JP3431674B2 - 太陽電池屋根構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、屋根葺材に太陽電池
モジュールを用いた太陽電池屋根構造に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、屋
根葺材として太陽電池モジュールを設けた太陽電池屋根
構造が種々提案されている。また、屋根葺材と野地板間
に外気へ通じる通気層を形成した通気工法屋根も種々提
案されている。しかし、この種の通気工法屋根は、防火
上問題となりやすく、下地面にも不燃材を用いなければ
ならなかった。そのため、屋根の構造が複雑となってコ
スト高になる。特に、屋根葺材として太陽電池モジュー
ルを用いる場合に、いずれも高価な材料である不燃材と
太陽電池モジュールとを併用することになってコスト増
加の問題が大きい。また、太陽電池モジュールを用いた
屋根において、通気工法とする場合、太陽電池モジュー
ル間の防水構造や、またその防水部から雨水が浸入した
場合の排水構造が難しいという問題点がある。

【０００３】この発明の目的は、通気工法を取りなが
ら、下地面に不燃材を用いることなく耐火性が確保でき
る簡単な構造の太陽電池屋根構造を提供することであ
る。この発明の他の目的は、通気工法の太陽電池屋根構
造において、太陽電池モジュール間の防水やその防水部
から浸入した雨水の排水が、簡単な構造で良好に行える
ようにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の太陽電池屋根
構造は、屋根葺材となる太陽電池モジュールを、屋根パ
ネルにおける野地板の上方に通気層を介して配置し、前
記通気層を軒先から棟部に開通する空間とする。この構
成において、次の構造とする。

【０００５】すなわち、軒部に通気性防火役物を設け
る。この通気性防火役物は、断面ハット形の長尺材から
なり、一対の平行板部に互いに位置のずれた複数の通気
孔を有するものとし、下片部で固着具により上記野地板
上に固定する。

【０００６】請求項２の太陽電池屋根構造では、上記構
成において、屋根傾斜方向に並ぶ太陽電池モジュール間
に横樋を設け、この横樋に連通する縦樋を、横方向に並
ぶ太陽電池モジュール間で前記横樋よりも下方に設け
る。

【０００７】

【作用】この発明の構成によると、太陽電池モジュール
の下に、軒先から棟部まで通じる通気層が形成されてい
るため、軒先から外気を取り入れて棟部で屋外に排気す
ることができ、この排気に伴って屋根面の排熱が良好に
行われる。

【０００８】また、防火役物の複数枚の平行板部に設け
られた各通気孔が、互いにずれた位置に配置されている
ため、通気性を得ながら、火炎が回り込むことが遮断さ
れる。この種の防火役物は、通気構造の外壁に実用化さ
れているが、これを軒先に設けることで、通気構造屋根
の防火性確保に役立てることができる。

【０００９】請求項２の屋根構造では、傾斜方向上下の
太陽電池モジュール間に設けられた横樋から、屋根傾斜
方向の縦樋へ雨水が流れ、排水が行われる。そのため、
太陽電池モジュールを屋根葺材として使用しながら、屋
根面から浸入した雨水の排水を良好に行える。また、縦
樋は、通気層となる空間に配置することができ、納まり
が良い。 このため、防火性を得ながら、良好な排水性を
得ることできる。

【００１０】

【実施例】この発明と共通の基本構造を持つ太陽電池屋
根構造の提案例を図１ないし図８に基づいて説明する。
この太陽電池屋根の基本構造は、屋根葺材となる太陽電
池モジュール１の下面と野地板９の上面の間に所定厚さ
ｔの通気層２をとり、軒先３ａから取り入れた外気を、
棟部４で一般の小屋裏換気経路５につなげて屋外に換気
ファン６で排出するものである。この空気流れと共に、
屋根面の熱気を排出する。この基本構造において、通気
層２に軒先３ａで防火ダンパ４０を設けると共に、縦横
に並設される太陽電池モジュール１間に横樋７および縦
樋８からなる排水構造を施す。また、カバー３０，３１
（図６）による防水構造を採り、かつこれら樋７，８と
ピース状の架台１２等を用いて太陽電池モジュール１の
取付を行っている。なお、太陽電池モジュール１は切妻
等の勾配屋根における日照側の面のみに設け、他の面に
は通常の屋根葺材を使用している。すべての面に太陽電
池モジュールを設置することもできる。

【００１１】野地板９は耐水合板等からなり、屋根梁１
４等に設置された垂木１３上に釘等の固着具で固定され
て屋根パネルを構成している。野地板９の上面にはアス
ファルトルーフィング１５が敷かれる。軒３には、軒天
井１６および軒樋１７が設けられ、棟部４には棟カバー
１８が被せられる。棟カバー１８の両側部には屋根面と
の間に通気用の隙間１８ａが形成される。

【００１２】太陽電池モジュール１は、アルミ製の矩形
のフレーム１ａの上端に太陽電池１ｂとガラス板等の透
光板１ｃとを重ねて取付けたものであり、フレーム１ａ
の下端には取付片１ｄ（図２，図３）が外側に突出して
いる。太陽電池モジュール１は、図５に示すように縦横
に並べて配置され、軒部および両側の妻部（同図に鎖線
を施した部分）には、太陽電池モジュール１に代えてダ
ミーモジュール１′が屋根葺材として敷かれている。な
お、ダミーモジュール１′を使用せずに、全て太陽電池
モジュール１としても良い。ダミーモジュール１′は、
太陽電池モジュール１と同様な構成のフレームに、太陽
電池モジュール１と同様な外観の板材を張ったものであ
る。図６ないし図８に示すように、太陽電池モジュール
１は縦樋８および横樋７を介して設置される。縦樋８は
浅い溝形の部材であり、野地板９上にルーフィング１５
の上から屋根傾斜方向に沿って配置される。縦樋８は複
数の樋材８ａからなり、各樋材８ａは端部を絞り形状と
して互いに内外に嵌合して接続される。

【００１３】縦樋８の横樋７との各交差部には、前記ピ
ース架台１２が底面上に配置され、その両側にアングル
材状の固定金物１９が配置される。ピース架台１２は、
略ハット形に形成されて両端に立片１２ａを有し、この
立片１２ａと固定金物１９とで縦樋８の両フランジを各
々挟んで互いにボルト・ナット又はドリル付きタッピン
ねじ等の結合具２０で固定される。縦樋８の固定は、前
記固定金物１９の横片部から野地板９および垂木１３に
打ち込まれたドリル付きタッピンねじ等の固着具２１で
行われる。ピース架台１２には両側面に断面逆Ｌ形の受
け片１２ｂが突設され、これら受け片１２ｂの上面とピ
ース架台１２の本体部分の上面から、横樋の厚み分をひ
かえた高さとしてある。ピース架台１２の全体は、例え
ばアルミ等の金属板で構成される。横樋７は、浅い溝形
に形成され、その両端は各々ピース架台１２の受け片１
２ｂ上に載置されて、この受け片１２ｂにドリル付きタ
ッピンねじ等の固着具２２（図２）で固定される。

【００１４】縦樋８の上方には、上向きリップ溝形の縦
カバー止め具２３を中央に沿って配置し、前記ピース架
台１２の上面に固着具２５で固定してある。また、横樋
７内には中央にリップ溝形の横カバー止め具２４を底面
上に配置し、固着具２６で縦樋７と共に前記受け片１２
ｂに固定してある。これら固着具２５，２６にもドリル
付きタッピンねじ等が用いられる。上下に並ぶ太陽電池
モジュール１は、その枠部１ａが前記横カバー止め具２
４の両側で横樋７の底面上に載置され、かつ枠部１ａの
下端に張り出した取付片１ｃの両端で前記ピース架台１
２に適宜の固着具（図示せず）で固定される。

【００１５】各横樋７および縦樋８の上方には、隣合う
太陽電池モジュール１，１の縁部に被さる横カバー３０
および縦カバー３１が各々配置される。横カバー３０
は、１個の太陽電池モジュール１に対応する幅とし、端
部が縦カバー３１の下に差し込まれる。これら縦横のカ
バー３１，３０およびカバー止め具２３，２４は、いず
れもアルミの押出成形品等からなる。

【００１６】横カバー３０は、図２に断面を示すように
下面中央に二つ割れの係止脚３０ａを有し、この係止脚
３０ａが横カバー止め具２４に差し込まれて、係止脚３
０ａの先端外面の逆止爪部が横カバー止め具２４のリッ
プ部に係合することにより横カバー止め具２４に取付け
られる。横カバー３０の両縁部は、上方に突出した下向
きの溝形に形成して立下げ縁部３０ｂを設け、前記溝形
部分内に防水材３２を配置して横カバー３０で太陽電池
モジュール１の枠部１ａの上面に押し付けてある。防水
材３２には、ＥＰＴシーラー等のエマルジョン系のシー
リング材、またはパッキング等が使用される。縦カバー
３１は、縁部を単に立下げ片３２ｂが延出する形状とし
た他は、横カバー３０と同様な断面形状としてあり、そ
の脚部３１ａを縦カバー止め具２３に係止すると共に、
両縁部は防水材３２を太陽電池モジュール１の枠部１ａ
の上面に押え込んでいる。なお、横カバー３０および縦
カバー３１は、前記立下げ縁部３０ｂ，３１ｂを設けず
に、平らな帯状板部分の下面に前記脚部３０ａ，３０ｂ
を設けた形状としてもよい。

【００１７】図１（Ａ）に示す軒先の防火ダンパ４０
は、同図（Ｂ）のように構成してある。すなわち、防火
ダンパ４０は、ダンパ取付板３３に支軸３４回りで起倒
回動自在に支持し、線ばね、板ばね、または捩じりコイ
ルばね等のばね材からなる閉じ付勢部材３５で閉じ方向
（起立方向）に付勢すると共に、常時は開き位置（倒れ
位置）でダンパ取付板３３のストッパ片３３ａに温度ヒ
ューズ３６で止付けてある。ダンパ取付板３３は、釘等
の固着具３７で野地板９および垂木１３にルーフィング
１５の上から固定される。縦樋８内の場合は、縦樋８の
底面の上から固定される。防火ダンパ４０は、この実施
例では図５に斜線部で示すように、各縦樋８間毎に設け
ると共に、縦樋８内にも設けてある。

【００１８】なお、ダミーモジュール１′の枠体１ａや
取付構造は太陽電池モジュール１と同様であるため、対
応部分に同一符号を付してその説明を省略する。図１に
おいて、軒先には軒先下地材５９が通気層２の上面を構
成するように設けてある。３８は軒先化粧カバー、図４
の３９は妻部化粧カバーである。

【００１９】この屋根構造の通気、不燃、防水等の作用
を説明する。常時は、防火ダンパ４０は閉じており、太
陽電池モジュール１と野地板９との間の通気層２に軒先
から入った空気が、温度上昇に伴う上昇流れと、棟部４
の換気ファン６の吸引とにより、棟部４から小屋裏換気
経路５の雰囲気と共に屋外に排気される。そのため、通
気工法による屋根面の温度上昇緩和効果が良好に得られ
る。

【００２０】火災延焼が起そうになったときは、防火ダ
ンパ４０の温度ヒューズ３６が溶解して切れ、閉じ付勢
部材３５の付勢力で防火ダンパ４０が通気層２を軒先で
閉じる。そのため、通気層２の通気が遮断され、火炎が
通気層２を介して広がることが防止される。したがっ
て、野地板９に不燃材を施さなくても耐火性が確保でき
る。また、太陽電池モジュール１の表面は、ガラス板１
ｂおよびフレーム１ａからなるため、不燃材として機能
する。

【００２１】屋根面の防水については、基本的には太陽
電池モジュール１のガラス表面で処理される。太陽電池
モジュール１，１間の継ぎ目部は、防水材３２を縦横の
カバー３１，３０で押し付けることにより一次防水が行
われる。縦横のカバー３１，３０は、立ち下げ縁３１
ｂ，３０ｂを有してして防水材３２を覆っているため、
防水材３２がＥＲＴシーラー等の材質のものであって
も、紫外線等による劣化が防止される。また、防水材３
２による一次防水部から雨水が浸入しても、これらの雨
水は縦横の樋８，７から軒樋１７へ排水される。この場
合に、太陽電池モジュール１の枠部１ａは横樋７内に配
置してあり、また縦樋８は横樋７の下に位置するため、
太陽電池モジュール１間の横方向に沿う継ぎ目部で浸入
した雨水は、確実に横樋７で受けられて、縦樋８に流れ
落ち、縦樋８から排出される。太陽電池モジュール１間
の縦方向の継ぎ目部では、モジュール縁部が縦樋８の上
方に位置するため、防水材３２の防水部から浸入した雨
水は、縦樋８上に直接に滴下して排水される。

【００２２】図９ないし図１１は、各々防火ダンパの変
形例を示す。いずれの例も、防火ダンパの配置箇所は、
図１の例と同様に通気層２内における軒先あるいは軒部
のいずれかの箇所とされる。図９の例の防火ダンパ４１
は、ダンパ取付板４４の両側の立片４４ａ間に、２枚の
ダンパ４１を支軸４６回りで各々上下回動自在に設置
し、上側のダンパ４１を上向きに回動付勢すると共に、
下側のダンパ４１を下向きに回動付勢する閉じ付勢部材
４６を設けたものである。閉じ付勢部材４６は、図１の
例と同様なばね部材からなる。支軸４６は、通気層２の
厚みｔの中央に配置される。２枚のダンパ４１は１枚の
板材を弾性に抗して中間で曲げた状態とし、その先端間
を温度ヒューズ４７で結合してある。この構成の場合、
火災延焼が起きそうになると、温度ヒューズ４１が溶
け、２枚のダンパ４１が各々上下に回動して通気層２を
閉じる。これにより、前記実施例と同様に延焼防止が行
える。

【００２３】図１０の例の防火ダンパ４２は、ダンパ取
付ボックス４８内に、図１（Ｂ）の例と同様に防火ダン
パ４２を設け、かつ温度ヒューズ３６で止めてある。ダ
ンパ取付ボックス４８の前面は、防虫等のためのメッシ
ュカバー４９で閉じてある。図１１の例の防火ダンパ４
３は、起立して設置される通気口フレーム５０の幅方向
中央に、２枚の防火ダンパ４３を矢印のように横側へ開
き回動自在に取付け、かつ両防火ダンパ４３の先端間を
温度ヒューズ５１で互いに止め付けてある。また、両防
火ダンパ４３，４３間には、これらダンパ４３を通気層
２の閉じ方向（両ダンパ４３，４３を互いに開く方向）
に付勢するばね製の閉じ付勢部材（図示せず）が設けて
ある。通気口フレーム５０は、防虫用等のメッシュカバ
ー５２で閉じてある。これら図１０および図１１の例の
場合も、火災延焼の生じかけたときは、ダンパ４２，４
３が通気層２を閉じて防火を図ることができる。また、
これらの実施例の場合は、ダンパ取付ボックス４８や通
気口フレーム５０がメッシュカバー４９，５２の取付部
材を兼用することになり、メッシュカバー４９，５２の
取付が簡易となる。

【００２４】なお、前記各実施例において、防火ダンパ
４０〜４３に設ける温度ヒューズと閉じ付勢部材の代わ
りに、形状記憶合金等からなる温度感応閉じ部材（図示
せず）を設け、所定温度で防火ダンパ４０〜４３が閉じ
るようにしても良い。

【００２５】図１２はこの発明の一実施例を示す。この
例は、図１の提案例の防火ダンパ４０の代わりに、通気
層２内に軒先で通気性防火役物６０を設けたものであ
る。この通気性防火役物６０は、断面ハット形の長尺材
からなり、一対の平行板部６０ａ，６０ａに互いに位置
のずれた複数の通気孔６１，６２が多数設けてある。防
火役物６０は、下片部６０ｂで釘等の固着具により野地
板９および垂木１３に固定してある。

【００２６】このように構成した場合、防火役物６０の
両平行板部６０ａ，６０ａに設けられた各通気孔６１，
６２が、互いにずれた位置に配置されているため、通気
性を得ながら、火炎が回り込むことが防止される。この
種類の防火役物６０は、通気構造の外壁ではファイヤス
トッパ等と呼ばれて実用化されているが、これを軒部に
設けることで、通気構造屋根の防火性確保に役立てるこ
とができる。この構成の場合も、野地板９に不燃材を施
すことなく耐火性が得られる。その他の構成、効果は図
１の提案例と同様である。

【００２７】

【発明の効果】この発明の太陽電池屋根構造は、太陽電
池モジュールの下に、軒先から棟部まで通じる通気層を
形成したため、屋根面の排熱が良好に行われる。また、
軒先で通気層に防火役物を設け、この防火役物は、複数
枚の平行板部に互いに位置のずれた通気孔を有するもの
としたため、通気工法を取りながら、下地面に不燃材を
用いることなく簡単な構成で耐火性が確保され、コスト
低下が図れる。

【００２８】請求項２の発明の場合は、屋根傾斜方向に
並ぶ太陽電池モジュール間に横樋を設け、この横樋に連
通する縦樋を、横方向に並ぶ太陽電池モジュール間で前
記横樋よりも下方に設けたため、太陽電池モジュールを
屋根葺材として使用しながら、屋根面から浸入した雨水
の排水を良好に行える。また、縦樋は、通気層となる空
間に配置することができ、納まりが良い。このように、
防火性を得ながら、良好な排水性を得ることできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明と共通の基本構造を持つ提案
例にかかる屋根の断面図、（Ｂ）はその防火ダンパの側
面図である。

【図２】その屋根の軒部の拡大断面図である。

【図３】屋根の棟部の拡大断面図である。

【図４】屋根の軒部を桁行き方向に沿って破断した断面
図である。

【図５】屋根を屋根面と平行に見た平面図である。

【図６】太陽電池モジュールの取付構造および各樋の関
係を示す分解斜視図である。

【図７】図６の一部を拡大して示す分解斜視図である。

【図８】図６の他の一部を拡大して示す分解斜視図であ
る。

【図９】防火ダンパの変形例の斜視図および側面図であ
る。

【図１０】防火ダンパの他の変形例の斜視図および破断
側面図である。

【図１１】防火ダンパのさらに他の変形例の斜視図およ
び破断側面図である。

【図１２】（Ａ）はこの発明の一実施例にかかる屋根の
軒部付近の断面図、（Ｂ）はその通気性防火役物の模式
断面図、（Ｃ）は同役物の模式正面図である。

【符号の説明】

１…太陽電池モジュール、１ａ…枠部、２…通気層、３
…軒部、３ａ…軒先、４…棟部、５…小屋裏換気経路、
７…横樋、８…縦樋、９…野地板、１２…ピース架台、
２３，２４…カバー止め具、３０…横カバー、３１…縦
カバー、３０ａ，３１ａ…係止脚、３５…閉じ付勢部
材，３６，４７，５１…温度ヒューズ、４０〜４３…防
火ダンパ、６０…通気性防火役物、６０ａ…平行板部、
６１，６２…通気孔

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根葺材となる太陽電池モジュールを、
   屋根パネルにおける野地板の上方に通気層を介して配置
   し、前記通気層を軒先から棟部に開通する空間とした屋
   根であって、軒先で通気層内に通気性防火役物を設け、
   この通気性防火役物は、断面ハット形の長尺材からな
   り、一対の平行板部に互いに位置のずれた複数の通気孔
   を有し、下片部で固着具により上記野地板上に固定した
   太陽電池屋根構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の太陽電池屋根構造におい
   て、屋根傾斜方向に並ぶ太陽電池モジュール間に横樋を
   設け、この横樋に連通する縦樋を、横方向に並ぶ太陽電
   池モジュール間で前記横樋よりも下方に設けた太陽電池
   屋根構造。