JP4440086B2 - 外装部材、外表面冷却構造、及び外表面冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、水を利用して建物の外表面を冷却するために、建物の外表面に取り付ける外装部材、その外装部材を建物の外表面に取り付けてなる建物の外表面冷却構造、及び建物の冷却方法に関する。

近年、光触媒の特徴である超親水性を利用した建物冷却システムが注目されている。この冷却システムでは、建物の外表面（例えば屋上や壁面）に光触媒を塗装しておく。すると、建物の外表面は太陽光に含まれる紫外線を吸収して超親水性となる。この超親水性の外表面に少量の水を滴下すると、滴下された水は外表面に薄い水の膜を形成する。この薄い膜となった水は迅速に気化し、建物から蒸発熱を奪うので、建物の表面温度が低下する。夏の晴天時には、外表面の温度を１５°Ｃも下げられることが分かっている。また、この冷却システムは、従来のエアコンディショナーのように莫大な電力消費を伴わず、大都市のヒートアイランド現象の緩和する技術として期待されている（特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００２−２０１７２７号公報 特開２００２−３５００２６号公報

しかしながら、水は強い表面張力を持っているため、建物の外表面において水が広がる面積は有る程度限定される。また、建物の壁面や屋根面を完全な平面にすることはできず、面の傾きや歪みによる高低差があるため、水の流れは低いところに偏るようになる。その結果、図１３に示すように、建物の外壁Ｐ１の上方に設けた散水装置Ｐ３から、外壁Ｐ１に水を流すと、まず、水は水たまりのような形となり、外壁Ｐ１全体を覆う水膜とはならない。そして、水を流し続けると、ついには自重によって筋条に流れ落ちるようになる。水がこのように筋条に流れると、建物の外表面のうち、極一部しか覆うことができず、冷却効果が低くなってしまう。

そこで、スプレー等、散水装置を工夫して水を全面にかける方法が考えられるが、コストがかさんでしまうという問題がある。
また、建物の外表面に多量の水を流すことで全面を濡らす方法が考えられるが、この方法では、建物の外表面に形成される水膜が厚くなってしまう。水膜は薄ければ薄いほど、蒸発熱を奪う効果が大きく、場合によっては水温より数°Ｃも低く冷却できるのであるが、水を多量に流して水膜が厚くなると、建物の表面温度は水温によって決まってしまう。更に、水膜が厚くなると、蒸発によって奪われる蒸発熱より、水が熱線を吸収する吸熱量の方が大きくなり、効果的な冷却ができなくなる。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、水を利用して建物の外表面を効率よく冷却することができ、コストがかからない外装部材、外表面冷却構造、及び外表面冷却方法を提供することを目的とする。

（１）請求項１の発明は、
建物の外表面に取り付け、その表面に沿って所定の水流方向に水を流すことで前記建物を冷却するための外装部材であって、前記外装部材の表面に、前記水流に対し抵抗となる抵抗部を備え、前記抵抗部は、前記水流方向の上流側に開口部を向けたＶ字型に配置され、前記抵抗部における、水流に対する抵抗の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする外装部材を要旨とする。

本発明の外装部材を建物の外表面に取り付け、その表面に沿って所定の水流方向に水を流すと、水は抵抗部の手前で一旦せき止められ、又は抵抗部を迂回するように、流れの向きを変えて横方向（水流方向と交差する方向）に広がってゆく。横方向に流れた水は、抵抗部が途切れた位置や、抵抗部の一部ではあっても水の流れに対する抵抗が小さくなった位置から、再び水流方向に流れる。また、抵抗部でせき止められた水の量が多くなると、やがて、抵抗部の様々なところから水があふれ出し、抵抗部を乗り越えて更に水流方向に流れる。

抵抗部のこのような作用により、抵抗部より上流では水の流れが一本であったとしても、抵抗部よりも下流では、横方向に広がった複数の流れとなる。そのことにより、外装部材の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、本発明の外装部材を用いれば、外装部材に水を供給する装置の構造や制御を特に工夫する必要はないので、コストを低減させることができる。
外装部材の材質は特に限定されないが、建物の温度上昇の防止という点から、白色であることが好ましい。また、水膜を一層効果的に形成するという点から、外装部材の表面に光触媒をコーティングし、外装部材の表面を超親水性とすることが好ましい。

・前記水流方向とは、水を外装部材の表面に沿って流そうとする力の方向をいう。例えば、外装部材に高低差を設け、水にかかる重力で水を流す場合、水流方向は、重力の、外装部材の表面に沿った分力の方向となる。外装部材の表面が垂直となるように建物の壁面に取り付けた場合、水流方向は、上から下に向かう方向となる。

・前記抵抗部は、それ以外の部分に比べて、外装部材の表面を水流方向に流れる水が流れにくい部分であればよい。抵抗部としては、例えば、外装部材の表面に設けられた段差、周囲に比べて疎水性である領域（例えば、周囲よりも水の接触角が２０°以上大きい領域）等が挙げられる。

（２）請求項２の発明は、
前記抵抗部は、前記Ｖ字型に配置された段差であり、前記段差の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の外装部材を要旨とする。

本発明では、段差によって抵抗部を形成する。段差としては、水流方向に進む水から見たときの、下りの段差、又は登りの段差がある。下りの段差の場合は、水が下り段差の高部から底部へ移るときの剪断抵抗、及び表面張力による抵抗を利用した抵抗部である。また、登りの段差の場合は、水が低部から高部へと移るときの物理的な壁を利用した抵抗部である。
（３）請求項３の発明は、
前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、下りの段差であることを特徴とする請求項２記載の外装部材を要旨とする。

本発明では、水流方向に沿って進む水から見たときの、下りの段差を抵抗部とする。つまり、本発明では、水が下り段差の高部から低部へ移るときの剪断抵抗、及び表面張力による抵抗を利用した抵抗部を設ける。
（４）請求項４の発明は、
前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、登りの段差であることを特徴とする請求項２記載の外装部材を要旨とする。

本発明では、水流方向に沿って進む水から見たときの、登りの段差を抵抗部とする。つまり、本発明では、水が低部から高部へと移るときの物理的な壁を抵抗部とする。
（５）請求項５の発明は、
前記抵抗部は、前記外装部材の表面のうち、前記抵抗部以外の部分よりも水に対する接触角が２０°以上大きい疎水性領域であり、前記疎水性領域の前記水流方向における幅は、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の外装部材を要旨とする。

本発明では、外装部材の表面のうち、抵抗部以外の部分よりも水に対する接触角が２０°以上大きい疎水性領域を設け、これを抵抗部とする。外装部材の表面のうち、疎水性領域以外の部分を水流方向に流れていた水が、疎水性領域との境界線に至ると、水は疎水性領域を流れにくいため、一旦せき止められたり、又は流れの方向を変えて、境界線に沿って流れる。せき止められた水の量が多くなると、やがて、疎水性領域の様々なところから水があふれ出すようになる。このような作用により、外装部材の表面に均一な水膜を形成することができる。

（６）請求項６の発明は、
建物の外表面に沿って所定の水流方向に水を流すことで前記建物を冷却する建物の外表面冷却構造であって、前記外表面に、前記水流に対し抵抗となる抵抗部を備え、前記抵抗部は、前記水流方向の上流側に開口部を向けたＶ字型に配置され、前記抵抗部における、水流に対する抵抗の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする外表面冷却構造を要旨とする。

本発明の外表面冷却構造において、その表面に沿って所定の水流方向に水を流すと、水は抵抗部の手前で一旦せき止められ、又は抵抗部を迂回するように、流れの向きを変えて横方向（水流方向と交差する方向）に広がってゆく。横方向に流れた水は、抵抗部が途切れた位置や、抵抗部の一部ではあっても水の流れに対する抵抗が小さくなった位置から、再び水流方向に流れる。また、抵抗部でせき止められた水の量が多くなると、やがて、抵抗部の様々なところから水があふれ出し、更に下方に流れる。

抵抗部のこのような作用により、抵抗部より上流では水の流れが一本であったとしても、抵抗部よりも下流では、横方向に広がった複数の流れとなる。そのことにより、建物の外表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、本発明の外表面冷却構造を用いれば、水を供給する装置の構造や制御を特に工夫する必要はないので、コストを低減させることができる。

（７）請求項７の発明は、
前記抵抗部は、前記Ｖ字型に配置された段差であり、前記段差の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項６に記載の外表面冷却構造を要旨とする。

本発明では、段差によって抵抗部を形成する。段差としては、水流方向に進む水から見たときの、下りの段差、又は登りの段差がある。下りの段差の場合は、水が下り段差の高部から底部へ移るときの剪断抵抗、及び表面張力による抵抗を利用した抵抗部である。また、登りの段差の場合は、水が低部から高部へと移るときの物理的な壁を利用した抵抗部である。
（８）請求項８の発明は、
前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、下りの段差であることを特徴とする請求項７記載の外表面冷却構造を要旨とする。

本発明では、水流方向に沿って進む水から見たときの、下りの段差を抵抗部とする。つまり、本発明では、水が下り段差の高部から底部へ移るときの剪断抵抗、及び表面張力による抵抗を利用した抵抗部を設ける。
（９）請求項９の発明は、
前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、登りの段差であることを特徴とする請求項７記載の外表面冷却構造を要旨とする。

本発明では、水流方向に沿って進む水から見たときの、登りの段差を抵抗部とする。つまり、本発明では、水が低部から高部へと移るときの物理的な壁を抵抗部とする。
（１０）請求項１０の発明は、
前記抵抗部は、前記外表面のうち、前記抵抗部以外の周囲の部分よりも水に対する接触角が２０°以上大きい疎水性領域であり、前記疎水性領域の前記水流方向における幅は、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項６に記載の外装部材を要旨とする。

本発明では、建物の外表面のうち、抵抗部以外の部分よりも水に対する接触角が２０°以上大きい疎水性領域を設け、これを抵抗部とする。建物の外表面のうち、疎水性領域以外の部分を水流方向に流れていた水が、疎水性領域との境界線に至ると、水は疎水性領域を流れにくいため、一旦せき止められたり、又は流れの方向を変えて、境界線に沿って流れる。せき止められた水の量が多くなると、やがて、疎水性領域の様々なところから水があふれ出すようになる。このような作用により、建物の外表面に均一な水膜を形成することができる。

（１１）請求項１１の発明は、
請求項６〜１０のいずれかに記載の外表面冷却構造において、建物の外表面に沿って水を流すことを特徴とする建物の冷却方法を要旨とする。

本発明によれば、請求項６〜１０に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

以下に本発明の実施の形態の例（実施例）を説明する。
（実施例１）

ａ）まず、本実施例１の外装部材１の構成を図１、図２を用いて説明する。
図１に示すように、外装部材１は、板状の本体部３の表面に、うろこ条テクスチャを形成したものである。このうろこ条テクスチャは、同一形状を有する菱形のうろこ部を格子状に連ねたものである。

ここでは、隣接する４枚のうろこ部５、７、９、１１を例に挙げて、うろこ条テクスチャの構造を説明する。尚、この４枚のうろこ部５、７、９、１１以外のうろこ部も、それらの形状、向き、周りのうろこ部との位置関係は同様である。

うろこ部５は、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄを頂点とする菱形の部分である。このうろこ部５の向きは、５Ｂ、５Ｄを結ぶ方向が本体部３の長手方向と平行であり、５Ａ、５Ｃを結ぶ方向が本体部３の短手方向と平行となる向きである。

うろこ部５のうち、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを頂点とする３角形の領域５−１は平面であり、また、５Ａ、５Ｃ、５Ｄを頂点とする３角形の領域５−２も平面である。領域５−１は、５Ａ、５Ｃを結ぶ辺から頂点Ｂに向かうにつれて下るように傾斜しており、領域５−２は、５Ａと５Ｃを結ぶ辺から頂点５Ｄに向かうにつれて下るように傾斜している。従って、５Ｂ、５Ｄを通る断面での断面図は、図２に示すように山型となる。また、うろこ部７、９、１１の形状及び向きも、うろこ部５と同様である。

うろこ部５の５Ｂ、５Ｃを結ぶ辺（以下、辺５Ｂー５Ｃとする）と、うろこ部７の７Ａ、７Ｄを結ぶ辺（以下、辺７Ａー７Ｄとする）とは隣接している。ただし、辺５Ｂー５Ｃは辺７Ａー７Ｄよりも一段高くなっている。その段差は、５Ｃと７Ｄにおいて最大であり、５Ｂと７Ａの方向に進むにつれて徐々に小さくなり、５Ｂと７Ａにおいて０となっている。

同様に、うろこ部５の５Ｃ、５Ｄを結ぶ辺（以下、辺５Ｃー５Ｄとする）と、うろこ部１１の１１Ａ、１１Ｂを結ぶ辺（以下、辺１１Ａー１１Ｂとする）とは隣接している。ただし、辺５Ｃー５Ｄは辺１１Ａー１１Ｂよりも一段高くなっている。その段差は、５Ｃと１１Ｂにおいて最大であり、５Ｄと１１Ａの方向に進むにつれて徐々に小さくなり、５Ｄと１１Ａにおいて０となっている。

また、うろこ部７の７Ｃ、７Ｄを結ぶ辺（以下、辺７Ｃー７Ｄとする）と、うろこ部９の９Ｂ、９Ａを結ぶ辺（以下、辺９Ｂー９Ａとする）とは隣接している。ただし、辺７Ｃー７Ｄは辺９Ｂー９Ａよりも一段高くなっている。その段差は、７Ｃと９Ｂにおいて最大であり、７Ｄと９Ａの方向に進むにつれて徐々に小さくなり、７Ｄと９Ａにおいて０となっている。

また、うろこ部９の９Ｄ、９Ａを結ぶ辺（以下、辺９Ｄー９Ａとする）と、うろこ部１１の１１Ｃ、１１Ｂを結ぶ辺（以下、辺１１Ｃー１１Ｂとする）とは隣接している。ただし、辺１１Ｃー１１Ｂは辺９Ｄー９Ａよりも一段高くなっている。その段差は、９Ｄと１１Ｃにおいて最大であり、９Ａと１１Ｂの方向に進むにつれて徐々に小さくなり、９Ａと１１Ｂにおいて０となっている。

外装部材１のうち、うろこ状テクスチャが形成されている面は、光触媒層を形成することにより、超親水性となっている。この光触媒層は、光触媒としての酸化チタンをスプレー法、ディップコート法、刷毛塗り、ローラ塗りなどの方法で０．１〜１０μｍの厚みで塗布することにより形成している。

ｂ）次に、本実施例１の外装部材１の製造方法を図３、図４を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、本体部３の表面を、わずかに傾けたストレートルータビット１０１を用い、一定間隔で切削することにより、一定間隔の段差を形成する。このとき、ストレートルータビット１０１の長手方向（つまり、形成する段差に沿う方向）は、図３（ｂ）に示すように、図１における辺５Ｂー５Ｃに平行な方向である。従って、この工程により、辺５Ｂー５Ｃに沿った方向の段差が形成される。形成された段差の上端には、例えば、うろこ部５でいえば５Ｃが位置する。また、段差の下端には、うろこ部５でいえば５Ａ、５Ｄが位置する。

次に、ストレートルータビット１０１の方向を、図４（ｂ）に示すように、辺５Ｃー５Ｄに平行な方向に変え、図４（ａ）に示すように、一定間隔で切削し、一定間隔の段差を形成する。このとき形成される段差は、辺５Ｃー５Ｄに沿って伸びるものである。また、段差の上端には、例えば、うろこ部５でいえば５Ｃが位置し、段差の下端には、うろこ部５でいえば５Ａ、５Ｂが位置する。

上記のように、２方向に沿って、ストレートルータビット１０１で切削を行うことにより、２方向の段差が組み合わせられた形状、すなわち、うろこ状テクスチャが完成する。
ｃ）次に、外装部材１の使用方法を図１、図５を用いて説明する。

図５（ａ）に示すように、外装部材１を、うろこ状テクスチャが表面に露出するように、建物の垂直な外壁１０２に貼り付け、建物の外表面冷却構造とする。このときの外装部材１を取り付ける向きは、図１における上側の辺１ａが上側となり、下側の辺１ｂが下側となる向きである。この向きに外装部材１を取り付けると、図５（ｂ）に示すように、うろこ部５の５Ａが上側となり、５Ｃが下側となる。

また、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、外装部材１の上方には、水を供給するための水供給部１０３を設ける。この水供給部１０３は、外装部材１の上辺に沿って設けられたパイプであり、一定間隔で微細な孔１０３ａが複数設けられている。水供給部１０３に図示しないポンプから送られた水は、孔１０３ａから、外装部材１の上端に滴下される。外装部材１の上端に滴下された水は、そのうろこ状テクスチャの上を下向き（水流方向）に流れ、外装部材１の下端に至る。

ｄ）次に、外装部材１および建物の冷却構造が奏する作用効果を図６、図７を用いて説明する。尚、ここでは、例としてうろこ部５における作用効果を説明するが、その他のうろこ部においても同様の作用効果を奏することはいうまでもない。

(i)水供給部１０３（図５参照）から滴下された水は、外装部材１のうろこ条テクスチャの上を、下方（水流方向）に向けて流れる。
このとき、図６（ａ）に示すように、うろこ部５の表面を上から下に流れる水は、辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄにおいて一旦せき止められる。これは、図６（ｂ）に示すように、辺５Ｂー５Ｃから辺７Ｄ−７Ａへかけての部分は、外装部材１の表面において上から下に向かう方向（水流方向に）に対し交差する方向に沿って設けられた段差となっており、しかも、下方に向けて流れる水から見て落ち込み段差になっており、また、同様に、辺５Ｃー５Ｄから辺１１Ａ−７Ｂへかけての部分も落ち込み段差になっているため、辺５Ｂー５Ｃおよび辺５Ｃー５Ｄに至った水は、剪断抵抗、及び表面張力による抵抗により、落ち込み段差を越えにくくなるためである。つまり、辺５Ｂー５Ｃから辺７Ｄ−７Ａへかけての落ち込み段差、および辺５Ｃー５Ｄから辺１１Ａ−７Ｂへかけての落ち込み段差は、水流に対し抵抗となる抵抗部となる。

辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄよりも上側でせき止められた水は、辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄの幅一杯に広がってゆき、段差が小さくなっている５Ｂの近傍および５Ｃの近傍から下方に流れる。また、せき止められた水の量が多くなってゆくと、やがて、辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄの様々なところから、段差を乗り越えて水があふれ出し、更に下方に流れる。このことにより、うろこ部５の上方において、水の流れが一本であったとしても、うろこ部５より下方では、横方向に広がった複数の流れが生じる。そのことにより、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

(ii)図７に示すように、うろこ部５における辺５Ｂー５Ｃの段差は右下がりに傾斜しているとともに、辺５Ｃ−５Ｄの段差は左下がりに傾斜している。従って、辺５Ｂー５Ｃの段差と辺５Ｃ−５Ｄの段差とは、上方（水流方向の上流側）に開口部を向けたＶ字型に配置されている。本実施例１では、この段差の配置により、以下の効果を奏することができる。

うろこ部５のうちの左方（５Ｂ付近）を下に向けて流れる水は、辺５Ｂ−５Ｃの段差がなければ、図７における点線の矢印のように、うろこ部７に流れるはずであるが、図７に示すように、辺５Ｂ−５Ｃにおける段差は、水の流れようとする方向、すなわち上から下へ向かう方向に対して傾斜する方向に沿って伸びており、更に具体的には、５Ｃの方が低くなるように傾斜している。そのため、５Ｂ付近を流れる水は、辺５Ｂ−５Ｃの段差の手前でせき止められつつ、辺５Ｂー５Ｃの方向（上下方向に対して傾斜する方向）に沿って、５Ｃの方に導かれる。そのようにして導かれ、５Ｃの付近で溜まり始めた水は、やがて辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄの幅一杯に拡がり、辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄの様々なところから水があふれ出す。その結果として、水はうろこ部７だけではなく、うろこ部９、うろこ部１１等にも流れる。また、同様に、うろこ部５のうちの右方（５Ｄ付近）を流れる水も、そのまま直下のうろこ部１１のみに流れるのではなく、うろこ部７、うろこ部９にも流れる。

このように、あるうろこ部を流れる水が、その直下のうろこ部のみに流れるのではなく、斜め下にあるうろこ部にも広がって流れるので、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、図７に示すように、うろこ部５の辺５Ｂ−５Ｃの段差（第１の部分）は、右下がりとなっているので、この段差の手前でせき止められた水は斜め右下方向（甲方向）に流れる。また、うろこ部の辺５Ｃー５Ｄの段差（第２の部分）は、左下がりとなっているので、この段差の手前でせき止められた水は斜め左下方向（乙方向）に流れる。

このため、水の流れは、横方向（水流方向に直交する方向）に関して、右に流れるものと、左に流れるものとが両方生じる。この結果として、外装部材１における右側のみに水の流れが偏ったり、逆に、左側のみに水の流れが偏ってしまうようなことがない。

(iii)図１に示すように、うろこ部５の辺５Ｂ−５Ｃの段差では、５Ｃの付近では段差が大きく、５Ｂに近づくにつれて段差が小さくなっている。そのため、水の流れに対する抵抗（水の流れを妨げる（せきとめる）作用の大きさ）は、５Ｃの付近では大きく、５Ｂに近づくにつれて小さくなっている。そのため、辺５Ｂ−５Ｃの段差の上に溜まる水の量は、上下方向において低い位置にある５Ｃ付近が多くなるが、段差を越える水流は、５Ｃ付近のみでなく、５Ｂ付近でも生じる。また、同様に、辺５Ｃ−５Ｄの段差においても、この段差を越える水流は、水が多く溜まる５Ｃ付近だけではなく、５Ｄ付近でも生じる。

このため、水の流れが、５Ｃ付近だけではなく、辺５Ｂ−５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄにおける様々な場所で生じ、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。
（iv）外装部材１の表面は光触媒層により超親水性となっているので、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

(v)本実施例１では、散水装置１０３の構造や制御を特に工夫する必要はないので、冷却構造に要するコストが低くて済む。
（実施例２）

本実施例２では、前記実施例１と同様の外装部材１を用いるが、それを建物の壁面に取り付ける向きを、前記実施例１とは上下逆とし、建物の冷却構造を形成する。つまり、図８（ａ）に示すように、うろこ部５の５Ａが下側となり、５Ｃが上側となる向きに外装部材１を取り付ける。尚、以下ではうろこ部５を例にとって冷却構造の作用効果を説明するが、他のうろこ部も同様の作用効果を奏することはいうまでもない。

このとき、うろこ部５の辺５Ａ−５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ｄの部分には、図８（ｂ）に示すように、上から下に流れる水から見て、登り段差が生じる。この辺５Ａ−５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａの登り段差は、前記実施例１における辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄの下り段差と同様に、水流に対する抵抗部として作用する。その結果として、本実施例２の建物の冷却構造も、前記実施例１と同様の作用効果を奏する。

つまり、図８（ｃ）に示すように、うろこ部５の表面を上から下に向けて流れる水は、辺５Ａー５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａにおける登り段差の手前で一旦せき止められ、せき止められた水は、辺５Ａ−５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａの幅一杯に広がってゆく。

せき止められた水の量が多くなってゆくと、やがて、辺５Ａー５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａの様々なところから水があふれ出し、更に下方に流れる。このことにより、うろこ部５の上方において、水の流れが一本だけであったとしても、うろこ部５より下方では、横方向に広がった複数の流れとなる。そのことにより、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、図８（ｄ）に示すように、うろこ部５のうちの左方（５Ｄ付近）を流れる水は、右下がりに傾斜した辺５Ｄ−５Ａの段差の手前でせき止められつつ、辺５Ｄ−５Ａに沿って、５Ａの方に送られる。５Ａの付近で溜まり始めた水は、やがて辺５Ａー５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａの幅一杯に拡がり、辺５Ａー５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａの様々なところから水があふれ出す。その結果として、水は、元の水流の直下のうろこ部だけではなく、他のうろこ部にも流れる。また、同様に、うろこ部５のうちの右方（５Ｂ付近）を流れる水も、そのまま直下のうろこ部のみに流れるのではなく、他のうろこ部にも流れる。このように、あるうろこ部を流れる水が、その直下のうろこ部のみに流れるのではなく、斜め下にあるうろこ部にも流れるので、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、うろこ部５の辺５Ｄ−５Ａの登り段差（第１の部分）は、右下がりとなっており、この段差の手前でせき止められた水は斜め右下方向（甲方向）に流れる。また、うろこ部の辺５Ａー５Ｂの登り段差（第２の部分）は、左下がりとなっており、この段差の手前でせき止められた水は斜め左下方向（乙方向）に流れる。このため、水の流れは、横方向（水流方向に直交する方向）に関して、右に流れるものと、左に流れるものとが両方生じる。この結果として、外装部材１のうちの右側のみに水の流れが偏ったり、逆に、左側にのみ水の流れが偏ってしまうようなことがない。
（参考例３）

本参考例３における外装部材１は、図９に示すものである。外装部材１の表面には、Ｖ字型の突出部（抵抗部）１３が、同じ向きに並ぶように多数形成されている。また、外装部材１のうち、突出部１３が形成されている面全体に渡って、光触媒層が形成されている。この光触媒層は、光触媒としての酸化チタンをスプレー法、ディップコート法、刷毛塗り、ローラ塗りなどの方法で０．１〜１０μｍの厚みで塗布することにより形成している。

この外装部材１を、上側の辺１ａが上側となり、下側の辺１ｂが下側となるように、建物の垂直な壁に貼り付け、建物の冷却構造を形成する。
本参考例３の冷却構造において、突出部１３は、外装部材１の表面を上から下に流れる水から見て、登り段差となる。これは、前記実施例２において、うろこ部５の辺５Ａ−５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ａに登り段差が形成されていたことと同じである。また、突出部１３は、右下がりの辺１３ａと左下がりの辺１３ｂとから成る。これも、前記実施例２におけるうろこ部５の辺５Ｄ−５Ａが右下がりとなっており、辺５Ａ−５Ｂが左下がりとなっていることと同じである。従って、突出部１３は、前記実施例２における、うろこ部５の辺５Ａ−５Ｂの登り段差及び辺５Ｄ−５Ａの登り段差と実質的に同様の構成である。

従って、本参考例３の外装部材１及び冷却構造は、前記実施例２と同様の作用効果を奏する。
（参考例４）

本参考例４における外装部材１は、図１０に示すものである。外装部材１の表面形状は平坦であるが、外装部材１の表面の一部を、後述する親水性領域１７よりも接触角が２０°以上大きい疎水性領域１５としている。疎水性領域１５はＶ字型の領域であり、同じ向きに並ぶように多数形成されている。また、外装部材１の表面のうち、疎水性領域１５以外は、親水性領域１７であり、個々の疎水性領域１５の間を隔てている。親水性領域１７の接触角は、１０°以下が好ましく、５°以下が一層好ましい。

本参考例４の外装部材１は、次のようにして製造することができる。まず、ラベルなどの作成に用いられるカッティングマシーンを使って、カッティングフィルムを疎水性領域１５の外周に対応する形にカットする。このカッティングフィルムを用いて、転写用のアプリケーションフィルムをアクリル板（後に外装部材１の本体部３となるもの）の上に貼り付けた後、親水性領域１７に対応する部分を剥がし、アクリル板上に疎水性領域１５に対応する形のフィルムだけが貼付された状態にする。この上から光触媒コーティングを行い、乾燥後、フィルムを取り去る。こうすることにより、疎水性領域１５では、アクリル板そのものが表面に露出しており、疎水性を示す。その他の親水性領域１７には、光触媒がコーティングされており、光照射により超親水性を示す。

上記のようにして製造した外装部材１を、上側の辺１ａが上側となり、下側の辺１ｂが下側となるように、建物の垂直な壁に貼り付け、建物の冷却構造を形成する。
このとき、図１１に示すように疎水性領域１５は、Ｖ字の開口側が上向きとなるように配置される。従って、疎水性領域１５のうちの右下がり部分１５ａと、その上にある親水性領域１７との境界線１５ａ１は、右下がりに傾斜している。また、疎水性領域１５のうちの左下がり部分１５ｂと、その上にある親水性領域１７との境界線１５ｂ１は、左下がりに傾斜している
本参考例４の冷却構造において、疎水性領域１５は、周りの親水性領域１７に比べて、水が流れにくい領域であるので、外装部材１の表面を上から下に向けて流れる水にとって、疎水性領域１５は、水流に対し抵抗となる抵抗部として作用する。つまり、疎水性領域１５は、前記実施例１における辺５Ｂー５Ｃ及び辺５Ｃ−５Ｄ、前記実施例２における辺５Ａ−５Ｂ及び辺５Ｄ−５Ｄ、及び前記参考例３における突出部１３と同様に、水流に対する抵抗となる。また、疎水性領域１５は、右下がりの部分１５ａと左下がりの部分１５ｂとから成る。これも前記実施例１〜２、参考例３と同じである。従って、疎水性領域１５は、前記実施例１〜２、参考例３における抵抗部と実質的に同様の構成を有している。従って、本参考例４の冷却構造は、前記実施例１〜２、参考例３と同様の作用効果を奏する。

具体的には、図１１（ａ）に示すように、疎水性領域１５の上方から流れてきた水は、疎水性領域１５の境界線１５ａ１および１５ｂ１の手前で一旦せき止められ、せき止められた水は、疎水性領域１５の上側において、その幅一杯に広がってゆく。せき止められ、横に広がった水は、疎水性領域１５の左右両端から、再び下向きに流れる。また、せき止められた水の量が多くなってゆくと、やがて、境界線１５ａ１および１５ｂ１の様々なところから水があふれ出し、疎水性領域１５を乗り越えて、更に下方に流れる。

このような疎水性領域１５の作用により、疎水性領域１５の上方において、水の流れが一本であっても、疎水性領域１５より下方では、横方向に広がった複数の流れとなる。そのことにより、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、図１１（ｂ）に示すように、疎水性領域１５の左方に流れてきた水は、疎水性領域１５の境界線１５ａ１の手前でせき止められつつ、境界線１５ａ１に沿って右下に送られる。疎水性領域１５の上側に溜まり始めた水は、やがてその幅一杯に拡がり、様々なところからあふれ出す。その結果として、水は、元の水流の直下（図１１（ｂ）における波線の矢印）だけではなく、右側にずれた位置においても流れるようになる。また、同様に、疎水性領域１５のうちの右方に流れてきた水も、疎水性領域１５のうちの左側の部分１５ｂの作用により、そのまま直下に流れるだけではなく、左側にずれた位置においても流れるようになる。このように、水が、そのままその直下に流れるだけではなく、左右いずれかにずれた位置においても流れるようになるので、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

また、疎水性領域１５の右下がりの部分１５ａでせき止められた水は斜め右下方向（甲方向）に流れる。また、左下がりの部分１５ｂでせき止められた水は斜め左下方向（乙方向）に流れる。このため、水の流れは、横方向（水流方向に直交する方向）に関して、右に流れるものと、左に流れるものとが両方生じる。この結果として、外装部材１のうちの右側のみに水の流れが偏ったり、逆に、左側にのみ水の流れが偏ってしまうようなことがない。
（実施例５）

本実施例５における外装部材１、及びそれを建物の垂直な壁に貼り付けて成る冷却構造は、基本的には前記参考例４と同様であるが、図１２に示すように、疎水性領域１５の上下方向における幅が、中央では最も太く、左右両端に近づくにつれて細くなっている。

本実施例５の外装部材１は前記参考例４と同様にして製造することができる。ただし、マスキングの工程においては、本実施例５の疎水性領域１５に対応した形にカットされたフィルムを用いる。

本実施例５の冷却構造は、前記参考例４と同様の作用効果を奏することに加えて、疎水性領域１５の形状により、以下の作用効果も奏することができる。つまり、疎水性領域１５の中央では、その幅が大きく、左右両端に近づくにつれて幅が小さくなっているので、水の流れに対する抵抗（水の流れを妨げる作用の大きさ）は、疎水性領域１５の中央付近では大きく、左右両端に近づくにつれて小さくなっている。そのため、疎水性領域１５中央のみではなく、左右両端付近においても水流を生じさせることができる。つまり、疎水性領域１５の上に溜まる水は、Ｖ字の谷間となる中央付近が多いので、中央付近の水流のみが生じ勝ちになることがあるが、本実施例５では、疎水性領域１５の左右両端付近での水の流れに対する抵抗が小さいので、左右両端付近でも水の流れが生じる。このため、水の流れが疎水性領域１５における様々な場所で生じ、外装部材１の表面に均一な水膜が形成され易くなり、建物の冷却効果が向上する。

尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
前記実施例１、２、５において、外表面冷却構造は、建物の垂直な壁面だけではなく、例えば、傾斜した面（屋根面等）にも用いることができる。

また、実施例１、２、５の冷却構造は、建物の冷却だけではなく、化学工業プロセスにおける冷却や蒸発等の工程にも応用可能である。
また、前記実施例１、２、５において、外装部材１を建物の壁面に貼り付けるのではなく、建物の壁面に、直接、外装部材１のような表面形状を形成したり、親水性領域と疎水性領域とを形成してもよい。

外装部材１の構成を表す斜視図である。 外装部材１のうろこ部５における５Ｂ、５Ｃを通る断面での断面図である。 外装部材１の製造方法を表す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 外装部材１の製造方法を表す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 外表面冷却構造の構成を表す説明図であり（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。 外装部材１の作用効果を表す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｙ断面での断面図である。 外装部材１の作用効果を表す説明図である。 外装部材１の作用効果を表す説明図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｄ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｙ断面での断面図である。 外装部材１の構成を表す斜視図である。 外装部材１の構成を表す斜視図である。 外装部材１の作用効果を表す説明である。 外装部材１の構成を表す斜視図である。 従来の建物の外表面冷却構造を表す説明図である。

１・・・外装部材
３・・・本体部
５、７、９、１１・・・うろこ部
１３・・・突出部
１５・・・疎水性領域
１７・・・親水性領域
１０２・・・外壁
１０３・・・水供給部
１０３ａ・・・穴

Claims (11)

1. 建物の外表面に取り付け、その表面に沿って所定の水流方向に水を流すことで前記建物を冷却するための外装部材であって、
   前記外装部材の表面に、前記水流に対し抵抗となる抵抗部を備え、
   前記抵抗部は、前記水流方向の上流側に開口部を向けたＶ字型に配置され、
   前記抵抗部における、水流に対する抵抗の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする外装部材。
2. 前記抵抗部は、前記Ｖ字型に配置された段差であり、前記段差の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の外装部材。
3. 前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、下りの段差であることを特徴とする請求項２記載の外装部材。
4. 前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、登りの段差であることを特徴とする請求項２記載の外装部材。
5. 前記抵抗部は、前記外装部材の表面のうち、前記抵抗部以外の部分よりも水に対する接触角が２０°以上大きい疎水性領域であり、前記疎水性領域の前記水流方向における幅は、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の外装部材。
6. 建物の外表面に沿って所定の水流方向に水を流すことで前記建物を冷却する建物の外表面冷却構造であって、
   前記外表面に、前記水流に対し抵抗となる抵抗部を備え、
   前記抵抗部は、前記水流方向の上流側に開口部を向けたＶ字型に配置され、
   前記抵抗部における、水流に対する抵抗の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする外表面冷却構造。
7. 前記抵抗部は、前記Ｖ字型に配置された段差であり、前記段差の大きさは、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項６に記載の外表面冷却構造。
8. 前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、下りの段差であることを特徴とする請求項７記載の外表面冷却構造。
9. 前記段差は、前記水流方向に沿って進む水から見て、登りの段差であることを特徴とする請求項７記載の外表面冷却構造。
10. 前記抵抗部は、前記外表面のうち、前記抵抗部以外の周囲の部分よりも水に対する接触角が２０°以上大きい疎水性領域であり、前記疎水性領域の前記水流方向における幅は、前記Ｖ字型の谷の部分で最大であり、前記谷から離れるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項６に記載の外装部材。
11. 請求項６〜１０のいずれかに記載の外表面冷却構造において、建物の外表面に沿って水を流すことを特徴とする建物の冷却方法。