜する二つの矩形状の平側上部の屋根面を有する切妻屋根形状部と、当該切妻屋根形状部の下側で前記平側上部の屋根面に連続する台形状の平側下部の屋根面及び前記大棟の両端妻側でそれぞれ下り傾斜する二つの台形状の妻側屋根面を有する寄棟屋根形状部とから形成され、
   前記平側上部の屋根面と平側下部の屋根面とから前記平側の屋根面が形成され、
   前記平側の屋根面に設けられる太陽電池パネルは、前記平側の屋根面の上端部から設けられるとともに、複数の矩形状の太陽電池モジュールを縦横に敷き詰めた状態に設けられ、
   前記平側上部の屋根面の左右幅の値が、前記太陽電池モジュールの左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されていることを特徴とする建物。
3. 請求項２に記載の建物において、
   前記太陽電池パネルは、前記平側上部の屋根面から前記平側下部の屋根面に渡って設けられていることを特徴とする建物。
4. 請求項１に記載の建物において、
   前記平側の屋根面に設けられる太陽電池パネルは、前記平側の屋根面の上端部から設けられるとともに、複数の矩形状の太陽電池モジュールを縦横に敷き詰めた状態に設けられ、
   前記大棟の長さの値が、前記太陽電池モジュールの左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されていることを特徴とする建物。
5. 大棟の両側でそれぞれ下り傾斜する二つの矩形状の平側上部の屋根面を有する切妻屋根形状部と、当該切妻屋根形状部の下側で前記平側上部の屋根面に連続する台形状の平側下部の屋根面及び前記大棟の両端妻側でそれぞれ下り傾斜する二つの台形状の妻側屋根面を有する寄棟屋根形状部とから入母屋屋根形状となるように形成され、
   前記平側上部の屋根面と前記平側下部の屋根面とから平側の屋根面が形成され、
   当該平側の屋根面のうちの一方の平側の屋根面に太陽電池パネルが設けられ、
   太陽電池パネルは、前記平側の屋根面の上端部から設けられるとともに、複数の矩形状の太陽電池モジュールを縦横に敷き詰めた状態に設けられ、
   前記平側上部の屋根面の左右幅の値が、前記太陽電池モジュールの左右幅の整数倍となる値もしくは整数倍となる値に余裕代となる値を加えた値に設定されていることを特徴とする屋根。

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