JP5597090B2 - 太陽光発電装置の据付方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート（ＲＣ）構造物の陸屋根にソーラーパネル等の太陽光発電装置を固定する際の、アンカーボルトを不要にする固定架台の据付方法に関するものである。

従来、コンクリート構造物の陸屋根に太陽光発電装置を設置するために、固定架台を前記陸屋根に固定する方法として、特許文献１，特許文献２に記載されているように、屋根面から複数の外部連結体を突出させて該外部連結体に前記太陽光発電装置を載置・固定する方法が知られている。

特開平０８−２６０６４２号公報 特開２００７−２１１３９９号公報

前記外部連結体をＲＣ造構造物，ＳＲＣ造構造物，Ｓ造構造物等の陸屋根に固定する際には、防水層が設けられているので、該防水層を除去する必要がある。この防水層には、例えば、１）アスファルト防水とシンダーコンクリートとからなるもの、２）アスファルト防水と砂付ルーフィングとがあり、アスファルトと躯体コンクリートとの間にウレタンボードの断熱材が介装されている。他に、３）ゴムまたは塩ビシート防水、若しくは、４）ウレタン塗布防水などがあり、屋内天井面にウレタン断熱材の吹付け塗装が施工される。

そこで、前記太陽光発電装置を設置する際には、前記防水層を除去する。即ち、シンダーコンクリート，防水層，断熱材を除去し、躯体コンクリートを露出させる。そして、前記躯体コンクリートに孔を穿設し、拡張型アンカーボルトや接着型アンカーボルトを前記孔に埋込み、パネル架台を締め付けて固定する。上記防水層２）の場合には、コンクリートハツリ除去し、既設鉄筋と新鉄筋の接続、コンクリートの打設、コンクリート硬化養生後の独立基礎上にアンカーボルトを設けて、パネル架台を締め付け固定する。更に、上記防水層３）の場合には、ＲＣ製の重量置き基礎を屋上に設置し、アンカーボルトを設け、パネル架台を締め付け固定する。そして、上記各防水層の場合のそれぞれに、架台脚部，躯体コンクリート及び防水層を連続して覆う新たな防水工を施すものである。

しかし、既設の上記各防水層に対する除去工事及び新防水工を施す工事によって、躯体コンクリートの孔明けやハツリを施工するので、躯体コンクリートのひび割れや鉄筋損傷が生じるため、躯体の劣化や雨漏りの発生原因になる。また、躯体コンクリート上に新たな独立基礎や重量基礎を設置する場合には、重量増加による構造上の問題が発生する。更に、架台脚部の鋼材とコンクリート及び防水層に新たな防水層を施工するので、異なる材質に防水層を連続して接着することが困難であるため、防水層には剥離が生じ、鋼材腐食やコンクリートの劣化及び雨漏りの発生原因となる、という課題がある。本発明に係る太陽光発電装置の据付方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る太陽光発電装置の据付方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、太陽光発電装置を固定するパネル用架台を陸屋根に固定して据え付ける方法であって、前記パネル用架台の一部を、躯体コンクリートの上に載置して、若しくは、シンダーコンクリートの上に載置して、前記パネル用架台の一部を粘弾性ポリウレタン樹脂によって前記躯体コンクリート若しくはシンダーコンクリートと一体化させることである。

また、本発明に係る太陽光発電装置の据付方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、太陽光発電装置を固定するパネル用架台を陸屋根に固定して据え付ける方法であって、前記パネル用架台の架台脚部を、躯体コンクリートの上に載置して、若しくは、シンダーコンクリートの上に載置して、前記架台脚部における上端面の上下方向の位置を調整した後に、前記架台脚部の周囲に型枠を設置し、該型枠内に粘弾性ポリウレタン樹脂を打設し、前記架台脚部と前記躯体コンクリート若しくはシンダーコンクリートとを前記粘弾性ポリウレタン樹脂によって一体化させることである。

前記架台脚部のネジ孔に螺着された上下方向位置調整用の押しボルトは、該架台脚部を一体化して固定した後に前記架台脚部から脱着され、そのネジ孔と挿通用孔及び前記押しボルト跡部分に、充填部材が充填されることを含むものである。
また、架台脚部のネジ孔に螺着された上下方向位置調整用の押しボルトは、架台脚部の載置面に敷設される合成樹脂製の受け板と該合成樹脂製の受け板の上に敷設される金属製の受け板とを上下方向位置調整用の受け板とすることで、粘弾性ポリウレタン樹脂の中に埋設されることを含むものである。

前記粘弾性ポリウレタン樹脂は、主剤と硬化剤との２成分形のポリウレタン樹脂であっ
て、絶縁体であると共に粘弾性体であること、また、前記粘弾性ポリウレタン樹脂は、低発熱反応するもので速乾性であること、を含むものである。

本発明の太陽光発電装置の据付方法によれば、前記粘弾性ポリウレタン樹脂による接着だけでパネル用架台を躯体コンクリートに固定できるので、アンカーボルトによるコンクリートへの打ち込みなどが無く、躯体コンクリートのひび割れや鉄筋の損傷が生じることもなくなり、躯体コンクリートの損傷や劣化に起因する漏水を防止することができる。
前記パネル用架台の脚部を上下方向で位置調整する押しボルトは、架台基礎が構築された後、撤去されて充填材が充填されるので、風などによる太陽光発電装置の振動が、躯体コンクリート等の載置面に直接伝達することがなく、ひび割れなどの損傷を免れるものである。これにより、耐久性と安全性が確保される。
又、前記押しボルトを粘弾性ポリウレタン樹脂の中に残置させ埋設させる場合には、金属製の受け板の下に合成樹脂製の受け板を介装させて緩衝材となし、ひび割れなどの損傷を防止するものである。これにより、施工工事も容易で工期短縮となる。
また、前記粘弾性ポリウレタン樹脂が、鋼材とコンクリートとの双方に高い接着強度と引張強度を有するので、風荷重によるパネル架台の浮き上がりを防止する。
更に、前記粘弾性ポリウレタン樹脂は、粘弾性体であるので風荷重や地震による震動等の振動吸収性能に優れているとともに、主剤と硬化剤との混練後の実用強度の発現が約３時間〜５時間程度の速硬性を有するので工期短縮となる。
前記粘弾性ポリウレタン樹脂は、低発熱であるので扱いやすく、また、絶縁体であるので太陽光発電装置と躯体コンクリートとの絶縁が図られる、等と言う優れた種々の効果を奏するものである。

本発明に係る太陽光発電装置の据付方法によって太陽光発電装置を陸屋根に固定した実施例を示す斜視図である。 同本発明の太陽光発電装置の据付方法における架台用基礎４の縦断面図（Ａ），（Ｂ）である。 同太陽光発電装置の据付方法における架台用基礎４の一部を破断して示す平面図である。 同太陽光発電装置の据付方法における、アスファルト防水で押しボルト９を残置する場合の架台用基礎４の縦断面図である。 同太陽光発電装置の据付方法における、シンダーコンクリート１４が打設され且つ強度が不足する場合の架台用基礎４の縦断面図である。 同太陽光発電装置の据付方法における、シンダーコンクリート１４が打設され且つ強度が十分である場合の架台用基礎４の縦断面図である。 引張強度試験の様子を示す平面図（Ａ）と、縦断面図（Ｂ）とである。 供試体の正面図である。

本発明に係る太陽光発電装置の据付方法は、図１に示すように、太陽光発電装置据付用のパネル架台１を粘弾性ポリウレタン樹脂２で陸屋根３に固定する方法である。

本発明の第１実施例は、図２（Ａ）に示すように、陸屋根３を構成する屋上の躯体コンクリート３ａにおいて、太陽光発電装置５を載置する個所において、架台用基礎４を設けるに必要であって該基礎部分より広面積範囲の、ゴム・塩化ビニール・ウレタン等のシート防水である防水層６を除去する。前記躯体コンクリート３の内側には、ウレタン吹き付けの断熱材３ｂが設けられている。前記防水層６を除去した躯体コンクリート３ａの表面をサンディング処理して、付着物の除去及び健全なコンクリート面を露出させる。

前記露出させたコンクリート面とその周囲の防水層６上面に、２液性エポキシ接着剤（アルファテック３４０相当品）のプライマー７を刷毛塗りする。そして、鋼製の架台脚部８に押しボルト９を予め取り付けておいて、前記プライマー７の上に鋼製の受け板８ａを接着剤を介して敷設して、その上に前記架台脚部８を所定の位置に設置する。そして、前記押しボルト９を螺子込む等することで、前記架台脚部８の上端面の上下方向の位置をレベル調整をする。

その後、前記架台脚部８を囲んで型枠（図示せず）を設置する。型枠の下部には、エポキシパテで漏れ止めシールを施す。前記押しボルト９には、型枠替わりの円筒状のアルミパイプ１０を被せておく。

そして、主剤と硬化剤との２液性粘弾性ポリウレタン樹脂（エデロンコークラスト：登録商標 商品名ＶＡ−６０：エディロン社製、これらの相当品）１１を混合の上、図２（Ａ）及び図３に示すように、前記型枠内に充填する。図３において、架台脚部８の貫通した長孔８ｃは、前記粘弾性ポリウレタン樹脂１１が型枠内充填の際に下側へスムーズに流れて充填されるように設けられたものである。その後、この粘弾性ポリウレタン樹脂１１が約５時間程度で硬化するので、その硬化強度の発現後に前記型枠を脱型させる。

前記アルミパイプ１０に工具を差し込んで押しボルト９を撤去し、そのボルト跡やボルト孔内に、前記粘弾性ポリウレタン樹脂１１を、図２（Ｂ）に示すように、充填する。この架台用基礎４が構築された後、架台脚部８に植設された固定用ボルト１２と固定用ナット１２ａとで、パネル架台１を取り付けて固定する。このパネル架台１に太陽光発電装置５等の載置物を設置して固定するものである。前記押しボルト９は撤去されるので、架台脚部８ａの振動によって躯体コンクリート３ａの載置面が損傷するようなことがない。

本発明による第２実施例は、図４に示すように、アスファルト防水（砂付ルーフィング）６ａと断熱材１３が施工されていて、押しボルト９を残置する場合の方法を示している。この方法では、前記アスファルト防水６ａと断熱材１３とを除去した後、躯体コンクリート３ａの表面をサンディング処理してプライマー７を刷毛塗りした後、受け板を所定の位置に敷設するのであるが、先に合成樹脂製の受け板８ｂを接着剤で敷設して、その上に鋼製の受け板８ａを接着剤で敷設する。

その後、架台脚部８を所定の位置に載置し、押しボルト９でレベルを調整する。この架台脚部８に型枠を設置して、該型枠内に粘弾性ポリウレタン樹脂１１を充填する。前記押しボルト９はそのまま埋設させる。その後は、前記第１実施例と同様にして太陽光発電装置５を取付固定するものである。この第２実施例においては、前記押しボルト９を埋設したままにしても、パネル架台１及び架台脚部８ａの振動が、前記押しボルト９と鋼製の受け板８ａを介して合成樹脂製の受け板８ｂに伝達するので、躯体コンクリート３ａ表面に傷などの損傷を生じさせないものである。

本発明に係る第３実施例は、図５に示すように、防水層の上にシンダーコンクリート１４が打設されていて、且つ、そのシンダーコンクリート１４の強度が太陽光発電装置等の載置物を設置するには強度が不足する場合の据付方法である。この場合は、前記シンダーコンクリート１４及びアスファルト防水６ａを共に除去する。そして躯体コンクリート３ａを露出させて、接着プライマー７の刷毛塗り、鋼製の受け板８ａを所定の位置に接着剤で敷設して、架台橋脚８の設置とその上下方向位置のレベル調節を行い、型枠の設置と、該型枠内に粘弾性ポリウレタン樹脂１１を充填して硬化させた後に型枠を脱型する。更に、押しボルト９を撤去してそこのボルト孔等に粘弾性ポリウレタン樹脂１１を充填する。その後は、前記各実施例と同様に架台１を介して太陽発電装置５を取り付けて固定するものである。

本発明に係る第４実施例は、図６に示すように、防水層の上にシンダーコンクリート１４が打設されていて、且つ、そのシンダーコンクリート１４の強度が太陽光発電装置等の載置物を設置するには強度が十分である場合の据付方法である。この場合は、前記シンダーコンクリート１４の上面で、架台１設置に必要な範囲においてコンクリート面を清掃し、接着プライマー７の刷毛塗り、鋼製の受け板８ａを所定の位置に敷設して、架台橋脚８の設置とそのレベル調節を行い、型枠に粘弾性ポリウレタン樹脂１１を充填して硬化させた後に型枠を脱型する。更に、押しボルト９を撤去してそこのボルト孔に粘弾性ポリウレタン樹脂１１を充填する。その後は、前記実施例と同様に架台１を介して太陽発電装置５を取り付けて固定するものである。前記シンダーコンクリート１４と架台用基礎４との間の空隙に、樹脂材１５を充填する。

以上のように、太陽光発電装置５を、粘弾性ポリウレタン樹脂１１によってコンクリート表面に固定した架台１を介して固定するものであるので、その接着固定強度の試験について説明する。図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、コンクリート板（Ｕ型側溝用蓋等）１６に、各種防水加工層（改質アスファルトシート防水、ＦＲＰ防水、ゴムシート防水、ウレタン塗膜防水）１７を施し、その上にプライマー（ＡＴ３８０：商品名、その相当品）を塗布し、粘弾性ポリウレタン樹脂１１を打設する。該粘弾性ポリウレタン樹脂１１の養生後に、その上に４ｃｍ角の鋼製アタチメント１８を接着して、建研（独立行政法人建築研究所）式の引張試験機を使用して接着試験を行った。測定点数は、各種３体行った。その結果、被着材が、
コンクリートの場合には、 １．０８Ｎ／ｍｍ^２、（３体平均値）
鋼材の場合には、 １．１１Ｎ／ｍｍ^２、（３体平均値）
改質アスファルトシート防水の場合は、０．７０Ｎ／ｍｍ^２、（３体平均値）
ＦＲＰ防水の場合は、 ０．９１Ｎ／ｍｍ^２、（３体平均値）
ゴムシート防水の場合は、 ０．７９Ｎ／ｍｍ^２、（３体平均値）
ウレタン塗膜防水の場合は、 ０．８２Ｎ／ｍｍ^２、（３体平均値）
であった。

また、前記粘弾性ポリウレタン樹脂１１と接着プライマー７としてのエポキシ接着剤（アルファテック３４０：商標）を使用した場合の接着強度を試験した。この試験は、ＪＩＳＡ ６０２４の接着試験に準拠して行った。大きさが４０×４０×８０ｍｍのモルタルの間に、１５ｍｍの間隙を設け、両端に接着プライマー７を塗布し、指触乾燥後に、前記間隙に粘弾性ポリウレタン樹脂１１を充填し、供試体を作成する。

前記供試体を７日間、２０℃で養生した後の曲げ試験の結果、乾燥面接着で曲げ強度７．４８Ｎ／ｍｍ^２、湿潤面接着で曲げ強度５．７Ｎ／ｍｍ^２を示し、高い接着力を有することが確認された。

本発明の太陽光発電装置の据付方法は、太陽光発電装置に限らず各種の載置物をコンクリート面に固定する際に採用することができる。

１ パネル架台、
２ 粘弾性ポリウレタン樹脂、
３ 陸屋根、 ３ａ 躯体コンクリート、
３ｂ 断熱材、
４ 架台用基礎、
５ 太陽光発電装置、
６ 防水層、 ６ａ アスファルト防水、
７ 接着プライマー、
８ 架台脚部、 ８ａ 受け板、
８ｂ 受け板（樹脂）、 ８ｃ 長孔、
９ 押しボルト、
１０ アルミパイプ、
１１ 粘弾性ポリウレタン樹脂、
１２ 固定用ボルト、 １２ａ 固定用ナット、
１３ 断熱材、
１４ シンダーコンクリート、
１５ 樹脂材、
１６ コンクリート板、
１７ 各種防水加工層
１８ 鋼製アタチメント、
１９ モルタル。

Claims (6)

1. 太陽光発電装置を固定するパネル用架台を陸屋根に固定して据え付ける方法であって、
   前記パネル用架台の一部を、躯体コンクリートの上に載置して、若しくは、シンダーコンクリートの上に載置して、
   前記パネル用架台の一部を粘弾性ポリウレタン樹脂によって前記躯体コンクリート若しくはシンダーコンクリートと一体化させること、
   を特徴とする太陽光発電装置の据付方法。
2. 太陽光発電装置を固定するパネル用架台を陸屋根に固定して据え付ける方法であって、
   前記パネル用架台の架台脚部を、躯体コンクリートの上に載置して、若しくは、シンダーコンクリートの上に載置して、
   前記架台脚部における上端面の上下方向の位置を調整した後に、
   前記架台脚部の周囲に型枠を設置し、
   該型枠内に粘弾性ポリウレタン樹脂を打設し、
   前記架台脚部と前記躯体コンクリート若しくはシンダーコンクリートとを前記粘弾性ポリウレタン樹脂によって一体化させること、
   を特徴とする太陽光発電装置の据付方法。
3. 架台脚部のネジ孔に螺着された上下方向位置調整用の押しボルトは、
   該架台脚部を一体化して固定した後に前記架台脚部から脱着され、
   そのネジ孔と挿通用孔及び前記押しボルト跡部分に、充填部材が充填されること、
   を特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置の据付方法。
4. 架台脚部のネジ孔に螺着された上下方向位置調整用の押しボルトは、
   架台脚部の載置面に敷設される合成樹脂製の受け板と該合成樹脂製の受け板の上に敷設される金属製の受け板とを上下方向位置調整用の受け板とすることで、粘弾性ポリウレタン樹脂の中に埋設されること、
   を特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置の据付方法。
5. 粘弾性ポリウレタン樹脂は、主剤と硬化剤との２成分形のポリウレタン樹脂であって、絶縁体であると共に粘弾性体であること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置の据付方法。
6. 粘弾性ポリウレタン樹脂は、低発熱反応するもので速乾性であること、
   を特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の太陽光発電装置の据付方法。

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