JP5288830B2 - 建築物 - Google Patents

Description

本発明は、屋外と屋内を仕切る外壁材として、２枚のガラスの間に空気層を有するガラス構造体を用いた建築物に関する。

従来より、２枚のガラスの間に空気層を有するガラス構造体を屋外と屋内を仕切る外壁材として用いる、いわゆるダブルスキン方式が知られている（例えば、特許文献１〜４等参照）。このダブルスキン方式には、空気層が断熱層になって屋内の温度が屋外へ逃げてしまうことを抑える利点がある。この利点は特に冬場に有効である。一方、ダブルスキン方式ではガラス面積が大きなことから、夏場には、直射日光により屋内はかなり暑くなる。そこで、空気層にルーバやブラインドを設け、直射日光を遮っているのが実情である。また、ルーバやブラインドは日除け手段として機能するばかりでなく、太陽光により暖められて輻射熱を発し、空気層の空気を暖めるという重要な役目も担っている。空気層の空気が暖まると、空気層に上昇気流が生じ、暖まった空気が外部に排出されて、上記ガラス構造体から屋内に伝わってくる熱を軽減することができる。ルーバやブラインドは表面積が大きければ大きいほど輻射熱が増加し、空気層の空気が暖まりやすくなる。
特開平２００２−２５６６３７号公報 特開２００５−３３０７６２号公報 特開２００６−６３６１８号公報 特開２００７−１９７９２２号公報

しかしながら、ルーバやブラインドが大きくなればなるほど、屋外の景色や屋内の様子が見えにくくなるばかりか、昼間でも屋内の照度が落ち、照明が必要になってしまい、省エネルギ化が損なわれる。

本発明は上記事情に鑑み、ダブルスキン方式の利点を生かしつつ省エネルギ化に向けて工夫を施した建築物を提供することを目的とするものである。

上記目的を解決する本発明の建築物は、屋外と屋内を仕切る外壁材として、２枚のガラスの間に空気層を有するガラス構造体を用いた建築物において、
上記２枚のガラスを支持する支持体と、
上記空気層につながる給気口と、
上記給気口とは別に設けられ、上記空気層につながる排気口と、
上記２枚のガラスのうちの少なくともいずれか一方のガラスに設けられ、太陽光を吸収して熱を発する発熱体とを有することを特徴とする。

ここにいう発熱体は、上記２枚のガラスのうちの少なくともいずれか一方のガラスにおける上記空気層側の面に設けられたものであってもよいし、あるいは上記２枚のガラスのうちの少なくともいずれか一方のガラスにおける上記空気層側の面とは反対側の面に設けられたものであってもよい。さらには、上記２枚のガラスの双方に設けられたものであってもよい。また、この発熱体は、ガラス面に貼られたフィルム状のものであってもよいし、あるいは、ガラス面に塗布されたものであってもよい。

本発明の建築物によれば、上記発熱体からの輻射熱によって上記空気層の空気が暖められる。すなわち、上記発熱体が上記２枚のガラスのうちの少なくともいずれか一方のガラスにおける上記空気層側の面に設けられたものであれば、上記空気層の空気が上記発熱体によって直接暖められる。また、上記発熱体が上記２枚のガラスのうちの少なくともいずれか一方のガラスにおける上記空気層側の面とは反対側の面に設けられたものであっても、上記発熱体が設けられたガラスがその発熱体によってまず暖められ、上記空気層の空気はその暖められたガラスによって暖められる。しかも、上記発熱体として、その発熱体が設けられるガラスの表面積と同じ表面積のものを用いてもよいため、輻射熱が増加し上記空気層の空気が暖まりやすい。空気層の空気が暖まると、空気層に上昇気流が生じ、暖まった空気が上記排気口から外部に排出されて、上記ガラス構造体から屋内に伝わってくる熱が軽減されるというダブルスキン方式の利点が生かされる。また、ルーバやブラインドを設けてもよいが、太陽光を大幅に遮り屋内の照度を大きく低下させるほどのものを設ける必要はなく、昼間、屋内の照度は太陽光によって確保しやすくなる。この結果、本発明の建築物は、省エネルギの観点から見ても好ましい。

ここで、上記発熱体が、金属成分を含む材料からなるものであってもよい。

金属成分を含む材料にすることで発熱体からの輻射熱が増加する。

また、上記発熱体が、紫外線を８５％以上遮蔽するとともに近赤外線を３５％以上遮蔽する一方で可視光透過率が８０％以上の特性をもったものであることが好ましい。

紫外線は人体に有害なものであり、近赤外線は屋内の温度を上昇させるものである。この発熱体は、紫外線を遮蔽する際にその一部を吸収するとともに近赤外線を遮蔽する際にも近赤外線の一部を吸収し、発熱する。紫外線を８５％以上遮蔽することは、紫外線の、人体への影響を大きく低減でき、近赤外線を３５％以上遮蔽することは、夏場における強い太陽光による屋内の温度上昇をある程度抑えることができる。さらに、可視光透過率が８０％以上であるため、屋内外の見通しは良好なものとなる。

さらに、本発明の建築物において、上記空気層に配置され、上記支持体よりも熱容量が大きい蓄熱体を有することが好ましい。

上記蓄熱体を設けることで、上記空気層の空気がより暖まり、上昇気流が発生しやすくなる。また、冬場においては、この蓄熱体に蓄えられた熱を利用して屋内を暖めることができる。上記蓄熱体は、屋外の景色を遮るほど大きなものである必要はなく、上昇気流を妨げることがない網目構造の濃色塗装を施したセラミックブロックやコンクリートブロック、あるいは、同じく濃色塗装を施した板状のセラミック片やコンクリート片等であればよい。ダブルスキン方式では、２枚のガラスの間、すなわち上記空気層に点検や掃除のために歩廊が設けられることが多く、上記蓄熱体をその歩廊に設置してもよいし、あるいは、上記給気口の近傍に設置してもよい。

さらに、上記蓄熱体が、上記空気層の下方へ配置されたものであることが好ましい。この蓄熱体を上記空気層の下方へ配置しておくことで、空気層の下方の空気が蓄熱体によって暖められ、暖められた空気が空気層内を上昇し、空気層内の空気が攪拌される。

また、本発明の建築物において、上記給気口を開閉する給気口開閉部材と、
上記排気口を開閉する排気口開閉部材とを有する態様も好ましい。

さらには、この好ましい態様において、上記給気口と上記排気口の双方が、屋外に向けて開口したものであってもよい。

こうすることで、例えば、夏場は上記給気口と上記排気口との双方を開け、上記空気層内に生じる上昇気流によってその空気層内で暑くなった空気を排出させ、冬場は上記給気口と上記排気口との双方を閉め、上記空気層を密閉状態にしてその空気層を断熱層や蓄熱層として用いることができる。

また、上記給気口と上記排気口の双方が、屋内に向けて開口したものであってもよい。

このように屋内に向けて開口したものであると、例えば、冬場の太陽光が照射している間は、上記給気口と上記排気口との双方を開け、上記空気層内に生じる上昇気流によって屋内→空気層→屋内という空気の循環を生じさせることができる。屋内の空気は上記空気層で暖められて屋内に戻ってくる。さらに、上記排気口が、屋内の空調設備における外気給気口につながるものであってもよい。

またさらに、この建築物が２階建て以上のものであり、上記空気層を各階毎に仕切る開閉自在な仕切部材を備え、
上記給気口と上記排気口の双方が、各階ごとに設けられたものであってもよい。

上記仕切部材を閉めれば、各階毎に上記ガラス構造体の利用の仕方を決めることができる。例えば、冬場、１階は上記給気口と上記排気口との双方を閉め、上記空気層を断熱層や蓄熱層として用い、２階は上記給気口と上記排気口との双方を開け、上記空気層を経由した空気の循環を生じさせてもよい。

さらに、上記給気口として、屋内の低いところに開閉自在に開口した低所給気口と、屋内の高いところに開閉自在に開口した高所給気口とを有し、
上記排気口が、屋外に向けて開口したものであってもよい。

暖かい空気は上昇し、冷たい空気は低いところに溜まりやすいことから、夏場は、上記低所給気口を閉じて上記高所排気口を開け、屋内の暖まった空気を上記空気層に生じた上昇気流を利用して上記排気口から屋外に排出させることができる。

また、本発明の建築物において、照明器具が配置された屋内に設けられ、その屋内の照度を検出する照度センサと、
上記照明器具に電力が供給されている状態で上記照度センサが検出した照度が所定値以下になると、上記照明器具への電力供給量を下げる制御部とを有する態様も好ましい。

本発明の建築物によれば、上述のごとく、太陽光を大幅に遮り屋内の照度を大きく低下させるほどのルーバやブラインドを設ける必要はないことから、太陽光による屋内の照度向上が期待でき、上記制御部によって節電が行われ、省エネルギの観点から見て非常に好ましい。

さらに、本発明の建築物において、上記空気層を流れる上昇風によって回転する風力発電用の回転体を有することも好ましい。

ここで、上記回転体が、上記空気層内に配置されたものであってもよいが、より好ましくは、
上記回転体が、上記排気口近傍に設けられ、上記上昇風によって回転するとともに自然風によっても回転するものであることである。

こうすることで、例えば、夏の風のない昼間等、自然風が吹かないときでも上昇風によって上記回転体が回転し、反対に、冬の風が強い夜間等、上昇風が生じにくいときでも自然風によって上記回転体が回転し、いずれも風力発電が行われ、省エネルギの観点から見て非常に好ましい。

本発明によれば、ダブルスキン方式の利点を生かしつつ省エネルギ化に向けて工夫を施した建築物を提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の建築物における一実施形態の概略構成を示す図であり、この図１には、夏場に太陽光（日射）が照射しているときの建築物１の様子が示されている。

図１に示す建築物１は、３階建ての建物の南向きの外壁面をダブルスキン化したものである。すなわち、屋外と屋内を仕切る南側の外壁材として、２枚のガラス１１，１２の間に空気層１３を有するガラス構造体１０を用いている。このガラス構造体１０は、地面Ｇからこの建築物１の屋上Ｔまでつながったものであり、外壁面はガラスでほとんど覆われている。以下、図１に示す２枚のガラス１１，１２のうち屋外側のガラスを外ガラス１１と称し、屋内側のガラスを内ガラス１２と称することにする。なお、ガラス構造体１０は２階から上に設けてもよい。また、外ガラス１１と内ガラス１２のうちの少なくともいずれか一方を、２枚のガラス間の幅が１０ｍｍ前後のいわゆる複層ガラスにしてもよい。なお、一般的なダブルスキン方式における２枚のガラスの間隔は４５０ｍｍ〜６００ｍｍ程度であるが、本発明は、この間隔に限定されるものではない。

図１に示す建築物１には、外ガラス１１と内ガラス１２それぞれを別々に支持するサッシュ１４が設けられている。すなわち、図１に示すサッシュ１４は、２枚のガラス１１，１２を１枚ずつ支持する２組のサッシュ１４であり、本発明にいう支持体の一例に相当する。このサッシュ１４は、各階の床Ｆ側と天井Ｈ側に設けられたアルミニウム合金等の金属製のものである。なお、ガラスを線支持するサッシュ１４に代えて、ガラスを点支持する支持体を用い、いわゆるサシュレス構造にしてもよい。ガラスを点支持する支持体としては、ＤＰＧ構法（Ｄｏｔ Ｐｏｉｎｔｅｄ Ｇｌａｚｉｎｇ）を採用した支持体があげられる。

図１に示す内ガラス１２の空気層１３側の面１２１には、点線で示した発熱フィルム１５が貼られている。この発熱フィルム１５は、内ガラス１２の空気層１３側の面１２１全面に貼られている。図１に示す発熱フィルム１５は、紫外線を８５％以上遮蔽するとともに近赤外線を３５％以上遮蔽する一方で可視光透過率が８０％以上の特性をもったものである。紫外線は人体に有害なものであり、近赤外線は屋内の温度を上昇させるものである。この発熱フィルム１５は、紫外線を遮蔽する際にその一部を吸収するとともに近赤外線を遮蔽する際にも近赤外線の一部を吸収し、発熱する。空気層１３内の空気は、この発熱フィルム１５の輻射熱によって暖まり、空気層１３内に上昇気流が発生する。紫外線を８５％以上遮蔽することは、紫外線の、人体への影響を大きく低減でき、近赤外線を３５％以上遮蔽することは、夏場における強い太陽光による屋内の温度上昇をある程度抑えることができる。さらに、可視光透過率が８０％以上であるため、屋内外の見通しは良好なものとなる。

発熱フィルム１５には様々なものを用いることができるが、例えば、透明なフィルム状の基材に、紫外線遮蔽剤、赤外線遮蔽剤、バインダ成分、および多価アルコール系溶媒を配合したものを塗布したものを用いることができる。

紫外線遮蔽剤は、紫外線を反射する材料や紫外線を吸収する材料を含んだものである。この紫外線遮蔽剤としては公知の材料を用いることができ、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物等の有機化合物、二酸化チタン、含水酸化チタン、水和酸化チタン、メタチタン酸、オルトチタン酸、水酸化チタン、酸化亜鉛、ケイ酸亜鉛、酸化セリウム等の無機化合物を用いることができる。ここで、二酸化チタン等のチタン化合物にはそれ自身が強い光触媒性能を有するため、その性能がバインダ成分の分解要因になる場合がある。この場合には、光触媒性能を弱めバインダ成分を分解し難くさせるため、その粒子表面にケイ素、アルミニウム、ジルコニウム等の酸化物、水和酸化物、水酸化物の少なくとも一種を被覆すればよい。

赤外線遮蔽剤は、赤外線を反射する材料や赤外線を吸収する材料を含み、近赤外線のみを反射あるいは吸収する材料も含んだものである。赤外線遮蔽剤としても公知の材料を用いることができ、例えば、ペリレン系化合物、アニリン系化合物、シアニン系化合物等の有機化合物、アンチモンをドープした酸化スズ、インジウムをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、雲母チタン（酸化チタン被覆マイカ）、酸化鉄被覆マイカ、塩基性炭酸鉛、オキシ塩化ビスマス、酸化セレン、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化ロジウム、酸化ルテニウムや銅、銀、鉄、マンガンの金属錯体などの無機化合物、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、ニッケル、インジウム、パラジウム、スズなどの金属やそれらの合金を用いることができる。

このように、紫外線遮蔽剤および赤外線遮蔽剤には、金属成分を含む材料が用いられている。金属成分を含む材料にすることで発熱フィルムからの輻射熱が増加する。

紫外線遮蔽剤や赤外線遮蔽剤の配合量は適宜設定することができ、例えば紫外線遮蔽剤および赤外線遮蔽剤を固形分に換算して塗液中に５〜２０重量％配合させることが好ましい。また、紫外線遮蔽剤や赤外線遮蔽剤を固体としてそのまま用いる場合には、１〜１００ｎｍ程度の粒子径のものを用いることで、発熱フィルム全体の透明性が向上する。

また、バインダ成分としては、公知のバインダ成分を用いることができる。例えば、シリコーン樹脂、アルコキシシラン、アルコキシシランの部分加水分解縮合物、アルコキシシランの加水分解生成物、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、シリコンアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、尿素樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、アクリルウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、水ガラス、セメント、石膏などを適宜選択して用いることができる。ここで、フィルムの硬度を高めるため、シリコーン樹脂、アルコキシシラン、アルコキシシランの部分加水分解縮合物、アルコキシシランの加水分解生成物を用いることが好ましい。

シリコーン樹脂は、シロキサン結合の繰り返し（−Ｓｉ−Ｏ−）ｎを主鎖とし、側鎖としてアルキル基、アリール基などをもつ重合体であり、三次元網目構造を有するシリコーンが好ましく、エポキシ変性、ポリエステル変性、アルキド変性、アクリル変性などの変性シリコーンでも良い。アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン、モノアルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシランのモノマーを挙げることができ、そのアルコキシル基としてはメトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基などの炭素が１〜８程度のアルコキシル基を用いることができ、アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素が１〜８程度のアルキル基を用いることができる。具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、モノエチルトリエトキシシラン、モノプロピルトリプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、トリエチルモノエトキシシラン、トリプロピルモノプロポキシシランなどを用いることができる。

アルコキシシランの部分加水分解縮合物は、前記のアルコキシシランモノマーを部分的に加水分解・縮合した二量体あるいは三量体以上のオリゴマーであり、１分子中にケイ素原子を２〜９個程度含むものが好ましい。また、アルコキシシランの加水分解生成物はアルコキシシランを完全に近い程度まで加水分解縮合して粒子形状を形成したものであり、一般にオルガノシリカゾルと呼ばれるものを用いることができる。

バインダ成分の配合量も適宜設定することができ、例えばバインダ成分を固形分に換算して塗液中に５〜２０重量％程度配合させることが好ましい。

多価アルコール系溶媒は分子中に２個以上の水酸基をもつアルコールであり、２個の水酸基をもつ２価アルコールであるグリコール、３個の水酸基をもつ３価アルコールであるグリセリンなどを用いることができる。４価以上のアルコールでも使用できるが、低沸点である２価アルコールのグリコールがより好ましい。グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオールなどが挙げられ、その中のプロピレングリコールが最も好ましい。多価アルコールのほかに、水などの無機系溶媒、１価アルコール、エーテル、アミドなどの有機系溶媒から選ばれる少なくとも一種を配合することもできる。

多価アルコール系溶媒の配合量は、６０〜９０重量％程度配合させることが好ましい。

さらに、これまで説明した材料の他に、分散剤、増粘剤、粘度調整剤、硬化剤、架橋剤、レベリング剤、界面活性剤、顔料、充填剤、吸着剤、脱臭剤、抗菌剤、導電剤、帯電防止剤、電磁波遮蔽剤などの添加剤を適宜配合しても良い。

以上説明した発熱フィルム１５は、本発明にいう発熱体の一例に相当するものであるが、本発明にいう発熱体は、フィルム状のものに限らず、塗膜等であってもよい。

また、図１に示す建築物１には、複数の給気口１６１〜１６３と複数の排気口１７１，１７２が設けられている。これら複数の給気口１６１〜１６３はいずれも空気層１３につながるものである。複数の給気口１６１〜１６３としては、屋内の床Ｆ付近に開口した屋内低所給気口１６１、屋内の天井Ｈ付近に開口した屋内高所給気口１６２、屋外に開口した屋外給気口１６３があげられる。屋内低所給気口１６１および屋内高所給気口１６２は、各階ごとに、内ガラス１２に設けられたものである。一方、屋外給気口１６３は、各階ごとに、外ガラス１１に設けられたものである。この屋外給気口１６３は、各階の下の方に設けられている。これら総ての給気口１６１〜１６３には、各給気口１６１〜１６３を開閉する給気口開閉部材１６５が設けられているが、図１においては、開いた状態の給気口では給気口開閉部材１６５を図示省略し、閉じた状態の給気口のみに給気口開閉部材１６５を示している（以下に参照する図においても同じ）。上述のごとく、図１には、夏場に太陽光が照射しているときの建築物１の様子が示されており、複数の給気口１６１〜１６３のうち、屋外給気口１６３のみが開いた状態にあり、給気口開閉部材１６５が図示省略されている。

また、複数の排気口１７１，１７２は、給気口１６１〜１６３とは別に設けられ、空気層１３につながるものである。これら複数の排気口１７１，１７２としては、屋内の天井Ｈ付近に開口した屋内高所排気口１７１と、屋外に開口した屋外排気口１７２があげられる。屋内高所排気口１７１は、各階ごとに、内ガラス１２に設けられたものである。一方、屋外排気口１７２は、ガラス構造体１０の最も高い位置に設けられたものである。すなわち、この建築物１の屋上Ｔに設けられたものである。これら総ての排気口１７１，１７２にも、各排気口１７１，１７２を開閉する排気口開閉部材１７５が設けられているが、図１においては、給気口と同様、開いた状態の排気口では排気口開閉部材１７５を図示省略し、閉じた状態の排気口のみに排気口開閉部材１７５を示している（以下に参照する図においても同じ）。図１に示す、夏場に太陽光が照射しているときの建築物１では、屋内高所排気口１７１は開いた状態にあり、排気口開閉部材１７５が図示省略されている。

なお、屋内低所給気口１６１および屋内高所給気口１６２を排気口として利用することも可能である。

図１に示す屋内の各階には、空調設備の外気処理ユニット２１が天井裏に配置されている。各階において、屋内高所排気口１７１と外気処理ユニット２１はダクト２２で結ばれている。

また、屋内の各階には、照明器具２３と、屋内の照度を検出する照度センサ２４が設けられている。さらに、図１に示す建築物１は制御部２５を有する。この建築物１では、空気層１３にルーバやブラインドといった日除け手段は設けられておらず、しかも南向きの外壁面はガラスでほとんど覆われており、発熱フィルム１５は可視光透過率が８０％以上の特性をもつものであるため、天気の良い日には屋内に太陽光が十分に入射する。制御部２５は、照明器具２３に電力が供給されている状態で照度センサ２４が検出した照度が所定値以下になると、照明器具２３への電力供給量を下げる。すなわち、制御部２５は、照明器具２３への電力供給を中止させたり、インバータ制御により照明器具２３の発光量を下げる。こうすることで、節電が行われ、省エネルギの観点から見て非常に好ましい。

また、図１に示す建築物１の空気層１３内には蓄熱体１８が配置されている。この蓄熱体１８は、サッシュ１４よりも熱容量が大きなものであり、図１には、上昇気流を妨げることがない網目構造の濃色塗装を施したセラミックブロックが示されている。図１に示す蓄熱体１８は、各階の屋外給気口１６３近傍に配置されている。この図１では図示省略したが、２枚のガラス１１，１２の間、すなわち空気層１３には、点検や掃除のための歩廊が設けられている。蓄熱体１８はその歩廊に設置されており、屋内外の見通しを遮ることはない。

さらに、図１に示す建築物１には、空気層１３を各階毎に仕切る開閉自在な仕切部材が設けられているが、図１に示す建築物１では、各仕切部材は開いた状態にあり図示省略されている。

また、図１に示す建築物１の屋上には、風力発電用のファン３０が設置されている。このファン３０は、屋外排気口１７２の近傍に設けられており、空気層１３で生じた上昇気流の風によって回転する。図１に示すファン３０は、本発明にいう回転体の一例に相当する。なお、風力発電用のファンを空気層１３内に設けても良い。

以上説明した図１に示す建築物１におけるガラス構造体１０の状態をまとめると、屋内低所給気口１６１および屋内高所給気口１６２は閉じた状態にあり、屋外給気口１６３は開いた状態にある。また、屋内高所排気口１７１は閉じた状態にあり、屋外排気口１７２は開いた状態にある。さらに、不図示の仕切部材は開いた状態にある。このような状態の建築物１に、夏場の強い太陽光が照射すると、空気層１３内の空気は、ルーバやブラインドがなくても、発熱フィルム１５の輻射熱によって暖められ、空気層１３内に上昇気流が生じる。空気層１３内には、屋外給気口１６３から外気が入り込み、空気層内１３で暖められた空気は上昇気流によって屋外排気口１７２から排出される。この結果、空気層１３内の熱が排出され、ガラス構造体１０から屋内に伝わってくる熱が軽減され、屋内の空調設備の電力使用量を減らすことができ、省エネルギの観点から見て好ましい。

また、屋外排気口１７２から排出された上昇風は、風力発電用のファン３０を回転させ、風力発電が行われる。また、自然風を取り入れるダンパ３１を開けると、このファン３０は自然風によっても回転し、風力発電が行われる。これらのことも、省エネルギの観点から見て非常に好ましい。

以下の説明では、これまで説明した構成要素と同じ構成要素には、これまで使用した符号と同じ符号を用いる。また、これまでの説明と重複する説明についは省略する。

図２は、冬場の平均気温が１５℃以上ある地方に建てられた建築物の夏場の様子を示す図である。

図２に示す建築物１では、外ガラス１１の空気層１３側の面１１１にも発熱フィルム１５が貼られている。すなわち、２枚のガラス１１，１２それぞれの空気層１３側の面１１１，１２１に発熱フィルム１５が貼られている。夏場の平均気温が３０℃近くになる地方では、屋内の温度上昇を抑えるために、少しでも多くの近赤外線を遮蔽する必要がある。そこで、近赤外線を遮蔽する特性をもった上述の発熱フィルム１５を外ガラス１１にも設けている。

また、図２に示す建築物１では、蓄熱体１８は、各階の屋内高所給気口１６２近傍に配置されているが、屋内外の見通しを遮ることはない。図２に示す蓄熱体１８は、網目構造の濃色塗装を施したコンクリートブロックである。なお、図２に示す蓄熱体１８は必ずしも設ける必要はなく、取り外してもよい。

この図２に示す建築物１におけるガラス構造体１０の状態は、屋内低所給気口１６１および屋外給気口１６３は閉じた状態にあり、屋内高所給気口１６２は開いた状態にある。また、屋内高所排気口１７１は閉じた状態にあり、屋外排気口１７２は開いた状態にある。さらに、不図示の仕切部材は開いた状態にある。このような状態の建築物１に、夏場の非常に強い太陽光が照射すると、図１に示す建築物１と同じように、空気層１３内の空気は、ルーバやブラインドがなくても、発熱フィルム１５の輻射熱によって暖められ、空気層１３内に上昇気流が生じる。ここで、屋内でも暖かい空気は上昇する。このため、屋内高所給気口１６２から屋内の暖かい空気が空気層１３内に取り込まれ、屋内の熱が排出される。また、空気層内１３で暖められた空気は上昇気流によって屋外排気口１７２から排出され、ガラス構造体１０から屋内に伝わってくる熱が軽減される。このように、図２に示す建築物１では、屋内の熱の排出と、ガラス構造体１０から屋内に伝わってくる熱の軽減という２つの効果により、屋内の空調設備の電力使用量をより減らすことができ、省エネルギの観点から見て好ましい。

図３は、図１および図２それぞれに示す建築物とは異なる建築物における冬の昼間の様子を示す図である。

図３に示す建築物１では、外ガラス１１の空気層１３側の面１１１には発熱フィルム１５が貼られているが、内ガラス１２の空気層１３側の面１２１には発熱フィルム１５が貼られていない。このようなガラス構造体１０を備えた建築物１は、例えば、東京や大阪に建てられる。

また、屋外排気口１７２の真上には、風力発電用の風車３２が設置されている。図３に示す風車３２は、２枚の半円筒型の羽根３２１で構成され、これらの羽根３２１を多少重なり合う部分を残して互い違いに円周方向にずらして組み合わせた、いわゆるサボニウス型風車であり、風向きに関係なく回転する。この風車３２も、図１に示すファン３０と同様、本発明にいう回転体の一例に相当し、屋外排気口１７２が開いた状態にあるときには、空気層１３で生じた上昇気流の風によって回転する。また、自然風を取り入れるダンパ３１を開けると、自然風によっても回転する。

この図３に示す建築物１におけるガラス構造体１０の状態は、屋内低所給気口１６１および屋内高所給気口１６２は閉じた状態にあり、屋外給気口１６３は開いた状態にある。また、屋外排気口１７２は閉じた状態にあり、屋内高所排気口１７１は開いた状態にある。さらに、仕切部材１９は閉じた状態にある。このような状態の建築物１では、冬場でも太陽光が照射すると、空気層１３内の空気は、ルーバやブラインドがなくても、発熱フィルム１５の輻射熱によって暖められ、空気層１３内に上昇気流が生じる。ただし、空気層１３は、仕切部材１９によって各階ごとに仕切られているため、各階ごとに上昇気流が生じることになる。空気層１３内には、屋外給気口１６３から外気が入り込み、その外気は空気層内１３で暖められて上昇気流によって屋内高所排気口１７１から排出される。屋内高所排気口１７１は、空調設備の外気処理ユニット２１にダクト２２によってつながっており、空気層内１３で暖められた外気は外気処理ユニット２１に吸い込まれる。したがって、各階の空調設備の熱効率が向上し、省エネルギの観点から見て好ましい。また、空気層１３は断熱層になって屋内の温度が屋外へ逃げてしまうことが抑えられる。

なお、屋外排気口１７２は閉じた状態にあるため、風車３２は上昇風によっては回転しないが、ダンパ３１が開いているため自然風によって回転し、風力発電が行われる。

図４は、冬場の平均気温が０℃近くになる地方に建てられた建築物の冬場における昼間の様子を示す図である。

図４に示す建築物１では、図１に示す建築物１と同じように、内ガラス１２の空気層１２側の面１２１には発熱フィルム１５が貼られているが、外ガラス１１の空気層１３側の面１１１には発熱フィルム１５が貼られていない。内ガラス１１に発熱フィルム１５を貼ることにより屋内も暖められる。すなわち、図４に示す建築物１では、発熱フィルム１５によって内ガラス１２がまず暖められ、屋内の空気は、その暖められた内ガラス１２によって暖められる。

また、図４に示す建築物１は、図１に示す建築物１の各階に設けられていた外気処理ユニット２１に代えて、これらの外気処理ユニット２１の役割を１台で担う外調機（ＯＨＵ）２６が屋上Ｔに設けられている。屋外排気口１７２は、この外調機２６にダクト２７によってつながっており、風力発電用のファン３０は取り外されている。また、各階の外気処理ユニット２１がなくなったことから、屋内高所排気口１７１も設けられていない。

さらに、図４に示す建築物１には、図１に示すブロック状の蓄熱体に代えて、板状の蓄熱体１８が設けられている。図４に示す蓄熱体１８は、内ガラス１２の空気層１２側の面１２１に貼り付けられた、濃色塗装を施した板状のセラミック片である。この蓄熱体１８は、各階の下方（床Ｆ側）に配置されており、屋内外の見通しを遮ることはない。

この図４に示す建築物１におけるガラス構造体１０の状態は、屋内高所給気口１６２および屋外給気口１６３は閉じた状態にあり、屋内低所給気口１６１は開いた状態にある。また、屋外排気口１７２は開いた状態にある。さらに、不図示の仕切部材は開いた状態にある。冬場においても、このような状態の建築物１に太陽光が照射すると、空気層１３内の空気は、ルーバやブラインドがなくても、発熱フィルム１５の輻射熱によって暖められ、空気層１３内に上昇気流が生じる。ここで、屋内でも冷たい空気は低いところに溜まりやすい。このため、屋内低所給気口１６１から屋内の冷たい空気が空気層１３内に取り込まれ、その空気は空気層内１３で暖められて上昇気流によって屋外排気口１７２から排出される。空気層内１３で暖められて排出された空気は、ダクト２７を通って外調機２６に吸い込まれ、各階の空調設備の熱効率が向上する。このように、図４に示す建築物１では、屋内の冷たい空気の排出と、各階の空調設備における熱効率の向上と、空気層１３による断熱効果といった３つの効果により、屋内の空調設備の電力使用量をより減らすことができ、省エネルギの観点から見て好ましい。

なお、図１に示す建築物１では、各給気口１６１〜１６３の状態は、図４に示す各給気口１６１〜１６３の状態と同じにし、排気口の状態については、屋外排気口１７２は閉じて屋内高所排気口１７１の方を開けば、同様な効果を得ることができる。

図５は、図４に示す建築物の冬場における夜間の様子を示す図である。

この図５に示す建築物１におけるガラス構造体１０の状態は、総ての給気口１６１〜１６３および総ての屋外排気口１７２が閉じた状態にあり、仕切部材１９も閉じた状態にある。このような状態の建築物１では、空気層１３が各階ごとに密閉された状態にある。空気層１３に配置された蓄熱体１８は、昼間に太陽光を受けることによって、あるいは発熱フィルム１５の輻射熱によって、蓄熱した状態にある。このため、夜間に密閉された空気層１３内の空気は、その蓄熱体１８によって暖められる。しかも、図５に示す蓄熱体１８は、各階の下方（床Ｆ側）に配置されているため、各階ごとに空気層１３の下方の空気がその蓄熱体１８によって暖められ、暖められた空気が空気層１３内を上昇し、各階ごとに空気層１３内の空気が攪拌される。図５に示す空気層１３は、断熱層として機能するばかりでなく蓄熱層としても機能し、屋内も暖められる。その結果、屋内の空調設備の電力使用量を減らすことができ、省エネルギの観点から見て好ましい。

なお、仕切部材１９を閉じて空気層１３を仕切ることで、階ごとに空気層１３の使い方を変えることができる。例えば、１階と２階の間の仕切部材１９は閉じて、２階と３階の間の仕切部材１９は開けておけば、太陽光が照射しているときでも１階はこの図５に示すような、空気層１３を密閉状態にした態様にすることができ、２階および３階は、図４に示すような、空気層１３に生じる上昇気流を利用した態様にすることができる。

以上、説明したように、図１から図５のいずれに示す建築物１も、ダブルスキン方式の利点を生かしつつ省エネルギ化に向けての工夫が施された建築物である。

なお、ここでの説明では、発熱フィルム１５を、空気層１３側に設けた例、すなわち外ガラス１１の屋内側の面１１１および／または内ガラス１２の屋外側の面１２１に設けた例について説明したが、発熱フィルム１５を空気層１３とは反対側に設けても良い。すなわち、発熱フィルム１５を、外ガラス１１の屋外側の面および／または内ガラス１２の屋内側の面に設けてもよい。これまで説明した例では、空気層１３側に設けられた発熱フィルム１５によって空気層１３の空気が直接暖められるが、発熱フィルム１５を空気層１３とは反対側に設けても、発熱フィルム１５が設けられたガラスがその発熱フィルム１５によってまず暖められ、空気層１３の空気はその暖められたガラスによって暖められる。

最後に、ここで説明した技術を応用した、ガラス構造体の変形例について以下に記す。この変形例では、外壁材としてガラス構造体を用いるのではない。すなわち、この変形例のガラス構造体は、２枚のガラスのうちの一方のガラスとなる内ガラスは建築物に設けられたものであり、上記２枚のガラスのうちのもう一方のガラスとなる外ガラスは、上記建築物に設けられた内ガラスを外側から覆うものであり、
上記内ガラスを支持する内サッシュと、
上記内サッシュとは別体で自立した、上記外ガラスを支持する外サッシュとを備えたものであることを特徴とする。上記内ガラスと上記内サッシュを組み合わせたものは、建築基準法にいう工作物に相当するものである。

また、この変形例における上記建築物が、暗渠に用いられるプレキャストコンクリートを利用したものであってもよい。

本発明の建築物における一実施形態の概略構成を示す図である。 冬場の平均気温が１５℃以上ある地方に建てられた建築物の夏場の様子を示す図である。 図１および図２それぞれに示す建築物とは異なる建築物における冬の昼間の様子を示す図である。 冬場の平均気温が０℃近くになる地方に建てられた建築物の冬場における昼間の様子を示す図である。 図４に示す建築物の冬場における夜間の様子を示す図である

符号の説明

１ 建築物
１０ ガラス構造体
１１ 外ガラス
１２ 内ガラス
１３ 空気層
１４ サッシュ
１５ 発熱フィルム
１６１ 屋内低所給気口
１６２ 屋内高所給気口
１６３ 屋外給気口
１６５ 給気口開閉部材
１７１ 屋内高所排気口
１７２ 屋外排気口
１７５ 排気口開閉部材
１８ 蓄熱体
１９ 仕切部材
２１ 外気処理ユニット
２３ 照明器具
２４ 照度センサ
２５ 制御部
２６ 外調機
３０ ファン

Claims (2)

1. 屋外と屋内を仕切る外壁材として、２枚のガラスの間に空気層を有するガラス構造体を用いた建築物において、
   前記２枚のガラスを支持する支持体と、
   前記空気層につながる給気口と、
   前記給気口とは別に設けられ、前記空気層につながる排気口と、
   前記２枚のガラスのうちの少なくともいずれか一方のガラスに設けられ、太陽光を吸収して熱を発する発熱体とを有し、
   前記発熱体が、金属成分を含む材料からなるものであって、前記空気層内の空気を暖め、前記空気層内に上昇風を生じさせるものであり、
   さらにこの建築物が、
   前記空気層内に生じた上昇風によって回転する風力発電用の回転体を有することを特徴とする建築物。
2. 前記回転体が、前記排気口近傍に設けられ、前記上昇風によって回転するとともに自然風によっても回転するものであることを特徴とする請求項１記載の建築物。

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