JP2598369B2

JP2598369B2 - 建築物の屋根の棟構造

Info

Publication number: JP2598369B2
Application number: JP5345952A
Authority: JP
Inventors: 元旦舩木; 昇山坂; 和幸西澤
Original assignee: 元旦ビューティ工業株式会社
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH07180313A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新設乃至既設の建築物
の屋根の棟部に太陽電池モジュール及び換気装置を設置
した建築物の屋根の棟構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築物の屋根に太陽電池等の
太陽電池モジュールを設置する構造については各種提案
がなされているが、特に屋根の棟部に設置するものとし
て実開昭６３−８７８５３公報に示されるものがある。
この提案は、屋根の棟部を跨いでアングル部材を配設
し、このアングル部材に太陽電池モジュールを固定する
構造であり、通常建築物の最頂部である屋根の棟に設置
するので他の建築物等による日照の阻害といった悪影響
を受け難く、太陽電池の利用効率が高いという利点があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の構造では、アングル部材等の支持部材が露出してい
るので意匠性が著しく低いという欠点がある。また、太
陽電池モジュールは電池装置であるから、上記提案の構
造のように適宜な保護部材等で保護されていない場合に
は表面は勿論、裏面等全てに亙って水密性及び耐候性を
有するようにする必要があり、製造コストが高いものと
なる。さらに、太陽電池は、日射等により過度に熱せら
れるとエネルギーの変換効率が低下するという傾向が一
般にあるので、上述のように太陽電池モジュールの耐候
性を高めれば高めるほど気密性が上がって太陽電池モジ
ュール内の熱が逃し難くなり、太陽電池の変換効率が低
下してしまう。また、配線も露出した構成であるから上
記太陽電池と同様に保護処理が必要となるが、棟部にお
いて配線の導入口等に良好な雨仕舞を期待することは極
めて困難である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、左右傾斜側面を有して建築物の屋根の棟
部に設けられる棟構造において、日射量の多い一傾斜側
面に太陽電池モジュールが設置されてソーラー面が形成
されると共に、他方の傾斜側面に雨仕舞性を有する換気
装置が設置されて換気面が形成されたことを特徴とする
建築物の屋根の棟構造に関するものである。

【０００５】

【実施例】以下に本発明を図面の実施例に基づいて説明
する。

【０００６】本発明の建築物の屋根の棟構造は、屋根の
棟部に跨がって略山形状を形成する左右の傾斜側面を主
体とするものであり、日照量の多い一方の傾斜側面に太
陽電池モジュール１を設置してソーラー面１’を形成す
ると共に、他方の傾斜側面に換気装置２を設置して換気
面２’を形成してなる。

【０００７】図１，図２及び図３に示す第１実施例，第
２実施例の棟構造は、一方の傾斜側面の略全面に亙って
太陽電池モジュール１…が設置されると共に他方の傾斜
側面の略全面に亙って換気装置２…が設置され、それぞ
れ横長な面一状のソーラー面１’、換気面２’が形成さ
れる構成である。尚、第１実施例の棟構造は縦葺き屋根
の棟部に、第２実施例の棟構造は横葺き屋根の棟部に設
けられる構成である。また、第１実施例及び第２実施例
の棟構造自体は共通の構成であるから、同一の符号を用
いて図１〜３中に示した。さらに、図１，２中の矢印は
日照量の多い方向を示すものである。

【０００８】上記太陽電池モジュール１は、図４及び図
５に示すように単結晶、多結晶、アモルファス等の太陽
電池１１の周囲をガラス等の透光材１２で被って水密処
理したパネル状物からなり、その端縁にはシーリング材
１３を介してフレーム材１４が一体に取付けられてい
る。また、上記フレーム材１４の左右側縁には、下方へ
延在する略Ｌ字状のフック１５が取付けられている。具
体的な取付（接合）方法については後述するが、図示実
施例では同図に示す構成のジョイント材１６を用いて上
記構成の太陽電池モジュール１を取付けると共に横方向
に接合させる。このジョイント材１６は、太陽電池モジ
ュール１と縦幅が略同一で短冊状の平面部１６１に、そ
の棟端縁を下方へ折り曲げた掛止片１６２、及び軒端縁
から切込まれた係止スリット１６３が設けられ、さらに
左右の端縁及び上記係止スリット１６３の端縁を上方へ
折り上げた水返し片１６４…が設けられる構成である。

【０００９】一方、換気装置２は、図示実施例では金属
板材等を適宜に折曲して断面が略Ｓ字状に形成される複
数のルーバー２１を、上下方向に多数段連続させた構成
である。上記ルーバー２１は、上端及び下端にそれぞれ
折り返し状の水返し部２２，２２が設けられ、外面側か
ら見て上半に凹部が、下半に凸部が位置するように配設
される。さらに、各ルーバー２１は、その上端が上段側
のルーバー２１の凸部内に非接触状に位置し、下端が下
段側のルーバー２１の凹部内に非接触状に位置するよう
に配設されるものである。このような構成の換気装置２
は、雨水及び太陽光の裏側空間への侵入を防止すると共
に空気の排出を行うことができる。

【００１０】上記構成の太陽電池モジュール１、換気装
置２を支持して棟構造を施工するための支持部材として
は、例えば図示実施例のような略十字状の支持架台３を
用いれば良い。上記支持架台３は、その縦材３１の上端
に、上方の頂部が僅かに間隙を有する略正三角形状の上
方接続材３２が固定され、また左右端が棟構造の傾斜と
略平行に折下げられた腕部３３の外面側には、上方に略
Ｌ字状の受部を有して下方に水案内部を有する下方接続
材３４，３４が固定されている。尚、上記下方接続材３
４は略Ｌ字状片と腕部３３の折下げ部分とで溝状の受部
が形成されるものであり、外方へ向かって屋根面と略平
行な延在片により水案内部が形成されるものである。

【００１１】以上説明した各部材を用いて図１に示す第
１実施例の棟構造を施工する一例を示す。この第１実施
例は、前述のように縦葺き屋根の棟部に設けられる棟構
造である。上記縦葺き屋根は、ＲＣ造におけるコンクリ
ート躯体４１上に、断熱、遮音、防火等、目的や要求に
応じて敷設されるグラスウール、ロックウール、木繊維
セメント板、樹脂発泡材等の断熱材４２が配され、さら
にその上面にアスファルトルーフィング材４３を介して
化粧鋼板、ステンレス、アルミニウム合金等の金属、樹
脂、或いはその他の複合素材からなる縦葺き屋根板４４
が敷設された構成である。そして、予め左右の屋根面の
突合せ部に、前記構成の支持架台３をボルト等の固定具
により強固に固定している。

【００１２】まず、前記太陽電池モジュール１を上記縦
葺き屋根に設置するには、ジョイント材１６を適宜間隔
で配設するのであるが、掛止片１６２を支持架台３の上
方接続材３２の頂部の僅かな間隙に掛止させ、下方部分
を支持架台３の下方接続材３４に沿わせるように配設す
る。この状態で隣り合う太陽電池モジュール１，１の側
縁のフレーム材１４，１４を上記ジョイント材１６の平
面部１６１に臨ませ、突き合せたフック１５，１５を係
止スリット１６３内に挿入し、ジョイント材１６の裏面
側へ突き出たフック１５，１５を支持架台３の下方接続
材３４の受部に嵌合させる。その後、太陽電池モジュー
ル１の上縁のフレーム材１４から上方接続材３２にビス
等の固定具を打ち込んで固定する。また、側縁のフレー
ム材１４，１４の対向間隔には、断面が略鋸歯状の挿入
部を有して中空ゴム、発泡樹脂等からなる弾性止水材１
７を上方（外面側）から挿入して雨水の侵入を防止す
る。同様に順次太陽電池モジュール１…を横方向に合計
１５枚接合させた。尚、太陽電池モジュール１の配線は
特に格別の処理をすることなく裏側空間ａに配設すれば
良い。

【００１３】次に、前記換気装置２を前記縦葺き屋根に
設置するには、側縁に下方へ延在する略Ｌ字状のフック
２３が設けられた横幅の狭い補助固定材２４を適宜間隔
で配設するのであるが、図示実施例では補助固定材２４
の棟端から上方接続材３２へビス等を打ち込むと共にフ
ック２３を下方接続材３４の受部に嵌合させて支持架台
３に一体状に固定している。この状態でルーバー２１
を、前述のように上端が上段側のルーバー２１の凸部
（外面側から見て）内に位置し、下端が下段側のルーバ
ー２１の凹部（外面側から見て）内に位置するように配
設する。各ルーバー２１は、上半の凹部（外面側から見
て）を補助固定材２４にビス止め、溶接等適宜な手段に
より固定すれば良い。

【００１４】上記のように太陽電池モジュール１及び換
気装置２を設置した後、カバー用接続材５１及び棟カバ
ー材５２を取付ける。上記カバー用接続材５１は、水平
支持面５１１の左右端縁を約６０度折り下げた側縁に、
太陽電池モジュール１のフレーム材１４或いは補助固定
材２４に沿う固定部分５１２、及び係止部分５１３が設
けられる構成であり、上記固定部分５１２から支持架台
３の上方接続材３２へビス等を打ち込んで一体状に固定
されるものである。また、棟カバー材５２は、上記カバ
ー用接続材５１の水平支持面５１１に支持される化粧上
面５２１の左右端縁を約６０度折り下げた化粧側縁５２
２の先端に、カバー用接続材５１の係止部分５１３に係
合する係合部分５２３が設けられた構成であり、上方か
ら押圧するだけでカバー用接続材５１に冠着されるもの
である。そして、屋根材取り合い部に雨押さえ材６，６
を取付ける。尚、例えば図中、点線で示す位置に電動フ
ァンを設けて強制的に換気するようにしても良い。また
この場合、電力を太陽電池の発電の一部から供給するよ
うにしても良い。

【００１５】このように施工される第１実施例の棟構造
は、外観上、一方の傾斜側面がソーラー面１’で形成さ
れ、他方の傾斜側面が換気面２’で形成され、その頂部
に化粧性に富む棟カバー材５２が設けられている構成と
なるので、太陽電池モジュール１及び換気装置２が取付
けられる支持架台３や太陽電池モジュール１等の配線が
露出することがなく、極めて意匠性に優れたものとな
る。

【００１６】また、太陽電池モジュール１の裏側空間ａ
は、雨仕舞が良好で、紫外線（太陽光）の侵入もないの
で、耐候性上、劣化要因が極めて少ない環境となる。し
たがって、太陽電池モジュール１自体の裏面側の構造や
配線等に格別の保護処理を必要とすることがなく、これ
に関わるコストを抑制することができる。さらに、上記
のように保護処理を必要としないため、太陽電池モジュ
ール１内の熱が逃し易く、加えて換気面２’から排出す
ることができるので、太陽電池のエネルギー変換効率を
低下させることがない。

【００１７】図２及び図３に示す第２実施例は、前述の
ように横葺き屋根の棟部に設けられる棟構造であって、
敷設された横葺き屋根板７１…の棟部に設けられる棟構
造自体は前記第１実施例と同様である。この第２実施例
では、棟構造の妻面にも前記第１実施例と同様の換気装
置が設けられて換気面２”が形成されている。尚、図
中、７２は換気口である。

【００１８】上記第２実施例では、妻面にも換気面２”
が設けられているので風向きによる換気効率のばらつき
を緩和することができる。

【００１９】尚、前述のように第１実施例及び第２実施
例では一方の傾斜側面の略全面に亙ってソーラー面１’
が形成され、他方の傾斜側面の略全面に亙って換気面
２’が形成される構成であったが、図６及び図７に示す
第３実施例のようにソーラー面１₃ ’と換気面２₃ ’と
を適宜間隔で交互に配した棟構造としても良い。この第
３実施例は縦葺き屋根の棟部に設けられる棟構造であ
り、太陽電池モジュール１₃ 自体及び換気装置２₃ 自体
は前記第１，２実施例のものと同様の構成であって説明
を省略する。図示実施例では棟構造の一方の傾斜側面
に、２枚の太陽電池モジュール１₃ を横方向に並設し、
その左右に同一幅の換気装置２₃ を並設するようにし
た。他方の傾斜側面でも上記と同様であるが、それぞれ
太陽電池モジュール１₃ と換気装置２₃ とが背中合わせ
に位置するように配設した。

【００２０】上記第３実施例では、両方の傾斜側面に太
陽電池モジュール１₃ が配設されているので、建築物の
立地、設計条件、季節変化、経時変化による発電量のば
らつきを緩和することができる。また、両方の傾斜側面
に換気装置２₃ が配設されているので風向きによる換気
効率のばらつきを緩和することができる。

【００２１】さらに、図８に示す第４実施例の棟構造と
しても良い。この第４実施例は、横葺き屋根の棟部に設
けられる棟構造であり、換気装置２₄ は補助固定材２４
₄ の外面側及び内面側のそれぞれに多数段のルーバー２
１₄ …を上下方向に連続させて固定する構成である。ま
た、支持架台８は上方部材と下方部材とを連結させて用
いる分割型のものである。尚、上記以外の構成、例えば
太陽電池モジュール１₄ 等は前記第１実施例と同様であ
るから図面に同一符号を付して説明を省略する（便宜的
に、各符号に『₄ 』を付した）。

【００２２】上記第４実施例におけるルーバー２１
_４は、その上端及び下端にそれぞれ折り返し状の水返し
部２２_４，２２_４が設けられる断面が略Ｓ字状の部材で
ある。そして、補助固定材２４_４の外面側に固定するル
ーバー２１_４は、外面側から見て上半に凸部が、下半に
凹部が位置するように配設され、しかも上端の水返し部
２２_４は上段側のルーバー２１_４の凹部内に非接触状に
位置し、下端の水返し部２２は下段側のルーバー２１_４
の凸部内に非接触状に位置するように配設される。ま
た、補助固定材２４_４の内面側に固定するルーバー２１
_４は、上記補助固定材２４_４の外面側に固定するルーバ
ー２１_４と対称となるように配設される。

【００２３】また、第４実施例では棟構造を施工するた
めの支持部材として図示実施例のような略ハット型の支
持架台８を用いる。上記支持架台８は、上方部材と下方
部材とを連結させて用いるものであり、下方部材は略水
平状の腕部８１の左右端を折り下げた折り下げ腕８２，
８２の下端に、屋根面への取付部８３，８３が設けられ
ている。この取付部８３は、異勾配であっても同一金具
で対応することができるものである。また、上方部材は
棒（ボルト）状の連結具８４，８４により上記下方部材
と連結されるものであり、上記下方部材の腕部８１と略
平行状の上片８５の左右端を折り下げた斜片８６，８６
の下端外面側には、上方に略Ｌ字状の受部を有して下方
に水案内部を有する下方接続材８７，８７が取付けられ
ている。尚、上記下方接続材８７は略Ｌ字状片と斜片８
６とで溝状の受部が形成されるものであり、外方へ向か
って屋根面と略平行な延在片により水案内部が形成され
るものである。

【００２４】以上説明した各部材を用いて図８に示す第
４実施例の棟構造を施工する一例を示す。この第４実施
例は、前述のように横葺き屋根の棟部に設けられる棟構
造である。上記横葺き屋根は、Ｃ型鋼、梁等の躯体７３
₄ 上に、断熱材７４₄ が配され、さらにその上面にアス
ファルトルーフィング材７５₄ 、垂木材７６₄ を介して
横葺き屋根板７１₄ が敷設される構成である。上記垂木
材７６₄ は、断熱材７４₄ と横葺き屋根板７１₄ との間
に間隙を設けて空気層ｂを形成させるものである。ま
た、図示実施例の横葺き屋根板７１₄ は、断熱、防火
等、目的や要求に応じて、グラスウールやロックウー
ル、或いはポリエチレンフォーム等の弾性材７７₄ が裏
面側に配され、上記垂木材７６₄ 上面に取付けられる吊
子７８₄ を用いて敷設されている。さらに、この横葺き
屋根板７１₄ は、棟端縁に設けられた被掛合部に軒端縁
に設けられた掛合部が掛合される状態で連続して敷設さ
れている。尚、上記横葺き屋根板７１₄ の軒側部分と同
様の下半構成を有し、先端が内側へ折り返された略垂直
状の縦部である上半構成を有する取付材７９₄ が、最上
段の横葺き屋根板７１₄ の棟側に配設されている。（支
持架台８の下方部材を配した後に配設する手順で後述す
る）。また、左右の屋根面の突合せ部は開放して棟構造
の裏側空間ａと小屋裏空間ｃとは連通している。

【００２５】まず、予め（支持架台８の）上方部材を取
り外した（支持架台８の）下方部材を左右の屋根面の突
合せ部に跨がるように配した後、上記下方部材の折り下
げ腕８２，８２に縦部が沿うように取付材７９₄ ，７９
₄ を配設し、この状態で（支持架台８の）上方部材を装
着して支持架台８を一体化させる。支持架台８は取付材
７９₄ を上下から挟み込んで一体状となるが、取付材７
９₄ の下半は最上段の横葺き屋根板７１₄ の被掛合部に
掛合し、上方には支持架台８の下方接続材８７が近接し
て臨んでいるので、屋根面の突合せ部に一体状に取付け
られる。

【００２６】その後、太陽電池モジュール１₄ 及び換気
装置２₄ を配設するのであるが、太陽電池モジュール１
₄ を取付けるジョイント材１６₄ の掛止片１６２₄ を、
換気装置２₄ を取付ける角型パイプである補助固定材２
４₄ の棟端に挿入すると共に、上記ジョイント材１６₄
及び補助固定材２４₄ の軒端から支持架台８の下方接続
材８７，８７にそれぞれビス等を打ち込んで固定する。
上記以外の配設方法は前記実施例と同様であるから説明
を省略する。

【００２７】このように施工される第４実施例の棟構造
は、裏側空間ａが屋根面の空気層ｂや小屋裏空間ｃと連
通しているので、例えば屋根面の空気層ｂでは図面矢印
で示すように軒側から棟側へ空気流を形成して換気を行
うことができる。また同様に、小屋裏空間ｃの換気も併
せて行うことができるので、内部結露のない屋根とする
ことができる。

【００２８】さらに、図９に示す第５実施例の棟構造の
ように、ソーラー面１₅ ’の水下側屋根面に金属材料等
の表面反射率の高い屋根材９を敷設するようにしても良
い。尚、上記以外の構成は前記実施例と同様であるから
図面に同一符号を付して説明を省略する（便宜的に、各
符号に『₅ 』を付した）。

【００２９】上記第５実施例では、図中矢印で示すよう
に通常の日照量に加えて屋根材９の表面で反射された太
陽光がソーラー面１₅ ’に供給されるので、その分だけ
多くの電力量が生ずることとなる。

【００３０】以上本発明を図面の実施例に基づいて説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどの
ようにでも実施することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の棟構造は、
太陽電池モジュールと共に換気装置が設置されているの
で、太陽電池モジュール内の熱を換気装置で容易に外部
に排出し、エネルギー変換効率を低下させることがなく
有効に発電力を用いることができるものである。

【００３２】また、本発明の棟構造は、その表面に太陽
電池モジュールや換気装置を取付ける支持部材や配線が
露出しないので、極めて意匠性に優れたものとなる。

【００３３】さらに、太陽電池モジュールの裏側空間
は、雨仕舞が良好で、紫外線（太陽光）の侵入もないの
で、耐候性上、劣化要因が極めて少ない環境となる。し
たがって、太陽電池モジュール自体の裏面側の構造や配
線等に格別の保護処理を必要とすることがなく、これに
関わるコストを抑制することができる。また、従来では
上記保護処理によって気密性が上がるために太陽電池の
過度の加熱による放熱がモジュールの裏側空間の温度上
昇を招いてエネルギー変換効率が低下していたが、本発
明では格別の保護処理を必要としないのでエネルギー変
換効率が低下することがない。

【００３４】特に、左右傾斜側面にソーラー面と換気面
とを適宜間隔で交互に配した棟構造では、建築物の立
地、設計条件、季節変化、経時変化による発電量のばら
つき並びに換気効果のばらつきを緩和することができ
る。

【００３５】また、妻面にも雨仕舞性を有する換気面が
形成された棟構造は、風向きによる換気効率のばらつき
を緩和することができる。

【００３６】さらに、屋根面内側に軒から棟に連通する
空気層を有する新設若しくは既設の屋根、または小屋裏
空間を有する新設若しくは既設の屋根にあって、前記空
気層または前記小屋裏空間を換気装置と連通させた棟構
造は、屋根内部の空気層や小屋裏空間の換気を併せて行
うことができるので、内部結露のない屋根とすることが
できる。

【００３７】また、ソーラー面の水下側屋根面に表面反
射率の高い屋根材を葺いた棟構造は、反射光をソーラー
面に取り入れることができるので、太陽光のエネルギー
を有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の棟構造を示す断面図である。

【図２】第２実施例の棟構造を示す斜視図である。

【図３】第２実施例の棟構造を示す平面図である。

【図４】第１，２実施例に用いる太陽電池モジュール及
びジョイント材の斜視図である。

【図５】図２のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。

【図６】第３実施例の棟構造を示す斜視図である。

【図７】第３実施例の棟構造を示す平面図である。

【図８】第４実施例の棟構造を示す断面図である。

【図９】第５実施例の棟構造を模式的に示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１太陽電池モジュール１’ ソーラー面２換気装置２’ 換気面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】左右傾斜側面を有して建築物の屋根の棟
部に設けられる棟構造において、日射量の多い一傾斜側
面に太陽電池モジュールが設置されてソーラー面が形成
されると共に、他方の傾斜側面に雨仕舞性を有する換気
装置が設置されて換気面が形成されたことを特徴とする
建築物の屋根の棟構造。
【請求項２】左右傾斜側面を有して建築物の屋根の棟
部に設けられる棟構造において、左右傾斜側面に太陽電
池モジュールが設置されて形成されるソーラー面と雨仕
舞性を有する換気装置が設置されて形成される換気面と
を適宜間隔で交互に配したことを特徴とする建築物の屋
根の棟構造。
【請求項３】妻面にも雨仕舞性を有する換気面が形成
されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物
の屋根の棟構造。
【請求項４】屋根面内側に軒から棟に連通する空気層
を有する新設若しくは既設の屋根、または小屋裏空間を
有する新設若しくは既設の屋根にあって、前記空気層ま
たは前記小屋裏空間を棟構造の換気装置と連通させたこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の建築
物の屋根の棟構造。
【請求項５】ソーラー面の水下側屋根面に表面反射率
の高い屋根材を葺いたことを特徴とする請求項１から４
のいずれかに記載の建築物の屋根の棟構造。