JP6434342B2 - 免震構造物における地中熱利用システム - Google Patents

Description

本発明は、免震構造物における地中熱利用システムに関する。

年間を通じて変動が少ない地中の温度を利用して、外気との熱交換を図り空調エネルギーを削減する試みがなされており、この地中熱を利用する方式として、一般的にはクールチューブまたはアースチューブと称される方式がある。地中の温度は、地上からの深さが深くなるほど外気温度の影響が少なくなり、一般に、5m以深では安定している。そこで、チューブはこのような深さに設置することが望ましい。チューブには、このような深さの土圧にも耐えるコンクリート製のダクトやヒューム管等が使用されることが多い。地中との熱交換を多くするためには、深さとともにチューブの長さが必要であり、チューブを設置する費用がかさむ。

一方、建物地下に設置される湧水ピットの各ピット間を開孔して連続空間とし、そこを空気流通路として利用するクールピット又はアースピットという方式もある。ピット内に溜まった湧水等によりピット内は高湿度になっていることが多く、カビ等が発生して臭いや衛生面に課題がある。そこで、免震建物の未利用空間である免震ピットを地中熱との熱交換の場としたクールピット方式が提案されている（特許文献１）。

特開2003−56885号公報

特許文献１には、地上の外気取入口と免震ピットとをつなぐ外気導入菅体を別途設けることが記載されているが、かかる構成であると、外気導入管体を設置するスペースと費用が発生する。また、梅雨時期や夏季には、高温多湿となる外気がそのまま免震ピット内に侵入すると、侵入空気の温度が低下することで露点温度に達し、結露が生じることがある。さらには、免震建物であるため、建物本体と地下外壁（土圧を支持し地下空間を形成する壁体）はつながっておらず、その隙間から外気が侵入するおそれがあり、高温多湿空気が侵入した場合、免震ピット内の各所で結露を生じる可能性がある。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、免震構造物の未利用空間である免震ピットを利用して地中熱と外気との熱交換および外気の除湿を行うとともに結露水対策を施した地中熱利用システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための免震構造物における地中熱利用システムは、地下に設置される免震ピットを有する免震構造物における地中熱利用システムであって、免震構造物の躯体底部と免震ピットとの間の外気取入口と、前記免震ピットの地下土壌と接する地下外壁に対し前記外気取入口からの外気が熱交換するように前記免震ピット内の前記地下外壁に沿って全周に配置された熱交換部と、を備え、
前記熱交換部は、前記地下外壁に取り付けられた熱伝導性の板部材と、前記地下外壁と対向する前記躯体底部から前記免震ピットの底部に向けて配置された熱伝導性の板状ガイドと、前記板部材と前記板状ガイドとの少なくともいずれか一方に接続するように前記板部材と前記板状ガイドとの間に配置された熱伝導性の板状のフィン部と、を備え、前記外気が前記熱交換部において前記板部材と前記板状ガイドとの間で前記フィン部に沿って流れることにより熱交換してから前記免震ピットの空間へ導入され、前記空間から前記免震構造物内へと供給されることを特徴とする。

この免震構造物における地中熱利用システムによれば、外気取入口から流入する外気が熱交換部で免震ピット内の地下土壌と接する部分（地下外壁や底部など）と熱交換することで、たとえば、梅雨時期や夏季等における高温多湿の外気温度が低下し、露点温度に達して発生する水分を、たとえば、免震ピットの底部の排水溝へと流すことができる。その後、除湿された空気は、免震ピット内で結露を生じさせず、免震構造物内へと供給されることになるため、免震ピット内が高湿度になることが少なく、その結果、カビ等の発生が抑制され、免震ピットの空間内を衛生的に保つことができる。また、免震構造物内には、外気温度に比べて温度が低く、また、湿度が低い空気が供給される。これにより、途中で空調装置や除湿装置等による空調が不要になるため、省エネルギーに寄与することができる。一方、冬季等においては、外気取入口から流入する冷気が熱交換部で免震ピット内の地下土壌と接する部分と熱交換することで外気温度が上昇するので、免震ピット内の気温が低くならず、地中熱利用システムによる暖房効率が低下することはない。

上記免震構造物における地中熱利用システムにおいて、前記熱交換部は、前記地下外壁に取り付けられた熱伝導性の板部材と、前記地下外壁と対向する前記躯体底部から前記免震ピットの底部に向けて配置された熱伝導性の板状ガイドと、を備える。免震構造物の躯体底部から免震ピットの底部に向けて板状ガイドを配置することで、流入した外気が熱交換部を通過し、免震ピットの空間に直接流れ込むことがない。

また、前記熱交換部は、前記板部材と前記板状ガイドとの少なくともいずれか一方に接続するように前記板部材と前記板状ガイドとの間に配置された熱伝導性の板状のフィン部を備えることにより、効率的な熱交換が可能となる。

また、前記地下外壁に取り付けられた板部材がその下部で前記免震ピット内の地下土壌と接する底部まで延長されて設けられるとともに、前記板状ガイドが前記底部の上方に延長されて設けられることが好ましい。これにより、熱交換の接触面積、接触時間をより大きく確保できるので、地中熱をより伝えることができ、熱交換がより効率的になる。

また、前記板状のフィン部に結露水を前記底部へと導くように結露水排水路が設けられることが好ましい。これにより、結露水を効率的に排出することができる。

また、前記熱交換部からの結露水が前記免震ピットに設けられた排水溝に流れ込んで排出されることが好ましい。これにより、結露水を効率的に免震ピットの外部に排出することができる。

また、前記板状ガイドの外側には断熱材が配置されることが好ましい。これにより、効率的な熱交換が可能となる。

また、前記熱交換部をボックス状のユニットから構成し、そのユニットを複数配置することで、免震構造物の免震ピットにおいて地中熱利用システムを容易に構築することができる。

また、前記外気取入口として前記躯体底部と前記免震ピットとの間に形成される隙間を利用することで、特別に外気取入口を設置する必要がない。

本発明によれば、免震構造物の未利用空間である免震ピットを利用して地中熱と外気との熱交換および外気の除湿を行うとともに結露水対策を施した地中熱利用システムを提供することができる。

第１実施形態による免震建物における地中熱利用システムの全体を概略的に示す縦断面図である。 図１の免震ピットの地下外壁に配置した熱交換部を示す要部縦断面図（ａ）および方向Ｂから見た図（ｂ）である。 第１実施形態の変形例による熱交換部を示す要部縦断面図である。 第２実施形態による熱交換部を示す要部縦断面図（ａ）および方向ＢＢから見た図（ｂ）である。 図４の熱交換部を一部破断して示す要部斜視図である。 第２実施形態の変形例による熱交換部を示す部分平面図である。 第２実施形態の別の変形例による熱交換部を示す要部縦断面図である。 図７の免震ピットの底部に配置した熱交換部を一部破断して示す要部斜視図である。 第３実施形態による熱交換部を示す要部縦断面図（ａ）、その一部拡大縦断面図（ｂ）および方向Ｃから見た図（ｃ）である。 図９の免震ピットの地下外壁に配置した熱交換部を一部破断して示す要部斜視図である。 第３実施形態の変形例による熱交換部の要部縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

〈第１実施形態〉
図１は第１実施形態による免震建物における地中熱利用システムの全体を概略的に示す縦断面図である。

図１のように、免震建物１は、地面Ｇの下部に形成した免震ピット１０を有し、免震ピット１０内に配置された複数の免震装置３により支持されて免震構造となっている。免震ピット１０は、地中に設けられた地下外壁１１と底部１２とにより構成され、地下外壁１１と底部１２とがそれらの外面で周囲の土壌と接している。地中は、年間を通じて温度変動が少ないため、免震ピット１０の空間１４は、時期や時間に関わらず、ほぼ一定の温度になっている。

図１の免震建物１における地中熱利用システムは、免震建物１の躯体底部５と免震ピット１０との間の隙間である外気取入口２１と、免震ピット１０の地下土壌に接する地下外壁１１側の熱と外気取入口２１からの外気とが熱交換するように設けられた熱交換部２３と、を備える。外気取入口２１から空間２２を通して流入した外気が熱交換部２３で熱交換してから免震ピット１０の空間１４へ導入され、空間１４から供給口４ａ、供給管４を通して免震建物１の居室等の各空間２へと供給されるようになっている。

熱交換部２３は、免震建物１の躯体底部５と地下外壁１１との間の空間２２であって、その空間２２の底部１２側に縦方向に配置されている。外気取入口２１からの外気は空間２２から直接免震ピット１０側の空間１４へと流れず、熱交換部２３へと流れるようになっている。外気は、熱交換部２３において地下外壁１１側の熱と熱交換され、高温のときに冷やされ、低温のときに暖められる。

次に、図１の熱交換部２３について図２を参照しながらさらに説明する。図２は、図１の免震ピットの地下外壁に配置した熱交換部を示す要部縦断面図（ａ）および方向Ｂから見た図（ｂ）である。

図１，図２（ａ）（ｂ）のように、熱交換部２３は、地下土壌と接する地下外壁１１に取り付けられた金属板２５と、地下外壁１１と対向する免震建物１の躯体底部５から免震ピット１０の底部１２に向けて吊り下げるようにして配置された金属板ガイド２６と、金属板２５から金属板ガイド２６に向けて設けられた多数の金属板からなるフィン部２７と、金属板ガイド２６の外側（免震ピット１０側）に配置された断熱材２８と、を備える。金属板２５と金属板ガイド２６とフィン部２７とは、熱伝導性のよい金属材料、たとえば、鉄鋼材料、銅材料、アルミニウム材料等から構成される。断熱材２８は、たとえば、押し出し発泡ポリスチレン板等から構成できる。

フィン部２７は、図２（ａ）（ｂ）のように、金属板２５に接続し直交するようにして金属板ガイド２６の近傍まで延びた金属板からなる縦長のフィン２７ａを多数備える。フィン２７ａは縦方向に延び、上部の空間２２から流入する空気がフィン２７ａ，金属板２５，金属板ガイド２６に沿って下部へと流れる。

図２（ａ）（ｂ）の熱交換部２３を金属板２５が地下外壁１１に接するようにして免震ピット１０内の地下外壁１１に沿って全周に配置する。なお、熱交換部２３の金属板２５とフィン部２７とは、折り曲げ加工や溶接等によって接続構造にすることができる。

熱交換部２３によれば、地中土壌に接する地下外壁１１からの温度が金属板２５から各フィン２７ａへと伝熱し、各フィン２７ａおよび金属板２５の全体に地中熱からの熱が伝導するため、熱交換部２３は地中熱に近似したほぼ一定温度に維持される。外気がフィン２７ａおよび金属板２５に接触することで、効率よく熱交換が行われる。このため、梅雨時期や夏季等には、高温多湿の外気が地中熱で常に冷やされた熱交換部２３により熱交換されて低温になり、外気中の水分が除湿されやすいため、免震ピット１０内で結露が生じる可能性が少なくなる。

図１，図２の免震建物１における地中熱利用システムによれば、梅雨時期や夏季等においては、高温多湿の外気が、吸気により方向ａに外気取入口２１から流入し、その気流は、空間２２から下方向ｂへ熱交換部２３へと流入し、金属板２５と金属板ガイド２６との間で各フィン２７ａに沿って流れ、その際、フィン２７ａ，金属板２５および金属板ガイド２６との熱交換により流入空気の温度が低下し、露点温度に達して発生する水滴ｗが、フィン２７ａ、金属板２５および金属板ガイド２６に付着し、重力により下部に流れ、結露水となって免震ピット１０の排水溝１５へと流れる。

上述のようにして除湿された空気は、熱交換部２３の下方から横方向ｃへ流れ、免震ピット１０内の空間１４でさらに熱交換されるが、免震ピット１０で結露を生じさせず、図１の供給口４ａから吸われ、供給管４を通って免震建物１内の居室等の各空間２へと供給される。このため、免震ピット１０が高湿度になることが少なく、その結果、カビ等の発生が抑制され、免震ピット１０内を衛生的に保つことができる。また、居室等の各空間２内には、外気温度に比べ温度が低く、また、湿度が低い空気が供給されるので、免震建物１の居室等の各空間２には低温で除湿された快適な空気を供給できる。これにより、途中で空調装置や除湿装置等による空調が不要になるため、省エネルギーに寄与することができる。

一方、冬季等においては、外気取入口２１から流入する冷気が熱交換部２３で免震ピット１０の地下土壌と接する地下外壁１１と熱交換することで外気温度が上昇するので、免震ピット１０内の気温が低くならず、地中熱利用システムによる暖房効率が低下せず、省エネルギーに寄与できる。

また、本実施形態の地中熱利用システムによれば、免震ピット１０を利用するので、地中熱利用のために新たに構造物を設ける必要がなく、また、外気取入口２１は、免震建物１の躯体底部５と免震ピット１０との間に必然的に形成される隙間を利用できるので、コスト的に有利である。

また、金属板ガイド２６を躯体底部５に設けたので、外気取入口２１からの外気が空間２２から免震ピット１０側に直接に流れず、熱交換部２３へと流れる。このため、外気が熱交換部２３で必ず熱交換されるので、本実施形態による上記効果を確実に得ることができる。

次に、第１実施形態の変形例について図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態の変形例による熱交換部を示す要部縦断面図である。図３では、金属板ガイド２６の上端と免震建物１の躯体底部５との間にゴム等の弾性体からなる緩衝材２９を配置するとともに、その下端を免震ピット１０の底部１２上に設けた複数の脚部２９ａにより支持するようにした点が図２と相違し、これ以外の点は図２と同様である。緩衝材２９と脚部２９ａにより、金属板ガイド２６が支持されるとともに、緩衝材２９により、外気取入口２１から流入した空気が直接免震ピット１０の空間１４へ流れない。また、緩衝材２９は、躯体底部５には接着されずに、地震時等における躯体底部５の横方向変位に対し多少摺動するものの、躯体底部５の同変位では追随しない。

〈第２実施形態〉
次に、第２実施形態による熱交換部について図４，図５を参照して説明する。図４は、第２実施形態による熱交換部を示す要部縦断面図（ａ）および方向ＢＢから見た図（ｂ）である。図５は、図４の熱交換部を一部破断して示す要部斜視図である。

図４（ａ）（ｂ），図５のように、熱交換部２３Ａは、図１の熱交換部２３と基本的に同様に構成され、免震ピット１０内に設置される。熱交換部２３Ａは、地下土壌と接する地下外壁１１に取り付けられた金属板３１と、地下外壁１１と対向する免震建物１の躯体底部５から免震ピット１０の底部１２に向けてゴム等の弾性体からなる緩衝材３６を介して配置された金属板ガイド３２と、金属板３１と金属板ガイド３２との間に配置され金属板３１と金属板ガイド３２との少なくともいずれか一方に接続した金属板からなるフィン部３３と、金属板ガイド３２の外側（免震ピット１０側）に配置された断熱材３４と、を備える。金属板３１と金属板ガイド３２とフィン部３３とは、熱伝導性のよい金属材料、たとえば、鉄鋼材料、銅材料、アルミニウム材料等から構成される。断熱材３４は、たとえば、押し出し発泡ポリスチレン板等から構成できる。また、緩衝材３６は、躯体底部５には接着されずに、地震時等における躯体底部５の横方向変位に対し多少摺動するものの、躯体底部５の同変位では追随しない。

フィン部３３は、図５のように、金属板３１に接続し直交するように金属板ガイド３２の近傍まで延びた縦長のフィン３３ａと、金属板ガイド３２に接続し直交するように金属板３１の近傍まで延びた縦長のフィン３３ｂと、金属板３１と金属板ガイド３２とに接続し直交するように延びた縦長のフィン３３ｃと、を備える。フィン３３ａ〜３３ｃは、周期的に並べられ、たとえば、フィン３３ｃと３３ｃとの間に二枚のフィン３３ａと二枚のフィン３３ｂとが一枚ずつ交互に配置されている。各フィン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは縦方向に延び、上部から流入する空気は、各フィン３３ａ〜３３ｃ，金属板３１，金属板ガイド３２に沿って下部へと流れる。

熱交換部２３Ａの金属板３１と金属板ガイド３２とフィン部３３とは、具体的には、たとえば、ボックス状に構成できる。すなわち、図５の破線で示すように、金属板から四角形状の角筒を構成し、その角筒内に二枚のフィン３３ａと二枚のフィン３３ｂとを一枚ずつ交互に配置することで、金属ボックス３０を独立して構成する。金属ボックス３０を１ユニットとして、複数のユニットを地下外壁１１と躯体底部５との間に地下外壁１１に接するようにして免震ピット１０内の地下外壁１１に沿って全周に配置する。

なお、金属ボックス３０の幅（金属板３１と金属板ガイド３２との距離）Ｗは、地下外壁１１と躯体底部５との距離に対応し、たとえば、0.5〜1m程度である。また、金属ボックス３０から熱交換部２３Ａを構成した場合、フィン部３３のフィン３３ｃは二重壁構造となる。また、金属ボックス３０は、たとえば、折り曲げ加工や溶接等によって製造することができる。

熱交換部２３Ａによれば、地中土壌に接する地下外壁１１からの温度が金属板３１からフィン３３ａ〜３３ｃ，金属板ガイド３２へと伝熱し、フィン３３ａ〜３３ｃ，金属板３１，金属板ガイド３２の全体に地中熱からの熱が伝導するため、熱交換部２３は地中熱に近似したほぼ一定温度に維持される。外気がフィン３３ａ〜３３ｃ，金属板３１，金属板ガイド３２に接触することで、効率よく熱交換が行われる。このため、梅雨時期や夏季等には、高温多湿の外気が地中熱で常に冷やされた熱交換部２３により熱交換されて低温になり、外気中の水分が除湿されやすいため、ピット内で結露が生じる可能性が少なくなる。また、金属板ガイド３２を躯体底部５に設けたので、外気取入口２１からの外気が空間２２から免震ピット１０側に直接に流れず、熱交換部２３Ａへと流れる。

第２実施形態によれば、外気が吸気により方向ａに外気取入口２１から流入し、その気流は、下方向ｂへ流れて熱交換部２３Ａへと流入し、その内部でフィン３３ａ〜３３ｃ，金属板３１および金属板ガイド３２に沿って流れ、その際、フィン３３ａ〜３３ｃ，金属板３１および金属板ガイド３２との熱交換により流入空気の温度が低下し、露点温度に達して発生する水滴ｗが、フィン３３ａ〜３３ｃ，金属板３１および金属板ガイド３２に付着し、重力により下部に流れて結露水になって、免震ピット１０の排水溝１５に流れる。したがって、第２実施形態によれば、図１〜図３と同様の作用効果を奏する。

図４（ａ）（ｂ）の熱交換部２３Ａは、図６のように、フィン部３３の配置をさらに密になるようにして熱交換の効率を向上させるようにしてもよい。すなわち、図６のフィン部３３は、金属板３１と金属板ガイド３２とに直交して接続するフィン３３ｃ，３３ｃの間に同様のフィン３３ｄを設け、フィン３３ｃ，３３ｃに直交して接続するフィン３３ｅを設け、金属板３１とフィン３３ｃと金属板ガイド３２とフィン３３ｃとによって形成される四角形状の角筒内に４つの小さな四角形状の角筒を形成し、この小さな四角形状の角筒内に、金属板３１とフィン３３ｅから延びるフィン３３ｆ、および、金属板ガイド３２とフィン３３ｅから延びるフィン３３ｇを交互に位置したものである。なお、金属板３１とフィン３３ｃと金属板ガイド３２とフィン３３ｃとによって形成される四角形状の角筒を、図５と同様の金属ボックスから構成してもよい。

次に、第２実施形態の別の変形例による熱交換部について図７，図８を参照して説明する。図７は、第２実施形態の別の変形例による熱交換部を示す要部縦断面図である。図８は、図７の免震ピットの底部に配置した熱交換部を一部破断して示す要部斜視図である。

図７，図８の例は、図４，図５の地下外壁１１に接するように縦方向に配置した熱交換部２３Ａに加えて、免震ピット１０の底部１２に接するように熱交換部２４を横方向に配置し、熱交換部２３Ａからの空気がさらに熱交換部２４内に流れるように構成したものである。

図７，図８のように、熱交換部２４は、基本的に熱交換部２３Ａと同様に構成され、地下土壌と接する底部１２に取り付けられた金属板４１と、金属板４１と対向してその上部に配置された金属板ガイド４２と、金属板４１と金属板ガイド４２との間に配置され金属板４１と金属板ガイド４２との少なくともいずれか一方に接続した金属板からなるフィン部４３と、金属板ガイド３２の外側（免震ピット１０側）に配置された断熱材４４と、を備える。

フィン部４３は、図８のように、金属板４１に接続し直交するように金属板ガイド４２の近傍まで延びた横長のフィン４３ａと、金属板ガイド４２に接続し直交するように金属板４１の近傍まで延びた横長のフィン４３ｂと、金属板４１と金属板ガイド４２とに接続し直交するように延びた縦長のフィン４３ｃと、を備える。フィン４３ａ〜４３ｃは、周期的に並べられ、たとえば、フィン４３ｃと４３ｃとの間に四枚のフィン４３ａと四枚のフィン４３ｂとが一枚ずつ交互に配置されている。各フィン４３ａ，４３ｂ，４３ｃは横方向に延び、熱交換部２３の下部から流入する空気は、各フィン４３ａ〜４３ｃ，金属板４１，金属板ガイド４２に沿って横方向ｄへと流れる。

熱交換部２４の金属板４１と金属板ガイド４２とフィン部４３とは、具体的には、たとえば、ボックス状に構成できる。すなわち、図８の破線で示すように、金属板から四角形状の角筒を構成し、その角筒内に四枚のフィン４３ａと四枚のフィン４３ｂとを一枚ずつ交互に配置することで、金属ボックス４０を１ユニットに構成する。複数のユニットを熱交換部２３の下部からの空気が流入するように免震ピット１０の底部１２に横方向に配置する。

熱交換部２４によれば、地中土壌に接する底部１２からの温度が金属板４１からフィン４３ａ〜４３ｃ，金属板ガイド４２へと伝熱し、フィン４３ａ〜４３ｃ，金属板４１，金属板ガイド４２の全体に地中熱からの熱が伝導するため、熱交換部２４は地中熱に近似したほぼ一定温度に維持される。熱交換部２３から流入する空気がフィン４３ａ〜４３ｃ，金属板４１，金属板ガイド４２に接触することで効率よく熱交換が行われる。

上述のように、図７，図８の例では、地下外壁１１に縦方向に配置した熱交換部２３に加えて底部１２に横方向に熱交換部２４を配置することで、全体として熱交換の接触面積、接触時間をより大きく確保できるので、地中熱をより伝えることができ、熱交換がより効率的になる。

なお、図７のように、底部１２に接する金属板４１を排水溝１５に向けて傾斜するように構成しているので、熱交換部２４内で生じる結露水を排出することができる。また、熱交換部２４を金属ボックス４０から構成する場合、熱交換部２３の金属ボックス３０と接続して組み合わせてもよい。また、熱交換部２４を熱交換部２３の金属ボックス３０から構成してもよい。

〈第３実施形態〉
次に、第３実施形態による熱交換部について図９，図１０を参照して説明する。図９は、第３実施形態による熱交換部を示す要部縦断面図（ａ）、その一部拡大縦断面図（ｂ）および方向Ｃから見た図（ｃ）である。図１０は、図９の免震ピットの地下外壁に配置した熱交換部を一部破断して示す要部斜視図である。

図９，図１０の第３実施形態は、図１，図２の熱交換部２３に代えて、金属板の内側にフィンをらせん状に配置しフィンに結露水排水路を設けた熱交換部２５を配置したものである。

図９（ａ）〜（ｃ），図１０のように、熱交換部２５は、図１の熱交換部２３と基本的に同様に構成され、免震ピット１０内に設置される。熱交換部２５は、地下土壌と接する地下外壁１１に取り付けられた金属板５１と、地下外壁１１と対向する免震建物１の躯体底部５から免震ピット１０の底部１２に向けてゴム等の弾性体からなる緩衝材３６を介して配置された金属板ガイド５２と、金属板５１と金属板ガイド５２とに接続し直交するように延びた縦長の金属板５３と、金属板５１と金属板ガイド５２と金属板５３，５３の各内面にらせん状に形成されたフィン部５４と、金属板ガイド５２の外側（免震ピット１０側）に配置された断熱材５６と、を備える。フィン部５４は、熱伝導性のよい金属材料、たとえば、鉄鋼材料、銅材料、アルミニウム材料等から構成される。

フィン部５４は、図１０のように、金属板５１と金属板ガイド５２と金属板５３，５３の四角形状の内面において、下向きの勾配を持つようにらせん状に上側から下側へと連続して形成された細帯状のフィン５５を有する。フィン５５は、底部５５ａと側部５５ｂとからＬ字形状に構成され、流入する空気と接触して熱交換を行うとともに、熱交換で生じた結露水を受けて下側へと流す結露水排水路を形成している。

熱交換部２５の金属板５１と金属板ガイド５２と金属板５３，５３とフィン部５４とは、具体的には、たとえば、ボックス状に構成できる。すなわち、図１０の破線で示すように、金属板から四角形状の角筒を構成し、その角筒内にフィン部５４を設けることで、金属ボックス５０を１ユニットに構成する。

第３実施形態例によれば、熱交換部２５のフィン部５４が熱交換と結露水排水路とを兼用することで、熱交換部２５へ上部から流入する空気が金属板５１〜５３、フィン５５と接触することで生じた水滴ｗが集まって結露水となって、底部５５ａと側部５５ｂとからなる結露水排水路を図９（ｃ）の方向ｅへと流れることにより結露水が媒体となって、金属板５１〜５３への伝熱効果を増すことができる。これにより熱交換部２５における熱交換の効率が向上する。また、結露水排水路の下部から結露水は免震ピット１０の排水溝１５へと流れる。

また、図１１のように、らせん状配置のフィン５５の底部５５ａの幅を、上から下に向かうにしたがって大きくするように構成してもよい。これにより、結露水排水路の側部５５ｂで生じた結露水の落下水も受けることができる。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、本実施形態では、住居やオフィスや病院等のための免震建物を例にして説明したが、本発明の地中熱利用システムは、これに限定されず、各種の免震構造物に適用できることはもちろんである。

本発明の免震構造物における地中熱利用システムによれば、免震構造物の未利用空間である免震ピットを利用して地中熱と外気との熱交換および外気の除湿を行うとともに結露水対策を施したので、免震構造物内の空間に、梅雨時期や夏季等であっても、低温で除湿された快適な空気を供給でき、また、省エネルギーにも寄与できる。

１ 免震構造物
３ 免震装置
４ 供給管
４ａ 供給口
５ 躯体底部
１０ 免震ピット
１１ 地下外壁
１２ 底部
１４ 空間
１５ 排水溝
２１ 外気取入口
２２ 空間
２３、２３Ａ、２４、２５ 熱交換部
３０，４０，５０ 金属ボックス
２５，３１ 金属板
２６，３２ 金属板ガイド
２７，３３ フィン部
２７ａ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ フィン
２８，３４ 断熱材
Ｇ 地面

Claims (5)

1. 地下に設置される免震ピットを有する免震構造物における地中熱利用システムであって、
   免震構造物の躯体底部と免震ピットとの間の外気取入口と、
   前記免震ピットの地下土壌と接する地下外壁に対し前記外気取入口からの外気が熱交換するように前記免震ピット内の前記地下外壁に沿って全周に配置された熱交換部と、を備え、
   前記熱交換部は、前記地下外壁に取り付けられた熱伝導性の板部材と、前記地下外壁と対向する前記躯体底部から前記免震ピットの底部に向けて配置された熱伝導性の板状ガイドと、前記板部材と前記板状ガイドとの少なくともいずれか一方に接続するように前記板部材と前記板状ガイドとの間に配置された熱伝導性の板状のフィン部と、を備え、
   前記外気が前記熱交換部において前記板部材と前記板状ガイドとの間で前記フィン部に沿って流れることにより熱交換してから前記免震ピットの空間へ導入され、前記空間から前記免震構造物内へと供給されることを特徴とする免震構造物における地中熱利用システム。
2. 前記地下外壁に取り付けられた板部材がその下部で前記免震ピットの地下土壌と接する底部まで延長されて設けられるとともに、前記板状ガイドが前記底部の上方に延長されて設けられる請求項１に記載の免震構造物における地中熱利用システム。
3. 前記板状のフィン部に結露水を前記底部へと導くように結露水排水路が設けられる請求項１に記載の免震構造物における地中熱利用システム。
4. 前記熱交換部からの結露水が前記免震ピットに設けられた排水溝に流れ込んで排出される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の免震構造物における地中熱利用システム。
5. 前記外気取入口として前記躯体底部と前記免震ピットとの間に形成される隙間を利用する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の免震構造物における地中熱利用システム。

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