(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根葺材となる太陽電池モジュールを、野地板の上方に通気層を介して配置し、前記通気層を軒部から棟部に開通する空間とした屋根であって、屋根傾斜方向に並ぶ太陽電池モジュール間に横樋を設け、この横樋に連通する縦樋を、横方向に並ぶ太陽電池モジュール間で前記横樋よりも下方に設け、前記横樋の底面中央部に沿って横カバー止め具を設け、この横カバー止め具の両側で、上下の太陽電池モジュールの枠部を横樋の底面上に載置すると共に、前記横カバー止め具に係止脚で係止されて前記上下の太陽電池モジュールの縁部を覆う横カバーを設け、この横カバーと太陽電池モジュール間に防水材を介在させ、縦樋上における横樋との各交差部において、ピース状架台を底面上に配置し、この架台には両側面に断面逆Ｌ形の受け片を突設し、この受け片上に前記横樋の端部を載置して固定し、前記縦樋の上方に縦カバー止め具を中央に沿って配置して前記ピース架台の上面に固定し、前記縦樋の上方には前記縦カバー止め具に係止脚で係止されて左右に隣合う太陽電池モジュールの縁部に被さる縦カバーを設け、この縦カバーと太陽電池モジュール間に防水材を介在させた太陽電池屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、屋根葺材に太陽電池モジュールを用いた太陽電池屋根構造に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、屋根葺材として太陽電池モジュールを設けた太陽電池屋根構造が種々提案されている。また、屋根葺材と野地板間に外気へ通じる通気層を形成した通気工法屋根も種々提案されている。
しかし、太陽電池モジュールを用いた屋根において、通気工法とする場合、太陽電池モジュール間の防水構造や、またその防水部から雨水が浸入した場合の排水構造が難しいという問題点がある。
【０００３】
この発明の目的は、通気工法の太陽電池屋根構造において、太陽電池モジュール間の防水やその防水部から浸入した雨水の排水が、簡単な構造で良好に行えるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の太陽電池屋根構造は、屋根葺材となる太陽電池モジュールを、野地板の上方に通気層を介して配置し、前記通気層を軒部から棟部に開通する空間とする。この構成において、次の構造とする。
【０００５】
すなわち、屋根傾斜方向に並ぶ太陽電池モジュール間に横樋を設け、この横樋に連通する縦樋を、横方向に並ぶ太陽電池モジュール間で前記横樋よりも下方に設ける。
この場合に、横樋の底面中央部に沿って横カバー止め具を設け、この横カバー止め具の両側で、上下の太陽電池モジュールの枠部を横樋の底面上に載置すると共に、前記横カバー止め具に係止脚で係止されて前記上下の太陽電池モジュールの縁部を覆う横カバーを設ける。この横カバーと太陽電池モジュール間に防水材を介在させる。
また、縦樋上における横樋との各交差部において、ピース状架台を底面上に配置し、この架台には両側面に断面逆Ｌ形の受け片を突設し、この受け片上に前記横樋の端部を載置して固定し、前記縦樋の上方に縦カバー止め具を中央に沿って配置して前記ピース架台の上面に固定し、前記縦樋の上方には前記縦カバー止め具に係止脚で係止されて左右に隣合う太陽電池モジュールの縁部に被さる縦カバーを設け、この縦カバーと太陽電池モジュール間に防水材を介在させる。
【０００６】
【作用】
この発明の構成によると、太陽電池モジュールの下に、軒部から棟部まで通じる通気層が形成されているため、軒部から外気を取り入れて棟部で屋外に排気することができ、この排気に伴って屋根面の排熱が良好に行われる。
【０００７】
また、傾斜方向上下の太陽電池モジュール間に設けられた横樋から、屋根傾斜方向の縦樋へ雨水が流れ、排水が行われる。そのため、太陽電池モジュールを屋根葺材として使用しながら、屋根面から浸入した雨水の排水を良好に行える。また、縦樋は、通気層となる空間に配置することができ、納まりが良い。
屋根面の防水は基本的には太陽電池モジュールの表面で行われるが、太陽電池モジュール間の継ぎ目部は、カバーとその両縁部の下に設けられた防水材とで防水されることになる。また、太陽電池モジュールは、横樋上に枠部を載置しているため、前記防水材による防水部から雨水が浸入したとしても、前記横樋から縦樋を通って軒側に排水される。さらに、横カバーは、その下面に突出した脚部を横樋の底面中央部の横カバー止め具に係止することで取付けられるため、取付作業が簡単である。
【０００８】
【実施例】
この発明の一実施例を図１ないし図８に基づいて説明する。この太陽電池屋根の基本構造は、屋根葺材となる太陽電池モジュール１の下面と野地板９の上面の間に所定厚さｔの通気層２をとり、軒先３ａから取り入れた外気を、棟部４で一般の小屋裏換気経路５につなげて屋外に換気ファン６で排出するものである。この空気流れと共に、屋根面の熱気を排出する。この基本構造において、通気層２に軒先３ａで防火ダンパ４０を設けると共に、縦横に並設される太陽電池モジュール１間に横樋７および縦樋８からなる排水構造を施す。また、カバー３０，３１（図６）による防水構造を採り、かつこれら樋７，８とピース状の架台１２等を用いて太陽電池モジュール１の取付を行っている。なお、太陽電池モジュール１は切妻等の勾配屋根における日照側の面のみに設け、他の面には通常の屋根葺材を使用している。すべての面に太陽電池モジュールを設置することもできる。
【０００９】
野地板９は耐水合板等からなり、屋根梁１４等に設置された垂木１３上に釘等の固着具で固定されて屋根パネルを構成している。野地板９の上面にはアスファルトルーフィング１５が敷かれる。軒３には、軒天井１６および軒樋１７が設けられ、棟部４には棟カバー１８が被せられる。棟カバー１８の両側部には屋根面との間に通気用の隙間１８ａが形成される。
【００１０】
太陽電池モジュール１は、アルミ製の矩形のフレーム１ａの上端に太陽電池１ｂとガラス板等の透光板１ｃとを重ねて取付けたものであり、フレーム１ａの下端には取付片１ｄ（図２，図３）が外側に突出している。太陽電池モジュール１は、図５に示すように縦横に並べて配置され、軒部および両側の妻部（同図に鎖線を施した部分）には、太陽電池モジュール１に代えてダミーモジュール１′が屋根葺材として敷かれている。なお、ダミーモジュール１′を使用せずに、全て太陽電池モジュール１としても良い。ダミーモジュール１′は、太陽電池モジュール１と同様な構成のフレームに、太陽電池モジュール１と同様な外観の板材を張ったものである。
図６ないし図８に示すように、太陽電池モジュール１は縦樋８および横樋７を介して設置される。縦樋８は浅い溝形の部材であり、野地板９上にルーフィング１５の上から屋根傾斜方向に沿って配置される。縦樋８は複数の樋材８ａからなり、各樋材８ａは端部を絞り形状として互いに内外に嵌合して接続される。
【００１１】
縦樋８の横樋７との各交差部には、前記ピース架台１２が底面上に配置され、その両側にアングル材状の固定金物１９が配置される。ピース架台１２は、略ハット形に形成されて両端に立片１２ａを有し、この立片１２ａと固定金物１９とで縦樋８の両フランジを各々挟んで互いにボルト・ナット又はドリル付きタッピンねじ等の結合具２０で固定される。縦樋８の固定は、前記固定金物１９の横片部から野地板９および垂木１３に打ち込まれたドリル付きタッピンねじ等の固着具２１で行われる。
ピース架台１２には両側面に断面逆Ｌ形の受け片１２ｂが突設され、これら受け片１２ｂの上面とピース架台１２の本体部分の上面から、横樋の厚み分をひかえた高さとしてある。ピース架台１２の全体は、例えばアルミ等の金属板で構成される。横樋７は、浅い溝形に形成され、その両端は各々ピース架台１２の受け片１２ｂ上に載置されて、この受け片１２ｂにドリル付きタッピンねじ等の固着具２２（図２）で固定される。
【００１２】
縦樋８の上方には、上向きリップ溝形の縦カバー止め具２３を中央に沿って配置し、前記ピース架台１２の上面に固着具２５で固定してある。また、横樋７内には中央にリップ溝形の横カバー止め具２４を底面上に配置し、固着具２６で縦樋７と共に前記受け片１２ｂに固定してある。これら固着具２５，２６にもドリル付きタッピンねじ等が用いられる。上下に並ぶ太陽電池モジュール１は、その枠部１ａが前記横カバー止め具２４の両側で横樋７の底面上に載置され、かつ枠部１ａの下端に張り出した取付片１ｃの両端で前記ピース架台１２に適宜の固着具（図示せず）で固定される。
【００１３】
各横樋７および縦樋８の上方には、隣合う太陽電池モジュール１，１の縁部に被さる横カバー３０および縦カバー３１が各々配置される。横カバー３０は、１個の太陽電池モジュール１に対応する幅とし、端部が縦カバー３１の下に差し込まれる。これら縦横のカバー３１，３０およびカバー止め具２３，２４は、いずれもアルミの押出成形品等からなる。
【００１４】
横カバー３０は、図２に断面を示すように下面中央に二つ割れの係止脚３０ａを有し、この係止脚３０ａが横カバー止め具２４に差し込まれて、係止脚３０ａの先端外面の逆止爪部が横カバー止め具２４のリップ部に係合することにより横カバー止め具２４に取付けられる。
横カバー３０の両縁部は、上方に突出した下向きの溝形に形成して立下げ縁部３０ｂを設け、前記溝形部分内に防水材３２を配置して横カバー３０で太陽電池モジュール１の枠部１ａの上面に押し付けてある。防水材３２には、ＥＰＴシーラー等のエマルジョン系のシーリング材、またはパッキング等が使用される。
縦カバー３１は、縁部を単に立下げ片３２ｂが延出する形状とした他は、横カバー３０と同様な断面形状としてあり、その脚部３１ａを縦カバー止め具２３に係止すると共に、両縁部は防水材３２を太陽電池モジュール１の枠部１ａの上面に押え込んでいる。なお、横カバー３０および縦カバー３１は、前記立下げ縁部３０ｂ，３１ｂを設けずに、平らな帯状板部分の下面に前記脚部３０ａ，３０ｂを設けた形状としてもよい。
【００１５】
図１（Ａ）に示す軒先の防火ダンパ４０は、同図（Ｂ）のように構成してある。すなわち、防火ダンパ４０は、ダンパ取付板３３に支軸３４回りで起倒回動自在に支持し、線ばね、板ばね、または捩じりコイルばね等のばね材からなる閉じ付勢部材３５で閉じ方向（起立方向）に付勢すると共に、常時は開き位置（倒れ位置）でダンパ取付板３３のストッパ片３３ａに温度ヒューズ３６で止付けてある。ダンパ取付板３３は、釘等の固着具３７で野地板９および垂木１３にルーフィング１５の上から固定される。縦樋８内の場合は、縦樋８の底面の上から固定される。防火ダンパ４０は、この実施例では図５に斜線部で示すように、各縦樋８間毎に設けると共に、縦樋８内にも設けてある。
【００１６】
なお、ダミーモジュール１′の枠体１ａや取付構造は太陽電池モジュール１と同様であるため、対応部分に同一符号を付してその説明を省略する。図１において、軒先には軒先下地材５９が通気層２の上面を構成するように設けてある。３８は軒先化粧カバー、図４の３９は妻部化粧カバーである。
【００１７】
この屋根構造の通気、不燃、防水等の作用を説明する。常時は、防火ダンパ４０は閉じており、太陽電池モジュール１と野地板９との間の通気層２に軒先から入った空気が、温度上昇に伴う上昇流れと、棟部４の換気ファン６の吸引とにより、棟部４から小屋裏換気経路５の雰囲気と共に屋外に排気される。そのため、通気工法による屋根面の温度上昇緩和効果が良好に得られる。
【００１８】
火災延焼が起そうになったときは、防火ダンパ４０の温度ヒューズ３６が溶解して切れ、閉じ付勢部材３５の付勢力で防火ダンパ４０が通気層２を軒先で閉じる。そのため、通気層２の通気が遮断され、火炎が通気層２を介して広がることが防止される。したがって、野地板９に不燃材を施さなくても耐火性が確保できる。また、太陽電池モジュール１の表面は、ガラス板１ｂおよびフレーム１ａからなるため、不燃材として機能する。
【００１９】
屋根面の防水については、基本的には太陽電池モジュール１のガラス表面で処理される。太陽電池モジュール１，１間の継ぎ目部は、防水材３２を縦横のカバー３１，３０で押し付けることにより一次防水が行われる。縦横のカバー３１，３０は、立ち下げ縁３１ｂ，３０ｂを有してして防水材３２を覆っているため、防水材３２がＥＲＴシーラー等の材質のものであっても、紫外線等による劣化が防止される。
また、防水材３２による一次防水部から雨水が浸入しても、これらの雨水は縦横の樋８，７から軒樋１７へ排水される。この場合に、太陽電池モジュール１の枠部１ａは横樋７内に配置してあり、また縦樋８は横樋７の下に位置するため、太陽電池モジュール１間の横方向に沿う継ぎ目部で浸入した雨水は、確実に横樋７で受けられて、縦樋８に流れ落ち、縦樋８から排出される。太陽電池モジュール１間の縦方向の継ぎ目部では、モジュール縁部が縦樋８の上方に位置するため、防水材３２の防水部から浸入した雨水は、縦樋８上に直接に滴下して排水される。
【００２０】
図９ないし図１１は、各々防火ダンパの変形例を示す。いずれの例も、防火ダンパの配置箇所は、図１の例と同様に通気層２内における軒先あるいは軒部のいずれかの箇所とされる。
図９の例の防火ダンパ４１は、ダンパ取付板４４の両側の立片４４ａ間に、２枚のダンパ４１を支軸４６回りで各々上下回動自在に設置し、上側のダンパ４１を上向きに回動付勢すると共に、下側のダンパ４１を下向きに回動付勢する閉じ付勢部材４６を設けたものである。閉じ付勢部材４６は、図１の例と同様なばね部材からなる。支軸４６は、通気層２の厚みｔの中央に配置される。２枚のダンパ４１は１枚の板材を弾性に抗して中間で曲げた状態とし、その先端間を温度ヒューズ４７で結合してある。この構成の場合、火災延焼が起きそうになると、温度ヒューズ４１が溶け、２枚のダンパ４１が各々上下に回動して通気層２を閉じる。これにより、前記実施例と同様に延焼防止が行える。
【００２１】
図１０の例の防火ダンパ４２は、ダンパ取付ボックス４８内に、図１（Ｂ）の例と同様に防火ダンパ４２を設け、かつ温度ヒューズ３６で止めてある。ダンパ取付ボックス４８の前面は、防虫等のためのメッシュカバー４９で閉じてある。図１１の例の防火ダンパ４３は、起立して設置される通気口フレーム５０の幅方向中央に、２枚の防火ダンパ４３を矢印のように横側へ開き回動自在に取付け、かつ両防火ダンパ４３の先端間を温度ヒューズ５１で互いに止め付けてある。また、両防火ダンパ４３，４３間には、これらダンパ４３を通気層２の閉じ方向（両ダンパ４３，４３を互いに開く方向）に付勢するばね製の閉じ付勢部材（図示せず）が設けてある。通気口フレーム５０は、防虫用等のメッシュカバー５２で閉じてある。
これら図１０および図１１の例の場合も、火災延焼の生じかけたときは、ダンパ４２，４３が通気層２を閉じて防火を図ることができる。また、これらの実施例の場合は、ダンパ取付ボックス４８や通気口フレーム５０がメッシュカバー４９，５２の取付部材を兼用することになり、メッシュカバー４９，５２の取付が簡易となる。
【００２２】
なお、前記各実施例において、防火ダンパ４０〜４３に設ける温度ヒューズと閉じ付勢部材の代わりに、形状記憶合金等からなる温度感応閉じ部材（図示せず）を設け、所定温度で防火ダンパ４０〜４３が閉じるようにしても良い。
【００２３】
図１２はさらに他の実施例を示す。この例は、図１の実施例の防火ダンパ４０の代わりに、通気層２内に軒先で通気性防火役物６０を設けたものである。この通気性防火役物６０は、断面ハット形の長尺材からなり、一対の平行板部６０ａ，６０ａに互いに位置のずれた複数の通気孔６１，６２が多数設けてある。防火役物６０は、下片部６０ｂで釘等の固着具により野地板９および垂木１３に固定してある。
【００２４】
このように構成した場合、防火役物６０の両平行板部６０ａ，６０ａに設けられた各通気孔６１，６２が、互いにずれた位置に配置されているため、通気性を得ながら、火炎が回り込むことが防止される。この種類の防火役物６０は、通気構造の外壁ではファイヤストッパ等と呼ばれて実用化されているが、これを軒部に設けることで、通気構造屋根の防火性確保に役立てることができる。この構成の場合も、野地板９に不燃材を施すことなく耐火性が得られる。その他の構成、効果は図１の実施例と同様である。
【００２５】
【発明の効果】
この発明の太陽電池屋根構造は、太陽電池モジュールの下に、軒部から棟部まで通じる通気層を形成したため、屋根面の排熱が良好に行われる。
また、屋根傾斜方向に並ぶ太陽電池モジュール間に横樋を設け、この横樋に連通する縦樋を、横方向に並ぶ太陽電池モジュール間で前記横樋よりも下方に設けたため、太陽電池モジュールを屋根葺材として使用しながら、屋根面から浸入した雨水の排水を良好に行える。また、縦樋は、通気層となる空間に配置することができ、納まりが良い。
また、太陽電池モジュール間の継ぎ目部を、横カバーとその両縁部の下に設けられた防水材とで密閉する構成としたため、この継ぎ目部の防水が良好に行え、また継ぎ目部から雨水が浸入したとしても、太陽電池モジュールは、その枠部を横樋上に載置しているため、浸入した雨水はこの横樋から縦樋を通って軒側に排水される。そのため、野地板表面まで浸入することが防止される。横カバーは、その下面に突出した脚部を横樋の底面中央部のカバー止め具に係止することで取付けられるため、取付作業が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例にかかる屋根の断面図、（Ｂ）はその防火ダンパの側面図である。
【図２】その屋根の軒部の拡大断面図である。
【図３】屋根の棟部の拡大断面図である。
【図４】屋根の軒部を桁行き方向に沿って破断した断面図である。
【図５】屋根を屋根面と平行に見た平面図である。
【図６】太陽電池モジュールの取付構造および各樋の関係を示す分解斜視図である。
【図７】図６の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【図８】図６の他の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【図９】防火ダンパの変形例の斜視図および側面図である。
【図１０】防火ダンパの他の変形例の斜視図および破断側面図である。
【図１１】防火ダンパのさらに他の変形例の斜視図および破断側面図である。
【図１２】（Ａ）はこの発明の他の実施例にかかる屋根の軒部付近の断面図、（Ｂ）はその通気性防火役物の模式断面図、（Ｃ）は同役物の模式正面図である。
【符号の説明】
１…太陽電池モジュール、１ａ…枠部、２…通気層、３…軒部、３ａ…軒先、４…棟部、５…小屋裏換気経路、７…横樋、８…縦樋、９…野地板、１２…ピース架台、２３，２４…カバー止め具、３０…横カバー、３１…縦カバー、３０ａ，３１ａ…係止脚、３５…閉じ付勢部材，３６，４７，５１…温度ヒューズ、４０〜４３…防火ダンパ、６０…通気性防火役物、６０ａ…平行板部、６１，６２…通気孔
【図１】
0003571333.tif 000002
【図２】
0003571333.tif 000003
【図３】
0003571333.tif 000004
【図４】
0003571333.tif 000005
【図５】
0003571333.tif 000006
【図６】
0003571333.tif 000007
【図７】
0003571333.tif 000008
【図８】
0003571333.tif 000009
【図９】
0003571333.tif 000010
【図１０】
0003571333.tif 000011
【図１１】
0003571333.tif 000012
【図１２】
0003571333.tif 000013