JP6567264B2 - 屋根構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根構造に関する。

従来、太陽電池モジュールを屋根に設置する際には、傾斜している屋根面と太陽電池モジュールの受光面とが平行になるように架台を設置していた（例えば、特許文献１）。そして、屋根面と太陽電池モジュールとの間には空気流通路となる隙間が形成されている。

特開２００５−２２６９７８号公報

ここで、屋根面の傾斜が一定角度よりも大きい場合には、風雨の吹き上げによって空気流通路内に雨水が浸入したとしても、その傾きによって空気流通路から雨水が排出されることになる。他方、屋根面の傾斜が緩い場合であると、空気流通路内に進入した雨水はそのまま留まってしまうこともある。雨水の浸入を防止すべく空気流通路を閉塞することも考えられるが、それをしてしまうと空気流通路内に熱溜まりが生じてしまい好ましくない。
このため、本発明の課題は、傾斜の緩い屋根面に対して太陽電池モジュールを設置した場合であっても、屋根面と太陽電池モジュールとの間の空間の通気性を維持しつつ、雨水の浸入を抑制し、なおかつ前記空間からの排水経路も確保することである。

請求項１記載の発明は、例えば図１〜図９に示すように、
傾斜した屋根面３に太陽電池モジュール２を設置するための屋根構造１において、
前記屋根面３上に、屋根流れ方向に沿って延在するように、かつ互いに間隔を空けて配置固定されて前記太陽電池モジュール２を支持する複数のレール部材４１を備え、
前記太陽電池モジュール２は、前記複数のレール部材４１の上面に固定されて支持され、前記屋根面３に対して間隔を空けて配置されており、
前記屋根面３と前記太陽電池モジュール２との間における軒側の端部には、前記屋根面３及び前記太陽電池モジュール２がなす空間と外部とを連通させる多数の連通孔１１を有する第一の多孔部材１０が介在しており、
前記太陽電池モジュール２の軒側の端部には軒側に張り出すカバー１３が設けられていて、前記屋根面３と前記カバー１３との間には、前記屋根面３及び前記カバー１３がなす空間と外部とを連通させる多数の連通孔１１を有する第二の多孔部材２０が設けられており、
前記複数のレール部材４１における軒側の先端部は、前記第二の多孔部材２０よりも棟側に位置し、当該先端部には、前記屋根面３から間隔を空けるスリット部４１１が、屋根流れ方向に沿って前記第一の多孔部材１０よりも棟側にかけて形成され、
前記屋根面３は、屋根躯体（屋根パネル７１）の野地板７２上に防水層８０が形成され、前記防水層８０のうち軒側の上に屋根材７０が取り付けられることによって構成され、
前記屋根材７０は、前記屋根躯体７１の軒側端部から前記複数のレール部材４１における前記スリット部４１１の棟側端部にかけて配置されて、当該屋根材７０の棟側端部が前記スリット部４１１内に収まっており、
前記複数のレール部材４１における軒側の先端部と前記屋根材７０との間に隙間が形成されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、屋根面３と太陽電池モジュール２との間における軒側の端部に、屋根面３及び太陽電池モジュール２がなす空間と外部とを連通させる多数の連通孔１１を有する第一の多孔部材１０が介在しているので、吹き上げられた雨水のほとんどがそれ以上の進入を妨げられることになる。他方、吹き上げによる風は第一の多孔部材１０の連通孔１１を通過するため、前記空間が換気され温度上昇が抑制される。そして、前記空間に水が進入したとしても、第一の多孔部材１０の連通孔１１を通過して排出される。これらは屋根面３の傾斜が緩くても作用する。したがって、傾斜の緩い屋根面３に対して太陽電池モジュール２を設置した場合であっても、前記空間の通気性を維持しつつ、雨水の浸入を抑制し、なおかつ下方空間からの排水経路も確保することができる。
また、太陽電池モジュール２の軒側の端部に設けられたカバー１３と、屋根面３との間に第二の多孔部材２０が設けられているので、多孔部材１０，２０が二重に配置されることになり、より前記空間への水の進入を抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の屋根構造において、例えば図２に示すように、
前記第一の多孔部材１０と前記太陽電池モジュール２との間には弾性を有する防水部材１２が介在していることを特徴としている。

請求項２記載の発明によれば、第一の多孔部材１０と太陽電池モジュール２との間には弾性を有する防水部材１２が介在しているので、これにより太陽電池モジュール２と第一の多孔部材１０との間の水密性を高めることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の屋根構造において、例えば図３に示すように、
屋根流れ方向に沿って延在するように、前記屋根面３上に固定されて前記太陽電池モジュール２を支持する複数のレール部材４１を備え、
前記レール部材４１の屋根流れ方向の下方であって、かつ前記レール部材４１の裏側に、当該レール部材４１の裏側に進入した水を軒先側に排出するためのレール先端水切り４３が設けられていることを特徴としている。

請求項３記載の発明によれば、レール部材４１の屋根流れ方向の下方であって、かつレール部材４１の裏側にレール先端水切り４３が設けられているので、レール部材４１から滴り落ちる水をレール先端水切り４３で受け止め、前記空間から排出することができる。また、万が一、レール部材４１の裏側に水が進入した場合であっても、その水を排出することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の屋根構造において、例えば図６に示すように、
前記複数のレール部材４１のうち棟方向の最も外側に位置するレール部材４１の側方には、前記レール部材４１の側方を流れる水をより外側に案内する水切り９が設けられていることを特徴としている。

請求項４記載の発明によれば、棟方向の最も外側に位置するレール部材４１の側方を流れる水が水切り９によってより外側に案内されるので、レール部材４１を介して前記空間へと流れ込む水を抑制することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の屋根構造において、例えば図５に示すように、
屋根躯体（屋根パネル７１）の表面には、前記防水層として片面粘着性の第一防水シート３０が貼り付けられており、
前記第一防水シート３０における軒先部分には、二重の第二防水シート４０が、前記第一防水シート３０と前記屋根躯体との間に設けられていることを特徴としている。

請求項５記載の発明によれば、二重の第二防水シート４０が第一防水シート３０と屋根躯体との間に設けられているので、この二重の第二防水シート４０の間に軒先水切り５０を差し込むだけで、軒先水切り５０を屋根躯体の軒先側の端部に配置することができる。

本発明によれば、傾斜の緩い屋根面に対して太陽電池モジュールを設置した場合であっても、屋根面と太陽電池モジュールとの間の空間の通気性を維持しつつ、雨水の浸入を抑制し、なおかつ前記空間からの排水経路も確保することができる。

本実施形態に係る屋根構造を有する建物の概略構成を示す正面図である。 本実施形態に係る屋根構造の概略構成を示す断面図である。 本実施形態に係るレール部材の概略構成を示す斜視図である。 図２におけるIＶ-IＶ切断線から見た断面図である。 本実施形態に係る防水層の概略構成を拡大して示す断面図である。 本実施形態に係る水切りの概略構成を示す斜視図である。 図２の屋根構造において太陽電池モジュールを取り付ける前の状態を示す斜視図である。 図２の屋根構造において太陽電池モジュールを取り付け、カバー、面戸、ブラケット及び平板を取り付ける前の状態を正面から見た斜視図である。 図６の水切りとカバーとの関係を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本実施形態に係る屋根構造について説明する。
図１は、本実施形態に係る屋根構造を有する建物の概略構成を示す正面図である。
図１に示すように建物１００の屋根１０１は、棟が北側を向き、軒が南側を向いており、北側斜線に対応された緩勾配（例えば１／１２）となっている。
図２は、本実施形態に係る屋根構造の概略構成を示す断面図である。
図２に示すように屋根１０１に適用された屋根構造１は、太陽電池モジュール２を屋根面３に設置するための構造である。
この屋根構造１は、太陽光発電アレイをなす複数の太陽電池モジュール２のうち、最も軒側に位置する太陽電池モジュール２に対して適用される。
屋根構造１には、太陽電池モジュール２を屋根面３上で支持する支持ユニット４が設けられている。支持ユニット４には、屋根面３の屋根流れ方向に沿って延在するレール部材４１が設けられている。レール部材４１は、複数、棟方向に所定の間隔を空けて屋根面３上に配置されている。このレール部材４１の上面に、屋根面３に対して間隔を空けるように太陽電池モジュール２が固定され支持されている。

図３は、レール部材４１の概略構成を示す斜視図である。図４は、図２におけるIＶ-IＶ切断線から見た断面図である。
図２〜図４に示すように、レール部材４１の軒側の先端部には、屋根面３から所定の間隔を空けるスリット部４１１が屋根流れ方向に沿って形成されている。
ここで、レール部材４１の軒側の端部の屋根流れ方向の下方であって、屋根面３を構成する屋根材７０の裏側には、防水層８０が設けられている。屋根材７０は、屋根躯体である屋根パネル７１の野地板７２上に取り付けられており、この取り付けられた範囲においては屋根材７０の表面が屋根面３となる。また屋根材７０は、複数のレール部材４１のスリット部４１１内に収まるように取り付けられている。つまり、屋根材７０は、レール部材４１が配置されている部分であると、スリット部４１１よりも棟側に配置されておらず、防水層８０となっている。屋根材７０の取り付けられていない範囲（防水層８０が露出した範囲）においては、当該防水層８０の表面が屋根面３となる。また、レール部材４１のスリット部４１１よりも棟側には、防水層８０に当接する縁部４１２が設けられている。この縁部４１２がネジ４２によって防水層８０に固定されることになる。
スリット部４１１内にスムーズに配置するために、屋根材７０として鋼板屋根が用いられている。
屋根材７０には、屋根流れ方向に延在する複数のリブ７３が幅方向に所定の間隔で設けられている。この屋根材７０と野地板７２との間には、防水層８０が形成されている。

図５は、防水層８０の概略構成を拡大して示す断面図である。
図５に示すように、屋根パネル７１の野地板７２の上面には、片面粘着性の第一防水シート３０が貼り付けられており、この第一防水シート３０によって屋根パネル７１の全体が覆われている。第一防水シート３０の粘着性によって水密性が保たれている。この第一防水シート３０における軒先部分には、二重の第二防水シート４０が設けられている。下側の第二防水シート４０ａは野地板７２に接着されている。他方、上側の第二防水シート４０ｂは、第一防水シート３０の裏面に接着されている。
ここで、第二防水シート４０がない場合であると、第一防水シート３０を野地板７２に貼り付けた後に、軒先水切り５０を野地板７２の軒先側の端部に取り付けなければならず、一旦貼り付けた部分を剥がす手間が生じ作業を繁雑なものにさせてしまう。
他方、上述したような第二防水シート４０ａ，４０ｂが第一防水シート３０と野地板７２との間に二重に介在しているのであれば、この二重の第二防水シート４０ａ，４０ｂの間に軒先水切り５０を差し込むだけで、軒先水切り５０を野地板７２の軒先側の端部に配置することができる。
なお、二重に折り曲げられた第二防水シートを第一防水シート３０と野地板７２との間に設けてもよい。この場合、二重に折り曲げられた第二防水シート４０の開放された端部は軒先側を向くことになる。

第一防水シート３０の上面には、レール部材４１の裏側に進入した水を軒先に排出するための板状のレール先端水切り４３が設けられている。具体的に、図３に示すようにレール先端水切り４３の棟側の端部は、レール部材４１のスリット部４１１よりも軒側に配置されていて、縁部４１２と屋根面３との間に介在している。他方、レール先端水切り４３の軒側の端部は軒先に配置されている。このレール先端水切り４３の両側部には、複数の吊子４３１が設けられており、この吊子４３１が第一防水シート３０に固定されている。吊子４３１が第一防水シート３０に固定されているために、レール先端水切り４３自体に孔を空けなくとも、当該レール先端水切り４３を固定することができる。レール先端水切り４３自体に固定用の孔が設けられていなければ、排水勾配を確実なものとすることができる。

また、図４に示すように、太陽電池モジュール２はレール部材４１の上面に対してネジ４４によって固定されている。また、太陽電池モジュール２を支持する複数のレール部材４１のうち、棟方向に最も外側に位置するレール部材４１には、太陽電池モジュール２の縁部を覆うカバープレート５がネジ４５によって固定されている。これらネジ４４，４５のねじ穴を介して進入した水は、レール部材４１の中空部分を通過した後にレール先端水切り４３によって軒先まで案内されることになる（図２の矢印Ｙ１参照）。
カバープレート５は、レール部材４１に固定される基部５１と、基部５１から太陽電池モジュール２側に張り出して、当該太陽電池モジュール２の縁部を覆う第一張出部５２と、基部５１から外側（太陽電池モジュール２とは反対側）に張り出す第二張出部５３とを備えている。
第二張出部５３は、屋根面３に沿って張り出しており、その先端部が基部５１側に向けて折り曲げられている。この第二張出部５３とレール部材４１との間にはケラバ水切り６が配されている。ケラバ水切り６は、吊子７を介して防水層８０上に固定されている。防水層８０上には、ケラバ水切り６及び吊子７を覆うように屋根材７０が重ねられている。屋根材７０におけるレール部材４１側の端部は、略コ字状になるように折り曲げられており、その一部がレール部材４１の側方を覆うとともに、先端部が第二張出部５３内の空間に入れ込まれている。
そして、この屋根材７０上であって、レール部材４１の側方には、レール部材４１の側方を流れる水をより側方に案内する水切り９が設けられている。

図６は、水切り９の概略構成を示す斜視図である。
図６に示すように、水切り９は、板金を折り曲げて形成されたものである。水切り９は、屋根材７０上に載置される第一部９１と、第一部９１に対してレール部材４１側で立設するように折り曲げられた第二部９２と、第一部９１に対して軒側で立設するように折り曲げられた第三部９３とを備えている。第二部９２は、屋根材７０に対してネジ固定される。これにより第三部９３が屋根材７０に対して隣接した状態で立設することになるので、レール部材４１の側方にある屋根材７０を沿って流れた水を第三部９３がより外側に案内することになる。

図２に示すように、複数のレール部材４１の間には、太陽電池モジュール２と屋根面３との軒側の端部の間に介在するように第一の多孔部材１０が設けられている。第一の多孔部材１０には、屋根流れ方向に沿う多数の連通孔１１が形成されている。なお、図２においては上下方向にのみ連通孔１１が図示されているが、棟方向にも多数の連通孔１１が配されている。第一の多孔部材１０は、太陽電池モジュール２から荷重がかかったとしても連通孔１１がつぶれない程度の剛性を有している。また、太陽電池モジュール２と多孔部材１０との間には弾性を有する防水部材１２が介在していて、これにより太陽電池モジュール２と多孔部材１０との間の水密性が高められている。

太陽電池モジュール２の軒側の端部には、軒側に張り出すカバー１３が設けられている。カバー１３は、太陽電池モジュール２の軒側の端面に取り付けられた面戸１３１と、面戸１３１の下方に配されて、レール部材４１に取り付けられたブラケット１３２と、ブラケット１３２の下方に配されて、当該ブラケット１３２に固定された平板１３３とを備えている。
この平板１３３と屋根面３との間には、第二の多孔部材２０が設けられている。第二の多孔部材２０の具体的構成は第一の多孔部材１０とほぼ同じなのでその説明は省略する。多孔部材１０，２０としては例えばイーヴスベンツ（登録商標）等が挙げられる。
また、平板１３３と屋根面３との間には、弾性を有する防水部材２１が介在していて、これにより平板１３３と屋根面３との間の水密性が高められている。防水部材１２，２１としては例えばＥＰＤＭ系のパッキン等が挙げられる。

図７は、太陽電池モジュール２を取り付ける前の状態を示す斜視図である。図８は太陽電池モジュール２を取り付け、カバー１３、面戸１３１、ブラケット１３２及び平板１３３を取り付ける前の状態を正面から見た斜視図である。
図７及び図８に示すように、レール部材４１は、隣り合うリブ７３の間に配置されている。この隣り合うリブ７３内においては、第一の多孔部材１０は設けられておらず、防水部材１２のみが設けられている。この防水部材１２は太陽電池モジュール２により押さえられ、当該太陽電池モジュール２の下面に圧縮された状態で当接することとなる。また、リブ７３の上面にも防水部材１２が設けられている。また、隣り合うリブ７３内においては、防水部材１２の屋根流れ方向の下流側に第二の多孔部材２０が設けられている。この第二の多孔部材２０の上面には防水部材２１が設けられている。この防水部材２１においても、カバー１３、面戸１３１、ブラケット１３２及び平板１３３が取り付けられることで圧縮されることになる。
このように防水部材１２，２１が圧縮されているのでより高い防水性能を発揮することができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、風雨が軒先側から吹き上げてくると、風は図２の矢印Ｙ２に示すように、第二の多孔部材２０の連通孔１１を通過し、なおかつ第一の多孔部材１０の連通孔１１も通過する。これにより、太陽電池モジュール２の下方空間が換気され、温度上昇が抑制されることになる。
一方、吹き上げられた雨水は、図２の矢印Ｙ３に示すように、そのほとんどが第二の多孔部材２０の連通孔１１に進入することなく、軒先に向けて流れ落ちることになる。第二の多孔部材２０の連通孔１１を通過した雨水があったとしても、第一の多孔部材１０の連通孔１１内に進入することは困難である。このため、太陽電池モジュール２の下方空間内に吹き上げられた雨水が進入することが抑制されている。

また、図２の矢印Ｙ４に示すように、レール部材４１を辿って流れる雨水は、第二の多孔部材２０の連通孔１１を通過して軒先まで案内される。
また、図２の矢印Ｙ１に示すように、レール部材４１に設けられたねじ穴を介して進入した水は、レール先端水切り４３によって案内されながら、第一の多孔部材１０の連通孔１１及び第二の多孔部材２０の連通孔１１を通過して、軒先まで案内される。

以上のように、本実施形態によれば、屋根面３と太陽電池モジュール２との間における軒側の端部に、屋根面３及び太陽電池モジュール２がなす空間（下方空間）と外部とを連通させる多数の連通孔１１を有する第一の多孔部材１０が介在しているので、吹き上げられた雨水のほとんどがそれ以上の進入を妨げられることになる。他方、吹き上げによる風は多孔部材１０の連通孔１１を通過するため、下方空間が換気され温度上昇が抑制される。そして、下方空間に水が進入したとしても、多孔部材１０の連通孔１１を通過して排出される。これらは屋根面３の傾斜が緩くても作用する。したがって、傾斜の緩い屋根面３に対して太陽電池モジュール２を設置した場合であっても、下方空間の通気性を維持しつつ、雨水の浸入を抑制し、なおかつ下方空間からの排水経路も確保することができる。

第一の多孔部材１０と太陽電池モジュール２との間には弾性を有する防水部材１２が介在しているので、これにより太陽電池モジュール２と第一の多孔部材１０との間の水密性を高めることができる。

また、太陽電池モジュール２の軒側の端部に設けられたカバー１３と、屋根面３との間に第二の多孔部材２０が設けられているので、多孔部材１０，２０が二重に配置されることになり、より下方空間への水の進入を抑制することができる。

また、レール部材４１の下方であって、かつレール部材４１の裏側にレール先端水切り４３が設けられているので、レール部材４１から滴り落ちる水をレール先端水切り４３で受け止め、下方空間から排出することができる。また、万が一、レール部材４１の裏側に水が進入した場合であっても、その水を排出することができる。

また、棟方向に最も外側に位置するレール部材４１の側方を流れる水が水切り９によってより外側に案内されるので、レール部材４１を介して下方空間へと流れ込む水を抑制することができる。
図９に示すように、水切り９があるとレール部材４１の側方を流れる水がより外側に案内されるため、カバー１３の面戸１３１がなす空間内に流れ込む水を極力抑制することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。

１ 屋根構造
２ 太陽電池モジュール
３ 屋根面
４ 支持ユニット
１０ 第一の多孔部材（多孔部材）
１１ 連通孔
１２ 防水部材
１３ カバー
２０ 第二の多孔部材（多孔部材）
２１ 防水部材
３０ 第一防水シート
４０ 第二防水シート
４１ レール部材
４３ レール先端水切り
７０ 屋根材
７１ 屋根パネル（屋根躯体）
８０ 防水層

Claims (5)

1. 傾斜した屋根面に太陽電池モジュールを設置するための屋根構造において、
   前記屋根面上に、屋根流れ方向に沿って延在するように、かつ互いに間隔を空けて配置固定されて前記太陽電池モジュールを支持する複数のレール部材を備え、
   前記太陽電池モジュールは、前記複数のレール部材の上面に固定されて支持され、前記屋根面に対して間隔を空けて配置されており、
   前記屋根面と前記太陽電池モジュールとの間における軒側の端部には、前記屋根面及び前記太陽電池モジュールがなす空間と外部とを連通させる多数の連通孔を有する第一の多孔部材が介在しており、
   前記太陽電池モジュールの軒側の端部には軒側に張り出すカバーが設けられていて、前記屋根面と前記カバーとの間には、前記屋根面及び前記カバーがなす空間と外部とを連通させる多数の連通孔を有する第二の多孔部材が設けられており、
   前記複数のレール部材における軒側の先端部は、前記第二の多孔部材よりも棟側に位置し、当該先端部には、前記屋根面から間隔を空けるスリット部が、屋根流れ方向に沿って前記第一の多孔部材よりも棟側にかけて形成され、
   前記屋根面は、屋根躯体の野地板上に防水層が形成され、前記防水層のうち軒側の上に屋根材が取り付けられることによって構成され、
   前記屋根材は、前記屋根躯体の軒側端部から前記複数のレール部材における前記スリット部の棟側端部にかけて配置されて、当該屋根材の棟側端部が前記スリット部内に収まっており、
   前記複数のレール部材における軒側の先端部と前記屋根材との間に隙間が形成されていることを特徴とする屋根構造。
2. 請求項１記載の屋根構造において、
   前記第一の多孔部材と前記太陽電池モジュールとの間には弾性を有する防水部材が介在していることを特徴とする屋根構造。
3. 請求項１又は２記載の屋根構造において、
   前記レール部材の屋根流れ方向の下方であって、かつ前記レール部材の裏側に、当該レール部材の裏側に進入した水を軒先側に排出するためのレール先端水切りが設けられていることを特徴とする屋根構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の屋根構造において、
   前記複数のレール部材のうち、棟方向の最も外側に位置するレール部材の側方には、前記レール部材の側方を流れる水をより外側に案内する水切りが設けられていることを特徴とする屋根構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の屋根構造において、
   前記屋根躯体の表面には、前記防水層として片面粘着性の第一防水シートが貼り付けられており、
   前記第一防水シートにおける軒先部分には、二重の第二防水シートが、前記第一防水シートと前記屋根躯体との間に設けられていることを特徴とする屋根構造。

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