JP5169650B2 - カーテンウォール用の壁パネル及びカーテンウォール構造 - Google Patents

Description

この発明は、建物の外壁として用いられるカーテンウォール用の壁パネル、及びその壁パネルを用いたカーテンウォール構造に関するものである。

従来、例えば高層ビル等の建物において、太陽熱による建物の温度上昇を抑制するために、例えば、次のような冷却構成が提案されている。
特許文献１においては、建物の側壁内側に給水管が上下方向に延長配置され、建物の各階層に対応して前記給水管には建物の外方に突出した複数の噴霧ノズルが接続されている。この構成においては、各噴霧ノズルからの噴霧により、建物全体が霧に包まれた状態になって冷却されるようになっている。

また、特許文献２においては、建物の外壁が、室外側の外側面体と室内側の内側面体との二重構造となっている。内側面体の上方には、散水装置が設けられている。そして、散水装置から内側面体の外表面に水が供給されることにより、建物が冷却されるようになっている。
特開２００６−１３８５８９号公報 特開２００７−１９７９２２号公報

ところが、これらの従来構成においては、次のような問題があった。まず、特許文献１においては、単に噴霧ノズルと給水管に関する構成が開示されているのみで、噴霧ノズルや給水管の設置作業における要作業時間等の作業性について関して言及されていない。従って、この特許文献１の技術はその記載から判断すると、噴霧ノズルや給水管の設置のために手間が要するものである。

また、特許文献２においても、要作業時間等の作業性について関して言及されていない。しかも、この特許文献２の構成においては、二重構造の外壁における内側面体の外表面に沿って供給される水を回収するための回収構造を設ける必要があって、外壁及びその周辺の構造が複雑になる。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、外観の優れた建物を得ることができ、しかも建物に対する噴霧ノズルの設置を容易に行うことができるとともに、ノズルからの噴霧により建物全体を外側から有効に冷却することができるカーテンウォール用の壁パネル及びカーテンウォール構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明のカーテンウォール用の壁パネルにおいては、先端の噴出口がパネル外面側に、基端の接続部がパネル裏面側にそれぞれ向けられた噴霧ノズルを設けたことを特徴としている。

従って、高層ビル等の建物の施工時に、この発明の壁パネルを用いて建物の外壁を形成すれば、壁パネルによる外壁の形成と同時に、その外壁に対して噴霧ノズルを設置することができる。また、この外壁の形成状態で、建物の内側からノズルの基端の接続部を建物側の給水管に接続することができる。よって、噴霧ノズルの設置作業を容易に行うことができて、作業時間の短縮を図ることができる。

さらに、この外壁の形成状態においては、ノズルの噴出口の部分のみが外壁の外面に露出した状態になるため、ノズルの設置により建物の外観が損なわれるおそれを防止することができる。しかも、ノズルからの噴霧により、建物全体を霧に包まれた状態に保つことができるため、建物とその周辺空間の冷却、周辺空間における大気中の塵埃の舞い上がり防止、及び霧に包まれた幻想的な建物の外観表現を図ることができる。

また、前記壁パネルの構成において、外周の枠部と、その枠部内に支持されたパネル本体とを備え、前記ノズルを前記枠部に設けるとよい。
さらに、この発明のカーテンウォール構造においては、前記のような構成の壁パネルを建物の構造体に支持し、前記ノズルの接続部を前記構造体側に配置された給水管に接続したことを特徴としている。

従って、高層ビル等の建物を施工する場合には、壁パネルを建物の構造体に組み付け支持して外壁を形成するとともに、壁パネルに設けられたノズルの接続部を構造体上の給水管に接続すれば、外壁に対するノズルの設置及び給水管に対するノズルの接続を、外壁の形成と同時に行うことができる。よって、ノズルの設置及び接続作業を容易に行うことができる。

以上のように、この発明によれば、建物に対する噴霧ノズルの設置を容易に行うことができるとともに、ノズルからの噴霧により建物全体を外側から有効に冷却することができるとともに、外観を向上できるという効果を発揮する。

以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１及び図２示すように、この実施形態のカーテンウォール用の壁パネル１１は、外周の枠部１２と、その枠部１２内に支持されたパネル本体としての後述のスパンドレルパネル１３，ガラス板１４及び耐火パネル１６とから構成されている。枠部１２は全体として四角枠状に形成され、その枠部１２の上端部には四角筒状の外側ブラケット部１２ａが設けられるとともに、枠部１２の中間部には中間ブラケット部１２ｂが設けられている。そして、この中間ブラケット部１２ｂにより、枠部１２内に上下２つの取付区画部１２Ａ，１２Ｂが形成されている。また、これらの外側ブラケット部１２ａ及び中間ブラケット部１２ｂの外側面は、枠部１２の外側面から後退した位置に形成され、このため、その外側ブラケット部１２ａ及び中間ブラケット部１２ｂの外面側には凹部４１が形成されている。

前記枠部１２における上方の取付区画部１２Ａの室外側には、前記スパンドレルパネル１３がシール材１５を介して取り付けられている。同じく、上方の取付区画部１２Ａの室内側には、耐火パネル１６が取り付けられている。枠部１２における下方の取付区画部１２Ｂの室外側には、前記ガラス板１４が二重構造の状態でシール材１７を介して取り付けられている。

前記枠部１２の外側ブラケット部１２ａ及び中間ブラケット部１２ｂには、複数の噴霧ノズル１８が各ブラケット部１２ａ，１２ｂの長さ方向に所定間隔おきで支持されている。各ノズル１８は、ブラケット部１２ａ，１２ｂに対して建物の内外方向に貫通されるとともに、一対のナット１９により締め付け固定されている。各ノズル１８の先端には壁パネル１１の外面側を指向する噴出口１８ａが形成されるとともに、各ノズル１８の基端には壁パネル１１の裏面側に位置するジョイントよりなる接続部１８ｂが設けられている。各噴霧ノズルの先端部は前記凹部４１内に位置して、壁パネル１１の外面側に突出しないようになっている。

前記枠部１２の外周面の室外側及び室内側には、それぞれ環状をなす雨水浸入防止用のシール材２０及び気密保持用のシール材２１が取り付けられている。
次に、前記のような構成の壁パネル１１を用いて、高層ビル等の建物の外壁を形成した場合のカーテンウォール構造について説明する。

図４及び図５に示すように、建物の構造体３１は、図示しない鉄骨よりなる柱、各階層に設けられた鉄骨よりなる梁３２、その梁３２上に設けられた床スラブ３３等の各種の構造材により構成されている。建物の各階層において、床スラブ３３の上部には床板３４が図示しない間隔保持材を介して所定の空間をおいて配置されている。また、各階層の天井部には、天井板３５が吊下支持されている。

図２の２点鎖線及び図４〜図６に示すように、前記建物の各階層において床スラブ３３と床板３４との間には、第１給水管３６が建物の外側縁に沿って延びるように配置されている。第１給水管３６の建物外側に位置する部分には、複数の接続部３６ａが所定間隔おきに突設されている。建物の各階層において床スラブ３３と下層階の天井板３５との間には、第２給水管３７が建物の外側縁に沿って延びるように配置されている。第２給水管３７の建物外側に位置する部分には、複数の接続部３７ａが所定間隔おきに突設されている。前記各接続部３６ａ，３７ａは柔軟性を有する合成樹脂等のフレキシブル材により構成されている。このフレキシブル材は、金属ワイヤや金属網等が埋設されて、高水圧に対抗できるようになっている。

そして、図３及び図６に示すように、建物の各階層において、床スラブ３３の外側に前記壁パネル１１が横方向に並べて配置されることにより、建物の外壁が形成されている。この場合、各壁パネル１１は、その枠部１２の外側ブラケット部１２ａが複数の取付金具３８を介してボルト３９にて床スラブ３３の上面や図示しない構造体の一部に取り付けられて、床スラブ３３や梁３２に対して固定されている。この壁パネル１１の配置状態において、図３に示すように、各壁パネル１１における枠部１２の外側ブラケット部１２ａ及び中間ブラケット部１２ｂに設けられた複数の噴霧ノズル１８がそれぞれ横一線上に配列されている。

また、上下方向及び左右方向に隣接する壁パネル１１の外周の雨除け用シール材２０が互いに接触して、建物内への雨の浸入が防止されている。それとともに、上下方向及び左右方向に隣接する気密保持用のシール材２１が互いに接触して、建物の内部空間の気密が保持されている。

さらに、前記壁パネル１１による建物の外壁の形成時において、各壁パネル１１の外側ブラケット部１２ａに配置された複数の噴霧ノズル１８のジョイントよりなる接続部１８ｂが、第１給水管３６の接続部３６ａの先端のねじ部３６ｂ（図２に図示）に接続されている。それとともに、各壁パネル１１の中間ブラケット部１２ｂに配置された複数の噴霧ノズル１８のジョイントよりなる接続部１８ｂが、第２給水管３７の接続部３７ａのねじ部３７ｂに接続されている。そして、このノズル１８の接続状態で、図４及び図５に示すように、各階層の床スラブ３３の外側上部にカバー４０が取り付けられて、第１給水管３６の接続部３６ａに対するノズル１８の接続部１８ｂの接続部分が隠蔽されている。

このように構成された建物において、図示しないバルブが開放されると、高圧水がそれぞれ第１，第２給水管３６，３７を介して噴霧ノズル１８から噴霧される。このため、建物の周囲が霧により覆われる。

このため、この実施形態においては、以下の効果がある。
（１） 噴霧ノズル１８から噴霧されるミストにより、建物に対して幻想的な外観を演出させることができ、建物及びその周囲の景観向上に寄与できる。

（２） 霧により建物の内部に対する直射日光を和らげることできるばかりでなく、この霧の気化により、建物の周囲及び建物の熱が奪われ、建物の周囲の空間及び建物を冷却できる。従って、ヒートアイランド防止に寄与できるとともに、建物の冷房において省エネルギーを達成できる。

（３） 霧により、大気中の塵埃の舞い上がりを抑えることができるとともに、壁パネル１１の外面側の汚損を抑制できる。
（４） 壁パネル１１の枠部１２に複数の噴霧ノズル１８が、その先端の噴出口１８ａを壁パネル１１の外面側に向けるとともに、基端の接続部１８ｂを壁パネル１１の裏面側に向けた状態で取り付けられている。よって、高層ビル等の建物の施工時に、この壁パネル１１を用いて建物の外壁を形成すれば、壁パネル１１による外壁の形成と同時に、その外壁に対して複数の噴霧ノズル１８を設置することができる。また、この外壁の形成状態で、建物の内側から各ノズル１８の基端の接続部１８ｂを建物側の給水管３６，３７の接続部３６ａ，３７ａに接続することができる。従って、外壁に対するノズル１８の設置作業及び給水管３６，３７に対するノズル１８の接続作業を容易に行うことができて、工期の短縮を図ることができる。ちなみに、給水管３６，３７が建物の外側に配置されている場合は、ノズルの設置及びノズルと給水管の接続のために建物の外側に足場を設置する必要がある。このような場合は、その足場の設置及び撤去に手間と時間がかかり、しかも足場上における作業は非効率的でやりにくいものであり、施工コストの低下及び工期短縮の障害になる。この実施形態においては、このような足場の問題はなく、従って、建物が高層であるほど優位性が増す。

（５） 壁パネル１１による外壁の形成状態においては、ノズル１８全体が外壁の外面に露出することなく、ノズル１８の噴出口１８ａを有する先端部のみが外壁の外面に露出した状態になるため、ノズル１８の設置により建物の外観が損なわれるおそれを防止することができる。加えて、各噴霧ノズルの先端部が凹部４１内に位置して、壁パネル１１の外面側に突出しないようになっているため、建物の外観を優れたものとなる。

（６） 地震等によって、建物の構造体と壁パネル１１との間に相対移動が生じた場合は、第１，第２給水管３６，３７の柔軟性を有する接続部３６ａ，３７ａが変形して、その相対移動を許容する。このため、壁パネル１１，噴霧ノズル１８，給水管３６，３７等に無理な荷重が作用することを防止できる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 図４に２点鎖線で示すように、壁パネル１１の枠部１２の下端前縁に覆い板４３を突設して、壁パネル１１により建物の外壁を形成した場合に、上下に隣接する壁パネル１１間のシール材２０，２１の接触部分が、この覆い板４３により隠蔽されるように構成すること。このようにすれば、建物の外観が向上するとともに、シール材２０，２１の寿命を延長することができる。

・ 壁パネル１１の枠部１２の外側ブラケット部１２ａを同枠部１２の下縁側設けること。あるいは、外側ブラケット部１２ａを同枠部１２の上縁側及び下縁側の双方に設けること。

・ 壁パネル１１の枠部１２の中間ブラケット部１２ｂに設けた噴霧ノズル１８を省略して、枠部１２の外側ブラケット部１２ａのみに噴霧ノズル１８を配置すること。
・ 第１，第２給水管３６，３７をフレキシブル材により構成すること。あるいは、噴霧ノズル１８をフレキシブル材により構成すること。このようにすれば、建物の構造体と壁パネル１１との間の相対移動を噴霧ノズル１８や第１，第２給水管３６，３７において吸収することができる。

・ 壁パネル１１の外面側に光触媒である酸化チタンの膜を設けること。このようにすれば、噴霧されるミストを利用して、壁パネル１１の外面側の汚損を有効に落とすことができる。

・ 噴霧ノズル１８を壁パネル１１の枠部１２以外のところ、例えばスパンドレルパネル１３に設けること。
（他の技術的思想）
前記実施形態及び変更例から把握され、請求項に非列挙の技術的思想は以下の通りである。

（Ａ） 枠部の外周にブラケットを設け、そのブラケットに噴霧ノズルを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の壁パネル。
（Ｂ） 枠部の周囲にシール材を設け、そのシール材の外面側における枠部の周囲には覆い板を設けたことを特徴とする請求項１，２，前記技術思想（Ａ）項のうちのいずれか一項に記載の壁パネル。このようにすれば、建物の外観を向上できる。

（Ｃ） 給水管，給水管の接続部及び噴霧ノズルの少なくとひとつがフレキシブル材により構成されていることを特徴とする請求項１，２，前記技術思想（Ａ），（Ｂ）項のうちのいずれか一項に記載の壁パネル。このようにすれば、建物の構造体側と壁パネルとの間の相対移動を無理なく許容できる。

（Ｄ） 壁パネルの外面側に凹部を形成し、噴霧ノズルの先端部をその凹部内に位置させたことを特徴とする請求項１，２，前記技術思想（Ａ）〜（Ｃ）項のうちのいずれか一項に記載の壁パネル。このようにすれば、噴霧ノズルを隠蔽できて、建物の外観を向上できる。

一実施形態のカーテンウォール用の壁パネルを示す正面図。 図１の２−２線における拡大断面図。 図１のカーテンウォール用の壁パネルを用いた建物のカーテンウォール構造を示す部分正面図。 図３の４−４線における部分拡大断面図。 図４の一部を拡大して示す部分断面図。 図５のカーテンウォール構造の要部斜視図。

符号の説明

１１…壁パネル、１２…枠部、１２ａ…外側ブラケット部、１２ｂ…中間ブラケット部、１３…パネル本体としてのスパンドレルパネル、１４…パネル本体としてのガラス板、１８…噴霧ノズル、１８ａ…噴出口、１８ｂ…接続部、３１…建物の構造体、３２…梁、３３…床スラブ、３６，３７…給水管、３６ａ，３７ａ…接続部。

Claims (3)

1. 先端の噴出口がパネル外面側に、基端の接続部がパネル裏面側にそれぞれ向けられた噴霧ノズルを設けたことを特徴とするカーテンウォール用の壁パネル。
2. 外周の枠部と、その枠部内に支持されたパネル本体とを備え、前記ノズルを前記枠部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のカーテンウォール用の壁パネル。
3. 請求項１または２に記載の壁パネルを建物の構造体に支持し、前記ノズルの接続部を前記構造体側に設置された給水管に接続したことを特徴とするカーテンウォール構造。

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