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JP5300510B2 - 建物取付構造物および支持体 - Google Patents
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JP5300510B2 - 建物取付構造物および支持体 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば屋上や屋根、外壁等の、建物の外側に沿って予め設定された面積に亘って取り付けられる建物取付構造物および支持体に関する。
従来より、太陽エネルギーを発電目的で利用するために、建物に太陽光発電システムを取り付けることが行われている。太陽光発電システムは、太陽電池セルが内蔵された太陽光発電パネルを建物の屋上や、屋根、外壁に沿ってその全面または一部に亘って配列するように取り付けて、太陽光発電パネルにて太陽光を受光することによって発電を行っている。
また、地球温暖化の原因とされている温室効果ガスを削減することを目的とし、さらに法律等に基づく緑化面積を確保することを目的として、建物の屋根や外壁を緑化することが行われている。例えば平滑な屋根面を緑化する場合には、屋根面に直接緑化構造体を設けて緑化し、また、折板屋根のような非平滑面の屋根面を緑化する場合には、屋根面に基盤材を敷設して平滑化した上に緑化構造体を設けて緑化を行っている。
太陽光発電は、太陽光が直接照射されることにより発電が行われる。一方、緑化植物は、太陽光を受けることにより成長する。従って、太陽光発電システムと緑化構造体は、屋根、および壁面において並列に並べて配列される。
例えば特許文献1には、建築物の屋根面に太陽電池パネルと植栽パネルとを並べて敷設する技術が示されている。かかる技術によれば、屋根面には、植栽パネルが占める領域と太陽電池パネルが占める領域が形成され、屋根面緑化と太陽光発電の両方を行うことができる。
そして、特許文献2には、太陽電池と拡散レンズが並んで配列されたパネルで地表面を覆い、地表面の植物に照射される太陽光の光量をパネルの拡散レンズで調整する技術が示されている。
特開2005−282211号公報 特開平6−225647号公報
しかしながら、特許文献1のように、太陽電池パネルと植栽パネルを同一平面上に並べて敷設する場合、建築物の屋根面積や壁面積には限りがあることから、植栽パネルの領域を増やして緑化面積を増大すれば太陽電池パネルの領域が減ってシステム全体の発電容量が減少し、また、太陽電池パネルの領域を増やしてシステム全体の発電容量を増大すれば植栽パネルの領域が減って全体の緑化面積が減少するという問題がある。
また、特許文献2の場合、パネルには太陽電池と拡散レンズが並んで配列されているので、太陽電池をパネル全面に亘って設けることができず、発電量を増大させることができないという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、緑化面積と太陽光発電パネルの受光面積の両方を十分に確保できる建物取付構造物および支持体に関する。
上記課題を解決する本発明の建物取付構造物は、建物の外面に取り付けられる建物取付構造物であって、緑化面を有する緑化構造体と、光透過性を有するシースルー型太陽光発電パネルと、太陽光発電パネルを支持する支持体とを備え、緑化構造体は、建物の外面に沿って設けられ、支持体は建物に固定され、太陽光発電パネルを緑化面に対向する位置に、かつ緑化面から間隔をあけて支持することを特徴としている(請求項1)。
本発明によれば、緑化構造体が建物の外面に沿って設けられ、支持体が建物に固定され、シースルー型太陽光発電パネルが緑化面に対向する位置にかつ緑化面から間隔をおいて支持されるので、太陽光をシースルー型太陽光発電パネルに受光させるとともに、シースルー型太陽光発電パネルを透過した太陽光を緑化構造体の緑化面に供給することができる。
従って、太陽光発電パネルと緑化構造体とが互いに干渉することなく、建物の外面で且つ予め設定された範囲の全面に亘ってそれぞれ設置することができ、緑化面積と太陽光発電パネルの受光面積の両方を十分に広く確保することができる。
また、本発明の建物取付構造物は、緑化構造体とシースルー型太陽光パネルとの間に散水を行う散水手段を有する構成とすることが好ましい(請求項2)。
これによれば、緑化構造体に水を供給することができ、緑化構造体の植物を育成することができる。そして、散水された水を緑化構造体とシースルー型太陽光パネルとの間で蒸散させることができ、建物の外面の温度を低下させることができる。
また、散水された水をシースルー型太陽光パネルに付着させて、シースルー型太陽光パネルを冷却することができ、シースルー型太陽光パネルの温度上昇による発電効率の低下を防ぐことができる。
また、本発明の建物取付構造物において、支持体は、建物に基端部が固定され、先端部が緑化構造体から突出される本体部材からなり、本体部材の先端部に回動自在な支持軸が設けられ、支持軸がシースルー型太陽光パネルに固定されることが好ましい(請求項3)。
上記構成によれば、本体部材に対して支持軸を回動させることができ、建物に対するシースルー型太陽光発電パネルの角度を変更することができる。
また、本発明の建物取付構造物において、本体部材は、緑化構造体から突出され、且つ緑化面に対向する位置に支持されたシースルー型太陽光パネルの側端辺に沿って延在された縦壁部を有し、縦壁部には開口穴または溝が穿設されている構成としてもよい(請求項4)。
上記構成によれば、緑化構造体とシースルー型太陽光発電パネルとの間に形成される空間部が本体部材の縦壁部によって遮断されるのを防ぐことができ、空間部の通気性を確保することができる。
本発明の建物取付構造物において、縦壁部には、シースルー型太陽光発電パネルの側端辺を載置するパネル支持部を有する構成としてもよい(請求項5)。
上記構成によれば、シースルー型太陽光発電パネルの側端辺をパネル支持部に載置することができ、建物に対してシースルー型太陽光発電パネルを位置決め保持することができる。
本発明の建物取付構造物において、好ましくは、支持体は、建物に基端部が固定され、緑化構造体から突出する先端部に回動自在な支持軸が設けられ、支持軸によってシースルー型太陽光発電パネルの一端部を回動自在に支持する一方端部側支持部材と、一方端部側支持部材から所定距離だけ離間した位置に設けられ、基端部が建物に固定され、緑化構造体から突出する先端部にシースルー型太陽光発電パネルの側端辺を載置するパネル支持部材を有する他方支持端部側支持部材とを有する構成としてもよい(請求項6)。
上記構成によれば、一方端部側支持部材によってシースルー型太陽光発電パネルの一端部が回動自在に支持されているので、建物に対してシースルー型太陽光発電パネルを回動させることができる。そして、他方端部側支持部材によってシースルー型太陽光発電パネルの側端辺を載置するので、シースルー型太陽光発電パネルを位置決め保持することができる。
本発明によれば、建物の外側に沿って緑化構造体が設けられ、その緑化構造体の外側にシースルー型太陽光発電パネルが対向して配置されるので、太陽光をシースルー型太陽光発電パネルに受光させるとともに、シースルー型太陽光発電パネルを透過した太陽光を緑化構造体に供給することができる。
従って、太陽光発電パネルと緑化構造体とが互いに干渉することなく、予め設定された範囲の全面に亘ってそれぞれ設置することができる。従って、緑化面積と太陽光発電パネルの受光面積の両方を十分に広く確保することができる。
第1実施の形態における建物取付構造物の取付状態を示す断面図。 図1のI−I線矢視図。 第1実施の形態における支持体の構成を説明する斜視図。 第2実施の形態における支持体の構成を説明する斜視図。
[第1実施の形態]
次に、本発明の第1実施の形態について図を用いて以下に説明する。
図1は、第1実施の形態における建物取付構造物の取付状態を示す断面図であり、屋根勾配方向に直交する断面を示す図、図2は、図1のI−I線矢視図である。
本実施の形態は、建物の外面である折板屋根Rの上に、建物取付構造物10を取り付ける場合を例に説明するものである。
折板屋根Rは、金属製の薄板部材を折り曲げて断面が略コ字状に形成された長尺状の屋根板1を、梁5の上に取り付けられたタイトフレーム6の上に載せて、隣の屋根板1の互いに重なり合う端縁部同士をボルト結合し、タイトフレーム6にボルト止めすることによって固定されており、屋根勾配方向に走る複数の山形部3を有し、各山形部3は、屋根勾配方向に交差する方向である屋根横幅方向に所定のピッチ間隔をおいて連続して形成されている。また、各山形部3の頭頂部2は、平坦面になっている。
折板屋根Rの上には、可燃性材料からなる合成樹脂発泡材11が敷き詰められて平面状に延在し、折板屋根Rの上面が平滑化されている。合成樹脂発泡材11は、一対の山形部3の頭頂部2間に亘って架設される横幅と、山形部3の頭頂部2に沿って延在する縦幅を有する平面視略矩形状を有している。合成樹脂発泡材11は、図示していない固定手段によって折板屋根Rの上に固定されており、折板屋根Rとの間に、屋根勾配方向に沿って延在する溝状の空間部(溝状空間部)A1を形成している。
合成樹脂発泡材11の上には、緑化構造体12が設けられている。緑化構造体12は、合成樹脂発泡材11の上に敷設される保水排水基盤材13と、保水排水基盤材13の上に被せられる透水シート14と、透水シート14の上に敷設される植生マット15とからなる。保水排水基盤材13は、複数個が屋根勾配方向及び屋根横幅方向に互いに密接するように配置される。これら保水排水基盤材13群は、後述する支持体31によって周囲を取り囲まれており、各支持体31を折板屋根Rに固定することによって保水排水基盤材13の安定化を図っている。
各保水排水基盤材13は、可燃性材料によって構成されており、本実施の形態では、全体が発泡樹脂(例えば発泡ポリスチレン)で構成された一体成形品である。保水排水基盤材13は、合成樹脂発泡材11と略同一の横幅(図1を参照)と、合成樹脂発泡材11の縦幅の半分に設定された縦幅(図2を参照)を有しており、上面には周壁で囲まれた保水用凹部21が形成され、その保水用凹部21内に複数本の支柱22が立設された構成を有している。
植生マット15は、植物の根が絡み合うことによって土壌を保持してなるものであり、上面には、地披植物が植栽された緑化面が形成されている。植生マット15は、重量物であり、その重量により、先に取り付けた透水シート14を下方に押しつけ、支柱22によって下方から支持された状態となり、図1に示すように、全体として波の打った状態、すなわち下に凸である複数個の大きな湾曲面を備えた状態となる。その状態で、透水シート14と保水排水基盤材13との間に間隙を形成し、植物の根の呼吸に必要な空気を確保している。
緑化構造体12の上方には、シースルー型太陽光発電パネル41が対向して配置されている。シースルー型太陽光発電パネル41は、入射した光の一部を透過させることができるものであり、例えば特開2006−173412号公報に示されるように、透光性基板の上に、透明導電層、光電変換層、裏面電極層が順番に積層された既知の構成を有している。
シースルー型太陽光発電パネル41は、その横幅が折板屋根Rの一対の山形部3間の距離に等しい平面視略矩形の平板形状を有しており、折板屋根Rの勾配方向に沿って延在するように、支持体31を介して折板屋根Rに支持されている。
支持体31は、シースルー型太陽光パネル41を揺動可能に支持し、緑化構造体12に対向して延在するセット位置と、緑化構造体12に対して交差する方向に延在するメンテナンス位置に選択的に配置可能な構成を有している。
図3は、支持体31の構成を説明する斜視図である。支持体31は、例えばアルミニウム合金やスチール材によって構成されており、折板屋根Rの上で屋根勾配方向に延在するように取り付けられている。
支持体31は、図1および図3に示すように、折板屋根Rに基端部が固定されて先端部が緑化構造体12よりも上方の高さ位置まで突出する本体部材32と、本体部材32の先端部に支持軸を介して回動可能に支持され、シースルー型太陽光パネル41が固定されるパネル支持部33と、緑化構造体12の保水排水基盤13を支持する基盤支持部34を有している。
本体部材32は、シースルー型太陽光パネル41の側端辺41aに沿って延在する縦壁部32aと、縦壁部32aの下端で折曲されて側方に突出する基端部32bとからなる断面が略L字状の板部材によって構成されている。本体部材32は、折板屋根Rの上に載せて基端部32bを山形部3の頭頂部2に接面させた状態でボルト固定され、緑化構造体12とシースルー型太陽光パネル41との間の空間部A2を屋根横幅方向に仕切り、複数の領域に区画している。
本体部材32の縦壁部32aには、複数の開口穴32cが穿設されている。これら複数の開口穴32cは、緑化構造体12とシースルー型太陽光発電パネル41との間の高さ位置に設けられており、縦壁部32aによって空間部A2が遮断されるのを防ぎ、空間部A2の通気性を確保することができる。開口穴32cは、縦壁部32aに真円状に開口する形状を有しているが、空間部A2の通気性を確保できる形状のものであればよく、開口穴32cの代わりに溝を設けてもよい。
パネル支持部33は、屋根横幅方向に離間して設けられた図示していない他の支持体31のパネル支持部33と対をなして、シースルー型太陽光発電パネル41の長手方向(屋根勾配方向)に沿って延在する側端辺41aを支持する構成を有している。
パネル支持部33は、本体部材32の縦壁部32aに沿って縦壁部32aの先端部に設けられており、支持軸35を介して縦壁部32aに回動可能に支持されている。パネル支持部33は、例えば縦片と横片を有する断面がL型のアングル材によって構成されており、シースルー型太陽光発電パネル41の側端辺41aとほぼ同一の長さを有している。
そして、縦片が本体部材32の縦壁部32aに沿って延在し、横片が縦片の下端から側方(屋根横幅方向)に向かって突出する状態で、縦片の前端部が支持軸35を介して縦壁部32aにピン結合されている。
従って、パネル支持部33は、縦壁部32aの後部に突設された支持部32dの上に、パネル支持部33の後端部を載せることによって、シースルー型太陽光発電パネル41を図2に実線で示すように、本体部材32の長手方向に沿った姿勢状態であるセット位置に支持することができる。
そして、パネル支持部33を回動させてパネル支持部33の後端部を上方に持ち上げることにより、シースルー型太陽光発電パネル41を揺動させて、図2に二点鎖線で示すように、緑化構造体12に対して交差する方向に延在し、ほぼ垂直に起立した姿勢状態であるメンテナンス位置に支持することができる。
基盤支持部34は、縦壁部32aの略中央高さ位置で本体部材32の長手方向に沿って延在して設けられており、本体部材32を折板屋根Rに取り付けた状態で保水排水基盤材13の上面に対向する突出片34aを有している。この突出片34aと山形部3の頭頂部2との間に保水排水基盤材13の側端部を上下に挟持することによって、保水排水基盤材13を折板屋根Rの上に固定することができる。なお、基盤支持部34は、本発明の必須の構成要素ではなく、省略することもできる。
尚、本実施の形態では、支持体31が本体部材32の縦壁部32aの両面にパネル支持部33および基盤支持部34を有する構成の場合について説明しているが、支持体31を保水排水基盤材13群の周囲を取り囲む見切り材として用いる場合には、縦壁部32aの片面にのみパネル支持部33および基盤支持部34を設けた構成としてもよい。
図1および図2で符号51は、散水パイプであり、散水パイプ51は、図示していない供給水源から水の供給を受けると、その水を噴出あるいは染み出しによって周囲に撒き散らす構成を有している。散水パイプ51は、緑化構造体12とシースルー型太陽光パネル41との間に位置するように配設されており、本実施の形態では、シースルー型太陽光発電パネル41の裏面42に沿って屋根横幅方向に延在しかつ屋根勾配方向に所定間隔をおいて複数本が連続するように設けられている。
散水パイプ51から空間部A2内に散水された水は、緑化構造体12の植生マット15に供給される。従って、定期的に散水させて植物に給水させ、植物を育成させることができる。
また、散水された水は、緑化構造体12とシースルー型太陽光発電パネル41との間で蒸散することにより、折板屋根Rの温度を低下させることができる。従って、折板屋根Rへの日照による温度上昇を抑制することができる。また、散水された水は、空間部A2でシースルー型太陽光発電パネル41の裏面42に付着して、シースルー型太陽光発電パネル41を冷却することができる。従って、日照によるシースルー型太陽光発電パネル41の温度上昇を抑え、発電効率の低下を防ぐことができる。
上述の合成樹脂発泡材11、緑化構造体12、シースルー型太陽光発電パネル41、支持体31、散水パイプ51によって建物取付構造物10が構成される。尚、合成樹脂発泡材11および散水パイプ51は、建物取付構造物10を構成する必須の構成要素ではなく、設置場所の状況等に応じて省略することもできる。
上記した建物取付構造物10によれば、建物の外面である折板屋根Rの上に沿って緑化構造体12が設けられ、その緑化構造体12の緑化面に対向する位置である緑化構造体12の上方に、シースルー型太陽光発電パネル41が配置されるので、太陽光をシースルー型太陽光発電パネル41に受光させるとともに、シースルー型太陽光発電パネル41を透過した太陽光を緑化構造体12に供給することができる。
従って、シースルー型太陽光発電パネル41と緑化構造体12とが互いに干渉することなく、折板屋根Rの全面に亘ってそれぞれ設置することができ、緑化面積と太陽光発電パネル41の受光面積の両方を十分に広く確保することができる。
また、緑化構造体12の緑化面に対向する位置にシースルー型太陽光パネル41を設けることによって、緑化構造体12の緑化面が外部に直接曝されるのを防ぐことができ、植物の育成に最適な安定した環境を形成することができる。
支持体31は、シースルー型太陽光発電パネル41を揺動可能に支持し、緑化構造体12に対向して延在するセット位置と、緑化構造体12に対して交差する方向に延在するメンテナンス位置のいずれか一方に選択的に配置する構成を有している。従って、セット位置からメンテナンス位置に移動させることによって、緑化構造体12を外部に露出させることができる。従って、シースルー型太陽光発電パネル41を支持体31から取り外すことなく、緑化構造体12のメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業を容易にすることができる。
[第2実施の形態]
次に、本発明の第2実施の形態について図4を用いて説明する。
図4は、第2実施の形態における支持体の構成を説明する図である。本実施の形態において特徴的なことは、第1実施の形態における支持体31の代わりに、それぞれ別個の2つの部材61、71によって支持体60を構成したことである。
支持体60は、シースルー型太陽光発電パネル41の一方端部である前端部を支持する前側支持部材(一方端部側支持部材)61と、シースルー型太陽光発電パネル41の他方端部である後端部を支持する後側支持部材(他方端部側支持部材)71とからなる。
前側支持部材61と後側支持部材71は、第1実施の形態における固定手段31の代わりに折板屋根Rの上に設けられ、互いに屋根勾配方向に予め設定された距離だけ離れた位置に配置される。
前側支持部材61は、断面が略L字形状を有する本体部材62と、太陽光発電パネル41の側端辺41aの前側部分が固定されるパネル支持部63を有している。
本体部材62は、支持体60を折板屋根Rに取り付けた状態で緑化構造体12よりも上方の高さ位置まで突出する縦壁部62aと、縦壁部62aの下端で折曲されて側方に突出する基端部62bとからなる断面が略L字形状を有している。本体部材62は、屋根勾配方向に沿うように折板屋根Rの上に載せて、基端部62bを山形部3の頭頂部2に接面させた状態でボルト固定される。
パネル支持部63は、屋根横幅方向に離間して設けられた図示していない他の支持体60のパネル支持部63と対をなして、シースルー型太陽光発電パネル41の側端辺41a(図1を参照)の前側部分を支持する構成を有している。
パネル支持部63は、本体部材62の縦壁部62aに沿って縦壁部62aの先端部に設けられており、支持軸65を介して縦壁部62aに回動可能に支持されている。パネル支持部63は、例えば縦片と横片を有する断面がL型のアングル材によって構成されており、シースルー型太陽光発電パネル41の側端辺41aの前側部分に沿う長さを有している。
そして、縦片が本体部材62の縦壁部62aに沿って延在し、横片が縦片の下端から側方(屋根横幅方向)に向かって突出する状態で、縦片の前端部が支持軸65を介して縦壁部62aにピン結合されている。
一方、後側支持部材71は、折板屋根Rの上で且つ前側支持部材61から屋根勾配方向に沿ってシースルー型太陽光発電パネル41の長さに相当する分だけ離間した位置に設けられる。後側支持部材71は、断面が略L字形状を有する本体部材72と、太陽光発電パネル41の側端部の後側部分を載せて支持するパネル支持部73と、緑化構造体12の保水排水基盤13を支持する基盤支持部74を有している。
本体部材72は、折板屋根Rに取り付けた状態で緑化構造体12よりも上方の高さ位置まで突出する縦壁部72aと、縦壁部72aの下端で折曲されて側方に突出する基端部72bとからなる断面が略L字形状を有している。本体部材72は、屋根勾配方向に沿うように基端部72bを山形部3の頭頂部2に接面させた状態でボルト固定される。
パネル支持部73は、屋根横幅方向に離間して設けられた図示していない他の後側支持部材71のパネル支持部73と対をなし、縦壁部72aの先端部に沿って延在し、縦壁部72aから突出している。
従って、シースルー型太陽光パネル41の側端辺41aの前側部分をパネル支持部63に固定し、シースルー型太陽光パネル41の側端辺41aの後側部分をパネル支持部73の上に載せることによって、シースルー型太陽光発電パネル41をセット位置に支持することができる。そして、シースルー型太陽光パネル41の後側部分を上方に持ち上げることにより揺動させて、メンテナンス位置に支持することができる。
前側支持部材61の基盤支持部64および後側支持部材71の基盤支持部74は、縦壁部62a、72aの略中央高さ位置で本体部材62、72の長手方向に沿って延在して設けられており、本体部材62、72を折板屋根Rに取り付けた状態で保水排水基盤材13の上面に対向する突出片64a、74aを有している。この突出片64a、74aと山形部3の頭頂部2との間に保水排水基盤材13の側端部を上下に挟持することによって、保水排水基盤材13を折板屋根Rの上に固定支持できるようになっている。なお、基盤支持部64、74は、本発明の必須の構成要素ではなく、省略することもできる。
上記構成を有する支持体60によれば、前側支持部材61と後側支持部材71とが屋根勾配方向に離間した位置に配置されているので、その間を通して空間部A2の空気を屋根横幅方向に移動させることができる。
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、折板屋根の上に水平に建物取付構造物を設けた場合を例に説明したが、平滑な屋根の上や屋上でもよく、また、建物の縦壁面に沿って垂直に建物取付構造物を設ける場合についても適用することができる。
1 屋根板
10 建物取付構造物
11 合成樹脂発泡材
12 緑化構造体
31 支持体
32 本体部材
32c 開口穴
33 パネル支持部
35 支持軸
41 シースルー型太陽光発電パネル
42 裏面
51 散水パイプ

Claims (4)

  1. 建物の外面に取り付けられる建物取付構造物であって、
    緑化面を有する緑化構造体と、
    光透過性を有するシースルー型太陽光発電パネルと、
    前記太陽光発電パネルを支持する支持体とを備え、
    前記緑化構造体は、建物の外面に沿って設けられ、
    前記支持体は建物に固定され、前記太陽光発電パネルを緑化面に対向する位置に、かつ緑化面から間隔をあけて支持し、
    前記支持体は、
    前記建物に基端部が固定され、先端部が前記緑化構造体から突出される本体部材からなり、
    該本体部材の先端部に回動自在な支持軸が設けられ、該支持軸が前記シースルー型太陽光パネルに固定され、
    前記本体部材は、前記緑化構造体から突出され、且つ前記緑化面に対向する位置に支持されたシースルー型太陽光パネルの側端辺に沿って延在された縦壁部を有し、前記縦壁部には開口穴または溝が穿設されていることを特徴とする建物取付構造物。
  2. 前記緑化構造体と前記シースルー型太陽光パネルとの間に散水を行う散水手段を有することを特徴とする請求項1に記載の建物取付構造物。
  3. 前記縦壁部には、前記シースルー型太陽光発電パネルの側端辺を載置するパネル支持部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の建物取付構造物。
  4. 請求項1から請求項のいずれか一つに記載の建物取付構造物に用いられる支持体。
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