JP2006097367A

JP2006097367A - 建物水冷システム。

Info

Publication number: JP2006097367A
Application number: JP2004285822A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ikeda; 隆之池田
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】通常の建物に対して比較的簡単かつ安価に付設でき、真夏でもエアコン等の消費電力を節約して快適な室内温度環境をつくることができる、雨水を利用した簡易な建物水冷システムを提供する。
【解決手段】建物の屋根１に降った雨水を捕集する雨水捕集手段（軒樋２）と、捕集した雨水を貯溜する雨水貯溜手段（地下貯水槽３）と、貯溜した雨水を建物の外壁７に散水する外壁散水手段（散水管８）と、散水した雨水を回収して雨水貯溜手段に戻す雨水回収手段とを備え、雨水回収手段として樋状の回収トラフ１０を建物の外壁７下部に設けた建物水冷システムとする。外壁７に散水した雨水が外壁７を伝落するときに一部蒸発して気化熱を奪うため、建物が冷却され、真夏でもエアコン等の消費電力を節約して快適な室内温度環境をつくることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、雨水を利用して建物を冷却することにより、真夏でもエアコン等の消費電力を節約して快適な室内温度環境をつくることができる建物水冷システムに関する。

近年、地球の温暖化、自動車の増加、都市部の未舗装地面や緑地の大幅な減少等によって、夏季には酷暑の日々が連続するようになり、エアコン等による消費電力が激増するようになってきた。

これに対処するため、夜間の余剰の電力を利用して低温蓄熱を行い、昼間の
冷房に役立てるシステムが開発されている。けれども、この夜間の低温蓄熱システムは、設備コストが高くつく等の理由から、現在のところあまり普及はしていない。

これに対し、屋根に降った雨水を貯溜し、これを利用して建物の冷却を行うシステムが提案された（特許文献１）。このシステムは、建物の屋根板の下縁を湾曲軒として続けて下方に壁板を形成し、屋根に降った雨水を壁板に沿って地面に設けた濾過槽に導き、これに配管した沈殿浄化槽を経て地中深く設けた貯溜槽に貯溜し、これを屋内に設けた温度センサーで稼働する循環ポンプで散水管に揚げ、屋根壁に散水流下循環させるものである。

しかしながら、特許文献１のシステムは、建物の屋根板の下縁を湾曲軒として続けて下方に壁板を形成する必要があるため、通常の建築構造の建物には採用できないという致命的な問題があった。
特開平９−６０９０８号公報

本発明は上記の問題に対処すべくなされたもので、通常の建築構造の建物に対して比較的簡単かつ安価に付設でき、真夏でもエアコン等の消費電力を節約して快適な室内温度環境をつくることができる、雨水を利用した簡易な建物水冷システムを提供することを解決課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明の建物水冷システムは、建物の屋根に降った雨水を捕集する雨水捕集手段と、捕集した雨水を貯溜する雨水貯溜手段と、貯溜した雨水を建物の外壁に散水する外壁散水手段と、散水した雨水を回収して雨水貯溜手段に戻す雨水回収手段とを備えた建物水冷システムであって、上記の雨水回収手段として樋状の回収トラフを建物の外壁下部に設けたことを特徴とするものである。尚、本発明にいう「外壁」とは窓まで含む概念の用語である。

本発明の建物水冷システムにおいては、回収トラフを建物の外壁下部の雨押さえの下側に設けることが好ましく、また、建物の外壁が親水性の表面を備えていることが好ましい。そして、外壁散水手段による雨水の散水量を、外壁１ｍ^２当たり毎分５０〜４００ｍｌとすることが好ましい。また、雨水貯溜手段により貯溜した雨水を建物の外壁の窓に散水する窓散水手段を窓の上部に更に設けることが好ましく、加えて、雨水貯溜手段により貯溜した雨水を建物の屋根に散水する屋根散水手段を付加することも好ましい。

本発明の建物水冷システムでは、建物の外壁に散水した雨水が外壁を伝落するときに一部蒸発して気化熱を奪うため、建物が冷却され、真夏に本システムをエアコンと併用すると、エアコンのみで冷房する場合に比べて室内温度を数℃（５〜６℃）下げることができる。そして、余剰に散水した雨水は雨水回収手段により回収されて雨水貯溜手段に戻されるので無駄がなく、また、屋根に降った雨水を貯溜して利用するので水道代もかからず経済的である。しかも、この建物水冷システムは、既設の通常の建物を改造することなく、後述するように軒樋を雨水捕集手段として利用し、雨水散水手段として散水管を建物の外壁上部に沿って配管し、雨水回収手段として樋状の回収トラフを外壁下部に沿って設け、雨水貯溜手段として簡易な地下貯水槽を設けるといった比較的簡単な工事によって、比較的安価に施工することができる。

そして、回収トラフを建物の外壁下部の雨押さえの下側に設けた建物水冷システムは、外壁を伝落した雨水が雨押さえの先端から回収トラフへ落下するため、効果的に雨水を回収することができる。また、建物の外壁が親水性の表面を備えている建物水冷システムは、散水量が少なくても外壁全体を濡らしながら伝落するため、少ない散水量で充分な冷却効果を得ることができ、しかも、伝落する雨水によって外壁の清掃も同時に行われるという利点がある。更に、外壁散水手段による雨水の散水量を、外壁１ｍ^２当たり毎分５０〜４００ｍｌとした建物水冷システムは、外壁全体を濡らしながら、途中で雨水が全て蒸発することなく伝落するため、効率良く且つ確実に建物を冷却することができる。また、雨水貯溜手段により貯溜した雨水を窓に散水する窓散水手段を窓の上部に更に設けた建物水冷システムは、外壁散水手段のみで窓にも散水する場合に比べると、より確実に雨水を窓に散水して効率良く室内を冷却できる利点があり、更に、雨水貯溜手段により貯溜した雨水を建物の屋根に散水する屋根散水手段を付加した建物水冷システムは、建物の外壁と屋根の双方を冷却できるので、冷却効果が一層向上する利点がある。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。

図１は本発明の一実施形態に係る建物水冷システムの全体説明図、図２は同システムの要部説明図である。

この建物水冷システムは、建物の屋根１に降った雨水を捕集する雨水捕集手段として既設の軒樋２をそのまま利用すると共に、捕集した雨水を貯溜する手段として地下に簡易な地下貯水槽３を設け、上記の軒樋１に流れ込んだ雨水を竪樋４と地中管路５を通じて地下貯水槽３に貯溜するように構成している。そして、地下管路５の途中に沈殿槽６を設けて、雨水に含まれる土の粒子や塵埃を沈殿除去し、きれいな雨水を地下貯水槽３に貯溜できるようにしている。

上記の地下貯水槽３は、地面を凹状に掘って遮水シートを敷設し、その上に底板を並べ、方形枠体に数本の中空脚を設けた積上げ部材３ａを縦横に並べて底板の上に積み上げ、その四側面を側板と遮水シートで覆うと共に、上面を孔開きの天板と透水性シートで覆い、土を被せて地中に埋設した簡易な地下貯水槽であって、この地下貯水槽３から雨水を汲み上げて送水するポンプ３ｂが地下ボックスに設置されている。そして、この地下貯水槽３の入水口３ｃと反対側にはオーバーフロー口３ｄが設けられ、過剰量の雨水が流入したときにオーバーフロー口２ｄから自然に排水できるようになっている。

この建物の外壁７の上部には、貯溜した雨水を外壁７に散水する外壁散水手段として、多数の放水孔を管壁に穿孔した散水管８が配設され、地下貯水槽３に貯溜された雨水が送水ポンプ３ｂにより地上の送水管路９を通って散水管８に供給されるようになっている。散水された雨水によって外壁７の全体が均等に濡れるようにするためには、放水孔を１００ｍｍ以下の間隔を開けて管壁に形成し、雨水が斜め上方から外壁７に散水されるように放水孔の向きを考慮して散水管８を取付けると共に、散水量を外壁１ｍ^２当たり毎分５０〜４００ｍｌとすることが大切である。放水孔の間隔が１００ｍｍより広くなると、放水孔と放水孔の中間部分に対応する外壁７の対応部分が濡れ難くなり、また、散水量が毎分５０ｍｌより少なくなると、散水された雨水が外壁７を伝落する途中で全て蒸発して充分な冷却効果を発揮できない場合がある。尚、散水量を４００ｍｌより多くしても、それに見合った冷却効果の更なる向上は期待できないので、無駄になる。散水量の更に好ましい範囲は、外壁１ｍ^２当たり毎分１５０〜２５０ｍｌである。

外壁７は親水性の表面を有することが好ましく、このように表面が親水性であると、散水された雨水の濡れ性が大幅に向上し、散水量が少なくても外壁７の全体が雨水で濡れやすくなる。親水性の外壁７とするためには、光触媒を含有する塗料を表面にコーティングして親水性を付与した無機質又は合成樹脂製の外壁材を用いて外壁７を形成することが好ましい。このような光触媒による親水性の外壁７であると、散水された雨水によって外壁７の清掃も同時に行われるという利点がある。光触媒としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫などの金属酸化物が好ましく使用される。

図１、図２に示すように、外壁７の下部の雨押さえ７ａの下側には、散水した雨水を回収して地下貯水槽３に戻す雨水回収手段として、樋状の回収トラフ１０が取付けられている。このように回収トラフ１０を雨押さえ７ａの下側に取付けると、外壁７を伝落した雨水が雨押さえ７ａの先端から回収トラフ１０へ落下するため、雨水を残らず回収して地下管路５を通じて地下貯水槽１へ戻すことが可能となり、しかも、伝落した雨水が建物の木製の土台や柱の下端を濡らすことによって土台や柱の下端が腐朽するのを防止できる利点がある。地下貯水槽１に戻された雨水は、地下管路５の途中の沈殿槽６で土の粒子や塵埃が沈殿除去されているので、きれいな雨水である。尚、外壁７の下部に雨押さえ７ａに代えて凹溝が形成されている場合は、この凹溝に回収トラフ１０の片側を挿入した状態で回収トラフ１０を取付ければよく、また、外壁７の下部に雨押さえも凹溝も存在しない場合は、市販の金属製の雨押さえを外壁７の下部に取付けてその下側に回収トラフ１０を取付ければよい。

回収トラフ１０としては、雨水がこぼれない丸樋状もしくは角樋状もしくは他の凹形断面形状を有する合成樹脂製もしくは金属製の回収トラフが全て使用可能であり、このような回収トラフは軒樋と同様に安価に製造できるので経済的である。

外壁７の窓は、外壁散水手段の散水管８のみでは、窓全体に亘って均等に濡れ難い場合もある。そこで、この実施形態の建物水冷システムでは、窓の上部に窓散水手段として散水管８１を別個に取付け、地上の送水管路９から分岐する分岐管路１３を通じて地下貯水槽３から送られてくる雨水を窓に散水して窓全体を雨水で濡らすようにすると共に、窓の下部に上記と同様の樋状の回収トラフ１０１を取付けて、窓を伝落してくる雨水を回収し、地下管路５を通じて地下貯水槽３に戻すようにしている。このように、外壁散水手段の散水管８とは別個に散水管８１を窓の上部に取付けると、散水管８のみでは均等に濡れ難い窓をより確実に雨水で均等に濡らして室内を冷却できる利点があり、特に、窓はガラス一枚を介して室内と接するため室内の冷却効果が大きく、また、雨水が窓を流れていると見た目にも涼感が得られる利点がある。尚、窓の下部に取付ける回収トラフ１０１は省略可能であり、省略しても、伝落する雨水を外壁７下部の回収トラフで回収することができる。
更に、この実施形態の建物水冷システムは、屋根散水手段として散水管８０を屋根１の上端に配設し、地上の送水管路９から分岐する屋根上の分岐管路１１を通じて地下貯水槽３から送水ポンプ３ｂで送られてくる雨水を屋根１に散水できるようにしている。屋根１は外壁７よりも強く加熱され蒸発量が多いので、屋根用の散水管８０からの散水量は、外壁用の散水管８からの散水量よりも多くして屋根１ｍ^２当たり毎分１００〜５００ｍｌとすることが好ましい。散水された雨水は蒸発しながら屋根７を流下して軒樋２に流れ込み、竪樋４と地下管路５を通じて地下貯水槽３に回収されるようになっている。尚、地上の送水管路９と、屋根上及び外壁の分岐管路１１，１３との分岐部分には切替弁１２が設けられ、雨水を外壁用の散水管８、屋根用の散水管８０、窓用の散水管８１のいずれか一つ又は二つ以上に切り替えて送水できるようになっている。

以上のような構成の建物水冷システムでは、屋根１に降った雨水が軒樋２（雨水捕集手段）に流れ込んで捕集され、竪樋４および地下管路５を通って沈殿槽６に流入し、土の粒子や塵埃が沈殿除去されて、きれいな雨水が地下貯水槽３（雨水貯溜手段）に貯溜される。そして、地下貯水槽３に貯溜された雨水は送水ポンプ３ｂにより地上管路９を通って外壁用の散水管２（雨水散水手段）に送られ、外壁１ｍ^２当たり毎分５０〜４００ｍｌの散水量で外壁７の上部に散水される。散水された雨水は、外壁７を全体に濡らしながら伝落し、その途中で雨水の一部が蒸発して気化熱を奪うため、建物が冷却される。実際、真夏にこの建物水冷システムをエアコンと併用すると、エアコンのみで冷房する場合に比べて室内温度が５〜６℃下がるので、その分だけエアコンの設定温度を上げても室内を快適な温度環境に維持できるようになり、消費電力の節約が可能となる。特に、外壁７の表面が親水性であると、濡れ性が良いため少量の散水量で外壁７全体を濡らして効率良く冷却できると共に、伝落する雨水によって外壁７の清掃も同時に行われるので外壁７の美観を保つことができる。外壁７を伝落した雨水は外壁７下部の回収トラフ１０（雨水回収手段）によって回収され、地下管路５を通って沈殿槽６に流入し、土の粒子や塵埃が沈殿除去されて地下貯水槽３に貯溜され、循環使用される。更に、この実施形態のシステムでは、切替弁１２の操作により、分岐管路１３を通じて窓用の散水管８１に雨水を送ると、この散水管８１から散水された雨水によって窓越しに効率良く室内を冷却することができ、見た目にも涼感を得ることができる。そして、切替弁１２の操作により屋根上の分岐管路１１を通じて屋根用の散水管８０に雨水を送ると、この散水管８０から屋根１に散水された雨水によって屋根の冷却も行われるため、優れた冷却効果が発揮される。

また、この建物水冷システムは、通常の建物を改造することなく、軒樋２を雨水捕集手段として利用し、散水手段として散水管８，８０，８１を外壁７上部、屋根１上部、外壁面のそれぞれに配管し、雨水回収手段として樋状の回収トラフ１０，１０１を外壁７下部と窓下部に取付けると共に、雨水貯溜手段として簡易な地下貯水槽３を設けるといった比較的簡単な工事によって比較的安価に施工できるので、施工性及び経済性が良好である。

本発明の一実施形態に係る建物水冷システムの全体説明図である。同システムの要部説明図である。

符号の説明

１屋根
２軒樋（雨水捕集手段）
３地下貯水槽（雨水貯溜手段）
６沈殿槽
７外壁
７ａ雨押さえ
８散水管（外壁散水手段）
８０散水管（屋根散水手段）
８１散水管（窓散水手段）
１０，１０１回収トラフ（雨水回収手段）

Claims

建物の屋根に降った雨水を捕集する雨水捕集手段と、捕集した雨水を貯溜する雨水貯溜手段と、貯溜した雨水を建物の外壁に散水する外壁散水手段と、散水した雨水を回収して雨水貯溜手段に戻す雨水回収手段とを備えた建物水冷システムであって、上記の雨水回収手段として樋状の回収トラフを建物の外壁下部に設けたことを特徴とする建物水冷システム。
回収トラフを建物の外壁下部の雨押さえの下側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の建物水冷システム。
建物の外壁が親水性の表面を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建物水冷システム。
外壁散水手段による雨水の散水量を、外壁１ｍ^２当たり毎分５０〜４００ｍｌとしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建物水冷システム。
雨水貯溜手段により貯溜した雨水を建物の外壁の窓に散水する窓散水手段を窓の上部に更に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の建物水冷システム。
雨水貯溜手段により貯溜した雨水を建物の屋根に散水する屋根散水手段を付加したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の建物冷却システム。