JP2012172894A

JP2012172894A - 外気冷却構造

Info

Publication number: JP2012172894A
Application number: JP2011034919A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Umeda; 和彦梅田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: JP5579638B2

Abstract

【課題】建物から離れた場所でも暑熱緩和効果が得られるとともに、常に通風状態が良好な外気冷却構造を提供する。
【解決手段】建物２の外部に設けられた保水手段１０と、この保水手段１０に外気より低い温度の空気を供給する空気供給手段２９とを備え、空気供給手段２９には吹出し口３１が形成されており、その吹出し口３１から吹き出す空気によって、保水手段１０の水分を蒸発させるように構成され、空気供給手段２９は、建物２に設置された空調設備３と、この空調設備３から排気される空気を保水手段１０に供給する排気配管３０とを備えて構成され、保水手段１０は、植栽１１を備えて構成され、吹出し口３１が植栽１１の内部に位置するように排気配管３０が配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、外気冷却構造に関する。

近年、大都市において夏季の気温上昇が顕著になるヒートアイランド現象が社会問題化している。ヒートアイランド現象は、元々土砂や植物で覆われていた場所に、多くの建物が構築され、熱が大量に放出され、また建物構造物が熱の発散を遮ることで発生すると考えられている。特に、大都市においてはその傾向が顕著である。

ヒートアイランド現象の暑熱緩和対策として、都市の表面被覆部に保水させ、水分蒸発に伴って発生する気化熱を利用することが行われている。具体的には、たとえば特許文献１に示すような建物構造があった。この建物は、その外壁を保水性のある多孔質壁材をもって構成し、その壁材を湿潤化させるための給水路を設けるとともに、壁材に接して通風される通風路を設けた構成となっている。このような構成の建物によれば、外壁の水分を蒸発させて、これによる気化熱で外気を冷却することができる。

特開平８−４２０１３号公報

しかしながら、前記の建物構造では、建物から離れた場所では暑熱緩和効果は得られない。また、建物の配置条件によっては、風が停滞して水分蒸発が促進されにくく、十分な暑熱緩和効果が発揮されない場合もあった。

このような観点から、本発明は、建物から離れた場所でも暑熱緩和効果が得られるとともに、常に通風状態が良好な外気冷却構造を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために創案された本発明は、建物の外部に設けられた保水手段と、この保水手段に外気より低い温度の空気を供給する空気供給手段とを備え、前記空気供給手段には吹出し口が形成されており、その吹出し口から吹き出す空気によって、前記保水手段の水分を蒸発させるように構成したことを特徴とする外気冷却構造である。

このような構成によれば、建物から離れた場所や風が停滞する場所であっても、空気供給手段からの吹出し空気によって強制的に通風を発生させ、保水手段の水分を蒸発させることができるので、気化熱を利用して確実に暑熱緩和効果を得られる。

そして、前記空気供給手段は、前記建物に設置された空調設備と、この空調設備から排気される空気を前記保水手段に供給する排気配管とを備えて構成されたことが好ましい。

ここで、排気配管とは、金属などの管材の内部を空調排気が流れるようにした配管であって、一般的に使用されている空調ダクトも含む。このような構成によれば、単に大気中に排出されていた空調排気の有効活用が可能になる。

また、前記空気供給手段は、空気を導入して地中を通過させる埋設配管と、この埋設配管から前記保水手段に延出する露出配管と、前記埋設配管に空気を送る送風手段とを備えて構成されたことが好ましい。

このような構成によれば、夏季において、地中の冷熱を利用することで外気の温度を低下させて保水手段に供給することができる。

そして、前記保水手段が、植栽を備えて構成され、前記吹出し口が前記植栽の内部に位置するように前記排気配管が配設されることが好ましい。

このような構成によれば、植栽の水分を、排気配管からの吹出し空気によって蒸発させることができるとともに、美観を備えた植栽空間を得ることができる。

また、前記保水手段は、前記吹出し口を覆う人工保水体を備えて構成されたことが好ましい。

人工保水体は、たとえば、不織布や織布、あるいは保水性を備えた建材などにて構成されている。このような構成によれば、人工保水体から水分が蒸発しやすく、高い暑熱緩和効果を得られる。

本発明によれば、建物から離れた場所でも暑熱緩和効果が得られるとともに、常に通風状態が良好な外気冷却構造を得られる。

本発明の第一実施形態に係る外気冷却構造を示した概略構成図である。本発明の第二実施形態に係る外気冷却構造を示した概略構成図である。本発明の第三実施形態に係る外気冷却構造を示した概略構成図である。本発明の第四実施形態に係る外気冷却構造を示した概略構成図である。

（第一実施形態）
以下、本発明を実施するための第一の形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように第一実施形態に係る外気冷却構造１ａは、建物２の外部に設けられた保水手段１０と、この保水手段１０に外気より低い温度の空気を供給する空気供給手段２９とを備えている。空調設備３は、建物２の内部に設けられており、既設であっても新設であってもよい。

本実施形態では、保水手段１０は、植栽１１にて構成されている。植栽１１は、たとえば、建物２の外部で建物２に隣り合う歩行スペース４などのオープンスペースに設けられており、歩行スペース４を囲うように所定の間隔で配列されている。なお、植栽１１の設置場所は、外部のオープンスペースに限定されるものではなく、屋内の吹抜け空間や、アーケードに覆われた空間であってもよい。

本実施形態では、空気供給手段２９は、建物２に設置された空調設備３と、この空調設備３から排気される空気を保水手段１０に供給する排気配管３０とを備えている。排気配管３０の一端は、空調設備３の排気ダクトに連結されている。空調排気は、３０℃未満である場合が多く、夏季においては、これを外気の冷却に利用する。排気配管３０の他端は、建物２の外壁５を貫通して歩行スペース４まで延在している。排気配管３０には、たとえば、断熱材が巻き付けられており、空調設備３からの排気温度の温度上昇を抑制しながら、空調排気を植栽１１内まで送風するようになっている。

排気配管３０は、歩行スペース４の頭上を通過して、植栽１１の上方の各所から植栽１１の内側に向かって分岐し、植栽１１内に垂下して挿入されている。植栽１１の内側に挿入された排気配管３０の挿入部分３２には、吹出し口３１が形成されており、この吹出し口から吹出し空気（図中太線矢印にて示す）が吹き出すようになっている。吹出し口３１は、上下方向に所定ピッチで複数設けられている。吹出し口３１は、歩行スペース４に対向する位置に形成されており、吹出し空気が歩行スペース４に向かって吹き出されるようになっている。なお、吹出し口３１の形成位置は、本実施形態に限定されるものではなく、歩行スペース４の外側に対向する位置に形成してもよい。

歩行スペース４の頭上部分にも、排気配管３０を覆うように植栽１２が設けられている。頭上の植栽１２は、たとえば、つる植物を排気配管３０に巻き付けさせて構成されている。このようにすれば、排気配管３０が露出されることなく、美観を向上させることができる、また、排気配管３０への日光の直射を防止できるので排気の温度上昇を抑制できる。なお、頭上の植栽１２は、つる植物に限定されるものではなく、日光を遮蔽できるものであれば、他の植物でもよいし、植物以外のもの（たとえばグラスウールなどの断熱材）であってもよい。このようにすれば、排気の温度上昇の抑制効果が向上するとともに、歩行スペース４を日陰とすることができる。

なお、空調設備３の吸気口を、歩行スペース４に開口するように設けてもよい。このようにすれば、温度の低い空気を歩行スペース４と室内で循環させることができ、効率的な空調を行うことができる。

以上のような構成の外気冷却構造１ａによれば、建物２から離れた場所、あるいは建物２の脇などで風が停滞するような場所であっても、保水手段１０の水分を排気配管３０からの吹出し空気によって強制的に通風を発生させることができる。これによって、保水手段１０の周囲の空気が移動して、水分を効率的に蒸発させることができるので、気化熱を利用して外気を確実に冷却でき、暑熱緩和効果を得られる。また、空気供給手段２９を、空調設備３と排気配管３０とを備えて構成したことによって、従来は単に大気中に排出されていた空調設備３の排気を有効活用することができ、冷却された排気を歩行スペース４に吹き出していることによる冷却効果も得られる。

暑熱緩和効果としては、具体的には、外気が３３℃で、室内が２６℃である場合に、歩行スペース４が約２８℃となり、５℃程度の冷却効果が期待できる。

なお、本実施形態では、吹出し口３１は、排気配管３０の垂下部分に形成されているが、歩行スペース４の頭上を通過する水平部分に形成してもよい。吹出し口３１の向きは、植栽１２がある方向に向いていればいずれの向きであってもよいが、歩行スペース４に向かって風を送る下向きが好ましい。この場合も、植栽１２が保水手段１０を構成して、水分を効率的に蒸発させることができるので、気化熱で暑熱緩和効果を得られる。

（第二実施形態）
次に、本発明を実施するための第二の形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図２に示すように第二実施形態に係る外気冷却構造１ｂは、空気供給手段２９が、空調設備３に排気配管３０ｂを接続することで外気より低い温度の空気を供給する構成と、地下の冷熱を利用して配管内の空気を冷却する構成とを備えている。なお、保水手段１０の構成は、第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

排気配管３０ｂは、建物２の地階に設置された空調設備３に接続されている。排気配管３０ｂは、建物２の地下部分の壁を貫通しており、保水手段１０である植栽１１の位置まで、地盤６内に埋設されている。排気配管３０ｂは、地中の埋設配管３５と、地上に露出する露出配管３６とを備えており、露出配管３６（挿入配管３２）が植栽１１の内部に挿入されている。露出配管３６には、吹出し口３１が形成されており、この吹出し口３１から吹出し空気（図中太線矢印にて示す）が吹き出すようになっている。吹出し口３１の構成は、第一実施形態と同様である。

以上のような構成の外気冷却構造１ｂによれば、排気配管３０ｂの一部を地盤６内に埋設された埋設配管３５にて構成しているので、空調設備３からの空調排気が、外気温度の影響を受け難く、排気による冷却効果を高めることができる。これは、地盤６内は年間を通して約１５℃程度で安定しているので、空調排気が、露出配管３６に到達するまでにさらに冷却されて、歩行スペース４に冷たい排気を供給することができるからである。

暑熱緩和効果としては、具体的には、外気が３３℃で、室内が２６℃である場合に、歩行スペース４が約２０℃となり、１３℃程度の冷却効果が期待できる。これにより地盤６内の冷熱を有効に利用していることが分かる。

なお、本実施形態では、排気配管３０ｂは、植栽１１の上端部まで延在して形成されているが、これに限定されるものではなく、第一実施形態と同様に、排気配管３０ｂの上端部同士を互いに連通させるようにしてもよい。この場合も、連通させる配管を、植栽などで覆うのが好ましい。

また、接続される空調設備３は、地階に設置されたものに限定されるものではなく、地上階に設置された空調設備（図示せず）に排気配管を接続して、地中に迂回させるようにしてもよい。

（第三実施形態）
次に、本発明を実施するための第三の形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図３に示すように第三実施形態に係る外気冷却構造１ｃは、空気供給手段２９が、空気を導入して地中を通過させる埋設配管３５と、この埋設配管３５から保水手段１０に延出する露出配管３６と、埋設配管３５に空気を送る送風手段３８とを備えて構成されている。なお、保水手段１０の構成は、第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

埋設配管３５は、基端部が外部に開口する吸気配管３７に繋がっている。埋設配管３５は、地盤６内で所定の深さに埋設され、植栽１１の下方から各植栽１１に向かって分岐して立ち上がっている。立ち上がった部分の上部には、露出配管３６が連続して形成されている。露出配管３６は、植栽１１の内部に挿入されている。露出配管３６には、吹出し口３１が形成されており、この吹出し口から吹出し空気（図中太線矢印にて示す）が吹き出すようになっている。吹出し口３１は、上下方向に所定ピッチで複数設けられている。吹出し口３１は、歩行スペース４に対向する位置に形成されており、吹出し空気が歩行スペース４に向かって吹き出されるようになっている。なお、埋設配管３５と露出配管３６は、第二実施形態の排気配管３０ｂの地中部分より先端側と同等の構成である。

吸気配管３７には、埋設配管３５および露出配管３６に外気を送風する送風ファンが送風手段３８として設けられている。なお、送風手段３８は、送風ファンに限定されるものではない。

以上のような構成の外気冷却構造１ｃによれば、前記実施形態と同様の暑熱緩和効果を得られる他に、以下のような作用効果が得られる。つまり、本実施形態に係る外気冷却構造１ｃでは、配管を空調設備に接続しなくても、地中の冷熱を利用して、外気を冷却しているので、建物の近傍でなくとも、設置することができる。

（第四実施形態）
次に、本発明を実施するための第四の形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図３に示すように第四実施形態に係る外気冷却構造１ｄは、保水手段１０として、植栽１１に加えて、植栽１１とは別の構成の人工保水体２０が設けられている。本実施形態に係る植栽１１と排気配管３０は、第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。

人工保水体２０は、たとえば、不織布や織布、あるいは保水性を備えた建材や化学繊維製ネットに水を流下させたものなどが利用可能である。本実施形態では、不織布２１を人工保水体２０として採用する。不織布２１は、排気配管３０の植栽１１への挿入部分３２に巻き付けられており、全ての吹出し口３１を覆っている。排気配管３０の吹出し口３１を覆う。不織布２１は、保水性および通気性を併せ持つものが用いられている。不織布２１に水分を供給する給水装置２２がさらに設けられている。

給水装置２２は、水（水道水や雨水など）を貯めるタンク２３と、タンク２３から各不織布２１に接続される給水管２４と、給水管２４に設けられたポンプ２５とを備えている。給水管２４の一端は、タンク２３に接続されている。給水管２４は、歩行スペース４の頭上で排気配管３０に沿って敷設され、各不織布２１の上端部に向かって分岐している。給水管２４の先端（下端）は、開口しており、不織布２１に水を供給できるようになっている。なお、図示はしないが、人工保水体が保水性を備えた建材である場合には、建材の内部に給水管が挿入されて、挿入された給水管に所定の間隔で形成された給水孔から水を供給する構造としてもよい。ポンプ２５は、たとえば建物２の屋上に設けられた太陽光発電装置２６に接続されており、自家発電された電力を動力源としている。

以上のような構成の外気冷却構造１ｄによれば、第一実施形態と同等の作用効果の他に、以下のような作用効果を得られる。本実施形態によれば、不織布２１に多くの水分を保水することができるとともに、多くの水分を保水した不織布２１に風を通過させることによって、不織布２１から多くの水分を蒸発させることができる。これによって、水分蒸発による気化熱によって、高い暑熱緩和効果を得られる。さらに、給水装置２２で水を供給することによって、不織布２１を常に保水状態に保つことができるので、水分の蒸発量を増加させることができる。また、給水装置２２によって、植栽１１への給水も行うことができる。

なお、本実施形態では、不織布２１からなる人工保水体２０を、排気配管３０に接触させて巻き付けて、吹出し空気が不織布２１を通過するようにしているが、板状の建材などを用いた場合は、吹出し口３１と隙間をあけて覆うように配置し、吹出し空気を保水された建材に吹き付けるようにしてもよい。このような構成によっても、水分を効率的に蒸発させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、第四実施形態では、保水手段１０として、植栽１１と人工保水体２０を同時に採用しているが、これに限定されるものではなく、人工保水体２０のみを採用してもよい。また、人工保水体２０を、第二実施形態の保水手段１０ｂに合わせて採用するようにしてもよい。

１外気冷却構造
２建物
３空調設備
１０保水手段
１１植栽
２０人工保水体
２１不織布
２２給水装置
２９空気供給手段
３０排気配管
３１吹出し口
３５埋設配管
３６露出配管
３８送風手段

Claims

建物の外部に設けられた保水手段と、この保水手段に外気より低い温度の空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気供給手段には吹出し口が形成されており、その吹出し口から吹き出す空気によって、前記保水手段の水分を蒸発させるように構成した
ことを特徴とする外気冷却構造。
前記空気供給手段は、前記建物に設置された空調設備と、この空調設備から排気される空気を前記保水手段に供給する排気配管とを備えて構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の外気冷却構造。
前記空気供給手段は、空気を導入して地中を通過させる埋設配管と、この埋設配管から前記保水手段に延出する露出配管と、前記埋設配管に空気を送る送風手段とを備えて構成された
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外気冷却構造。
前記保水手段は、植栽を備えて構成され、
前記吹出し口が前記植栽の内部に位置するように前記排気配管が配設される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の外気冷却構造。
前記保水手段は、前記吹出し口を覆う人工保水体を備えて構成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の外気冷却構造。