JP4137833B2

JP4137833B2 - 屋根構造

Info

Publication number: JP4137833B2
Application number: JP2004099603A
Authority: JP
Inventors: 成康村田
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005282211A

Description

本発明は、屋根面に太陽電池パネルと植栽パネルとがそれぞれ組み合わされて複数敷設されてなる屋根構造に関する。

近年、環境を重視した住宅が出てきており、建物の緑化に関して、例えば屋上やバルコニー、屋根面等に植栽することにより居住者に安らぎを与えたり都市の景観を美化するととともに、都市部の温暖化の防止対策を図っている。
屋根面における植栽が施された住宅として、屋根の上面に薄層の培土を敷設し、その培土に植生を施し、屋根の頂部に設けられた太陽電池パネルによる電力を用いて、貯水槽等に貯水された水を植生に循環供給するように構成した住宅が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２９３７１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の住宅の場合、屋根の両側全面に植生が施され、太陽電池パネルは屋根の頂部のみに設置されている。そのため、外観も単調であり、屋根面の所望の箇所に自在に植栽したり太陽電池パネルを設置することで、より美観に優れた建物とすることが望まれている。
また、太陽電池パネルは屋根の頂部のみに設置されていることから、設置箇所も少なく十分な電力を確保することが難しいという問題がある。さらには、上述の方法により屋根面に植栽を施した場合、非常に手間がかかるという問題もあり、施工の簡略化が求められている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、屋根面の所望の箇所に自在に植栽したり、太陽電池パネルを設置することができ、外観上非常に優れた建物とすることのできる屋根構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、第１の枠４２内に太陽電池（太陽光発電モジュール４３）が設けられてなる太陽電池パネル４と、平面視した際に、前記第１の枠４２と同形状で同じ大きさをなした第２の枠５２内に緑化植物が植栽されてシート状もしくはマット状の植栽層５３と、前記植栽層５３の下方に設けられた人口培土である土壌層からなる植栽パネル５とが、建物１の傾斜した屋根面２にレール部３上に複数敷設されており、
前記第２の枠５２の傾斜方向上側底面に、前記植栽層５３に給水される複数の給水口５５aが形成され、前記第２の枠５２の傾斜方向下側底面に、前記植栽パネル５における排水を外部へ排出するための排水機構（例えば、溝部３１）を備えた前記レール部３に通じる排水口５２bが形成され、
前記屋根面２と、前記太陽電池パネル４及び前記植栽パネル５の下面との間には通気層７が設けられており、
前記通気層７に、前記給水口５５aに通じる給水管６が設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、太陽電池パネル４と、この太陽電池パネル４の第１の枠４２と平面形状が同寸法の第２の枠５２内に植栽層５３が設けられてなる植栽パネル５とが、建物１の屋根面２に複数敷設されているので、太陽電池パネル４によって太陽光を電気（電力）に変換することができ、建物１で消費する電力を賄うことができるため、電力の自給自足を行うことができる。また、植栽パネル５によって建物１の緑化を図れ、居住者に安らぎを与えたり、夏季には太陽熱を遮断して建物１内部の温度上昇を抑え、冬季には建物１内部から逃げる熱を押さえて、冷暖房に要するエネルギーを削減することができ、都市部の温暖化の防止対策とすることができる。このように、屋根面２を有効に使用して太陽光発電を効率良く行い、また、緑化の増大を図ることができ環境問題の観点から非常に優れる。
また、本発明では、第１の枠４２と第２の枠５２との平面形状が同寸法であり、これら両枠４２、５２をそれぞれ有する太陽電池パネル４と植栽パネル５とがそれぞれ組み合わされて複数敷設されているので、これら両パネル４、５を自在に組み合わせて、例えば、太陽光を取り込み易い位置に適宜パネル４、５を配置するなど、容易に所望の屋根構造とすることができる。また、両パネル４、５の組み合わせによって美観に非常に優れた建物１とすることができる。

また、太陽電池パネル４と植栽パネル５とは、屋根面２に設置されたレール部３上に敷設されているので、レール部３上に沿って各パネル４、５を敷設することで簡易に施工でき、見栄えも良い。
さらに、レール部３に備えられた排水機構（溝部３１）によって、植栽パネル５で排出された排水が溜まることなく外部へとスムーズに排出される。
また、屋根面２と、太陽電池パネル４及び植栽パネル５の下面との間には通気層７が設けられているので、通気性に優れ、むれたりすることなく植物が良好に育つ。
また、通気層７に、給水口５５aに通じる給水管６が設けられているので、通気層７を有効に利用することができるとともに、給水管６によって植栽層５３の植物に給水することができ効率が良い。また、給水管６が外側から見えることもないので見栄えも良い。

請求項２の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、請求項１に記載の屋根構造において、
前記第２の枠５２の底面から上端面までの高さＨは、前記第１の枠４２の底面から上端面までの高さｈよりも高いことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、植栽パネル５の第２の枠５２の底面から上端面までの高さＨは、太陽電池パネル４の第１の枠４２の底面から上端面までの高さｈよりも高いので、第２の枠５２内に設ける植栽用の土壌層５４等を厚くすることができ、その分、大型の植物等を植えることができる。

請求項３の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、請求項１又は２に記載の屋根構造において、
前記第２の枠５２の底面には、該底面から突出する複数のリブ部５２aが形成されてい
ることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、第２の枠５２の底面には、該底面から突出する複数のリブ部５２aが形成されているので、これら複数のリブ部５２aによって植栽層５３が支持されて、第２の枠５２内でずり落ちることなく確実に保持することができる。

本発明に係る屋根構造によれば、第１の枠を有する太陽電池パネルと、第１の枠と平面形状が同寸法の第２の枠を有する植栽パネルとが、建物の屋根面に複数敷設されているので、太陽光発電を効率良く行うことができるとともに緑化の増大を図ることができる。
また、太陽電池パネルと植栽パネルとを自在に組み合わせて敷設することによって、容易に所望の屋根構造とすることができ、美観にも非常に優れた建物とすることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本発明に係る屋根構造を備えた建物の斜視図、図２は、屋根構造の要部を示したもので、太陽電池パネルと植栽パネルとがレール部に敷設された状態における斜視図（なお、植栽パネルにおいては植栽層の図示を省略した）、図３は、横方向において太陽電池パネルと植栽パネルとがレール部に敷設された状態における横断面図、図４(a)は、図
３において植栽層と太陽光発電モジュールを省略した横断面図、図４(b)は、(a)の変形例を示している。
図１〜図３に示すように、建物１の傾斜した屋根面２に、上下に沿って延在するレール部３が横方向に複数所定間隔で設置されている。そして、これらレール部３上に太陽電池パネル４と植栽パネル５とがそれぞれ組み合わされて複数敷設されている。

レール部３は、その上面に長手方向に沿って後述する太陽電池パネル４及び植栽パネル５の脚部４１、５１が嵌め込まれる溝部３１が形成されている。この溝部３１は、後述するが植栽パネル５から排出される排水を外部へと排出するための排水機構の作用も兼ねている。

太陽電池パネル４は、上面が開口した箱状の第１の枠４２内に、太陽光で発電する平板状の太陽電池を強化ガラスでラミネートし耐候性を持たせた太陽光発電モジュール４３が設けられてなるものである。
また、第１の枠４２の下面の両側縁部には、レール部３の溝部３１内に嵌め込まれる脚部４１がそれぞれ形成されている。
この第１の枠４２や脚部４１の材質としては、例えばアルミニウム製や樹脂製等が挙げられる。
なお、このような太陽電池パネル４から出力された電気は、図示しない接続器であるターミナルボックスにまとめられて、このターミナルボックスでまとめられた電気はインバータで直流から交流に変換され、これによって太陽光が電気に変換されて利用されるようになっている。

植栽パネル５は、平面視した際に、太陽電池パネル４の第１の枠４２と同形状で同じ大きさをなした第２の枠５２内に緑化植物が植栽された植栽層５３や、植栽層５３の下方に緑化植物に水や養分を供給するための培養土等からなる土壌層５４等が設けられてなるものである。
第２の枠５２は、第１の枠４２と同様に上面が開口した箱状をなしており、その底面には横方向に沿って延在し、底面から上方に突出する複数のリブ部５２aが形成されている
。これらリブ部５２aは、その長手方向略中央で凸となるように湾曲している。
また、第２の枠５２の底面から第２の枠５２の上端面までの高さＨは、第１の枠４２の底面から第１の枠４２の上端面までの高さｈよりも高く形成されている。すなわち、第２の枠５２の上部は内側に若干内側に凹んだ形状となっており、レール部３に各パネル４、５を設置した際に、植栽パネル５の上端面が太陽電池パネル４の上端面より上方に突出するようになっている。
また、第２の枠５２の下面の両側縁部にも、第１の枠４２と同様にレール部３の溝部３１内に嵌め込まれる脚部５１がそれぞれ形成されている。そして、これら第２の枠５２や脚部５１の材質としては、第１の枠４２と同様に例えばアルミニウム製や樹脂製等が挙げられる。
また、この第２の枠５２の傾斜方向上側底面、すなわち、最上部に位置するリブ部５２aの上側には、後述する給水管６に接続される給水枝管５５が設けられている。この給水枝管５５には、複数の給水口５５aが給水枝管５５の長手方向に沿って所定間隔に形成されている
。そして、これら給水口５５aから水が噴出されて植栽層５３に給水されるようになって
いる。
また、第２の枠５２の傾斜方向下側底面のコーナー部には、レール部３の溝部３１内に通じる排水口５２bが形成されている。

植栽層５３は、建物１の立地条件や緑化の目的に応じて適宜選定された緑化植物が植栽された、例えばシート状もしくはマット状のもの等が挙げられる。大型の植物も植栽可能である。
土壌層５４は、水持ちが良く養分を十分供給可能な材料からなり、自然培土であっても良いし、人工培土であっても構わない。特に、人工培土とした場合は自然培土よりも軽量であるので、建物１の屋根に植栽パネル５として使用する場合に好適なものとなる。また、殺菌が少なく害虫の発生もより少なくなる。人工培土の具体例としては、ピートモス、バーミュキュライト等を混合して形成した配合培土や、水で膨潤する水溶性シートあるいは高吸水性高分子等が挙げられる。
このような土壌層５４の下層に、図示しないが、植物を育成させるために必要な水を保持するために、例えば、０．２〜０．３ｍｍの通過空隙を有する編み目構造の成形体、厚さ２０〜１００μｍの合成高分子又は天然物の繊維質成形体等からなるものを設けても良い。
また、その他に、植栽パネル５の下面に水を侵入させないために防水性を有する防水シート等を設けたリ、通水性を有し植物の根は通さない材質からなる不織布等を設けても良い。この不織布等によって植物の根が植栽パネル５の底面にまで成長して植栽パネル５を傷めるといった不具合を防止できる。

また、上述のようなレール部３の溝部３１内に、太陽電池パネル４の脚部４１及び植栽パネル５の脚部５１が嵌め込まれることによりレール部３上に各パネル４、５が設置され、これによって屋根面２と、太陽電池パネル４の下面及び植栽パネル５の下面との間には通気層７が形成されている。
そして、この通気層７に、植栽パネル５の植栽層５３に通じる給水管６が配置されている。給水管６は、植栽パネル５の下面側から底面を貫通するとともに植栽パネル５の上側底面に設けられた給水枝管５５に接続されている。また、各植栽パネル５の給水枝管５５に接続された複数の給水管６は、１つの給水本管（図示略）に接続されたうえで給水源（図示略）に接続されている。

次に、屋根面２に太陽電池パネル４及び植栽パネル５を設置する手順とともに、上述の構成からなる屋根構造における作用について説明する。
図１〜図３に示すように、まず、屋根面２の横方向に所定間隔で複数のレール部３を、例えばビスやネジ等の止着材（図示略）により止着して設置する。次いで、レール部３の溝部３１内に太陽電池パネル４及び植栽パネル５の各脚部４１、５１を嵌め込むとともにスライドさせて所定の位置に配置し、ビスやネジ等の止着材（図示略）で固定する。
このようにして屋根面２全体に設置された太陽電池パネル４では、太陽光が電力に変換されて建物１内の冷暖房機器、電化製品等の電力として使用される。一方、植栽パネル５では、給水管６から給水された水が給水枝管５５を介して植栽層５３の緑化植物に噴出される。そして、排出される排水は、底面のリブ部５２aに沿って第２の枠５２の両側へと流れて排水口５２bを介してレール部３の溝部３１内へと流れて外部へと排出される。

以上、本発明の実施の形態の屋根構造によれば、第１の枠４２を有する太陽電池パネル４と、平面視した際に、第１の枠４２と同形状で同じ大きさをなした第２の枠５２を有する植栽パネル５とが、建物１の屋根面２に複数敷設されているので、屋根面２を有効に使用して太陽光発電を効率よく行うことができるとともに、緑化の増大を図ることができ環境問題の観点から非常に優れる。
また、第１の枠４２と第２の枠５２とが平面視した際に、同形状で同じ大きさをなしているので、これら両枠４２、５２をそれぞれ有する太陽電池パネル４と植栽パネル５とをそれぞれ自在に組み合わせることによって、容易に所望の屋根構造とすることができる。また、美観に非常に優れた建物１とすることができる。
太陽電池パネル４と植栽パネル５とは、屋根面２に設置されたレール部３上に敷設されているので、レール部３上に沿って各パネル４、５を敷設することで簡易に施工でき、この点においても見栄えが良くなる。
植栽パネル５の第２の枠５２の底面から上端面までの高さＨは、太陽電池パネル４の第１の枠４２の底面から上端面までの高さｈよりも高いので、第２の枠５２内に設ける植栽用の土壌層５４等を厚くすることができ、その分、大型の植物等を植えることができる。
レール部３には、溝部３１である排水機構が設けられているので、植栽パネル５で排出された排水を外部へとスムーズに排出できる。
また、第２の枠５２の底面には複数のリブ部５２aが形成されているので、これら複数
のリブ部５２aによって植栽層５３が支持されて第２の枠５２内で確実に保持することが
できる。さらに、リブ部５２aは、その長手方向略中央で凸となるように湾曲しているの
で、横方向に沿って水平な場合に比べて、リブ部５２aに沿って第２の枠５２の両側に水
を流すことができ排水し易い。
屋根面２と、太陽電池パネル４及び植栽パネル５の下面との間には通気層７が設けられているので、通気性に優れ、むれたりすることなく植物が良好に育つ。
通気層７に、植栽層５に通じる給水管６が設けられているので、通気層７を有効に利用することができるとともに植物に給水することができ効率が良い。また、給水管６が外側から見えることもない。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なものとする。
例えば、上記実施の形態において、植栽パネル５の第２の枠５２の底面から上端面までの高さＨを、太陽電池パネル４の第１の枠４２の底面から上端面までの高さｈよりも高くする構成として、レール部３に各パネル４、５を設置した際に、植栽パネル５の上端面が太陽電池パネル４の上端面より上方に突出する構成としたが、これに限らず図４(b)に示すように、植栽パネル５Ａの底面が通気層７側（下側）に凸となる構成としても構わない。なお、図中、上述の実施の形態と同様の構成部分については同様の符号を付した。
また、上記実施の形態では、植栽パネル５の高さＨが太陽電池パネル４の高さｈに比べて高くなる構成としたが、植栽パネル５の高さＨと太陽電池パネル４の高さｈとを略等しくしても良い。このように植栽パネル５と太陽電池パネル４の高さＨ、ｈを略等しくすることによって、見栄えが良くなるという効果を得ることができる。
また、リブ部５２aは、その長手方向略中央で凸となるように湾曲した形状に限らず、横方向に水平に延在した形状であっても良く、植栽層５３を支持できる形状であれば適宜変更可能である。

本発明の実施の形態を示すためのもので、屋根構造を備えた建物の斜視図である。同、太陽電池パネルと植栽パネルとがレール部に敷設された状態における斜視図である。同、横方向において太陽電池パネルと植栽パネルとがレール部に敷設された状態における横断面図である。同、(a)は図３において植栽層と太陽光発電モジュールとを省略した横断面図、(b)は(a)の変形例を示している。

符号の説明

１建物
２屋根面
３レール部
４太陽電池パネル
５植栽パネル
６給水管
７通気層
３１溝部（排水機構）
４２第１の枠
４３太陽光発電モジュール（太陽電池）
５２第２の枠
５２a リブ部
５３植栽層
Ｈ、ｈ高さ

Claims

第１の枠内に太陽電池が設けられてなる太陽電池パネルと、
平面視した際に、前記第１の枠と同形状で同じ大きさをなした第２の枠内に緑化植物が植栽されてシート状もしくはマット状の植栽層と、前記植栽層の下方に設けられた人工培土である土壌層からなる植栽パネルとが、建物の傾斜した屋根面に設置されたレール部上に複数敷設されており、
前記第２の枠の傾斜方向上側底面に、前記植栽層に給水される複数の給水口が形成され、前記第２の枠の傾斜方向下側底面に、前記植栽パネルにおける排水を外部へ排出するための排水機構を備えた前記レール部に通じる排水口が形成され、
前記屋根面と、前記太陽電池パネル及び前記植栽パネルの下面との間には通気層が設けられており、
前記通気層に、前記給水口に通じる給水管が設けられていることを特徴とする屋根構造。
請求項１に記載の屋根構造において、
前記第２の枠の底面から上端面までの高さは、前記第１の枠の底面から上端面までの高さよりも高いことを特徴とする屋根構造。
請求項１又は２に記載の屋根構造において、
前記第２の枠の底面には、該底面から突出する複数のリブ部が形成されていることを特徴とする屋根構造。