昨今、いろいろな基準変更や見直しにより、中国から輸入されるアルミ架台が品質に問題があるものが出回っていると言われてますが、確かに品質に問題があるものはあります、再生材（リユースアルミ材）を使用して利益確保をしていることも少数あります、また、部材自体に図面より薄い形材を使用しているものもあります。
しかし、一番の問題は材料というより、施工精度と発注自体に問題があると思われます。
杭頭が乱雑なまま架台を組めば、間違いなく壊れます、ボルトもきっちりと閉められません。
また、設計上ではJISーC8955も2004,2011,2017と改訂されて、問題が発生すると追加されるのですが、JISに追加されるのでは無く、電技に提起されて居たりと、いまいち解りづらくなっており、また、JISに於いて計算された構造体力を立証するため、部材の応力、座屈等、および、第三者機関による非破壊検査等の必要性があるが、毎回メーカー側では部材が変わってきているので整合生が取れないこともあります。
また、アルミ材に対する指針が無いため、他のアルミに対する参考図書から計算式を導き出さなくてはならず、正解が求めずらい状況です。
また、JIS-C8955/2017で求められた、必要体力を電技の解釈、その他、国土交通省告示等の参考図書に基づき、立証していかないと実際は机上での答えが出てきません、また、構造計算だけではなく、建設地の地場の地盤状況、気象および条件、条例なども加味していかなくてはならず、それら条件を中国メーカーに伝える、もしくは指示していかなくてはなりません。
中国メーカーも日本以上に調べて研究開発はしておりますが、やはり日本の複雑な制度と内容を伝えるのは非常に難しいですし、相互理解を深めることはかなり難易度が高いです。
設計においてはJIS-C8955/2017で算出した設計荷重を下記参考書を元に立証することが必要
基礎の設計
建築基礎構造設計指針
建築基準法施工令９３条
国土交通省告示１１１３号
建設省告示１３４７号
鉄筋コンクリート構造計算基準
建築物のための地盤改良の設計および品質管理指針
杭の鉛直載可試験方法・同解説
杭の引抜き試験方法・同解説
杭の水平載可試験方法・同解説
架台の設計
鋼構造設計基準
軽鋼構造設計施工指針・同解説
アルミニウム建築構造設計基準・同解説
そのため、日本人構造設計士により、アルミに対する構造計算を部材一つから立証しながら行っていきます、住宅やビルの構造計算よりも厄介です。
なぜなら、指針や前例がないためです。
そこで出た答えで、アルミ部材と組み立ての構成を検討し生産に入るというのが正しい設計だと思っております、しかし、ここで問題なのが、価格です、いかに正しい設計出会ってもマーケット価格を押し上げるような事になれば、販売どころか、実施には至りません、そこの安全マージンを取りながら、部材を選定していくことも必要不可欠なプロデュースになります。
これだけ、市場があればデータにはこと困りません。
実際に電技の指針どうりに作ったもの、アルミで電技の解釈に基づき作ったもの、単価優先のもの、構造計算は正しくても部材構成が悪く倒壊したもの、構造計算すらしてなくても壊れないもの、諸条件はありますが、そこには何故を解明するための資料が沢山あります。
まずは品質や部材を疑う前に、一度、ご自分の発電所の架台の点検をしていただき、ボルトの緩み、地盤のズレ、横レールに水が溜まっている！等のご確認をお願いいたします。
何故このような事になったのか！！！の答えを探さないと改修することもできません。
また、これからご発注される方にご提案したいのは、きちんと日本で設計のできる架台メーカーをご検討ください、架台の設計に関してはまだまだ未知数的なこともございます（設計業務としては専門家がおりません）
以下、電技の解釈46条を引用
第46条【太陽電池発電所等の電線等の施設】
〔解 説〕 本条は、太陽電池発電所に施設する電線・太陽電池モジュールの支持物等について規定したものである。 第1項は、高圧ケーブルは一般的に遮へい層を有するよう規定しているところ(→第10条)、日本電線工業会が制定した、 太陽電池発電設備の直流電路で使用するケーブル(以下「PV ケーブル」という。)の規格においては、遮へい層を有し ないものとしている。PV ケーブルの省令への適合性評価を、平成22年度電気設備技術基準適合評価に基づき実施した。 その結果、2○4解釈で取扱者以外の者が出入りできないように措置した場所に施設する場合には、ただし書の各号に適合す る電線の使用を認めることとした。第一号は、使用電圧は、直流の1500V以下であることを定めている。第二号は、基本 構造を定めており、遮へい層のない構造も認められる。第三号~第六号では、導体、絶縁体、外装および完成品について、 材料・厚さ等の性能、使用環境などにおいて必要と想定される性能、電気的性能等を定めている。これらは、日本電線工 業会 JCS4517 「太陽光発電システム用ハロゲンフリーケーブル」から基本的なものを採用したものである。また、25解 釈で導体断面積を60mm2まで規定した。
第2項は、18解釈で追加されたものである。太陽電池発電設備は、一般公衆の生活環境に近接して施設されるケースが 多く、風圧荷重、積雪荷重又は地震荷重により支持物の破損、太陽電池モジュールの落下等が発生すると、人体に危害 を及ぼし又は物件に損傷を与える可能性がある。そのため、支持物(架台等)の強度について、日本工業規格JIS C 8955 (2004)を引用して規定していたが、日本工業規格JIS C 8955については、支持物の強度をより現実に近い数値とする 観点から試験結果等を基に2017年3月に改訂が行われたため、30解釈での引用規格には改訂された日本工業規格JIS C 8955(2017)を採用することとした。また、改訂の際に削除された材料の選定、許容応力度、部材の接合、及び防食に 関する項目を規定した。
第一号では、安定構造であることを要求している。第二号では、日本工業規格JIS C 8955(2017)に規定される設計 荷重に対する支持物の許容応力度設計を要求している。なお、部材に圧縮力や曲げモーメントが作用する場合には、曲 げ座屈、横座屈、局部座屈などが発生するおそれがあるため、座屈を考慮した許容応力度設計を行う必要がある。また、 部材の曲がりやねじれが大きい場合には、支持物の構造安全性を損なうことがあるため、それらを考慮して設計するこ とが必要である。加えて、部材間等を押さえ金具で接合する場合には、有限要素法等による解析や十分な数の実験によ る応力-ひずみ曲線の確認等によって、その部材の応力度が確実に許容応力度以下(いわゆる3σ)になることを確認す る必要がある。第三号では、支持物に使用する材料の品質について規定している。なお、鋼材やアルミ合金材など、熱 処理した材料を使用する場合は、熱処理後の材料特性(強度、延び等)を考慮して設計する必要がある。第四号では太 陽電池モジュールと支持物、支持物の部材間及び支持物の架構部分と基礎部分の接合について規定しており、各接合部 における部材間の存在応力を確実に伝達できる構造であることについて確認することを要求している。この構造規定の
確認対象となる接合部には、部材間等をボルト類や押さえ金具で接合するものだけではなく、太陽電池モジュールを支 持物に固定する際に用いるクリップ金具や、支持物の架構部分に対してクランプ等を用いた接合も含まれる。特にこれ らの摩擦接合を用いる場合は、載荷試験等によって部材間の存在応力を確実に伝達できる構造であることについて確認 する必要がある。第五号では支持物の基礎に関する要求性能を規定した。杭基礎等の横方向への移動に関しては、上部 構造に支障をきたさないことについて確認することを要求している。第六号では支持物の材料の腐食に関する要求性能 を規定している。これらの要求性能に適合する設計を行う際には、「地上設置型発電システムの設計ガイドライン2017 年版」(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構:2017)、及び解説46.1表に示す規準・指針が参考とな る。
解説46.1表
66
|
規準・指針 |
参照する見出し(章・節・項番号) |
|
鋼構造設計規準-許容応力度 設計法-(2005年(改訂版)， 日本建築学会 |
4章(材料)の全て 12章(引張材)のうち12.1 節 |
|
軽鋼構造設計施工指針・同解 説(2002年)，日本建築学会 |
1章(総則)のうち1.1節の(1)，1.3節 2章(材用および許容応力度)のうち2.1節 4章(部材設計)のうち4.1節の(2)，4.2節の(1)，4.2節の(2)，4.2 節の(3)，4.3節の(1)，4.3節の(2)，4.4節の(1)，4.4節の(2)，4.4 節の(4)，4.6節の(1)，4.6節の(4)，4.7節，4.9節の(1) 5章(接合要素)のうち5.1節の(2)，5.1節の(3)，5.1節の(4)，5.1 節の(8)，5.3節，5.5節の(2)，5.5節の(3)，5.6節の(1)(a)，5.6 節の(1)(b)，5.6節の(2)，5.6節の(3) 6章(接合部設計)のうち6.1節の(1)，6.8.2項の(2) 7章(製作・施工)のうち7.3.1項の(1) |
|
アルミニウム建築構造設計規 準・同解説(2016年)，アルミ ニウム建築構造協議会 |
3章(材料および許容応力度等)のうち3.2.1項，3.2.2項，3.2.3 項，3.4.2項 4章(部材設計)のうち4.1節，4.2節，4.3節，4.4節 |
従来、高さが4mを超える太陽電池発電設備については、日本工業規格JIS C 8955(2004)の適用範囲外としていたた め、その支持物については、建築基準法上の工作物として規制されていた。建築基準法施行令の改正により、建築基準 法上の工作物としての規定が適用されなくなることから、23解釈で建築基準法を引用し、その強度を規定することとし た。日本工業規格JIS C 8955(2017)の適用範囲が、設置面からの太陽電池アレイの最高高さが9mを超えるものを除外し ていることから、第七号では、土地に自立して施設される太陽電池発電設備のうち高さが9mを超える場合には、更に建 築基準法での工作物の構造強度等を要求することとした。具体的には、建築基準法施行令第3章構造強度のうち、第38 条(基礎)、第65条(有効細長比)、第66条(柱の脚部)、第68条(高力ボルト等)、第69条(斜材等の配置)及び第93条 (地盤及び基礎ぐい)の規定により施設する必要がある。なお、建築物に付帯する太陽電池発電設備については、この 解釈での要求事項に加え、建築設備として建築基準法施行令第129条の2の4に規定する構造強度も要求される。
なお、附則第2条として、日本工業規格JIS C 8955(2004)を適用する規定を残しているが、これは本解釈の施行日に おいて、現に工事計画届出提出済みの発電所(出力2MW以上の発電所に限る)及び電気工作物の設置又は変更の工事を開 始している場合に対する移行措置である。
第3項は、第15回産業構造審議会保安分科会電力安全小委員会(平成29年3月)の審議を踏まえ、29解釈で新たに追加 したものである。太陽電池発電設備の支持物については第2項で規定しているが、強度計算を行っていないなどその規定 を満たさない施工等により、公衆安全に影響を与える重大な損壊被害(平成27年8月に九州で発生した台風15号によるパ ネル飛散や架台倒壊等)が発生した。このような状況に鑑み、基準風速や降雪量など諸条件を満たす場合は、強度計算 を実施せずとも必要な強度等を確保できるよう、地上設置型の設備に適用できる標準仕様を規定したものである。なお、 当該標準仕様に準拠すれば強度計算を要しない前提であることから、設置場所の条件に左右されないように安全率を大 きく設定するため、風荷重には、最新の知見を生かして裕度を持たせた。また、標準仕様中、コンクリート強度Fcは平 成12年建設省告示第1450号に定める許容応力度を有するものをいい、N値は、JIS A 1219(2013)に規定される測定方法 を用いる。なお、本標準設計で使用している「N値=3」とは、太陽電池発電設備を設置する場所が柔らかい粘土質で あることを表している。
アルミ架台は製品ではありません、ということを伝え続けているのですが、太陽光パネルと違い、それぞれが違う条件のもとに設置するものです。
なので、それぞれに設計が必要になります。
是非ともアルミ架台での事故率の低減ができるように切に願っております。
アルミ架台リスクの見える化業務も現在進行させていただいております。
改修業務のみも行なっておりますので、是非お声がけください。
