(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池を備え壁面に対して上方に傾斜した受光面と、受光面の上部に形成した雄型連結部と、受光面の下端から内方に延長した下面と、下面の内方端部に形成した雌型連結部とを有し、かつ受光面、下面、雄型連結部及び雌型連結部にて囲まれた空間を通気空間とするソーラーパネルを用いた改修壁構造であって、通気空間の側面はカバー材によって閉塞され、ソーラーパネルの固定は雄型連結部を上方に延長した固定面において固定面の裏面側の任意箇所に配したスペーサを介して打ち込むことで行うものであり、スペーサ同士の間の空間によって、上下の通気空間を連通することを特徴とする改修壁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、構築物の既存外壁を、太陽電池を擁するソーラーパネルにより改修し、外観よく仕上げると共に、ソーラーパネルによって太陽光による発電を行い、また、ソーラーパネルと既存外壁の間に、外気の取り入れが可能な通気空間を設けることにより、太陽電池を冷却することによる発電効率の向上と、太陽熱の利用を図った壁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、壁パネルに太陽電池を一体に装着した例としては、例えば、実公平７−３９２４８号公報、特開平８−２５３９１４号公報や特開平１０−１９６０４３号公報等に記載されているように、単にパネルの化粧面にそのまま、太陽電池ユニットを装着したものであった。また、これらは、太陽エネルギーを太陽電池による発電として利用するだけであった。一方、特公昭５９−５２３４１号公報、特開昭６０−５５１５４号公報等は太陽エネルギーを熱エネルギーとして利用しているだけであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のような壁パネルでは、太陽光を受光することによって発電する際に太陽電池を冷却する構成がなく、従って太陽電池が過熱した際に発電効率が低下するものであった。また、後者の場合は単に太陽熱によって熱を吸収するにすぎないものであった。さらに通常、太陽電池を配した場合は、外観を損ねてしまうのが一般的であった。さらに、壁パネルを外壁改修に使用する概念が存在しなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するため、太陽電池を備え壁面に対して上方に傾斜した受光面と、受光面の上部に形成した雄型連結部と、受光面の下端から内方に延長した下面と、下面の内方端部に形成した雌型連結部とを有し、かつ受光面、下面、雄型連結部及び雌型連結部にて囲まれた空間を通気空間とするソーラーパネルを用いた改修壁構造であって、通気空間の側面はカバー材によって閉塞され、ソーラーパネルの固定は雄型連結部を上方に延長した固定面において固定面の裏面側の任意箇所に配したスペーサを介して打ち込むことで行うものであり、スペーサ同士の間の空間によって、上下の通気空間を連通する改修壁構造を提案する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る壁構造について、図面を用いて説明する。図１において、Ａは改修壁、Ｂは既存外壁、Ｃ1 〜Ｃ3 はソーラーパネル、Ｄはスタータであり、図２〜図４において１は雄型連結部、２は雌型連結部、３は受光面、４は下面、５はスペーサ、１１はカバー材である。
【０００６】
既存外壁Ｂは、躯体の外側面に例えば木摺、防水シート、ラスシート、モルタル壁材の順に配設、施工されたモルタル壁からなるもの、あるいは土塗り壁、もしくは、躯体上に胴縁を設け、防水シート、金属サイディング、窯業系サイディング、ＡＬＣパネル、タイル、塩ビ押出サイディング等の乾式壁材等を形成した壁等からなるものである。
【０００７】
ソーラーパネルＣは金属板、例えば鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロー鋼板の一種（勿論、これらを各種色調に塗装したカラー板も含む）や、プラスチック薄板、ＦＲＰ、塩化ビニル、ポリカーボネイト等の合成樹脂板、各種無機質板、セラミック板等を形成したもの、およびこれらを組み合わせたものである。ソーラーパネルＣは、上部には雄型連結部１を、下部には雌型連結部２をそれぞれ形成する。また、この雄型連結部１と雌型連結部２間には、壁面に対して上方に傾斜した受光面３と、受光面３の下端を内方に延長した下面４とを形成し、雌型連結部２は下面４の内方端部に位置するものである。なお、雄型連結部１、雌型連結部２、受光面３及び下面４に囲まれた空間を通気空間６とし、通気空間６の側面はカバー材１１で閉塞されている。
【０００８】
雄型連結部１と雌型連結部２は、ソーラーパネルＣの既存外壁Ｂへの取り付け部、およびソーラーパネルＣ同士の連結部となるものであり、その形状は任意であるが、図では落とし込み構造の連結部としたものを示している。この場合、下段のソーラーパネルＣを固定具αで既存外壁Ｂに固定し、上段のソーラーパネルＣの雌型連結部２を落とし込んで連結する工程を繰り返すことにより、改修壁Ａを形成するものである。なお雄型連結部１は、固定具αを打ち込むことによって壁パネルＡを既存外壁Ｂに取り付けるため、雄型連結部１を上方に延長した平面である固定面１ａを有する。ソーラーパネルＣの固定は、固定面１ａの裏面側の任意箇所に配したスペーサ５を介して打ち込んで行うものであり、スペーサ５同士の間に形成した連通空間７の空間によって、上下の通気空間６を連通する。
【０００９】
また、図２に示すように、ソーラーパネルＣの受光面３の表面には、太陽電池１２を一体に配している。太陽電池１２は一般的に知られている単結晶型、多結晶型、アモルファス型等から任意に選択した太陽電池を枠体等に装着したものや、耐光性シートでラミネートしたものが扱いやすく好ましく、接着剤で積層一体化したり、透明板に装着部を形成して装着したり、両者を併用したりすることが可能である。また、受光面３の裏面には、コネクタ１３、ケーブル１４等が配されており、通気空間６内に格納されている。
【００１０】
通気空間６は、雄型連結部１、雌型連結部２、受光面３及び下面４に囲まれた空間であり、両端はカバー材１１で閉塞されている。各通気空間６は連通空間７によって連通するものであり、通気空間６内に外気を通気させることにより、太陽光で暖められた太陽電池Ｃを冷却することによる発電効率の向上を図ることができるのみならず、暖められた空気を建物内の居住空間に導くことで暖房として利用したり、屋根裏に導いて融雪に活用することなどが可能である。
【００１１】
カバー材１１は、通気空間６の両端を閉塞して横方向への空気の移動が生じないようにするもので、ここでは図４に示すように固定面１ａ、受光面３等の端部と連続して設け、折り曲げて形成する。カバー材１１によって通気空間６内の空気の移動を上昇に限定することにより、暖められた空気の有効利用を促すものである。
【００１２】
図５（ａ）、（ｂ）は改修壁Ａの部分端面図であり、図５（ａ）は図１におけるａ−ａ部端面図、図５（ｂ）はｂ−ｂ部端面図である。ソーラーパネルＣ1 〜Ｃ3 の通気空間６は連通空間７によって連通し、矢印で示すように改修壁Ａの下端から上端まで外気が上昇するものであり、太陽電池１２の冷却や暖気の利用に有効である。また、パッキン材１５をカバー材１１の通気空間６側に接するように既存外壁Ｂ上に配し、ソーラーパネルＣの端面側から空気の出入りが生じないようにし、暖気の利用の効率をさらに高めることができる。なお、図６に示すように、スペーサ５はパッキン材１５の上から配し、固定面１ａ上から固定具αを打ち込むことによって、パッキン材１５を押し潰しつつ固定する。従って、通気空間６の端部はスペーサ５、パッキン材１５およびカバー材１１によって塞がれることとなる。
【００１３】
太陽電池１２は、例えば図７のような構成のものを使用する。すなわち、複数の太陽電池ユニット１２ｂを透明板１２ａの表面、もしくは裏面に一体に貼着し、またコネクタ１３、ケーブル１４との接続は、受光面３に任意の孔を設けることによって行う。透明板１２ａと受光面３との間に太陽電池ユニット１２ｂを挟み込むことによって、太陽電池ユニット１２ｂの耐久性、寿命を大幅に向上させることができる。
【００１４】
図８（ａ）はスペーサ５の一例を示しており、任意の幅と、固定面１ａとほぼ等しい高さを有するもので、スペーサ５の厚さ分の幅の連通空間７が確保される。図８（ｂ）はパッキン材１５を示すもので、高さ方向に長尺であり、既存外壁Ｂの表面に接着剤等を介して貼着される。図８（ｃ）は、改修壁Ａの貼り始めに用いるスタータＤを示すものであり、２１は雌型連結部２と係合する形状に形成した連結部、２２はスペーサ、２３は水切りである。
【００１５】
以下に、本発明の改修壁Ａを形成する工程を説明する。ここでは、カバー材１１を省略した図面を用いるが、カバー材１１は予め通気空間６の側面を閉塞するように予め折曲げてあるものと仮定する。まず、図９に示すようにパッキン材１５をソーラーパネルの幅とほぼ同等の間隔をもって既存外壁Ｂ上に接着剤等を介して配する。次に、図１０に示すように、スタータＤを既存外壁Ｂの下端部に固定するが、この際、スペーサ２２によってパッキン材１５の下端部を押し潰しつつ固定具αを打ち込む。
【００１６】
次に、図１１に示すようにソーラーパネルＣ1 を、雌型連結部２とスタータＤの連結部２１を係合させるように配し、固定面１ａにおいてスペーサ５を介してパッキン材１５を押し潰しつつ固定具αを打ち込んで、図１２のように固定する。
【００１７】
次に、図１２に示すように、ソーラーパネルＣ2 を、雌型連結部２とソーラーパネルＣ1 の雄型連結部１を係合させるように配し、固定面１ａにおいてスペーサ５を介してパッキン材１５を押し潰しつつ固定具αを打ち込んで固定する。以上のような工程を繰り返し、図１３に示すような改修壁Ａを形成するものである。
【００１８】
以上説明したのは本発明の一実施例であり、以下のような構成を採ることもできる。すなわち、図１４はソーラーパネルＣとは分離した部材によってカバー材１１を形成した例である。図１４に示したカバー材１１は、図１５に示すように既存外壁Ｂ上に配したソーラーパネルＣの通気空間を塞ぐように配することで、図１６に示すような改修壁Ａを形成するものである。ここで、カバー材１１は接着剤や部材の弾性力等によってソーラーパネルＣと一体化するものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の改修壁構造によれば、▲１▼外壁を改修することにより、太陽光、太陽熱を利用する機能を付加することができる。▲２▼通気空間内の外気の通気によってソーラーパネルを冷却し、太陽電池の発電効率の向上を図ることができる。▲３▼ソーラーパネルを冷却することにより受熱した空気を暖房、融雪等に活用できる。▲４▼太陽光、太陽熱の両者の利用を図った壁構造となる。▲５▼ソーラーパネルを同一平面に揃えることで、外観の良い仕上がりとなる。等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る改修壁構造の一例を示す説明図である。
【図２】ソーラーパネルの説明図である。
【図３】ソーラーパネルの説明図である。
【図４】ソーラーパネルの説明図である。
【図５】改修壁構造の横断面図である。
【図６】ソーラーパネルの接続部の拡大図である。
【図７】ソーラーユニットの説明図である。
【図８】スペーサ、パッキン材、スタータの説明図である。
【図９】本発明の施工過程の説明図である。
【図１０】本発明の施工過程の説明図である。
【図１１】本発明の施工過程の説明図である。
【図１２】本発明の施工過程の説明図である。
【図１３】本発明の施工過程の説明図である。
【図１４】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１５】本発明の壁構造のその他の例である。
【図１６】本発明の壁構造のその他の例である。
【符号の説明】
α  固定具
Ａ  改修壁
Ｂ  既存外壁
Ｃ  ソーラーパネル
Ｄ  スタータ
１  雄型連結部
１ａ  固定面
２  雌型連結部
３  受光面
４  下面
５  スペーサ
６  通気空間
７  連通空間
１１  カバー材
１２  太陽電池
１２ａ  透明板
１２ｂ  太陽電池ユニット
１３  コネクタ
１４  ケーブル
１５  パッキン材
２１  連結部
２２  スペーサ
２３  水切り
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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