JP2011219989A - カーテンウォール - Google Patents

Abstract

【課題】ダブルスキンタイプのカーテンウォールの中空層を利用して建物外周部の日射取得熱を十分に低減できるカーテンウォールとする。
【解決手段】外側面材２と内側面材３との間に中空層１ａを有したダブルスキンタイプのカーテンウォールであって、前記中空層１ａは、複数の階層４ｃに亘る中空層１ａ内に空気が上下方向に連続して流通し、その中空層１ａの最下部を下換気口６で屋外に開口し、最上部を上換気口７で屋外に開口し、前記階層４ｃの室内空間４ｄを中空層１ａ内に開口する内部換気口８を設け、中空層１ａ内に煙突効果によって十分な上昇気流が生じるようにして建物内部の日射取得熱を十分に低減できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の外装を構成するカーテンウォールに関する。

従来、カーテンウォールとしては、特許文献１に開示されたように、外側面材（ガラス）と内側面材（ガラス）との間に中空層（空気層）を有し、その中空層の上部、下部を、屋外通気口および室内通気口で屋外および室内に連通すると共に、上部、下部に連通部切替機構を設け、夏季には中空層に外気を流通し、冬季で日射があるときには中空層に内気を流通し、冬季で日射がないときには中空層を屋外、室内と遮断し、春秋の中間期には屋外と室内を連通して室内を換気するようにしたダブルスキンタイプのカーテンウォールが知られている。

このダブルスキンタイプのカーテンウォールであれば、中空層に外気を流通することで建物の外周部分（ペリメーター）の日射取得熱を低減して室内の熱負荷を低減することができるから、夏季の空調負荷を軽減できる。

特開２００２−２５６６３７号公報

前述したカーテンウォールにおいては、中空層内の空気が日射で暖められ、その空気が上に向けて順次流れること、つまり煙突効果で中空層内に上昇気流が生じ、それによって建物外周部分の日射取得熱を軽減しているが、前述の中空層は建物の各階ごとに仕切りされているので、その中空層内を下から上に流れる空気の距離が短く、煙突効果が十分でないので十分な上昇気流が生じないから、前述の建物外周部分の日射取得熱を十分に軽減できない。

本発明の目的は、前述した課題を解消できるようにしたカーテンウォールを提供することである。

本発明は、外側面材と、この外側面材の室内側に間隔を置いて設けた内側面材を備え、その外側面材と内側面材との間に中空層を有し、建物の多数の階層の屋外側に亘って取り付けたカーテンウォールであって、
前記中空層は、複数の階層ごとに空気が流れないように仕切り、その複数の階層に亘る中空層内に空気が上下方向に連続して流通するようにし、
前記複数の階層に亘る中空層の最下部を下換気口で屋外に開口すると共に、前記中空層の最上部を上換気口で屋外に開口し、
前記中空層と階層を内部換気口で連通したことを特徴とするカーテンウォールである。

本発明のカーテンウォールにおいては、前記外側面材と内側面材を貫通して各階層を屋外にそれぞれ開口する外部換気口を設け、
この各外部換気口を流通する空気は前記中空層を流通する空気と触れることがなく、かつ中空層内の空気の流通を阻害しないようにすることができる。
このようにすれば、建物の各階層に外気を直接に取り入れたり、各階層の空気を直接に屋外に排出したりできるので、建物の内部を中空層内の空気の温度とは関係なく直接に換気できる。
しかも、外部換気口を流通する空気は中空層内を流通する空気と触れないと共に、その外部換気口を流通する空気によって中空層内の空気の流れを阻害することがない。

本発明のカーテンウォールにおいては、前記カーテンウォールは、建物の室内空間と対向した窓部と、床と天井との間の部分と対向した腰部を有し、
前記下換気口、上換気口、内部換気口は、前記腰部に形成することができる。
このようにすれば、下換気口、上換気口、内部換気口によって窓部の意匠を阻害することがない。

本発明のカーテンウォールにおいては、前記カーテンウォールは、建物の室内空間と対向した窓部と、床と天井との間の部分と対向した腰部を有し、
前記下換気口、上換気口、内部換気口、外部換気口は、前記腰部に形成することができる。
このようにすれば、下換気口、上換気口、内部換気口、外部換気口によって窓部の意匠を阻害することがない。

本発明のカーテンウォールにおいては、前記内部換気口を開閉する開閉機構を設けることができる。
このようにすれば、中空層と室内空間を連通、遮断して日射取得熱の低減、自然通風に使い分けできる。

本発明のカーテンウォールにおいては、前記外部換気口を開閉する開閉機構を設けることができる。
このようにすれば、屋外と室内空間を連通、遮断して換気状態、換気しない状態に使い分けできる。

本発明のカーテンウォールにおいては、前記各開閉機構の開口面積を調整可能とすることができる。
このようにすれば、換気風量を調整できる。

本発明によれば、中空層が複数の階層に連続しているので、十分な煙突効果が得られ、建物外周部の日射取得熱を十分に低減できるから、室内の熱負荷を十分に低減できる。

本発明の実施の形態を示すカーテンウォールの概略外観図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図１のＤ−Ｄ断面図である。 下換気口部分の詳細断面図である。 上換気口部分の詳細断面図である。 内部換気口部分の詳細断面図である。 上換気口と内部換気口部分の詳細断面図である。 外部換気口部分の詳細断面図である。

図１と図２に示すように、カーテンウォール１は外側面材２と、この外側面材２の室内側に間隔を置いて設けた内側面材３を備え、その外側面材２と内側面材３との間には中空層（空気層）１ａが形成され、ダブルスキンタイプのカーテンウォールとしてある。
前記外側面材２、内側面材３（カーテンウォール）は建物躯体（床スラブ）４に取り付けられて建物の外装（建物の外周部分）としてある。
前記建物躯体４には床４ａと天井４ｂが上下方向に間隔を置いて取り付けてある。この上下に隣接した床４ａ間が建物の１つの階層（１つの階部分）４ｃで、１つの階層４ｃにおける床４ａと天井４ｂとの間が室内空間（居住空間）４ｄであると共に、天井４ｂと床４ａとの間が天井裏部分４ｅである。
前記建物は多数の階層４ｃを有し、その多数の階層４ｃの室外側に亘ってカーテンウォール１が取り付けてある。

前記外側面材２と内側面材３との間の中空層１ａは、複数の階層４ｃごとに空気が流れないように仕切りしてある。例えば、複数の階層４ｃごとに仕切り部材５を設けて不連続に仕切り、空気が流れないようにしてある。
これにより、前述した複数の階層４ｃに亘る中空層１ａ内には空気が上下方向に連続して流通する。例えば、上下に隣接した仕切り部材５間の中空層１ａに空気が上下方向に連続して流通する。

図１と図２に示すように、前述した複数の階層４ｃに亘る中空層１ａ、つまり、空気が上下方向に連続して流通する中空層１ａの最下部は、下換気口６で屋外に開口し、この下換気口６から外気（屋外の空気）が中空層１ａ内に流入したり、流出したりするようにしてある。
図１と図３に示すように、前述した複数の階層４ｃに亘る中空層１ａの最上部は、上換気口７で屋外に開口し、その上換気口７から中空層１ａ内の空気が屋外に流出したり、流入する。
この実施の形態では、３つの階層４ｃごとに仕切り部材５を設け、３つの階層４ｃに亘る中空層１ａ内に空気が上下方向に連続して流通するようにしてある。

このようであるから、カーテンウォール１の中空層１ａ内の空気が太陽光エネルギーで温まることで対流が発生して中空層１ａ内に上昇気流が起きる。
つまり煙突効果によって中空層１ａ内に上昇気流が起きる。
この上昇気流によって下換気口６から矢印ａで示すように中空層１ａ内に外気（屋外の空気）が流入し、その空気は中空層１ａ内を上昇して上換気口７から矢印ｂで示すように外部（屋外）に排出される。

しかも、中空層１ａは複数の階層４ｃに亘って連通しているから、下換気口６と上換気口７との間の中空層１ａの上下寸法が１つの階層４ｃと対向した中空層の上下寸法の複数倍で、十分な煙突効果が得られるので、中空層１ａ内に十分な上昇気流が起き、その中空層１ａ内に多量の外気がスムーズに流通すると共に、中空層１ａの上部の空気温度が高くなり過ぎることがない。

したがって、カーテンウォールの中空層１ａ内を流通する空気によって、建物の外周部分の日射取得熱を十分に低減することができ、室内の熱負荷を十分に低減できる。

要するに、中空層１ａの上下寸法が長いほど十分な煙突効果が得られるが、その中空層１ａの上下寸法が長いと中空層１ａの上部寄りの空気温度が高くなり過ぎるので、中空層１ａは複数の階層４ｃ、例えば３つの階層４ｃに亘った長さとし、十分な煙突効果が得られると共に、中空層１ａの上部の空気温度が高くなり過ぎないようにしている。
前述のように中空層１ａの上部の温度が高くなり過ぎると上換気口７から外気を室内に取り入れて換気できなくなる。

図１と図４に示すように、カーテンウォール１には、中空層１ａと各室内空間４ｄをそれぞれ連通する内部換気口８が形成されている。
このようであるから、前述したように中空層１ａ内を流通する外気の一部が内部換気口８から各室内空間４ｄに供給されたり、前述の中空層１ａを流通する外気によって各室内４ｄの空気が内部換気口８から中空層１ａ内を通って屋外に排気される。

したがって、ダブルスキンタイプのカーテンウォールの中空層１ａを利用し、建物内部を効率的、効果的に自然換気できる。

図１と図５に示すように、カーテンウォール１には、各階層４ｃごとの室内空間４ｄを屋外に開口する外部換気口９が形成されている。
この外部換気口９は外側面材２と内側面材３を貫通し、中空層１ａと区画され、その外気換気口９を流通する空気と中空層１ａを流通する空気が相互に触れ合うことがなく、中空層１ａ内の対流を邪魔することがないようにしてあるので、前述した煙突効果による空気の流通を阻害することがない。

このようであるから、外部換気口９を通して外気が各室内空間４ｄに直接に流入したり、各室内空間４ｄの空気が外部換気口９を通して屋外に排出したりすることができる。
しかも、この外部換気口９を流通する空気は、中空層１ａ内を流通する空気と触れないので、その中空層１ａ内の空気の温度の影響を受けることがなく、外気をそのまま室内空間４ｄに導入することができる。

図１に示すように、外側面材２は複数の縦枠材２０と複数の横枠材２１で複数の枠部２２を有し、その各枠部２２にガラス等のパネル２３が装着してある。
前記横部材２１が前述の天井裏部分４ｅの室外側に位置してカーテンウォールの腰部１ｂで、パネル２３が前述の室内空間４ｄの屋外側に位置してカーテンウォールの窓部１ｃである。
前記横枠材２１に図２に示すように下換気口６が形成されていると共に、図３に示すように上換気口７が形成されている。

前記内部換気口８は、図４に示すように内側面材３の天井４ｂよりも上方部分に形成した開口８ａと、この開口８ａを天井４ｂから室内空間４ｄまで連続する空気流通路８ｂを備えている。
前記外部換気口９は、図５に示すように外側面材２の横枠材２１に形成した室外側開口９ａと、内側面材３の天井４ｂよりも上部に形成した室内側開口９ｂと、前記室外側開口９ａと室内側開口９ｂを連通する第１空気流通路９ｃと、前記室内側開口９ｂを天井４ｂから室内空間４ｄまで連続する第２空気流通路９ｄを備えている。

前述したように、下換気口６、上換気口７、内部換気口８、外部換気口９は外側面材２の横枠材２１、内側面材３の天井４ｂよりも上方部分、つまりカーテンウォールの腰部１ｂに形成されているので、窓部１ｃの意匠を阻害することがない。

前記下換気口６、上換気口７、内部換気口８、外部換気口９は、図１に示すように左右方向に間隔を置いて複数形成してあると共に、上換気口７と内部換気口８が左右方向に同一位置に形成してあるが、これに限ることはなく、下換気口６、上換気口７、内部換気口８、外部換気口９を形成する左右方向の位置、左右方向の数は任意に設定することができる。

次に、各部の具体形状を説明する。なお、以下に説明する具体形状は前述した図１〜図５に示す各部の形状と異なる。
図６に示すように、カーテンウォール１の腰部１ｂとなる外側面材２の横枠材２１は、上パネル支持横材２１ａと、この上パネル支持横材２１ａの下部と連続した上中間横材２１ｂと、この上中間横材２１ｂと上下方向に離隔した下中間横材２１ｃと、この下中間横材２１ｃの下部と連結した下パネル支持横材２１ｄを備え、各横材は左右に隣接した縦枠材２０間に横架連結され、上中間横材２１ｂの下部と下中間横材２１ｃの上部との間に開口部２１ｅを形成している。

前記各横材の室内側部は建物躯体４の室外側面４ｆ、内側面材３の屋外側面と離隔している。
前記下中間横材２１ｃの室内側部には給排気チャンバーボックスを構成する縦板２４の下部が取り付けてある。
前記縦板２４は上方に延び、その縦板２４の上部屋外側と上中間横材２１ｂの下部室内側とは室内外側方向に離隔し、前記中空層１ａは、その両者の間及び前述の開口部２１ｅを経て屋外に開口し、その両者の間を下換気口６としてある。この下換気口６には防鳥ネット２５が取り付けてある。

前記縦板２４と建物躯体４の室外側面４ｆとは室内外側方向に離隔し、両者の間に前述の中空層１ａが連通している。
前記縦板２４の上部と建物躯体４の屋外側面４ｆに亘って仕切パネル２６を取り付け、この仕切パネル２６を境として上方の中空層１ａと下方の中空層１ａとに亘って空気が流通しないようにし、前記下換気口６から流入した外気は上方の中空層１ａに流入し、下方の中空層１ａには流入しないようにしてある。
つまり、仕切パネル２６が前述の仕切り部材５に相当する。

前記内側面材３の上部と建物躯体４の下部との間には枠体８０が取り付けてある。
この枠体８０は上枠８１と下枠８２と左右の縦枠８３で方形状で、その枠体８０の開口部８０ａは塞ぎパネル８４で閉塞してある。
前記下枠８２と天井４ｂは離隔し、その天井４ｂと下枠８２とに亘ってパネル８５を取り付けてある。

図７に示すように、前述した仕切パネル２６を取り外しすると共に、前記上パネル支持横材２１ａの室内側部と建物躯体４に固着したブラケット２７とに亘って仕切パネル材２８を取り付け、その上パネル支持横材２１ａの室内側部と建物躯体４の室外側面４ｆとの間を閉塞し、この仕切パネル材２８を境とした上の中空層１ａと下の中空層１ａとに空気が流通しないようにする。つまり、仕切パネル材２８が前述の仕切り部材５に相当する。
このようにすることで、前述の上中間横材２１ｂの下部室内側部と縦板２４の上部との間が前述の上換気口７となる。

このようであるから、同一の横枠材２１と縦板２４を用いると共に、仕切パネル２６と仕切パネル材２８のどちらか一方を用いることで下換気口６又は上換気口７を形成することができる。

図８に示すように、前述した横枠材２１と縦板２４を用いると共に、その上中間横材２１ｂの下部室内側と縦板２４との間に塞ぎ材２９を取り付けて上中間横材２１ｂと縦板２４との間を閉塞する。
前記枠体８０の室内側と連続してダクト８６を取り付けると共に、塞ぎパネル８４を取り外し、その枠体８０の開口部８０ａを室内空間４ｄに開口し、前述の内部換気口８とする。
つまり、枠体８０の開口部８０ａが図４に示す開口８ａで、ダクト８６が空気流通路８ｂである。

図８に示す実施の形態では、塞ぎパネル８４を揺動自在として開口部８０ａの開口面積を調整可能な開閉機構とし、内部換気口８の開口面積を調整して換気風量を調整できるようにしてある。
例えば、モータ８７の回動で揺動するレバー８８を塞ぎパネル８４に連結し、そのモータ８７を駆動することでレバー８８によって塞ぎパネル８４が揺動するようにする。
具体的には、中空層１ａの最上部寄りに温度センサを設け、この温度センサの検出信号に基づいて前述のモータ８７を駆動制御して塞ぎパネル８４を揺動し、内部換気口８の開口面積を調整する。

また、モータ８７を駆動制御して内部換気口８に設置された塞ぎパネル８４を揺動することで、内部換気口８を開閉して、中空層１ａと室内空間４ｄを連通したり、遮断することができる。つまり、塞ぎパネル８４、モータ８７、レバー８８によって内部換気口８を開閉する機構としてある。
したがって、日射取得熱を低減したり、自然通風を使い分けることができる。
例えば、中空層１ａの最上部寄りに温度センサを設け、この温度センサの検出信号に基づいてモータ８７を駆動制御して塞ぎパネル８４を揺動し、内部換気口８を開、閉する。

しかも、図９に示すように、前述の塞ぎ材２９を取り外して防鳥ネット２５を取り付けると共に、上パネル支持横材２１ａの室内側部とブラケット２７とに亘って前述の仕切パネル材２８を取り付けることで、上換気口７と内部換気口８を有するようにできる。

このようであるから、同一の横枠材２１と縦板２４を用いると共に、塞ぎ材２９、仕切パネル材２８を使い分けることで、内部換気口８を有するもの、内部換気口８と上換気口７を有するものとすることができる。

図１０に示すように、枠体８０の下枠８２と縦板２４の下部とに亘って下面覆い板９０を取り付けると共に、建物躯体４の室外側面４ｆと上中間横材２１ｂの上下中間とに亘って上面覆い板９１を取り付け、この下面覆い板９０と上面覆い板９１とに亘って一対の側面覆い板９２を取り付けてダクト９３とする。
前記上中間横材２１ｂの下部室内側と縦板２４との間の開口９４と前記枠体８０の開口部８０ａを前述のダクト９３で連通し、このダクト９３を境とした上の中空層１ａと下の中空層１ａはダクト９３の両側を通して連通している。
これによって、前述の外部換気口９とすることができる。

このようであるから、同一の横枠材２１と縦板２４と枠体８０を用いて外部換気口９を形成することができる。

前記室内空間４ｄに開口している外部換気口９が複数ある場合には、１つの外部換気口９をダクトを経て空調機器に接続し、外気を空調機器に取り入れできるようにすることができる。
この場合には、前述の枠体８０の開口部８０ａにダクトを接続すれば良く、塞ぎパネル８４は不要である。

図１０に示すように、外部換気口９と室内空間４ｄは前述と同様な塞ぎパネル８４で開閉したり、開口面積を調整できる。
したがって、前述の内部換気口８と同様に、中空層１ａの最上部寄りに温度センサを設け、この温度センサの検出温度に基づいて前述の各モータ８７を駆動制御して塞ぎパネル８４を揺動し、外部換気口９を開閉することで、外部換気口９と室内空間４ｄを連通したり、遮断することで、換気状態、換気しない状態に使い分けできる。
また、前述の温度センサの検出温度に基づいて前述の各モータ８７を駆動制御して塞ぎパネル８４を揺動し、外部換気口９の開口面積を増減して換気風量を調整できる。

１…カーテンウォール、１ａ…中空層、１ｂ…腰部、１ｃ…窓部、２…外側面材、３…内側面材、４…建物躯体、４ａ…床、４ｂ…天井、４ｃ…階層、４ｄ…室内空間、４ｅ…天井裏部分、５…仕切り部材、６…下換気口、７…上換気口、８…内部換気口、９…外部換気口、８４…塞ぎパネル、８７…モータ。

Claims (7)

1. 外側面材と、この外側面材の室内側に間隔を置いて設けた内側面材を備え、その外側面材と内側面材との間に中空層を有し、建物の多数の階層の屋外側に亘って取り付けたカーテンウォールであって、
   前記中空層は、複数の階層ごとに空気が流れないように仕切り、その複数の階層に亘る中空層内に空気が上下方向に連続して流通するようにし、
   前記複数の階層に亘る中空層の最下部を下換気口で屋外に開口すると共に、前記中空層の最上部を上換気口で屋外に開口し、
   前記中空層と階層を内部換気口で連通したことを特徴とするカーテンウォール。
2. 前記外側面材と内側面材を貫通して各階層を屋外にそれぞれ開口する外部換気口を設け、
   この各外部換気口を流通する空気は前記中空層を流通する空気と触れることがなく、かつ中空層内の空気の流通を阻害しないようにした請求項１記載のカーテンウォール。
3. 前記カーテンウォールは、建物の室内空間と対向した窓部と、床と天井との間の部分と対向した腰部を有し、
   前記下換気口、上換気口、内部換気口は、前記腰部に形成した請求項１記載のカーテンウォール。
4. 前記カーテンウォールは、建物の室内空間と対向した窓部と、床と天井との間の部分と対向した腰部を有し、
   前記下換気口、上換気口、内部換気口、外部換気口は、前記腰部に形成した請求項２記載のカーテンウォール。
5. 前記内部換気口を開閉する開閉機構を設けた請求項１〜４いずれか１項に記載のカーテンウォール。
6. 前記外部換気口を開閉する開閉機構を設けた請求項２または４記載のカーテンウォール。
7. 前記各開閉機構の開口面積を調整可能とした請求項５または６記載のカーテンウォール。

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