JP2002256637A - 建物のダブルスキン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夏季でも冬季でもどちらでも関係なく効率よ
く室内空調設備の空調負荷の軽減が図れる建物のダブル
スキンの提供。 【解決手段】 ダブルスキン２は、建物の躯体開口部４
に２枚の窓ガラス８を相互に間隔をあけてかつ内外二重
に配置し、これらの窓ガラス８間に空気層１０を画成し
て構成される。空気層１０の上部及び下部には、それぞ
れ屋外通気口１２ａ，１２ｂと室内通気口１４ａ，１４
ｂと連通切替機構１６ａ，１６ｂとが設けられている。
切替機構１６ａ，１６ｂは、屋外通気口１２ａ，１２ｂ
または室内通気口１４ａ，１４ｂのいずれか一方を選択
して空気層１０に連通させる。これら２つの切替機構１
６ａ，１６ｂを使用して、空気層１０内を流通する空気
の循環路を季節に応じて屋外または室内のいずれかに切
り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の躯体開口部
に窓部や外壁部を二重構造にして設置されその内部に空
気層を有するダブルスキンに係り、特にこのダブルスキ
ンを利用して室内空調設備の空調負荷を軽減する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、建物の窓部や外壁部などを二
重構造（ダブルスキン）にして、その構造の内部に密閉
空間を画成して、この密閉空間を利用して外部と室内空
間とを遮断して断熱性や遮音性を高めることは広く知ら
れている。しかし、この二重構造にあっては、夏季など
の外気の温度が高く日射の強い季節において、密閉空間
内の温度が上昇し、室内空調に悪影響を及ぼす場合があ
った。特にダブルスキンに密接した壁際や窓際等のペリ
メータゾーンと呼ばれるエリアでは、その温度上昇によ
る影響を受け、十分な冷房が行われないなどの問題が生
じた。

【０００３】そこで近年、このダブルスキンを利用して
室内空調設備の空調負荷を軽減するシステムとしてエア
フローウィンドウと呼ばれるシステムが提案されてい
る。このエアフローウィンドウの１つの方式として、ダ
ブルスキン内部に画成された空気層内に屋外から外気を
取り入れて、空気層内に下方から上方に向かう空気流を
形成して、再び屋外に排気するシステムが提案されてい
る。空気層内の空気を逐次入れ換えるため、空気層内の
温度上昇を抑制して冷房負荷の軽減を図ることができ
る。

【０００４】またこれとは別の独立した他の方式とし
て、冬季等におけるコールドドラフト等の問題を解消す
るシステムが提案されている。このシステムは、ダブル
スキン内部に画成された空気層内に室内空気を取り込ん
で、空気層内に下方から上方に向かう空気流を形成す
る。空気層内にはブラインド等が設置されていて、空気
流は空気層内を通過する際に、このブラインドからの輻
射熱等によって温められる。温められた空気は室内空間
側に送り込まれて室内空調に利用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のシステムはいずれもそれぞれ個別に設置されるもの
で、それぞれお互いに機能を併せ持つものではなかっ
た。同じダブルスキンを有するシステムであるにも関わ
らず、いずれかの季節でしか利用することができなかっ
たのである。すなわち、夏季等において空気層の温度上
昇を抑制するシステムでは、空気層内に屋外から外気を
取り込んで再び屋外に排出するから、冬季等において空
気層内の空気を日射により温めて室内空調に利用するシ
ステムには適用することができない。一方、冬季等にお
いて空気層内の空気を日射により温めて室内空調に利用
するシステムでは、室内空気を空気層内に取り入れて室
内空間側に排出するため、前述した夏季等において空気
層の温度上昇を抑制するシステムには適用することがで
きない。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、夏季でも冬季でもどちらでも関
係なく効率よく室内空調設備の空調負荷の軽減が図れる
建物のダブルスキンを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明に係る建物のダブルスキンにあっては、
建物の室内空間と屋外とを仕切って外壁部や窓部を構成
する仕切材を相互に間隔をあけて内外二重に配置し、こ
れら仕切材間に空気層を画成した建物のダブルスキンに
おいて、前記空気層の上部及び下部にそれぞれ建物の屋
外に連通して設けられた上下２つの屋外通気口と、前記
空気層の上部及び下部にそれぞれ建物の室内空間に連通
して設けられた上下２つの室内通気口と、前記空気層の
上部及び下部にそれぞれ設けられ、前記空気層の上部及
び下部において前記屋外通気口または前記室内通気口の
いずれか一方を選択して前記空気層に連通させるための
上下２つの連通切替機構とを備えたことを特徴とする
（請求項１）。

【０００８】このダブルスキンにあっては、空気層の上
部および下部に、屋外側通気口または室内側通気口のい
ずれか一方を空気層に連通させる連通切替機構を備えた
から、季節や条件等に応じて屋外または室内空間のいず
れか一方を適宜に選択して空気層に連通させることがで
きる。これによって、例えば夏季等には、上部および下
部の連通切替機構を屋外通気口側に切り替えて、下部の
屋外通気口から空気層内に外気を導入して、空気層内を
下部から上部に向かって流通させて上部の屋外通気口か
ら排出し、空気層内の空気を逐次入れ換えることで日射
による冷房負荷の軽減を図ることができる。また、冬季
等においては、下部通気口から空気層内に室内空気を導
入し、空気層内において日射により温めてから上部の室
内通気口から室内空間へ排出することで、温められた空
気を室内空調に利用することができる。これによって、
室内空調の暖房負荷の軽減を図ることができる。このよ
うに夏季や冬季において季節に関係なく室内空調設備の
空調負荷の軽減を行うことができる。

【０００９】また、このダブルスキンにあっては、前記
上下２つの連通切替機構に、前記空気層と前記屋外通気
口及び前記室内通気口の双方の連通を遮断する遮断機構
を設けたことを特徴とする（請求項２）。連通切替機構
に遮断機構を設けたことで、前記空気層を密閉すること
ができ、冬季などにおいて空気層を断熱層として利用し
て屋外と室内空間との熱交換を可及的に遮断することが
できる。

【００１０】また、このダブルスキンにあっては、前記
空気層の空気を前記上部の連通切替機構を介して前記上
部の屋外通気口または前記上部の室内通気口に強制的に
送り込む送風手段を備えたことを特徴とする（請求項
３）。このような送風手段を備えたことで、空気層内の
空気を屋外または室内に強制的に排出することができ、
新鮮な空気を空気層内に順次取り込んで循環効率の向上
を図ることができる。さらにこの送風手段に駆動電力を
供給する太陽発電装置を備えたことで（請求項４）、別
途電源供給手段を設けずに済み、コストの低減を図るこ
とができる。

【００１１】また、このダブルスキンにあっては、前記
上部室内通気口が前記建物の室内空調装置の還気ダクト
に接続されていることを特徴とする（請求項５）。上部
室内通気口が室内空調装置の還気ダクトに接続されてい
ることで、冬季などにおいて空気層内で暖められた空気
を上部の室内通気口から室内空調装置に供給することが
でき、この空気を室内空調装置の熱源として利用して省
エネに役立てることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る建物のダブル
スキンの実施の形態について添付図面を用いて説明す
る。図１および図２は、本発明に係る建物のダブルスキ
ンの一実施形態を示したものである。

【００１３】このダブルスキン２は、建物の室内空間３
と屋外５とを仕切る窓部４に設けられたもので、建物の
床スラブ６間に構築されている。このダブルスキン２
は、窓部４を構成する仕切材として相互に間隔をあけて
内外二重に配置された２枚の窓ガラス８と、これら２枚
の窓ガラス８間に画成された空気層１０とからなる。空
気層１０は、２枚の窓ガラス８の間に挟まれる形で鉛直
方向に沿って所定の幅で板状に画成されている。その周
縁部は、その上部および下部に設けられた開口部１０
ａ，１０ｂを除き、周方向に沿って仕切材１１により封
鎖されていて、その内部が密閉可能である。

【００１４】この空気層１０の上部および下部には、そ
れぞれ上下２つの屋外通気口１２ａ，１２ｂと、上下２
つの室内通気口１４ａ，１４ｂと、上下２つの連通切替
機構１６ａ，１６ｂとが設けられている。屋外通気口１
２ａ，１２ｂは、建物の屋外に連通して屋外面に設けら
れたものである。また、室内通気口１４ａ，１４ｂは、
建物の室内空間３に連通して設けられたものである。上
部の室内通気口１４ａは、室内空間３の天井部７に配設
された天井材９の裏側に画成された天井裏空間部１１に
連通して設けられたものである。一方、下部の室内通気
口１４ｂは、室内空間３に直接連通して設けられたもの
で、室内空間３の下部に向けて開口されている。

【００１５】一方、上部および下部の連通切替機構１６
ａ，１６ｂは、屋外通気口１２ａ，１２ｂおよび室内通
気口１４ａ，１４ｂのいずれか一方を選択して空気層１
０に連通させる機構である。これら２つの連通切替機構
１６ａ，１６ｂは、共に同じ構成である。これら２つの
連通切替機構１６ａ，１６ｂのうち下部の連通切替機構
１６ｂについて詳しく説明する。

【００１６】図２（ａ）は、下部の連通切替機構１６ｂ
を拡大して示したものである。この連通切替機構１６ｂ
は、空気層１０の上辺部および下辺部に沿って配設され
た細長く円筒状の回転体１８ｂと、この回転体１８ｂの
内部に貫通形成された連通路２０ｂとを備えている。ま
た、回転体１８ｂは、回転体１８ｂは正逆両方向に相対
回転可能に設けられたもので、図示しない軸受部により
軸支されている。回転体１８ｂは、空気層１０の下部に
隣接して設置され、その上端部が空気層１０の下部の仕
切材１１に形成された開口部１０ｂを通じて空気層１０
内に突出していて、その外周面の一部が空気層１０に密
接するようになっている。

【００１７】回転体１８ｂの下方には、下部の屋外通気
口１２ｂに通じる屋外通気口チャンバ２２ｂと、下部の
室内通気口１４ｂに通じる室内通気口チャンバ２４ｂと
が画成されている。これら２つのチャンバ２２ｂ，２４
ｂは、回転体１８ｂの下端部と床スラブ６との間に設け
られた仕切り壁２５ｂによって区切られている。回転体
１８ｂの下部はこれら２つのチャンバ２２ｂ，２４ｂに
密接して配置されている。

【００１８】一方、連通路２０ｂは、回転体１８ｂの中
心部を貫いて回転体１８ｂの内部に断面くの字状に屈曲
形成されたものである。連通路２０ｂの両端部は約１２
０度の角度をもって回転体１８ｂの外周面に開口され、
回転体１８ｂの外周面には、２つの開口部２８ｂ，２９
ｂが回転体１８ｂの長手方向に沿ってスリット状に形成
されている。

【００１９】ここで回転体１８ｂを回転させて連通路２
０ｂの一方の開口部２８ｂが空気層１０に密接され、他
方の開口部２９ｂが屋外通気口チャンバ２２ｂに密接さ
れると、屋外通気口チャンバ２２ｂと空気層１０とが開
通され、屋外通気口１２ｂが空気層１０に連通される。
また、この位置から回転体１８ｂを紙面右周りに約１２
０度回転させると、一方の開口部２８ｂが室内通気口チ
ャンバ２４ｂに密接され、他方の開口部２９ｂが空気層
１０に密接されて、室内通気口チャンバ２４ｂと空気層
１０とが開通して室内通気口１４ｂが空気層１０に連通
される。さらに回転体１８ｂをその位置から紙面右周り
に約１２０度回転されば、２つの開口部２８ｂ，２９ｂ
が共に空気層１０に密接せず、空気層１０が密閉され
る。このように回転体１８ｂを回転させてその位置を変
更することで、屋外通気口１２ｂまたは室内通気口１４
ｂのいずれか一方を択一的に空気層１０に連通させるこ
とができるとともに、その連通を遮断して空気層１０を
密閉することができる。

【００２０】なお、上部の連通切替機構１６ａについて
も、下部の連通機構１６ｂと同様の構成を備えている。
また、これら連通切替機構１６ａ，１６ｂにあっては、
前述した回転体１８ｂにより切り替える構成以外に、図
２（ｂ）に示すような一端部が回動自在に設けられた切
替ダンパ２６によって切り替える構成であっても構わな
い。

【００２１】このように空気層１０の上部および下部に
それぞれ、屋外通気口１２ａ，１２ｂおよび室内通気口
１４ａ，１４ｂのいずれか一方を択一的に空気層１０に
連通させる連通切替機構１６ａ，１６ｂを備えたこと
で、空気層１０を屋外５または室内空間３のどちらにも
連通させることができる。

【００２２】このダブルスキン２の利用形態について説
明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、このダブルスキンの各
季節毎の利用形態の一例を模式的に示したものである。
図３（ａ）は、夏季などの利用形態を示したもので、上
下２つの連通切替機構１６ａ，１６ｂを共に屋外通気口
１２ａ，１２ｂ側に切り替えて、屋外５と空気層１０内
の空気の循環を図ったものである。外気は下部の屋外通
気口１２ｂから下部の連通切替機構１６ｂを通って空気
層１０内に取り入れられる。空気層１０内に取り入れら
れた外気は、空気層１０内を下方から上方に向かって自
然に流動して、上部の連通切替機構１６ａを通って上部
の屋外通気口１２ａから屋外５に排出される。ここで、
上部の連通切替機構１６ａに、空気層１０内の空気を屋
外５に強制的に排出するファン等の送風手段が設けられ
ていれば、空気の循環を効率よくスムーズに行うことが
できる。また、この送風手段に駆動電源を供給する太陽
発電装置を備えていれば、外部バッテリー等の別途電源
供給手段が不要にすることができる。

【００２３】図３（ｂ）は、冬季において日射のある昼
間の利用形態を示したものである。ここでは、上下２つ
の連通切替機構１６ａ，１６ｂを室内通気口１４ａ，１
４ｂ側に切り替えて空気層１０と室内空間３とを連通さ
せる。室内空気は下部の室内通気口１４ｂから空気層１
０内に流入して、空気層１０内にて日射により温められ
ながら上昇して、上部の室内通気口１４ａから天井裏空
間部１１に排出する。天井裏空間部１１に導入された温
められた空気は天井面９に設けられたエア吹出口２８か
ら室内空間３に吹き出されて室内空調に利用される。こ
の他、上部の室内通気口１４ａが室内空調装置の還気ダ
クト（図示外）に接続されていて、空気層内で温められ
た空気が還気ダクトに導入され、室内空調装置の熱源と
して利用してもよい。

【００２４】図３（ｃ）は、冬季でも日射が少ない昼間
や日射のない夜間などの利用形態を示したものである。
ここでは、上下２つの連通切替機構１６ａ，１６ｂを閉
鎖して空気層１０を密閉する。これより空気層１０を断
熱層として利用して屋外５と室内空間３との熱交換を抑
制する。

【００２５】春秋等の中間期では、冬季と同様、上下２
つの連通切替機構１６ａ，１６ｂを室内通気口１４ａ，
１４ｂ側に切り替えて空気層１０と室内空間３とを連通
させて、空気層内から熱を回収して室内空調装置に利用
する他に、屋外の温度が快適なときには、図３（ｄ）に
示すように、上下２つの連通切替機構１６ａ，１６ｂを
共に屋外通気口１２ａ，１２ｂ側に設定するとともに、
２枚の窓ガラス８のうち内側の窓ガラス８を開閉可能な
ものとし、内側の窓ガラス８を開放して屋外３との間で
空気層１０を介して直接空気の入れ換えを行うようにす
るとよい。

【００２６】なお、前述した実施形態では、建物の窓部
に設けられたダブルスキン２を例にして説明したが、こ
の他に建物の室内空間と屋外とを仕切る外壁部に設けら
れたダブルスキンにも適用することができる。

【００２７】また、２枚の窓ガラスのうち外側の窓ガラ
ス８については、その内側にルーバーやブラインド等の
日射遮蔽器具を配置して太陽熱等を回収し易くすると好
ましい。またこの他、この外側の窓ガラスについては、
荷電により偏光・調光機能を持つ特殊ガラスで構成され
るのが好ましい。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る建物のダブルスキンによれ
ば、その上部および下部にそれぞれ連通切替機構を設
け、これら２つの連通切替機構によりダブルスキン内の
空気層と屋外通気口若しくは室内通気口との連通を切り
替えるように構成したから、季節や条件等に応じて屋外
または室内空間のいずれか一方を適宜に選択して空気層
に連通させることができる。夏季等においては、下部の
屋外通気口から空気層内に外気を導入して、空気層内を
下部から上部に向かって流通させて上部の屋外通気口か
ら排出し、空気層内の空気を逐次入れ換えることで日射
による冷房負荷の軽減を図ることができる。また、冬季
等においては、下部通気口から空気層内に室内空気を導
入して空気層内において日射により温めてから上部の室
内通気口から室内空間へ排出して室内空調に利用するこ
とができる。これによって、夏季や冬季において季節に
関係なく室内空調設備の空調負荷の軽減に寄与させるこ
とができる（請求項１）。

【００２９】また、前記空気層と前記屋外通気口及び前
記室内通気口の双方の連通を遮断する遮断機構を設けた
ことで、冬季などにおいて空気層を密閉して断熱層とし
て利用することができ、屋外と室内空間との熱交換を可
及的に遮断することができる（請求項２）。

【００３０】また、前記空気層の空気を前記上部の連通
切替機構を介して前記上部の屋外通気口または前記上部
の室内通気口に強制的に送り込む送風手段を備えたこと
で、空気層内の空気を屋外または室内に強制的に排出し
て空気層内に新鮮な空気を順次取り込むことができ、循
環効率の向上を図ることができる（請求項３）。

【００３１】さらにこの送風手段に駆動電力を供給する
太陽発電装置を備えたことで、別途電源供給手段を設け
ずに済み、コストの低減を図ることができる（請求項
４）。

【００３２】また、前記上部室内通気口が前記建物の室
内空調装置の還気ダクトに接続されていることで、冬季
などにおいて空気層内で暖められた空気を上部の室内通
気口から室内空調装置に供給することができ、この空気
を室内空調装置の熱源として利用して省エネに役立てる
ことができる（請求項５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建物のダブルスキンの一実施形態
を示した縦断面図である。

【図２】本発明に係る建物のダブルスキンの連通切替機
構の一実施形態を示した縦断面図である。

【図３】本発明に係る建物のダブルスキンの利用形態の
一例を模式的に示した説明図である。

【符号の説明】

２ ダブルスキン ３ 室内空間 ８ 窓ガラス １０ 空気層 １２ａ，１２ｂ 屋外通気口 １４ａ，１２ｂ 室内通気口 １６ａ，１６ｂ 連通切替機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の室内空間と屋外とを仕切って外壁
   部や窓部を構成する仕切材を相互に間隔をあけて内外二
   重に配置し、これら仕切材間に空気層を画成した建物の
   ダブルスキンにおいて、 前記空気層の上部及び下部にそれぞれ建物の屋外に連通
   して設けられた上下２つの屋外通気口と、前記空気層の
   上部及び下部にそれぞれ建物の室内空間に連通して設け
   られた上下２つの室内通気口と、前記空気層の上部及び
   下部にそれぞれ設けられ、前記空気層の上部及び下部に
   おいて前記屋外通気口または前記室内通気口のいずれか
   一方を選択して前記空気層に連通させるための上下２つ
   の連通切替機構とを備えたことを特徴とする建物のダブ
   ルスキン。
2. 【請求項２】 前記上下２つの連通切替機構に前記空気
   層と前記屋外通気口及び前記室内通気口の双方の連通を
   遮断する遮断機構を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の建物のダブルスキン。
3. 【請求項３】 前記空気層の空気を前記上部の連通切替
   機構を介して前記上部の屋外通気口または前記上部の室
   内通気口に強制的に送り込む送風手段を備えたことを特
   徴とする請求項１または２に記載の建物のダブルスキ
   ン。
4. 【請求項４】 前記送風手段に駆動電力を供給する太陽
   発電装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載の建
   物のダブルスキン。
5. 【請求項５】 前記上部の室内通気口が室内空調設備の
   還気ダクトに接続されていることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載の建物のダブルスキン。