JP3045125B2 - 建築物の防熱構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光の照射によ
る建築物の温度上昇を抑制する建築物の防熱構造に関
し、特に、建築物の外壁を構成するパネル内に配水パイ
プを埋設し、この配水パイプ内に水道水を供給すること
によってパネルを冷却し、安価に建築物の防熱構造を実
現するとともに、排出された温水の再利用も可能な建築
物の防熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、一般家庭等の建築物におい
て、太陽光の照射による建築物の温度上昇を抑制する手
段としては、例えば、断熱材を用いて形成したパネルを
外壁として使用する方法が採用されている。

【０００３】しかし、このような断熱パネルを用いた防
熱構造では、建築物内への伝熱を遮断するものではある
が、パネル自体の温度を直接冷却することはできず、建
築物の外壁の温度上昇を抑制することは困難であった。
このため、特に太陽光が直接照射される面のパネルを冷
却するには、例えばクーラ等の冷却手段を具えることが
必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手段を用いる場合、建築部の外壁を構成するすべて
のパネルを温度制御するとすれば、クーラ等の冷却手段
が非常に大型化してしまい、コスト等を考慮すると、一
般家庭等の建築物に現実に普及することは不可能であっ
た。

【０００５】このように、従来の建築物においては、外
壁の防熱を図るための手段として種々考えられる既存の
技術では、一般家庭に普及できるような安価な構造，手
段がなく、結局建築物の外壁が太陽光によって温度上昇
するのを有効に抑えることができなかった。

【０００６】ここで、人工衛星等の宇宙搭載用技術とし
ては、動作液が循環するヒートパイプを人工衛星等の壁
部に埋設し、人工衛星全体の温度上昇を有効に制御する
手段が採用されている。

【０００７】しかし、このような宇宙搭載用技術と使用
されるヒートパイプは、密閉管内に注入された動作液
を、蒸発，移動，凝縮の工程を繰り返すことにより管内
で循環させ、これによって人工衛星等の温度制御を行う
もので、特にヒートパイプについて所定の強度を維持し
つつパネル内に埋め込む等、高度な技術，品質が要求さ
れるものである。

【０００８】このため、このような高度な品質が要求さ
れるヒートパイプを高度な技術により民生用として使用
するとすれば、クーラ等の冷却手段を用いる以上に高コ
スト化してしまい、現実には、宇宙搭載用技術のヒート
パイプを一般家庭等の建築物にそのまま採用することは
困難であった。

【０００９】なお、特開平４−１２７５８２号公報で
は、太陽光発電装置における太陽電池アレイの太陽光に
よる温度上昇を抑制して、エネルギ変換効率向上を図る
手段として、太陽電池アレイの裏面に冷却水を循環させ
て温度制御する技術が提案されている。

【００１０】しかし、この技術は、単に太陽光発電装置
の冷却手段として、水冷構造を採用するというものであ
って、建築物の外壁全体の温度制御が問題となる上述の
従来技術とは特に関連性はなく、従来の課題を解決でき
るものではなかった。

【００１１】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、建築物の
外壁を構成するパネル内に配水パイプを埋設し、この配
水パイプ内に水道水を供給することによってパネルを冷
却し、安価に建築物の防熱構造を実現するとともに、排
出された温水の再利用も可能な建築物の防熱構造であっ
て、特に一般家庭等の建築物に好適な建築物の防熱構造
の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１記載の建築物の防熱構造は、建築物の
外壁を構成するパネルと、当該パネル内に埋設される管
状の配水パイプとを具え、前記配水パイプの一端側から
供給される水が、前記パネル内を経由して当該配水パイ
プの他端側から排出されることによって、当該パネルが
冷却される建築物の防熱構造において、前記配水パイプ
の排水側に貯水部を具えるとともに、この貯水部の水量
を監視して、前記配水パイプへの吸水量及び／又は前記
ポンプの駆動を制御する制御部を備えた構成としてあ
る。

【００１３】このような構成からなる本発明の建築物の
防熱構造によれば、建築物の外壁を構成するパネル内に
埋設した配水パイプに一般家庭等における水道水を供給
するだけで、水がパネル内を流れてパネルが冷却され、
建築物の外壁の温度上昇が抑制される。

【００１４】これにより、従来のような大型のクーラ等
の冷却設備や宇宙搭載技術用のヒートパイプ等、大型，
複雑かつ高価な手段を一切用いることなく、通常の配水
パイプと水道水というきわめて簡単かつ安価な手段のみ
によって、建築物の外壁の温度上昇を有効に抑制，制御
することができる。

【００１５】また、パネル内を経由し、パネルの熱によ
って温められた水を貯水部に備蓄することができ、この
備蓄された温水をさらに別途再利用することができる。

【００１６】さらに、貯水部の水量が多い場合には、制
御部により給水を停止，制限するとともに、貯水部の水
量が温水の再利用等により減少した場合には、給水を再
開させることができ、貯水部には、常に一定量の温水が
備蓄され、温水の有効な再利用が可能となる。

【００１７】 また、請求項２記載の建築物の防熱構造
は、前記パネルが複数配設され、この複数の各パネルの
配水パイプがそれぞれ連結され、この連結された配水パ
イプの一端から水が供給され、他端から排出される構成
としてある。

【００１８】 このような構成からなる本発明の建築物の
防熱構造によれば、パネルを複数配設し、各パネル内の
配水パイプを連結することにより、建築物の側壁や屋根
等、建築物の全体を本発明の防熱構造によって構成する
ことができ、より有効な温度制御が可能となる。

【００１９】 また、請求項３記載の建築物の防熱構造
は、前記配水パイプに、当該配水パイプに供給される水
を吸引，排出するポンプを接続した構成としてある。

【００２０】 このような構成からなる本発明の建築物の
防熱構造によれば、配水パイプの給水側と排水側の中間
にポンプを設けることによって、配水パイプ内の水を吸
引，排出することができ、水を配水パイプ内において淀
みなく円滑に流すことができる。

【００２１】 これにより、特に水道水の水圧が低い場合
や、パネルを高さ方向に連接したり屋根部に使用する場
合のように水を高い位置まで供給させる必要がある場合
にも、ポンプによってすべてのパネル内の配水パイプに
水を流すことができる。

【００２２】 また、請求項４記載の建築物の防熱構造
は、前記貯水部に保温手段を備えた構成としてある。

【００２３】 このような構成からなる本発明の建築物の
防熱構造によれば、貯水部に保温手段を備えることによ
り、温水を一定温度に維持することができるので、温水
の利用効果はさらに高いものとなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の建築物の防熱構造
の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１
は、本発明の一実施形態に係る建築物の防熱構造を示す
全体構成説明図であり、図２は、同じく概略説明斜視図
である。

【００２５】ここで、本発明は、宇宙搭載用技術である
ヒートパイプ埋め込み型パネルの製作技術に着目し、宇
宙用のヒートパイプよりも安価な配水パイプと水道水を
利用して、一般家庭等の建築物の外壁を構成するパネル
に配水パイプを埋め込み、これに水道水を供給して、太
陽光による外壁の温度上昇を抑制し、かつ、パネル内で
温度上昇した水を備蓄し、温水として家庭用等の再利用
とするものである。

【００２６】すなわち、水道水の温度は、太陽光の照射
による一般建築物の外壁の温度上昇に比較して、通常、
充分に低い。従って、特に冷却された水を供給するまで
もなく、通常の水道水をパネル内に流すだけで、外壁の
温度上昇を抑えることは可能となるものである。

【００２７】具体的には、本実施形態の建築物の防熱構
造は、建築物の外壁を構成するパネル１と、パネル１内
に埋設される管状の配水パイプ２０とを具えている。パ
ネル１は、図２に示すように、建築物の側壁１ａや屋根
１ｂ等の建築物の外壁を構成する板状部材であり、適宜
複数枚のパネル１が組み合わされて、建築物の外壁を構
成するものである。

【００２８】パネル１内に埋設される配水パイプ２０
は、通常の水道管等を用いて家庭用の水道水が供給，流
入できるようになっており、配水パイプ２０の一端側は
給水口１０（通常は家庭の水道水の蛇口等）に、他端側
は排水口４０にそれぞれ接続されるようになっている。
これにより、給水口１０から供給される水が、パネル１
内を経由して配水パイプ２０の他端側の排水口４０から
排出されてパネル１が冷却されるようになっている。

【００２９】なお、配水パイプ２０は、パネル１の全体
を有効に冷却できるように、パイプ１内の全体にわたっ
て配設することが望ましく、本実施形態でも、図１及び
図２に示すように、湾曲形成された配水パイプ２０がパ
ネル１の縦方向及び横方向に広がって配設してある。こ
のように、配水パイプ２０は、有効な温度制御の観点か
ら、パネル１内においてできるだけ長い距離となるよう
に配設されることが好ましい。

【００３０】ここで、パネル１は、図２に示すように、
適宜複数枚配設されて、各パネルが組み合わされた建築
部の外壁部を構成しており、複数の各パネル１の配水パ
イプ２０はそれぞれ連結され、この連結された配水パイ
プ２０の一端が給水口１０に接続され、連結された配水
パイプ２０の他端が排水口４０に接続されている。

【００３１】また、配水パイプ２０の給水口１０に接続
される側には、コントロールバルブ１１が具えられてい
る。このコントロールバルブ１１が開閉駆動することに
より、給水口１０から配水パイプ２０に供給される水量
が制御できるようになっている。

【００３２】具体的には、コントロールバルブ１１は、
後述する制御部６０に接続されており、この制御部６０
からの制御信号によって開閉し、給水口１０からの給水
の開始，停止，給水量の調節等を行うようになってい
る。

【００３３】また、配水パイプ２０の給水口１０と排水
口４０との間にはポンプ３０が接続してある。このポン
プ３０は、給水口１０から配水パイプ２０に供給された
水を吸引，排出するものであり、図２に示すように、建
築物の屋根部等に設置されるようになっている。

【００３４】このようにポンプ３０を設けることによっ
て、配水パイプ２０内において水道水を淀みなく円滑に
流すことができ、特に水道水の水圧が低い場合や、パネ
ルを高さ方向に連接したり屋根部に使用する場合のよう
に水を高い位置まで供給させる必要がある場合に有効で
ある。

【００３５】なお、このポンプ３０も、コントロールバ
ルブ１１と同様、制御部６０に接続されており、制御部
６０からの制御信号によって駆動が制御され、水の吸
引，排出を停止，開始，給排水量の調節等がされるよう
になっている。

【００３６】さらに、配水パイプ２０の排水口４０側に
は、貯水部５０が具えてある。この貯水部５０は、排水
口４０から排出された水を備蓄する槽となっており、図
２に示すように、建築物の屋根部等に設置されている。

【００３７】このように貯水部５０を設けることによっ
て、パネル１内を経由して、パネル１の熱によって温め
られた水は、排水口４０から貯水部５０に備蓄すること
ができ、この備蓄された温水をさらに別途再利用するこ
とが可能となる。

【００３８】ここで、貯水部５０の温水は、図２に示す
ように、屋根上からパイプを経由して建築物内等に引き
込まれ、貯水利用口５１を介して家庭内の浴槽等に供給
されるようになっている。なお、貯水部５０を屋根上等
に設置することは、太陽光の照射により温水がさらに温
められることからも、より好ましい。

【００３９】さらに、この貯水部５０には、図１に示す
ように、レベル計６１が具えてあり、貯水部５０の水量
が計測，監視されるようになっている。そして、このレ
ベル計６１は、コントロールバルブ１１，ポンプ３０を
制御する制御部６０に接続されており、制御部６０に貯
水部５０の水量を信号として出力している。

【００４０】なお、貯水部５０には、特に図示しない保
温手段が設けてある。このように貯水部５０に保温手段
を設けることにより、備蓄された温水を一定温度に維持
することができる、利用効果は一層高いものとなる。

【００４１】そして、このような構成からなる本実施形
態に係る建築物の防熱構造では、上述したように、制御
部６０が設けてあり、貯水部５０の水量を監視して、配
水パイプ２０への給水口１０からの吸水量や、ポンプ３
０の駆動を制御するようになっている。

【００４２】すなわち、制御部６０は、貯水部５０に具
えられたレベル計６１からの信号により、貯水部５０の
水量が一定レベル以上になった場合には、貯水部５０が
溢水しないように、コントロールバルブ１１及びポンプ
３０に信号を出し、コントロールバルブ１１を閉じると
ともに、ポンプ３０の駆動を停止させる。

【００４３】一方、貯水部５０の水量が一定レベル以下
になった場合には、貯水部５０が枯渇しないように、レ
ベル計６１からの信号によって、コントロールバルブ１
１を開くとともに、ポンプ３０の駆動を開始させる。

【００４４】このように制御部６０によってコントロー
ルバルブ１１及びポンプ３０を制御することで、、貯水
部５０の水量が多い場合には、給水を停止，制限すると
ともに、貯水部５０の水量が温水の再利用等により減少
した場合には、給水を再開させることができ、貯水部５
０には、常に一定量の温水が備蓄され、温水の有効な再
利用が可能となる。なお、この制御部６０による制御
は、コントロールバルブ１１とポンプ３０の双方とする
こともできるが、いずれか一方のみを制御するようにし
てもよい。

【００４５】次に、このような構成からなる本実施形態
の建築物の防熱構造の動作について説明する。パネル１
に照射される太陽光による温度上昇を、パネル１に埋め
込まれた配水パイプ２０内部を循環する液体により徐熱
される。これにより、上記により温度上昇した液体は、
備蓄用の貯水部５０に備蓄され、再利用される。

【００４６】まず、パネル１が太陽光の照射により温度
上昇している場合には、水道水の蛇口等の給水口１０及
びコントロールバルブ１１を開き、水道水を配水パイプ
２０に供給する。

【００４７】配水パイプ２０に供給された水は、ポンプ
３０により吸い上げられて、建築物の外壁を構成するパ
ネル１内の各配水パイプ２０内を流れ、この水によっ
て、太陽光によって上昇した外壁の温度が除熱，抑制さ
れる。

【００４８】通常、太陽光により上昇する温度と水道水
の温度とでは、充分に差があるため、水道水は特に冷却
しなくても、外壁を構成するパネル１の温度上昇を有効
に抑えることができる。

【００４９】配水パイプ２０内部で上昇した水は、ポン
プ３０を経由して排水口４０から貯水部５０に排出さ
れ、温水として蓄えられる。そして、貯水部５０に備蓄
された温水は、貯水利用口５１を経由して、家庭用とし
て再利用する。

【００５０】ここで、制御部６０は、レベル計６１から
の信号によって、貯水部５０の水量が一定レベル以上に
なった場合には、貯水部５０が溢水しないように、コン
トロールバルブ１１及びポンプ３０を制御し、コントロ
ールバルブ１１を閉じるとともに、ポンプ３０の駆動を
停止させる。

【００５１】また、貯水部５０の水量が一定レベル以下
になった場合には、貯水部５０が枯渇しないように、レ
ベル計６１からの信号によって、コントロールバルブ１
１を開くとともに、ポンプ３０の駆動を開始させる。こ
れによって、貯水部５０には、常に一定量の温水が備蓄
され、温水の有効な再利用が可能となる。

【００５２】そして、太陽光による外壁の温度上昇がな
いときには、給水口１０の蛇口を閉じ、配水パイプ２０
への水道水の供給を停止させる。

【００５３】このように本実施形態の建築物の防熱構造
によれば、建築物の外壁を構成するパネル１内に埋設し
た配水パイプ２０に一般家庭等における水道水を供給す
るだけで、水がパネル１内を流れてパネル１の温度上昇
が抑制される。

【００５４】これによって、従来のような大型のクーラ
等の冷却設備や宇宙搭載技術用のヒートパイプ等、大
型，複雑かつ高価な手段を一切用いることなく、通常の
配水パイプ２０と水道水というきわめて簡単かつ安価な
手段のみによって、建築物の外壁の温度上昇を有効に抑
制，制御することができる。

【００５５】さらに、パネル１内を経由し、パネル１の
熱によって温められた水を貯水部５０に備蓄することが
でき、この備蓄された温水をさらに別途再利用すること
ができる。特に、貯水部５０に保温手段を備えることに
より、温水を一定温度に維持することができるので、温
水の利用効果はさらに高い。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の建築物の防
熱構造によれば、建築物の外壁を構成するパネル内に配
水パイプを埋設し、この配水パイプ内に水道水を供給す
ることによってパネルを冷却し、安価に建築物の防熱構
造を実現することができるとともに、排出された温水の
再利用も可能となり、特に一般家庭等の建築物に好適な
建築物の防熱構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る建築物の防熱構造を
示す全体構成説明図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る建築物の防熱構造を
示す概略説明斜視図である。

【符号の説明】 １ パネル １ａ 側面パネル １ｂ 屋根パネル １０ 給水口 １１ コントロールバルブ ２０ 配水パイプ ３０ ポンプ ４０ 排水口 ５０ 貯水部 ５１ 貯水利用口 ６０ 制御部 ６１ レベル計

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物の外壁を構成するパネルと、当該
   パネル内に埋設される管状の配水パイプとを具え、前記
   配水パイプの一端側から供給される水が、前記パネル内
   を経由して当該配水パイプの他端側から排出されること
   によって、当該パネルが冷却される建築物の防熱構造に
   おいて、 前記配水パイプの排水側に貯水部を具えるとともに、 この貯水部の水量を監視して、前記配水パイプへの吸水
   量及び／又は前記ポンプの駆動を制御する制御部を備え
   た ことを特徴とする建築物の防熱構造。
2. 【請求項２】 前記パネルが複数配設され、この複数の
   各パネルの配水パイプがそれぞれ連結され、この連結さ
   れた配水パイプの一端から水が供給され、他端から排出
   される請求項１記載の建築物の防熱構造。
3. 【請求項３】 前記配水パイプに、当該配水パイプに供
   給される水を吸引，排出するポンプを接続した請求項１
   又は２記載の建築物の防熱構造。
4. 【請求項４】 前記貯水部に保温手段を備えた請求項３
   記載の建築物の防熱構造。