JP2012097450A - 屋上設置物の固定方法及び固定構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】屋根を構成するALCパネルに屋上設置物を設置する際に、室内側で大規模な改修工事を必要とせずに、しかも、工事作業時の養生の簡素化を図ることができるようにし、さらに、設置後におけるALCパネルの割れを未然に防止する。
【解決手段】屋根Aを構成するALCパネルC3,C4に架台10を用いて太陽光発電モジュール100を固定する固定方法において、架台10の基部を、ALCパネルC3,C4に、これらパネルC3,C4の厚み方向中途部に達する深さまで挿入したビスF3,F4を用いて固定する架台固定工程と、架台10に太陽光発電モジュール100を固定する屋上設置物固定工程とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、屋根を構成するALCパネルに屋上設置物を固定する際に用いられる屋上設置物の固定方法及び固定構造に関するものである。
従来から、ALCパネル(軽量気泡コンクリートパネル)を用いて建物の屋根を構成することが行われており、この屋根に例えば太陽光発電モジュール等の屋上設置物を固定する場合がある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、屋根を構成するALCパネルに貫通孔を形成し、この貫通孔に下からボルトを通し、ボルトの上端部に太陽光発電モジュールの架台を締結固定するように構成している。
特開2002−206317号公報
しかしながら、特許文献1のように屋根を構成するALCパネルに貫通孔を形成するようにした場合には、次のような問題点があった。
すなわち、既存の建物に対して特許文献1の工法を適用しようとすると、ボルトをALCパネルの下側から貫通孔に挿通しなければならないので、天井内装材や断熱材等を一旦取り去らなければならず、室内側で大規模な改修工事が必要になる。
また、ALCパネルは、主原料が珪石、セメント、生石灰等であるため、割れやすい性質を有しており、特許文献1のような貫通孔を形成することによって割れが発生するリスクが高まる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、屋根を構成するALCパネルに屋上設置物を設置する際に、室内側で大規模な改修工事を必要とせず、しかも、設置後におけるALCパネルの割れを未然に防止することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、屋上設置物の架台を複数のALCパネルに固定し、このときにパネルの厚み方向中途部に達する深さまで挿入した固定具を用いるようにした。
第1の発明は、屋根を構成するALCパネルに架台を用いて屋上設置物を固定する固定方法において、上記架台の基部を、第1ALCパネルと、該第1ALCパネルに隣接する第2ALCパネルとに、これらパネルの厚み方向中途部に達する深さまで挿入した固定具を用いて固定する架台固定工程と、上記架台に上記屋上設置物を固定する屋上設置物固定工程とを備えていることを特徴とするものである。
この構成によれば、架台の固定具が第1ALCパネル及び第2ALCパネルの厚み方向中途部に達する深さまでしか挿入されないので、これらALCパネルに貫通孔を形成することなく、架台をALCパネルに固定することが可能になる。これにより、天井内装材や断熱材等を取り去ることなく施工することが可能になる。
さらに、ALCパネルに貫通孔を形成しないので、従来例のものに比べてALCパネル自体の強度低下が防止される。
しかも、屋上設置物の荷重は第1ALCパネル及び第2ALCパネルに分散して作用するので、これらALCパネルの割れが未然に防止される。
第2の発明は、第1の発明において、架台は、上下方向に延びる中空状の柱状部材を備えたものであり、該柱状部材の下端部は開放され、該下端部にALCパネルへの固定用フランジが設けられ、架台固定工程では、上記柱状部材の開放部分が第1ALCパネルと第2ALCパネルとの合わせ部に位置するように架台を配置し、上記フランジを両パネルに固定することを特徴とするものである。
すなわち、ALCパネルの縁部近傍は内側の部分に比べて割れやすい場合がある。本発明では、架台の開放部分を第1ALCパネルと第2ALCパネルとの合わせ部に位置付けたので、各ALCパネルの縁部にかかる荷重を低減して、ALCパネルを割れにくくすることが可能になる。
第3の発明は、第2の発明において、少なくとも4枚の略矩形状のALCパネルが互いの角部を合わせるように接近して配置されており、架台固定工程では、架台の柱状部材の開放部分を上記4枚のALCパネルの角部と一致させた状態で該架台を固定することを特徴とするものである。
すなわち、ALCパネルの角部近傍は内側の部分に比べて割れやすい場合がある。本発明では、架台の柱状部材の開放部分を4枚のALCパネルの角部と一致させたので、各ALCパネルの角部にかかる荷重を低減して、ALCパネルを割れにくくすることが可能になる。さらに、屋上設置物の荷重が4枚のALCパネルに分散して作用することになり、このことによってもALCパネルを割れにくくすることが可能になる。
第4の発明は、第1から3のいずれか1つの発明において、第1ALCパネルと第2ALCパネルとの接合部分には鉄筋が配設されており、架台固定工程では、架台が上記鉄筋の真上に位置するように固定することを特徴とするものである。
この構成によれば、鉄筋の真上に架台が位置していることにより、ALCパネルへの負荷を軽減することが可能になる。
第5の発明は、屋根を構成するALCパネルに架台を用いて屋上設置物を固定する屋上設置物の固定構造において、上記架台の基部は、第1ALCパネルと、該第1ALCパネルに隣接する第2ALCパネルとに、これらパネルの厚み方向中途部に達する深さまで挿入した固定具を用いて固定され、上記架台に上記屋上設置物が固定されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、第1の発明と同様に、天井内装材や断熱材等を取り去ることなく施工することが可能になるとともに、ALCパネル自体の強度低下が防止され、ALCパネルの割れが未然に防止される。
第6の発明は、第5の発明において、架台は、上下方向に延びる中空状の柱状部材を備えたものであり、該柱状部材の下端部は開放され、該下端部にALCパネルへの固定用フランジが設けられ、上記柱状部材の開放部分を、第1ALCパネルと第2ALCパネルとの合わせ部に位置付け、上記フランジが両パネルに固定されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、第2の発明と同様に、各ALCパネルの縁部にかかる荷重を低減して、ALCパネルを割れにくくすることが可能になる。
第1、第5の発明によれば、架台の基部を、第1ALCパネルと第2ALCパネルとに、これらパネルの厚み方向中途部に達する深さまで挿入した固定具を用いて固定するようにしている。これにより、室内側で大規模な改修工事を必要とせずに施工でき、しかも、設置後におけるALCパネルの割れを未然に防止できる。
第2、第6の発明によれば、架台の柱状部材の下端部を開放し、この開放部分を第1ALCパネルと第2ALCパネルとの合わせ部に位置するように架台を固定したので、ALCパネルの縁部にかかる荷重を低減できる。これにより、大きな荷重が作用した場合であってもALCパネルを割れにくくすることができる。
第3の発明によれば、架台の柱状部材の開放部分を、4枚のALCパネルの角部と一致させたので、各ALCパネルの角部にかかる荷重を低減して、ALCパネルを割れにくくすることができる。
第4の発明によれば、架台を、第1ALCパネルと第2ALCパネルとの接合部分に配設された鉄筋の真上に位置付けたので、ALCパネルをより一層割れにくくすることができる。
実施形態にかかる太陽光発電モジュールの固定方法を説明する断面図である。 架台が固定された状態の斜視図である。 図4におけるIII−III線断面図である。 架台の平面図である。 屋上防水シートを剥ぎ、ALCパネルに孔を形成した状態の屋根の平面図である。 ALCパネルに孔を形成した状態の図1相当図である。 架台が固定された状態の平面図である。 架台が固定された状態の図1相当図である。 防水部材の装着を示す図1相当図である。 実施形態の変形例にかかる図2相当図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図1は、本発明の実施形態にかかる屋上設置物の固定方法を用いて屋上設置物を固定する場合を説明する図である。
屋上設置物を設置する建物は、例えば、住宅や工場等が挙げられるが、これらに限られるものではなく、本発明は各種建物の屋上に屋上設置物を固定する場合に適用することができる。また、屋上設置物は、本実施形態では太陽光発電モジュール100であるが、これに限られるものではなく、本発明は各種装置や部材を屋上に固定する場合に適用することができる。
まず、建物の屋根Aの構造について説明する。この屋根Aは、いわゆる陸屋根であり、図2にも示すように、H型鋼からなる縦方向に延びる梁B1及び横方向に延びる梁B2と、多数のALCパネルC1〜C4(図には4枚のみ示す)とを組み合わせて構成されている。梁B1と梁B2とは略水平に延び、互いに直交している。
ALCパネルC1〜C4は互いに同じ形状とされており、略長方形の板状に形成されている。第1ALCパネルC1、第2ALCパネルC2、第3ALCパネルC3及び第4ALCパネルC4は、互いの角部を合わせるように接近して配置されている。ALCパネルC1〜C4の縁部間の寸法は20mm程度に設定されている。ALCパネルC1〜C4の縁部間には、目地鉄筋Dが配設されている。また、ALCパネルC1〜C4の縁部間にはモルタルEが充填されており、目地鉄筋DはモルタルEに埋設されている。
また、ALCパネルC1〜C4の長手方向両端部の下、及び幅方向両端部の下には、梁B1及び梁B2が位置しており、ALCパネルC1〜C4の周縁部は梁B1及び梁B2によって支持されている。ALCパネルC1〜C4の梁B1及び梁B2による支持幅は、約40mm以上に設定されている。
第1〜第4ALCパネルC1〜C4の上には、塩化ビニル系材料からなる屋上防水シートSが設けられている。
次に、太陽光発電モジュール100の架台10の構造について説明する。図3及び図4に示すように、架台10は、上下方向に延びる中空状の柱状部材11と、柱状部材11の下端部に設けられたフランジ12と、上端部に設けられた板材13と、太陽光発電モジュール100が取り付けられるボルト14とを備えている。
柱状部材11は、上下両端が開放した鋼管で構成されている。柱状部材11の外径は例えば100mm程度であり、長さは例えば200mm程度である。フランジ12は、柱状部材11の下端部の周縁から径方向外方へ延びており、このフランジ12を構成する板材と柱状部材11を構成する鋼管とは全周に亘って溶接されている。また、柱状部材11の下端部は、フランジ12を構成する板材で覆われておらず、全体が開放されている。
板材13は、柱状部材11の上端部を閉塞するためのものであり、柱状部材11の外径と略同じ径を持つ円盤状に形成されている。板材13の全周が柱状部材11に溶接されている。
ボルト14は、板材13に固定されている。すなわち、板材13の略中央部には、ボルト14の軸部分が挿通する貫通孔13aが形成されている。ボルト14は、柱状部材11の内側から貫通孔13aに挿通した状態となっている。この状態で、ボルト14の頭部の全周が板材13の貫通孔13aの周縁部に溶接されている。
上記柱状部材11の内面及び外面、フランジ12の上面及び下面、板材13の上面及び下面には、塩化ビニルコーティングが施されている。この塩化ビニルコーティングは、例えば、柱状部材11、フランジ12及び板材13を流動状態の塩化ビニルが入った槽の中に浸けることによって施された、いわゆるディッピング塗装である。
架台10は、図7にも示すように、フランジ12が上記第1〜第4ALCパネルC1〜C4にビス(タッピングビス)F1〜F4により締結されることにより、屋根に固定されるようになっている。フランジ12には、第1ALCパネルC1の孔101,101(図5に示す)に挿入される2本のビスF1,F1が挿通する第1ビス孔12a,12a(図4に示す)が形成され、第2ALCパネルC2の孔102,102(図5に示す)に挿入される2本のビスF2,F2が挿通する第2ビス孔12b,12b(図4に示す)が形成され、第3ALCパネルC3の孔103,103(図5に示す)に挿入される2本のビスF3,F3が挿通する第3ビス孔12c,12c(図4に示す)が形成され、第4ALCパネルC4の孔104,104(図5に示す)に挿入される2本のビスF4,F4が挿通する第4ビス孔12d,12d(図4に示す)が形成されている。
第1ビス孔12a,12aは、フランジ12の周方向に間隔をあけて形成されている。第1ビス孔12a,12aの中心間距離は、60mm程度に設定されている。このように第1ビス孔12a,12aの間隔をあけているのは、ビス孔12a,12aを近づけすぎるとビス孔12a,12aにビスF1,F1を挿通してALCパネルC1にねじ込んでいったときにALCパネルC1が割れやすくなってしまうためである。つまり、ALCパネルC1に割れが起こらない程度に第1ビス孔12a,12aは離れていればよく、例えば50mm程度であってもよい。また、第1ビス孔12a,12aは、フランジ12における径方向中央部よりも外側領域に設けられている。
第2ビス孔12b,12bも、第1ビス孔12a,12aと同様に間隔をあけて形成されている。第1ビス孔12a,12aと第2ビス孔12b,12bとの間隔は、第1ビス孔12a,12aの中心間距離よりも広く設定されている。
第3ビス孔12c,12c及び第4ビス孔12d,12dも、第1ビス孔12a,12a及び第2ビス孔12b,12bと同様に設けられている。
第1ビス孔12a,12aと第4ビス孔12d,12dとは、柱状部材11の中心を対称の中心とする点対称であり、第2ビス孔12b,12bと第3ビス孔12c,12cとも、柱状部材11の中心を対称の中心とする点対称である。
また、第1ビス孔12a,12aは、第1ALCパネルC1の縁部から50mm以上内側に位置するように配置されている。このように第1ビス孔12a,12aの位置を設定しているのは、ビスF1,F1(図7に示す)をALCパネルC1にねじ込んでいったときにビスF1,F2がALCパネルC1の縁部に接近しすぎているとALCパネルC1が割れやすくなるからである。つまり、ALCパネルC1に割れが起こらない程度に第1ビス孔12a,12aがALCパネルC1の縁部から離れていればよい。第2〜第4ビス孔12b〜12dも同様である。
上記ビスF1〜F4は、ALCパネルC1〜C4に予め形成された孔101〜104(図5に示す)にそれぞれ挿入されたプラスチックアンカー80にねじ込まれるようになっている。プラスチックアンカー80は、従来からコンクリートにビスをねじ込む際に使用されているものなので詳細な説明は省略する。
ALCパネルC1〜C4の孔101〜104の深さは、図6に示すように、ALCパネルC1〜C4の厚み方向中途部に達する深さであり、孔101〜104は貫通していない。ビスF1〜F4は、その先端がALCパネルC1〜C4の孔101〜104の底部近傍に位置するまでねじ込まれるようになっている。
図4に示すように、第1ビス孔12a,12aと第3ビス孔12c,12cとの間には、第1貫通孔12e,12eが形成されている。これら第1貫通孔12e,12eはフランジ12の周方向に間隔をあけて配置されている。また、第1貫通孔12e,12eは、第1ビス孔12a,12a及び第2ビス孔12b,12bよりも柱状部材11の中心に近い部分に開口している。
第2ビス孔12b,12bと第4ビス孔12d,12dとの間には、第2貫通孔12f,12fが第1貫通孔12e,12eと同様に形成されている。
上記第1貫通孔12e,12e及び第2貫通孔12f,12fには、図示しないが、他の構造の屋根に架台10を固定する際に用いられるビスが挿通するようになっている。
上記架台10は、図1に示すように防水部材40によって被覆されるようになっている。防水部材40は、図9にも示すように、柱状部材11の外面を覆う筒状部41と、フランジ12の上面を覆う板状部42とを備えている。防水部材40は、全体が塩化ビニル系シートで構成されている。
次に、上記架台10を用いて太陽光発電モジュール100を既存の建物の屋上に固定する場合について説明する。
まず、屋根Aの屋上防水シートSの一部を剥ぐ。屋上防水シートSを剥ぐ部位は、架台10の固定部位であり、第1〜第4ALCパネルC1〜C4の角部に対応する部位である。屋上防水シートSを剥ぐ範囲は、架台10のフランジ12よりも大きな範囲である。
その後、図5及び図6に示すように、第1〜第4ALCパネルC1〜C4にビスF1〜F4をねじ込むための孔101〜104を形成する。この孔101〜104の位置は、上述したように、第1〜第4ALCパネルC1〜C4の縁部から内側に50mm程度離れているので第1〜第4ALCパネルC1〜C4の割れは起こらない。
その後、架台10を第1〜第4ALCパネルC1〜C4の上に置き、ビス孔12a〜12dを第1〜第4ALCパネルC1〜C4の孔101〜104に合わせる。この状態で、架台10の柱状部材11の開放部分が 第1〜第4ALCパネルC1〜C4の角部と一致、角部が開放部分の内方に位置することになる。
しかる後、図2、図7及び図8に示すように、ビス孔12a〜12dにビスF1〜F4を挿通して第1〜第4ALCパネルC1〜C4の孔101〜104内のプラスチックアンカー80に挿入し、ねじ込む。ビスF1〜F4の先端が第1〜第4ALCパネルC1〜C4の厚み方向中途部に達したところで架台10が第1〜第4ALCパネルC1〜C4に固定された状態となる。これが架台固定工程である。固定状態の架台10の真下には、目地鉄筋Dが位置することになる。
このようにビスF1〜F4を屋根Aの上からねじ込むようにしているので、天井内装材や断熱材等を取り去る必要はなく、大規模な改修工事を行わずに済む。
その後、屋上防水シートSを架台10のフランジ12の上面に融着する。このとき、フランジ12の上面は塩化ビニルコーティングされているので、屋上防水シートSとの融着性は高い。
その後、図9に示すように、防水部材40を架台10に装着する。すなわち、防水部材40により柱状部材11の外面を覆い、防水部材40の板状部42を屋上防水シートSの上面に重ねる。防水部材40の板状部42は屋上防水シートSの上面に融着する。これにより、防水部材40と屋上防水シートSとの間がシールされる。
図1に示すように、ボルト14の軸は防水部材40の上面から上方へ突出する。このとき、柱状部材11の外面及びフランジ12の上面は塩化ビニルでコーティングされているので、防水部材40を融着させることができ、高いシール性が得られる。尚、図示しないが、防水部材40をバンドによって柱状部材11に縛るようにしてもよい。
上記のようにして固定された架台10のボルト14に太陽光発電モジュール100を固定する。これが屋上設置物固定工程である。
以上説明したように、この実施形態にかかる屋上設置物の固定方法によれば、架台10のビスF1〜F4が第1〜第4ALCパネルC1〜C4の厚み方向中途部に達する深さまでしか挿入されないので、これらALCパネルC1〜C4に貫通孔を形成することなく、架台10をALCパネルC1〜C4に固定することが可能になる。これにより、天井内装材や断熱材等を取り去ることなく施工することが可能になる。
さらに、ALCパネルC1〜C4に貫通孔を形成しないので、従来例のものに比べてALCパネルC1〜C4自体の強度低下が防止される。
しかも、太陽光発電モジュール100の荷重は第1〜第4ALCパネルC1〜C4に分散して作用することになる。
したがって、室内側で大規模な改修工事を必要とせずに施工でき、さらに、設置後におけるALCパネルC1〜C4の割れを未然に防止できる。
また、架台10の柱状部材11の開放部分を、4枚のALCパネルC1〜C4の角部と一致させたので、各ALCパネルC1〜C4の角部にかかる荷重を低減して、ALCパネルC1〜C4をより一層割れにくくすることができる。
尚、上記実施形態では、架台10を第1〜第4ALCパネルC1〜C4の角部に一致するように固定した場合について説明したが、これに限らず、例えば、図10に示す変形例のように、第1ALCパネルC1と第2ALCパネルC2との合わせ部に固定するようにしてもよい。この変形例では、架台10の柱状部材11の開放部分が、第1ALCパネルC1と第2ALCパネルC2との合わせ部に位置するようにする。これにより、ALCパネルC1,C2の縁部にかかる荷重を低減できるので、大きな荷重が作用した場合であってもALCパネルC1,C2を割れにくくすることができる。
また、架台10に形成するビス孔の数は上記した数に限られるものではなく、任意に設定することができる。
また、ビスF1〜F4以外にも、例えばボルトやナット等の固定具を用いて架台10を固定するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明にかかる屋上設置物の固定方法は、例えば、既存の建物の屋上に屋上設置物を固定する場合に適用できる。
10 架台
11 柱状部材
12 フランジ
14 ボルト
40 防水部材
100 太陽光発電モジュール(屋上設置物)
A 屋根
B1,B2 梁
C1〜C4 第1〜第4ALCパネル
D 目地鉄筋
E モルタル
F1〜F4 ビス(固定具)

Claims (6)

  1. 屋根を構成するALCパネルに架台を用いて屋上設置物を固定する固定方法において、
    上記架台の基部を、第1ALCパネルと、該第1ALCパネルに隣接する第2ALCパネルとに、これらパネルの厚み方向中途部に達する深さまで挿入した固定具を用いて固定する架台固定工程と、
    上記架台に上記屋上設置物を固定する屋上設置物固定工程とを備えていることを特徴とする屋上設置物の固定方法。
  2. 請求項1に記載の屋上設置物の固定方法において、
    架台は、上下方向に延びる中空状の柱状部材を備えたものであり、該柱状部材の下端部は開放され、該下端部にALCパネルへの固定用フランジが設けられ、
    架台固定工程では、上記柱状部材の開放部分が第1ALCパネルと第2ALCパネルとの合わせ部に位置するように架台を配置し、上記フランジを両パネルに固定することを特徴とする屋上設置物の固定方法。
  3. 請求項2に記載の屋上設置物の固定方法において、
    少なくとも4枚の略矩形状のALCパネルが互いの角部を合わせるように接近して配置されており、
    架台固定工程では、架台の柱状部材の開放部分を上記4枚のALCパネルの角部と一致させた状態で該架台を固定することを特徴とする屋上設置物の固定方法。
  4. 請求項1から3のいずれか1つに記載の屋上設置物の固定方法において、
    第1ALCパネルと第2ALCパネルとの接合部分には鉄筋が配設されており、
    架台固定工程では、架台が上記鉄筋の真上に位置するように固定することを特徴とする屋上設置物の固定方法。
  5. 屋根を構成するALCパネルに架台を用いて屋上設置物を固定する屋上設置物の固定構造において、
    上記架台の基部は、第1ALCパネルと、該第1ALCパネルに隣接する第2ALCパネルとに、これらパネルの厚み方向中途部に達する深さまで挿入した固定具を用いて固定され、
    上記架台に上記屋上設置物が固定されていることを特徴とする屋上設置物の固定構造。
  6. 請求項5に記載の屋上設置物の固定構造において、
    架台は、上下方向に延びる中空状の柱状部材を備えたものであり、該柱状部材の下端部は開放され、該下端部にALCパネルへの固定用フランジが設けられ、
    上記柱状部材の開放部分を、第1ALCパネルと第2ALCパネルとの合わせ部に位置付け、上記フランジが両パネルに固定されていることを特徴とする屋上設置物の固定構造。
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