JP5573050B2 - カーテンウォール - Google Patents

Description

この発明は、高層ビル等の建物に用いられるカーテンウォールに関するものであって、特にスパンドレル部の内部の結露を防止するようにしたカーテンウォールに関するものである。

カーテンウォールにおいては、そのスパンドレル部の内部空間内に、カーテンウォールの施工時に、湿った空気が閉じ込められたり、内部空間の一部を区画する耐火パネルが水分を含んだりすると、冬期における建物の暖房時等、建物の外気温度が建物の内部温度に比較して低下した場合に前記内部空間内において表面結露が発生するおそれがあった。スパンドレル部の内部空間に外気を導入するようにされたカーテンウォールもあるが、この場合には、例えば梅雨時においてスパンドレル部の内部に高い湿度の空気が導入されると、やはりスパンドレル部の内部に結露が発生するおそれがあった。

そして、前記のように内部空間内に結露が発生すると、その内部空間の内壁面等に黴が発生したり、金具が錆びたりするおそれがある。特に、スパンドレル部の外壁が色焼付けガラス等のガラスによって構成されている場合には、結露の発生が長期間にわたって繰り返されると、ガラスの内側面が変色して、その状態が建物の外部から透視されるようになる。このような場合は、建物の外観が著しく損なわれることになる。

一方、特許文献１に開示されるカーテンウォール構造が従来提案されている。この特許文献１の従来構成においては、スパンドレル部の内部空間と床下空間との間にパイプよりなる通気路が設けられ、その通気路の床下空間側の開口端にキャップが着脱可能に取り付けられている。そして、カーテンウォールの施工までの間は、キャップを取り外してスパンドレル部の内部空間を開放することにより、その内部空間の内外間において外気が自然循環されて、内部空間内の結露が防止されるとしている。さらに、カーテンウォールの施工後は、キャップを取り付けてスパンドレル部の内部空間を閉塞することにより、その内部空間に室内から湿った空気が入ることが抑制されて、スパンドレル部の結露が防止されるとしている。

特開２００８−２６７０２１号公報

しかしながら、この特許文献１に記載の従来構成においては、通気路にキャップが取り付けられて通気路が閉鎖され、スパンドレル部の内部空間が密閉された状態で、塗料の水溶性溶剤の揮発等、何らかの原因により湿気や水が内部空間内に生じることがある。このような場合、特許文献１においては、前記パイプ及びキャップを覆う床仕上げ材を外して、キャップを開ける必要がある。従って、特許文献１の構成においては、スパンドレル部の内部空間内の状態を監視したり、床仕上げ材の脱着やキャップの開閉を行うための人員や管理費用が必要になったりする。しかも、床仕上げ材を脱着できるようにするため、その床仕上げ材が位置する窓際の床上には備品や家具の設置スペース等を確保することができず、室内空間の有効利用の障害になるおそれがあった。

なお、この特許文献１においては、通気のためのパイプを設けることなく、その代わりに前記内部空間内に乾燥剤を設けた例も開示されている。しかし、乾燥剤は、一定量の水分を吸着してしまえば、その後は吸水機能を果たすことができず、結露防止を図り得ない。

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、人員や管理費用を必要とすることなく、スパンドレル部の内部空間内に結露が発生するおそれを防止することができ、しかも室内空間の有効利用を図ることができるカーテンウォールを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、カーテンウォールにおいて、スパンドレル部の外側に、取付具により太陽電池パネルを取り付け、前記スパンドレル部の内部には前
記太陽電池パネルによって発電された電力により動作される換気装置を設け、前記換気装置は、スパンドレル部の内部空間内で、各カーテンウォールを貫通して設けられた換気ダクトの一部を備えることを特徴としている。

従って、この発明の建物においては、スパンドレル部の外側の太陽電池パネルによって発電された電力により、スパンドレル部の内部の換気装置が動作される。このため、建物の暖房時あるいは冷房時等において、スパンドレル部に結露が発生するおそれを自動的に防止することが可能となる。そのため、床板等を外したりする作業が不要となる。

また、このように構成した場合には、換気装置によってスパンドレル部の空間内の空気が入れ換えられることにより、結露の発生を防止することができる。

さらに、前記の構成において、前記換気装置はスパンドレル部の内部空間内に設けられた換気ダクトを備えるようにするとよい。このように構成した場合には、換気装置の構造が簡単であるとともに、換気ダクトを介してスパンドレル部の内部空間内の空気を効果的に入れ換えることができる。

また、この発明は、カーテンウォールにおいて、スパンドレル部の外側に、取付具により太陽電池パネルを取り付け、前記スパンドレル部の内部には前記太陽電池パネルによって発電された電力により動作されるヒータを設け、前記ヒータは、スパンドレル部の内部空間内で、各カーテンウォールを貫通して設けられたヒートパイプの一部を備えるとよい。このように構成した場合には、ヒータにてスパンドレル部の内部空間内の空気が加温されることにより、結露の発生を防止することができる。

さらに、前記の構成において、スパンドレル部の内部の湿度を検出するための検出手段を設け、その検出手段の検出に基づいて前記換気装置又は前記ヒータが動作されるようにするとよい。このように構成すれば、スパンドレル部の内部空間内の湿度が高くなると、換気装置又はヒータが作動されて、内部空間内の結露を未然に防止できる。

以上のように、この発明によれば、人員や作業にともなう管理費用を必要とすることなく、スパンドレル部の内部空間内に結露が発生するおそれを防止することができ、しかも、床板等を外したりすることが不要になるため、床板等の上を家具等の設置スペース等に利用できて、室内空間を有効利用できるという効果を発揮する。

第１実施形態のカーテンウォールを示す要部断面図。 図１の建物におけるカーテンウォールを示す正面図。 図２の３−３線における部分拡大断面図。 （ａ）は第２実施形態のカーテンウォールを示す部分断面図、（ｂ）はヒートパイプの断面図。

（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化したカーテンウォールの第１実施形態を、図１〜図３に従って説明する。

図１に示すように、建物である高層ビルの躯体１１は、図示しない鉄骨よりなる柱、鉄骨よりなる梁１２、その梁１２上に設けられた床スラブ１３等の各種の構造材により構成されている。建物の各階において、床スラブ１３の上部には床板１４が敷設されている。各階の天井部には、天井板１５が吊下支持されている。建物の各階において、前記躯体１１の外側には複数のカーテンウォール１０がその枠部２１においてファスナー金具１７やボルト１８を用いて固定されて並設されている。

そこで、前記カーテンウォール１０の構成について詳細に説明する。図１〜図３に示すように、前記枠部２１の上部には上部区画部２１Ａが形成され、その上部区画部２１Ａの外側にはシール材２５を介してスパンドレルパネル２２が支持されるとともに、上部区画部２１Ａの内側には耐火パネル２４が支持されている。そして、スパンドレルパネル２２と耐火パネル２４との間に、スパンドレル部１６の内部空間２６が形成されている。

枠部２１の下部区画部２１Ｂの室外側には、二重構造のガラス板２３がシール材２７を介して取り付けられている。前記枠部２１の外周には、隣接する他のカーテンウォール１０との間に位置する雨水侵入防止用のシール材２８及び気密保持用のシール材２９が取り付けられている。従って、隣接するカーテンウォール１０間からの建物内への雨水の侵入が防止されるとともに、そのカーテンウォール１０間の気密が保持される。

前記スパンドレルパネル２２の外側には、太陽電池パネル３１が配置されている。この太陽電池パネル３１は、上部区画部２１Ａにおける枠部２１にブラケット３２、ボルト３４及びナット３５を介して、支持枠３３により取り付けられている。そして、この太陽電池パネル３１によって発電された電力が図示しないバッテリに充電される。このバッテリに充電された電力は、建物の各種の電気機器に対する補助電力として利用されるとともに、後述する換気装置３７の動作に用いられる。

前記スパンドレル部１６の内部空間２６内の下部には、防湿手段及び検出手段を構成する湿度センサ３６が配置されている。同スパンドレル部１６の内部空間２６内の上部及び下部には、防湿手段を構成する換気装置３７が配置されている。この換気装置３７は、モータよって駆動される換気ファン３８と、その換気ファン３８に接続された排気ダクト３９と、排気ダクト３９から距離をおいて配置された給気ダクト４０とにより構成されている。排気ダクト３９及び給気ダクト４０は、スパンドレル部１６の内部空間２６内の上部及び下部において各カーテンウォール１０を貫通して横方向に延長されている。

そして、前記太陽電池パネル３１によって発電された電力により湿度センサ３６が検出動作されて、スパンドレル部１６の内部空間２６内の湿度が検出される。そして、その検出湿度が所定値を超えたとき、太陽電池パネル３１によって発電された電力により、換気装置３７の換気ファン３８が動作され、スパンドレル部１６の内部空間２６内の水蒸気を多く含む空気が排気ダクト３９の排気口３９ａからダクト内に吸引されて外部に排出されるとともに、新たな空気が給気ダクト４０の給気口４０ａから内部空間２６内に供給される。その結果、スパンドレル部１６の内部空間２６内の壁面，例えばスパンドレルパネル２２の表面における結露の発生が防止される。なお、前記換気装置３７は、内部空間２６内の結露を防止できる程度のごくわずかの換気能力があればよい。従って、換気ファン３８は小パワーで電力消費量が少ないものでよい。

従って、この実施形態においては、以下の効果がある。
（１） スパンドレル部１６の外側に設けられた太陽電池パネル３１により電力を得ることができ、その電力を利用してスパンドレル部１６の内部空間２６内に設けられた防湿手段としての換気装置３７を動作させることができる。よって、その換気装置３７の動作により、スパンドレル部１６の内部空間２６内に結露が発生するおそれを防止することができる。このため、結露に起因した黴や錆びの発生を防止できる。

（２） 換気装置３７の動作によって内部空間２６内の結露を簡単に防止できるため、内部空間２６内の状態を監視したり、内部空間２６を換気のために開放したりする手間が不要になり、従って、人員や管理費用を省くことができる。

（３） 内部空間２６内を乾燥させるために、床板１４等を外したり、もとの位置に組み付けたりする必要がなく、従って、窓際の床板１４の上の室内空間を家具の設置スペース等として有効に利用できる。

（４） 換気装置３７の駆動電力を太陽電池パネル３１の発電電力から得るようにしているため、換気装置３７の運転においてコストがかからないようにすることができる。
（５） スパンドレルパネル２２は太陽電池パネル３１によって覆われるため、外部から視認できない。このため、スパンドレルパネル２２としてとして外観の配慮が不要な安価なものを使用できる。

（６） 太陽電池パネル３１がスパンドレル部１６の外側に位置しているため、カーテンウォール１０のメンテナンスに用いられるゴンドラを使用して、太陽電池パネル３１を容易にメンテナンスしたり、交換したりすることができる。

（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した建物の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

さて、この第２実施形態においては、図４（ａ）（ｂ）に示すように、前記第１実施形態の換気装置３７に代えて、スパンドレル部の内部空間２６内の下部に、防湿手段を構成するヒータ４１が配置されている。そして、湿度センサ３６にて検出されたスパンドレル部１６の内部空間２６内の湿度が所定値を超えたとき、太陽電池パネル３１によって発電された電力により、ヒータ４１が動作されて内部空間２６内の空気が加温される。この加温により、スパンドレルパネル２２等の壁面の表面温度が内部空間２６内の温度とほぼ等しくなって、結露の発生が防止される。なお、スパンドレル部１６の一部には、ヒータ４１によって膨張された内部空気を排出するためのごく小さな孔を一箇所に設けることが好ましい。

また、前記ヒータ４１としては、図４（ｂ）に示すように、ヒートパイプ４４を設けることが好ましい。このヒートパイプ４４は、内部を加温流体が流れる加熱パイプ４２と、その加熱パイプ４２を浸漬させるように真空状態のヒートパイプ４４内に注入された揮発性の高い作動液４３とを備える。加熱パイプ４２は図示しない加熱源に接続され、内部の加温流体が加熱される。そして、加温流体の熱に基づいて作動液４３が揮発し、その作動液４３はヒートパイプ４４の内壁面において凝集されて、熱を発生する。この熱によりスパンドレル部１６の内部空間２６内が結露防止のために加温される。このヒートパイプ４４は熱効率が高いため、ごくわずかの電力で前記結露を防止できる。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。
（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。

・ 前記第１実施形態において、スパンドレル部１６の外側にも湿度センサを設け、外側の湿度センサの検出湿度が所定値よりも低くなったとき、換気装置３７の換気ファン３８を前記空気排出時と逆方向に回転させて、室外の乾燥外気をスパンドレル部１６の内部空間２６内に導入するように構成すること。

・ 湿度センサの代わりにタイマを設け、スパンドレル部１６の内部空間２６内に結露が生じやすい時間帯において除湿装置を作動させるように構成すること。
・ 湿度センサの代わりにスパンドレル部１６の内部空間２６内の温度と、建物の外側あるいは建物の室内の温度とをそれぞれ検出する温度センサを設け、内外の温度差に基づいて、つまり内部空間２６内に結露が生じやすい温度差が生じたときに、除湿装置が作動するように構成すること。

１０…カーテンウォール、１１…建物の構造体、１６…スパンドレル部、２１…枠部、２２…スパンドレルパネル、２３…ガラス板、２４…耐火パネル、２６…内部空間、３１…太陽電池パネル、３６…防湿手段を構成する湿度センサ、３７…防湿手段を構成する換気装置、４１…防湿手段を構成するヒータ。

Claims (4)

1. カーテンウォールにおいて、スパンドレル部の外側に、取付具により太陽電池パネルを取り付け、
   前記スパンドレル部の内部には前記太陽電池パネルによって発電された電力により動作される換気装置を設け、
   前記換気装置は、スパンドレル部の内部空間内で、各カーテンウォールを貫通して設けられた換気ダクトの一部を備えることを特徴とするカーテンウォール。
2. スパンドレル部の内部の湿度を検出するための検出手段を設け、その検出手段の検出に基づいて前記換気装置が動作されるようにし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。
3. カーテンウォールにおいて、スパンドレル部の外側に、取付具により太陽電池パネルを取り付け、
   前記スパンドレル部の内部には前記太陽電池パネルによって発電された電力により動作されるヒータを設け、
   前記ヒータは、スパンドレル部の内部空間内で、各カーテンウォールを貫通して設けられたヒートパイプの一部を備えることを特徴とするカーテンウォール。
4. スパンドレル部の内部の湿度を検出するための検出手段を設け、その検出手段の検出に基づいて前記ヒータが動作されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のカーテンウォール。

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