JP7616972B2 - 建物 - Google Patents

Description

本発明は、建物に関する。

特許文献１には、屋根部に複数の太陽電池モジュールパネルが設置された制振建物が記載されている。この制振建物では、太陽電池モジュールパネルと屋根部に設けた固定金具との間にエネルギー吸収部材が介装されて設置されている。

特開２００９－１０２８６９号公報

環境上の観点から、建物の屋上に太陽電池パネルが設置されるケースが増えている。これとは別に、交通振動、風振動等の環境振動対策として、建物の屋上階に、制振装置を取り付ける場合がある。制振装置を取り付ける時点において、既に屋上一面に太陽電池パネルが設置されている場合、一部の太陽電池パネルを撤去し、撤去によって確保した領域に制振装置を設置することもできる。しかしこの場合、既設の太陽電池パネルが無駄になるため問題である。またこの場合、建物の発電容量も減少してしまうため問題である。

特許文献１に記載の制振建物では、太陽電池パネルを重量要素として使用している。これにより、太陽電池パネルの設置と建物の制振との両立を図っている。しかし、太陽電池パネルを重量要素とする場合、重量が不足して制振効果が十分得られない場合がある。また、太陽電池パネルをエネルギー吸収部材を介して設置するため、地震や暴風時における太陽電池パネル、エネルギー吸収部材及び屋根間におけるそれぞれの接続部の接続強度を十分に確保できない場合がある。そのため、十分な制振性能を実現できない場合がある。

以上の観点から、太陽電池パネルが適切に取り付けられた状態で制振性能が確保され、且つ、太陽電池パネルの容量を減ずる必要のない建物の提供が望まれる。

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、太陽電池パネルが適切に取り付けられた状態で制振性能が確保され、且つ、太陽電池パネルの容量を減ずる必要のない建物を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る建物は、
太陽電池パネルと、
屋上階梁から屋根の上方に延出する支持部と
一対の前記支持部間に掛け渡された架台梁と、
一対の前記架台梁間に掛け渡されており、前記太陽電池パネルを支持するパネル用フレームと、
一対の前記架台梁間に掛け渡された制振装置と、を備え、
前記制振装置は、一対の前記パネル用フレーム間に配置され、且つ、前記太陽電池パネルの下方に配置されている。

本発明に係る建物は、更に、
上面視において、前記制振装置は、前記太陽電池パネルと重複していてもよい。

本発明に係る建物は、更に、
前記パネル用フレームは、前記架台梁の上面に支持されており、
前記制振装置は、前記架台梁の下部に支持されていてもよい。

本発明に係る建物は、更に、
前記架台梁は、前記制振装置を支持する接続板を有し、
前記接続板は、前記架台梁の下部に支持されていてもよい。

本発明に係る建物は、更に、
前記接続板は、その板面から延出する補強部を有してもよい。

太陽電池パネルが適切に取り付けられた状態で制振性能が確保され、且つ、太陽電池パネルの容量を減ずる必要のない建物を提供することができる。

建物における太陽電池パネルと制振装置との支持構造を説明するための、一部を分解した斜視図である。 建物における太陽電池パネルと制振装置との支持構造の側面図である。 接続板及びその補強部を示す図である。 建物における太陽電池パネルの下方を上方から見た上面図である。 複数の太陽電池パネル及び制振装置を有する建物を示す図である。

図面に基づいて、本発明の実施形態に係る建物について説明する。

（概要の説明）
図１に示すように、本実施形態に係る建物１００は、太陽電池パネル１と、屋上階梁Ｈから屋根Ｒの上方に延出する支持部２と、一対の支持部２間に掛け渡された架台梁３と、一対の架台梁３間に掛け渡されており、太陽電池パネル１を支持するパネル用フレーム４と、一対の架台梁３間に掛け渡された制振装置９と、を備えている。建物１００は、制振装置９により制振された制振建物である。また、建物１００は、太陽電池パネル１を備えた環境配慮型の建物である。なお、図１では、鉛直方向に沿う方向を、方向Ｇとして示している。以下の説明では、鉛直方向における下方を単に下などと記載する場合がある。また、鉛直方向における上方を単に上などと記載する場合がある。

建物１００では、制振装置９は、一対のパネル用フレーム４間に配置され、且つ、太陽電池パネル１の下方に配置されている。

建物１００では、太陽電池パネル１が適切に取り付けられた状態で制振性能が確保される。建物１００では、制振性能が確保するにあたり、太陽電池パネル１の容量を減ずる必要はない。

（詳細説明）
建物１００は、図１に示すように、その骨組みの一部である屋上階梁Ｈと、屋上階梁Ｈに支持された屋根Ｒと、屋上階梁Ｈに支持されており、屋上階梁Ｈから屋根Ｒを貫通して屋根Ｒの上方まで延出する支持部２と、屋根Ｒ上に配置された、太陽電池パネル１と、架台梁３と、パネル用フレーム４と、制振装置９とを備えている。建物１００において、太陽電池パネル１と制振装置９は、屋上階梁Ｈ、支持部２、架台梁３及びパネル用フレーム４に支持され、また、その支持を補強されている。以下では、建物１００において、屋上階梁Ｈ、支持部２、架台梁３及びパネル用フレーム４の全て又は一部を、支持構造と称する場合がある。なお、図１は、建物１００における、太陽電池パネル１や制振装置９の支持構造を説明するための、当該支持構造の一部を分解した状態の斜視図である。

建物１００の具体例は、鉄骨造の骨組みを有する複数階建ての住宅である。建物１００には、複数の居室が形成されてよい。建物１００は、鉄筋コンクリート造の基礎と、柱や梁などの骨組部材で構成された骨組架構と、壁や床などを形成するパネルとを有し、基礎に固定された上部構造体とで構成されてよい。建物１００の骨組部材やパネルは、予め規格化（標準化）されたものとすることができる。この場合、骨組部材などを予め工場にて製造して建築現場に搬入し、建物１００を組み立てることができる。

建物１００は、建築時から太陽電池パネル１が設置されたものであってもよいし、太陽電池パネル１を建築後に増設して設置されたものであってもよい。

建物１００は、建築時から太陽電池パネル１と共に制振装置９が設置されたものであってもよいし、太陽電池パネル１が設置された後に、制振装置９を増設して設置されたものであってもよい。

屋根Ｒは、建物１００の上面部であり、屋上階梁Ｈに支持されている。建物１００では、屋根Ｒ上に、太陽電池パネル１と、架台梁３と、パネル用フレーム４と、制振装置９とが設置されているが、これら太陽電池パネル１と、架台梁３と、パネル用フレーム４と、制振装置９との重量は、後述する支持部２を介して屋上階梁Ｈに支持されている。

支持部２は、下部を屋上階梁Ｈに支持された支柱や柱脚であり、柱状、枠状であってよい。図１では、支持部２が柱脚である場合を示している。支持部２は、屋上階梁Ｈに支持されて建物１００の骨格と一体となっている。これにより、支持部２は、建物１００に強固に支持されている。

太陽電池パネル１は、太陽の照射を受けて電力を生み出す発電装置である。太陽電池パネル１は、一般的な板状のものを用いてよい。本実施形態では、太陽電池パネル１が矩形状の板状である場合を例示して以下説明する。太陽電池パネル１は、後述するように、パネル用フレーム４上に載置された状態で、パネル用フレーム４に固定されている。

制振装置９は、重量要素及び重量要素を含む制振機構が筐体内に収容されたものを用いてよい。建物１００では適切な制振性能を有する制振装置９を採用可能である。建物１００では、例えば太陽電池パネル１を重量要素とするわけではないため、太陽電池パネル１の重量にかかわらず、適切な制振性能を確保できる。本実施形態では、以下、制振装置９が、上面視が矩形状で、鉛直方向に沿う高さが低い矩形状の筐体を有するものである場合を例示して以下説明する。

制振装置９は、後述するように、太陽電池パネル１の下方に配置される。本実施形態では、建物１００の上面視において、制振装置９は、太陽電池パネル１と重複している。すなわち、制振装置９は、屋根Ｒと太陽電池パネル１との間に配置されている。これにより、省スペース下での太陽電池パネル１の設置と、制振装置９による建物１００の制振とを実現している。制振装置９の配置や設置状態の詳細は以下の説明における、架台梁３及びパネル用フレーム４の説明と共に行う。

架台梁３は、太陽電池パネル１や制振装置９を支持する枠体である。架台梁３は、支持部２に支持されている。架台梁３は、図１に示すように、一対の支持部２，２間に掛け渡された状態で、支持部２，２に金具などにより固定されている。すなわち、架台梁３は一対の支持部２，２に支持されている。これにより、架台梁３及び架台梁３上に設置される太陽電池パネル１や制振装置９が、しっかりと建物１００の骨格としての屋上階梁Ｈに支持されるため、建物１００、特に太陽電池パネル１や制振装置９における制振性能が向上する。

架台梁３は、制振装置９を、その下部で支持している。すなわち、制振装置９は、架台梁３の下部に支持されている。これにより、後述するように、制振装置９を太陽電池パネル１の下方に配置し、且つ、太陽電池パネル１の設置高さを高くすることなく、制振装置９と太陽電池パネル１との建物１００での共存を実現する。本実施形態における架台梁３による制振装置９を支持する態様については後述する。

架台梁３は、図１，２に示すような、いわゆるＨ形鋼であってよい。以下では、架台梁３がＨ形鋼である場合を例示して説明する。本実施形態において、架台梁３は、図２に示すように、Ｈ字形状を横向きにした態様で支持部２に支持されている。以下では、Ｈ字形状の架台梁３における、上方側の板状部分を上板３１、下方側の板状部分を下板３２と称し、更に、上板３１と下板３２との間に掛け渡された板状部分を縦板３０と称する。下板３２は、制振装置９を支持している。これにより、制振装置９の、架台梁３の下部における支持を実現できる。上板３１は、後述するように、パネル用フレーム４を支持している。これにより、制振装置９を太陽電池パネル１の下方に配置し、且つ、太陽電池パネル１の設置高さを高くすることなく、制振装置９と太陽電池パネル１との建物１００での共存を実現している。

図１では、架台梁３を支持部２に固定する金具として、板材をＬ字形状に曲げた形状のＬ型金具３９を用いている場合を示している。Ｌ型金具３９は、Ｌ型における一方の板部の面のうち、Ｌ字形状の外側の面を支持部２の上面に対向させてよい。そして、Ｌ型における他方の板部の面のうち、Ｌ字形状の外側の面を架台梁３の端面（小口面）に対向させてよい。更に、Ｌ型金具３９のそれぞれの板部は、支持部２の上面部及び架台梁３の端面部に、例えばボルトなどにより固定してよい。このように、支持部２の上面部及び架台梁３の端面部をＬ型金具３９を用いて接続することで、架台梁３の上面を、鉛直方向において低い高さに維持しつつ、架台梁３を支持部２に固定することができる。またこれにより、後述するように、制振装置９を鉛直方向において低い高さで支持することを実現し、制振装置９と太陽電池パネル１との建物１００での共存を実現する。

本実施形態では、一対の架台梁３，３で制振装置９を支持している。すなわち、制振装置９は、架台梁３，３間に掛け渡すようにして、架台梁３，３に載置され、且つ、架台梁３，３に固定されている。後述するように、一対の架台梁３，３は、複数の制振装置９を支持してもよい。

架台梁３は、制振装置９を支持する接続板５を有してもよい。接続板５は、矩形状の板材であってよい。本実施形態では、接続板５は、架台梁３の下部に位置する下板３２に固定されている。制振装置９は、一対の接続板５，５の上面に載置することができる。これにより、制振装置９を架台梁３の下部において支持する場合に、適切な強度での支持を実現できる。なお、接続板５は、下板３２の上面に固定されてよい。

接続板５は、必要に応じて補強されてよい。接続板５は、図３に示すように、その板部分５０における、例えば一方の板面（一例として下面）から延出する補強部５１を有してよい。補強部５１は、例えば板部分５０の長手方向に沿い配置されてよい。補強部５１は、例えば細い枠材を板部分５０にボルトなどで固定したものであってよい。接続板５が補強部５１で補強されることにより、制振装置９を架台梁３の下部において支持する場合の支持の強度を高めることができる。また、強度を保ちつつ接続板５の厚みを薄くして制振装置９の上面の高さを低くすることができる。制振装置９の上面の高さを低くすることで、太陽電池パネル１の下方への制振装置９の配置を容易なものとすることができる。

図３では、補強部５１が細い枠材であり、一対の補強部５１，５１が、板部分５０の長手方向に沿って、板部分５０の両方の長辺に寄せた位置に、ボルトなどで固定されている場合を示している。

図１に示すように、パネル用フレーム４は、太陽電池パネル１を支持する枠材である。パネル用フレーム４は、一対の架台梁３，３間に掛け渡された状態で、架台梁３，３に固定されている。パネル用フレーム４は、架台梁３と交差している。図１，４に示すように、パネル用フレーム４は、本実施形態では、架台梁３と直交している。パネル用フレーム４は、架台梁３の上部に支持されてよい。本実施形態では、パネル用フレーム４は、上板３１の上面に載置された状態で架台梁３に固定されている。なお、図４は、建物１００における太陽電池パネル１の下方を上方から見た上面図である。図４では、説明の便宜のため、太陽電池パネル１の外形を破線で示している。

本実施形態では、上述のごとく、制振装置９が、架台梁３の下部に支持されており、且つ、太陽電池パネル１を支持するパネル用フレーム４が、架台梁３の上部に支持されているため、制振装置９は、パネル用フレーム４よりも架台梁３の高さに対応する分だけ低い位置で架台梁３に支持されることになる。これにより、制振装置９の上面の高さを低くすることができる。制振装置９の上面の高さを低くすることで、太陽電池パネル１の下方への制振装置９の配置を容易なものとすることができる。すなわち、制振装置９を太陽電池パネル１の下方に配置し、且つ、太陽電池パネル１の設置高さを高くすることなく、制振装置９と太陽電池パネル１との建物１００での共存を実現する。本実施形態では、パネル用フレーム４は、架台梁３の上面部に固定されている。

なお、太陽電池パネル１は、上述のごとく、パネル用フレーム４上に載置されている。そして、本実施形態において、太陽電池パネル１は、一対のパネル用フレーム４，４に掛け渡すようにしてパネル用フレーム４上に載置されている。一対のパネル用フレーム４，４上には、図５に示すように、複数の太陽電池パネル１を隣接させて配置してよい。

図１，４に示すように、一対のパネル用フレーム４，４は、制振装置９の両側部に沿わせて配置するとよい。換言すれば、制振装置９が、一対のパネル用フレーム４，４の間に配置されるとよい。このように一対のパネル用フレーム４，４の間に制振装置９を配置することで、設置スペースを効率よく利用できる。そして、この状態では、制振装置９は、上面視において、太陽電池パネル１と重複した配置となる。これにより、上面視において太陽電池パネル１と制振装置９とを同じ位置に設置できるため、設置スペースを効率よく利用できる。

図１，４に示すように、一対のパネル用フレーム４，４を制振装置９の両側部に沿わせて配置した場合、太陽電池パネル１及び制振装置９は、一対の架台梁３，３と、一対の架台梁３，３に掛け渡された一対のパネル用フレーム４，４とで囲われた格子状の強固な支持構造により支持されることになる。これにより、建物１００、特に太陽電池パネル１や制振装置９における制振性能が向上する。

図２に示すように、パネル用フレーム４の上面の高さは、制振装置９の上面の高さと同じ、又は、制振装置９の上面の高さよりも高くされる。これにより、太陽電池パネル１と制振装置９との干渉を回避できる。なお、本実施形態では、制振装置９が、架台梁３の下部に支持されており、且つ、太陽電池パネル１を支持するパネル用フレーム４が、架台梁３の上部に支持されているため、パネル用フレーム４の上面の高さを制振装置９の上面の高さと同じ、又は、制振装置９の上面の高さよりも高く設定するという配置は容易に実現できる。

なお、図２では、パネル用フレーム４上において、太陽電池パネル１が水平に設置されている場合を例示して図示しているが、太陽電池パネル１は、傾斜させて設置してもよい。この場合、パネル用フレーム４と太陽電池パネル１との間に、例えばスペーサを配置して傾斜させてよい。

建物１００の構成は、以上説明した通りである。以下では、建物１００が複数の太陽電池パネル１及び制振装置９を有する場合の具体例を説明する。図５には、複数の太陽電池パネル１及び制振装置９を有する場合の建物１００の上面図を示している。

図５に示す建物１００では、屋根Ｒ上の一面に、太陽電池パネル１が設置されている。制振装置９は、屋根Ｒ上の一部の領域に設置されている。

建物１００の屋根Ｒ上には、屋上階梁Ｈ（図１，２参照）から屋根Ｒの上方に延出する支持部２が複数個、露出（屋根Ｒの表面から突出）している。支持部２は、建物１００の屋根Ｒの外周部近傍や、屋根Ｒの中央部などに配置されている。図５では、太陽電池パネル１のみをパネル用フレーム４を介して支持し、且つ、支持部２に支持されるパネル用のフレームを、パネル用架台梁８として示している。パネル用架台梁８は、制振装置９を支持しない。パネル用架台梁８は、架台梁３と同様に、一対の支持部２，２に支持されている。

図５では、一対の支持部２，２間に、一つの架台梁３が掛け渡され、且つ、一対の架台梁３，３に対し、制振装置９が複数（図５では２つ）載置されている場合を示している。図５に示すように、架台梁３は、必要に応じて支持部２，２以外の構造物で補助的に支持されてもよい。図５では、架台梁３を補助的に支持する構造物の一例を補助支持支部８３として例示している。補助支持支部８３は、屋根Ｒ上に載置又は固定されている。補助支持支部８３は、屋上階梁Ｈに支持されることを要しない。補助支持支部８３は、架台梁３における、支持部２，２間に配置するとよい。補助支持支部８３は、必要に応じて設置すればよく、必須ではない。

図５では、パネル用フレーム４は、架台梁３又はパネル用架台梁８に支持されている。図５に示すように、その下方に制振装置９が配置される個所の太陽電池パネル１を支持するパネル用フレーム４又はパネル用フレーム４の一部は、架台梁３に支持される。また、その下方に制振装置９が配置されない個所の太陽電池パネル１を支持するパネル用フレーム４又はパネル用フレーム４の一部は、パネル用架台梁８に支持されていればよい。パネル用フレーム４は、架台梁３とパネル用架台梁８とにまたがって掛け渡されてよい。建物１００では、制振装置９が設置される領域か否かにかかわらず、パネル用フレーム４の延在方向において隣接する太陽電池パネル１が、同じパネル用フレーム４で一体的に支持されているため、各太陽電池パネル１が一体的に強固に支持される。これにより、建物１００、特に太陽電池パネル１における制振性能が向上する。

一対のパネル用フレーム４，４には、太陽電池パネル１が複数個、隣接して載置されてよい。図５では、一対のパネル用フレーム４，４に、４枚の太陽電池パネル１が載置されている。

図５に示す建物１００は、建築時から太陽電池パネル１が設置されたものであるが、建築時においては、制振装置９は設置されていなかったものを例示している。つまり、図５に示す建物１００は、太陽電池パネル１が設置された後に、制振装置９が後から増設して設置されたものである。

太陽電池パネル１のみが設置され、制振装置９が設置されていない建物１００に対する制振装置９の増設は、例えば以下のようにして行うことができる。

まず、建物１００の上面視において制振装置９を設置する予定の領域と重複するパネル用フレーム４，４と、このパネル用フレーム４，４上の太陽電池パネル１とを取り外す。更に、制振装置９を設置する予定の領域のパネル用架台梁８を、架台梁３に置き換える（交換する）。この際、架台梁３が、少なくとも一対の支持部２，２で支持されるように、パネル用架台梁８を、架台梁３に置き換える。その後、架台梁３に、制振装置９を固定する。更に、取り外したパネル用フレーム４を固定する。パネル用フレーム４は変更することなくそのまま用いることができる。この際、パネル用フレーム４は、架台梁３とパネル用架台梁８とにまたがって掛け渡されてよい。なお、架台梁３の上面の高さは、パネル用架台梁８の上面の高さと同じとされている。その後、パネル用フレーム４，４に取り外された太陽電池パネル１を再装着する。

なお、一部の太陽電池パネル１は、パネル用フレーム４，４による支持に代えて、支持部２に固定したブラケット（図示せず）を介して支持してもよい。この場合、ブラケットにより太陽電池パネル１を支持する領域のパネル用架台梁８をブラケットに置き換える。そして、太陽電池パネル１をこのブラケットに固定し、このブラケットを介して支持部２の直上に太陽電池パネル１を支持してよい。

太陽電池パネル１のみが設置され、制振装置９が設置されていない建物１００に対する制振装置９の増設は、上記のように行うことができるので、既設の太陽電池パネル１やパネル用フレーム４が無駄になることはなく、建物１００の発電容量の減少も回避できる。換言すれば、本実施形態に係る建物１００における太陽電池パネル１及び制振装置９の支持構造によれば、既設の太陽電池パネル１やパネル用フレーム４の無駄の削減と、建物１００の発電容量の減少の回避とを実現できるのである。すなわち、太陽電池パネル１の容量を減ずる必要がない。

以上のようにして、太陽電池パネルが適切に取り付けられた状態で制振性能が確保され、且つ、太陽電池パネルの容量を減ずる必要のない建物を提供することができる。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、建物に適用できる。

１ 太陽電池パネル
１００ 建物
２ 支持部
３ 架台梁
３０ 縦板
３１ 上板
３２ 下板
３９ Ｌ型金具
４ パネル用フレーム
５ 接続板
５０ 板部分
５１ 補強部
８ パネル用架台梁
８３ 補助支持支部
９ 制振装置
Ｇ 方向
Ｈ 屋上階梁
Ｒ 屋根

Claims (5)

1. 太陽電池パネルと、
   屋上階梁から屋根の上方に延出する支持部と
   一対の前記支持部間に掛け渡された架台梁と、
   一対の前記架台梁間に掛け渡されており、前記太陽電池パネルを支持するパネル用フレームと、
   一対の前記架台梁間に掛け渡された制振装置と、を備え、
   前記制振装置は、一対の前記パネル用フレーム間に配置され、且つ、前記太陽電池パネルの下方に配置されている建物。
2. 上面視において、前記制振装置は、前記太陽電池パネルと重複している請求項１に記載の建物。
3. 前記パネル用フレームは、前記架台梁の上面に支持されており、
   前記制振装置は、前記架台梁の下部に支持されている請求項１又は２に記載の建物。
4. 前記架台梁は、前記制振装置を支持する接続板を有し、
   前記接続板は、前記架台梁の下部に支持されている請求項３に記載の建物。
5. 前記接続板は、その板面から延出する補強部を有する請求項４に記載の建物。

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