(57)【要約】【課題】  コンクリート屋根に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる桟木状の補強土台を設置する方法において、防水性、耐久性の高い設置方法を提供する。【解決手段】  補強土台10の基材となる長尺木材の補強土台材11を設け、コンクリート屋根１上の補強土台10を設置する個所に、防水テープ12の貼り付け又はシール材の塗布を行う当接部防水工程と、当接部防水工程の位置上に補強土台材11を被包可能な大きさの土台防水シート13を敷き、その上に補強土台材11を載置し、補強土台材11の上からコンクリートビス14で貫通してコンクリート屋根１へ固定する固定工程と、補強土台材11の周囲の土台防水シート13で補強土台材11を下から上へと全周被包する土台防水工程と、補強土台材11の土台防水シート13の屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金16,17で覆う板金工程を順に行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＬＣやＲＣを下地としたコンクリート屋根に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる桟木状の補強土台を設置するための設置方法であって、
補強土台の基材となる長尺木材の補強土台材を設け、
コンクリート屋根上の補強土台を設置する個所に、防水テープの貼り付け又はシール材の塗布を行う当接部防水工程と、
前記当接部防水工程の位置上に補強土台材を被包可能な大きさの土台防水シートを敷き、その上に補強土台材を載置し、補強土台材の上からコンクリートビスで貫通してコンクリート屋根へ固定する固定工程と、
前記補強土台材の周囲の土台防水シートで補強土台材を下から上へと全周被包する土台防水工程と、
前記補強土台材の土台防水シートの屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金で覆う板金工程を順に行うことを特徴とした補強土台の設置方法。
【請求項２】
ＡＬＣやＲＣを下地としたコンクリート屋根に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる桟木状の補強土台を設置するための設置方法であって、
補強土台の基材となる長尺木材の補強土台材を設け、
前記補強土台材を土台防水シートで全周被包する土台防水工程と、
コンクリート屋根上の補強土台を設置する箇所、または前記土台防水工程を行った補強土台材の設置当接面に防水テープの貼り付け又はシール材を塗布する当接部防水工程と、
前記補強土台材をコンクリートビスで上から貫通してコンクリート屋根へ固定する固定工程と、
前記補強土台材の土台防水シートの屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金で覆う板金工程を順に行うことを特徴とした補強土台の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）や鉄筋コンクリート（ＲＣ）を下地として防水層を含むコンクリート屋根に、太陽電池モジュールや広告塔等を始めとする屋外設備を設置するために設ける補強土台の設置方法に関する。尚、コンクリート屋根にはコンクリート構造物の屋上も含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
資源に依存しないエネルギーの確保、環境保護等の点から太陽電池が注目され、建物の屋上に太陽電池モジュールを設置することが急速に普及している。また、従来より屋上に広告塔や通信機器、空調機器など各種屋外設備の設置が行われている。
【０００３】
このような屋外設備をコンクリート屋根に設置すると、屋外設備の重量や風荷重により大きな荷重がかかって屋根が破損するおそれがあるので、屋根に悪影響を及ぼさず荷重に耐えるような土台を形成して設置することが行われている。
【０００４】
また、一般にコンクリート屋根に用いられるコンクリート自体には防水性は無いので、上に防水シートや塗膜といった防水層を設けてあり、既存の屋根に土台を形成するには、防水層にも配慮しなければならない。したがって、屋根の構造に加えて防水層の構造も考慮すると、多種多様な構造が存在するため、どんな屋根にも設置可能な土台とするのは容易ではないが、その多様な構造に対しても後設置が可能な工法が提案されている。
【０００５】
例えば、特開２０１２−９２６２９号公報には、上方に剣先ボルト有した設置物支持架台が示されており、コンクリート系の躯体上に防水層である熱可塑性樹脂製防水シートを敷設後、設置物支持架台を支持架台固定用ビスで前記防水シートを貫通して躯体に固定する例が示されている。
【０００６】
また、特開２００５−１９４７７１号公報には、長尺接地部材と支持フレームにより太陽電池モジュール支持体を構成した太陽電池モジュール取付構造が示されている。この発明では、長尺接地部材を用いることで外力を分散させるので、屋上への固定部の箇所数を少なくし、防水性能の維持を図り易くすることができるとしている。上記２件の特許文献は防水性に配慮した発明であり、支持脚のようにコンクリート屋根に小面積で複数接して固定される土台の例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−９２６２９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９４７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１や特許文献２に示される小面積でコンクリート屋根に複数固定される土台では、設置の手間、防水処理の箇所の少なさが利点となるが、小面積の固定箇所に重量や風荷重が集中するので、強度の低い屋根では破損のおそれがあり、適用できない建物が生じる。特に特許文献２に示されるような傾斜した太陽光モジュールでは非常に大きな風荷重が作用する。
【０００９】
また、屋上のような高い位置にある屋外設備には通年で風に晒されるので、風による振動が長期に渡って屋根に伝えられ、防水シートやモルタルの割れといった防水層の破損を生じさせる。屋根面に広い面積や長さの長いもので当接して、荷重や振動を分散させることが好ましい。
【００１０】
その一つの方法として、自重も軽く、安価な長尺木材の桟木をコンクリート屋根上に設置して土台とすれば、桟木の長さで荷重を分散することができ、屋根の補強にもなる補強土台を構成することができる。しかし、このような補強土台を設置するには、防水性、耐久性を確保しにくく、良い工法も見当たらない。特許文献１の示されるような、支持架台と屋根との当接部の周囲に防水用シール材が露出させた状態では、耐久性が良いとは言えない。
【００１１】
そこで本発明は、このような観点から創案されたものであり、ＡＬＣやＲＣを下地としたコンクリート屋根に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる桟木状の補強土台を設置する方法において、防水性、耐久性の高い設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る補強土台の設置方法は、ＡＬＣやＲＣを下地としたコンクリート屋根１に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる長尺な桟木状の補強土台を設置するための設置方法であって、補強土台10の基材となる長尺木材の補強土台材11を設け、コンクリート屋根１上の補強土台10を設置する個所に、防水テープ12の貼り付け又はシール材の塗布を行う当接部防水工程と、当接部防水工程の位置上に補強土台材11を被包可能な大きさの土台防水シート13を敷き、その上に補強土台材11を載置し、補強土台材11の上からコンクリートビス14で貫通してコンクリート屋根１へ固定する固定工程と、補強土台材11の周囲の土台防水シート13で補強土台材11を下から上へと全周被包する土台防水工程と、補強土台材11の土台防水シート13の屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金16,17で覆う板金工程を順に行う設置方法である。
【００１３】
補強土台10の基材となる補強土台材11を木材としたから、軽量でコンクリート屋根１への重量負担が少なく、容易に施工できる。木材のままでは、防水性と耐久性を得ることはできないが、土台防水工程によって補強土台材11の防水を確実に行うことができる。また、当接部防水工程で補強土台材11下の土台防水シート13とコンクリート屋根１との間に、防水テープ12又はシール材を挟むことになるので、シール部が屋外に露出しない。また、板金工程を行うことで土台防水シート13の屋外露出部分や継目を保護することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る補強土台の設置方法は、ＡＬＣやＲＣを下地としたコンクリート屋根１に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる長尺な桟木状の補強土台を設置するための設置方法であって、補強土台30の基材となる長尺木材の補強土台材31を設け、補強土台材31を土台防水シート33で全周被包する土台防水工程と、コンクリート屋根１上の補強土台を設置する箇所、または土台防水工程を行った補強土台材31の設置当接面に防水テープ32の貼り付け又はシール材を塗布する当接部防水工程と、補強土台材31をコンクリートビス14で上から貫通してコンクリート屋根１へ固定する固定工程と、補強土台材31の土台防水シート33の屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金36で覆う板金工程を順に行う設置方法である。
【００１５】
土台防水工程として設置する前の補強土台材31を土台防水シート33で予め被包することで、部材として用意することができ、現場への搬入する部材を少なくし、施工時間も短縮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、土台防水工程によって補強土台材11自体の防水、当接部防水工程によって補強土台材11の設置部分の防水を確実に行うことができる。また、板金工程で土台防水シート13の屋外露出部分を保護することができるから、高い耐久性が得られる。また、補強土台材11下の土台防水シート13とコンクリート屋根１との間に、防水するためのシール部が屋外に露出しないから、劣化し難く耐久性が高い防水性が得られる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、土台防水工程を予め行った補強土台材31を用意し、現場への搬入する部材を少なくし、施工時間も短縮することができるから、補強土台30の設置作業のコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の第一実施形態に係る補強土台に太陽電池モジュールを架台を用いて設置した正面図である。
【図２】図２は図１の右側面図である。
【図３】図３は図１の平面図である。
【図４】図４は図１の斜視図である。
【図５】図５は架台固定金具を示す分解斜視図である。
【図６】図６は本発明の第一実施形態に係る補強土台の設置方法を示す短手断面の分解図である。
【図７】図７は本発明の第一実施形態に係る補強土台の設置方法を示す分解斜視図である。
【図８】図８は本発明の第一実施形態に係る補強土台の短手側面のカバー板金の折り込みを示す分解斜視図である。
【図９】図９は図８の折り込みの仕上がりを示す斜視図である。
【図１０】図10は本発明の第二実施形態に係る補強土台の設置方法を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ＡＬＣやＲＣを下地としたコンクリート屋根に、太陽電池モジュールや屋外設備の土台となる桟木状の補強土台を設置する方法において、防水性、耐久性の高い設置方法を提供するという目的を、補強土台10の基材となる長尺木材の補強土台材11を設け、コンクリート屋根１上の補強土台10を設置する個所に、防水テープ12の貼り付け又はシール材の塗布を行う当接部防水工程と、当接部防水工程の位置上に補強土台材11を被包可能な大きさの土台防水シート13を敷き、その上に補強土台材11を載置し、補強土台材11の上からコンクリートビス14で貫通してコンクリート屋根１へ固定する固定工程と、補強土台材11の周囲の土台防水シート13で補強土台材11を下から上へと全周被包する土台防水工程と、補強土台材11の土台防水シート13の屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金16,17で覆う板金工程を順に行う設置方法とすることで実現した。
【００２０】
また、補強土台30の基材となる長尺木材の補強土台材31を設け、補強土台材31を土台防水シート33で全周被包する土台防水工程と、コンクリート屋根１上の補強土台を設置する箇所、または土台防水工程を行った補強土台材31の設置当接面に防水テープ32の貼り付け又はシール材を塗布する当接部防水工程と、補強土台材31をコンクリートビス14で上から貫通してコンクリート屋根１へ固定する固定工程と、補強土台材31の土台防水シート33の屋外露出部分を薄鋼板のカバー板金36で覆う板金工程を順に行う設置方法とすることでも実現できる。
【実施例】
【００２１】
以下に図面を参照して、発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１から図９に示すのは本発明の第一実施形態として、水勾配程度でほぼ平らなコンクリート屋根１（以下屋根１とする）に細長い角材形状の補強土台10を複数平行に設けて土台とし、縦材、横材で架台21を組み、太陽光モジュール20を屋根１上に傾斜させて固定したものである。
【００２３】
屋根１は、ＲＣ造の建物の屋根で、屋根下地に相当する厚さ100mmのコンクリートスラブ上に屋根防水シート２が設置してある。この防水層としての屋根防水シート２を含めて屋根１とする。屋根防水シート２は、一般的なゴムアスファルトルーフィングの防水シートで、粘着剤でコンクリートスラブ上に貼り付けされており、粘着層を含めて厚さ約１mmのものである。
【００２４】
次に上記のような屋根１へ補強土台10を設置する方法について説明する。補強土台10を設置するには、主に補強土台10の基材となる長尺木材の補強土台材11と、土台防水シート13、防水テープとしてのブチルテープ12、コンクリートビス14、カバー板金としての土台板金16,17を用いる。本実施形態では補強土台材11は断面縦105mm、横150mmの四角断面で長さが約2180mmの木材を用いた。
【００２５】
図６、図７に示すように、まず当接部防水工程として屋根１上の補強土台10を設置する箇所に補強土台材11の底面とほぼ同じ大きさの両面粘着のブチルテープ12を貼りつける。そして、幅、長さ共にブチルテープ12が中心位置となるように、平面視補強土台材11よりも大きな短冊状の土台防水シート13を上に貼りつける。本実施形態では、土台防水シート13は屋根防水シート２と同様なアスファルトルーフィングシートで、大きさは幅約550mm、長さ約2490mmのシートである。
【００２６】
次に、土台防水シート13の幅、長さ共に中心位置に補強土台材11を載置する。そして、固定工程として、補強土台材11上面からコンクリートビス14を屋根１まで達するように打ち込む。コンクリートビス14は、直径が８mm、長さが130mmのものを用い、概ね屋根１上から下へ50mm程度ねじ込まれるよう固定する。補強土台材11へ打ち込む位置は、補強土台材11の短手の略中心とし、長手方向へ等間隔で複数打ち込んでおく。打ち込む本数や間隔は、補強土台10をどれだけ強固に固定するかで適宜調整すれば良い。また、コンクリートビス14は拡張式のアンカーとは異なり、ネジ山でコンクリートに嵌合するものを用い、下穴が不要なものを用いると作業性がよい。
【００２７】
次に、土台防水工程として土台防水シート13の補強土台材11の周囲の余り部分で補強土台材11を下から全周被包し、継目に継目防水テープ15を貼る。継目防水テープ15は、屋根工事で使用される樹脂織布を基材とした気密防水性を有するテープである。土台防水シート13の継目は補強土台材11の上面となるようすると、屋根１上より継目位置が高くなり防水性の面で望ましい。
【００２８】
次に、板金工程、およびカバー板金として以上の補強土台材11の屋外露出部分を被覆する長尺板金16を被せ、補強土台材11側面にコーキング等の防水処理をした板金釘18で固定する。土台補強材11の長手両端部は図８、図９に示すような桟鼻用の端部板金17を用いて、継目は折り込んで処理する。長尺板金16と端部板金17は長尺の鋼板屋根材として用いられるもので、厚さ0.35mmのメッキ鋼板を用いた。
【００２９】
以上の当接部防水工程、固定工程、土台防水工程、板金工程を行うことで１本の補強土台10の設置が完了する。本実施形態では、図１に示す太陽電池モジュール20設置するための土台として、補強土台10を1820mm間隔に４本配置した。
【００３０】
補強土台10の基材となる補強土台材11は木材としたから、軽量で屋根１への重量負担が少なく、施工性も良い。木材のままでは、防水性と耐久性を得ることはできないが、土台防水工程によって補強土台材11の防水を確実に行うことができる。また、当接部防水工程で補強土台材11下の土台防水シート13と屋根１との間に、防水テープ12又はシール材を挟むことになるので、シール部が屋外に露出せず、劣化し難く耐久性が高い防水性が得られる。また、板金工程を行うことで土台防水シート13の屋外露出部分が保護されるので、防水性と耐久性の高い補強土台を設置できる。
【００３１】
次に、以上のように設置した補強土台10に太陽電池モジュール20及び架台21の設置について説明する。
【００３２】
補強土台10には、長手方向の前後二箇所に載る、あるいはそれ以上の箇所に載る、架台固定金具22を設ける。架台固定金具22は鋼板を折り曲げたもので、架台固定金具22には補強土台10上に載る平面視略四角形の水平部22aと、水平部22aの平面視の対辺同士をそれぞれ下向き、上向きに折り曲げた一対の下向き垂直片22b、上向き垂直片22cを設ける。
【００３３】
架台固定金具22はその水平部22aで補強土台10上面に載せ、下向き垂直片22bは補強土台10の長手側面を挟むように位置し、下向き垂直片22bに横向きの複数の固定孔を設け、固定孔に水平方向から防水処置を施したネジ等で架台固定金具22を補強土台10に固定する。
【００３４】
架台固定金具22の上向き垂直片22cは、補強土台10の上面から上方へと立ち上げられ、下向き垂直片22bと上向き垂直片22cは平面視で直交するようにしておく。
【００３５】
複数本の補強土台10の各々の架台固定金具22に連結する前後の架台梁23を設け、架台梁23は補強土台10と直交する方向が長手方向となる。架台梁23は薄鋼板を下向き開口の略コの字状の梁材であり、架台固定金具22のそれぞれの上向き垂直片22c間に上から嵌るように固定される。
【００３６】
ここで、前側とは太陽電池モジュール20が太陽に対面するほぼ南側であり、後側とはその反対のほぼ北側として説明する。前側の架台梁23の上に短い架台前脚24を立て、後側の架台梁23の上に長い架台後脚25を立てる。架台前脚24と架台後脚25は平面視がコの字状の鋼板製であり、その下端が架台梁23に固定される。
【００３７】
架台前脚24と架台後脚25の頂部の間に傾斜した架台傾斜梁26を設ける。架台傾斜梁26は下向き開口のコの字状の鋼板製であり、その両端部が架台前脚24と架台後脚25の頂部に固定される。実施形態では、補強土台10上面から架台前脚24、架台後脚25の上端までを約600mm、約1200mmとし、架台前脚24と架台後脚25の間隔を約1365mm、架台傾斜梁26の傾斜角度を水平から約30度としたものを示している。
【００３８】
架台傾斜梁26に複数枚の太陽電池モジュール20を取り付ける。実施形態では、808mm×1580mmの大きさの太陽電池モジュール20を２段４列に８枚配置したものを示している。これらは、設置される屋根１の大きさにより適宜増減される。
【００３９】
以上のように屋根１上に補強土台10を土台として太陽電池モジュール20、架台21を設置することで、重量や風荷重を補強土台10の設置長さに分散することができ、既存屋根へ設置可能性を高め、太陽電池モジュールの普及に寄与するものである。また、補強土台10の設置は屋根自体の強度を高めるので、耐震性の向上も期待できる。
【００４０】
次に、本発明の第二実施形態を説明する。図10は、本発明の第二実施形態に係る補強土台30を屋根１へ設置する方法を示す図である。屋根１は、上記第一実施形態と同様である。
【００４１】
補強土台30を設置するには、主に補強土台30の基材となる長尺木材の補強土台材31と、防水テープとしてのブチルテープ32、土台防水シート33、コンクリートビス14、カバー板金としての土台板金36を用いる。本実施形態の個々の部材の仕様は第一実施形態と同様で、補強土台材31は11、ブチルテープ32は12、土台防水シート33は13、土台板金36は16と同様なので省略する。
【００４２】
まず、土台防水工程として、設置前の補強土台材31を土台防水シート33で全周被包しておく。被包したシートの継目には、第一実施形態と同様に継目防水テープ15で防水しておく。
【００４３】
次に、当接部防水工程として屋根１上の補強土台30を設置する箇所に補強土台材31の底面とほぼ同じ大きさの両面粘着のブチルテープ32を貼りつける。そして、ブチルテープ32上に土台防水工程を行った補強土台材31を載置する。このとき、土台防水工程を行った補強土台材31の屋根１への当接面にブチルテープ32を貼り付けてから、屋根１へ載置してもよい。
【００４４】
次に、固定工程として、土台防水工程を行った補強土台材31上からコンクリートビス14で貫通して屋根１へ固定する。コンクリートビス14で補強土台材31上の土台防水シート33に孔を開けることになるので、固定後に孔はシーリング材で埋めて防水しておく。
【００４５】
次に、板金工程として、固定された補強土台材31の屋外露出部分に長尺板金36を被せ、補強土台材31側面にコーキング等の防水処理をした板金釘18で固定する。この工程は第一実施形態と同様である。
【００４６】
以上の各工程を順に行うことでも本発明に係る補強土台30の設置が完了する。第一実施形態と異なる点は、土台防水工程として予め補強土台材31を土台防水シート33で被包し、被包済の補強土台材31を当接部防水工程を行って屋根１上へ載置する点である。補強土台材31を予め被包することで、設置現場への部材の搬入量も減るし、現場での施工時間も短縮することができ、設置コストを削減することができる。設置後の補強土台30の取り扱いは、第一実施形態と同様に適宜屋外設備を設置する。
【００４７】
以上の本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、土台防水シート13,33は、アスファルトルーフィングシートに限らず、メンブレン防水で使用される合成ゴムや塩化ビニル、樹脂等の防水シートとしてもよい。
【００４８】
また、当接部防水工程で防水テープとしてのブチルテープ12,32を用いた例を示したが、アクリル系樹脂の防水テープやコーキング材、液体ガスケット材といったシール材を塗布する方法でも良い。
【００４９】
また、補強土台10上に架台21を固定するために架台固定金具22を用いた例を示したが、補強土台への固定構造はこれに限らず、Ｌ字状の固定部材を補強土台の上面に取り付け、その上に架台等を構築するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  屋根
２  屋根防水シート
10,30  補強土台
11,31  補強土台材
12,32  ブチルテープ
13,33  土台防水シート
14  コンクリートビス
15  継目防水テープ
16,36  長尺板金
17  端部板金
18  板金釘
20  太陽電池モジュール
21  架台
22  架台固定金具
22a  水平部
22b  下向き垂直片
22c  上向き垂直片
23  架台梁
24  架台前脚
25  架台後脚
26  架台傾斜梁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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