JP2001026994A - 蓄熱体を備えた建築物 - Google Patents

蓄熱体を備えた建築物

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JP2001026994A
JP2001026994A JP11201788A JP20178899A JP2001026994A JP 2001026994 A JP2001026994 A JP 2001026994A JP 11201788 A JP11201788 A JP 11201788A JP 20178899 A JP20178899 A JP 20178899A JP 2001026994 A JP2001026994 A JP 2001026994A
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heat
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floor
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Kazuhiro Tsujii
和宏 辻井
Tetsuyuki Hattori
哲幸 服部
Yoshikazu Matsuda
芳和 松田
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冬期における昼間と夜間との温度差の少ない
居住環境を形成できるとともに、暖房負荷熱量を軽減さ
せることができる蓄熱体を備えた建築物を提供するこ
と。 【解決手段】 太陽光線が室内に導入される構造を有
し、該導入された太陽光線が照射される部分に蓄熱体1
0を備えてなる建築物100をその要旨とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱体を備えた建
築物に関する。さらに詳しくは本発明は、昼間の屋外の
熱エネルギー、例えば、太陽光線の照射熱を蓄積し、こ
の蓄積した熱エネルギーを温度の低い夜間に放出させて
屋外温度の温度変化よりも室内の温度変化が少なくなる
ように制御してより快適な居住空間を形成する蓄熱体を
備えた建築物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に、日本における住宅様式につい
ては、南側に大きな窓などの開口部を形成し、太陽の照
射熱を積極的に取り入れる構造が採用されることが多
い。ところが、こうして大きく形成された開口部から
は、昼間に大量の照射熱を取り入れることができるが、
その反面、夜間には外気温の低下に伴って、せっかく大
量に取り入れた照射熱が大きく形成された開口部から逆
に放出されてしまい、結果的に夜間においては開口部か
らの放熱により室温もかなり低下してしまう。こうした
我が国の住宅事情を考慮して、従来より建築物全体を構
成する各壁材を、断熱材等から形成し、建築物の壁面か
らの熱移動を阻止する方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の断熱材を利用した蓄熱する住宅では、建築物全
体の蓄積熱量が小さく、昼間の高エネルギーである太陽
の照射熱を積極的に取り入れて蓄積することできない。
従って、昼間と夜間の外気温度の差によって室内の温度
環境も著しく影響を受けているという問題があった。
【0004】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたものであり、その目的は、冬期に
おける昼間と夜間との温度差の少ない居住環境を形成で
きるとともに、暖房負荷熱量を軽減させることができる
蓄熱体を備えた建築物を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上を解決するために、
本各発明の採った手段は、実施形態において使用する符
号を付して説明すると、請求項1記載の発明は、蓄熱体
を備えた建築物を前提とし、太陽光線が室内に導入され
る構造を有し、該導入された太陽光線が照射される部分
に蓄熱体を備えてなることをその要旨とした。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に係る蓄熱体を備えた建築
物の実施の形態を説明するが、これは代表的な例を示し
たものであり、その要旨を超えない限り、以下の実施例
により本発明が限定されるものではない。
【0007】まず、図1に示すように、本発明にかかる
蓄熱体10を備えた建築物100は、請求項に太陽光線
が室内に導入される構造として記載した開口部50を有
し、該開口部から導入された太陽光線が照射される床下
面に蓄熱体10を配置させ、昼間に日射による熱エネル
ギーを吸収して蓄積し、夜間に上記蓄熱した熱エネルギ
ーを建築物内部に放出して、屋内の温度変化を低減させ
るものである。
【0008】本実施例に示す建築物100においては、
図2に示すように、ベタ基礎20は、地面に平行な面部
分を形成するスラブ部21と該スラブ部21の上面に対
して垂直に所定間隔を隔てて立設された立ち上がり部2
2から構成されている。立ち上がり部22の上部には、
図示はしない気密シーリングテープが配置され、この気
密シーリングテープ上に土台23が載置され、ボルト等
で立ち上がり部22に固定されている。なお、図示はし
ないが、割栗石24の上面に防湿シートを敷設し、この
防湿シート上面に平板状の断熱材を配置し、この断熱材
の上にベタ基礎を構築すれば、後述する蓄熱材の蓄熱性
能が地中温度の影響を受けにくくなるとともに、ベタ基
礎20自体にも蓄熱作用を持たせることができる。ま
た、床面は、強化ガラスで形成された床板30が敷設さ
れて構成されており、該床板で遮蔽される床下空間部4
0には、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱体10が多数収納
されている。
【0009】前記蓄熱体10は、図3に示すように、ボ
ール状に形成されたカプセル体11に潜熱蓄熱媒体12
が封入されたものである。前記カプセル体11は、直径
75mm、厚み2mm程度の樹脂(例えば、高密度ポリ
エチレン)でボール状に形成されており、このカプセル
体11の中には、潜熱蓄熱媒体12が寒天状にゲル化さ
れて封入されている。また、カプセル体11の形状に関
しては、実施例においては、円球断状に形成されたもの
を示したが、これに限定されることはなく、任意な形状
等であってもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の形
状であればいかなる形状であってもよい。このように、
蓄熱体10をボール形状に形成することにより、収納場
所に限定されることなく、いかなる形態の収納スペース
にも収納することができる。また、本実施例において
は、蓄熱媒体がゲル化されたものを示したが、これに限
定されることはなく、ゲル化されていないものでもよ
い。このような蓄熱体としては、住化プラスチック
(株)の「スミターマル」、三菱化学エンジニアリング
(株)の「STL」を使用することができる。
【0010】本発明の対象となる潜熱蓄熱媒体12の好
ましい例としては、パラフィン系炭化水素(CnH2n+
2、nは自然数)、その中でも、特に、nがドデカン〜
ドコサン等のものが好ましい。また、Na2SO4・10
2O(32゜C)、Na2CO 3・10H2O(32.5
〜34.5゜C)、Na2HPO4・12H2O(35゜
C)、Zn(NO32・6H2O(36゜C)や水も使
うことができる。さらに、融解温度を変化させるため
に、Na2SO4(31%)、NaCL(13%)、KC
L(16%)、H2O(40%)の混合系等の無機蓄熱
媒体も有効である。また、潜熱蓄熱媒体12をゲル化す
るゲル化剤としては、天然有機重合体として、ゼラチ
ン、澱粉、セルローズ重合体等を有効に用いることがで
きる。
【0011】次に、以上のように構成された、円球状の
蓄熱体10を備えた建築物100の最適な実施形態につ
いて図1及び図4に基づいて説明する。
【0012】前記円球状の蓄熱体10の設置範囲を、幅
W・奥行きL・奥行きdで定義し、以下にW・L・dの
好ましい範囲を示す。 (1)900mm≦W≦太陽光の入射可能な開口部の幅
の総和 (2)450mm≦L≦太陽光の受光可能な床下範囲に
おける開口部からの最大距離、又はW×Lで算出される
面積が設置する室の床面積の75%以上となる距離 (3)10mm≦d≦100mm 以上(1)、(2)、(3)の範囲中、特に図4に示す
ように、巾6m×奥行き3m×厚さ0.5m(厚さに関
しては図示せず)の範囲内で、蓄熱体10を床下空間部
40に収納させることが好ましい。このように床下に蓄
熱体10を収納させて基礎を形成した後、該基礎上に通
常の方法に建築物を構築する。この建築物の構造につい
ては特に制限はないが、太陽光線を積極的に取り入れ可
能な構造を有していればよく、例えば、図1に示すよう
に、建築物の南側に大きなトップライト窓などの開口部
50を形成することが好ましい。このように、本発明に
かかる蓄熱体10を備えた建築物100によれば、太陽
光線が開口部50から取り入れ可能であって、該太陽光
線が照射される床面が、強化ガラスから形成された床板
30で構成されているため、開口部50から導入された
太陽光線がきわめて効率よく蓄熱体10に伝導される。
【0013】なお、尚、前記(1)における幅Wは、9
00mm≦W≦太陽光の入射可能な開口部の幅の総和の
範囲が好ましい。なぜならば、蓄熱体全体が蓄えるエネ
ルギーは大きいほど良く、太陽光などの単位面積当りで
均一なエネルギーを利用する場合には受光面積を大きく
することが適切だからである。
【0014】前記(2)における奥行きLは、450m
m≦L≦太陽光の受光可能な床下範囲における開口部か
らの最大距離、又はW×Lで算出される面積が設置する
室の床面積の75%以上となる距離の範囲が好ましい。
なぜならば、上述した(1)の設定範囲理由と、加えて
太陽光が届かない部分に大きな蓄熱面積を取ることは室
温の低下を招き、本発明の効果が得られにくくなるため
である。
【0015】前記(3)における厚みdは、10mm≦
d≦100mmの範囲が好ましい。なぜならば、上記範
囲内が蓄熱体の相変化を最も有効に行わせる範囲である
からである。また、蓄熱体の厚みを100mm以上の厚
みにする場合には、吸放熱を促す構造を組み込む必要が
あるからである。
【0016】次に、本発明を構成する蓄熱体10の別の
実施形態を説明する。図5に示すように、本実施例に示
す建築物100におけるベタ基礎20は、地面に平行な
面部分を形成するスラブ部21と該スラブ部21の上面
に対して垂直に所定間隔を隔てて立設された立ち上がり
部22から構成されている。立ち上がり部22の上部に
は、図示はしない気密シーリングテープが配置され、こ
の気密シーリングテープ上に土台23が図面視縦方向に
載置され、ボルト等で立ち上がり部22に固定されてい
る。また、これと同様に、各立ち上がり部22の上部間
には土台23が図面視横方向に架設されている。土台2
3における内部側には断熱材25が設けられており、架
設された土台23の上面には、該土台23の長手方向と
直交する方向に根太26が所定間隔を隔てて配置されて
いる。また、床面は、強化ガラスで形成された床板30
が敷設されて構成されている。前記床板30の下面であ
って、且つ所定間隔を隔てて配置された各根太25の間
隔には、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱体10が収納され
ている。
【0017】前記蓄熱体10は、矩形状に形成されたカ
プセル体11に上述した潜熱蓄熱媒体12が封入された
ものである。前記カプセル体11は、横巾250mm、
縦巾600mm、高さ45mm、厚み2mm程度の樹脂
(例えば、高密度ポリエチレン)で箱状に形成されてお
り、このカプセル体11の中には、潜熱蓄熱媒体12が
寒天状にゲル化されて封入されている。このように、カ
プセル体11を矩形状に形成することにより、所定間隔
で配設された根太26間の空きスペースの内部型枠とし
て作用するため、根太26間に収納される断熱材25な
どを別途必要としない。また、本実施例においては、蓄
熱媒体12がゲル化されたものを示したが、これに限定
されることはなく、ゲル化されていないものでもよい。
【0018】以上のように、矩形状に形成された蓄熱体
10の最適な設置範囲は、上記(1)、(2)、(3)
の範囲中、特に、蓄熱体10を、巾6m×奥行き3m×
厚さ0.045m(厚さに関しては図示せず)の範囲内
で、床下に収納させることが好ましい。こうして床下に
蓄熱体10を収納させて基礎を形成した後、該基礎上に
通常の方法に建造物を構築する。この建築物の構造につ
いては特に制限はないが、太陽光線を積極的に取り入れ
可能なように、室内に導入される構造を有していればよ
く、例えば、図1に示すように、建築物の南側に大きな
トップライト窓などの開口部50を形成することが好ま
しい。
【0019】以上にように構成された蓄熱体10を備え
た建築物100の実施形態によれば、以下のような効果
を実現することができる。
【0020】即ち、一般的に直達される日射量は、一時
間一平方メートル当たり約500キロカロリーにも及ぶ
ため、本発明にかかる蓄熱体10を備えた建築物100
の開口部50から照射される太陽光線だけでも、建築物
内部に配置された蓄熱体10に蓄熱されるエネルギーは
相当な量となる。よって、外気温度が下がる夜間は、そ
れに応じて室内の温度も下がるが、昼間に蓄積されて温
度が高くなっている蓄熱体10から熱エネルギーが放出
されるため、建築物内部の温度を上昇させることができ
る。従って、冬期の夜間においても、蓄熱体10によっ
て、外部の温度変化の影響が緩和されるので暖房負荷熱
量を削減することができる。
【0021】また、本発明にかかる蓄熱体10を備えた
建築物100は、太陽光線が照射される床面が、強化ガ
ラスから形成された床板30によって構成されているた
め、開口部50から導入された太陽光線を効率よく蓄熱
体10に伝導させることでき、より蓄熱性の高い建築物
100とすることができる。なお、床板30の材質は、
強化ガラスに限定されることなく、熱伝導のよい素材で
あれば、いかなるものでもよい。
【0022】しかも、本発明を構成する蓄熱体10にお
いては、外形形状を小さな円球状に形成したので、あら
ゆる収納空間に収納することができ、建築物の床下に限
定されることなく、天井等に形成された空間部等に収納
することができる。さらに、蓄熱体10の外形形状を矩
形状に形成することにより、所定間隔で配設された根太
26間の空きスペースの内部型枠として作用するため、
根太26間に配置される断熱材等を別途必要とせず、こ
の蓄熱体10を設置するための作業工程を簡素化するこ
とができ、しかも、床下面だけでなく、壁、天井等を構
成する部材内にこの蓄熱体10を収納させれば、より大
きな熱エネルギーを蓄熱することができる。
【0023】ところで、本各発明は、上述した実施例に
限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範
囲内での改良、変形等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述したように、蓄熱体を床下に配置させると
ともに、建築物の躯体を構成する各部材を、蓄熱作用を
有する素材(、断熱材、煉瓦、コンクリート板、石膏
等)を使用すれば、さらに、蓄熱性の高い建築物とする
ことができ、冬期における省エネルギー化を図ることが
できる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本各発明にかかる蓄熱体
を備えた建築物によれば、太陽光線が室内に導入される
構造を有し、該導入された太陽光線が照射される部分に
蓄熱部を備えたことにより、室内の温度よりも建築物の
外部温度が高いときに屋外の熱エネルギーを吸収して蓄
積し、室内の温度よりも建築物の外部の温度が低いとき
に上記蓄熱した熱エネルギーを建築物内部に放出するた
め、外部の温度変化の影響が緩和されるので、わずかな
暖房負荷熱量を使用するだけで快適な居住空間を形成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる蓄熱体を備えた建築物の実施例
を示す縦断面図である。
【図2】本発明の一実施例にかかる蓄熱体を備えた建築
物の床下部分を一部破断して示す斜視図である。
【図3】図2に示す実施例による円球状の蓄熱体を示す
断面図である。
【図4】本発明の一実施例にかかる蓄熱体を備えた建築
物を示す平面断面図である。
【図5】本発明の別実施例にかかる蓄熱体を備えた建築
物の床下部分を一部破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
10 蓄熱体 11 カプセル体 12 潜熱蓄熱媒体 20 ベタ基礎 21 スラブ部 22 立ち上がり部 23 土台 24 割栗石 25 断熱材 26 根太 30 床板 40 床下空間部 50 開口部 100 建築物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 芳和 岐阜県大垣市青柳町300番地 イビデン株 式会社青柳工場内 Fターム(参考) 2E001 DD17 FA18 FA24 GA42 HF11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽光線が室内に導入される構造を有
    し、該導入された太陽光線が照射される部分に蓄熱体を
    備えてなる建築物。
JP11201788A 1999-07-15 1999-07-15 蓄熱体を備えた建築物 Pending JP2001026994A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002195587A (ja) * 2000-12-27 2002-07-10 Daiwa House Ind Co Ltd 蓄熱床構造
JP2013007187A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Panasonic Corp 蓄熱システム
JP2020183626A (ja) * 2019-04-27 2020-11-12 清政 上郡 建物の基礎構造

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