JP5684619B2

JP5684619B2 - 太陽電池モジュール設置架台

Info

Publication number: JP5684619B2
Application number: JP2011065671A
Authority: JP
Inventors: 堀内　淳; 淳堀内
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP2012202050A

Description

本発明は、太陽電池モジュール設置架台に関し、特に、ユニット住宅における陸屋根用太陽電池モジュール設置架台に関する。

従来、折板屋根の上に太陽電池モジュールを載せる場合、折板屋根は全範囲において強度が高いため架台を任意の場所に配置し、この架台上に太陽電池モジュールを設置できた（特許文献１参照）。これに対して、複数の住宅ユニットで構成されるユニット住宅の陸屋根上に太陽電池モジュールを設置する場合は、屋根の面材（スラブ）に比べて、住宅ユニットの上梁と柱部分の強度が高いため、住宅ユニットの上梁と柱で荷重を受けることが望ましい。

特開２０１０−１４１２６６号公報

しかし、大きさの異なる住宅ユニットの組み合わせ毎に上梁と柱の位置が異なるため、大きさが一定の架台を用いて、太陽電池モジュールを任意の位置に配置することが難しい場合があった。そのため、複数の住宅ユニットで構成されるユニット住宅の陸屋根上の任意の位置に太陽電池モジュールを配置したいという要望がある。

本発明は、複数の住宅ユニットで構成されるユニット住宅の陸屋根上の任意の位置に太陽電池モジュールを配置することができる太陽電池モジュール設置架台を提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一つを解決するために、請求項１に記載の太陽電池モジュール設置架台に係る発明は、例えば、図１〜図６に示すように、
複数の住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂで構成されるユニット住宅１００の陸屋根上に太陽電池モジュール４０を設置するための太陽電池モジュール設置架台１０において、
前記陸屋根は、住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂ上に載置され住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂと平面視において同じ大きさの矩形状の複数の屋根フレーム１０１ａ，１０１ｂと、この屋根フレーム１０１ａ，１０１ｂに設けられた軽量気泡コンクリートからなるスラブ１０１ｂと、このスラブ１０１ｂ上に張られた防水シート１０１ｃとを備えた複数の屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂから構成され、
隣接する前記複数の屋根フレーム１０１ａ，１０１ｂ上に設置される複数の架台柱１０Ａ−１０Ｃと、
前記住宅ユニットの長手方向または短手方向に前記複数の架台柱を繋ぐように配置される複数の第１受けフレーム２０と、
前記複数の第１受けフレーム２０と交差する方向に配置され、前記太陽電池モジュール４０の大きさに合わせた間隔で配置され太陽電池モジュール４０を支持する複数の第２受けフレーム３０と
を備えてなり、
前記複数の架台柱１０Ａ−１０Ｃは、下部が前記屋根フレーム１０１ａ，１０１ｂ上に配置され、上部が前記スラブ１０１ｂに形成された孔及び防水シート１０１ｃから突出しているとともに、
前記架台柱１０Ａ−１０Ｃと前記スラブ１０１ｂとの隙間が、スラブ１０１ｂに取り付けられた鋼板１２ｃに固定されたセメント板１１Ａ〜１１Ｃからなる閉塞板で閉塞されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記複数の架台柱１０Ａ〜１０Ｃは、下部が前記屋根フレーム１０１ａ上に配置されているので、太陽電池モジュール等の荷重を屋根フレーム１０１ａで直接受けることができる。
また、前記住宅ユニットの長手方向または短手方向に前記複数の架台柱を繋ぐように配置される複数の第１受けフレームと、前記複数の第１受けフレーム２０と交差する方向に配置されることにより、前記太陽電池モジュール４０を支持する複数の第２受けフレーム３０を第１受けフレーム２０上の任意の位置に配置できるため、陸屋根上の任意の位置に太陽電池モジュールを配置することができる。
しかも、前記複数の第２受けフレーム３０ａ，３０ｂは太陽電池モジュール４０の大きさに合わせた間隔で配置されることにより、前記第１受けフレーム上２０で前記複数の第２受けフレーム３０ａ，３０ｂの間隔を変更できるため、太陽電池モジュール４０の大きさに係らず任意の位置に太陽電池モジュール４０を配置できる。
さらに、前記架台柱１０Ａ〜１０Ｃと前記スラブ１０１ｂとの隙間が閉塞板１１Ａ−１１Ｃで閉塞されていることにより、孔が閉塞されるため、段差がなくなり防水処理を適切に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、例えば、図３，１１に示すように、
前記屋根フレーム１０１Ａ，１０１Ｂの長手方向と交差する方向に長さを有する中間梁１０１ｄが配置され、前記中間梁１０１ｄ上に架台柱１０Ｄが設置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記屋根フレーム１０１Ａ，１０１Ｂの長手方向と交差する方向に長さを有する中間梁１０１ｄ上に架台柱１０Ｄが設置されていることにより、屋根フレーム１０１Ａ，１０１Ｂの隣接する部分に加えて、架台柱１０Ｄ（図３において上下計６箇所）を設置することができるため、太陽電池モジュール４０の配置領域を陸屋根の外周部まで広げることができる。

本発明によれば、複数の住宅ユニットで構成されるユニット住宅の陸屋根上の任意の位置に太陽電池モジュールをその大きさに係らず配置することができる太陽電池モジュール設置架台を提供することができる。
また、太陽電池モジュール等の荷重を屋根フレームで直接受けることができる。
さらに、前記架台柱と前記スラブとの隙間が閉塞板で閉塞されていることにより、孔が閉塞されるため、段差がなくなり防水処理を適切に行うことができる。

本発明に係る太陽電池モジュール設置架台上に太陽電池モジュールを配置した２階建てのユニット住宅を示す。（ａ）は図１の２階建てのユニット住宅の住宅ユニットの平面図を示し、（ｂ）は住宅ユニット上に設置される屋根ユニットの平面図を示す。本発明に係る太陽電池モジュール設置架台の一例を示し、梁及び柱上に複数の架台柱を設置した例を示す平面図である。同、前記複数の架台柱上に複数の架台フレームを設置した例を示す平面図である。同、前記架台フレーム上に複数の受けフレームを設置した例を示す平面図である。同、前記複数の受けフレーム上に太陽電池モジュールを設置した例を示す平面図である。同、（ａ）は屋根フレームの隅部における架台柱１０Ａの設置例を示し、（ｂ）は図７（ａ）のＩ-Ｉ断面図、（ｃ）は図７（ａ）のＩＩ-ＩＩ断面図、（ｄ）はセメント板の平面図である。同、（ａ）は屋根フレームの長手の梁における架台柱１０Ｂの設置例を示し、（ｂ）は図８（ａ）のＩ-Ｉ断面図、（ｃ）は図８（ａ）のＩＩ-ＩＩ断面図、（ｄ）はセメント板の平面図である。同、（ａ）は屋根フレームの短手の梁における架台柱１０Ｃの設置例を示し、（ｂ）は図９（ａ）のＩ-Ｉ断面図、（ｃ）は図９（ａ）のＩＩ-ＩＩ断面図、（ｄ）はセメント板の平面図である。同、（ａ）は屋根フレームの中間梁における架台柱１０Ｄの設置例を示し、（ｂ）は図１０（ａ）のＩ-Ｉ断面図、（ｃ）は図１０（ａ）のＩＩ-ＩＩ断面図、（ｄ）は架台柱１０Ｄの脚部の平面図である。同、図６のＩ-Ｉ断面図を示す。

＜実施の形態＞
図１〜１１を参照して、本実施の形態におけるユニット住宅における陸屋根用太陽電池モジュール設置架台について、説明する。

はじめに、図１に示す住宅は、陸屋根式のユニット住宅１００である。そして、この陸屋根に陸屋根用太陽電池モジュール設置架台１０を用いて太陽電池モジュール４０を設置した状態が示されている。

周知のように、ユニット住宅は、箱状に形成された住宅ユニットを複数並べて組み合せることで施工される。住宅ユニットは、複数本の柱と、これらの柱の上端間どうしを接合する複数本の上梁と、前記柱の下端間どうしを接合する複数本の下梁とから略直方体状の骨組みが形成されるとともに骨組みに外壁材が必要に応じて取り付けられているものである（例えば、特開２００９−３５９９１号公報参照）。

そして、工場で製造された住宅ユニット等はトラック等で建築現場まで輸送され、建築現場では、クレーン等を用いてこれら住宅ユニットが並べて組み合わされることでユニット住宅が施工される。

ここで、陸屋根は、図２に示すように、最上階の住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの上に各住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂと平面視において同じ大きさの屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを載せ、住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの柱と上梁と接合される。図１１に示すように、屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂは、屋根フレーム１０１ａ上にスラブ（軽量コンクリートパネル）１０１ｂを載せ、前記スラブ１０１ｂ上に防水シート１０１ｃを張って構成されている。なお、屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂも工場で製造可能である。

本実施の形態では、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、６つの住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂを用いて２階部分を施工し、その上に、平面視において同じ大きさの屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを載せ、その上に太陽電池モジュール設置架台１０を設ける例について、以下説明する。

始めに、図３に示すように、隣接する前記複数の住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの上梁または柱上に複数の架台柱１０Ａ−１０Ｃを設置する。具体的には、住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂに接合された屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂの屋根フレーム１０１ａ上に架台柱１０Ａ−１０Ｃを設置する。架台柱１０Ａ−１０Ｃの上部及び下部にはそれぞれエンドプレートが設けられている。そして、下部のエンドプレート１０ｂには４箇所に孔が設けられ、ボルト１２ａとナット１２ｂにより屋根フレーム１０１ａとボルト結合される。なお、屋根フレーム１０１ａの中間梁１０１ｄ上に配置された架台柱１０Ｄは、下部が中間梁１０１ｄ上に溶接接合され、図１０に示すように防水処理まで工場で施工されている。そのため、架台柱１０Ｄについては、図７（ｄ）、図８（ｄ）、図９（ｄ）に示すように、架台柱１０Ａ−１０Ｃの周囲に配置されるセメント板１１Ａ，１１Ｂ、１１Ｃを用いる必要がない。なお、架台柱１０Ａは、２つの屋根フレーム１０１Ａの隅部と２つの屋根フレーム１０１Ｂの隅部が合わさる部分に設置される。架台柱１０Ｂは、屋根フレームの長手方向において、２つの屋根フレーム１０１Ａが隣り合う部分及び２つの屋根フレーム１０１Ｂが隣り合う部分に設置される。架台柱１０Ｃは、屋根フレームの短手方向において、屋根フレーム１０１Ａと屋根フレーム１０１Ｂが隣り合う部分に設置される。

次に、図４に示すように、前記住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの短手方向に前記複数の架台柱１０Ａ−１０Ｄを繋ぐように複数の架台フレーム（本発明の第１受けフレームに相当）２０が架台柱１０Ａ−１０Ｄ上部でボルト結合される。具体的には、架台柱１０Ａ−１０Ｄ上部に設けられたエンドプレート１０ａの中央部にはボルト１２ａが上に向けて突出して固定されていて、角状の架台フレーム２０に設けられた孔１２にボルト１２ａが挿入され、ナット１２ｂでボルト結合される。ここで、架台フレーム２０の長手方向の下端は南側であることを想定している。次に、図５に示すように、複数の受けフレーム（本発明の第２受けフレームに相当）３０は、前記複数の架台フレーム２０と交差する方向に結合及び配置され、前記太陽電池モジュール４０を支持する。複数の受けフレーム３０は、受けフレーム３０ａと受けフレーム３０ａより高い受けフレーム３０ｂとで太陽電池モジュール４０を支持する。受けフレーム３０ａと受けフレーム３０ｂにはフランジが設けられており、そして、図１１に示すように、受けフレーム３０ａと受けフレーム３０ａより高い受けフレーム３０ｂとで、太陽電池モジュール４０を傾斜させ、太陽光を効率的に受光できるように設置されている。なお、受けフレーム３０は、受けフレーム３０ａと受けフレーム３０ｂの上部および下部がそれぞれフレーム材により接合され、台形状に形成されていてもよい。

本実施の形態によれば、隣接する前記複数の住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの上梁または柱上に設置される複数の架台柱１０Ａ−１０Ｄと、前記住宅ユニットの短手方向に前記複数の架台柱１０Ａ−１０Ｄを繋ぐように配置される複数の架台フレーム２０と、前記複数の架台フレーム２０と交差する方向に配置されることにより、前記太陽電池モジュール４０を支持する複数の受けフレーム３０を架台フレーム２０上の任意の位置に配置できるため、陸屋根上の任意の位置に太陽電池モジュール４０を配置することができる。

ここで、図５、図１１に示すように、前記複数の受けフレーム３０ａ，３０ｂは太陽電池モジュール４０の大きさに合わせた間隔で配置される。例えば、一つの太陽電池モジュール４０の大きさが、縦８００ｍｍ、横１６００ｍｍである場合、受けフレーム３０ａ，３０ｂの間隔を７４５ｍｍに設定し、受けフレーム３０ｂの高さを受けフレーム３０ａより高くして太陽電池モジュール４０を南側に傾斜させ、太陽光を効率的に受光できるように設置する。また、太陽電池モジュール４０の傾斜は、受けフレーム３０ａと受けフレーム３０ａより高い受けフレーム３０ｂのそれぞれ高さが一定の場合でも、受けフレーム３０ａ，３０ｂの間隔を狭くすると大きくなり、受けフレーム３０ａ，３０ｂの間隔を広くすると緩やかになる。太陽電池モジュール４０の大きさに加えて、太陽光を効率的に受光するための設置条件によって、受けフレーム３０ａ，３０ｂの間隔を決定するようにしてもよい。更に、太陽電池モジュール４０の大きさに合わせた間隔とは、太陽電池モジュール４０同士の間隔（例えば、図６に示す縦方向の太陽電池モジュール４０の間隔）をも意味する。

本実施の形態によれば、前記複数の受けフレーム３０ａ，３０ｂは太陽電池モジュール４０の大きさに合わせた間隔で配置されることにより、前記架台フレーム上２０で前記複数の受けフレーム３０ａ，３０ｂの間隔を変更できるため、太陽電池モジュール４０の大きさに係らず陸屋根上の任意の位置に太陽電池モジュールを配置できる。

次に、例えば、図７〜図１１に示すように、前記複数の住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂ上に複数の屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂが設けられ、複数の屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂが複数の住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂとボルト接合されている。ここで、前記屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂは、矩形状の屋根フレーム１０１ａに設けられたスラブ１０１ｂ上に防水シート１０１ｃを張って構成される。更に、前記複数の架台柱１０Ａ〜１０Ｄは、下部が前記屋根フレーム１０１ａ上に配置され、上部が前記スラブ１０１ｂ及び防水シート１０１ｃから突出している。例えば、工場において、前記屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを製作する場合、架台柱１０Ａ〜１０Ｄを設置するための切り欠けを設けたスラブ１０１ｂを矩形状の屋根フレーム１０１ａに設置する。架台柱１０Ａ〜１０Ｄのうち、架台柱１０Ａ〜１０Ｃは屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂ上に現場で設置した後に、屋根フレーム１０１ａ上に設置する。これに対して、架台柱１０Ｄは中間梁１０１ｄ上に設置されるため、工場において、予め設置可能である。これにより、図３に示す例では、計１６本の架台柱１０Ａ−１０Ｄのうち、６本の架台柱１０Ｄを工場で設置できるため、現場での作業効率を向上させることができる。

本実施の形態によれば、前記複数の架台柱１０Ａ〜１０Ｄは、下部が前記屋根フレーム１０１ａ上に配置され、上部が前記スラブ１０１ｂ及び防水シート１０１ｃから突出していることにより、下部を前記屋根フレーム１０１ａと接合し、上部を前記スラブ１０１ｂ及び防水シート１０１ｃから突出させるため、屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂの屋根フレーム１０１ａを介して太陽電池モジュール等の荷重を屋根フレーム１０１ａで直接受けることができ、架台柱１０Ａ〜１０Ｄ周りの防水処理を適切に行うことができる。

次に、例えば、図７〜図１０に示すように、前記スラブ１０１ｂに孔１３が形成され、前記孔１３から前記架台柱１０Ａ〜１０Ｃが突出し、前記架台柱１０Ａ〜１０Ｃと前記スラブ１０１ｂとの隙間がセメント板（本発明の閉塞板に相当）１１Ａ〜１１Ｃで閉塞されている。セメント板１１Ａ〜１１Ｃは、スラブ１０１ｂに取り付けられた鋼板１２ｃにビス１２ｄで固定される。なお、防水処理は、防水シート１０１ｃやシーリング材等を用いて行う。

本実施の形態によれば、前記スラブ１０１ｂに孔１３が形成され、前記孔１３から前記架台柱１０Ａ〜１０Ｃが突出し、前記架台柱１０Ａ〜１０Ｃと前記スラブ１０１ｂとの隙間が閉塞板で閉塞されていることにより、孔１３が閉塞されるため、段差がなくなり防水処理を適切に行うことができる。

次に、例えば、図２，図１１に示すように、前記屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂは、前記屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを載せる住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂと平面視において同じ大きさであり、前記架台柱１０Ａが設置される前記複数の屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂの隅部は前記住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの柱１００ａ上である。

本実施例によれば、前記屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを載せる住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂと平面視において同じ大きさであり、前記架台柱１０Ａが設置される前記複数の屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂの隅部は前記住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの柱１００ａ上であることにより、前記屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを介して、太陽電池モジュール等の荷重を住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの柱１００ａで直接受けることができる。更に、住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂと平面視において同じ大きさの屋根ユニット１０１Ａ，１０１Ｂを住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂに載せることで、図１１に示すように、住宅ユニット１００Ａ，１００Ｂの上梁１００ｂと屋根フレーム１０１ａを重ねて配置することができるため、屋根フレーム１０１ａのみで架台柱１０Ａ−１０Ｃを支持する場合に比べて、上梁１００ｂと屋根フレーム１０１ａ等で架台柱１０Ａ−１０Ｃをしっかりと支持することができる。即ち、太陽電池モジュール等の荷重を柱１００ａを介して垂直方向に伝えることができるため、梁部分だけに架台柱を設ける場合に比べてより大きな荷重を受けることが可能となり、多くの太陽電池モジュール４０を陸屋根上に設置することが可能となる。

次に、例えば、図３，１１に示すように、前記屋根フレーム１０１Ａ，１０１Ｂの長手方向と交差する方向に長さを有する中間梁１０１ｄが配置され、前記中間梁１０１ｄ上に架台柱１０Ｄが設置されている。

本実施の形態によれば、前記屋根フレーム１０１Ａ，１０１Ｂの長手方向と交差する方向に長さを有する中間梁１０１ｄ上に架台柱１０Ｄが設置されていることにより、屋根フレーム１０１Ａ，１０１Ｂの隣接する部分に加えて、架台柱１０Ｄを設置することができるため、太陽電池モジュールの配置領域を陸屋根の外周部まで広げることができる。

１０太陽電池モジュール設置架台
１０Ａ−１０Ｄ架台柱
２０架台フレーム
３０受けフレーム
４０太陽電池モジュール
１００ユニット住宅
１００Ａ，１００Ｂ住宅ユニット
１０１Ａ，１０１Ｂ屋根ユニット

Claims

複数の住宅ユニットで構成されるユニット住宅の陸屋根上に太陽電池モジュールを設置するための太陽電池モジュール設置架台において、
前記陸屋根は、住宅ユニット上に載置され住宅ユニットと平面視において同じ大きさの矩形状の複数の屋根フレームと、この屋根フレームに設けられた軽量気泡コンクリートからなるスラブと、このスラブ上に張られた防水シートとを備えた複数の屋根ユニットから構成され、
隣接する前記複数の屋根フレーム上に設置される複数の架台柱と、
前記住宅ユニットの長手方向または短手方向に前記複数の架台柱を繋ぐように配置される複数の第１受けフレームと、
前記複数の第１受けフレームと交差する方向に配置され、前記太陽電池モジュールの大きさに合わせた間隔で配置され太陽電池モジュールを支持する複数の第２受けフレームと
を備えてなり、
前記複数の架台柱は、下部が前記屋根フレーム上に配置され、上部が前記スラブに形成された孔及び防水シートから突出しているとともに、
前記架台柱と前記スラブとの隙間が、スラブに取り付けられた鋼板に固定されたセメント板からなる閉塞板で閉塞されていることを特徴とする太陽電池モジュール設置架台。
請求項１に記載の太陽電池モジュール設置架台において、
前記屋根フレームの長手方向と交差する方向に長さを有する中間梁が配置され、前記中間梁上に架台柱が設置されていることを特徴とする太陽電池モジュール設置架台。