JP6008542B2 - 間接型蓄熱壁システム - Google Patents

Description

本発明は、太陽光によって温められた蓄熱壁からの放熱により、建物の室内空間を温める間接型蓄熱壁システムに関するものである。

従来、トロンブウォール等の間接型蓄熱壁システムとして、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この間接型蓄熱壁システムは、建物の室内側からガラス窓の全面を蓄熱壁で覆い、ガラス窓を介して蓄熱壁に太陽光を入射させる。そして、蓄熱壁に太陽光による熱を蓄えさせ、蓄熱壁からの放熱によって室内を暖めている。また、特許文献１に記載された間接型蓄熱壁システムでは、ガラス窓を建物の外側から開閉可能とし、メンテナンス性を向上させることが記載されている。

特開平８−２８４２８５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構成においては、ガラス窓と蓄熱壁とを隣接させてガラス窓の全面を蓄熱壁で覆う構成であるため、室内への採光性、眺望性、室内へのダイレクトゲイン等が犠牲となっていた。

そこで本発明は、このような従来技術の有する課題を解決するものであり、採光性に優れた間接型蓄熱壁システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係る間接型蓄熱壁システムは、建物外壁の開口部に設けられたガラス窓と、建物の室内側においてガラス窓の窓面に対向するように配置された蓄熱壁と、を有する間接型蓄熱壁システムであって、ガラス窓は一部が蓄熱壁で覆われ、ガラス窓からの入射光の一部が蓄熱壁の集光面に到達し、残りの入射光が室内の床面又は壁面に到達するように構成され、蓄熱壁は、矩形状であり、少なくとも三辺が建物の床、天井、壁、床の上に立設された側枠、側枠と壁との間に架け渡された下枠、及び側枠と壁との間に架け渡された上枠のいずれかに連結されていることを特徴とする。

この発明では、ガラス窓の一部のみが蓄熱壁で覆われているので、蓄熱壁の集熱面に到達しない残りの入射光を室内にダイレクトゲインとして採り込むことができ、室温を上昇させやすくすると共に、採光性を確保することができる。

また、ガラス窓は、一対の窓ガラス部を備えると共に、開閉形式が窓ガラス部をスライドさせて開閉する引違形式であり、ガラス窓が閉められた状態で、蓄熱壁は一対の窓ガラス部のうちの一方に対向すると共に、窓ガラス部の上下方向の略中間位置に取り付けられたクレセントが内観視で視認可能であることが好ましい。この場合には、蓄熱壁が一方の窓ガラス部に対向しているので、他方の窓ガラスを容易に開閉することができる。

また、ガラス窓は、一対の窓ガラス部を備えると共に、開閉形式が窓ガラス部をスライドさせて開閉する引違形式であり、蓄熱壁は、ガラス窓の窓面のうち窓ガラス部の上下方向の略中間位置に取り付けられたクレセントよりも上方側の部位に対向することが好ましい。この場合には、太陽の高度が低いときに太陽光を蓄熱壁に効率よく照射させることができる。このため、採光性を確保しながら、太陽の高度が低く且つ気温が低く、蓄熱のニーズが高い冬季に太陽光の熱を蓄熱壁に効率的に蓄熱させることができる。

また、ガラス窓と蓄熱壁との間には、室内側の空間と連通するメンテナンス用空間が形成されており、室内側の空間とメンテナンス用空間とを連通させる開口部には、室内側の空間とメンテナンス用空間とを区画可能な開閉板が設けられていることが好ましい。この場合には、ガラス窓と蓄熱壁との間に室内側の空間と連通したメンテナンス用空間が設けられているので、メンテナンス用空間を使用して室内側からメンテナンスや清掃等を行うことができる。

本発明によれば、採光性に優れた間接型蓄熱壁システムとなる。

第１実施形態における間接型蓄熱壁システムを建物の室内側から見た図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 室内への入射光を示す図であり、（ａ）は夏季の場合の入射光、（ｂ）は冬季の場合の入射光を示す模式図である。 第２実施形態における間接型蓄熱壁システムを建物の室内側から見た図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る間接型蓄熱壁システムの好適な実施形態について詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、第１実施形態の間接型蓄熱壁システム１は、建物Ｘの開口部に設けられたガラス窓２と、蓄熱壁３とを含んで構成されている。このガラス窓２は、建物Ｘの壁Ｗ２に設けられている。また、ガラス窓２は、建物Ｘの角部に位置し、ガラス窓２の一方側の側部が壁Ｗ２と面の広がり方向が直交する壁Ｗ１に当接している（図２参照）。

ガラス窓２は、一対の窓ガラス部２ａ及び窓ガラス部２ｂを備える。ガラス窓２の開閉形式は、窓ガラス部２ａ及び窓ガラス部２ｂを水平方向にスライドさせて開閉を行う引違形式となっている。窓ガラス部２ａには、上下方向の略中間位置にクレセント２ｃが取り付けられている。このクレセント２ｃにより、ガラス窓２が閉じられた状態で窓ガラス部２ａと窓ガラス部２ｂとが連結可能となっている。

蓄熱壁３は、ガラス窓２の窓面のうち上方側の部位に対向するように、ガラス窓２よりも建物Ｘの室内Ｂ側に配置される。具体的には、蓄熱壁３は、ガラス窓２の窓面のうち、クレセント２ｃよりも上方側の部位に対向する。蓄熱壁３として、ＡＬＣ（Autoclaved Light-weight Concrete；軽量気泡コンクリート）から成る複数枚のパネルを用いることができる。なお、蓄熱壁３の室外Ａ側（ガラス窓２側）の面には、ＡＬＣの素地に黒色の塗装が施されている。これにより、蓄熱壁３の室外Ａ側の面に入射した太陽光の集光効率を高めることができる。

蓄熱壁３の上端部は、建物Ｘの天井Ｃ内に位置する梁Ｙに、固定金具３３を介して連結されている（図３参照）。蓄熱壁３における壁Ｗ１側の側端部は、壁Ｗ１或いは壁Ｗ１内の柱等に連結されている。蓄熱壁３における、壁Ｗ１等に連結された側に対して反対側の側端部は、床Ｆと天井Ｃとの間に立設された側枠３１に連結されている。蓄熱壁３の下端部は、側枠３１と壁Ｗ１とに架け渡された下枠３２に載置されている。

また、蓄熱壁３とガラス窓２との間には、例えば、この間に手を入れてガラス窓２の上部の窓面を拭く等、清掃やメンテナンス等の作業が可能なメンテナンス用空間Ｚが設けられている。即ち、メンテナンス用空間Ｚは、室内Ｂ側の空間と連通している。

下枠３２には、メンテナンス用空間Ｚの下方側と建物Ｘの室内Ｂ側の空間とを区画する下部開閉板３５が設けられている。即ち、下部開閉板３５は、下枠３２とガラス窓２との間を封止可能となっている。下部開閉板３５は、蝶番等によって回動可能に下枠３２に取り付けられている。下部開閉板３５を開閉することで、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とを区画したり、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とを連通させたりすることができる。

側枠３１には、メンテナンス用空間Ｚの側方（側枠３１と壁Ｗ２との間）側と建物Ｘの室内Ｂ側の空間とを区画する側部開閉板３６が設けられている。即ち、側部開閉板３６は、側枠３１と壁Ｗ２との間を封止可能となっている。側部開閉板３６は、蝶番等によって回動可能に側枠３１に取り付けられている。側部開閉板３６を開閉することで、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とを区画したり、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とを連通させたりすることができる。

ガラス窓２の窓面に対向するように蓄熱壁３を配置したので、ガラス窓２から室内Ｂへ入射する太陽光の一部は蓄熱壁３の集光面（蓄熱壁３のガラス窓２側の面）に到達し、残りは室内Ｂの床Ｆや壁等に到達する。蓄熱壁３に到達した太陽光により、蓄熱壁３が暖められる。蓄熱壁３は、蓄熱機能を有しており、蓄熱が可能となっている。また、蓄熱を行う際に、下部開閉板３５及び側部開閉板３６を閉状態とし、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とが区画された状態とする。これにより、効率よく蓄熱を行うことができる。

なお、例えば夜間等、放熱を行う際に、メンテナンス用空間Ｚ内に断熱材を配置してもよい。この場合には、蓄熱壁３から放出される熱がガラス窓２を介して建物Ｘの室外Ａに逃げることを抑制することができ、効率よく室内Ｂを温めることができる。また、例えば夏季等、蓄熱壁３に蓄熱をさせたくない場合には、メンテナンス用空間Ｚ内に太陽光を遮る遮断板等を設置してもよい。

次に、夏季及び冬季の場合における蓄熱壁３への入射光の様子を説明する。夏季の場合には、図４（ａ）に示すように、太陽光Ｌが建物Ｘに対して鉛直方向に近い角度で入射する。冬季の場合には、図４（ｂ）に示すように、太陽光Ｌが建物Ｘに対して水平方向に近い角度で入射する。蓄熱壁３をガラス窓２の上部に設けることにより、図４（ａ）及び図４（ｂ）からも明らかなように、夏季よりも冬季の方が蓄熱壁３に入射する太陽光が多い。即ち、夏季よりも蓄熱のニーズが多い冬季の方が多くの太陽光を蓄熱壁３に入射させることができ、多くの熱を蓄熱壁３に蓄えさせることができる。

本実施形態は以上のように構成され、ガラス窓２の一部のみが蓄熱壁３で覆われているので、ガラス窓２を介して室内Ｂ側に入射する光のうち、蓄熱壁３の集熱面に到達しない残りの入射光を室内Ｂにダイレクトゲインとして採り込むことができ、室温を上昇させやすくすると共に、採光性を確保することができる。

また、ガラス窓２の一部のみが蓄熱壁３で覆われているので、ガラス窓２を室内Ｂ側から開閉可能となり、通風量の調整を室内Ｂ側から容易に行うことができる。

また、蓄熱壁３は、ガラス窓２の窓面のうち上方側の部位に対向する構成としたので、太陽の高度が低いときに太陽光を蓄熱壁３に効率よく照射させることができる。このため、採光性を確保しながら、太陽の高度が低く且つ気温が低く、蓄熱のニーズが高い冬季に太陽光の熱を蓄熱壁３に効率的に蓄熱させることができる。

また、ガラス窓２と蓄熱壁３との間に、室内Ｂ側の空間と連通するメンテナンス用空間Ｚを設けたので、メンテナンス用空間Ｚを使用して室内Ｂ側からガラス窓２や蓄熱壁３のメンテナンスや清掃等を行うことができる。

また、蓄熱壁３をガラス窓２の上方側の部位に対向するように配置したので、建物Ｘの外部の人からの室内Ｂへの視線を蓄熱壁３によって遮ることができ、蓄熱壁３を目隠しとしても利用することができる。

以上のように、間接型蓄熱壁システム１を、特に、断熱性が高く熱容量の少ない建物Ｘにおける室内温熱環境調整設備として用いることができる。また、例えば都市部においてガラス窓２が南側に設けられている場合等、間接型蓄熱壁システム１を、建物Ｘの開口部（ガラス窓２）の目隠し兼室内温熱環境調整設備として用いることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態に係る間接型蓄熱壁システム１では、図１等に示すように、ガラス窓２の窓面の上方側の部位に蓄熱壁３が対向する例を説明した。本実施形態では、ガラス窓を構成する一対の窓ガラス部のうち、一方の窓ガラス部のみに蓄熱壁が対向する間接型蓄熱壁システムについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

図５〜図７に示すように、第２実施形態の間接型蓄熱壁システム１Ａは、建物Ｘの開口部に設けられたガラス窓２Ａと、蓄熱壁３Ａとを含んで構成されている。このガラス窓２Ａは、建物Ｘの壁Ｗ２に設けられている。

ガラス窓２Ａは、一対の窓ガラス部２ｄ及び窓ガラス部２ｅを備える。ガラス窓２Ａの開閉形式は、窓ガラス部２ｄ及び窓ガラス部２ｅを水平方向にスライドさせて開閉を行う引違形式となっている。なお、窓ガラス部２ｄは、窓ガラス部２ｅよりも室外Ａ側に位置している。窓ガラス部２ｅには、上下方向の略中間位置にクレセント２ｃが取り付けられている。このクレセント２ｃにより、ガラス窓２Ａが閉じられた状態で窓ガラス部２ｅと窓ガラス部２ｄとが連結可能となっている。

蓄熱壁３Ａは、ガラス窓２Ａが閉められた状態で窓ガラス部２ｅに対向するように配置される。蓄熱壁３Ａとして、ＡＬＣから成る複数枚のパネルを用いることができる。なお、蓄熱壁３Ａの室内Ｂ側の面には、図示しないアルミカバーが取り付けられている。

蓄熱壁３Ａにおける壁Ｗ１側の側端部は、壁Ｗ１或いは壁Ｗ１内の柱等に連結されている。蓄熱壁３Ａにおける、壁Ｗ１等に連結された側に対して反対側の側端部は、床Ｆに立設された側枠３１Ａに連結されている。なお、側枠３１Ａは、上端が天井Ｃにまで延びていてもよい。蓄熱壁３Ａの下端部は、床Ｆに載置されている。蓄熱壁３の上端部は、側枠３１Ａと壁Ｗ１とに架け渡された上枠３７に連結されている。

また、蓄熱壁３Ａとガラス窓２Ａとの間には、メンテナンス用空間Ｚが設けられている。即ち、メンテナンス用空間Ｚは、メンテナンス用空間Ｚの側部において室内Ｂ側の空間と連通している。

側枠３１Ａには、メンテナンス用空間Ｚの側方側と建物Ｘの室内Ｂ側の空間とを区画する側部開閉板３８が設けられている。即ち、側部開閉板３８は、側枠３１Ａと窓ガラス部２ｅとの間を封止可能となっている。側部開閉板３８は、蝶番等によって回動可能に側枠３１Ａに取り付けられている。側部開閉板３８を開閉することで、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とを区画したり、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とを連通させたりすることができる。

また、側枠３１Ａの下部には、メンテナンス用空間Ｚの側方側と建物Ｘの室内Ｂ側の空間とを区画する側部封止板３９が設けられている。即ち、側部封止板３９は、側枠３１Ａと、ガラス窓２Ａが設けられている壁Ｗ２と、の間を封止する。

ガラス窓２Ａの窓ガラス部２ｅに対向するように蓄熱壁３Ａを配置したので、ガラス窓２Ａから室内Ｂへ入射する太陽光の一部は蓄熱壁３Ａの集光面（蓄熱壁３Ａのガラス窓２Ａ側の面）に到達し、残りは室内Ｂの床Ｆや壁等に到達する。蓄熱壁３Ａに到達した太陽光により、蓄熱壁３Ａが暖められる。また、蓄熱を行う際に、側部開閉板３８を閉状態とし、メンテナンス用空間Ｚと室内Ｂ側の空間とが区画された状態とする。これにより、効率よく蓄熱を行うことができる。

以上のように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ガラス窓２Ａが閉められた状態で窓ガラス部２ｅのみが蓄熱壁３Ａで覆われているので、ガラス窓２Ａを介して室内Ｂ側に入射する光のうち、蓄熱壁３Ａの集熱面に到達しない残りの入射光を室内Ｂにダイレクトゲインとして採り込むことができ室温を上昇させやすくすると共に、採光性を確保することができる。

また、ガラス窓２Ａが閉められた状態で、蓄熱壁３Ａが窓ガラス部２ｅにのみ対向しているので、蓄熱壁３Ａが対向していない窓ガラス部２ｂを容易に開閉することができる。

また、ガラス窓２Ａと蓄熱壁３Ａとの間に、室内Ｂ側の空間と連通するメンテナンス用空間Ｚを設けたので、メンテナンス用空間Ｚを使用して室内Ｂ側からガラス窓２Ａや蓄熱壁３Ａのメンテナンスや清掃等を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１及び第２実施形態において、ガラス窓２，２Ａを設ける位置を建物Ｘの角部としたが、角部に限定されるものではない。また、ガラス窓２，２Ａの開閉形式を引違形式としたが、他の形式によって開閉するものであってもよい。蓄熱壁３，３Ａとして、ＡＬＣを用いるものとしたが、これ以外の材料を用いてもよい。

１…間接型蓄熱壁システム、２，２Ａ…ガラス窓、２ａ〜２ｄ…窓ガラス部、３，３Ａ…蓄熱壁、Ｂ…室内、Ｆ…床、Ｘ…建物、Ｚ…メンテナンス用空間。

Claims (4)

1. 建物外壁の開口部に設けられたガラス窓と、前記建物の室内側において前記ガラス窓の窓面に対向するように配置された蓄熱壁と、を有する間接型蓄熱壁システムであって、
   前記ガラス窓は一部が前記蓄熱壁で覆われ、前記ガラス窓からの入射光の一部が前記蓄熱壁の集光面に到達し、残りの前記入射光が前記室内の床面又は壁面に到達するように構成され、
   前記蓄熱壁は、矩形状であり、少なくとも三辺が前記建物の床、天井、壁、前記床の上に立設された側枠、前記側枠と前記壁との間に架け渡された下枠、及び前記側枠と前記壁との間に架け渡された上枠のいずれかに連結されている
   ことを特徴とする間接型蓄熱壁システム。
2. 前記ガラス窓は、一対の窓ガラス部を備えると共に、開閉形式が前記窓ガラス部をスライドさせて開閉する引違形式であり、
   前記ガラス窓が閉められた状態で、前記蓄熱壁は前記一対の窓ガラス部のうちの一方に対向すると共に、前記窓ガラス部の上下方向の略中間位置に取り付けられたクレセントが内観視で視認可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の間接型蓄熱壁システム。
3. 前記ガラス窓は、一対の窓ガラス部を備えると共に、開閉形式が前記窓ガラス部をスライドさせて開閉する引違形式であり、
   前記蓄熱壁は、前記ガラス窓の窓面のうち前記窓ガラス部の上下方向の略中間位置に取り付けられたクレセントよりも上方側の部位に対向する
   ことを特徴とする請求項１に記載の間接型蓄熱壁システム。
4. 前記ガラス窓と前記蓄熱壁との間には、前記室内側の空間と連通するメンテナンス用空間が形成されており、
   前記室内側の空間と前記メンテナンス用空間とを連通させる開口部には、前記室内側の空間と前記メンテナンス用空間とを区画可能な開閉板が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の間接型蓄熱壁システム。

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