JP2013133586A - ドーム状構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】辺縁胴縁310には、室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100から隣接する三角形構造体40側に向かって連通する連通手段301が形成され、階層構造は、層構造部Lとして、順三角形構造体42と逆三角形構造体41とが円周上に交互に並んだ交互層構造部20を有し、交互層構造部20においては、隣接する順三角形構造体42と逆三角形構造体41との境界に位置する各辺縁胴縁310の連通手段301を介して、順三角形構造体42の内部空間100から同一階層で隣接する逆三角形構造体41の内部空間100へ連通する隣接連通部360が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
ところで、一般住宅においては、将来、空調設備のさらなる充実及び性能向上に伴い、現状よりもさらに、高断熱性、高気密性のものが要求されてきている。
上記の問題点に鑑み、請求項1記載の発明は、三角形構造体内での結露の発生が抑えられて、耐久性、断熱性に優れたドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項2記載の発明は、上記した請求項1記載の発明の目的に加え、交互層構造部において、逆三角形構造体の内部空間の空気が、その上層の順三角形構造体の内部空間へ、スムーズに移動し、上層への通気が良好なドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項4記載の発明は、上記した請求項1から3までのいずれか1項に記載の発明の目的に加え、複数の三角形構造体が連続して設けられるドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項5記載の発明は、上記した請求項1から4までのいずれか1項に記載の発明の目的に加え、現場での作業が極めて単純化でき施工も短時間でできるドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項7記載の発明は、上記した請求項1から6までのいずれか1項に記載の発明の目的に加え、内部空間内の湿気のある空気が効率的に排出されるとともに断熱材の断熱性能が良好な状態に維持されるドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項8記載の発明は、上記した請求項1から7までのいずれか1項に記載の発明の目的に加え、三角形構造体の内部空間の乾燥状態が維持されて、内部空間内の環境が良好に維持され、さらに耐久性のあるドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている3本のフレーム部材50からなる三角形構造体40が、複数個、隙間なく立体的に連設されることによりドーム状に形成されたドーム状構造物10であって、前記三角形構造体40を隙間なく連設することにより環状に形成された層構造部Lを複数、積み重ねた階層構造により形成され、前記三角形構造体40には、前記フレーム部材50の室外側に位置する面を覆う室外側面状体80と、前記三角形の辺縁に沿って前記室外側面状体80の室外側に位置する面に下地材として固定される辺縁胴縁310と、前記辺縁胴縁310の室外側に位置する面に固定されるとともに前記室外側面状体80との間に前記辺縁胴縁310を挟み込んだ状態で前記室外側面状体80を覆う屋外側面状体90とが形成され、前記辺縁胴縁310には、前記室外側面状体80と前記屋外側面状体90との間の内部空間100から隣接する三角形構造体40側に向かって連通する連通手段301が形成され、前記階層構造は、前記層構造部Lとして、前記三角形の頂点のみで上層と接する前記三角形構造体40(以下、「順三角形構造体42」とする。)と前記三角形の辺をもって前記上層と接する前記三角形構造体40(以下、「逆三角形構造体41」とする。)とが円周上に交互に並んだ交互層構造部20を有し、前記交互層構造部20においては、隣接する前記順三角形構造体42と前記逆三角形構造体41との境界に位置する前記各辺縁胴縁310の前記連通手段301を介して、前記順三角形構造体42の前記内部空間100から同一階層で隣接する前記逆三角形構造体41の前記内部空間100へ連通する隣接連通部360が形成されていることを特徴とする。
また、「フレーム部材50」は、ドーム状構造物10の骨格となるものであって、ドーム状構造物10を構成する各三角形構造体40の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられているものである。
また、「順三角形構造体42」は、交互層構造部20において、三角形の頂点のみで上層と接する三角形構造体40であって、頂点を上部に持つとともに底辺を下部に持つ上向き三角形である。
また、「連通手段301」は、辺縁胴縁310に設けられた孔や溝等の空間であって室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100から隣接する三角形構造体40側に向かって辺縁胴縁310に連通するものである。具体的には、「連通手段301」として、たとえば辺縁胴縁310の内部空間100側から隣接する三角形構造体40側に向かって辺縁胴縁310の幅方向に貫通する連通孔や、辺縁胴縁310の内部空間100側から隣接する三角形構造体40側に向かって連通するとともに室外側面状体80側又は屋外側面状体90側の表面に断面凹状に窪んだ連通溝(具体的には、たとえば辺縁胴縁連通溝312)が形成される。
順三角形構造体42の辺縁胴縁310の連通手段301(具体的には、辺縁胴縁連通手段311)と、隣接する逆三角形構造体41の辺縁胴縁310の連通手段301(具体的には、辺縁胴縁連通手段311)とを介して、順三角形構造体42の内部空間100から隣接する逆三角形構造体41の内部空間100へ連通する隣接連通部360が形成されている。この隣接連通部360を介して同一階層の交互層構造部20において順三角形構造体42の内部空間100から逆三角形構造体41の内部空間100への通気が行われる。
本発明では、交互層構造部20の順三角形構造体42の室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100に水蒸気を多量に含んだ空気が進入しても、隣接連通部360を介して湿気を含んだ空気がこの順三角形構造体42の左右に隣接する逆三角形構造体41の内部空間100へ拡散して移動する。具体的には、順三角形構造体42の内部空間100の湿気を含んだ空気が、同一階層で隣接する前記順三角形構造体42と逆三角形構造体41との境界に位置する各辺縁胴縁310の連通手段301を介して、左右の逆三角形構造体41の内部空間100へ移動する。これにより、湿気を含んだ空気が、ドーム状構造物10内の特定の三角形構造体40の内部空間100に滞留することが防止される。したがって、ドーム状構造物10の三角形構造体40の内部空間100での結露の発生が抑えられる。その結果として、三角形構造体40の内部空間100は乾燥状態が維持され、三角形構造体40の内部空間100の環境が良好に維持される。また、三角形構造体40内であって室外側面状体80の室内側に湿気を含んだ空気が存在しても、その空気を三角形構造体40の内部空間100を介して拡散して移動させることが可能となる。これにより、耐久性のあるドーム状構造物10の提供が可能となる。また、三角形構造体40内に断熱材が使用されるような場合でも、三角形構造体40内が乾燥状態となるため、結露の発生が抑えられることで、断熱材に結露による水分の付着が抑えられ、断熱性能の低下が抑えられる。
請求項2記載の発明は、上記した請求項1記載の発明の特徴点に加え、前記交互層構造部20においては、前記逆三角形構造体41とこれに接する上層の前記順三角形構造体42との境界に位置する前記各辺縁胴縁310の前記連通手段301を介して前記逆三角形構造体41の前記内部空間100からその上層に位置する前記順三角形構造体42の前記内部空間100へ連通する上層連通部370が形成されていることを特徴とする。
ここで、「逆三角形構造体41とこれに接する上層の順三角形構造体42との境界に位置する各辺縁胴縁310の連通手段301を介して」とは、逆三角形構造体41とこれに接する上層の順三角形構造体42とにおいて、両者の境界に位置する逆三角形構造体41の辺縁胴縁310の連通手段301(具体的には、辺縁胴縁連通手段311)と、両者の境界に位置する順三角形構造体42の辺縁胴縁310の連通手段301(具体的には、辺縁胴縁連通手段311)との両方を介していることを意味する。
三角形構造体40の内部空間100にある湿気を含んだ空気は、屋外又は室内側からの熱により膨張し容積を増すとともに上方へ移動する。逆三角形構造体41において、水平断面は上方になる程、断面積が増加する。これにより、容積を増しながら上昇しようとする空気が逆三角形構造体41の内部空間100内でスムーズに上方へ移動するとともに上方へ移動するに従って拡散が促される。その空気は最後に逆三角形構造体41の水平断面積が最大となる辺(いわゆる底辺)に位置するとともに上層と接する境界に位置する辺縁胴縁310に到達する。到達した空気は、その辺縁胴縁310の連通手段301と上層の順三角形構造体42の境界に位置する辺縁胴縁310の連通手段301とを介して、その順三角形構造体42の内部空間100内へ移動する。結果として、逆三角形構造体41の内部空間100の空気が上層の順三角形構造体42の内部空間100へスムーズに移動する。これにより、交互層構造部20において上層への空気の移動が良好に行われる。
請求項3記載の発明は、上記した請求項1又は請求項2記載の発明の特徴点に加え、前記室外側面状体80の室外側に位置する面には、前記三角形の内部に縦方向に沿う縦胴縁320が形成され、前記三角形構造体40の前記内部空間100の中には、前記縦胴縁320により仕切られる複数の小空間143が形成され、前記縦胴縁320には、前記縦胴縁320により仕切られる一方の前記小空間143から他方の前記小空間143へ連通する連通手段301(具体的には、縦胴縁連通手段321)が形成されていることを特徴とする。
三角形構造体40の三角形の内部に縦方向に沿う縦胴縁320が、室外側面状体80と屋外側面状体90との間に形成される。これにより、三角形構造体40の三角形の内部における屋外側面状体90の変形が抑えられ、屋外側面状体90及び室外側面状体80の剛性が高められる。その結果として、ドーム状構造物10全体としても剛性が高められる。
(請求項4)
請求項4記載の発明は、上記した請求項1から3までのいずれか1項に記載の発明の特徴点に加え、前記三角形構造体40は、前記フレーム部材50の端部同士を連結するとともに、前記三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けられている固定手段70を備えていることを特徴とする。
この固定手段70は、三角形構造体40の三角形の各辺に相当するフレーム部材50が三角形の頂点の位置で固定手段70で連結されることにより、三角形構造体40の三角形が形成される。同時に、隣接する他の三角形構造体40のフレーム部材50の端部も当該固定手段70で連結される。これにより、複数の三角形構造体40が連続して設けられる。
そして、各三角形構造体40の三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けたフレーム部材50と、各三角形構造体40の三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けた固定手段70とから、ドーム状のトラス骨格が構築され、このドーム状のトラス骨格が、ドーム状構造物10の構造躯体となる。
請求項5記載の発明は、上記した請求項1から4までのいずれか1項に記載の発明の特徴点に加え、前記三角形構造体40と前記室外側面状体80と前記屋外側面状体90と前記辺縁胴縁310とを少なくとも有する平面視が三角形の三角形構造パネル160が形成され、この三角形構造パネル160が、複数個、隙間なく立体的に連結されることによりドーム状に形成されていることを特徴とする。
ここで、三角形構造パネル160は、室外側面状体80と屋外側面状体90と辺縁胴縁310とを少なくとも有する平面視が三角形のものである。
(請求項6)
請求項6記載の発明は、上記した請求項2から5までのいずれか1項に記載の発明の特徴点に加え、上層の前記層構造部Lに位置する前記三角形構造体40の前記屋外側面状体90には、前記内部空間100から屋外に開放された排気孔110が設けられ、最下層の前記層構造部Lに位置する前記三角形構造体40の下端には、前記内部空間100から屋外に開放された吸気孔120が設けられ、前記三角形構造体40には、前記吸気孔120から前記隣接連通部360及び前記上層連通部370を介して前記排気孔110まで連通する通気層350を備えていることを特徴とする。
本発明では、階層構造の最下層の層構造部Lに位置する三角形構造体40の下端の吸気孔120から、屋外の空気が入り込む。そして、この吸気孔120から入り込んだ空気は、屋外側の太陽光の照射を起因とする温度上昇や、室内暖房の熱等を起因とする温度上昇により、膨張し、通気層350としての内部空間100内を上昇する。この上昇した空気は、交互層構造部20の順三角形構造体42の内部空間100から隣接連通部360を介して同一階層で隣接する逆三角形構造体41の内部空間100へ移動する。移動した空気は、この逆三角形構造体41の内部空間100から上層連通部370を介して上層に隣接する順三角形構造体42の内部空間100へ移動する。最終的に、この移動した空気は、階層構造の上層の層構造部Lの三角形構造体40の内部空間100へ移動する。この移動した空気は、上層の三角形構造体40の通気層350としての内部空間100から屋外側面状体90の排気孔110を介して屋外へ排気される。すなわち、階層構造の最下層に位置する吸気孔120から三角形構造体40の内部空間100に入り込んだ空気は、上層に位置する排気孔110まで内部空間100を介して、ドーム状構造物10の三角形構造体40の内部空間100内を上昇する。このように、三角形構造体40の通気層350としての内部空間100内に吸気孔120から排気孔110に向かって自然に上昇する空気の流れが形成される。これにより、室外側面状体80と屋外側面状体90とに囲まれる内部空間100内に室内側から湿気のある空気が進入しても、通気層350内の上昇する空気の流れによって効率的に排気孔110から屋外に排出される。したがって、結露の元になる水蒸気が素早く屋外に排出される。このように、ドーム状構造物10の三角形構造体40内の周囲全面に自然な空気の流れを発生させる通気層350が形成されることにより三角形構造体40の内部空間100内の換気が促進される。
請求項7記載の発明は、上記した請求項1から6までのいずれか1項に記載の発明の特徴点に加え、前記室外側面状体80の室内側には、断熱材による断熱層130が形成されていることを特徴とする。
ここで、「断熱材」は、熱の伝導を抑えるための材料であって、たとえば素材としてグラスウールやロックウールやコルク等の繊維系断熱材やウレタンフォームやフェノールフォーム等の発泡系断熱材を利用することができ、また、形状としては、ボード状、フェルト状、ばら状、現場発泡等のものが利用できる。
通常、通気層350内の一部に断熱層130を設けると、通気層350は、断熱層130を設けていない一部の空間だけしか通気のために利用できない。このような通気層350の一部にだけ通気のための空間を設けるような場合と比較して、本発明は通気層350内に大量の空気の流れを発生させることができる。これにより、前記通気層350内の湿気のある空気を効率的に排出させることができ、より一層、三角形構造体40の内部の環境が良好となる。
(請求項8)
請求項8記載の発明は、上記した請求項1から7までのいずれか1項に記載の発明の特徴点に加え、前記室外側面状体80の室内側には、防湿シート381による防湿層380が形成されていることを特徴とする。
室外側面状体80の室内側に防湿シート381による防湿層380を設けたことで室内側からの湿気が三角形構造体40の内部に入り込むことが抑えられる。これにより、三角形構造体40の内部空間100はさらに乾燥状態が維持され、三角形構造体40の内部空間100の環境が良好に維持されてさらに耐久性のあるドーム状構造物10の提供が可能となる。
なお、防湿層380を断熱層130の室内側に設けることで室内側の湿気が断熱層130に到達することを抑えることができ、その結果として断熱性能の低下が抑えられて良好な断熱性能を維持することが可能となる。
請求項1記載の発明によれば、三角形構造体内での結露の発生が抑えられて、耐久性、断熱性に優れたドーム状構造物を提供することができる。
請求項2記載の発明によれば、上記した請求項1記載の発明の効果に加え、交互層構造部において、逆三角形構造体の内部空間の空気が、その上層の順三角形構造体の内部空間へ、スムーズに移動し、上層への通気がスムーズなドーム状構造物を提供することができる。
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、屋外側面状体及び室外側面状体の剛性が高められてドーム状構造物全体としても剛性が高められるとともに、三角形構造体の内部空間における良好な空気の流れが形成されるドーム状構造物を提供することができる。
請求項5記載の発明によれば、上記した請求項1から4までのいずれか1項に記載の発明の効果に加え、現場での作業が極めて単純化でき施工も短時間でできるドーム状構造物を提供することができる。
請求項6記載の発明によれば、請求項2から5までのいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、結露の元になる水蒸気が素早く効率的に屋外に排出され内部空間内の換気が促進されるドーム状構造物を提供することができる。
請求項8記載の発明によれば、請求項1から7までのいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、三角形構造体の内部空間の乾燥状態が維持されて、内部空間内の環境が良好に維持され、さらに耐久性のあるドーム状構造物を提供することができる。
図1に示すように、第1の実施の形態に係るドーム状構造物10は、三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている3本のフレーム部材50からなる三角形構造体40が複数個、隙間なく立体的に連設されることによりドーム状に形成されているものである。
前記ドーム状構造物10は、三角形構造体40を隙間なく連設することにより環状に形成された層構造部Lを5層、積み重ねた階層構造により形成されている。
前記層構造部Lは、最上部に位置する構造部であって同一の球に内接する5個の三角形構造体40を隙間なく五角錐状に組み合わせた形状の第1構造部11を有している。そして、層構造部Lは、第1構造部11の下側に第1構造部11とは隙間なく連設されるものであって同一の球に内接する15個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第2構造部12を有している。そして、層構造部Lは、第2構造部12の下側に第2構造部12とは隙間なく連設されるものであって同一の球に内接する25個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第3構造部13を有している。そして、層構造部Lは第3構造部13の下側に第3構造部13とは隙間なく連設されるものであって同一の球に内接する30個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第4構造部14を有している。そして、層構造部Lは、第4構造部14の下側に第4構造部14とは隙間なく連設されるものであって30個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第5構造部15を有している。この第5構造部15はコンクリートからなる基礎30の上に固定されている。
前記ドーム状構造物10は、フレーム部材50の端部同士を連結するとともに三角形構造体40の三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けられている固定手段70としてのコネクタ71を備えている。
そして、各三角形構造体40の各辺に相当する位置にそれぞれ設けたフレーム部材50と各三角形構造体40の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けた固定手段70としてのコネクタ71とから、図1に示すドーム状のトラス骨格が構築されている。そして、このドーム状のトラス骨格がドーム状構造物10の構造躯体となる。
前記第5構造部15の下端に設けられるコネクタ71をベースコネクタ72とする。このベースコネクタ72は、第5構造部15の下端の頂点に集まるフレーム部材50の端部同士を連結するためのものである。また、ベースコネクタ72は、4本のフレーム部材50の端部同士を連結するための部材として機能するとともに、トラス骨格を基礎に接合するための部材としても機能する。
前記第4構造部14と第5構造部15との境界線上に設けられるコネクタ71をビームコネクタ73とする。前記ビームコネクタ73は、第4構造部14と第5構造部15との境界線上の頂点に集まる6本のフレーム部材50の端部同士を連結するためのものである。
前記ベースコネクタ72及びビームコネクタ73以外のコネクタ71であって、6本のフレーム部材50の端部が集まる位置(6個の三角形構造体40の頂点が集まる位置)に設けられるコネクタ71を6アームコネクタ75とする。この6アームコネクタ75は、その位置に集まる6本のフレーム部材50の端部同士を連結するためのものである。
前記6アームコネクタ75は、円筒状のハブ76と、このハブ76の一方の開口を塞ぐように設けられた平板状の補強平板部78と、フレーム部材50を接合するためのものであってハブ76の外周面から外方へ向けて突出する平板状の6枚のアーム77とを有している。
また、各アーム77は、その端部がハブ76の外周面と補強平板部78との双方に接合されている。これにより、1本のフレーム部材50を1枚のアーム77で支持するのに十分な強度を発揮する。
各三角形構造体40には、1つの三角形構造体40の室外側に位置する三角形の面を覆う外側面状体80が形成されている(図5参照)。さらに、各三角形構造体40には室外側面状体80の室外側に位置する面に下地材として固定される木質からなる胴縁300が形成されている(図5参照)。さらに、各三角形構造体40には、その胴縁300の室外側に位置する面に固定されるとともに室外側面状体80との間に胴縁300を挟み込んだ状態で室外側面状体80を覆う屋外側面状体90が形成されている(図5参照)。この屋外側面状体90及び室外側面状体80は木質からなる三角形の平板である。そして、この三角形構造体40の内部には、胴縁300を挟み込んだ状態で屋外側面状体90と室外側面状体80との間に内部空間100が形成されている(図5参照)。さらに、各三角形構造体40には、1つの三角形構造体40の室内側に位置する三角形の面を覆う室内側面状体225が形成されている(図5参照)。この室内側面状体225は、室内側に面する内装仕上げ材220である。この三角形構造体40の内部には、室外側面状体80と室内側面状体225との間に室内側空間226が形成されている(図5参照)。
具体的には、前記補強部材140は縦方向に配置された3枚の縦補強部材141と横方向に配置された1枚の横補強部材142とを備えている。これらの縦補強部材141及び横補強部材142により三角形構造体40の室内側空間226は、5個の空間に分割されている。
図3に示すように、胴縁300は、三角形構造体40の三角形の辺縁に沿う辺縁胴縁310と、三角形構造体40の三角形の内部に縦方向に沿う縦胴縁320と、三角形構造体40の三角形の頂点付近に配置された短尺状の頂部胴縁330とを備えている。
各胴縁300には、胴縁300を室外側から見たときの胴縁300の長手方向に直角に連通する連通手段301が形成されている。具体的には、前記辺縁胴縁310には、室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100から隣接する三角形構造体40側に向かって連通する辺縁胴縁連通手段311が形成されている。この辺縁胴縁連通手段311は、胴縁300の長手方向に沿った断面形状が凹状の辺縁胴縁連通溝312から形成されている(図5参照)。三角形構造体40の内部空間100の中には、縦胴縁320及び頂部胴縁330により仕切られる複数の小空間143が形成されている。縦胴縁320には、縦胴縁320により仕切られる一方の小空間143から他方の小空間143へ連通する縦胴縁連通手段321が形成されている。この縦胴縁連通手段321は、胴縁300の長手方向に沿った断面形状が凹状の縦胴縁連通溝322から形成されている。前記頂部胴縁330には、頂部胴縁330により仕切られる一方の小空間143から他方の小空間143へ連通する頂部胴縁連通手段331が形成されている。この頂部胴縁連通手段331は、胴縁300の長手方向に沿った断面形状が凹状の頂部胴縁連通溝332から形成されている。
なお、上述した辺縁胴縁連通溝312の形状や取付方向等の内容は、辺縁胴縁310の辺縁胴縁連通溝312に限定されるものではなく、縦胴縁320の縦胴縁連通溝322や、頂部胴縁330の頂部胴縁連通溝332でも同様に適用される。
図5に示すように、2つの隣接する三角形構造体40の間には1本のフレーム部材50が形成されている。三角形構造体40の三角形の辺縁には辺縁胴縁310が、屋外側面状体90と室外側面状体80との間に挟み込まれている状態で固定されている。辺縁胴縁310には、室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100から隣接する三角形構造体40側に向かって連通する辺縁胴縁連通溝312が形成されている。この辺縁胴縁連通溝312が形成されていることにより、隣接する内部空間100同士が連通する通気層350として機能するものである。図5に示すフレーム部材50は、同一階層における隣接する三角形構造体40間に配置されているものである。図5では、図中の右側の三角形構造体40が順三角形構造体42により形成され、図中の左側の三角形構造体40が逆三角形構造体41により形成されている。この場合、順三角形構造体42の内部空間100内の空気が温度上昇により膨張し、順三角形構造体42の内部空間100から順三角形構造体42及び逆三角形構造体41の各辺縁胴縁310の辺縁胴縁連通溝312を介して逆三角形構造体41の内部空間100へ移動する。
前記三角形構造体40の室外側面状体80、辺縁胴縁310及び屋外側面状体90は釘からなる締結具230によりフレーム部材50に固定されている。
前記断熱層130の室内側には防湿シート381が形成されている。そして、この防湿シート381の室内側には室内側面状体225としての内装仕上げ材220が形成されている。内装仕上げ材220の室外側に防湿シート381が貼付されているものである。内装仕上げ材220の室内側の角部には、角部を室内側から覆う角部仕上げ材221が形成されている。
なお、本実施の形態では、第1構造部11の5個の三角形構造体40の1つに上述した排気孔110が形成されているが必ずしもこれに限定されるものではない。たとえば、第1構造部11の2つ以上の三角形構造体40に同様の排気孔110が形成されるようにしてもよい。
図7に示すように、コンクリートからなる基礎30の上にベースコネクタ72が固定されている。そして、このベースコネクタ72のアーム77に最下層である第5構造部15の三角形構造体40の順三角形構造体42が固定されている。そして、この第5構造部15の順三角形構造体42の下端には室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100から屋外に向かって開放された吸気孔120が設けられている。この吸気孔120の吸気の取り込み口の部分には、吸気容量を確保するとともに虫やねずみ等の侵入を防ぐために細かな微少穴が縦方向に多数形成されているポリプロピレンからなる換気部材121が形成されている。この換気部材121は、ドーム状構造物10の第5構造部15の下端に全周に渡って形成されている。この換気部材121を介して吸気孔120から入り込んだ屋外の空気は、通気層350としての内部空間100内を上昇する。上昇した空気は、上述した隣接連通部360及び上層連通部370を介して、階層構造の上層まで連通する通気層350を通って排気孔110から屋外に排出される。
また、三角形構造体40の室内側にも、図5で説明したものと同様に、断熱層130、防湿シート381及び内装仕上げ材220が基礎30の上端面よりも下方まで形成されている。
(作用及び効果)
本実施の形態によれば、図1に示すように、三角形構造体40の三角形の各辺に相当するフレーム部材50が三角形の頂点の位置で固定手段70としてのコネクタ71で連結されることにより三角形構造体40の三角形が形成される。同時に、隣接する他の三角形構造体40のフレーム部材50の端部も当該固定手段70としてのコネクタ71で連結される。これにより、複数の三角形構造体40が連続して設けられる。
本実施の形態によれば、図2に示すように、室外側面状体80と室内側面状体225とが、補強部材140により支持されているため、室外側面状体80と室内側面状体225との変形がそれぞれ抑えられ、剛性が高められる。その結果として、ドーム状構造物10全体としても剛性が高められる。
本実施の形態では、図3及び図5に示すように、交互層構造部20の順三角形構造体42の室外側面状体80と屋外側面状体90との間の内部空間100に水蒸気を多量に含んだ空気が進入しても、隣接連通部360を介して湿気を含んだ空気がこの順三角形構造体42の左右に隣接する逆三角形構造体41の内部空間100へ拡散して移動する。具体的には、順三角形構造体42の内部空間100の湿気を含んだ空気が、同一階層で隣接する順三角形構造体42と逆三角形構造体41との境界に位置する各辺縁胴縁310の辺縁胴縁連通溝312を介して、左右の逆三角形構造体41の内部空間100へ移動する。
縦胴縁320には、縦胴縁320により仕切られる一方の小空間143から他方の小空間143へ連通する縦胴縁連通溝322が形成されている。このため、縦胴縁連通溝322を介して小空間143同士の通気が行われ、内部空間100内での空気が自由に移動できる。これにより、縦胴縁320により仕切られる小空間143同士の空気の移動が妨げられることがなく、三角形構造体40の内部空間100内における良好な空気の流れが維持される。
頂部胴縁330には、頂部胴縁330により仕切られる一方の小空間143から他方の小空間143へ連通する頂部胴縁連通溝332が形成されている。このため、頂部胴縁連通溝332を介して小空間143同士の通気が行われ、内部空間100内での頂点付近の空気が自由に移動できる。これにより、頂部胴縁330により仕切られる小空間143同士の空気の移動が妨げられることがなく、三角形構造体40の内部空間100内の特に三角形の頂点付近の良好な空気の流れが維持される。
本実施の形態では、図7に示すように、階層構造の最下層の層構造部Lに位置する三角形構造体40の下端の吸気孔120から、換気部材121を介して屋外の空気が入り込む。そして、この吸気孔120から入り込んだ空気は、屋外側の太陽光の照射を起因とする温度上昇や、室内暖房の熱等を起因とする温度上昇により、膨張し、室外側面状体80及び屋外側面状体90の間の通気層350としての内部空間100内を上昇する。この上昇した空気は、交互層構造部20の順三角形構造体42の内部空間100から隣接連通部360を介して同一階層で隣接する逆三角形構造体41の内部空間100へ移動する。移動した空気は、この逆三角形構造体41の内部空間100から上層連通部370を介して上層に隣接する順三角形構造体42の内部空間100へ移動する。これを階層構造の複数の交互層構造部20において繰り返すことで空気が上層に移動し、最終的には移動した空気は階層構造の上層の層構造部Lの三角形構造体40の内部空間100へ移動する。この移動した空気は、図6に示すように、上層の三角形構造体40の通気層350としての内部空間100から屋外側面状体90の排気孔110を通ってフード部材111内部に排出される。そこで排出された空気はフード部材111の隙間部116を通って屋外へ排気される。
通常、通気層350内の一部に断熱層130を設けると、通気層350は、断熱層130を設けていない一部の空間だけしか通気のために利用できない。このような通気層350の一部にだけ通気のための空間を設けるような場合と比較して、本実施の形態では通気層350内に大量の空気の流れを発生させることができる。これにより、前記通気層350内の湿気のある空気を効率的に排出させることができ、より一層、三角形構造体40の内部の環境が良好となる。
図5に示すように室外側面状体80の室内側に防湿シート381による防湿層380を設けたことで室内側からの湿気が三角形構造体40の内部に入り込むことが抑えられる。これにより、三角形構造体40の内部空間100はさらに乾燥状態が維持され、三角形構造体40の内部空間100の環境が良好に維持されてさらに耐久性のあるドーム状構造物10の提供が可能となる。
(第2の実施の形態)
図8に示すように、第2の実施の形態に係る三角形構造体40は、3本のフレーム部材50を各三角形の各辺に相当する位置に固定したものである。そして、第1の実施の形態と同様にこの三角形構造体40の室外側に位置する面には室外側面状体80が形成され、この室外側面状体80の室外側には胴縁300が形成され、この胴縁300の室外側には屋外側面状体90が形成されている。この三角形構造体40と室外側面状体80と屋外側面状体90と胴縁300とにより平面視が三角形の三角形構造パネル160が形成されている。なお、三角形構造体40の室内側に位置する面には、防湿シート381と、室内側面状体225としての内装仕上げ材220とが形成される。
本実施の形態に係るドーム状構造物10は平面視が三角形の三角形構造パネル160をあらかじめ工場等により形成しておくことが可能である。したがって、このような三角形構造パネル160は、あらかじめ一体となった状態のものを現場作業で連結して組み立てることが可能となる。これにより、現場での作業が極めて単純化でき施工も短時間でできる。
なお、ここで、前記三角形構造パネル160の3つのフレーム部材50の端部同士は特に図示していないが釘又はネジ等の締結部材により固定されている。なお、接着剤によりフレーム部材50の端部同士を接合してもよい。
本実施の形態では、隣接する三角形構造パネル160のフレーム部材50同士が接触した状態で固定されている。そして、室外側面状体80と室内側面状体225との間の室内側空間226の内部には、第1の実施の形態と同様の縦補強部材141及び横補強部材142からなる補強部材140が形成されている。
第1の実施の形態と同様に三角形構造パネル160の内部には室外側面状体80と屋外側面状体90との間に内部空間100が形成されている。室外側面状体80の室外側に設ける胴縁300には、図3に示す第1の実施の形態と同様の辺縁胴縁310、縦胴縁320及び頂部胴縁330が形成されている。各胴縁300には、第1の実施の形態と同様の連通手段301が形成されている。すなわち、各胴縁300には、第1の実施の形態と同様の辺縁胴縁連通手段311としての辺縁胴縁連通溝312、縦胴縁連通手段321としての縦胴縁連通溝322、及び頂部胴縁連通手段331としての頂部胴縁330が形成されているものである。本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の交互層構造部20においては、第1の実施の形態と同様の隣接連通部360及び上層連通部370が形成されている。本実施の形態では、第1の実施の形態と同様な排気孔110及び吸気孔120が形成されている(図6及び図7参照)。本実施の形態に係るドーム状構造物10では、吸気孔120から隣接連通部360及び上層連通部370を介して排気孔110まで連通する通気層350が形成されている。この通気層350により、自然な空気の上昇流が発生し、良好な換気性能を有する点は、第1の実施の形態と同様のものである。
11 第1構造部 12 第2構造部
13 第3構造部 14 第4構造部
15 第5構造部 20 交互層構造部
30 基礎 40 三角形構造体
41 逆三角形構造体 42 順三角形構造体
43 上層開口部 50 フレーム部材
70 固定手段 71 コネクタ
72 ベースコネクタ 73 ビームコネクタ
74 5アームコネクタ 75 6アームコネクタ
76 ハブ 77 アーム
78 補強平板部 80 室外側面状体
90 屋外側面状体 100 内部空間
110 排気孔 111 フード部材
112 屋外側面状体排気部 113 防水シート排気部
115 外表面材排気部 116 隙間部
117 固定片 118 折り曲げ片
119 閉塞片 120 吸気孔
121 換気部材 130 断熱層
140 補強部材 141 縦補強部材
142 横補強部材 143 小空間
160 三角形構造パネル 180 防水シート
190 外表面材 220 内装仕上げ材
221 角部仕上げ材 225 室内側面状体
226 室内側空間 230 締結具
300 胴縁 301 連通手段
310 辺縁胴縁 311 辺縁胴縁連通手段
312 辺縁胴縁連通溝 320 縦胴縁
321 縦胴縁連通手段 322 縦胴縁連通溝
330 頂部胴縁 331 頂部胴縁連通手段
332 頂部胴縁連通溝 350 通気層
360 隣接連通部 370 上層連通部
380 防湿層 381 防湿シート
Claims (8)
- 三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている3本のフレーム部材からなる三角形構造体が、複数個、隙間なく立体的に連設されることによりドーム状に形成されたドーム状構造物であって、
前記三角形構造体を隙間なく連設することにより環状に形成された層構造部を複数、積み重ねた階層構造により形成され、
前記三角形構造体には、
前記フレーム部材の室外側に位置する面を覆う室外側面状体と、
前記三角形の辺縁に沿って前記室外側面状体の室外側に位置する面に下地材として固定される辺縁胴縁と、
前記辺縁胴縁の室外側に位置する面に固定されるとともに前記室外側面状体との間に前記辺縁胴縁を挟み込んだ状態で前記室外側面状体を覆う屋外側面状体とが形成され、
前記辺縁胴縁には、前記室外側面状体と前記屋外側面状体との間の内部空間から隣接する三角形構造体側に向かって連通する連通手段が形成され、
前記階層構造は、前記層構造部として、前記三角形の頂点のみで上層と接する前記三角形構造体(以下、「順三角形構造体」とする。)と前記三角形の辺をもって前記上層と接する前記三角形構造体(以下、「逆三角形構造体」とする。)とが円周上に交互に並んだ交互層構造部を有し、
前記交互層構造部においては、隣接する前記順三角形構造体と前記逆三角形構造体との境界に位置する前記各辺縁胴縁の前記連通手段を介して、前記順三角形構造体の前記内部空間から同一階層で隣接する前記逆三角形構造体の前記内部空間へ連通する隣接連通部が形成されていることを特徴とするドーム状構造物。 - 前記交互層構造部においては、前記逆三角形構造体とこれに接する上層の前記順三角形構造体との境界に位置する前記各辺縁胴縁の前記連通手段を介して前記逆三角形構造体の前記内部空間からその上層に位置する前記順三角形構造体の前記内部空間へ連通する上層連通部が形成されていることを特徴とする請求項1記載のドーム状構造物。
- 前記室外側面状体の室外側に位置する面には、前記三角形の内部に縦方向に沿う縦胴縁が形成され、
前記三角形構造体の前記内部空間の中には、前記縦胴縁により仕切られる複数の小空間が形成され、
前記縦胴縁には、前記縦胴縁により仕切られる一方の前記小空間から他方の前記小空間へ連通する連通手段が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のドーム状構造物。 - 前記三角形構造体は、
前記フレーム部材の端部同士を連結するとともに、前記三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けられている固定手段を備えていることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載のドーム状構造物。 - 前記三角形構造体と前記室外側面状体と前記屋外側面状体と前記辺縁胴縁とを少なくとも有する平面視が三角形の三角形構造パネルが形成され、
この三角形構造パネルが、複数個、隙間なく立体的に連結されることによりドーム状に形成されていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載のドーム状構造物。 - 上層の前記層構造部に位置する前記三角形構造体の前記屋外側面状体には、前記内部空間から屋外に開放された排気孔が設けられ、
最下層の前記層構造部に位置する前記三角形構造体の下端には、前記内部空間から屋外に開放された吸気孔が設けられ、
前記三角形構造体には、前記吸気孔から前記隣接連通部及び前記上層連通部を介して前記排気孔まで連通する通気層を備えていることを特徴とする請求項2から5までのいずれか1項に記載のドーム状構造物。 - 前記室外側面状体の室内側には、断熱材による断熱層が形成されていることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載のドーム状構造物。
- 前記室外側面状体の室内側には、防湿シートによる防湿層が形成されていることを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載のドーム状構造物。
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