JP2001323577A - 熱交換可能な建物壁面パネル - Google Patents
熱交換可能な建物壁面パネルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 室外に排出される室内空気で換気用室外空気
を加熱または冷却でき、熱的な省エネルギを行うことが
できる、初期投資費用の割安な建物用構造を得るにあ
る。 【解決手段】 離間された断熱性室外壁面材3Aと断熱
性室内壁面材4Aとの間を熱伝導率の高い伝熱パネル5
Aで仕切り、室内空気を室外に排出できる排気ダクト1
1A,12Aに前記伝熱パネル5Aの両側の空気室6
A,7Aの一方6Aを連絡し、同空気室6A,7Aの他
方7Aを室外空気を室内に取り入れる吸気ダクト13
A,14Aに連絡した熱交換可能な建物壁面パネル。
を加熱または冷却でき、熱的な省エネルギを行うことが
できる、初期投資費用の割安な建物用構造を得るにあ
る。 【解決手段】 離間された断熱性室外壁面材3Aと断熱
性室内壁面材4Aとの間を熱伝導率の高い伝熱パネル5
Aで仕切り、室内空気を室外に排出できる排気ダクト1
1A,12Aに前記伝熱パネル5Aの両側の空気室6
A,7Aの一方6Aを連絡し、同空気室6A,7Aの他
方7Aを室外空気を室内に取り入れる吸気ダクト13
A,14Aに連絡した熱交換可能な建物壁面パネル。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は居住用建物に関し、
特に、熱エネルギを節約できる建物の壁面パネルに関す
る。
特に、熱エネルギを節約できる建物の壁面パネルに関す
る。
【0002】
【背景技術】最近、住居等の居住用建物においては、省
エネルギの見地から壁面等の断熱と室内空気の密閉化を
図って、エアコンデショナで室内温度を人体に対しての
快適温度に維持する傾向にある。このようなエアコンデ
ショナでの室内空気の温度制御の場合、室内の発熱や奪
熱に応じた熱負荷分の資源エネルギ(電気エネルギな
ど)が消費される。
エネルギの見地から壁面等の断熱と室内空気の密閉化を
図って、エアコンデショナで室内温度を人体に対しての
快適温度に維持する傾向にある。このようなエアコンデ
ショナでの室内空気の温度制御の場合、室内の発熱や奪
熱に応じた熱負荷分の資源エネルギ(電気エネルギな
ど)が消費される。
【0003】そして、このエアコンデショナの運転時に
あっては、呼吸などで汚れた室内空気が計画的に建物外
に排気され、この排気に伴って新鮮な室外空気が室内に
取り込まれる所謂”計画換気”が行われる。この”計画
換気”の際、夏期や冬期などのように屋外空気と室内空
気のとの間に大きな温度差がある場合、室内に取り込ま
れる新鮮な外気を室内空気温度まで加熱または冷却する
熱エネルギが前述した熱負荷分エネルギとは別に必要で
あるが、逆に、この取り入れ外気に見合って室外に排出
される室内空気の熱エネルギは無駄に室外に廃棄され
る。
あっては、呼吸などで汚れた室内空気が計画的に建物外
に排気され、この排気に伴って新鮮な室外空気が室内に
取り込まれる所謂”計画換気”が行われる。この”計画
換気”の際、夏期や冬期などのように屋外空気と室内空
気のとの間に大きな温度差がある場合、室内に取り込ま
れる新鮮な外気を室内空気温度まで加熱または冷却する
熱エネルギが前述した熱負荷分エネルギとは別に必要で
あるが、逆に、この取り入れ外気に見合って室外に排出
される室内空気の熱エネルギは無駄に室外に廃棄され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】夏期や冬期における取
り入れ外気の熱負荷は、外気と室内空気の温度差が大き
いほどエアコンデショナ全体の熱負荷に占める割合が大
きく、換気される室内空気で廃棄される熱的なエネルギ
も膨大なものとなる。
り入れ外気の熱負荷は、外気と室内空気の温度差が大き
いほどエアコンデショナ全体の熱負荷に占める割合が大
きく、換気される室内空気で廃棄される熱的なエネルギ
も膨大なものとなる。
【0005】また、前述したような取り入れ外気の負荷
や無駄に排出される室内空気の熱量が多いことは、初期
投資されるエアコンデショナの能力や価格を必要以上に
大きなものとする問題もある。
や無駄に排出される室内空気の熱量が多いことは、初期
投資されるエアコンデショナの能力や価格を必要以上に
大きなものとする問題もある。
【0006】本発明の主たる目的は、以上に述べたよう
な従来の住宅などの熱エネルギの消費や損失の問題を考
慮して、室外に排出される室内空気で換気用室外空気を
加熱または冷却でき、熱的な省エネルギを行うことがで
きる、初期投資費用の割安な建物用構造を得るにある。
な従来の住宅などの熱エネルギの消費や損失の問題を考
慮して、室外に排出される室内空気で換気用室外空気を
加熱または冷却でき、熱的な省エネルギを行うことがで
きる、初期投資費用の割安な建物用構造を得るにある。
【0007】また、本発明の他の目的は、前記主目的を
達成できる建物用外壁面構造であり、直射される太陽光
エネルギを蓄熱でき、同蓄熱エネルギを省資源化に利用
するにある。
達成できる建物用外壁面構造であり、直射される太陽光
エネルギを蓄熱でき、同蓄熱エネルギを省資源化に利用
するにある。
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記主
目的は、離間された断熱性室外壁面材と断熱性室内壁面
材との間を熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切り、室内空
気を室外に排出できる排気ダクトに前記伝熱パネルの両
側の空気室の一方を連絡し、同空気室の他方を室外空気
を室内に取り入れる吸気ダクトに連絡した熱交換可能な
建物壁面パネルで達成される。
目的は、離間された断熱性室外壁面材と断熱性室内壁面
材との間を熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切り、室内空
気を室外に排出できる排気ダクトに前記伝熱パネルの両
側の空気室の一方を連絡し、同空気室の他方を室外空気
を室内に取り入れる吸気ダクトに連絡した熱交換可能な
建物壁面パネルで達成される。
【0008】後述する本発明の好ましい実施例の説明に
おいては、1)前記室外壁面材及び前記室内壁面材は略水
平状態にあり、前記壁面パネルは天井面パネルまたは床
面パネルを構成する構造、2)前記排気ダクトまたは吸気
ダクトには室内空気を強制換気できる送風ファンが付設
された構造、3)前記空気室の少なくとも一方には、換気
される室内外空気の逆流を防止する逆流防止シート弁が
付設された構造が説明される。
おいては、1)前記室外壁面材及び前記室内壁面材は略水
平状態にあり、前記壁面パネルは天井面パネルまたは床
面パネルを構成する構造、2)前記排気ダクトまたは吸気
ダクトには室内空気を強制換気できる送風ファンが付設
された構造、3)前記空気室の少なくとも一方には、換気
される室内外空気の逆流を防止する逆流防止シート弁が
付設された構造が説明される。
【0009】また、前述した残る目的は、本発明によれ
ば、1)略垂直な建物外壁面を構成する室外壁面材とこの
室外壁面材に離間対向された断熱性室内壁面材との間を
熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切り、室内空気を室外に
排出できる排気ダクトに前記伝熱パネルの両側の空気室
の一方を連絡され、同空気室の他方を室外空気を室内に
取り入れる吸気ダクトに連絡され、前記室外壁面材は太
陽光エネルギを吸収できる中空材料で構成され、同中空
流路を循環される熱媒体流体の流路には室内に取り入れ
られる室外空気または使用水を暖める熱交換器が設けら
れる構造、2)前記室外壁面材の前記中空流路中を循環さ
れる熱媒体流体は温度上昇により密度が低下する流体で
構成され、前記熱交換器は室外壁面材よりも高い位置に
おかれ、太陽光エネルギの吸収で同熱媒体流体は同熱交
換器に自然対流される構造で達成される。
ば、1)略垂直な建物外壁面を構成する室外壁面材とこの
室外壁面材に離間対向された断熱性室内壁面材との間を
熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切り、室内空気を室外に
排出できる排気ダクトに前記伝熱パネルの両側の空気室
の一方を連絡され、同空気室の他方を室外空気を室内に
取り入れる吸気ダクトに連絡され、前記室外壁面材は太
陽光エネルギを吸収できる中空材料で構成され、同中空
流路を循環される熱媒体流体の流路には室内に取り入れ
られる室外空気または使用水を暖める熱交換器が設けら
れる構造、2)前記室外壁面材の前記中空流路中を循環さ
れる熱媒体流体は温度上昇により密度が低下する流体で
構成され、前記熱交換器は室外壁面材よりも高い位置に
おかれ、太陽光エネルギの吸収で同熱媒体流体は同熱交
換器に自然対流される構造で達成される。
【0010】さらに、この目的は、本発明によれば、略
垂直な建物外壁面を構成して内部に太陽光を透過できる
光透過材料製の室外壁面材とこの室外壁面材に離間対向
された断熱性室内壁面材との間を、透過太陽光の空吸収
率及び熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切られ、前記室外
壁面材と前記伝熱パネルとの間の空間には熱媒体流体が
自然対流される循環流路が結合され、この循環通路には
蓄熱器が組み込まれ、前記伝熱パネルと前記室内壁面材
との間の空間は室内に取り込む空気を加熱できる暖房用
温風空間として用いられる構造によっても達成される。
垂直な建物外壁面を構成して内部に太陽光を透過できる
光透過材料製の室外壁面材とこの室外壁面材に離間対向
された断熱性室内壁面材との間を、透過太陽光の空吸収
率及び熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切られ、前記室外
壁面材と前記伝熱パネルとの間の空間には熱媒体流体が
自然対流される循環流路が結合され、この循環通路には
蓄熱器が組み込まれ、前記伝熱パネルと前記室内壁面材
との間の空間は室内に取り込む空気を加熱できる暖房用
温風空間として用いられる構造によっても達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
例の詳細を説明する。図1から図3は本発明の第1実施
例による壁面パネル1Aであり、同壁面パネル1Aは例
えば住宅の室内と室外(屋外)とを仕切るのに用いられ
る。
例の詳細を説明する。図1から図3は本発明の第1実施
例による壁面パネル1Aであり、同壁面パネル1Aは例
えば住宅の室内と室外(屋外)とを仕切るのに用いられ
る。
【0012】第1実施例の壁面パネル1Aは周囲のエン
ドピース2Aで間隔を維持された略垂直な室外壁面材3
Aと室内壁面材4Aとを備え、これらの室外壁面材3A
と室内壁面材4Aとの間に形成された空間は、周囲を前
記エンドピース2Aに支持された良熱伝導率の伝熱パネ
ル5Aにより、室外壁面材3Aと室内壁面材4Aの対向
方向に分離された第1室6A及び第2室7Aに区画され
る。即ち、前記室外壁面材3A及び室内壁面材4Aは、
通常の場合石膏ボード、厚手ベニヤ板、木質パーティク
ルボード、天然木材板などの比較的断熱性に富む面剛性
の高い材料で構成される。しかし、本発明においては、
必ずしも必要はないが、断熱性を向上するため室外壁面
材3Aの室内側表面及び室内壁面材4Aの室外側表面に
は一対の断熱材シート8A,9Aが積層され、第1室6
A及び第2室7A中を流過する空気と室外壁面材3A及
び室内壁面材4Aの間の熱伝達が阻止される。
ドピース2Aで間隔を維持された略垂直な室外壁面材3
Aと室内壁面材4Aとを備え、これらの室外壁面材3A
と室内壁面材4Aとの間に形成された空間は、周囲を前
記エンドピース2Aに支持された良熱伝導率の伝熱パネ
ル5Aにより、室外壁面材3Aと室内壁面材4Aの対向
方向に分離された第1室6A及び第2室7Aに区画され
る。即ち、前記室外壁面材3A及び室内壁面材4Aは、
通常の場合石膏ボード、厚手ベニヤ板、木質パーティク
ルボード、天然木材板などの比較的断熱性に富む面剛性
の高い材料で構成される。しかし、本発明においては、
必ずしも必要はないが、断熱性を向上するため室外壁面
材3Aの室内側表面及び室内壁面材4Aの室外側表面に
は一対の断熱材シート8A,9Aが積層され、第1室6
A及び第2室7A中を流過する空気と室外壁面材3A及
び室内壁面材4Aの間の熱伝達が阻止される。
【0013】アルミニューム、後半などの比較的薄い金
属板で構成する前記伝熱パネル5Aは、本発明の場合、
空気中に含まれた水分で腐食されることのない亜鉛引鋼
板で構成するがよく、両表面に沿って流れる空気流との
間の熱伝達率を向上させるためには、表面積を増大した
コルゲート状態に折るとよい。また、同様目的からすれ
ば、伝熱パネル5Aの表面にフィンをスポット溶接して
実質的な熱伝達面積を増大させた構造であってもよい。
属板で構成する前記伝熱パネル5Aは、本発明の場合、
空気中に含まれた水分で腐食されることのない亜鉛引鋼
板で構成するがよく、両表面に沿って流れる空気流との
間の熱伝達率を向上させるためには、表面積を増大した
コルゲート状態に折るとよい。また、同様目的からすれ
ば、伝熱パネル5Aの表面にフィンをスポット溶接して
実質的な熱伝達面積を増大させた構造であってもよい。
【0014】前記室外壁面材3A及び室内壁面材4Aの
表面の上下部分には夏期と冬期とで切り替え使用される
2組の夏期用排気ダクト、夏期用吸気ダクト、並びに、
冬期用排気ダクト、冬期用吸気ダクトが設けられる。即
ち、図2から理解されるように、前記冬期用排気ダクト
は、室内壁面材4Aの高い位置にあって室内空間と第2
室7Aを連絡する第1排気ダクト11A、及び、室外壁
面材3Aの低い位置にあって室外空間と第2室7Aを連
絡する第2排気ダクト12Aで構成され、また、冬期用
吸気ダクトは、前記室外壁面材3Aの低い位置にあって
室外空間と第1室6Aを連絡する第1吸気ダクト13
A、及び、室内壁面材4Aの高い位置にあって室内空間
と第1室6Aを連絡する第2吸気ダクト14Aから構成
される。
表面の上下部分には夏期と冬期とで切り替え使用される
2組の夏期用排気ダクト、夏期用吸気ダクト、並びに、
冬期用排気ダクト、冬期用吸気ダクトが設けられる。即
ち、図2から理解されるように、前記冬期用排気ダクト
は、室内壁面材4Aの高い位置にあって室内空間と第2
室7Aを連絡する第1排気ダクト11A、及び、室外壁
面材3Aの低い位置にあって室外空間と第2室7Aを連
絡する第2排気ダクト12Aで構成され、また、冬期用
吸気ダクトは、前記室外壁面材3Aの低い位置にあって
室外空間と第1室6Aを連絡する第1吸気ダクト13
A、及び、室内壁面材4Aの高い位置にあって室内空間
と第1室6Aを連絡する第2吸気ダクト14Aから構成
される。
【0015】また、図3から理解されるように、前記夏
期用排気ダクトは、室外壁面材3Aの高い位置にあって
室外空間と第1室6Aを連絡する第3排気ダクト15
A、及び、室内壁面材4Aの低い位置にあって室内空間
と第1室6Aを連絡する第4排気ダクト16Aで構成さ
れ、また、前記夏期用吸気ダクトは、前記室外壁面材3
Aの高い位置にあって室外空間と第2室7Aを連絡する
第3吸気ダクト17A、及び、室内壁面材4Aの低い位
置にあって室内空間と第2室7Aを連絡する第4吸気ダ
クト18Aから構成される。
期用排気ダクトは、室外壁面材3Aの高い位置にあって
室外空間と第1室6Aを連絡する第3排気ダクト15
A、及び、室内壁面材4Aの低い位置にあって室内空間
と第1室6Aを連絡する第4排気ダクト16Aで構成さ
れ、また、前記夏期用吸気ダクトは、前記室外壁面材3
Aの高い位置にあって室外空間と第2室7Aを連絡する
第3吸気ダクト17A、及び、室内壁面材4Aの低い位
置にあって室内空間と第2室7Aを連絡する第4吸気ダ
クト18Aから構成される。
【0016】第1実施例の場合、図2及び図3に示すよ
うに、前述した第1室6A及び第2室7A中には、これ
らの室中を流過する空気の逆流を阻止する一対の逆流防
止シート弁20A,21A及び伝熱パネル5Aの表面に
露結した水分を外部に排出できる一対のドレーン22
A,23Aが付設される。つまり、基部を前記断熱材シ
ート8A,9Aに固定される両逆流防止シート弁20
A,21Aは先端を伝熱パネル5Aの表面に接触できる
もので、それらの接触により急激な気圧変化時の空気流
の逆流を防止できる。また、伝熱パネル5Aを介しての
室外空気と室内空気との熱交換の際、伝熱パネル5Aの
表面に露結した水分がドレーン22A,23Aを通って
室外に排出されることになる。
うに、前述した第1室6A及び第2室7A中には、これ
らの室中を流過する空気の逆流を阻止する一対の逆流防
止シート弁20A,21A及び伝熱パネル5Aの表面に
露結した水分を外部に排出できる一対のドレーン22
A,23Aが付設される。つまり、基部を前記断熱材シ
ート8A,9Aに固定される両逆流防止シート弁20
A,21Aは先端を伝熱パネル5Aの表面に接触できる
もので、それらの接触により急激な気圧変化時の空気流
の逆流を防止できる。また、伝熱パネル5Aを介しての
室外空気と室内空気との熱交換の際、伝熱パネル5Aの
表面に露結した水分がドレーン22A,23Aを通って
室外に排出されることになる。
【0017】本発明の第1実施例による壁面パネル1A
は、以上に述べたような構造であるから、冬期において
は夏期用排気ダクトが閉じられ、図2のように冬期用排
気ダクト及び冬期用吸気ダクトのみが開放され、室内空
気と室外空気の自然換気が行われる。即ち、汚れた暖か
い室内空気は、室内壁面材4Aの上部の第1排気ダクト
11Aから第2室7A中へ流入され、伝熱パネル5Aの
表面で冷却されて密度を増し、第2室7A中を下降した
後、室外壁面材3Aの下部の第2排気ダクト12Aから
室外に流出する。これと同時に、冷たい新鮮な室外空気
は、室外壁面材3Aの下部の第1吸気ダクト13Aから
第1室6A中へ取り込まれ、室内空気との接触により温
度上昇された伝熱パネル5Aの表面で加熱され、密度が
低下して第1室6A中を上昇し、室内壁面材4Aの上部
にある第2吸気ダクト14Aから室内に流出される。
は、以上に述べたような構造であるから、冬期において
は夏期用排気ダクトが閉じられ、図2のように冬期用排
気ダクト及び冬期用吸気ダクトのみが開放され、室内空
気と室外空気の自然換気が行われる。即ち、汚れた暖か
い室内空気は、室内壁面材4Aの上部の第1排気ダクト
11Aから第2室7A中へ流入され、伝熱パネル5Aの
表面で冷却されて密度を増し、第2室7A中を下降した
後、室外壁面材3Aの下部の第2排気ダクト12Aから
室外に流出する。これと同時に、冷たい新鮮な室外空気
は、室外壁面材3Aの下部の第1吸気ダクト13Aから
第1室6A中へ取り込まれ、室内空気との接触により温
度上昇された伝熱パネル5Aの表面で加熱され、密度が
低下して第1室6A中を上昇し、室内壁面材4Aの上部
にある第2吸気ダクト14Aから室内に流出される。
【0018】したがって、冬期の場合は、換気される暖
かい室内空気の熱量が伝熱パネル5Aを介して冷たい室
外空気に熱伝達され、新鮮な同室外空気が廃棄される室
内空気の熱量で予熱される状態となる。このため、エア
コンデショナや暖房器で加熱された室内空気の換気に際
して、排出室内空気の熱量を回収して、伝熱パネル5A
を介して取り込まれる室外空気に熱伝達し、換気される
新鮮な室外空気の温度を上昇させることができる。この
ため、室内には比較的温度の高い室外空気を取り込むこ
とができるばかりでなく、換気時に要するエアコンデシ
ョナの熱負荷を軽減して、エアコンデショナの所要能力
を小さなものにすることができる。勿論、取り込み室外
空気への熱回収量は、室内空気と室外空気との温度差が
大きいほど、大きくなるため、大きな熱負荷が要求され
る厳寒期ほど、本発明の壁面パネル1Aの効果を期待で
きる。
かい室内空気の熱量が伝熱パネル5Aを介して冷たい室
外空気に熱伝達され、新鮮な同室外空気が廃棄される室
内空気の熱量で予熱される状態となる。このため、エア
コンデショナや暖房器で加熱された室内空気の換気に際
して、排出室内空気の熱量を回収して、伝熱パネル5A
を介して取り込まれる室外空気に熱伝達し、換気される
新鮮な室外空気の温度を上昇させることができる。この
ため、室内には比較的温度の高い室外空気を取り込むこ
とができるばかりでなく、換気時に要するエアコンデシ
ョナの熱負荷を軽減して、エアコンデショナの所要能力
を小さなものにすることができる。勿論、取り込み室外
空気への熱回収量は、室内空気と室外空気との温度差が
大きいほど、大きくなるため、大きな熱負荷が要求され
る厳寒期ほど、本発明の壁面パネル1Aの効果を期待で
きる。
【0019】また、室外温度が高い夏期においては、冬
期用排気ダクト及び冬期用吸気ダクトが閉じられ、代わ
りに図3に示すように、夏期用排気ダクト及び夏期用吸
気ダクトが開かれる。即ち、汚れた冷たい室内空気は、
室内壁面材4Aの下部の第3排気ダクト15Aから第1
室6A中へ流入され、伝熱パネル5Aの表面で冷却され
て密度を増し、第1室6A中を上昇した後、室外壁面材
3Aの上部の第4排気ダクト16Aから室外に流出す
る。これと同時に、暖かい新鮮な室外空気は、室外壁面
材3Aの上部の第3吸気ダクト17Aから第2室7A中
へ取り込まれ、室内空気との接触により温度上昇された
伝熱パネル5Aの表面で冷却され、密度が増大して第2
室7A中を下降し、室内壁面材4Aの下部にある第4吸
気ダクト18Aから室内に取り込まれる。
期用排気ダクト及び冬期用吸気ダクトが閉じられ、代わ
りに図3に示すように、夏期用排気ダクト及び夏期用吸
気ダクトが開かれる。即ち、汚れた冷たい室内空気は、
室内壁面材4Aの下部の第3排気ダクト15Aから第1
室6A中へ流入され、伝熱パネル5Aの表面で冷却され
て密度を増し、第1室6A中を上昇した後、室外壁面材
3Aの上部の第4排気ダクト16Aから室外に流出す
る。これと同時に、暖かい新鮮な室外空気は、室外壁面
材3Aの上部の第3吸気ダクト17Aから第2室7A中
へ取り込まれ、室内空気との接触により温度上昇された
伝熱パネル5Aの表面で冷却され、密度が増大して第2
室7A中を下降し、室内壁面材4Aの下部にある第4吸
気ダクト18Aから室内に取り込まれる。
【0020】よって、夏期の場合は、エアコンデショナ
などで冷却された室内空気の換気に際して、排出室内空
気で室内に取り入れられる新鮮な室外空気を冷却でき
る。このため、室内には比較的温度の低い室外空気を取
り込むことができるばかりでなく、換気時に要するエア
コンデショナの熱負荷を軽減して、エアコンデショナの
所要能力を小さなものにすることができる。勿論、取り
込み室外空気の予備冷却は、室内空気と室外空気との温
度差が大きいほど、大きくなるため、大きな熱負荷が要
求される酷暑期ほど、熱回収量が大きくなる。
などで冷却された室内空気の換気に際して、排出室内空
気で室内に取り入れられる新鮮な室外空気を冷却でき
る。このため、室内には比較的温度の低い室外空気を取
り込むことができるばかりでなく、換気時に要するエア
コンデショナの熱負荷を軽減して、エアコンデショナの
所要能力を小さなものにすることができる。勿論、取り
込み室外空気の予備冷却は、室内空気と室外空気との温
度差が大きいほど、大きくなるため、大きな熱負荷が要
求される酷暑期ほど、熱回収量が大きくなる。
【0021】図4は本発明の第2実施例による壁面パネ
ル1Bの図3相当断面図であり、第1実施例の構成要素
と同一または相当部分については同一符号に添え字”
B”を付して示してある。即ち、室内壁面材4Bの下部
に設ける夏期用排気ダクトの第4排気ダクト16Bは伝
熱パネル5Bの室外側に形成された第1室6Bに連絡さ
れ、室外壁面材3Bの下部に設ける夏期用吸気ダクトの
第3吸気ダククト17Bは伝熱パネル5Bの右側の第2
室7Bに連絡され、室内壁面材4Bの上部には前記第2
室7Bと室内とを連絡する第4吸気ダクト18Bが設け
られる。
ル1Bの図3相当断面図であり、第1実施例の構成要素
と同一または相当部分については同一符号に添え字”
B”を付して示してある。即ち、室内壁面材4Bの下部
に設ける夏期用排気ダクトの第4排気ダクト16Bは伝
熱パネル5Bの室外側に形成された第1室6Bに連絡さ
れ、室外壁面材3Bの下部に設ける夏期用吸気ダクトの
第3吸気ダククト17Bは伝熱パネル5Bの右側の第2
室7Bに連絡され、室内壁面材4Bの上部には前記第2
室7Bと室内とを連絡する第4吸気ダクト18Bが設け
られる。
【0022】そして、前述した第1実施例の第3排気ダ
クト15Aの代わりに、室外壁面材3Bの上部には第1
室6B中の空気を強制的に室外に排出する排気ファン3
1Bが設けられ、この排気ファン31Bにより室内空気
が強制換気される。
クト15Aの代わりに、室外壁面材3Bの上部には第1
室6B中の空気を強制的に室外に排出する排気ファン3
1Bが設けられ、この排気ファン31Bにより室内空気
が強制換気される。
【0023】第2実施例による壁面パネル1Bは、以上
のような構造であるから、排気ファン31Bの回転によ
り室内空気が第3排気ダクト15Bから第1室6B中へ
吸引され、同第1室6Bの上部から室外に強制換気され
る。この排気ファン31Bによる吸引に伴って、室外壁
面材3Bの下部の第3吸気ダクト17Bから第2室7B
中へ室外空気が吸い込まれ、室内壁面材4Bの上部の第
4吸気ダクト18Bから室内へ同室外空気が流出される
けれども、この場合、比較的温度が低い室内空気と温度
の高い室外空気は、熱伝導率のよい伝熱パネル5Bの両
側の平行流として流れる。
のような構造であるから、排気ファン31Bの回転によ
り室内空気が第3排気ダクト15Bから第1室6B中へ
吸引され、同第1室6Bの上部から室外に強制換気され
る。この排気ファン31Bによる吸引に伴って、室外壁
面材3Bの下部の第3吸気ダクト17Bから第2室7B
中へ室外空気が吸い込まれ、室内壁面材4Bの上部の第
4吸気ダクト18Bから室内へ同室外空気が流出される
けれども、この場合、比較的温度が低い室内空気と温度
の高い室外空気は、熱伝導率のよい伝熱パネル5Bの両
側の平行流として流れる。
【0024】よって、第1実施例の場合と同様に、第2
実施例の構造でも、エアコンデショナなどで冷却された
室内空気の室内空気で、室内に取り入れられる新鮮な室
外空気を冷却できる。また、第2実施例と第1実施例を
比較すると、第2実施例においては、排気ファン31B
の強制排気で換気と熱交換を行うので、自然対流である
第1実施例の場合に比較して交換熱量が多くなる。
実施例の構造でも、エアコンデショナなどで冷却された
室内空気の室内空気で、室内に取り入れられる新鮮な室
外空気を冷却できる。また、第2実施例と第1実施例を
比較すると、第2実施例においては、排気ファン31B
の強制排気で換気と熱交換を行うので、自然対流である
第1実施例の場合に比較して交換熱量が多くなる。
【0025】図5は略水平状態におかれる天井面パネル
1Cに施された本発明の第3実施例を示すが、この天井
面パネル1Cは住宅の床面パネルに実施することもでき
る。即ち、室内壁面材4Cの一端部に設ける夏期用排気
ダクトの第4排気ダクト16Cは伝熱パネル5Cの上部
の第1室6Cに連絡され、同第4排気ダクト16Cに隣
り合わされた室内壁面材4Cの夏期用吸気ダクトの第4
吸気ダククト18Cは伝熱パネル5Cの下部の第2室7
Cに連絡され、同第4吸気ダクト18Cは前記第2室7
Cと室内とを連絡する。
1Cに施された本発明の第3実施例を示すが、この天井
面パネル1Cは住宅の床面パネルに実施することもでき
る。即ち、室内壁面材4Cの一端部に設ける夏期用排気
ダクトの第4排気ダクト16Cは伝熱パネル5Cの上部
の第1室6Cに連絡され、同第4排気ダクト16Cに隣
り合わされた室内壁面材4Cの夏期用吸気ダクトの第4
吸気ダククト18Cは伝熱パネル5Cの下部の第2室7
Cに連絡され、同第4吸気ダクト18Cは前記第2室7
Cと室内とを連絡する。
【0026】そして、前述した第1実施例の第3排気ダ
クト15Aの代わりに、室外壁面材3Cの反対側端部
(左端部)には第1室6C中の空気を強制的に室外に排
出する排気ファン31Cが設けられ、この排気ファン3
1Cにより室内空気が強制換気される。前記第2室7C
の左側端部は屋外に開放され、前記排気ファン31Cと
は異なった位置にある同開放端部7aから第2室7C中
へ外気が取り込まれる。
クト15Aの代わりに、室外壁面材3Cの反対側端部
(左端部)には第1室6C中の空気を強制的に室外に排
出する排気ファン31Cが設けられ、この排気ファン3
1Cにより室内空気が強制換気される。前記第2室7C
の左側端部は屋外に開放され、前記排気ファン31Cと
は異なった位置にある同開放端部7aから第2室7C中
へ外気が取り込まれる。
【0027】第3実施例による天井面パネル1Cは、以
上のような構造であるから、夏期や冬期などのように室
内空気温度と外気温度とに差がある場合、排気ファン3
1Cで室内空気を強制換気することで、同室内空気と取
り入れ外気との間に熱交換を行わせることができる。つ
まり、夏期の場合、排気ファン31Cで屋外に排出され
る室内空気温度が取り込まれる外気温度よりも充分に低
いから、伝熱パネル5Cを介して取り込まれる外気を同
室内空気で予め冷却できる。反対に、冬期の場合、排気
ファン31Cで屋外に排出される室内空気温度が取り込
まれる外気温度よりも充分に高いので、伝熱パネル5C
を介して取り込まれる外気を同室内空気で予め加熱でき
る。
上のような構造であるから、夏期や冬期などのように室
内空気温度と外気温度とに差がある場合、排気ファン3
1Cで室内空気を強制換気することで、同室内空気と取
り入れ外気との間に熱交換を行わせることができる。つ
まり、夏期の場合、排気ファン31Cで屋外に排出され
る室内空気温度が取り込まれる外気温度よりも充分に低
いから、伝熱パネル5Cを介して取り込まれる外気を同
室内空気で予め冷却できる。反対に、冬期の場合、排気
ファン31Cで屋外に排出される室内空気温度が取り込
まれる外気温度よりも充分に高いので、伝熱パネル5C
を介して取り込まれる外気を同室内空気で予め加熱でき
る。
【0028】図6は住宅南面の外壁パネル1Dに施され
た本発明の第4実施例の断面図であり、第1実施例の構
成要素と同一または相当部分については同一符号に添え
字”D”を付して示してある。室内空気を排気する前記
冬期用排気ダクトは、略垂直な状態にある室内壁面材4
Dの高い位置にあって室内空間と第2室7Dを連絡する
第1排気ダクト11D及び室外壁面材3Dの低い位置に
あって室外空間と第2室7Dを連絡する第2排気ダクト
12Dで構成され、また、室外空気換気の冬期用吸気ダ
クトは、前記室外壁面材3Dの低い位置にあって室外空
間と第1室6Dを連絡する第1吸気ダクト13D及び室
内壁面材4Dの高い位置にあって室内空間と第1室6D
を連絡する第2吸気ダクト14Dから構成される。
た本発明の第4実施例の断面図であり、第1実施例の構
成要素と同一または相当部分については同一符号に添え
字”D”を付して示してある。室内空気を排気する前記
冬期用排気ダクトは、略垂直な状態にある室内壁面材4
Dの高い位置にあって室内空間と第2室7Dを連絡する
第1排気ダクト11D及び室外壁面材3Dの低い位置に
あって室外空間と第2室7Dを連絡する第2排気ダクト
12Dで構成され、また、室外空気換気の冬期用吸気ダ
クトは、前記室外壁面材3Dの低い位置にあって室外空
間と第1室6Dを連絡する第1吸気ダクト13D及び室
内壁面材4Dの高い位置にあって室内空間と第1室6D
を連絡する第2吸気ダクト14Dから構成される。
【0029】第4実施例の特徴は中空にされた略垂直な
室外壁面材3Dにあり、この室外壁面材3Dは、直射太
陽光の長波長成分を吸収できて耐候性のある材料、例え
ば酸化亜鉛鋼板で構成され、その内部空間32Dには熱
媒体流体としての外部取り入れ空気が自然循環される点
にある。つまり、室外壁面材3Dの内部を流れる熱媒体
循環路33Dには、同室外壁面材3Dよりも高い位置に
ある熱交換器34D(蓄熱器)が組み入れられ、この熱
交換器34Dでは、昼間の室外壁面材3Dの温度上昇に
より自然循環される循環空気(熱媒体流体)と比熱の高
い水道水との間で熱交換が行われる。
室外壁面材3Dにあり、この室外壁面材3Dは、直射太
陽光の長波長成分を吸収できて耐候性のある材料、例え
ば酸化亜鉛鋼板で構成され、その内部空間32Dには熱
媒体流体としての外部取り入れ空気が自然循環される点
にある。つまり、室外壁面材3Dの内部を流れる熱媒体
循環路33Dには、同室外壁面材3Dよりも高い位置に
ある熱交換器34D(蓄熱器)が組み入れられ、この熱
交換器34Dでは、昼間の室外壁面材3Dの温度上昇に
より自然循環される循環空気(熱媒体流体)と比熱の高
い水道水との間で熱交換が行われる。
【0030】循環路33D中の循環空気の一部は、ダン
パ及び温風ダクト35Dを介して室内の暖房空気として
用いられるけれども、同暖房空気使用に伴った循環空気
の不足分は取入口36Dから取り込まれる。また、熱交
換器34D(蓄熱器)の加熱された水道水は、温水を利
用する生活温水(例えば、バスタブまたは温水栓)に供
給される。
パ及び温風ダクト35Dを介して室内の暖房空気として
用いられるけれども、同暖房空気使用に伴った循環空気
の不足分は取入口36Dから取り込まれる。また、熱交
換器34D(蓄熱器)の加熱された水道水は、温水を利
用する生活温水(例えば、バスタブまたは温水栓)に供
給される。
【0031】第4実施例による南面外壁パネル1Dは、
前述した構造であるから、第1実施例で説明したのと同
様に、換気される暖かい室内空気の熱量が伝熱パネル5
Dを介して冷たい室外空気に熱伝達され、新鮮な同室外
空気が廃棄される室内空気の熱量で予熱される。このた
め、エアコンデショナや暖房器で加熱された室内空気の
換気に際して、排出室内空気の熱量を回収して、伝熱パ
ネル5Dを介して取り込まれる室外空気に熱伝達し、換
気される新鮮な室外空気の温度を上昇させることができ
る。
前述した構造であるから、第1実施例で説明したのと同
様に、換気される暖かい室内空気の熱量が伝熱パネル5
Dを介して冷たい室外空気に熱伝達され、新鮮な同室外
空気が廃棄される室内空気の熱量で予熱される。このた
め、エアコンデショナや暖房器で加熱された室内空気の
換気に際して、排出室内空気の熱量を回収して、伝熱パ
ネル5Dを介して取り込まれる室外空気に熱伝達し、換
気される新鮮な室外空気の温度を上昇させることができ
る。
【0032】さらに、室外壁面材3Dの内部を流れる循
環空気は直射日光による室外壁面材3Dの温度上昇で加
熱されて密度が低下して上昇するので、自然対流で循環
されるが、その一部は室内の暖房風として利用される。
同時に、循環路33D中を循環する循環空気は、熱交換
器34D(蓄熱器)を通る間に熱交換を行い、水道水が
加熱され、温水状態となった水道水が温水利用のために
蓄えられることになる。
環空気は直射日光による室外壁面材3Dの温度上昇で加
熱されて密度が低下して上昇するので、自然対流で循環
されるが、その一部は室内の暖房風として利用される。
同時に、循環路33D中を循環する循環空気は、熱交換
器34D(蓄熱器)を通る間に熱交換を行い、水道水が
加熱され、温水状態となった水道水が温水利用のために
蓄えられることになる。
【0033】図7は住宅南面の外壁パネル1Eに施され
た本発明の第5実施例の断面図であり、第1実施例の構
成要素と同一または相当部分については同一符号に添え
字”E”を付して示してある。
た本発明の第5実施例の断面図であり、第1実施例の構
成要素と同一または相当部分については同一符号に添え
字”E”を付して示してある。
【0034】第5実施例の特徴はガラス板などの太陽光
透過材料で構成された略垂直な室外壁面材3E及び直射
太陽光の長波長成分を吸収できる材料、例えば酸化亜鉛
鋼板で構成される伝熱パネル5Eにある。つまり、室外
壁面材3Eと伝熱パネル5Eとの間の第1室6Eは空気
循環路33Eに連絡する循環室を構成し、また、室内壁
面材4Eと伝熱パネル5Eとの間の第2室7Eは上部を
温風ダクト35Eに連絡した吸気室とされ、同第2室7
Eには空気循環路33Eからの一部の空気が流入され
る。
透過材料で構成された略垂直な室外壁面材3E及び直射
太陽光の長波長成分を吸収できる材料、例えば酸化亜鉛
鋼板で構成される伝熱パネル5Eにある。つまり、室外
壁面材3Eと伝熱パネル5Eとの間の第1室6Eは空気
循環路33Eに連絡する循環室を構成し、また、室内壁
面材4Eと伝熱パネル5Eとの間の第2室7Eは上部を
温風ダクト35Eに連絡した吸気室とされ、同第2室7
Eには空気循環路33Eからの一部の空気が流入され
る。
【0035】前記循環室に連絡した空気循環路33Eに
は蓄熱器34Eが組み入れられ、断熱した床下などに設
置されるこの蓄熱器34Eでは、昼間の伝熱パネル5E
の温度上昇により自然循環される循環空気と比熱の高い
水道水との間で熱交換が行われる。勿論、温風ダクト3
5Eからの暖房空気使用に伴った循環空気の不足分は屋
外の空気取入口36Eから取り込まれ、蓄熱器34Eの
加熱水は、温水を利用するバスタブまたは温水栓に供給
される。
は蓄熱器34Eが組み入れられ、断熱した床下などに設
置されるこの蓄熱器34Eでは、昼間の伝熱パネル5E
の温度上昇により自然循環される循環空気と比熱の高い
水道水との間で熱交換が行われる。勿論、温風ダクト3
5Eからの暖房空気使用に伴った循環空気の不足分は屋
外の空気取入口36Eから取り込まれ、蓄熱器34Eの
加熱水は、温水を利用するバスタブまたは温水栓に供給
される。
【0036】第5実施例による南面外壁パネル1Eは、
前述した構造であるから、屋外から取り込まれた外気
は、太陽光で加熱された伝熱パネル5Eで加熱された
後、温風ダクト35Eから室内に流出され、暖房空気と
して利用される。また、循環室中を流れる循環空気は、
太陽光の短波長成分を吸収する室外壁面材3Eと太陽光
の長波長成分を吸収する伝熱パネル5Eとに挟まれた状
態で加熱されるから、比重が軽くなり上昇するが、蓄熱
器34Eを通る間に奪熱され、温度低下した循環空気の
一部が吸気室に流入し、残る循環空気が循環室に戻るこ
とになる。太陽光のない夜間においては、蓄熱器34E
の比熱の高い温水で暖められた外気を温風ダクト35E
から吹き出させることにより、暖房熱を節約できる。
前述した構造であるから、屋外から取り込まれた外気
は、太陽光で加熱された伝熱パネル5Eで加熱された
後、温風ダクト35Eから室内に流出され、暖房空気と
して利用される。また、循環室中を流れる循環空気は、
太陽光の短波長成分を吸収する室外壁面材3Eと太陽光
の長波長成分を吸収する伝熱パネル5Eとに挟まれた状
態で加熱されるから、比重が軽くなり上昇するが、蓄熱
器34Eを通る間に奪熱され、温度低下した循環空気の
一部が吸気室に流入し、残る循環空気が循環室に戻るこ
とになる。太陽光のない夜間においては、蓄熱器34E
の比熱の高い温水で暖められた外気を温風ダクト35E
から吹き出させることにより、暖房熱を節約できる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1から請求項4に記載の発明によれば、換気される汚れ
た室内空気の廃棄熱を利用して、室外空気を加熱または
冷却できるので、冷暖房のための消費エネルギを低減で
きる。また、請求項5から請求項7に記載の発明による
と、直射太陽光のエネルギを利用した暖房及び蓄熱を行
うことができる。
1から請求項4に記載の発明によれば、換気される汚れ
た室内空気の廃棄熱を利用して、室外空気を加熱または
冷却できるので、冷暖房のための消費エネルギを低減で
きる。また、請求項5から請求項7に記載の発明による
と、直射太陽光のエネルギを利用した暖房及び蓄熱を行
うことができる。
【図1】本発明の第1実施例による壁面パネルの室内側
から見た立面図である。
から見た立面図である。
【図2】同壁面パネルの図1の2−2線に沿う断面図で
ある。
ある。
【図3】同壁面パネルの図1の3−3線に沿う断面図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第2実施例による壁面パネルの図3相
当断面図である。
当断面図である。
【図5】天井面パネルに施された本発明の第3実施例の
断面図である。
断面図である。
【図6】南面外壁パネルに施された本発明の第4実施例
の断面図である。
の断面図である。
【図7】南面外壁パネルに施された本発明の第5実施例
の断面図である。
の断面図である。
1A,1D 壁面パネル 1C 天井面パネル 1D,1E 外壁パネル 3A〜3E 室外壁面材 4A〜4E 室内壁面材 5A〜5E 伝熱パネル 11A,12A 冬期用排気ダクト 13A,14A 冬期用吸気ダクト 15A,16A 夏期用排気ダクト 17A,18A 夏期用吸気ダクト 31B,31C 排気ファン 33D,33E 循環路 34D 熱交換器 34E 蓄熱器 35D,35E 温風ダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // E04H 1/02 E04C 2/46 Z Fターム(参考) 2E001 DB02 DD01 DD02 DD17 DD18 FA03 GA24 GA72 HA03 HB02 HB04 HB07 HC02 HC04 HE10 NA05 NA07 ND11 2E025 AA04 AA13 AA14 AA15 2E162 BA05 BB08 CA16 CB03 CB08 CC03 CC05 3L080 AC02 AC03 AD01 AD04
Claims (7)
- 【請求項1】 離間された断熱性室外壁面材と断熱性室
内壁面材との間を熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切り、
室内空気を室外に排出できる排気ダクトに前記伝熱パネ
ルの両側の空気室の一方を連絡し、同空気室の他方を室
外空気を室内に取り入れる吸気ダクトに連絡したことを
特徴とする熱交換可能な建物壁面パネル。 - 【請求項2】 前記室外壁面材及び前記室内壁面材は略
水平状態にあり、前記壁面パネルは天井面パネルまたは
床面パネルを構成することを特徴とする請求項1記載の
熱交換可能な建物壁面パネル。 - 【請求項3】 前記排気ダクトまたは吸気ダクトには室
内空気を強制換気できる送風ファンが付設されたことを
特徴とする請求項1または請求項2記載の熱交換可能な
建物壁面パネル。 - 【請求項4】 前記空気室の少なくとも一方には、換気
される室内外空気の逆流を防止する逆流防止シート弁が
付設されたことを特徴とする請求項1から請求項3のい
ずれかひとつに記載された熱交換可能な建物壁面パネ
ル。 - 【請求項5】 略垂直な建物外壁面を構成する室外壁面
材とこの室外壁面材に離間対向された断熱性室内壁面材
との間を熱伝導率の高い伝熱パネルで仕切り、室内空気
を室外に排出できる排気ダクトに前記伝熱パネルの両側
の空気室の一方を連絡され、同空気室の他方を室外空気
を室内に取り入れる吸気ダクトに連絡され、前記室外壁
面材は太陽光エネルギを吸収できる中空材料で構成さ
れ、同中空流路を循環される熱媒体流体の流路には室内
に取り入れられる室外空気または使用水を暖める熱交換
器が設けられることを特徴とする熱交換可能な建物壁面
パネル。 - 【請求項6】 前記室外壁面材の前記中空流路中を循環
される熱媒体流体は温度上昇により密度が低下する流体
で構成され、前記熱交換器は室外壁面材よりも高い位置
におかれ、太陽光エネルギの吸収で同熱媒体流体は同熱
交換器に自然対流されることを特徴とする請求項5記載
の熱交換可能な建物壁面パネル。 - 【請求項7】 略垂直な建物外壁面を構成して内部に太
陽光を透過できる光透過材料製の室外壁面材とこの室外
壁面材に離間対向された断熱性室内壁面材との間を、透
過太陽光の空吸収率及び熱伝導率の高い伝熱パネルで仕
切られ、前記室外壁面材と前記伝熱パネルとの間の空間
には熱媒体流体が自然対流される循環流路が結合され、
この循環通路には蓄熱器が組み込まれ、前記伝熱パネル
と前記室内壁面材との間の空間は室内に取り込む空気を
加熱できる暖房用温風空間として用いられることを特徴
とする熱交換可能な建物壁面パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000139340A JP2001323577A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 熱交換可能な建物壁面パネル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000139340A JP2001323577A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 熱交換可能な建物壁面パネル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001323577A true JP2001323577A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18646800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000139340A Pending JP2001323577A (ja) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | 熱交換可能な建物壁面パネル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001323577A (ja) |
Cited By (17)
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WO2014025151A1 (ko) * | 2012-08-06 | 2014-02-13 | 주식회사 엘지하우시스 | 에너지 절감을 위한 환기 벽체 시스템 |
KR101419109B1 (ko) * | 2012-03-29 | 2014-07-11 | (주)엘지하우시스 | 자연 환기가 가능한 건식 벽체 |
KR101652214B1 (ko) * | 2016-04-19 | 2016-09-05 | (주) 쏘노 | 환기장치 |
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JP2020070583A (ja) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | ケンテック株式会社 | 壁鉄筋構造物 |
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KR102255561B1 (ko) * | 2021-01-29 | 2021-05-25 | 홍종수 | 건축용 단열패널 및 이를 이용한 냉각시스템 |
CN113374118A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-10 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种基于主被动调节技术的新型相变节能墙体 |
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-
2000
- 2000-05-12 JP JP2000139340A patent/JP2001323577A/ja active Pending
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