JP5469467B2 - 屋上での設備機器等の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋上での太陽光発電パネル等の設備機器の支持構造に関するものである。

設備機器の１例として、太陽光発電パネルは、地面や建築物の屋上などに設置されるのが一般的であり、その太陽光発電パネルで発電された直流電力をインバータにより交流変換した上で、その交流電力を各種機器などの負荷に供給するようにしている。

この太陽光発電パネルを建築物の屋上に据え付けるに際しては、まず、設置現場で、その据え付け箇所にコンクリート等によりブロック状の基礎を形成した上で、その基礎上に設置する。

かかるブロック状の基礎は、一般的に、設置現場にてその据え付け箇所に型枠を製作し、その型枠内にコンクリートを流し込んで硬化させることにより形成される。

一般的な屋上の防水仕様ではコンクリートスラブ（建築の構造体）の上にアスファルト防水層がありその上に防水押さえコンクリートがある。改修工事で太陽光発電パネルの基礎を構築する場合の手順は以下の通りである。

（１）風荷重や建築基準法・構造計算書との適合や防水の納まりを考慮し太陽光発電パネルの基礎部分の設計をする。
（２）基礎設置部分の防水押さえコンクリートを解体する。
（３）アスファルト防水層を除去する。
（４）スラブコンクリートを部分解体する。
（５）基礎用の定着鉄筋をスラブや梁のコンクリートに埋め込む。
（６）基礎の型枠と鉄筋を組立てる。
（７）太陽光発電パネルまたは太陽光発電パネル支持架台と基礎を固定するためのアンカーボルトを基礎上面に仮固定する。
（８）基礎型枠にコンクリートを流し込み硬化させる。
（９）型枠を解体する。
（１０）アスファルト防水を新設基礎部分と既存切断部分で再施工してつなげる。
（１１）防水押さえコンクリートを復旧する。

なお、下記特許文献１は、予め製作された運搬可能なブロック状基礎を使用することで、太陽電池パネルを設置するたびにその設置現場で型枠を製作する必要がなく、予め製作された運搬可能な基礎を設置現場に搬送して据え付け箇所に載置するだけで済むものとして提案されている。
特開平９−７０１８８号公報

この特許文献１は、複数枚の太陽電池モジュールを縦横に並べた太陽電池パネルを架台上に所定角度で傾斜させた状態で組み付け、前記架台の各脚部に、予め製作された運搬可能なブロック状基礎を取り付けて据え付け箇所に載置したことを特徴とする太陽電池パネルの据え付け構造である。

前記基礎は、太陽電池パネルの設置前に予め製作されたコンクリート又は鉄筋コンクリート製で運搬可能なもので、太陽電池パネル及び架台などによる載荷重量に基づいて、風圧などにより太陽電池パネル又は架台が倒壊することがないように、その大きさや重量などが太陽電池パネルのタイプに応じて設計されて標準化される。

また、太陽電池パネルを建築物の屋上に設置する場合には設置現場の据え付け箇所に薄いセメント層を介してこれを接着材として基礎を固定する。

下記特許文献２は、被設置面に凹凸があっても、レールの直進性を確保して太陽電池モジュールを正規の姿勢で支持することができる太陽電池モジュールの取付構造を提供するものである。
特開２００２−１１５３７４号公報

この特許文献２は、外面の少なくとも一部に太陽電池を備えた太陽電池モジュールをレールで支持し、このレールを被設置面に取り付ける太陽電池モジュールの取付構造であって、前記レールには高さ調整可能な脚部が複数設けられている。

前記脚部は、前記レールの長さ方向に沿って互いに所定間隔離れて配置され、前記レールに螺合されたボルトを備え、レールに対してボルトのねじ込み量を調整することで、脚部の高さ調整を行う。

前記のように、従来の改修工事で太陽光発電パネルを設置する場合の基礎工事には下記のようないくつかの問題点がある。
（１）既存の防水押さえコンクリートを部分解体するので騒音・振動が発生し特に使用中の直下階へ影響がある。
（２）既存のアスファルト防水層を撤去するために特に使用中の下階への漏水や漏水に起因する環境事故の恐れがある。
（３）コンクリートの部分解体中に埋設配管等を誤って損傷する恐れがある。
（４）基礎の型枠の組立て時には騒音が発生し特に使用中の直下階へ影響があり屋上での工事のため型枠用の合板パネルなどの風散による事故の恐れがある。
（５）太陽光発電パネルまたは太陽光発電パネル支持架台と基礎を固定するためのアンカーボルトの設置の精度確保には手間と時間がかかる。

なお、前記特許文献１のような予め製作された運搬可能なブロック状基礎では基礎の大きさに制限があり、その大きさや重量などが太陽電池パネルのタイプに応じて設計されて標準化されるとは言え、太陽電池パネルが大型のものになると基礎数も増えることになり、不安定なものとなる。

さらに、基礎を建築物の屋上に設置する場合には設置現場の据え付け箇所に薄いセメント層を介してこれを接着材として固定するとされるが、基礎の高さ合わせが困難である。

本発明の目的は前記不都合を解消し、アンカー施工がなくてすみ、したがって防水押さえコンクリートの解体が不要となり、現地での型枠の組立てがなくなり、また、基礎の高さ合わせがボルトを回すことで簡単にできて、作業が省力化できる屋上での設備機器等の支持構造を提供することにある。

請求項１記載の本発明は前記目的を達成するため、基礎はその形状の外郭を型枠としてプレキャストコンクリートで形成し、かつ、外郭のプレキャストコンクリートは分割し、インサートを介して金具で連結し、この型枠の底部側には高さ調整用のインサートを介してボルトを取り付け、外郭を設置後に内部にコンクリートを打設し、また、基礎の上部側には設備機器等の固定用のボルトを設置したことを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、基礎の自重で風加重に抵抗するため既存構造の床などへのアンカー施工がなくなる。したがって防水押さえコンクリートの解体が不要となり騒音・振動の発生に対する問題がなくなる。

既存アスファルト防水層の部分除去や損傷がなくなるので下階に対する漏水に起因する環境事故の問題がなくなる。

鉄筋を定着させるためのスラブの部分解体がなくなるので埋設配管等を誤って損傷する恐れがなくなる。

外郭である基礎型枠をハーフＰＣ化するために現地での型枠の組立てがなくなり直下階への騒音の問題がなくなる。また工事中の型枠用合板パネルの屋上からの風散による事故の危険性がなくなる。

ハーフＰＣの底部側にあらかじめ埋め込んだインサートを利用し基礎の高さ合わせがボルトを回すことで簡単にできて省力化できる。

また、上部側に埋め込んだインサートを利用し太陽光発電パネルと基礎を固定するためのアンカーボルトの設置時の位置合わせが容易となり省力化ができる。

さらに、プレキャストコンクリートを分割することで運搬重量や製作が容易になる。

請求項２記載の本発明は、外郭には、内部に打設するコンクリートへの配筋用鉄筋を内方に露出するように設けておくことを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、打設するコンクリートへの配筋の手間がなくなる。

請求項３記載の本発明は、設備機器等の固定用のボルトは、型枠上面にインサートを介して掛け渡す帯板にボルトを支承する横コ字形台を取り付け、該帯板のボルト貫通孔周囲にパッキングシールを施すことを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、設備機器等の固定用のボルトを設置するのに簡単に行うことができる。

以上述べたように本発明の屋上での設備機器等の支持構造は、アンカー施工がなくてすみ、したがって防水押さえコンクリートの解体が不要となり、現地での型枠の組立てがなくなり、基礎の高さ合わせがボルトを回すことでできて、省力化できるもので、改修工事における太陽光発電パネルの設置工事の支持脚部の設計においてあと施工アンカーを使用できないときの実現手段として有効なものである。

稼働中の建築物で太陽光発電パネルの基礎を構築する際に振動・騒音を押さえた工法により作業時間帯の制約を受けずに作業でき、かつ作業スピードの合理化もできて工事費用の削減につながる。

稼働中の建築物で太陽光発電パネルの基礎を構築する際に既存の防水層やスラブに対しての部分撤去や損傷がなく漏水や漏水に起因する環境事故や既存埋設配管の損傷による環境事故がなくなる。

屋上での型枠用の合板パネル等の飛散の懸念がある資材の使用が減り安全である。

型枠用の合板パネルを用いないので森林保護と産業廃棄物の抑制につながる。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の設備機器等の支持構造の１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上平面図で、図中１は基礎形状の外郭であるが、これは型枠としてプレキャストコンクリートで形成した。

本実施形態では、設備機器等として太陽光発電パネルの場合であり、太陽光発電パネルの支持構造は、図５、図６に示すように、太陽電池モジュールである太陽光発電パネル２を、長さ方向を並べるように並列させた複数の平面長方形の基礎３で所定角度で傾斜させた状態で支承するもので、この基礎３は前記プレキャストコンクリートの外郭１と、外郭１に組み込まれる鉄筋４と現場で内部に配置する打設するコンクリート５とで形成するハーフＰＣ（ハーフプレキャストコンクリート）製のものとした。

この基礎３は、太陽光発電パネル２の載荷重量に基づいて、風圧などにより太陽光発電パネル２（太陽電池モジュールとその架台）が倒壊することがないように、その大きさや重量などが太陽光発電パネル２のタイプに応じて設計されて標準化される。尚、前記基礎３の個数及び位置については、太陽光発電パネル２の大きさ等の諸条件により適宜設定される。設置計画は下記の通りである。

太陽光発電パネル２の設置工事の計画に基づき本発明の太陽光発電パネル用基礎の配置計画をする。このとき建築基準法や風洞実験値等での風加重条件や構造計算書等の諸条件及び採用する太陽光発電パネル２の形状による条件を満たすように基礎３の形状を決定する。

本工事を実施した後は既存のアスファルト防水の改修は実質出来なくなると考え太陽光発電パネル２の設置前に完成した基礎上でシート防水か塗膜防水で全面施工することを計画に入れるかどうかを決定する。

決定した基礎３の形状に合わせてハーフＰＣ型枠である外郭１の製作図を作成する。

外郭１には、内部に打設するコンクリートへの配筋用鉄筋を内方に露出するように設けておく。すなわち、鉄筋４はかぶせ筋メッシュ４ａと壁筋メッシュ４ｂとからなるが、壁筋メッシュ４ｂは予め外郭１を作製する際に埋め込まれ、かぶせ筋メッシュ４ａは外郭１の平面を覆うように露出する。

前記外郭１は高さ調整用のインサート６と太陽光発電パネル用のボルト固定用インサート７を埋め込むもので、高さ調整用のインサート６は底部側の内側側部に、太陽光発電パネル用のボルト固定用インサート７は上部上面側に、その位置を決定する。

また、鉄筋４の位置についても決定する。また運搬重量や製作を考慮し１つの基礎３を２分割するときは連結ボルト用のインサート８を設けるが、その位置についても決定する。

基礎３を２分割するのは外郭１のプレキャストコンクリートを２分割することであるが、本実施形態では平面長方形の外郭１を短手方向の辺を中央で分割して、平面コ字形のものを合わせるようにした。前記連結ボルト用のインサート８は外郭１を短手方向の辺の外側側面に埋設する。

各インサート６，７，８には長ナットや袋ナット等を利用できるが、先に、これら各インサート６，７，８の使い方について説明する。高さ調整用のインサート６にはＬ字形の金具９をビス止め等で取り付け、このＬ字形の金具９の水平板部分にアジャストボルト１０を取り付けて高さ調整用とする。

外郭１は、上面は長さ方向に一方が高くなるように傾斜する台形状のものであるが、前記アジャストボルト１０は長さ方向に間隔を存して２個ずつ計４個を設ける。

太陽光発電パネル用のボルト固定用インサート７は、外郭１の上面を横切るように掛け渡す帯板１１をビス止め等で固定するものである。

この帯板１１には太陽光発電パネル用のボルト１２を高さ調整可能に支承する横コ字形台１３を中央部分に溶接で取り付け、また、帯板１１には太陽光発電パネル用のボルト１２が貫通する貫通孔１４を形成するとともに帯板１１の裏面側には貫通孔１４の周囲にパッキングシール１５を施した。

太陽光発電パネル用のボルト１２はこれに螺合するナット１６で横コ字形台１３を挟むようにして、高さ調整を行う。

連結ボルト用のインサート８は基礎３を２分割する場合に分割する外郭１同士に掛け渡す帯状の連結金物２１をビス止め等で固定するものである。

このようにして、現地の墨に合わせあらかじめ既存の防水押さえコンクリート１７と新設の基礎３をつなぐ鉄筋１８をあと施工アンカー１９で打っておく。

このあと施工アンカー１９はずれ止め用あと打ちアンカーとして既存の防水押さえコンクリート１７を解体せずにその内部に設置できるものであり、また、鉄筋１８はあと施工アンカー１９に端部を差し入れることで施工アンカー１９を介して防水押さえコンクリート１７上に立設し、外郭１を設置した際にその内部に位置し、内部に打設するコンクリート５と一体化する。

搬入したハーフＰＣである外郭１を現地の墨に合わせセットし、下部のアジャストボルト１０で高さ調整を行う。その後、太陽光発電パネル用のボルト１２を位置を合わせて取り付ける。

外郭１の下部に高さ調整用目地にモルタル２０を充填し、硬化後、コンクリート５を流し込んで天端を平滑にならし、仕上げる。

シート防水や塗膜防水による防水工事改修を含む場合はコンクリートの硬化・乾燥後に防水の施工を行う。

帯板１１に設けたパッキングシール１５は、太陽光発電パネル用のボルト１２が貫通する貫通孔１４からのコンクリートのろやモルタルが上に漏れ出すのを防止する。

太陽光発電パネル２を設置するには、太陽光発電パネル２と基礎３に埋め込んだ太陽光発電パネル用のボルト１２をボルト固定する。

本発明の屋上での設備機器等の支持構造の１実施形態を示す縦断側面図である。 本発明の屋上での設備機器等の支持構造の１実施形態を示す平面図である。 本発明の屋上での設備機器等の支持構造の１実施形態を示す縦断正面図である。 太陽光発電パネル用のボルト設置部の縦断正面図である。 本発明の屋上での設備機器等の支持構造の全体を示す側面図である。 本発明の屋上での設備機器等の支持構造の全体を示す平面図である。

１…外郭 ２…太陽光発電パネル
３…基礎 ４…鉄筋
４ａ…かぶせ筋メッシュ ４ｂ…壁筋メッシュ
５…コンクリート ６…高さ調整用のインサート
７…太陽光発電パネル用のボルト固定用インサート
８…連結ボルト用のインサート ９…Ｌ字形の金具
１０…アジャストボルト １１…帯板
１２…太陽光発電パネル用のボルト
１３…横コ字形台 １４…貫通孔
１５…パッキングシール １６…ナット
１７…防水押さえコンクリート １８…鉄筋
１９…あと施工アンカー ２０…高さ調整用目地にモルタル
２１…連結金物

Claims (3)

1. 基礎はその形状の外郭を型枠としてプレキャストコンクリートで形成し、かつ、外郭のプレキャストコンクリートは分割し、インサートを介して金具で連結し、この型枠の底部側には高さ調整用のインサートを介してボルトを取り付け、外郭を設置後に内部にコンクリートを打設し、また、基礎の上部側には設備機器等の固定用のボルトを設置したことを特徴とする屋上での設備機器等の支持構造。
2. 外郭には、内部に打設するコンクリートへの配筋用鉄筋を内方に露出するように設けておく請求項１記載の屋上での設備機器等の支持構造。
3. 設備機器等の固定用のボルトは、外郭上面にインサートを介して掛け渡す帯板にボルトを支承する横コ字形台を取り付け、また、該帯板のボルト貫通孔周囲にパッキングシールを施す請求項１または請求項２記載の屋上での設備機器等の支持構造。

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