JP2007046289A - 建物外壁の温度上昇抑制機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】 建物の外壁からの熱の侵入を防いで空調負荷を低減するための方法として，建物の壁等を断熱材で覆う方法があるが，この方法は，コスト高の要因となるため一般的ではなく，特に，鉄骨造の場合には
ヒートブリッジによる結露に注意する必要がある。
【解決手段】 そこで本発明では、建物１の外壁構造体２の外側に保水性を有する外壁を設置すると共に，保水性外壁３に給水するための導水系統４を設置した構成の建物外壁の温度上昇抑制機構を提案している。保水性外壁には光触媒等の親水性材料を付着させることができる。
【選択図】 図１
ヒートブリッジによる結露に注意する必要がある。
【解決手段】 そこで本発明では、建物１の外壁構造体２の外側に保水性を有する外壁を設置すると共に，保水性外壁３に給水するための導水系統４を設置した構成の建物外壁の温度上昇抑制機構を提案している。保水性外壁には光触媒等の親水性材料を付着させることができる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、建物外壁の温度上昇抑制機構に関するものである。
建物の外壁からの熱の侵入を防いで空調負荷を低減するためには，外壁を熱貫流率の低い材料で構成するのが望ましいが，このような材料は一般に比重が小さくて強度が劣るため，一般には利用されていない。
そこで外壁構造体に断熱材を組み合わせた外断熱外壁構造体により建物の壁等を覆う方法が例えば特許文献１に提案されている。
特開２００２−２９４８９３号公報
しかしながら建物の壁等を断熱材で覆う方法は，コスト高の要因となるため一般的ではなく，特に，鉄骨造の場合には ヒートブリッジによる結露に注意する必要がある。
そこで本発明では、このような従来の課題を解決することを目的とするものである。
そこで本発明では、このような従来の課題を解決することを目的とするものである。
上述した目的を達成するために、本発明では、まず，建物の外壁構造体の外側に保水性を有する外壁を設置すると共に，保水性外壁に給水するための導水系統を設置した建物外壁の温度上昇抑制機構を提案する。
そして本発明では，上記構成において，保水性外壁の表面に親水性材料，例えば光触媒を付着することを提案する。
また本発明では，上記の構成において，導水系統は，外壁構造体よりも内側に配置した竪導水管と，竪導水管から分岐させ，外壁構造体を貫通して保水性外壁内に突設した横導水管とから構成し，第２の横導水管に複数の給水孔を設けると共に，竪導水管は雨水や再利用水等を貯留するタンクに接続した構成とすることを提案する。
また本発明では，上記の構成において，導水系統は，外壁構造体よりも内側に配置した竪導水管と，竪導水管から分岐させ，外壁構造体を貫通して保水性外壁内に突設した横導水管と，横導水管に接続して，保水性外壁に沿って配置された第２の横導水管とから構成し，第２の横導水管に複数の給水孔を設けると共に，竪導水管は雨水や再利用水等を貯留するタンクに接続した構成とすることを提案する。
更に本発明では，上記の構成において，導水系統は，保水性外壁内に配置した竪導水管と，竪導水管から分岐させて保水性外壁に沿って配置した横導水管とから構成し，第２の横導水管に複数の給水孔を設けると共に，竪導水管は雨水や再利用水等を貯留するタンクに接続した構成とすることを提案する。
以上の構成において，本発明では，保水性外壁が導水系統により給水される水により湿潤状態を維持される。このため，夏期の日射によって保水性外壁面が加熱され，水分が蒸発すると，その際，気化熱を奪うため，保水性外壁の温度上昇，従って外壁構造体の温度上昇を抑制することができる。
導水系統により保水性外壁に供給する水は，主として雨水や再利用水等を使用することにより，雨水や再利用水等の有効利用を図ることができる。
保水性外壁の表面に親水性材料を付着させることにより，湿潤範囲の迅速な拡大が可能となり，広い範囲に渡る効率的な水分の蒸発が行われる。この親水性材料としては，光触媒を用いると，その酸化還元作用による汚れ物質の分解と，その親水性による自掃作用（セルフクリーニング）で表面に付着した排気ガス等の汚れ物質の洗い流しが行われることにより，清掃コストを削減することができ，安価に美観を維持することができる。
導水系統は保水性外壁に満遍なく給水可能な構成であれば，構成は適宜であるが，本発明の導水系統は，保水性外壁の表面側から給水をするのではなく，内側から給水を行うので，建物外への水分の飛散を防止することができる。
また本発明では，横導水管に加えて竪導水管を保水性外壁内に配置した構成とすれば，外壁構造体を貫通する横導水管が不要となるので，設置が容易であり，また既存の建物にも容易に適用可能である。
次に本発明の建物外壁の温度上昇抑制機構の実施の形態を説明する。
まず，図１は本発明の第１の実施の形態の全体構成を示すものである。
これらの図において符号１は建物であり，２は建物１の外壁構造体を示すものである。この外壁構造体２は通常の建物の外壁構造体と同様であり，例えば普通のコンクリート等が使用される。
まず，図１は本発明の第１の実施の形態の全体構成を示すものである。
これらの図において符号１は建物であり，２は建物１の外壁構造体を示すものである。この外壁構造体２は通常の建物の外壁構造体と同様であり，例えば普通のコンクリート等が使用される。
本発明では，外壁構造体２の外側に，保水性を有する外壁３（以降，保水性外壁３と称する）を設置し，この保水性外壁３に給水するための導水系統４を設置することを特徴としている。
保水性外壁３は，例えば保水性セラミックや保水性舗装として使用されている材料を使用することができ，例えば次のような性状を有するものを使用することができる。
吸水率：10％以上 空隙率：20〜60％程度
曲げ強度：1.5Ｎ／mm2以上 見かけ比重：1.0〜2.0g/cm3程度
透水係数：2.3×10-4〜1.1×10-2cm/sec程度 厚さ：数cm〜数十cm程度
吸水率：10％以上 空隙率：20〜60％程度
曲げ強度：1.5Ｎ／mm2以上 見かけ比重：1.0〜2.0g/cm3程度
透水係数：2.3×10-4〜1.1×10-2cm/sec程度 厚さ：数cm〜数十cm程度
次に導水系統４は，保水性外壁３に給水して，この保水性外壁３を満遍なく湿潤状態とすることを目的とするもので，図１，図２に示す実施の形態では，導水系統４は，外壁構造体２よりも内側に配置した竪導水管５ａと，竪導水管５ａから分岐させ，外壁構造体２を貫通して保水性外壁３内に突設した横導水管５ｂとから構成し，横導水管５ｂに複数の給水孔（図示省略）を設けると共に，竪導水管５ａを雨水や再利用水等を貯留するタンク６に接続した構成としたものである。尚，符号７はバルブであり，また雨水や再利用水等を貯留するタンク６には，長期間の晴天等により貯水量が不足した場合に，上水を補充するための補充機構（図示省略）を設置している。
以上の構成において，この実施の形態では，雨水や再利用水等を貯留するタンク６に貯まっている雨水や再利用水等を竪導水管５ａから横導水管５ｂに至らせ，この横導水管５ｂに形成した給水孔から保水性外壁３内に給水する。給水された水は保水性外壁３内に拡がり，保水性外壁３を湿潤状態とする。
このような導水系統４による水の供給は，重力で自然落下させて行ったり，又は太陽電池等を電源としたポンプにより行うことができる。またその供給の方法も，例えばバルブ７の開閉制御により所定時間毎に行ったり，また昼間のみ連続的に行ったり，適宜の方法により行うことができる。
上述したように保水性外壁３は導水系統４から給水される水により湿潤状態を維持されるため，夏期の日射によって保水性外壁３面が加熱されると，水分が蒸発し，その際，気化熱を奪うため，保水性外壁３の温度上昇を抑制し，従って外壁構造体２の温度上昇を抑制することができる。こうして夏期における空調負荷の低減を図ることができる。
図２は本発明の第２の実施の形態を示すもので，（ａ）は図１の要部に相当する個所の拡大図であり，また（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
この実施の形態では，第１の実施の形態における横導水管５ｂの先端に，保水性外壁３に沿った第２の横導水管５ｃを設け，この第２の横導水管５ｃに複数の給水孔（図示省略）を設けたものである。この他の構成は，図１と同様であるので，対応する構成要素に同一の符号を付して，重複する説明を省略する。
この実施の形態では，第１の実施の形態における横導水管５ｂの先端に，保水性外壁３に沿った第２の横導水管５ｃを設け，この第２の横導水管５ｃに複数の給水孔（図示省略）を設けたものである。この他の構成は，図１と同様であるので，対応する構成要素に同一の符号を付して，重複する説明を省略する。
この構成では，第１の実施の形態と比較して，給水される水の横方向の均一性が高くなるので，保水性外壁３の全体に渡って均一に湿潤状態とし，以て効果的に気化熱を奪うことができる。
次に図３は本発明の第３の実施の形態を示すもので，（ａ）は図１の要部に相当する個所の拡大図であり，また（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
この実施の形態では，第１の実施の形態の竪導水管５ａに相当する竪導水管８ａは，保水性外壁３内に配置しており，この竪導水管８ａから横導水管８ｂを分岐して，この横導水管８ｂに複数の給水孔（図示省略）を設けたものである。
この実施の形態では，第１の実施の形態の竪導水管５ａに相当する竪導水管８ａは，保水性外壁３内に配置しており，この竪導水管８ａから横導水管８ｂを分岐して，この横導水管８ｂに複数の給水孔（図示省略）を設けたものである。
この実施の形態では，第１及び第２の実施の形態では必要な，外壁構造体２を貫通する横導水管５ｂが不要となるので，設置が容易であり，また既存の建物にも容易に適用可能である。
次に，保水性外壁３の設計例として，保水性外壁３として，次の性状の保水性セラミックスを使用した場合の，この保水性外壁３の必要な厚みの設計例を説明する。
保水性外壁３：保水性セラミックス（吸水率：10％，見かけ比重：1.8g/cm3） 気象条件として，全天日射積算量を約20MJ/m2日，最高気温を30℃以上とし，水分の蒸発量を約5kg/m2日とすると，この蒸発量を保持するための保水性外壁３の必要重量は，約50kg/m2日となるので，この保水性外壁３の必要な厚さは，その見かけ比重から約3cm（50kg/m2÷1800kg/m3=0.0277m）となる。
保水性外壁３：保水性セラミックス（吸水率：10％，見かけ比重：1.8g/cm3） 気象条件として，全天日射積算量を約20MJ/m2日，最高気温を30℃以上とし，水分の蒸発量を約5kg/m2日とすると，この蒸発量を保持するための保水性外壁３の必要重量は，約50kg/m2日となるので，この保水性外壁３の必要な厚さは，その見かけ比重から約3cm（50kg/m2÷1800kg/m3=0.0277m）となる。
尚，保水性外壁３として上述したようなものを使用すると，表面には空隙率に応じた凹凸が均一に分布していることにより，表面積の増大による高い蒸発性能が得られる他，雨水が直接的に保水性外壁３に吸水されて水分補給が行われたり，外部騒音の吸音による遮音性能の向上を図ることができる。
次に，上述したとおり本発明では，保水性外壁３の表面に親水性材料を付着させることにより，湿潤範囲の迅速な拡大が可能となり，広い範囲に渡る効率的な水分の蒸発を行わせることができる。尚，一般に，親水性材料を保水性外壁３の表面に付着させた場合にも，その表面の凹凸や空隙を損なうことはなく，水分の蒸発を阻害することはない。
この親水性材料として，光触媒を用いると，その酸化還元作用による汚れ物質の分解と，その親水性による自掃作用（セルフクリーニング）で，保水性外壁３の表面に付着した排気ガス等の汚れ物質の洗い流しが行われる。従って，清掃コストを削減することができ，安価に美観を維持することができる。
この親水性材料は，予め保水性外壁３の表面にコーティング等により付着させておく他，導水系統４により吸水する雨水に混ぜて補給することができ，この補給により上記効力の持続が可能となる。
また本発明では，上述したとおり保水性外壁３を湿潤状態に維持できるため，この保水性外壁３にコケ等を植生させることも可能であり，保水性外壁３を壁面緑化の基盤として利用することができる。
また本発明では，導水系統４により吸水する雨水や再利用水等に防腐剤を混ぜて供給することもでき，この防腐剤の供給を適宜の間隔で定期的に行うことにより，保水性外壁３におけるカビ等の発生を抑制することができる。
また本発明では，保水性外壁３の内部に吸水繊維を含有させることができ，こうすることにより，保水性外壁３の内部に供給された水を迅速に表面まで移動させて蒸発に供することができる。
また本発明では，保水性外壁３の原料として，石膏ボード，煉瓦，ロックウール等の無機質の産業廃棄物を用いることができ，その有効利用を図ることができる。
また本発明では，保水性外壁３をＰＣ化することにより，パネル工法による現場での施工性を向上することができる。
また本発明では，保水性外壁３の表面をタイルにする場合等において，湿式壁工法を適用することもできる。
本発明は以上の通りであるので，以下に示す以外にも数々の特徴を有し，産業上の利用可能性が大である。
１．本発明では，保水性外壁が導水系統により給水される水により湿潤状態を維持される。このため，夏期の日射によって保水性外壁面が加熱され，水分が蒸発すると，その際，気化熱を奪うため，保水性外壁の温度上昇，従って外壁構造体の温度上昇を抑制し，以て空調負荷を低減することができる。
２．導水系統により保水性外壁に供給する水は，主として雨水や再利用水等を使用することにより，雨水や再利用水の有効利用を図ることができる。
３．保水性外壁の表面に親水性材料を付着させることにより，湿潤範囲の迅速な拡大が可能となり，広い範囲に渡る効率的な水分の蒸発が行われる。特に，親水性材料として，光触媒を用いると，その酸化還元作用による汚れ物質の分解と，その親水性による自掃作用（セルフクリーニング）で表面に付着した排気ガス等の汚れ物質の洗い流しが行われることにより，清掃コストを削減することができ，安価に美観を維持することができる。
４．導水系統は保水性外壁に満遍なく給水可能な構成であれば，構成は適宜であるが，本発明の導水系統は，保水性外壁の表面側から給水をするのではなく，内側から給水を行うので，建物外への水分の飛散を防止することができる。
５．また導水系統として，横導水管に加えて竪導水管を保水性外壁内に配置した構成とすれば，外壁構造体を貫通する横導水管が不要となるので，設置が容易であり，また既存の建物にも容易に適用可能である。
１．本発明では，保水性外壁が導水系統により給水される水により湿潤状態を維持される。このため，夏期の日射によって保水性外壁面が加熱され，水分が蒸発すると，その際，気化熱を奪うため，保水性外壁の温度上昇，従って外壁構造体の温度上昇を抑制し，以て空調負荷を低減することができる。
２．導水系統により保水性外壁に供給する水は，主として雨水や再利用水等を使用することにより，雨水や再利用水の有効利用を図ることができる。
３．保水性外壁の表面に親水性材料を付着させることにより，湿潤範囲の迅速な拡大が可能となり，広い範囲に渡る効率的な水分の蒸発が行われる。特に，親水性材料として，光触媒を用いると，その酸化還元作用による汚れ物質の分解と，その親水性による自掃作用（セルフクリーニング）で表面に付着した排気ガス等の汚れ物質の洗い流しが行われることにより，清掃コストを削減することができ，安価に美観を維持することができる。
４．導水系統は保水性外壁に満遍なく給水可能な構成であれば，構成は適宜であるが，本発明の導水系統は，保水性外壁の表面側から給水をするのではなく，内側から給水を行うので，建物外への水分の飛散を防止することができる。
５．また導水系統として，横導水管に加えて竪導水管を保水性外壁内に配置した構成とすれば，外壁構造体を貫通する横導水管が不要となるので，設置が容易であり，また既存の建物にも容易に適用可能である。
１ 建物
２ 外壁構造体
３ 保水性外壁
４ 導水系統
５ａ 竪導水管
５ｂ 横導水管
５ｃ 第２の横導水管
６ 雨水や再利用水等を貯留するタンク
７ バルブ
８ａ 竪導水管
８ｂ 横導水管
２ 外壁構造体
３ 保水性外壁
４ 導水系統
５ａ 竪導水管
５ｂ 横導水管
５ｃ 第２の横導水管
６ 雨水や再利用水等を貯留するタンク
７ バルブ
８ａ 竪導水管
８ｂ 横導水管
Claims (6)
- 建物の外壁構造体の外側に保水性を有する外壁を設置すると共に，保水性外壁に給水するための導水系統を設置したことを特徴とする建物外壁の温度上昇抑制機構
- 保水性外壁の表面に親水性材料を付着したことを特徴とする請求項１に記載の建物外壁の熱負荷低減機構
- 親水性材料は光触媒であることを特徴とする請求項２に記載の建物外壁の熱負荷低減機構
- 導水系統は，外壁構造体よりも内側に配置した竪導水管と，竪導水管から分岐させ，外壁構造体を貫通して保水性外壁内に突設した横導水管とから構成し，第２の横導水管に複数の給水孔を設けると共に，竪導水管は雨水や再利用水等を貯留するタンクに接続したことを特徴とする請求項１に記載の建物外壁の温度上昇抑制機構
- 導水系統は，外壁構造体よりも内側に配置した竪導水管と，竪導水管から分岐させ，外壁構造体を貫通して保水性外壁内に突設した横導水管と，横導水管に接続して，保水性外壁に沿って配置された第２の横導水管とから構成し，第２の横導水管に複数の給水孔を設けると共に，竪導水管は雨水や再利用水等を貯留するタンクに接続したことを特徴とする請求項１に記載の建物外壁の温度上昇抑制機構
- 導水系統は，保水性外壁内に配置した竪導水管と，竪導水管から分岐させて保水性外壁に沿って配置した横導水管とから構成し，第２の横導水管に複数の給水孔を設けると共に，竪導水管は雨水や再利用水等を貯留するタンクに接続したことを特徴とする請求項１に記載の建物外壁の温度上昇抑制機構
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