JP5001399B2 - 屋外設備設置用の基礎部材と基礎部材の下地固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばコンクリート構造物の陸屋根や戸建ての屋根に固定して設置される太陽光発電システム，広告塔等を始めとする屋外設備を、下地における防水層を貫通させて固定する基礎部材において、漏水を完全に防止するようにした屋外設備設置用の基礎部材およびその基礎部材の下地固定方法に関するものである。

従来、既存の建物の陸屋根に、若しくは、新設の建物の陸屋根に、太陽光発電システム等の屋外設備を設置するときには、取付用の基礎部材を設ける範囲の保護コンクリート部分をはつり、その保護コンクリート下の防水層を露出させ、該防水層に孔を開けて床スラブにアンカーを設け、その防水層上に型枠を組み立ててその型枠内に鉄筋を配筋し、コンクリートを打設して、基礎部材を形成している。この基礎部材の上面に固定用のボルト等が設けられていて、基礎部材間に架設されたＨ形鋼等を前記ボルトで固定してその上に太陽光パネル等の新設備を設置する工法が知られている（特許文献１参照）。

上記の基礎部材の設置工法では、防水のために基礎の底面の側方部周辺に防水シートを配設して、さらに前記防水シートと既設の防水シート露出部分とに新たな押さえコンクリートを打設して保護し、前記基礎の頂面を防水処理している。

このような従来工法に対して、基礎部の重量を軽量化して工期短縮し、更に工事施工も容易にする工法として、鍔部を有する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製の基礎部材を用いて既設床コンクリートを部分的にはつり、露出させた防水層の上に前記ＦＲＰ製基礎部材を配置して、この基礎部材の上に新設備用の梁部材を架設し、前記基礎部材周辺で露出防水層の上に流動性接着剤を打設し硬化させて固定する工法が知られている（特許文献１参照）。

前記基礎部材の鍔部に４本のアンカーを貫通させて防水層の上に基礎部材を固定し、さらに前記アンカー部分にカバーを被せるとともに、基礎部材の頂面に合成樹脂製の傘部材を被せて、前記露出防水層から前記カバーの上を通ってＦＲＰ基礎部材の側壁にまで防水シートで覆うようにする工法である。

特開２００３−１３８６９９号公報 特開２００５−１９４７７１号公報 特開２００５−２００９４６号公報

しかしながら、このように軽量化を図った工法においても、アンカーが鍔部に４本打ち込まれ、カバーや傘部材を設けているので、部品点数が多くなって部品費が嵩むと共に、施工数においても工数が増加する。また、既存の防水層をアンカーで破る個所が多くなって漏水の心配も残る。

更に、防水層の貫通を避けるために、取付用の架台等を接着剤若しくは粘着テープにより、基礎部材を固定するという方法も提案されている（特許文献２，３を参照）。しかしながら、このような接着工法では、重量物の設備を架台上に設置している場合に、暴風や地震などによって震動があると、設備などが屋上に設置されているので揺れが大きくなり、長期的な耐久性が問題となる。本発明に係る屋外設備設置用の基礎部材は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る屋外設備設置用の基礎部材の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、鍔部を下部に有して上部が開口している有底内側筒体と、該内側筒体に閉蓋するように被せられる有底外側筒体と、前記内側筒体の内部空間に無収縮モルタルを充填するとともに前記有底外側筒体を開口部側から被せて当該内側筒体を閉蓋してなる基礎用筒体を該基礎用筒体の中央部に貫通して上方に一部が突出して配設されこの突出部分において固定手段で前記基礎用筒体を屋根の下地に固定するとともに屋外設備の一部を前記基礎用筒体の上面に固定するように屋根の下地に植設されるアンカーボルトと、を少なくとも有してなることである。

本発明に係る屋外設備設置用の基礎部材の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、中央にアンカー用貫通孔が穿設された平板状の薄板と、前記薄板の上に底面が固着され該底面に前記アンカー用貫通孔に対応する位置と大きさの貫通孔が穿設されているとともに上部が開口した筒体である内側筒体と、前記内側筒体に上部から被せられる有底筒体で底面に前記アンカー用貫通孔に対応する位置と大きさの貫通孔が穿設されている外側筒体と、前記アンカー用貫通孔の下位置で屋根の下地に埋設されるホールインアンカと、前記ホールインアンカに植設され前記薄板と内側筒体および外側筒体とのそれぞれの貫通孔に挿通されて前記外側筒体の底面から突出したボルト部分で該ボルト部分に螺合して締結される定着用ナットによって前記内側筒体および外側筒体と屋外設備の一部とを固定するアンカーボルトと、前記内側筒体の内部空間に充填される無収縮モルタルと、前記内側筒体の側壁面と前記薄板の露出した鍔部とに少なくとも塗布される新規防水層とでなることである。

前記内側筒体に充填された無収縮モルタルと該内側筒体に閉蓋された外側筒体の底面との間に、防水層が設けられること、；
さらに、前記薄板，内側筒体，外側筒体は、いずれもステンレス製であること、；
を含むものである。

本発明に係る基礎部材の下地固定方法の要旨は、屋根の下地にアンカーボルトを植設し、有底筒体の底面に鍔部を設けて成る内側筒体を前記アンカーボルトに中央貫通孔から嵌装させて床面に接着剤を介して載置して固定し、前記内側筒体の内部空間に無収縮モルタルを上部に少し空間部を残して充填し、前記内側筒体の側壁と鍔部と該鍔部の周辺の床面とに亘って新規防水層を形成し、前記内側筒体の上端面と前記無収縮モルタル上面との間に残した空間部に防水層を形成し、前記内側筒体の上端面から上部に突出している前記アンカーボルトに中央部に貫通孔を有した有底筒体の外部筒体をその開口部を下にして前記アンカーボルトに前記貫通孔に挿通させて、更に、前記内側筒体に被せて嵌装させ、前記外側筒体の上に載置した屋外設備の一部を突出している前記アンカーボルトに螺合させた定着用ナットで締結して固定することである。

本発明の屋外設備設置用の基礎部材と、基礎部材の下地固定方法によれば、内側筒体の無収縮モルタルと該内側筒体に被せられる外側筒体とによって、アンカーボルトからの雨水等の浸入が完全に防止され、漏水事故が防止される。従来のような防水層に孔を開けてアンカーボルトを貫通させる施工においては、常に漏水のおそれがあって、それが避けられない問題であったが、本発明の基礎部材を用いてコンクリート構造物の陸屋根や戸建ての屋根などに施工する事で、漏水問題が解消されるものである。

また、前記内側筒体に充填された無収縮モルタルと該内側筒体に閉蓋された外側筒体の底面との間に、防水層が設けられることで、雨水が内側筒体の内部に浸入しようとしても完全に防止されるものであり、また、荷重の伝達においては、外側筒体を閉蓋させることで、屋外設備の荷重が前記防水層から無収縮モルタルへと直接伝達するようになり、屋外設備の荷重に十分に耐えられるようになる。更に、薄板，内側筒体，外側筒体は、いずれもステンレス製として錆対策に完全を期すことで、長期使用に耐え得るものとなる、と言う優れた効果を奏するものである。

本発明に係る屋外設備設置用の基礎部材１の使用状態における縦断面図である。 太陽光発電システム等の屋外設備の固定状態を示す説明図（Ａ）と、本発明に係る基礎部材１を分解して示す各構成物品の斜視図（Ｂ）とである。 本発明に係る基礎部材の下地固定方法を施工手順に従って示す断面図（Ａ），（Ｂ）である。 同本発明に係る基礎部材の下地固定方法を施工手順に従って示す断面図（Ａ）〜（Ｃ）である。 同本発明に係る基礎部材の下地固定方法を施工手順に従って示す断面図（Ａ）〜（Ｃ）である。 本発明の基礎部材１を組み立てた状態で、防水層を除いて示す斜視図である。 屋根の下地８において押さえコンクリート１３が有る場合の施工を示す断面図である。 同押さえコンクリート１３のはつった部分１３ａにおいて、基礎部材１を設置した後に無収縮モルタル１３ｂを充填した様子を示す断面図である。

本発明に係る太陽光システムや広告塔などの屋外設備を設置するための基礎部材１は、図１に示すように、鍔部２ａを下部に有して上部が開口３ａしている有底内側筒体３と、該内側筒体３に閉蓋するように被せられる有底外側筒体４と、前記内側筒体３の内部空間に無収縮モルタル５を充填するとともに前記有底外側筒体４を開口部側から被せて当該内側筒体３を閉蓋してなる基礎用筒体６を、該基礎用筒体６の中央部に貫通して上方に一部が突出して配設されこの突出部分において固定手段で前記基礎用筒体６を屋根の下地に固定するとともに屋外設備７の一部７ａを前記基礎用筒体の上面に固定するように屋根の下地８に植設されるアンカーボルト９と、を少なくとも有してなるものである。そして、図２（Ａ）に示すように、前記一部であるチャンネルａを介して、太陽光発電システム等の屋外設備７を陸屋根等の屋根の下地８に固定するものである。

前記基礎部材１の具体的な一例による構成は、図２（Ｂ）に示すように、中央にアンカー用貫通孔２ｂが穿設された平板状の薄板（直径約３００ｍｍ）２と、前記薄板２の上に底面３ｂが固着され該底面３ｂに前記アンカー用貫通孔２ａに対応する位置と大きさの貫通孔３ｃが穿設されているとともに上部が開口３ａした筒体（直径１５０ｍｍ、高さ８０ｍｍ程度）である内側筒体３とがある。

また、前記内側筒体３に上部から被せられる有底筒体で底面４ａに前記アンカー用貫通孔２ｂに対応する位置と大きさの貫通孔４ｂが穿設されている外側筒体（直径１６０ｍｍ、高さ５５ｍｍ程度）４と、前記アンカー用貫通孔２ａの下位置で屋根の下地である例えば陸屋根に埋設され、若しくは、戸建ての梁や母屋等に繋着されるホールインアンカ９ａ若しくは相当品と、前記ホールインアンカ９ａに螺合されて植設され、前記薄板２と内側筒体３および外側筒体４とのそれぞれの貫通孔２ｂ，３ｃ，４ｂに挿通されて前記外側筒体４の底面４ａから突出したボルト部分で該ボルト部分に螺合して締結される定着用ナット１０によって前記内側筒体３および外側筒体４と屋外設備７の一部７ａとを固定するアンカーボルト（ステンレス棒、直径１２ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度）９とがある。

更に、前記内側筒体３の内部空間に充填される防水モルタルである無収縮モルタル５と、前記内側筒体３の側壁面と前記薄板２の露出した鍔部２ａとに少なくとも塗布される新規防水層１１とで、屋外設備設置用の基礎部材１が構成されている。

そして、前記内側筒体３に充填された無収縮モルタル５と該内側筒体３に閉蓋された外側筒体４の底面４ａとの間に、前記新規防水層１１と同じ材質の防水層１１ａが設けられる。

前記基礎部材１の各構成部品につき、更に説明する。前記アンカーボルト９は、市販の全ネジボルトである。また、前記定着用ナット１０は、ダブルナットにする事もある。前記薄板２，内側筒体３，外側筒体４は、防錆対策として、いずれもステンレス製としている。なお、内側筒体３の高さと外側筒体４の高さとを比較すると、前記外側筒体４の高さが必ず低くなっている。外側筒体４を内側筒体３に嵌装させた状態で、下地面に外側筒体４の開口縁部が当接しないようにするためである。

前記薄板２と内側筒体３とは、貫通孔２ｂ，３ｃの位置を合わせて、薄板２の上面と内側筒体３の底面３ｂとを、エポキシ樹脂系弾性接着剤（例えば、ＰＭ１６５Ｒ等：セメダイン社製））で水密に接着して一体化させている。このように予め形成しておくことで、施工上の効率を図るものである。なお、場合によっては、有底内側筒体を単なる両端開口の筒体にして、この筒体の下縁部を溶接などの接合手段で薄板２と一体化しても良い。

次に、施工手順を図３乃至図６を参照して説明する。なお、既設のコンクリート建物の陸屋根を屋外設備の設置対象にして説明する。

まず、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、既設の防水層（アスファルト防水、シート防水、塗膜防水等）１２を貫通させて屋根の下地８であるスラブ（屋上スラブ）１４にドリルで孔を穿設し、この孔にホールインアンカー９ａを埋設する。そこにアンカーボルト９の下部を螺合させて植設する。このアンカーボルト９の孔周囲に均しモルタルを塗布して、次段の基礎固定用の準備をする。

次に、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、床面（防水層１２上面）に、アンカーボルト９の周囲で薄板２を十分カバーするように、建築用シーリング材層（２成分形変性シリコーン系接着剤：コニシ社製））１５を所要の厚みで塗布する。なお、実際の施工現場では、多数のアンカーボルト９が所定のピッチで植設されているので、周囲全部の所要範囲を纏めて塗布することになる。

そして、図４（Ｂ）に示すように、予め一体形成してある有底筒体で底面に鍔部２ａを有する内側筒体３を、前記アンカーボルト９に中央貫通孔２ｂ，３ｃから嵌装させて、床面（防水層１２上面）に前記建築用シーリング材層１５を介して載置し固定する。

その後、図５（Ａ）に示すように、前記内側筒体３の内部空間に無収縮モルタル５を上部に少し空間部３ｄを残して充填する。この無収縮モルタル５は、例えば、ベースタイト（プレミックス型、秩父コンクリート工業社製）であって、これが硬化するまで基礎養生をする。かかる無収縮モルタル５を充填するのは、モルタルの乾燥収縮を避けて、雨水の浸透を防止するためである。そして、図５（Ｂ）に示すように、防水下地材を塗布した後に、前記内側筒体３の側壁と鍔部２ａと該鍔部２ａの周辺の床面とに亘って新規防水層１１を形成する。このとき、前記鍔部２ａの水平方向の端面からオーバーラップさせて前記新規防水層１１を塗布する。

この新規防水層１１は、クロスを使用してウレタンを約２ｍｍ程度の厚さに塗布したウレタン防水層である。更に、前記内側筒体３の上端面と前記無収縮モルタル５上面との間に残した空間部３ｄにウレタン防水層１１ａを形成する。前記新規防水層１１と前記ウレタン防水層１１ａは同じ材料である。

その後、図５（Ｃ）乃至図６に示すように、前記内側筒体３の上端面から上部に突出している前記アンカーボルト９に、中央部に貫通孔４ｂを有した有底筒体の外部筒体４をその開口部４ｃを下にして、前記貫通孔４ｂへ挿通させて嵌装させ、更に前記内側筒体３に被せて嵌装させる。

そして、図１乃至図２に示すように、前記外側筒体４の上に載置した屋外設備７の一部７ａ、この例の場合にはＣ形チャンネル７ａをアンカーボルト９に挿通させて架設し、突出しているアンカーボルト９に螺合させた固定手段である定着用ナット１０で締結して固定する。

なお、防水層１２の上に、押さえコンクリート等が有る場合には、図７−Ａに示すように、既設の防水層１２用の押さえコンクリート（床コンクリートともいう）１３を作業機ではつって、前記防水層１２を露出させるものである。そして、図３乃至図６に示した上記施工手順と同様にして基礎部材１の取付作業を進めて、その後、図７−Ｂに示すように、押さえコンクリート１３のはつった部分１３ａに無収縮モルタル１３ｂを充填して、押さえコンクリート１３上面と平らに仕上げる。なお、押さえコンクリートの厚み、防水層１２の状態によっては、はつり、復旧の工程が不要になる場合もある。更に、図７−Ｂに示すように、前記無収縮モルタル１３ｂ及び押さえコンクリート１３の各上面位置よりも、外側筒体４の開口縁部の位置を高くしておくものである。

以上のようにして、屋外設備設置用基礎部材１の下地固定方法が施工されるものであり、雨水が既設の防水層１２を突き破っているアンカーボルト９から伝わってスラブ８に浸入しようとしても、内側筒体３内部のウレタン防水層１１ａや無収縮モルタル５によって阻止される。また、内側筒体３の周囲から吹き込む風雨も、新規防水層１１とその立ち上がり部分によって、内部への浸入が阻止されるものである。

なお、実施例では、内側筒体３の上部に小さなフランジ部があるが、これは、上部の小さなフランジ部が外側筒体4を介して受ける上部の荷重を安定的に受け下部に伝える働きをするとともに、新規防水層１１が立ち上る厚さのスペースを確保するために役目を果たすもので、実用上有用である。また、外側筒体４の底面に段部があるが、これは特に必要なものでなく平坦でもよい。前記内側筒体３と外側筒体４は、円筒であっても角筒であってもよく、補完的に嵌合するものであれば、とくに形状を限定するものではない。勿論、載置する屋外設備の重量や大きさによって、適宜に前記内側筒体３や外側筒体４の大きさ・高さ・厚さなどを設計変更するものである。

本発明に係る基礎部材と基礎部材の下地固定方法は、既設のコンクリート建物における陸屋根に適用するのが主であるが、これに限らず、新築のコンクリート建物の陸屋根、木造の戸建ての屋根など、更には、防水層を有するピット・ケーソン・カルバートなどの下地の上に設備を設置する様な場合など、屋外に設備を設置する種々の対象物に適用できるものである。

１ 基礎部材、
２ 薄板、 ２ａ 鍔部、
２ｂ アンカー用貫通孔、
３ 有底内側筒体、 ３ａ 開口、
３ｂ 底面、 ３ｃ 貫通孔、
３ｄ 空間部、
４ 有底外側筒体、 ４ａ 底面、
４ｂ 貫通孔、 ４ｃ 開口部、
５ 防水用（無収縮）モルタル、
６ 基礎用筒体、
７ 屋外設備、 ７ａ 一部（チャンネル）、
８ 屋根の下地、
９ アンカーボルト、 ９ａ ホールインアンカ、
１０ 定着用ナット、
１１ 新規防水層（ウレタン防水層）、１１ａ 防水層、
１２ 既設の防水層、
１３ 押さえコンクリート、 １３ａ はつった部分、
１３ｂ 無収縮モルタル、
１４ スラブ（屋上スラブ）、
１５ 建築用シーリング材層。

Claims (5)

1. 鍔部を下部に有して上部が開口している有底内側筒体と、
   該内側筒体に閉蓋するように被せられる有底外側筒体と、
   前記内側筒体の内部空間に無収縮モルタルを充填するとともに前記有底外側筒体を開口部側から被せて当該内側筒体を閉蓋してなる基礎用筒体を該基礎用筒体の中央部に貫通して上方に一部が突出して配設されこの突出部分において固定手段で前記基礎用筒体を屋根の下地に固定するとともに屋外設備の一部を前記基礎用筒体の上面に固定するように屋根の下地に植設されるアンカーボルトと、を少なくとも有してなること、
   を特徴とする屋外設備設置用の基礎部材。
2. 中央にアンカー用貫通孔が穿設された平板状の薄板と、
   前記薄板の上に底面が固着され該底面に前記アンカー用貫通孔に対応する位置と大きさの貫通孔が穿設されているとともに上部が開口した筒体である内側筒体と、
   前記内側筒体に上部から被せられる有底筒体で底面に前記アンカー用貫通孔に対応する位置と大きさの貫通孔が穿設されている外側筒体と、
   前記アンカー用貫通孔の下位置で屋根の下地に埋設されるホールインアンカと、
   前記ホールインアンカに植設され前記薄板と内側筒体および外側筒体とのそれぞれの貫通孔に挿通されて前記外側筒体の底面から突出したボルト部分で該ボルト部分に螺合して締結される定着用ナットによって前記内側筒体および外側筒体と屋外設備の一部とを固定するアンカーボルトと、
   前記内側筒体の内部空間に充填される無収縮モルタルと、
   前記内側筒体の側壁面と前記薄板の露出した鍔部とに少なくとも塗布される新規防水層とでなること、
   を特徴とする屋外設備設置用の基礎部材。
3. 内側筒体に充填された無収縮モルタルと該内側筒体に閉蓋された外側筒体の底面との間に、防水層が設けられること、
   を特徴とする請求項２に記載の屋外設備設置用の基礎部材。
4. 薄板，内側筒体，外側筒体は、いずれもステンレス製であること、
   を特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の屋外設備設置用の基礎部材。
5. 屋根の下地にアンカーボルトを植設し、
   有底筒体の底面に鍔部を設けて成る内側筒体を前記アンカーボルトに中央貫通孔から嵌装させて床面に接着剤を介して載置して固定し、
   前記内側筒体の内部空間に無収縮モルタルを上部に少し空間部を残して充填し、
   前記内側筒体の側壁と鍔部と該鍔部の周辺の床面とに亘って新規防水層を形成し、
   前記内側筒体の上端面と前記無収縮モルタル上面との間に残した空間部に防水層を形成し、
   前記内側筒体の上端面から上部に突出している前記アンカーボルトに中央部に貫通孔を有した有底 筒体の外部筒体をその開口部を下にして前記アンカーボルトに前記貫通孔に挿通させて更に前記内側筒体に被せて嵌装させ、
   前記外側筒体の上に載置した屋外設備の一部を突出している前記アンカーボルトに螺合させた定着用ナットで締結して固定すること、
   を特徴とする屋外設備設置用基礎部材の下地固定方法。

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