JP2017031553A

JP2017031553A - 雪止め構造及び建物

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Publication number: JP2017031553A
Application number: JP2015148856A
Authority: JP
Inventors: 智紀津川; Tomonori Tsugawa
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-07-28
Also published as: JP6595835B2

Abstract

【課題】簡素な構造でありながら、有効に雪止め機能を発揮させることが可能な雪止め構造を提供する。
【解決手段】傾斜させた状態で設置される太陽電池モジュール１の下縁１１側に設けられる雪止め構造３である。
そして、太陽電池モジュールの下縁に沿って延びるとともに、下縁の表面１ａより上方に突出される堰板４１を有する長尺状の雪止め部４と、雪止め部の背面側に取り付けられるとともに、太陽電池モジュールの下縁を載せる基台部６と、雪止め部の前面側に取り付けられるとともに屋根面２ａに支持される回転防止部５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根の上などに傾斜させた状態で設置される太陽電池モジュールの下縁側に設けられる雪止め構造及び建物に関するものである。

折板や平板材で葺かれた傾斜屋根からの雪の落下を防ぐために、屋根に雪止め構造を設けることが知られている（特許文献１−４など参照）。一方、近年においては、屋根の上に太陽電池モジュールが配置される例が増えてきた。

太陽電池モジュールは、発電量を増加させるために屋根の縁部付近まで配置される場合が多い。また、発電効率を上げるために、太陽電池モジュールは、傾斜させた状態で設置される。

このような状況下において、屋根に設置された太陽電池モジュールの下縁側にも、特許文献５，６に開示されているような雪止め部材が取り付けられるようになってきた。

実開昭４７−３５４１９号公報実開昭６３−１２９０２１号公報実開平０６−７１６８１号公報実開昭６２−１９６８２６号公報特開２０１２−２５５２５４号公報特開２０１４−１３６９３５号公報

ここで、雪の荷重に対して有効に抵抗可能な雪止め構造を設けるとなると、剛性の高い重量の大きな部材を使用することになる。しかしながら、屋根の上に設置する構造物の荷重は、地震等の影響を考えるとできるだけ小さい方が好ましく、軽量にできる簡素な構成が望まれる。

一方、特許文献５，６に開示されているような側面視略Ｌ字形の雪止め部材だけでは、雪の荷重によって転倒してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、簡素な構造でありながら、有効に雪止め機能を発揮させることが可能な雪止め構造及び建物を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の雪止め構造は、傾斜させた状態で設置されている太陽電池モジュールの下縁側に設けられた雪止め構造であって、前記太陽電池モジュールの下縁に沿って延びているとともに、前記下縁の表面より上方に突出された堰板を有する長尺状の雪止め部と、前記雪止め部の背面側に取り付けられているとともに、前記太陽電池モジュールの下縁を載せた基台部と、前記雪止め部の前面側に取り付けられているとともに、前記太陽電池モジュールの設置面に支持された回転防止部とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記基台部及び前記回転防止部は、前記雪止め部の長手方向に間隔をおいて配置されているとともに、前記雪止め部を介して前記基台部と前記回転防止部とが接続されている構成とすることができる。

また、前記基台部及び前記回転防止部の底面と前記設置面との間には、滑り止め材が介在されている構成とすることもできる。

さらに、前記雪止め部の前記堰板は、前記太陽電池モジュールの下縁から離隔して配置されている構成とすることができる。また、前記雪止め部は、側面視略Ｚ字形に形成されているとともに、横方向に広がる連絡部に水抜き穴を備えた構成とすることができる。

そして、本発明の建物は、屋根上に傾斜させた状態で太陽電池モジュールが設置されている建物であって、前記太陽電池モジュールの下縁側に上記いずれかに記載の雪止め構造が設けられていることを特徴とする。

このように構成された本発明の雪止め構造では、太陽電池モジュールの下縁の表面より上方に突出される堰板を有する雪止め部は、太陽電池モジュールの下縁を載せる基台部と、太陽電池モジュールの設置面に支持される回転防止部とに繋がれている。

このため、雪の荷重が堰板に作用すると、その雪自身の重量によって基台部に作用する力と、回転防止部が設置面から受ける抵抗力とによって、雪止め部の転倒が阻止される。このように、簡素な構造でありながら、有効に雪止め機能を発揮させることができる。

また、基台部及び回転防止部は、長尺状の雪止め部に対して長手方向に間隔をおいて配置されているだけでも、雪止め部の回転を抑えて転倒を確実に防ぐことができる。

さらに、基台部及び回転防止部の底面と設置面との間に滑り止め材が介在されていれば、基台部及び回転防止部は、設置面から損失なく抵抗力を受けることができるので、雪止め部の回転を初期段階で抑えることができる。

また、雪止め部の堰板を太陽電池モジュールの下縁から離隔して配置させることで、太陽電池モジュールの融雪水による水没を防ぐことができる。特に、雪止め部を側面視略Ｚ字形に形成した場合に、横方向に広がる連絡部に水抜き穴が設けられていれば、速やかに融雪水を排水することができる。

そして、このような雪止め構造が設けられた太陽電池モジュールが屋根上に設置される建物であれば、屋根からの雪の落下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態の雪止め構造の構成及び作用を説明するための断面図である。複数の太陽電池モジュールが設置された屋根の状態を示した断面図である。回転防止部が取り付けられた状態の雪止め部の構成を説明する図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視方向で見た断面図である。基台部の構成を説明する図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。太陽電池モジュールに基台部を取り付ける工程を示した説明図である。太陽電池モジュールに雪止め部を取り付ける工程を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態の雪止め構造３は、図１，２に示すように、傾斜させた状態で設置される太陽電池モジュール１の下縁１１に設けられる。

本実施の形態では、図２に示すような陸屋根となる屋根２が設けられた建物２０に、複数の太陽電池モジュール１，１Ａ，・・・が設置される場合について説明する。

この屋根２は、例えば折板屋根として設けられる。折板屋根は、所定のピッチで凸条の頂部２２，・・・が略平行に設けられる平板状の屋根である。折板屋根は、例えば野地板２１の上面が波形のポリ塩化ビニル被覆鋼板などの屋根ふき材に覆われることによって形成される。

そして、屋根ふき材の略水平に形成される上面が、本実施の形態の屋根面２ａとなる。また、この屋根面２ａが、太陽電池モジュール１，１Ａの設置面となる。

太陽電池モジュール１，１Ａは、太陽光を効率よく受けるために、傾斜させた状態で設置される。具体的には、屋根２の縁部２３に隣接した位置に設置される太陽電池モジュール１は、図２に示すように、下縁１１側が支持金具１２によって屋根２の頂部２２に固定され、上縁側が後足金具１３と挟持具１６とによって別の頂部２２に固定される。

また、後方の太陽電池モジュール１Ａの上縁は、支持金具１５によってさらに別の頂部２２に固定される。一方、後方の太陽電池モジュール１Ａの下縁は、太陽電池モジュール１と共通する挟持具１６に接続される。

支持金具１２を例にさらに詳細な説明をすると、図１に示すように、支持金具１２の上部は、ボルト１４とナット１４１によって太陽電池モジュール１の裏面１ｂに固定される。

一方、支持金具１２の下部には、屋根２の頂部２２を挟むための挟持具１２１が設けられ、ボルト１２２を締め付けるによって、挟持具１２１が頂部２２に固定される。

本実施の形態の雪止め構造３は、図２に示すように、屋根２の縁部２３に隣接して配置される太陽電池モジュール１の下縁１１側に設けられる。ここで、下縁１１側とは、太陽電池モジュール１の傾斜方向の低い方の縁部をいう。

そして、雪止め構造３は、長尺状の雪止め部４と、その雪止め部４の背面側に取り付けられる基台部６と、雪止め部４の前面側に取り付けられる回転防止部５とによって、主に構成される。

基台部６には、太陽電池モジュール１の下縁１１が載せられる。この基台部６は、図６に示すように箱形に形成される。図５は、基台部６の詳細な構成を説明する図である。

図５（ａ）の側面図に示すように、基台部６は、太陽電池モジュール１の傾斜角度に合わせて傾斜させた上面部６１と、雪止め部４に接触させる鉛直面となる正面部６２と、正面部６２の下端から水平に延びる底面部６４と、上面部６１と底面部６４の側端間を塞ぐ側面部６３とによって、主に構成される。

この基台部６は、ステンレス板などの鋼板等によって製作される。そして、基台部６の底面となる底面部６４の下面側には、滑り止め材６５が貼り付けられる。この滑り止め材６５には、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)などの合成ゴムなどが使用できる。

上面部６１には、図５（ｂ）の正面図に示すように、太陽電池モジュール１との接合に使用されるボルト１４を通すためのボルト穴６１１，・・・が、複数、穿孔される。

また、正面部６２には、雪止め部４と基台部６との接合に使用されるドリルねじ４３１を通すためのねじ穴６２１，６２１が設けられる。このねじ穴６２１には、ドリルねじ４３１がねじ込めるようにねじ溝が刻まれている。

さらに、正面部６２のねじ穴６２１，６２１の下方には、長方形状の開口６２２が設けられる。この開口６２２には、回転防止部５と雪止め部４との接合に使用されるボルト４４の頭部が収容される。

また、底面部６４は、側面部６３，６３よりも側方に両端がそれぞれ張り出されており、上面部６１の幅よりも広い幅を長辺とする長方形状に形成される。さらに、底面部６４に隣接する隅角部には、水抜き用の切欠きが設けられる。

そして、この基台部６に背面側が固定される雪止め部４は、図１に示すように、側面視略Ｚ字形に形成される。この雪止め部４は、太陽電池モジュール１の下縁１１に沿って延びる長尺状の部材である。

雪止め部４は、太陽電池モジュール１の下縁１１の表面１ａより上方に突出される堰板４１と、堰板４１の下端から略直交して太陽電池モジュール１側に延びる連絡部４２と、連絡部４２の端部から垂下される取付部４３とによって主に構成される。

図３（ａ）は、雪止め部４の平面図、図３（ｂ）は、雪止め部４の正面図、図４は、図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視方向で見た断面図を示している。図４に示すように、堰板４１は、斜め上方に向けて壁状に形成される。

この雪止め部４は、ステンレス板などの鋼板等を折り曲げ加工することによって製作される。また、連絡部４２は、略水平となる横方向に広がり、図３（ａ）に示すように、雪止め部４の長手方向に間隔をおいて複数の水抜き穴４２１，・・・が穿孔される。

この水抜き穴４２１は、長円形（楕円状）に形成され、堰板４１で止められた雪が解けた融雪水が、回転防止部５側に排出されるように機能する。また、図３（ｂ）に示すように、取付部４３には、基台部６との接合に使用されるドリルねじ４３１を通すためのねじ穴４３２，・・・が設けられる。

このねじ穴４３２は、回転防止部５の取付位置よりも上方に穿孔される。この位置にねじ穴４３２を設けることによって、予め回転防止部５を雪止め部４に取り付けておくことができる。

詳細には、雪止め部４の取付部４３には、図４に示すように、ボルト４４とナット４４１によって回転防止部５が接合される。一つの回転防止部５は、図３(ｂ)に示すように、２箇所に挿入されるボルト４４，４４によって雪止め部４に固定される。

この回転防止部５は、垂直部５１と、それに略直交する水平部５２とによって、側面視略Ｌ字形に成形される。また、底面となる水平部５２の下面側には、滑り止め材５３が貼り付けられる。

この回転防止部５は、ステンレス板など鋼板等によって製作される。また、滑り止め材５３には、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)などの合成ゴムなどが使用できる。

次に、本実施の形態の雪止め構造３の構築方法について説明する。

まず、工場又は設置現場において、図６に示すように、太陽電池モジュール１の裏面１ｂに対して、基台部６，６Ａ、支持金具１２、後足金具１３などの取り付けを行う。

太陽電池モジュール１の外縁は、下枠１１ａや上枠１３ａなどの枠材によって形成されている。そこで、下縁１１に配置される下枠１１ａに対して、基台部６の上面部６１を接触させ、ボルト１４とナット１４１による締結を行う。

また、支持金具１２が配置される箇所においては、基台部６の上面部６１と下枠１１ａとの間に支持金具１２の端部を挿し込み、ボルト１４とナット１４１による締結を行う。

一方、上枠１３ａと基台部６Ａとの間にも、所定の箇所では後足金具１３の端部を挿し込み、ボルト６７とナット６７１による締結を行う。また、上枠１３ａ側の基台部６Ａ，６Ａ，６Ａ間には、側面視略Ｌ字形のつなぎ梁６６を差し渡し、ボルト６６１とナット６６２による締結を行う。

このようにして基台部６，６Ａが取り付けられた太陽電池モジュール１では、滑り止め材６５，６５Ａが上面に露出した状態となる。設置現場では、クレーンを使って太陽電池モジュール１を吊り上げて設置をおこなう。

太陽電池モジュール１を屋根２に降ろすと、基台部６，６Ａの滑り止め材６５，６５Ａが屋根面２ａに接触して、基台部６，６Ａ，・・・によって太陽電池モジュール１が支持されることになる。

そして、太陽電池モジュール１の固定は、図１，２に示すように、屋根２の頂部２２を支持金具１２等の挟持具１２１によって挟ませ、ボルト１２２又はナットを締め付けることで行われる。

以上のような作業によって、図２に示すように、太陽電池モジュール１，１Ａを傾斜させた状態で屋根面２ａ上に設置することができる。続いて、屋根２の縁部２３に隣接して設置された太陽電池モジュール１の下縁１１に対しては、図７に示すように、雪止め部４の取り付けが行われる。

雪止め部４には、長手方向に間隔をおいて３つの回転防止部５，５，５が、ボルト４４とナット４４１によって予め接合されている。この雪止め部４を、取付部４３が太陽電池モジュール１側になる向きにして、下縁１１に沿うように近づける。

そして、取付部４３のねじ穴４３２（図３(ｂ)参照）に対して、図７に示すようにドリルねじ４３１を挿し込み、その先端を基台部６のねじ穴６２１にねじ込む。

図１は、このドリルねじ４３１によって、雪止め部４の取付部４３と基台部６の正面部６２とが接合された状態を示している。この図に示すように、屋根面２ａと回転防止部５の水平部５２との間には滑り止め材５３が介在され、屋根面２ａと基台部６の底面部６４との間には滑り止め材６５が介在される。

以上の工程によって、雪止め部４の取付部４３が、滑り止め材５３，６５の上に載せられた回転防止部５と基台部６とによって前後が挟まれた状態となる雪止め構造３が構築される。

次に、本実施の形態の雪止め構造３の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の雪止め構造３では、太陽電池モジュール１の下縁１１の表面１ａより上方に突出される堰板４１を有する雪止め部４は、太陽電池モジュール１の下縁１１を載せる基台部６と、屋根面２ａに支持される回転防止部５とに繋がれている。

太陽電池モジュール１の表面１ａに降った雪は、傾斜に沿って滑り落ちるなどして堰板４１によって堰き止められる。このときの雪の滑落荷重Ｈは、図１に示すように、堰板４１に対して略直角に作用する。そして、雪止め部４に対しては、回転モーメントＭとして作用する。

一方、堰板４１に堰き止められた雪自身の重量は、基台部６に対して積雪重量Ｗとして作用する。この積雪重量Ｗは、回転モーメントＭによって基台部６が浮き上がろうとする力に対抗する力となる。

さらに、回転モーメントＭによって回転防止部５を押し下げようとする力が作用すると、水平部５２は屋根面２ａから上向きの抵抗力Ｆを受けることになる。

この結果、雪止め部４自体の重量や剛性がそれほど大きくなくても、雪止め部４の転倒を阻止することができる。このように、雪止め部４と回転防止部５と基台部６とを組み合わせた簡素な構造でありながら、有効に雪止め機能を発揮させることができる。

そして、基台部６及び回転防止部５は、長尺状の雪止め部４に対して長手方向に間隔をおいて配置されているだけでも、雪止め部４の回転を抑えて転倒を確実に防ぐことができる。

さらに、基台部６の底面部６４及び回転防止部５の水平部５２と屋根面２ａとの間に滑り止め材６４，５３が介在されていれば、基台部６及び回転防止部５は、屋根面２ａから損失なく抵抗力を受けることができるので、雪止め部４の回転を初期段階で抑えることができる。

また、雪止め部４の堰板４１を太陽電池モジュール１の下縁１１から離隔して配置させることで、太陽電池モジュール１の下縁１１が融雪水によって水没するのを防ぐことができる。

さらに、側面視略Ｚ字形に形成された雪止め部４の略水平方向に広がる連絡部４２に、図３(ａ)に示すように複数の水抜き穴４２１，・・・が設けられていれば、速やかに融雪水を排水することができる。

そして、このような雪止め構造３が設けられた太陽電池モジュール１が屋根面２ａの上に設置される建物２０であれば、屋根２からの雪の落下を防ぐことができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、陸屋根の屋根面２ａを設置面とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、傾斜屋根面を設置面とすることもできる。また、屋根以外の構造物の高所に太陽電池モジュール１が設置される場合にも、本発明を適用することができる。

また、前記実施の形態では、折板屋根の頂部２２に支持金具１２などで太陽電池モジュール１を固定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、波形スレート板、波形亜鉛鉄板、波形ガラス、波形プラスチック板などの屋根に太陽電池モジュール１を設置する場合にも、本発明の雪止め構造３を適用することができる。

１太陽電池モジュール
１ａ表面
１１下縁
２０建物
２屋根
２ａ屋根面（設置面）
３雪止め構造
４雪止め部
４１堰板
４２連絡部
４２１水抜き穴
５回転防止部
５２水平部（底面）
５３滑り止め材
６基台部
６４底面部（底面）
６５滑り止め材

Claims

傾斜させた状態で設置されている太陽電池モジュールの下縁側に設けられた雪止め構造であって、
前記太陽電池モジュールの下縁に沿って延びているとともに、前記下縁の表面より上方に突出された堰板を有する長尺状の雪止め部と、
前記雪止め部の背面側に取り付けられているとともに、前記太陽電池モジュールの下縁を載せた基台部と、
前記雪止め部の前面側に取り付けられているとともに、前記太陽電池モジュールの設置面に支持された回転防止部とを備えたことを特徴とする雪止め構造。
前記基台部及び前記回転防止部は、前記雪止め部の長手方向に間隔をおいて配置されているとともに、前記雪止め部を介して前記基台部と前記回転防止部とが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の雪止め構造。
前記基台部及び前記回転防止部の底面と前記設置面との間には、滑り止め材が介在されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の雪止め構造。
前記雪止め部の前記堰板は、前記太陽電池モジュールの下縁から離隔して配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の雪止め構造。
前記雪止め部は、側面視略Ｚ字形に形成されているとともに、横方向に広がる連絡部に水抜き穴を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の雪止め構造。
屋根上に傾斜させた状態で太陽電池モジュールが設置されている建物であって、
前記太陽電池モジュールの下縁側に請求項１乃至５のいずれか一項に記載の雪止め構造が設けられていることを特徴とする建物。