JP2012241484A

JP2012241484A - 建物の太陽熱集熱設備

Info

Publication number: JP2012241484A
Application number: JP2011115394A
Authority: JP
Inventors: Mari Okada; まり岡田
Original assignee: Toyota Housing Corp
Current assignee: Toyota Housing Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】建物の外周部に付与される太陽熱を熱エネルギとして利用可能な構成において、太陽熱の好適な取得と窓部を通じての好適な採光とを両立する。
【解決手段】建物１０の外壁１５の屋外側には、集熱板としてのスパンドレル３１が設けられており、スパンドレル３１と外壁１５との間には第１集熱空間が形成されている。外壁１５には小窓が設けられており、小窓の屋外側にはスパンドレル開口部４１が設けられている。小窓３５には内側ガラス戸が取り付けられ、スパンドレル開口部４１には外側ガラス戸４４が取り付けられている。内側ガラス戸と外側ガラス戸４４との間には第２集熱空間が形成されており、第２集熱空間は第１集熱空間と隣り合っている。小窓３５及びスパンドレル開口部４１にはサッシ枠５１が取り付けられており、サッシ枠５１には第１集熱空間と第２集熱空間とを通気可能に連通する連通孔が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の太陽熱集熱設備に関するものである。

住宅等の建物について、太陽光の熱を熱エネルギとして利用する技術が提案されている。この技術としては、建物において外壁や屋根等の外周部の屋外側に集熱板を設けることで外周部と集熱板との間に集熱空間を形成し、集熱板に太陽光が照射されることで集熱空間に蓄えられた太陽熱を熱エネルギとして利用する技術がある。例えば特許文献１の図２等には、建物の外周部に窓部が設けられており、集熱板が窓部以外の部分に設けられている構成が開示されている。

特開２００１−２０４０１号公報

ところで、建物において太陽光が照射される南側面では、屋内空間への採光量を大きくすることなどを目的として、窓部の開口面積が大きく設定されていることがある。この場合、集熱板が窓部以外の部分に設けられている構成では、窓部の分だけ集熱板の表面積を小さくせざるを得ず、集熱空間にて熱エネルギとして取得できる太陽熱の量も小さくなってしまう。したがって、太陽光の熱を熱エネルギとして利用する技術に関して改善の余地がある。

本発明は、建物の外周部に付与される太陽熱を熱エネルギとして利用可能な構成において、太陽熱の好適な取得と窓部を通じての好適な採光とを両立することを主たる目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明の建物の太陽熱集熱設備は、建物の外壁部や屋根部といった外周部の屋外側に、太陽光が当たる状態で集熱板が設けられており、前記外周部と前記集熱板との間に第１集熱空間が形成されている建物の太陽熱集熱設備であって、前記外周部には窓部が設けられ、前記集熱板において前記窓部の屋外側には集熱板開口部が設けられており、前記窓部には、光透過性を有する内側遮蔽体が取り付けられ、前記集熱板開口部には、光透過性を有する外側遮蔽体が前記内側遮蔽体に対向するように取り付けられており、前記内側遮蔽体と前記外側遮蔽体との間には、前記第１集熱空間と隣り合うように第２集熱空間が形成されており、前記第１集熱空間と前記第２集熱空間とは、互いに通気可能に連通されていることを特徴とする。

第１の発明によれば、外壁や屋根等の外周部において、窓部の非設置部分に集熱板が配置されているのに加え、窓部の設置部分に外側遮蔽体が配置されているため、集熱板及び外側遮蔽体の総表面積は窓部の開口面積を含んでいる。これにより、窓部の開口面積を確保することと、各集熱板の総表面積を大きく設定することとを両立することができる。つまり、屋内空間への採光量の増加と、建物の外周部にて取得できる太陽熱の増加とを両立することができる。しかも、第２集熱空間と第１集熱空間とは連通されることで連続した集熱空間とされているため、各集熱空間に付与された太陽熱を熱エネルギとしてまとめて利用することが容易となる。例えば、各集熱空間から太陽熱により加熱された暖気を取り出して屋内空間で利用することが容易となる。

以上により、建物の外周部に付与される太陽熱を熱エネルギとして利用可能な構成において、太陽熱の好適な取得と窓部を通じての好適な採光とを両立することができる。

第２の発明では、前記内側遮蔽体は、前記窓部に開閉可能に取り付けられ、前記外側遮蔽体は、前記集熱板開口部に開閉可能に取り付けられ、前記第１集熱空間と前記第２集熱空間との通気を可能とする通気状態と通気を遮断する通気遮断状態とに移行可能な通気状態切替部材が、前記第１集熱空間と前記第２集熱空間との境界部に設けられている。

第２の発明によれば、窓部の屋外側に第２集熱空間が形成されていても、内側遮蔽体及び外側遮蔽体を開放状態とすることにより窓部及び集熱板開口部を通じて屋内空間の通気を行うことが可能となる。しかも、通気状態切替部材により第１集熱空間と第２集熱空間との通気が遮断されている場合には、内側遮蔽体及び外側遮蔽体の少なくとも一方が開放されることにより第２集熱空間が開放空間となっても、第１集熱空間に付与された太陽熱が第２集熱空間側に放出されることを阻止できる。したがって、内側遮蔽体及び外側遮蔽体を開放して屋内空間の通気を行うことと、第１集熱空間に付与された太陽熱を熱エネルギとして利用することとを同時に実施できる。

第３の発明では、前記窓部には、前記内側遮蔽体を支持する内側枠部が設けられており、前記内側枠部には、その屋外側に向けて延びる延出枠部が設けられており、前記延出枠部は、前記外側遮蔽体を支持する支持部分を有しており、前記延出枠部において前記支持部分よりも前記内側枠部側には、前記第１集熱空間と前記第２集熱空間とを通気可能に連通する連通孔が設けられており、前記通気状態切替部材は、前記連通孔を開閉する開閉体である。

第３の発明によれば、外側遮蔽体を支持する延出枠部が、内側遮蔽体を支持する内側枠部から屋外側に向けて延出しているため、外側遮蔽体を内側遮蔽体から屋外側に離間して配置する構成を容易に実現できる。この場合、第１集熱空間と第２集熱空間とが延出枠部により仕切られることになるが、延出枠部に連通孔が設けられているため、それら集熱空間を通気可能に連通できる。したがって、外側遮蔽体が枠状の部材により支持されていても、第１集熱空間と第２集熱空間とを連続した集熱空間とすることができる。

第４の発明では、前記第１集熱空間は、前記第２集熱空間の上方及び下方のそれぞれにおいて該第２集熱空間と上下に並んで配置された縦並び部分を有し、前記連通孔は、前記延出枠部において、前記縦並び部分と前記第２集熱空間とを上下に仕切る部分に設けられている。

延出枠部が内側枠部から屋外側に延出している場合、第１集熱空間と第２集熱空間とは延出枠部により仕切られた状態となっており、第１集熱空間の縦並び部分と第２集熱空間とが上下に隣接する部分においては、各集熱空間に付与された太陽熱が延出枠部の下側に滞留して、集熱利用の効率が下がることが懸念される。この点、第４の発明によれば、上下に隣接する第１集熱空間の縦並び部分と第２集熱空間との通気が連通孔を通じて行われるため、延出枠部の下側に太陽熱が滞留することを抑制できる。したがって、第１集熱空間及び第２集熱空間に付与された太陽熱の利用効率を高めることができる。

第５の発明では、前記内側遮蔽体が開放されたことを検出する開放検出手段と、前記通気状態切替部材を前記通気遮断状態と前記通気状態とに駆動移行させる駆動手段と、前記開放検出手段により前記内側遮蔽体の開放が検出された場合に、前記駆動手段を駆動させて前記通気状態切替部材を前記通気遮断状態に移行させる制御手段と、を備えている。

第５の発明によれば、内側遮蔽体が開放されると、駆動手段の駆動によって通気状態切替部材が通気遮断状態に移行する。したがって、窓部における通気と太陽熱集熱との両立が実現された構成において、窓部を通じての屋内空間の通気が行われる場合に、通気状態切替部材を通気遮断状態に移行させる作業を行う手間を省くことができる。

第６の発明では、前記内側遮蔽体は、前記外側遮蔽体に比べて遮熱性が高い高遮熱パネルである。

第６の発明によれば、外側遮蔽体に太陽光が照射された場合に、外側遮蔽体を通じて太陽熱を第２集熱空間に伝えることができるとともに、第２集熱空間から屋内空間へは内側遮蔽体により熱が伝わりにくくなっている。したがって、外側遮蔽体に加えられた太陽熱を第２集熱空間に蓄える蓄熱率を高めることができる。

建物の正面図。建物の小窓周辺の構成を示す概略断面図。小窓周辺の外壁の構成を示す図。サッシ枠の連結枠部の上部構成を示す図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、本発明を二階建ての建物として具体化しており、その建物においては、太陽光の熱を熱エネルギとして利用する太陽熱集熱システムが構築されている。図１は建物１０の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２には、太陽熱集熱システムの電気的構成を示すブロック図を図示している。

図１、図２において、住宅等の建物１０は、基礎１１の上に設置された建物本体１２と、建物本体１２の上に設置された屋根部分１３とを有している。建物本体１２は、下階部としての一階部分１２ａと、一階部分１２ａの上に設置された上階部としての二階部分１２ｂとを有している。この場合、建物本体１２の外壁１５及び屋根部分１３が建物１０の外周部に相当する。

建物本体１２の一側面（例えば南面）においては、外壁１５を屋内側に凹ませて形成されたアルコーブ２１が一階部分１２ａに配置されており、アルコーブ２１と同様に外壁を屋内側に凹ませることで形成されたインナバルコニー２２が二階部分１２ｂに配置されている。アルコーブ２１とインナバルコニー２２はそれぞれ建物本体１２の南面において上下に並べて配置されている。アルコーブ２１及びインナバルコニー２２においては、各階の床面から上方に延びる掃き出し窓２５がそれぞれ設けられており、それぞれ掃き出し窓２５を通じて屋内空間からの出入りが可能となっている。

建物本体１２の側面のうちアルコーブ２１及びインナバルコニー２２が設けられた一側面においては、それらアルコーブ２１及びインナバルコニー２２の側方に集熱板としてのスパンドレル３１が設けられている。

スパンドレル３１は、外壁１５の屋外側において一階部分１２ａ及び二階部分１２ｂに亘って上下方向に延びるように配置されている。スパンドレル３１は、ガルバリウム等の金属材料により全体として略矩形状に形成された化粧板であり、比較的高い熱伝導率を有している。スパンドレル３１は、板材が横断面波形状となるように折り曲げられたものであり、その波形状によって表面積が大きくされている。つまり、スパンドレル３１の屋外面において太陽光が当たる面積が大きくされている。スパンドレル３１は、波形状により形成された複数の溝部を有しており、それら溝部が上下方向に延びるように設置されている。なお、波形状としては、正弦波形状や矩形波形状が挙げられる。

スパンドレル３１は、外壁１５の屋外面（外壁面）から離間した位置にてスパンドレル支持枠３２により支持されており、スパンドレル３１と外壁１５との離間部分が、スパンドレル３１を介して太陽熱が付与される第１集熱空間３３とされている。スパンドレル支持枠３２は矩形枠状とされており、一階部分１２ａ及び二階部分１２ｂに跨って延びた状態でスパンドレル３１の周縁部を支持している。スパンドレル支持枠３２はスパンドレル３１の周縁部に沿って延びており、スパンドレル３１の周縁部において第１集熱空間３３を囲んでいる。

なお、外壁１５は、天井大梁や床大梁などに取り付けられた複数の外壁パネルを含んで構成されている。外壁パネルは、外壁面を形成する外壁面材と、外壁面材を支持する下地フレームとを有しており、下地フレームがビスなどの固定具により天井大梁や床大梁などに固定されている。この場合、第１集熱空間３３は、スパンドレル３１と外壁面材との間に形成されていることになる。

外壁１５には、スパンドレル３１が設けられている部分において窓部としての小窓３５が設けられている。小窓３５は、略矩形状とされ、一階部分１２ａ及び二階部分１２ｂのそれぞれに配置されており、各階の小窓３５は上下に並べられている。各小窓３５の屋外側には、スパンドレル３１を厚み方向に貫通する集熱板開口部としてのスパンドレル開口部４１がそれぞれ設けられている。スパンドレル開口部４１は、対応する小窓３５とほぼ同じ大きさ及び形状とされており、その小窓３５と重なる位置に配置されている。この場合、小窓３５及びスパンドレル開口部４１は、外壁１５の厚み方向において並び、互いに連通している。

小窓３５には、その小窓３５を開閉する開閉建具としての内側ガラス戸４３が設けられており、スパンドレル開口部４１には、そのスパンドレル開口部４１を開閉する外側ガラス戸４４が設けられている。つまり、小窓３５及びスパンドレル開口部４１において二重窓が形成された状態となっている。

内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４はそれぞれ光透過性を有するガラス戸とされている。内側ガラス戸４３は、高遮熱性を有する熱線反射ガラスやＬｏｗ−Ｅガラス（低放射ガラス）等の材料により形成された高遮熱パネルであり、外側ガラス戸４４のガラス板は、遮熱性の低い材料により形成された低遮熱パネルである。この場合、内側ガラス戸４３のガラス板は外側ガラス戸４４ガラス板に比べて遮熱性が高くなっている。

なお、内側ガラス戸４３が窓部の内側遮蔽体に相当し、外側ガラス戸４４が外側遮蔽体に相当する。また、外側ガラス戸４４は、外壁１５の屋外側においてスパンドレル３１と同一平面となるように配置されている。

内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４がそれぞれ閉鎖状態にある場合、それら内側ガラス戸４３と外側ガラス戸４４とは離間した状態で対向しており、その離間部分が、外側ガラス戸４４を介して太陽光が付与される第２集熱空間４６とされている。第２集熱空間４６は、小窓３５の屋外側に配置されていることになり、第１集熱空間３３と外壁面に沿って並んだ状態となっている。この場合、外壁面が延びる方向において、第２集熱空間４６の上下左右に第１集熱空間３３が存在している。

内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４は両方とも建具枠としてのサッシ枠５１により回動可能に軸支されている。内側ガラス戸４３は、屋内側に向けて回動することで開放状態に移行する内開き式とされており、外側ガラス戸４４は、屋外側に向けて回動することで開放状態に移行する外開き式とされている。このため、内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４は、互いに干渉することなく開放状態に移行することが可能となっている。

サッシ枠５１は、全体として矩形枠状に形成されており、小窓３５及びスパンドレル開口部４１の両方に対して取り付けられている。サッシ枠５１は、小窓３５内に嵌め込まれた内側枠部５２と、スパンドレル開口部４１に嵌め込まれた外側枠部５３と、それら内側枠部５２と外側枠部５３とを連結する連結枠部５４とを有しており、それら枠部５２〜５４が一体成形されることで製造されたものである。この場合、外側枠部５３及び連結枠部５４は、内側枠部５２から屋外側に向けて延出しており、延出枠部を構成していることになる。また、外側枠部５３が外側ガラス戸４４を支持する支持部分に相当する。

ここでは、サッシ枠５１について図３を参照しつつ説明する。図３は小窓３５周辺の外壁１５の構成を示す図である。なお、図３においては、外壁１５を屋外側から見た図を示しており、スパンドレル３１、外側ガラス戸４４及びサッシ枠５１の外側枠部５３の図示を省略している。

図３に示すように、サッシ枠５１の連結枠部５４は、外壁１５の屋外側において、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６との境界部に沿って延びており、それら集熱空間３３，４６を仕切っている。連結枠部５４は、通気遮断性能を有しており、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６との通気を遮断している。

連結枠部５４は、略水平方向に延びる横枠材５４ａと、略鉛直方向に延びる縦枠材５４ｂとを有している。横枠材５４ａは、小窓３５（第２集熱空間４６）の上方及び下方のそれぞれに配置されており、第１集熱空間３３のうち小窓３５の上方にある部分及び下方にある部分のそれぞれを第２集熱空間４６に対して上下に仕切っている。縦枠材５４ｂは、第２集熱空間４６の両側方のそれぞれに配置されており、第１集熱空間３３のうち第２集熱空間４６の両側方にある各部分のそれぞれを第２集熱空間４６に対して左右に仕切っている。

連結枠部５４の横枠材５４ａには、その横枠材５４ａを上下に貫通する貫通孔５６が設けられている。貫通孔５６は連結枠部５４の上部及び下部の各横枠材５４ａのそれぞれにおいて、横枠材５４ａの長手方向に並べて所定間隔で複数形成されている。貫通孔５６は、第１集熱空間３３のうち連結枠部５４の上方及び下方の各部分と第２集熱空間４６とを上下に連通している。貫通孔５６は連通孔に相当し、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６との境界部に配置されていることになる。

サッシ枠５１の連結枠部５４には、貫通孔５６を開閉する開閉体５８が設けられている。開閉体５８は、連結枠部５４の上部及び下部の各横枠材５４ａのそれぞれに取り付けられており、通気状態切替部材に相当する。ここでは、上側の横枠材５４ａに取り付けられた開閉体５８について図４を参照しつつ説明する。図４はサッシ枠５１の連結枠部５４の上部構成を示す図である。

図４において、開閉体５８は、合成樹脂材料や金属材料などの材料により形成されており、通気遮断性を有する板材となっている。開閉体５８は、上側の横枠材５４ａの下面（サッシ枠５１の内周面）と重なるように配置されており、横枠材５４ａの長手方向に沿ってスライド移動することで通気状態と通気遮断状態とに移行する。

具体的には、開閉体５８には、その開閉体５８を上下に貫通する貫通孔５９が横枠材５４ａの貫通孔５６と同じ間隔で複数設けられている。開閉体５８は、各貫通孔５９が横枠材５４ａの各貫通孔５６と連通する位置にある場合に通気状態（図４（ａ）状態）にあり、その場合に貫通孔５６，５９を通じた第１集熱空間３３と第２集熱空間４６との通気が行われる。また、開閉体５８は、その板面が横枠材５４ａの各貫通孔５６を塞ぐ位置にある場合に通気遮断状態（図４（ｂ）の状態）にあり、その場合に貫通孔５６を通じての通気が行われない。

なお、開閉体５８は、横枠材５４ａの下面と係止した状態でスライド移動する構成とされている。また、連結枠部５４において下側の横枠材５４ａについては、その上面（サッシ枠５１の外周面）に開閉体５８がスライド移動可能に取り付けられている。したがって、住人等は、上側及び下側の各横枠材５４ａのいずれについても、小窓３５から手を出すことで開閉体５８を掴んでスライド移動させる作業を容易に行うことができる。

図３の説明に戻り、外壁１５の屋外側において、小窓３５を含んで上下方向に延びる領域を窓有り領域Ｓ１とし、小窓３５を含まずに上下方向に延びる領域を窓無し領域Ｓ２とすると、それら窓有り領域Ｓ１と窓無し領域Ｓ２とは横並びに配置されていることになる。この場合、窓無し領域Ｓ２において第１集熱空間３３は、一階部分１２ａ及び二階部分１２ｂに亘って上下方向に延びる連続した空間となっている。したがって、スパンドレル３１に太陽光が照射されると第１集熱空間３３の空気が太陽熱により暖気となり、窓無し領域Ｓ２の上下方向の全体を流れる上昇気流が発生する。

一方、窓有り領域Ｓ１においては、第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６が上下に並んでいる。このため、開閉体５８が通気状態にある場合は、第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６が貫通孔５６，５９を通じて連通され、全体として一階部分１２ａ及び二階部分１２ｂに亘って上下方向に延びる連続した空間となる。したがって、窓無し領域Ｓ２と同様に、窓有り領域Ｓ１の上下方向の全体を流れる上昇気流が発生する。これに対して、開閉体５８が通気遮断状態にある場合は、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とが互いに独立した空間となる。したがって、開閉体５８が通気状態にある場合とは異なり、上昇気流は各集熱空間３３，４６において個別に発生し、窓有り領域Ｓ１の上下方向の全体を流れることにはならない。

なお、第１集熱空間３３においては、窓有り領域Ｓ１にて第２集熱空間４６の上方及び下方のそれぞれに配置された部分が縦並び部分に相当する。

次に、太陽熱集熱システムの電気的な構成について説明する。なお、太陽熱集熱システムは一階部分１２ａ及び二階部分１２ｂのそれぞれにおいて同じ構成とされている。したがって、ここでは、一階部分１２ａについての説明を行い、二階部分１２ｂについての説明は省略する。

図２に示すように、一階部分１２ａには屋内空間としての居室６１が設けられており、その居室６１の外壁１５には、第１集熱空間３３と居室６１との通気を行う通気路６２が設けられている。通気路６２は小窓３５の上方及び下方のそれぞれに配置されており、それぞれ外壁１５を壁厚み方向に貫通している。上側の通気路６２には、電動モータを含んで構成された給気ファン６３が設けられている。給気ファン６３が駆動した場合、上側の通気路６２を通じて第１集熱空間３３の空気が居室６１内に供給されるとともに、下側の通気路６２を通じて居室６１の空気が第１集熱空間３３に取り入れられる。

なお、上側の通気路６２においては屋外側の端部が複数に分岐しており、各分岐部分が窓有り領域Ｓ１及び窓無し領域Ｓ２のそれぞれの上部に通じている。これにより、第１集熱空間３３の水平方向全体の空気が居室６１に供給されやすくなる。したがって、窓有り領域Ｓ１及び窓無し領域Ｓ２のそれぞれに太陽熱が付与されて暖気が生じた場合に、暖気が領域Ｓ１，Ｓ２の上部にこもってしまうことを抑制できる。

太陽熱制御システムは制御手段としてのコントローラ７１を含んで構築されている。コントローラ７１は、ＣＰＵや各種メモリ等からなるマイクロコンピュータを含んで構成されており、例えば居室６１の内壁面に取り付けられている。コントローラ７１には、内側ガラス戸４３が開放されたことを検出する内側開放センサ７２と、外側ガラス戸４４が開放されたことを検出する外側開放センサ７３とが接続されており、各開放センサ７２，７３は、検出信号をコントローラ７１に対して出力する。

内側開放センサ７２及び外側開放センサ７３はそれぞれ接触センサとされており、内側開放センサ７２は内側ガラス戸４３の回動先端側に取り付けられ、内側ガラス戸４３が開放された際に内側枠部５２から離間したことを検出する。同様に、外側開放センサ７３は外側ガラス戸４４の回動先端側に取り付けられ、外側ガラス戸４４が開放された際に外側枠部５３から離間したことを検出する。

コントローラ７１には、給気ファン６３と、開閉体５８の駆動移動を行う駆動部７５とが接続されており、コントローラ７１は、指令信号を出力することにより給気ファン６３及び駆動部７５の動作制御を行う。駆動部７５は、電動モータを含んで構成されており、駆動することにより開閉体５８を通気状態又は通気遮断状態に移行させる。

コントローラ７１は、冬期などにおいて太陽熱を熱エネルギとして利用して居室６１を温めるか否かを判定し、温める場合に給気ファン６３を駆動させる。例えば、居室６１の温度が所定温度（例えば１０℃）以下であるか否かの判定、第１集熱空間３３の温度が所定温度（例えば１５℃）以上であるか否かの判定を行い、各判定がいずれも肯定された場合に太陽熱を利用して暖房を行うとして、給気ファン６３を駆動させる。

コントローラ７１は、給気ファン６３を駆動させる一方で、内側開放センサ７２及び外側開放センサ７３の各検出信号に基づいて内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４が開放状態にあるか否かを判定し、両ガラス戸４３，４４が両方とも閉鎖状態にある場合、駆動部７５を駆動させて開閉体５８を通気状態とする。これにより、窓無し領域Ｓ２はもちろんのこと窓有り領域Ｓ１においても上下方向の全体を流れる上昇気流が発生し、第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６にて生じた暖気が通気路６２から居室６１に供給される。

一方、内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４の少なくとも一方が開放状態にある場合、駆動部７５を駆動させて開閉体５８を通気遮断状態とする。ここで、ガラス戸４３，４４が開放されると第２集熱空間４６が存在しないことになるため、開閉体５８が通気状態にある場合、窓有り領域Ｓ１においては第１集熱空間３３内の暖気が貫通孔５６，５９を通じてスパンドレル開口部４１に向けて放出されてしまう。これに対して、開閉体５８が通気遮断状態とされることにより、窓有り領域Ｓ１において第１集熱空間３３内の暖気を貫通孔５６，５９から放出させることなく居室６１に供給できる。この場合、第１集熱空間３３においては、窓有り領域Ｓ１から窓無し領域Ｓ２に暖気が流れ込むことなどにより空間全体の暖気が居室６１に供給されることになる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

外壁１５の屋外側に第１集熱空間３３が設けられた建物１０において、小窓３５の屋外側に第２集熱空間４６が設けられている。このため、スパンドレル３１及び外側ガラス戸４４の総表面積は小窓３５の開口面積を含んでいる。これにより、小窓３５の開口面積を確保することと、スパンドレル３１及び外側ガラス戸４４の総表面積を大きく設定することとを両立することができる。つまり、居室６１等の屋内空間への採光量の増加と、外壁１５の屋外側にて取得できる太陽熱の増加とを両立することができる。しかも、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とは連通されることで連続した空間とされているため、各集熱空間３３，４６に付与された太陽熱を暖気としてまとめて居室６１に供給することが容易となる。

以上により、建物１０の外壁１５に付与される太陽熱を熱エネルギとして利用可能な構成において、太陽熱の好適な取得と小窓３５を通じての好適な採光とを両立することができる。

小窓３５の側方に加えて上方及び下方に第１集熱空間３３が設けられているため、第１集熱としてのスパンドレル３１の表面積を極力大きくすることができる。つまり、第１集熱空間３３にて取得できる太陽熱量を極力大きくすることができる。しかも、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とは連通されているため、各集熱空間３３，４６のそれぞれに付与された太陽熱を暖気として上方の集熱空間に集めることができる。したがって、小窓３５に付与される太陽熱、及びその小窓３５の上方部分及び下方部分に付与される太陽熱を熱エネルギとして利用することが容易となる。

第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とを連通する貫通孔５６が、外側遮蔽体としての外側ガラス戸４４を支持するサッシ枠５１の連結枠部５４において横枠材５４ａに設けられている。このため、窓有り領域Ｓ１において第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６を全体として上下方向に延びる連続した空間とすることができる。これは、太陽熱により生じた暖気を窓有り領域Ｓ１の上部から通気路６２を通じて居室６１に供給する構成を実現する上で有効である。しかも、上下に並ぶ集熱空間３３，４６を連通する構成は貫通孔５６を連結枠部５４の縦枠材５４ｂに設けなくても実現できるため、連結枠部５４の支持強度が低下することを抑制できる。したがって、外側ガラス戸４４に付与される太陽熱を暖気として好適に利用することができるとともに、外側ガラス戸４４を好適に支持することができる。

サッシ枠５１は、内側枠部５２、外側枠部５３及び連結枠部５４を有しているため、既設の建物１０のリフォームとして第２集熱空間４６を後付けすることができる。例えば、建物１０の構築時に小窓３５にサッシ枠５１を取り付けておく。これにより、既設の建物１０に対してスパンドレル３１を後付けして第１集熱空間３３を形成する作業、及び外側ガラス戸４４を後付けして第２集熱空間４６を形成する作業を容易化できる。

内側ガラス戸４３と外側ガラス戸４４との間に第２集熱空間４６が形成されている構成において、内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４は両方とも開放可能とされているため、小窓３５に照射される太陽光の熱を熱エネルギとして居室６１の暖房に利用することができる構成において、小窓３５を通じて居室６１の通気を行うことができる。

開閉体５８が通気遮断状態にある場合、窓有り領域Ｓ１において第１集熱空間３３と第２集熱空間４６との通気が遮断される。この場合、内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４の少なくとも一方が開放状態とされて第２集熱空間４６が開放空間となっても、第１集熱空間３３から空気が第２集熱空間４６側に放出されることを阻止できる。つまり、第１集熱空間３３に付与された太陽熱が第２集熱空間４６側に放出されることを阻止できる。したがって、小窓３５を通じて居室６１の通気を行うことと、第１集熱空間３３に付与された太陽熱を暖気として利用することとを同時に行うことができる。また、夏期であれば、小窓３５を通じて居室６１の通気を行う際に、太陽光により加熱された第１集熱空間３３内の暖気が居室６１に流れ込むことを抑制できる。

サッシ枠５１において外側枠部５３及び連結枠部５４は、内側枠部５２から屋外側に延びた状態とされているため、外側ガラス戸４４を内側ガラス戸４３から屋外側に離間して配置する構成を容易に実現できる。この場合、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とは連結枠部５４により仕切られることになるが、連結枠部５４に貫通孔５６が設けられているため、それら集熱空間３３，４６を通気可能に連通できる。したがって、外側ガラス戸４４が枠状の部材により支持されていても、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とを連続した集熱空間とすることができる。

窓有り領域Ｓ１においては、第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とが連結枠部５４の横枠材５４ａにより上下に仕切られているため、各集熱空間３３，４６において暖気が横枠材５４ａの下側に滞留することが懸念される。これに対して、横枠材５４ａに貫通孔５６が設けられているため、各集熱空間３３，４６の暖気が貫通孔５６を通じて上方に向けて流れる。この場合、横枠材５４ａの下側に太陽熱が滞留することを抑制できるため、各集熱空間３３，４６に付与された太陽熱の利用効率を高めることができる。

コントローラ７１は、内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４の少なくとも一方が開放された場合に、開閉体５８を通気遮断状態に移行させる。これにより、住人等は、小窓３５を通じて居室６１の通気を行う場合に、開閉体５８を手作業で通気遮断状態に移行させる必要がない。つまり、開閉体５８を移動させる作業の手間を省くことができる。

内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４は両方とも光透過性を有している。このため、第２集熱空間４６にて太陽熱を取得することと、小窓３５から居室６１への採光を行うこととを同時に行うことができる。さらに、内側ガラス戸４３は外側ガラス戸４４に比べて断熱性が高いため、外側ガラス戸４４を通じて第２集熱空間４６に加えられた太陽熱は居室６１に伝わりにくくなっている。このため、外側ガラス戸４４に付与された太陽熱を第２集熱空間４６に蓄える蓄熱率を高めることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。

（１）連結枠部５４において貫通孔５６は、縦枠材５４ｂに設けられていてもよい。つまり、第２集熱空間４６が側方の第１集熱空間３３と連通されていてもよい。この場合でも、第２集熱空間４６の暖気が貫通孔５６を通じて第１集熱空間３３に流れ込むことにより、各集熱空間３３，４６のそれぞれの暖気をまとめて居室６１に供給することができる。なお、貫通孔５６は縦枠材５４ｂの下部や上部に配置されていることが好ましい。これにより、各集熱空間３３，４６にて発生した上昇気流が貫通孔５６を通りやすい状態とすることができる。

（２）第１集熱空間３３の縦並び部分は、第２集熱空間４６の上方及び下方のうち一方に配置されていてもよい。例えば、第２集熱空間４６の上方及び下方のうち下方に第１集熱空間３３の縦並び部分が配置されており、第２集熱空間４６が空調ダクト等を通じて居室６１に連通されている構成とする。この構成でも、第１集熱空間３３の縦並び部分から第２集熱空間４６に向かう上昇気流が生じることにより、各集熱空間３３、４６の暖気をまとめて居室６１に供給することができる。

（３）通気状態切替部材としての開閉体５８は、連結枠部５４の外周側に設けられていてもよい。また、開閉体５８は、連結枠部５４に対して回動可能に軸支されていてもよい。例えば、回動軸線が横枠材５４ａの長手方向に沿って延びるように軸支されている構成とする。この構成では、開閉体５８に貫通孔５９が形成されておらず、開閉体５８は横枠材５４ａと重なることで挿通部としての貫通孔５６を閉鎖し、回動先端側が横枠材５４ａから離間するように回動することで貫通孔５６を開放する。

（４）内側遮蔽体としての内側ガラス戸４３や外側遮蔽体としての外側ガラス戸４４は、スライド式や滑り出し式など他の方式により開閉される構成でもよい。また、内側ガラス戸４３及び外側ガラス戸４４の少なくとも一方が嵌め殺し式とされていてもよい。例えばガラス戸４３，４４の両方が嵌め殺し式とされた構成とする。

（５）サッシ枠５１において、延出枠部を構成する外側枠部５３及び連結枠部５４は内側枠部５２に対して独立した部材とされていてもよい。例えば、内側枠部５２から屋外側に離間した位置に外側枠部５３が後付けされた構成とする。この構成では、外側枠部５３が棒状の支持部材により内側枠部５２に固定されており、内側枠部５２と外側枠部５３との離間部分が第１集熱空間３３と第２集熱空間４６とを連通する連通孔に相当する。これにより、連通孔の通気量を極力大きくすることができる。

（６）第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６において太陽熱により生じた暖気は、浴室やトイレ、洗濯物等を乾燥させる乾燥室などに供給されてもよい。例えば、通気路６２が空調ダクトを介して浴室やトイレ、乾燥室に通じる構成とする。この構成によれば、暖気を浴室やトイレの暖房に利用することや、洗濯物等の乾燥に利用することができる。この場合でも、第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６に付与された太陽熱をまとめて利用することになる。

また、各集熱空間３３，４６に付与された太陽熱を取り出す媒体は水等の液状媒体とされていてもよい。例えば、第１集熱空間３３の上部に液状媒体が流れる媒体用配管が設けられ、その媒体用配管が床暖房用配管に接続されている構成とする。この構成によれば、第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６に付与された太陽熱により媒体用配管の液状媒体が加熱され、その加熱された液状媒体が床暖房用配管を流れることで床暖房が行われる。この場合でも、各集熱空間３３，４６に付与された太陽熱をまとめて利用することになる。

（７）第１集熱空間３３及び第２集熱空間４６は、屋根部分１３の屋外側に設けられていてもよい。例えば、天窓が設けられている屋根において、屋根から上方に離間して集熱板が設けられることで第１集熱空間３３が形成され、天窓から上方に離間して外側遮蔽体が設けられることで第２集熱空間４６が形成された構成とする。この構成でも、建物１０の外周部の屋外側に集熱板が設けられている構成を実現できる。

（８）第２集熱空間４６は、小窓３５でなくても掃き出し窓２５等の窓部の屋外側に配置されていればよい。

１０…建物、１５…外周部としての外壁、３１…集熱板としてのスパンドレル、３３…第１集熱空間、３５…窓部としての小窓、４１…集熱板開口部としてのスパンドレル開口部、４３…内側遮蔽体としての内側ガラス戸、４４…外側遮蔽体としての外側ガラス戸、４６…第２集熱空間、５２…内側枠部、５３…延出枠部を構成し且つ支持部分としての外側枠部、５４…延出枠部を構成する連結枠部、５４ａ…横枠材、５４ｂ…縦枠材、５６…連通孔としての貫通孔、５８…通気状態切替部材としての開閉体、６１…屋内空間としての居室、７１…制御手段としてのコントローラ、７２…開放検出手段としての内側開放センサ、７５…駆動手段としての駆動部。

Claims

建物の外壁部や屋根部といった外周部の屋外側に、太陽光が当たる状態で集熱板が設けられており、前記外周部と前記集熱板との間に第１集熱空間が形成されている建物の太陽熱集熱設備であって、
前記外周部には窓部が設けられ、前記集熱板において前記窓部の屋外側には集熱板開口部が設けられており、
前記窓部には、光透過性を有する内側遮蔽体が取り付けられ、前記集熱板開口部には、光透過性を有する外側遮蔽体が前記内側遮蔽体に対向するように取り付けられており、
前記内側遮蔽体と前記外側遮蔽体との間には、前記第１集熱空間と隣り合うように第２集熱空間が形成されており、
前記第１集熱空間と前記第２集熱空間とは、互いに通気可能に連通されていることを特徴とする建物の太陽熱集熱設備。
前記内側遮蔽体は、前記窓部に開閉可能に取り付けられ、前記外側遮蔽体は、前記集熱板開口部に開閉可能に取り付けられ、
前記第１集熱空間と前記第２集熱空間との通気を可能とする通気状態と通気を遮断する通気遮断状態とに移行可能な通気状態切替部材が、前記第１集熱空間と前記第２集熱空間との境界部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物の太陽熱集熱設備。
前記窓部には、前記内側遮蔽体を支持する内側枠部が設けられており、
前記内側枠部には、その屋外側に向けて延びる延出枠部が設けられており、
前記延出枠部は、前記外側遮蔽体を支持する支持部分を有しており、
前記延出枠部において前記支持部分よりも前記内側枠部側には、前記第１集熱空間と前記第２集熱空間とを通気可能に連通する連通孔が設けられており、
前記通気状態切替部材は、前記連通孔を開閉する開閉体であることを特徴とする請求項２に記載の建物の太陽熱集熱設備。
前記第１集熱空間は、前記第２集熱空間の上方及び下方のそれぞれにおいて該第２集熱空間と上下に並んで配置された縦並び部分を有し、
前記連通孔は、前記延出枠部において、前記縦並び部分と前記第２集熱空間とを上下に仕切る部分に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の建物の太陽熱集熱設備。
前記内側遮蔽体が開放されたことを検出する開放検出手段と、
前記通気状態切替部材を前記通気遮断状態と前記通気状態とに駆動移行させる駆動手段と、
前記開放検出手段により前記内側遮蔽体の開放が検出された場合に、前記駆動手段を駆動させて前記通気状態切替部材を前記通気遮断状態に移行させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の建物の太陽熱集熱設備。
前記内側遮蔽体は、前記外側遮蔽体に比べて遮熱性が高い高遮熱パネルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建物の太陽熱集熱設備。