JP2011523695A - 換気装置としてカーテンウォールを用いた建物の循環システム - Google Patents

Abstract

本明細書は高層建造物用換気システムを開示し、前記換気システムは建物を取り囲むように配置される外部カーテンウォール（２００）からなり、前記外部カーテンウォールは前記外壁（２２）と一定距離の間隔をおいて外側に配置され、外気吸入口（２１０）が前記外部カーテンウォール（２００）の下層部に配置されており、外気が前記外気吸入口（２１０）を介して導入され、気流排出口が水平に延出して建物の屋上の一部を覆う前記外部カーテンウォール（２００）の上端部と建物の屋上との間の空間に設けられており、前記気流排出口（２２０）は開閉可能な旋回スリットを有し、前記外部カーテンウォール（２００）は建物の４面全体を取り囲まず、建物の側面の一部には前記外部カーテンウォール（２００）が設置されずに開放状態になっているので、建物の各階に設けられている窓（１１）を介して外気が建物の内部空間に直接に導入されるようになっていることから、前記外部カーテンウォールを排気用空間として用いることを要旨とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽放射熱の建物内部空間への移動を遮断すると同時に、排気用空間として外部カーテンウォールを利用する高層建造物用換気システムに関し、特には、外部カーテンウォール２００が建物を取り囲むように配置され、前記外部カーテンウォールは前記外壁２２と一定距離の間隔をおいて外側に配置され、外気吸入口２１０が前記外部カーテンウォール２００の下層部に配置され、外気が前記外気吸入口２１０を介して導入され、気流排出口が水平に延出して建物の屋上の一部を覆う前記外部カーテンウォール２００の上端部と建物の屋上との間の空間に設けられており、前記気流排出口２２０は開閉可能な旋回スリットを有し、前記外部カーテンウォール２００は建物の４面全体を取り囲まず、建物の側面の一部には前記外部カーテンウォール２００が設置されずに開放状態になっているので、建物の各階に設けられている窓１１を介して外気が建物の内部空間に直接に導入されるようになっていることから、前記外部カーテンウォールを排気用空間として用いる高層建造物用換気システムに関する。

従来の高層建造物では、各階床に設けられたエアダクトが単一の換気チャンバーに接続されており、排風機が前記換気チャンバー内に集まる内部空気を強制排出するために使用されるか、または各階床に設けられた個別の換気システムが前記各階床から不純で濃厚な空気を直接に排出するために使用される。これらの従来の換気システムは、各階床の内部空間に必要な換気容量を満たさない。加えて、前記システムは複雑で設置コストや保守コストが高く、強制換気のためにノイズが発生して、住民に不快感を与える。

さらに、高層建造物（特に最近になって一般化している住宅と商業の複合ビル）の場合、夏季には、太陽の放射熱のために上層部の内部温度が高くなるため、冷房システムの運転コストが大幅に増加し、場合によっては、冷房システムが最大負荷で運転しているときでさえも、快適な内部環境を得ることができない。

それ故、本発明は、従来技術で発生する前述の問題点を解決するためなされたものである。

本発明の第１目的は、自然換気モードと強制換気モードの調和を図ることで、保守コストを最小限に抑え、運転ノイズを緩和して住民の不快感を軽減することができる換気システムを提供することにある。

本発明の第２目的は、太陽の放射熱による建物内温度の上昇を防止することができる換気システムを提供することにある。

本発明の第３目的は、煙突効果によって太陽の放射熱を効率的に排出することができる換気システムを提供することにある。

本発明の第４目的は、太陽の放射熱を遮断し、眺望権を確保することができる換気システムを提供することにある。

本発明の第５目的は、個別の垂直排気ダクトが不要であることから最大の居住空間を確保することができる換気システムを提供することにある。

本発明の第６目的は、火災発生の時に他の階床への延焼を防止することができるとともに、冬季には煙突効果が発生しないように制御することで暖房費を削減することができる換気システムを提供することにある。

本発明の上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、高層建造物用換気システムが提供され、当該換気システムは、建物を取り囲むように前記外壁２２と一定距離の間隔をおいて外側に配置される外部カーテンウォール２００と；前記外部カーテンウォール２００の下層部に配置され、外気を導入する外気吸入口２１０と；開閉可能な旋回スリットを有し、水平に延出して建物の屋上の一部を覆う前記外部カーテンウォール２００の上端部と建物の屋上との間の空間に設けられる気流排出口２２０と、からなることを特徴とし、前記外部カーテンウォール２００は建物の４面全体を取り囲まず、建物の側面の一部には前記外部カーテンウォール２００が設置されずに開放状態になっているので、建物の各階に設けられている窓１１を介して外気が建物の内部空間に直接に導入されるようになっていることから、外部カーテンウォールを排気用空間として用いることを特徴とする。

本発明のさらなる目的及び利点は、添付図面と併せて以下に記載した詳細な説明によってさらに完全に理解されるであろう。各添付図面の説明は以下の通りである。
本発明の一実施形態に係る高層建造物用換気システムを示す断面図である。 本発明の実施形態に係る高層建造物用換気システムを示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る換気システムを示す断面図である。 本発明のまた他の実施形態においてシールドガラスが設置された換気システムを示す断面図である。 前記シールドガラスが設置された前記換気システムを示す平面図である。

以下、本発明の例示的実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る高層建造物用換気システムの断面図であり、図２は前記換気システムの平面図である。

図１及び図２よれば、外部カーテンウォール２００は、高層建造物の４面すべての周りにではなく、３面の周りに配置されている。つまり、前記外部カーテンウォール２００は建物の一側には配置されていない。

例えば、前記外部カーテンウォール２００は太陽光を受ける建物の東側、西側及び南側に配置されるが、その北側には配置されない。しかしながら、前記外部カーテンウォール２００を配置する建物の面は、高層建造物の周囲条件などを考慮して適宜に選択することができる。

言い換えれば、図３に例示するように配向して構築されている高層建造物では、その南側の２面に前記外部カーテンウォール２００を設置することができ、北側の２面にはかかる外部カーテンウォール２００を設置する必要がない。

前記外部カーテンウォール２００の下層部に設けられているのは開閉可能な外気吸入口２１０である。

前記外部カーテンウォール２００の上端部は水平方向に延出し、建物の屋上の一部を覆うように構成され、気流排出口２２０が前記延出した外部カーテンウォール２００の端部と建物の屋上の間に設けられており、前記気流排出口２２０は開閉可能なダンパーで構成される。

強制排出口２３０が前記気流排出口２２０に対して並列に設置されており、図１に示すように個別の排気用空間を形成している。

言い換えれば、前記強制排出口２３０が、前記気流排出口２２０とは別に、前記延出外部カーテンウォール２００の端部と建物の屋上間に設けられ、前記気流排出口２２０は自然換気機能を果たし、前記強制排出口２３０は人工的な上流側空気流を誘導する排風機２３５を用いて強制換気を行う。

前記排風機２３５が強制的な空気を発生し、前記強制排出口２３０を介して前記上流側空気流を排気する際に、前記旋回スリットが閉じて前記気流排出口２２０を遮断することが好ましい。つまり、前記排風機が動作する場合に前記気流排出口２２０が開くと、前記気流排出口２２０近傍の空気は前記気流排出口２２０の内部に逆流することができ、それによって強制排気の効果を低下させる。

前記強制排出口２３０に設置される前記排風機２３５は、前記高層建造物の外部カーテンウォール２００と外壁２２との間の空間に発生する前記上流側空気流の速度が一定値以下になると自動的に動作するように設定してもよい。

上記のように、建物の外側の一部には外部カーテンウォール２００が設けられない。従って、図１に示すように、前記外部カーテンウォール２００が設置されていない建物の側面に設けられた窓１１を介して外気が前記内部空間３３に導入される。前記内部空間３３内の不純で濃厚な空気は、前記外部カーテンウォールが設置される建物の側面に設けられた窓１１を介して前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２間の空間を介して排出される。

図１及び図４に例示するように、前記外部カーテンウォール２００を有する建物の側面に設けられる前記窓１１は、前記窓１１の上側を外側に開口できるような方式で旋回スリットをなして形成され、それによって、建物内部の濃厚な空気をより効果的に排出することを可能にする。

前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空間を介して排出される建物内部の濃厚な空気は、前記上流側空気流に沿って上昇してから、前記気流排出口２２０または前記強制排出口２３０を介して外部に排出される。

言い換えれば、前記窓１１を介して導入空気は前記内部空間３３内で循環し、次いで、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空間に導かれ、前記上流側空気流により上昇し、前記気流排出口２２０または前記強制排出口２３０を介して外部に排出される。

前記外部カーテンウォール２００はガラスを含み、図１で拡大したように、太陽熱遮断フィルム４４は前記ガラスの内面に付着される。

このように、前記太陽熱遮断フィルム４４は太陽の放射熱が前記内部空間３３に達することを防止し、前記太陽熱遮断フィルム４４が付着される前記外部カーテンウォール２００の内側温度は上昇する。

前記外部カーテンウォール２００の内面温度が上昇する場合、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の気温も上昇し、この温度上昇は煙突効果により上流側空気流を誘導し、前記加熱空気は前記外部カーテンウォール２００の上端部に向かって前記上流側空気流に沿って上昇し、次いで、前記気流排出口２２０または前記強制排出口２３０を介して排出される。

つまり、前記太陽熱遮断フィルム４４は前記内部空間３３への太陽の放射熱を遮断し、同時に、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２間の空間で前記上流側空気流を誘導するので、前記外部カーテンウォール２００の内側で加熱された空気の前記内部空間への移動を防止することができる。

図４及び図５は、シールドガラス１００がさらに設置されている本発明の他の実施形態に係る換気システムを示す。

前記シールドガラス１００は、前記高層建造物の外部カーテンウォール２００と外壁２２のそれぞれと間隔をおいて配置されるように、前記高層建造物の外部カーテンウォール２００と外壁２２との間の空間に配置される。

このシールドガラス１００が設置される場所では、前記太陽熱遮断フィルム４４は前記シールドガラス１００の表面（外面または内面）に付着される。

このように、前記太陽熱遮断フィルム４４を前記シールドガラス１００の表面に付着する目的は、前記太陽熱遮断フィルム４４を前記外部カーテンウォール２００の内面に付着する目的と同じである。

つまり、前記内部空間３３への太陽の放射熱は遮断される。このように、前記太陽熱遮断フィルム４４が前記シールドガラス１００の表面に付着される場合、前記シールドガラス１００の表面温度は太陽光によって上昇する。

このように、前記シールドガラス１００の表面温度が上昇する場合、その結果として、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２間の気温も上昇し、この気温上昇は煙突効果によって上流側空気流を発生させ、かくして、前記加熱空気は前記上流側空気流に沿って前記外部カーテンウォール２００の上端部まで上昇し、前記気流排出口２２０及び前記強制排出口２３０を介して排出される。

つまり、前記シールドガラス１１０及び前記太陽熱遮断フィルム４４は、太陽の放射熱が前記内部空間３３に達することを防止するために使用され、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２間の空間で上流側空気流を同時に発生させるので、前記シールドガラス１００の表面で加熱された空気の前記内部空間への移動を遮断できる。

図４に例示するように、このシールドガラス１００は、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２とも一定距離の間隔をおいて配置されるように設置されるので、前記シールドガラス１００の外側と内側の両方で前記上流側空気流を誘導することができるようになっている。

図１及び図４に示すように、難燃性ダンパー５５は高層建造物の外壁２２と外部カーテンウォール２００間の空間で隣接階床間の境界領域に設置され、前記難燃性ダンパーは開閉可能なように旋回スリットを含む。

このように、難燃性ダンパー５５は隣接階床間の境界領域に設置され、従って、火災発生の時に、前記旋回スリットを閉じることができるので、前記上流側空気流に起因する上階床への延焼を防止することができる。

前記難燃性ダンパー５５は、前記旋回スリットが火災に検知によって自動的に閉じる（温度センサーまたはガスセンサーを用いて）か、または個別のスイッチによって動作するように構成されてもよい。

前記外気吸入口２１０は、前記建物の窓１１が閉じ、エアークーラーが動作すると開き、前記窓１１が閉じると、外気は前記内部空間に供給されず、前記内部空気は排出されない。かくして、前記外気吸入口２１０が開いて外気を前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空間に導入し、前記導入空気は上昇して、前記太陽熱遮断フィルム４４が付着される前記カーテンウォール２００の内面または前記シールドガラス１００の表面で加熱された空気を前記気流排出口２２０または前記強制排出口２３０を介して排出する。

本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は実施形態によって限定されるものではなく、添付請求項のみによって制限されるものとし、当業者であれば本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく実施形態の変更または修正を行い得ることは理解すべきである。
（産業上の利用可能性）

上述のように、本発明の技術的効果は以下の通りである。

先ず、自然換気モードと強制換気モードの調和を図ることで前記換気システムの保守コストを最小限に抑え、前記換気システムの運転ノイズを緩和して住民の不快感を軽減することができる。

言い換えれば、前記外部カーテンウォール２００が設置されていない建物の側面に設けられた前記窓１１を介して外部の新鮮な空気が供給され、建物内部の濃厚な空気は、前記外部カーテンウォール２００が設置されている建物の側面に設けられた前記窓１１を介して前記カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空間に排出される。その排出された建物内部の濃厚な空気は煙突効果によって前記自然上流側空気流に沿って上昇し、前記気流排出口２２０を介して外部に排出される。前記自然上流側空気流が十分でない場合、前記排風機２３５は前記濃厚空気を強制的に引き上げ、前記強制排出口２３０を介して外部に排出する。

煙突効果による前記自然換気モードと前記排風機による前記強制換気モードとの調和を図り、それによって最小の運転コストで効果的な換気を達成する。

第２に、太陽の放射熱による建物内温度の上昇を防止することができる。

言い換えれば、前記太陽熱遮断フィルム４４が前記カーテンウォール２００の内面または前記シールドガラス１００の表面に付着されて前記内部空間３３への太陽の放射熱を遮断し、かくして、夏季の冷房費を削減する。

このように、前記太陽熱遮断フィルム４４が付着される場合、前記被付着面の温度は上昇する。本発明では、前記太陽熱遮断フィルム４４は、前記高層建造物の窓１１には付着されないが、前記外部カーテンウォール２００または個別のシールドガラス１００に付着されるので、前記外部カーテンウォール２００の内面または前記シールドガラス１００の表面で加熱された空気は、前記カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の前記上流側空気流に沿って外部に排出され、それによって、太陽光に起因する前記内部空間３３の内の温度上昇を効果的に防止することができる。前記太陽熱遮断フィルム４４が前記窓１１に直接に付着される場合、太陽の放射熱を遮断することはできるが、その加熱された窓１１によって加熱される空気のために、前記内部空間温度の上昇を回避することはできない。

第３に、太陽の放射熱を煙突効果により効率的に排出することができる。

言い換えれば、前記外部カーテンウォール２００の内面または前記シールドガラス１００の表面の温度が前記太陽熱遮断フィルム４４によって上昇する場合、前記カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空間温度もまた上昇し、それによって、より積極的な上流側空気流につながり、従って、建物内部の濃厚な空気を前記建物の上層部により迅速に移動させ、前記気流排出口２２０及び前記強制排出口２３０を介して外部に排出することができる。

第４に、太陽の放射熱を遮断し、眺望権を確保することができる。

言い換えれば、前記太陽熱遮断フィルム４４が常にすべての太陽光を遮断するとは限らず、可視光線の一部は前記太陽熱遮断フィルム４４を通過して眺望権を侵害しない一方、効果的に太陽の放射熱を遮断することができる。

第５に、火災発生の時に他の階床への延焼を防止することができる。

言い換えれば、開閉可能な旋回スリットを有する前記難燃性ダンパー５５は、前記建物の外部カーテンウォール２００と外壁２２との間の空間で隣接階床間の境界領域に設置され、火災発生の時には、前記難燃性ダンパー５５が閉じて上階床への延焼を防止する。

第６に、冬季には煙突効果が発生しないように制御することで暖房費を削減することができる。

言い換えれば、冬季中、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空間で煙突効果により上流側空気流が発生しないように、前記外気吸入口２１０は閉じられ、前記難燃性ダンパー５５は遮断される。つまり、前記外部カーテンウォール２００と前記外壁２２との間の空気を加熱し、外部に排出することなく内部に留めることができ、それによって、断熱効果を最大化して建物内部の暖房費を削減することができる。

第７に、個別の垂直排気ダクトが不要であり、それによって、最大の居住空間を確保することができる。

１００ シールドガラス、２００ 外部カーテンウォール
２１０ 外気吸入口
２２０ 気流排出口
２３０ 強制排出口
２３５ 排風機、１１ 窓
２２ 外壁、３３ 内部空間
４４ 太陽熱遮断フィルム
５５ 難燃性ダンパー

Claims (8)

1. 建物を取り囲むように前記外壁（２２）と一定距離の間隔をおいて外側に配置される外部カーテンウォール（２００）と;
   前記外部カーテンウォール（２００）の下層部に配置されて外気を導入する外気吸入口（２１０）と;
   開閉可能な旋回スリットを有し、水平に延出して建物の屋上の一部を覆う前記外部カーテンウォール（２００）の上端部と建物の屋上との間の空間に設けられる気流排出口（２２０）と；からなり、
   前記外部カーテンウォール（２００）は建物の４面全体を取り囲まず、建物の側面の一部は前記外部カーテンウォール（２００）が設置されずに開放状態であるので、外気が建物の各階に設けられている窓（１１）を介して建物の内部空間に直接に導入されるようになっていることから、外部カーテンウォールを排気用空間として用いることを特徴とする高層建造物用換気システム。
2. 前記外部カーテンウォール（２００）を形成するガラスの内面に付着される太陽熱遮断フィルム（４４）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
3. 前記建物の外部カーテンウォール（２００）と外壁（２２）の両方と間隔をおいて配置されるように前記建物の外部カーテンウォール（２００）と外壁（２２）との間の空間に配置されるシールドガラス（１００）と;
   前記シールドガラス（１００）の表面に付着される太陽熱遮断フィルム（４４）と；をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
4. 前記気流排出口（２２０）に対して並列に設置されて個別の排気用空間を形成する強制排出口（２３０）と;
   前記強制排出口（２３０）に配置されて前記建物の外部カーテンウォール（２００）と外壁（２２）との間の空間で強制的に上流側空気流を誘導する排風機（２３５）と；をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載の換気システム。
5. 開閉可能な旋回スリットを有する難燃性ダンパー（５５）をさらに含み、前記難燃性ダンパー（５５）は前記外壁（２２）と前記外部カーテンウォール（２００）間の空間で隣接階床の境界領域に設置されることを特徴とする請求項４に記載の換気システム。
6. 前記建物の窓（１１）が閉じ、エアークーラーが動作すると、前記外気吸入口（２１０）は開き、前記排風機（２３５）が強制的に上流側空気流を発生させ、前記上流側空気流を前記強制排出口（２３０）を介して排出すると、前記気流排出口（２２０）は閉じることを特徴とする請求項５に記載の換気システム。
7. 火災発生の時に前記旋回スリットが自動的に閉じるように前記難燃性ダンパー（５５）が構成され、冬季には前記旋回スリットが個別のスイッチによって閉じて前記上流側空気流を遮断することを特徴とする請求項５に記載の換気システム。
8. 前記外部カーテンウォール（２００）が設置された建物の側面に設けられる前記窓（１１）には、その上部を外側に開くように旋回軸がその下部に設けられることを特徴とする請求項５に記載の換気システム。

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