JP5236886B2

JP5236886B2 - 外壁の冷却構造

Info

Publication number: JP5236886B2
Application number: JP2007070410A
Authority: JP
Inventors: 好雄藤井
Original assignee: 株式会社コスミック・ガーデン
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2027-03-19
Also published as: JP2008231717A

Description

この発明は、陶製の外装パネルを付設してなる外壁の冷却構造に係り、散水した水が蒸発するときの潜熱によって外壁を冷却する構造に関するものである。

近年、都市部におけるヒートアイランド現象が激化している。建物や道路に昼間蓄積された太陽光による輻射熱が日没後も放出され、夜間気温を低下させないこの現象は、ウォーターフロントの高層ビル開発等によって陸地と港湾との風路が断たれる結果、海風による冷却効果を得られないまま昼間蓄熱された輻射熱が夜間になっても都市部に籠もった状態となり、冷房機の夜間利用を増進させるといった具合に、悪化の一途をたどる始末である。また、昼夜を問わない冷房機の稼働率増加は、室外機からの熱風量増加を意味し、これにより外気温を上昇させて、さらなる冷房機の利用を誘発するという悪循環を生み出す結果、ヒートアイランド現象に拍車をかけると共に、電力使用量の増加に伴って二酸化炭素の放出量も増え、地球温暖化をさらに深刻化させる原因となっていることは、今や周知である。

そこで、輻射熱の放出による夜間気温の上昇を抑制すべく、まず昼間における蓄熱量を抑制するために、散水によって建物の外壁を冷却する試みが行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。

なお、この散水による冷却方法は、散水した水の顕熱によって冷却する方法と、散水した水の潜熱によって冷却する方法に大別される。

特開昭６３−９７７４１号公報特開平６−１５９８８６号公報特開２００６−２４１９４２号公報

従来の冷却方法のうち、前者の顕熱冷却法によれば、外壁や建物の周囲が水浸しになるばかりでなく、無駄も多い。一方、後者の潜熱冷却法は、前者に比べて必要とする水量が少なく、効率よく外壁を冷却することができる。

しかしながら、従来の潜熱冷却法は、散水用の通水パイプを建物の表側に配しているため、見栄えが悪い。なお、外壁の裏面側から散水を行う潜熱冷却法は従来存在しない。

ところで、建築物の外壁材は種々のものが存在するが、その中には、陶製の外装パネルも含まれ、既に本出願人も外壁材として用いる陶製の外装パネル（タイル）を提案している（特願２００４−１６９６１７）。この陶製の外装パネルは、焼き物独特の色合いや風合いが得られ、長期に亘り変色や変質が起こりにくく、また、施工後のメンテナンスが容易であるなどのメリットがある一方で、太陽光により高温となりやすいため、夏場などの高温期における冷却対策が望まれていたところである。

本発明は上述した課題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、建物の見栄えを悪化することなく、効率よく陶製パネルにより施工した外壁を冷却することができる構造を開示することである。

上述した目的を達成するために本発明では、先ず、冷却対象となる外壁が、壁下地に陶製の外装パネルを付設してなることを前提とする。そして、特徴的手段として、前記壁下地と前記外装パネルとの空間に蒸発可能な水量を吐出する散水システムを配備する。つまり、本発明では、散水システムが外装パネルの裏側に配設されるから、建物の外観を損なうことが全くない。

前記外装パネル６は、階段構造のアンダーラップ部６ａと、これに重なって表面部６ｄとなるオーバーハング部６ｂとを形成してなり、前記アンダーラップ部６ａは、前記表面部６ｄから段６ｇを介して一段低く前記オーバーハング部６ｂが重ねられる凹面部６ｆから、さらに段６ｅを介して一段低く設けられ、前記散水システムは、前記アンダーラップ部６ａと前記凹面部６ｆの間の段６ｅに通水パイプ８を載置すると共に、この通水パイプ８に霧状の水を噴霧する噴霧部を設けてなるものである。この散水構成によれば、一の噴霧部で広範囲に、且つ、ムラなく適量の水を散水することができる。そして、噴霧した水が外装パネルに付着して当該外装パネルの熱によって蒸発するときの潜熱によって外装パネルを冷却するという基本的な冷却効果が得られる他、外装パネルに付着（到達）せず、壁下地と外装パネルとの空間に漂う霧状の水が当該空間の熱によって蒸発するときの潜熱によって当該空間を冷却する効果も相乗する場合がある。

こうした散水システムにおける外壁の具体的構成は、耐力壁に胴縁を取り付けてなる壁下地に対して、外装パネルは隣接するパネルの上下左右の辺縁同士を表裏に重ね合って前記胴縁に取付可能としたものである。当該構成の外壁によれば、胴縁がスペーサとなって耐力壁と外装パネルの間に空間ができる。この空間は上述した散水システムの配設空間と機能する他、空気層としてそれ自体が断熱層として機能する。なお、胴縁は横胴縁と縦胴縁を含み、このうち、横胴縁は外装パネルの取付用下地材として機能する一方、縦胴縁は縦胴縁同士の間を通気路として、前記空間の熱や蒸気を上方に導く機能を有する。

また、本発明では、外装パネルの具体的構成として、パネル面に流水溝を上下方向に設けた構成とすることで、外装パネルに付着した水が流水溝に沿って移動することで、吐出した水をパネル面の広範囲に拡散することができる。また、流水溝を設けることによって、余剰水を落下させ、外装パネルが水浸しの状態となることを回避する。

さらに、外壁は、壁下地と外装パネルとの空間と連通して蒸気を外部に放出可能な通気孔を有することが好ましい。通気孔から蒸気を外部に放出することにより、壁下地と外装パネルとの空間における湿度と温度を調整して、より蒸発しやすい環境とするためである。同時に、この蒸気逃しによって、壁下地の温度上昇を抑え、且つ、壁下地が湿気により傷むことを回避する。なお、外装パネルを合決り構造とすれば、目地のシーリングを省略することも可能であり、この場合、前記目地に空間と連通する若干の隙間が生じるため、この隙間を通気孔として蒸気を逃すことも可能である。

なお、散水システムは、外装パネルや壁下地との空間の温度を検知する温度センサと、該温度センサからの出力により開閉する通水弁を備えることが好ましい。冷却の必要がない季節や時間帯での稼働を停止するためである。

以上説明したように、本発明によれば、潜熱により外壁を冷却するに当たり、蒸発可能な水量を散水するものであるから、蒸発の効率が良く、高い冷却効果を得ることができる上、散水システムは建物の表面に露顕しないため、陶製外装パネルによる審美性も損なうことがない。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る外壁の冷却構造を示した縦断面図である。図中、１は耐力壁、２は耐力壁１に張設した透湿性防水シート、３は耐力壁１に等間隔に取り付けた縦胴縁、４は縦胴縁３に等間隔に取り付けた横胴縁であって、これらによって壁下地を構成している。さらに、この壁下地は、防水シート５で覆われ、その上から、陶製の外装パネル６を付設することで外壁を構築している。そして、この構成の外壁を冷却対象として、壁下地と外装パネル６との空間７には、散水システム用の通水パイプ８を配設している。

詳しく説明すると、先ず、外壁材としの外装パネル６は、陶製であって、その形状は図２に示したように、対辺を表裏逆に欠き込んでアンダーラップ部６ａおよびオーバーハング部６ｂを形成した四方合決り構造としている。その施工方法は、上縁の迫り出し片６ｃを横胴縁４に係止した状態で上側アンダーラップ部６ａを横胴縁４に釘着して固定するもので、隣接するもの同士、アンダーラップ部６ａとオーバーハング部６ｂを重ね合わせて、左右上下の外装パネル６も同様に横胴縁４に固定することで外壁を構築する。なお、この実施形態では、外装パネル６のアンダーラップ部６ａを表面部６ｄから段６ｇ及び６ｅを介して突出高さの異なる階段構造とし、突出高さが低い凹面部６ｆは、施工の際、隣接する外装パネル６の下側オーバーハング部６ｂと重なるようにして、実質、アンダーラップ部として機能させている。

次に、散水システムは、前記通水パイプ８に適宜間隔で吐水部（図示せず）を設けたもので、例えば、温度センサからの出力を受けて開閉する通水弁によって吐水部からの散水を制御するものである。そして、この実施形態の場合、通水パイプ８は各外装パネル６の凹面部６ｆとアンダーラップ部６ａの間の段６ｅに載置され、適当な固定バンドやブランケット金具によって固定されている。また、この実施形態において吐水部は、外装パネルの裏面に対して水を霧状（ミスト状）にして噴霧する噴霧部を採用している。

上記構成の冷却構造によれば、日射によって外装パネル６や壁下地との空間７の温度が上がったことをセンサ検知するなどして、散水システムを稼働する。散水が開始されると、吐水部（噴霧部）から霧状の水が外壁パネル６の裏面に向かって噴霧される。そして、噴霧された霧状の水は、外装パネル６に付着して、当該外装パネル６の熱によって蒸発する。そして、このときの潜熱によって外装パネル６の熱が奪われて冷却される。また、噴霧した水のうち、外装パネル６に到着しなかった霧状の水は、空間７の熱によって蒸発することもあり、この場合、その潜熱によって空間７を冷却する効果も相乗的に得ることができる。

ここで散水システムによる吐水量（噴霧量）は、予め計算された蒸発可能な量に設定しておく。この設定量未満であると、潜熱量が小さくなって冷却するに至らず、一方、設定量超であると、外装パネル６が水浸しとなるだけで、蒸発効率が悪化して潜熱による冷却が得られないからである。その一方で、一度の蒸発では充分な冷却が得られないこともあるため、温度センサによって常時、外装パネル６等の温度を監視しておき、間欠的に繰り返し散水することもある。

このように、当該構成によれば、通水パイプ８（散水システム）は外装パネル６の裏側に構築されるため、外装パネル６や建物の外観を損ねることがない。また、吐水量も蒸発可能な量に調整されているので、蒸発の効率が高まり、潜熱による冷却効果も大きい。

続いて、より好ましい構成について説明すると、その第１点は、外壁には空間７と連通する通気孔を設ける。空間７に蒸気が滞留することを回避して、空間６に効率よく蒸発する環境を付与するためである。その具体的構成は、例えば、外壁の屋根や庇との境界部に窓を設けることで実現される。

第２点は、外装パネル６に図２に示したように流水溝９を形成する。外装パネル６に付着した水をパネル面の全域に行き渡らせるためである。特に、散水方法として、後述する滴下式を採用した場合、外装パネルに面加工を施してないと、滴下した水が外装パネル６を筋状に伝って全く拡散しないことが想定される。これに対して、外装パネル６に流水溝９の面加工を施すことによって、上述のように、付着した水を当該流水溝９に沿ってパネル面の全域に拡散することが可能となる。また、流水溝９は、余剰水を落下させて、蒸発しやすい付着量に調整する作用も行う。なお、図２に示した流水溝９の形状は、複数の溝を下方に向けて放射状としているが、複数の溝を鉛直方向に並行に形成してもよく、図２に示した形状に限定されない。

また、第３点として、外装パネル６の水が付着する面は釉薬を塗布せず、素焼きの状態としておくことが好ましい。水の付着面をポーラス（多孔質）の状態のまま保持することにより、水を付着させやすくし、また、付着した水を拡散して大面積での潜熱を得ることができるからである。

なお、散水方式は、上述した噴霧式に限らず、滴下式であってもよい。この場合、噴霧部に代えて、通水パイプ８に水を雫状に滴下する滴下部を採用することで実現される。また、噴霧式による上記実施形態では、通水パイプ８を外装パネル６の段６ｅ、即ち外装パネル６の表側に配設したように、滴下式であっても同様の配設構造とすることで、外装パネル６に適量の水を散水することができる。しかし、この場合、滴下部による吐出圧が低いため、水を外装パネル６に充分に行き渡らせることが難しい。そこで、滴下式による散水の場合は、図３に示したように、外装パネル６の裏側に通水パイプ８を固定することで、水を一段下の外装パネル６に滴下（落下）するため、その飛び散りによって外装パネル６を広範囲に、且つ、ムラなくが湿潤させることができる。

本発明の一実施形態に係る外壁の冷却構造の縦断面図同実施形態に用いる外装パネルの斜視図本発明の他の実施形態に係る外壁の冷却構造の縦断面図

符号の説明

１耐力壁
２透湿性防水シート
３縦胴縁
４横胴縁
５防水シート
６外装パネル
７壁下地と外装パネルとの空間
８通水パイプ
９流水溝

Claims

壁下地に陶製の外装パネル６を付設してなる外壁の前記壁下地と前記外装パネル６との空間７に蒸発可能な水量を吐出する散水システムを配備してなり、
前記外装パネル６は、階段構造のアンダーラップ部６ａと、これに重なって表面部６ｄとなるオーバーハング部６ｂとを形成してなり、
前記アンダーラップ部６ａは、前記表面部６ｄから段６ｇを介して一段低く前記オーバーハング部６ｂが重ねられる凹面部６ｆから、さらに段６ｅを介して一段低く設けられ、
前記散水システムは、前記アンダーラップ部６ａと前記凹面部６ｆの間の段６ｅに通水パイプ８を載置すると共に、この通水パイプ８に霧状の水を噴霧する噴霧部を設けてなる外壁の冷却構造。
耐力壁に胴縁を取り付けてなる壁下地に対して、外装パネル６は隣接するパネルの上下左右の辺縁同士を表裏に重ね合って前記胴縁に取付可能とした請求項１記載の外壁の冷却構造。
外装パネル６は、流水溝９を上下方向に設けてなる請求項１または２記載の外壁の冷却構造。
外壁は、壁下地と外装パネル６との空間７と連通して蒸気を外部に放出可能な通気孔を有する請求項１から３のうち何れか一項記載の外壁の冷却構造。