JP7492853B2 - 屋根構造 - Google Patents
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Description
建材一体型の太陽電池モジュールが敷設された屋根構造は、通常の取付金具によって太陽電池モジュールが敷設された屋根構造に比べて、屋根下地に対する太陽電池モジュールの高さが低く、周囲の建材との段差も小さい。そのため、太陽電池モジュールが屋根になじみやすく、太陽電池モジュールが目立ちにくい特長がある。
このカバー部材は、軒棟方向において太陽電池パネルの受光面から棟側の屋根部材に跨って設けられるものであり、棟側からの屋根下地への雨水等の進入を防止できる。
しかしながら、従来の屋根構造は、台風などの強風時の場合、軒先側から吹き込む風によって、雨水等が太陽電池モジュールとカバー部材の隙間から進入し、カバー部材と屋根下地との間の空間に進入する問題があった。
本様相によれば、載置部が凸部によってかさ上げされているため、傾斜部の傾斜角度を小さくでき、傾斜部の傾斜角度を屋根部材の傾斜角度に近づけることができる。その結果、太陽電池モジュールが屋根部材から浮き上がって見えにくく、外観に優れた屋根構造となる。
屋根構造1は、図1,図9のように、主要構成部材として、太陽電池モジュール2(2a~2i)と、瓦部材3と、水切り部材5と、カバー部材6(6a~6c)と、軒先金具7と、軒先水切り材8を備えている。
太陽電池モジュール2は、図2,図3のように、太陽電池パネル10と、軒先側フレーム11と、棟側フレーム12と、緩衝部材13と、取付部材15を備えている。
太陽電池モジュール2は、図3のように太陽電池パネル10の受光面20が取付部材15に対して所定の角度で傾斜した姿勢となっている。
太陽電池パネル10は、裏面に端子ボックス21が設けられており、端子ボックス21から延設された配線部22,23が設けられている。
軒先側フレーム11は、図3のように、軒先側固定部24と、軒先側係合片25と、軒先側保持凹部26を備えている。
ここでいう「締結要素」とは、ねじ、ボルトとナットの組み合わせ、釘、鋲等の上位概念である。以下、本明細書では「締結要素」の定義を同様とする。
軒先側係合片25は、軒先側に向いて延びた係合片であり、軒先金具7の金具側係合片165(図9参照)又は棟側の太陽電池モジュール2の棟側フレーム12の棟側係合片28(図10参照)と係合可能となっている。
軒先側保持凹部26は、太陽電池パネル10の軒先側端部を保持する凹部である。
棟側フレーム12は、棟側固定部27と、棟側係合片28と、棟側保持凹部29を備えている。
棟側係合片28は、棟側に向いて延びた係合片であり、棟側の太陽電池モジュール2の軒先側フレーム11の軒先側係合片25と係合可能となっている。
棟側保持凹部29は、太陽電池パネル10の棟側端部を保持する凹部である。
緩衝部材13は、衝撃吸収機能を有する緩衝材であり、断熱機能を有する断熱材である。緩衝部材13としては、例えば、発泡ポリスチレン等が使用できる。
取付部材15は、太陽電池パネル10から屋根下地4への延焼を防止し、屋根下地4側への雨水等の進入を防ぐものであり、防火性能及び防水性能を有している。
取付部材15は、金属製の薄板が加工された板金製であり、表面に塗装されている。
本実施形態の取付部材15は、ガルバリウム鋼板(登録商標)製の金属板で構成されている。
取付部材15は、重畳部30と、第1張出部31と、第2張出部32を備えている。
第1張出部31は、重畳部30と連続し、平面視したときに太陽電池パネル10の桁行方向の一方の側面(本実施形態では左側側面)から外側に向かって張り出した部位である。
第2張出部32は、重畳部30と連続し、平面視したときに太陽電池パネル10の棟側の側面から外側に向かって張り出した部位である。
第1隆起部41は、図示しない締結要素によって軒先側フレーム11を固定する固定台である。
第1隆起部41は、取付部材15の軒先側に設けられ、平面視したときに太陽電池パネル10と重なる重畳部30に配されている。
第2隆起部42は、取付部材15の棟側に設けられ、重畳部30と第2張出部32との境界部分に配されている。
桁行側折り返し部43は、図2のように、本体板部40の桁行方向の端部(左側端部,張出方向の端部)から太陽電池パネル10側に向かって折り返された部位である。すなわち、桁行側折り返し部43は、第1張出部31の張出方向の端部に設けられている。
棟側折り返し部44は、図3のように、本体板部40の棟側端部(張出方向の端部)から太陽電池パネル10側に向かって折り返された部位である。すなわち、棟側折り返し部44は、第2張出部32の張出方向の端部に設けられている。
瓦部材3は、例えば、スレート瓦(化粧スレート)等が使用できる。
すなわち、水切り部材5は、太陽電池パネル10と瓦部材3との間に配置され、太陽電池パネル10の桁行方向の端面に沿って流れる雨水等や瓦部材3上を太陽電池パネル10に向かって流れる雨水等の太陽電池パネル10の裏面側への移動を防止する部材である。
水切り部材5は、図4,図5のように、ベース部材51(ベース部)と、遮断部材52と、防水材53,54と、誘導部材55,56を備えている。
ベース部材51は、板金製であり、金属製の板状のベース形成部材が折り曲げられて形成されたものである。
ベース部材51は、図5のように、基材部60と、第1折り返し部61と、第2折り返し部62を備えており、折り返し部61,62が基材部60の幅方向Wの両端部に設けられている。
突条部65,66は、幅方向Wにおいて雨水等を堰き止めて、ベース部材51から雨水等がこぼれることを防止する部位であり、基材部60の長さ方向Lの曲げ剛性を補強するリブでもある。
突条部65,66は、図5,図6のように、折り曲げ加工によって形成されており、突条部65,66の裏側には、凹溝67,68が形成されている。
基材部60は、図5,図6のように、表側において、突条部65a~65d及び突条部66a~66dがそれぞれ幅方向Wに所定の間隔を空けて並設され、互いに平行となるように長さ方向Lに延びている。
基材部60は、裏側において凹溝67a~67d及び凹溝68a~68dがそれぞれ幅方向Wに所定の間隔を空けて並設され、互いに平行となるように長さ方向に延びている。
折り返し部61,62は、図5,図6のように、基材部60の幅方向Wの端部から基材部60に対して鋭角に折り返されている。
基材部60に対する折り返し部61,62の折り返し角度は、0度以上90度以下であり、0度超過30度以下であることが好ましく、5度以上15度以下であることがより好ましい。
この範囲であれば、安全で雨水等が堰き止められて屋根下地4にこぼれにくい。
ここでいう「中間部」とは、端部以外の部分であって、端部間の部分をいう。
非折り返し領域71は、折り返し部61,62が除去された除去領域であり、折り返し部61,62が設けられていない領域である。
遮断部材52は、金属製の板状の遮断壁形成部材が「T」字状に折り返されて形成された部材であり、本実施形態ではガルバリウム鋼板(登録商標)製の金属板で構成されている。
接続部80,81は、ベース部材51の基材部60と接続される板状部位であり、図示しない締結要素によって基材部60に対して取り付け可能となっている。
遮断壁部82は、図4のように、接続部80,81から立ち上がった立壁部である。
遮断壁部82は、長さ方向Lにおいて高さが漸次変化しており、立ち上がり方向の端部が所定の角度で傾斜している。本実施形態の遮断壁部82では、棟側から軒先側に向かうにつれて高さが高くなっている。
基材部60に対する遮断壁部82の立ち上がり方向の先端部の傾斜角度は、太陽電池パネル10の傾斜角度と概ね一致し、太陽電池パネル10の傾斜角度によって適宜設計される。
防水材53,54は、基材部60と折り返し部61,62と誘導部材55,56との間を埋める封止材である。
誘導部材55,56は、非折り返し領域71に設けられており、折り返し部61,62の軒先側端部から非折り返し領域71を長さ方向Lに横切るように基材部60の軒先側端部まで延びている。
第1誘導部85a,85bは、折り返し部61,62の軒先側端部から幅方向Wの内側に向かって延びた堰き止め部である。
第2誘導部86a,86bは、第1誘導部85a,85bと連続し、第1誘導部85a,85bの幅方向Wの端部から基材部60の軒先側端部まで傾斜して延びた堰き止め部である。すなわち、第2誘導部86a,86bは、第1誘導部85a,85bの延び方向の端部から基材部60の軒先側端部まで、幅方向成分と長さ方向成分をもって延びている。
遮断部材52は、ベース部材51の基材部60よりも長さ方向Lの長さが短く、長さ方向Lにおいて、ベース部材51の一方の端部(軒先側端部)側に偏在している。すなわち、遮断部材52は、長さ方向Lにおいて基材部60の軒先側端部から中間部まで載置されており、ベース部材51の他方の端部(棟側端部)側に遮断部材52が存在せず、基材部60と折り返し部61,62によって囲まれた嵌合空間90が形成されている。
嵌合空間90は、図12のように、他の水切り部材5の非折り返し領域71を嵌挿可能な空間である。
折り返し領域70は、図4のように、ベース部材51の折り返し部61と遮断部材52の遮断壁部82の間に流路72aが形成されており、ベース部材51の折り返し部62と遮断部材52の遮断壁部82の間に流路72bが形成されている。
非折り返し領域71は、誘導部材55と遮断部材52の遮断壁部82の間に流路87aが形成されており、誘導部材56と遮断部材52の遮断壁部82の間に流路87bが形成されている。
流路87a,87bは、流路72a,72bと連続し、雨水等が流れる流路である。誘導部材55,56の第2誘導部86a,86bの間隔は、徐々に狭くなっており、流路87a,87bは、軒先側に向かって幅が絞られている。
本実施形態の防水材53,54は、基材部60と折り返し部61,62と誘導部材55,56に囲まれた空間に充填されている。すなわち、折り返し部61,62を流れる雨水等は、防水材53,54によって遮られ、流路87a,87bに導かれる。
カバー部材6は、図7のように、第1カバー部材101と、第2カバー部材102で構成されており、これらが接着シートや接着剤等の接着手段によって不可分一体に接合されている。
カバー本体105は、堰き止め部110と、接続壁部111と、固定部112と、傾斜部113と、載置部115と、位置合わせ部116で構成されている。
堰き止め部110は、図11のように、太陽電池パネル10の受光面20上に載置され、太陽電池パネル10上の雨水等が棟側に流れることを堰き止める部位であり、太陽電池パネル10の受光面20との接触面に堰き止め側止水部120が設けられている。
堰き止め側止水部120は、弾性及び封止性を有したゴムなどの発泡シール材で形成されており、桁行方向に延びている。
固定部112は、図7,図11のように、締結要素117によって太陽電池モジュール2の棟側フレーム12に固定する部位であり、締結要素117の一部を挿入可能な固定孔119a,119bを備えている。
本実施形態では、締結要素117として着脱可能な一時締結要素を使用しており、頭部と軸部を有している。
ここでいう「一時締結要素」とは、締結要素の一種であり、原則的に破壊せずに取り外しが可能な締結要素をいい、例えば、ねじや、ボルトとナットの組み合わせなどをいう。
図11に示される傾斜部113の固定部112に対する傾斜角度θは、160度以上175度以下であることが好ましい。
この範囲であれば、瓦部材3との間で生じる段差を小さくでき、従来に比べて優れた外観とできる。
本実施形態の軒先側側壁部106a,106bは、傾斜部113の桁行方向の端部から下方に向かって垂直に設けられている。
スリット部121a,121bは、軒先側側壁部106a,106bの軒先側の端部に沿って平行にカバー本体105側に向かって延びたスリットである。
本実施形態のスリット部121a,121bは、貫通部125a,125b(図7,図8参照)から固定部112に向かって延びている。
折り曲げ片122a,122bは、屋根構造1の設置時に、必要に応じて折り曲げて太陽電池パネル10の棟側の辺との干渉を避ける板状部位であり、カバー本体105の傾斜部113の桁行方向の端部と連続し、片持ち状に支持された片持ち片である。
この範囲であれば、太陽電池パネル10の受光面20との干渉を防止しつつ、作業現場で折り曲げやすい。
折り曲げ片122a,122bの基端部(軒先側側壁部106a,106bとの接続部)から先端部までの最大長さは、干渉を避ける太陽電池パネル10の受光面20の位置によって適宜変更されるが、2cm以上5cm以下であることが好ましい。
この範囲であれば、太陽電池パネル10の受光面20との干渉を防止しつつ、作業現場で折り曲げやすい。
側壁本体部123a,123bは、軒先側端部に貫通部125a,125bを備えている。
貫通部125a,125bは、厚み方向(桁行方向)に貫通した四角形状の切り欠きであり、太陽電池モジュール2の配線部22,23を通過可能な切り欠きである。
本実施形態の棟側側壁部107a,107bは、載置部115の桁行方向の端部から野地板45に向かって垂直に設けられている。
第2カバー部材102は、一枚の板状体が矩形波状に折り曲げられて構成されており、本実施形態ではガルバリウム鋼板(登録商標)製の金属板で構成されている。
第2カバー部材102は、図7,図8のように、天面形成部130a~130cと、底面形成部131a~131cと、第1立壁部132a~132cと、第2立壁部133a~133cを備えている。
第2カバー部材102は、天面形成部130a~130cと底面形成部131a~131cの間に段差があり、天面形成部130a~130cと底面形成部131a~131cとが各立壁部132a~132c,133a~133cによってそれぞれ接続されている。
すなわち、第2カバー部材102は、天面形成部130a~130cと第1立壁部132a~132cと第2立壁部133a~133cによって、底面形成部131a~131cに対して上方側に向けて突出した凸部135a~135cを構成している。凸部135a~135cは、軒棟方向に幅をもち、桁行方向に延びている。
図7,図8のように、複数の底面形成部131a~131cのうち、最も軒先側に位置する底面形成部131aは、他の底面形成部131b,131cに比べて軒棟方向の長さが長い。
底面形成部131a(底板部)の下面には、補強側止水部137が設けられている。
補強側止水部137は、弾性及び封止性を有したゴムなどの発泡シール材で形成されており、底面形成部131aの軒先側端部に沿って桁行方向に延びている。
第1立壁部132a~132cは、凸部135a~135cの軒先側の側面を構成している。
第2立壁部133a~133cは、凸部135a~135cの棟側の側面を構成している。
カバー部材6は、第1カバー部材101の位置合わせ部116が第2カバー部材102の第2立壁部133cと重なっている。
カバー部材6は、第1カバー部材101の固定部112が太陽電池モジュール2の棟側フレーム12の一部を覆っており、締結要素117の軸部が固定孔119a,119bに挿入されて固定されている。
水返し機構140は、太陽電池モジュール2側から風等の要因で棟側に吹き込んだ雨水等を堰き止めて、軒先側に逃がすものである。
配置空間141a,141bは、水切り部材5を配置可能な空間であり、第2カバー部材102の桁行方向の両側に設けられている。
軒先金具7は、太陽電池モジュール2の軒先側フレーム11の軒先側係合片25と係合可能な金具側係合片165を有している。
図1に示される最も軒先側に位置する一段目の太陽電池モジュール2a(以下、軒端太陽電池モジュール2aともいう)に注目すると、軒端太陽電池モジュール2aは、軒先側フレーム11の軒先側係合片25が軒先金具7の金具側係合片165と係合し、軒先金具7によって軒先側への移動が規制されている。
また、棟側の太陽電池モジュール2gは、軒棟方向において、取付部材15の重畳部30が軒先側の太陽電池モジュール2dの取付部材15の第2張出部32の一部に被さっている。
カバー部材6aは、固定部112が締結要素117によって棟端太陽電池モジュール2gの棟側フレーム12に固定されており、載置部115上に瓦部材3が載置されている。
カバー部材6aは、堰き止め部110が太陽電池パネル10の受光面20上に載置されており、堰き止め側止水部120が受光面20に接触している。
第2カバー部材102の底面形成部131a~131cは、屋根下地4上に載置されている。
第2カバー部材102の最も軒先側に位置する底面形成部131a(底板部)は、軒先側端部が屋根下地4上から太陽電池モジュール2gの第2張出部32上に跨っており、第2張出部32の棟側部分を覆っている。すなわち、カバー部材6aは、第2カバー部材102の底面形成部131aが第2張出部32上に重なるように配置されて水返し機構140を構成している。
水返し機構140は、第1立壁部132aによって棟側が閉塞されており、軒先側を向いて開放している。
軒先側水切り部材5aと棟側水切り部材5bは、遮断壁部82,82が連続した一つの壁部を構成している。
水切り部材5の遮断壁部82は、太陽電池パネル10の下面(裏面)よりも高く、桁行方向において左側端面の一部又は全部を覆っている。すなわち、水切り部材5の遮断壁部82は、太陽電池パネル10の左側端面の一部又は全部と対面している。
左端太陽電池モジュール2gの折り返し部43は、水切り部材5の折り返し部61よりも外側に位置している。
水切り部材5の遮断壁部82は、太陽電池パネル10の下面(裏面)よりも高く、桁行方向において右側端面の一部又は全部を覆っている。すなわち、水切り部材5の遮断壁部82は、太陽電池パネル10の右側端面の一部又は全部と対面している。
一方、右側の折り曲げ片122bは、図15(b)のように、太陽電池パネル10に緩衝しないように、側壁本体部123b又はカバー本体105から内側に向けて折り曲げられ、開口部126aを形成し、開口部126aから太陽電池パネル10の右側側面の一部が露出している。
配線部23は、カバー部材6aの軒先側側壁部106bに設けられた貫通部125bを通過して右側に隣接する太陽電池モジュール2hの配線部22と接続されている。
水切り部材5は、図16のように、遮断壁部82がカバー部材6aの貫通部125aと桁行方向に重なる位置まで延びている。すなわち、カバー部材6aの貫通部125aは、水切り部材5の遮断壁部82によって閉塞されている。
一方、右側(瓦部材3側)の折り曲げ片122bは、図17(b)のように、側壁本体部123b又はカバー本体105から折り曲げられず、延びた状態で太陽電池パネル10の右側側面を覆っている。
配線部22は、カバー部材6cの軒先側側壁部106aに設けられた貫通部125aを通過して左側に隣接する太陽電池モジュール2hの配線部23と接続されている。
水切り部材5は、遮断壁部82がカバー部材6cの貫通部125bと桁行方向に重なる位置まで延びている。すなわち、カバー部材6cの貫通部125bは、水切り部材5の遮断壁部82によって閉塞されている。
配線部22,23は、カバー部材6bの軒先側側壁部106a,106bに設けられた貫通部125a,125bを通過して両側に隣接する太陽電池モジュール2g,2iの配線部22,23とそれぞれ接続されている。
本実施形態の屋根構造1によれば、軒棟方向に隣接する水切り部材5a,5bを嵌合することで連結できるので、現場加工なく連結でき、水切り部材5a,5bによって太陽電池モジュール2と瓦部材3との連結部分からの漏水を防ぐことができる。その結果、漏水等による住宅性能低下を抑制できる。
そのため、図19のように、軒先側から強風等により、第1カバー部材101と棟側フレーム12の隙間から雨水等が吹き込んだ場合でも、雨水等を第1立壁部132aで遮断し、軒先側の太陽電池モジュール2の太陽電池パネル10と取付部材15の間の空間に流して屋根下地4への雨水等の進入を防止できる。その結果、漏水等による住宅性能低下を抑制する。
2,2a~2i 太陽電池モジュール
3,3A,3B 瓦部材(屋根部材)
4 屋根下地
6,6a~6c,6A,6B カバー部材
10 太陽電池パネル
15 取付部材
32 第2張出部(張出部)
44 棟側折り返し部(折り返し部)
101 第1カバー部材
102 第2カバー部材
113 傾斜部
115 載置部
131a 底面形成部(底板部)
131b,131c 底面形成部
132a 第1立壁部(立壁部)
135a~135d 凸部
137 補強側止水部(止水部)
140 水返し機構
Claims (6)
- 屋根下地上に、太陽電池モジュールが設置された屋根構造であって、
前記太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、取付部材を有し、
前記取付部材は、前記太陽電池パネルの裏面側に設けられ、平面視したときに前記太陽電池パネルの側面から棟側に向かって張り出した張出部を有しており、
前記太陽電池パネルの受光面から前記屋根下地に跨って棟側に向かって延びたカバー部材を有し、
前記カバー部材は、底板部と、前記底板部から立ち上がった立壁部を有し、
前記底板部は、前記立壁部から前記張出部上まで延びており、
前記底板部と前記張出部の間には、桁行方向に延びた止水部が設けられている、屋根構造。 - 前記取付部材は、棟側端部に折り返し部が形成されており、
前記折り返し部は、桁行方向に延びている、請求項1に記載の屋根構造。 - 屋根下地上に、太陽電池モジュールが設置された屋根構造であって、
前記太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、取付部材を有し、
前記取付部材は、前記太陽電池パネルの裏面側に設けられ、平面視したときに前記太陽電池パネルの側面から棟側に向かって張り出した張出部を有しており、
前記太陽電池パネルの受光面から前記屋根下地に跨って棟側に向かって延びたカバー部材を有し、
前記カバー部材は、底板部と、前記底板部から立ち上がった立壁部を有し、
前記底板部は、前記立壁部から前記張出部上まで延びており、
前記太陽電池モジュールの棟側に隣接した屋根部材を有し、
前記カバー部材は、第1カバー部材と、第2カバー部材を有し、
前記第1カバー部材は、前記屋根部材が載置される載置部を有し、
前記第2カバー部材は、底面形成部と、前記底面形成部から前記第1カバー部材側に向かって突出した凸部を備えており、
前記凸部は、前記載置部の下面を支持している、屋根構造。 - 前記凸部は、桁行方向に延びており、
前記立壁部は、前記凸部の軒先側の側面を構成している、請求項3に記載の屋根構造。 - 前記第2カバー部材は、複数の底面形成部と、前記複数の底面形成部から前記第1カバー部材側に向かって突出した複数の凸部を備えており、
前記載置部は、前記複数の凸部によって支持されている、請求項3又は4に記載の屋根構造。 - 前記第1カバー部材は、前記太陽電池モジュール上から前記載置部に向かって傾斜した傾斜部を備えており、
前記カバー部材は、前記傾斜部と前記立壁部と前記底板部によって、棟側が閉塞された水返し機構が構成されている、請求項3~5のいずれか1項に記載の屋根構造。
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