JP6522305B2 - 建物外壁の開口部構造及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物外壁の開口部構造及びその使用方法に関する。

近年、建物外壁の開口部に設けられたガラスと、このガラスの内側に設けられた日射を遮蔽するブラインドと、このブラインドの内側に設けられたガラスとを備えたエアフローウインドウやダブルスキンが採用されている。エアフローウインドウ及びダブルスキンは、外側のガラスと内側のガラスとの間に形成される空間に空気を流動させて、熱負荷を低減するシステムである。

しかし、エアフローウインドウ及びダブルスキンは、外側のガラスと内側のガラスとの間で気密空間を形成するので、コストが高いなどの問題を有している。そこで、内側にガラスを設けない構造として、例えば、特開平７−１８９５９号公報（特許文献１）及び特許第２６６２７５５号公報（特許文献２）などの技術が考えられている。

特許文献１には、窓ガラスの内側に、複数のスラットで構成するブラインドを設置し、このブラインドの室内側の端部に透視性を有するスクリーンを貼着したことを特徴とする日射遮蔽装置が開示されている。特許文献２には、窓ガラスの内側に、不透明な繊維で織られた日射遮蔽用の不透明なロールスクリーンと、内側に低放射フィルムを貼設した透明なロールスクリーンとを相互間に通風間隔を存して並設し、かつ、これらロールスクリーンは個別に昇降自在としたことを特徴とする日射遮蔽装置が開示されている。

特開平７−１８９５９号公報 特許第２６６２７５５号公報

上記特許文献１及び２においては、夏期、窓から日射が室内に入る時間帯には、ブラインドまたはロールスクリーンと、窓ガラスとの間に、室内の空気を流通させることにより、この間に溜まった熱を外部に排出している。しかしながら、建物外壁の開口部によっては、日射熱の排出をしつつ、さらに通風を行うことができると、有益であることに本発明者は着想した。そして、日射排熱と通風とを両立させる建物外壁の開口部構造を実現するという新規な課題を見出した。

本発明は、上記問題点に鑑み、日射排熱と通風とを両立させる建物外壁の開口部構造及びその使用方法を提供することである。

本発明の建物外壁の開口部構造は、建物外壁の開口部の上部を遮蔽する第１の窓と、開口部の下部を遮蔽し、かつ開閉可能な第２の窓とを有する窓と、窓の内側に配置され、かつ上端縁と下端縁とを有し、下端縁が上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材とを備えている。

上記建物外壁の開口部構造において好ましくは、窓に沿って上昇した空気を建物内部及び建物外部の少なくとも一方へ排出する排気部とをさらに備えている。

上記建物外壁の開口部構造において好ましくは、窓の上方に配置された庇をさらに備えている。

上記建物外壁の開口部構造において好ましくは、上記窓は、１８００ｍｍ以上の高さを有する。

本発明の建物外壁の開口部構造の使用方法は、上記の建物外壁の開口部構造の使用方法であって、第２の窓を閉じ、かつ第１及び第２の窓に対向する空間を遮蔽するように窓遮蔽部材の下端縁を位置させる工程と、第２の窓を開け、かつ第１の窓に対向する空間を遮蔽するとともに第２の窓に対向する空間が開口するように窓遮蔽部材の下端縁を位置させる工程とを備えている。

以上説明したように、本発明は、日射排熱と通風とを両立させる建物外壁の開口部構造及びその使用方法することができる。

本発明の実施の形態１における建物外壁の開口部構造を概略的に示す断面図であり、夏期または冬期に使用している状態を示す。 本発明の実施の形態１における建物外壁の開口部構造を概略的に示す断面図であり、中間期に使用している状態を示す。 本発明の実施の形態１における建物外壁の開口部構造を概略的に示す断面図であり、夏期に使用している別の状態を示す。 本発明の実施の形態２における建物外壁の開口部構造を概略的に示す断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態である建物外壁の開口部構造１０を説明する。

図１に示すように、建物外壁の開口部構造１０は、窓１１と、窓遮蔽部材１５と、排気部１７と、ファン１８と、庇１９とを備えている。窓遮蔽部材１５は、窓１１の内側に配置されている。排気部１７は、窓１１の上方に配置されている。ファン１８は、排気部１７に配置されている。庇１９は、窓１１の上方に配置されている。

窓１１は、建物外壁１０１の開口部１０２全体を遮蔽し、建物外壁１０１の開口部１０２の上部を遮蔽する第１の窓１２と、開口部１０２の下部を遮蔽する第２の窓１３とを有している。本実施の形態では、窓１１は第１及び第２の窓１２、１３からなり、第２の窓１３上に第１の窓１２が設けられている。

第１及び第２の窓１２、１３は、例えば、窓枠と、窓枠に取り付けられたガラスとを含む。ガラスは透明であり、日射を取り込むことができる。

第１の窓１２は、閉じた窓であり、例えば、開閉することのできないＦＩＸ窓を用いてもよく、開閉可能な窓を用いてもよい。第２の窓１３は、開閉可能な窓であり、例えば、横すべり窓、外倒し窓などを用いることができる。また、窓１１を引違い窓とし、第１の窓１２と第２の窓１３とをそれぞれ異なるレールに嵌め、第２の窓１３を滑らせることで開閉可能にしてもよい。

窓遮蔽部材１５は、窓１１の内側に沿って配置され、窓１１と、建物内部の室内とを遮蔽する。窓遮蔽部材１５は、窓１１との間に空気が流動する流路（以下、「空気層１４」とも言う）を形成する。

窓遮蔽部材１５は、上端縁１５Ａと、この上端縁１５Ａと反対側の下端縁１５Ｂとを有し、下端縁１５Ｂが上下方向に変位可能なように設けられている。つまり、窓遮蔽部材１５は、下方から開口するように構成されている。このため、窓遮蔽部材１５は下からの開口面積（開口度合）を任意に調整することができる。

窓遮蔽部材１５は、例えば、ブラインド、グラデーションブラインド、ロールスクリーン、プリーツスクリーン、カーテンなどを用いることができる。窓遮蔽部材１５は、日射を遮蔽する材質であることが好ましく、日射反射率の高い材質であることがより好ましい。また、窓遮蔽部材１５は、第２の窓１３に対向する位置に配置される窓遮蔽部材１５の日射反射率が、第１の窓１２に対向する位置に配置される窓遮蔽部材１５の日射反射率よりも高くなるような材質であってもよい。

窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを上下方向に変位可能にするために、例えば、窓遮蔽部材１５を巻き取るための巻取り部が天井面または排気部１７内に配置されている。

排気部１７は、第１の窓１２の上方（第１の窓１２の上部または第１の窓１２よりも上）に配置され、建物内部及び建物外部の少なくとも一方へ空気を排出し、建物外部へ空気を排出することが好ましい。排気部１７が建物外部に空気を排出する場合には、排気部１７は例えば天井部に設けられる。本実施の形態では、排気部１７は第１の窓１２の上に設けられ、かつその入口が空気層１４の直上である。

この排気部１７には、空気流動機構としてのファン１８が設けられている。ファン１８は、例えば電動式で、回転可能である。なお、ファン１８は、省略されてもよい。排気部１７にファン１８が設けられていない場合であっても、空気層１４内の空気が日射熱により建物内部の空気よりも高温になると、煙突効果により排気部１７に向けて空気層１４内を空気が移動する。

庇１９は、第１の窓１２の上方に配置されている。庇１９が配置されていない場合には、日射遮断機能及び採光機能を季節等に応じて持たせる観点から、第１の窓１２に遮熱フィルム、遮光フィルムなどを形成してもよい。この場合、庇１９と同様の効果を有する。

なお、本実施の形態では、建物内部からの空気を吸引する吸気部は省略されているが、第２の窓１３の下方に配置された吸気部が設けられていてもよい。

続いて、本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０の使用方法について説明する。

夏期及び冬期には、図１に示すように、第２の窓１３を閉じ、かつ第１及び第２の窓１２、１３に対向する空間を遮蔽するように窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを位置させる。窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂは、窓枠の下端縁と隙間を形成することが好ましい。本実施の形態では、窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂは、第１の窓１２の下端縁のやや上方に位置している。

夏期には、空気層１４に滞留している空気は、日射熱のため、窓遮蔽部材１５の内側の空気よりも温度が高いので、空気層１４に滞留している空気は煙突効果により上昇する。このため、図１の矢印Ａに示すように、窓遮蔽部材１５の内側の空気が空気層１４に供給され、空気層１４を上昇した空気が排気部１７から排出される。このとき、排気部１７に設けられたファン１８を起動すると、空気層１４内の空気の流動を促進できるので、煙突効果と相乗して、空気層１４の通気量が増加し、排熱量を増やすことができる。このように、空気層１４内の高い熱量を有する空気を排気部１７に送り出すことができるので、窓１１と窓遮蔽部材１５とのエアフローで日射熱を排出できるため、開口部１０２の熱負荷を低減することができる。

また、窓遮蔽部材１５が第１の窓１２に対向する空間を遮蔽しているので、窓遮蔽部材１５が日射を遮蔽する機能を有している場合には、日射を遮蔽することができる。庇１９が配置されている場合または第１の窓１２に遮熱フィルム、遮光フィルムが形成されている場合には、日射をさらに遮蔽できる。

冬期には、建物外部の冷たい空気に冷やされて、窓１１の建物内部側の表面が冷たくなるので、空気層１４には冷たい空気が滞留する。窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂと床との間に隙間があるので、窓遮蔽部材１５よりも室内側の暖かい空気が空気層１４に流入される。このとき、排気部１７に設けられたファン１８を起動すると、空気層１４内の空気が上方に誘引され、コールドドラフトの抑制になる。

また、夏期と冬期との中間期には、図２に示すように、第２の窓１３を開け、かつ第１の窓１２に対向する空間を遮蔽するとともに第２の窓１３に対向する空間が開口するように窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを位置させる。本実施の形態では、第１の窓１２と第２の窓１３との境界と、窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂとが同じ高さになるように、下端縁１５Ｂを位置させているので、第１の窓１２全体が窓遮蔽部材１５で遮蔽され、第２の窓１３全体が窓遮蔽部材１５で遮蔽されていない。なお、この工程において、窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂは、第１の窓１２の下部に位置してもよい。

この工程では、図２の矢印Ｂに示すように、建物外部から建物内部へ空気を取り込むことができ、通風が可能である。さらに、第２の窓１３に対向する空間が開口するように窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを位置させているので、第２の窓１３を開けても、風による窓遮蔽部材１５のばたつきを抑制できるので、通風の際に、風の影響による破損、音の発生等を抑制できる。

また、窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂは、第２の窓１３の下端縁よりも上方に位置しているので、矢印Ａに示すように、窓遮蔽部材１５の室内側の空気が空気層１４に流れ込む。気温が低い場合には冬期と同様の効果を有し、気温が高い場合には、夏期と同様の効果を有する。つまり、熱負荷を低減することができる。

このように、図２に示す使用方法では、エアフローによる排熱経路と、通風経路とが交錯しないように分離している。このため、照明、人体などから生じる建物内部の発熱を通風で排出できるとともに、日射熱をエアフローで排出できるので、日射排熱と通風とを両立することができる。

なお、本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０は、第２の窓１３の開閉と、窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂの上下方向の変位とが可能であるため、図１及び図２に示す状態以外の使用も適宜可能である。例えば、図３に示すように、第２の窓１３を閉じ、かつ第１及び第２の窓１２、１３に対向する空間が開口するように窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを位置させてもよい。この工程は、例えば夏期に使用される。この場合、窓遮蔽部材１５が第１及び第２の窓１３に対向する空間を遮断しないため、建物内部に日射による明るさを取り込むことができる。このため、建物内部の照度を上げることができるので、照明エネルギーを低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０は、建物外壁１０１の開口部１０２の上部を遮蔽する第１の窓１２と、開口部１０２の下部を遮蔽し、かつ開閉可能な第２の窓１３とを有する窓１１と、窓１１の内側に配置され、かつ上端縁１５Ａと下端縁１５Ｂとを有し、下端縁１５Ｂが上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材１５とを備えている。

本実施の形態の建物外壁の開口部構造１０によれば、第２の窓１３を開閉することにより、外気を遮断することと、外気を建物内部に取り込む、つまり通風することとができる。また、窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを上下方向に変位させることにより、窓１１と窓遮蔽部材１５との間に空気が流動する流路（空気層１４）を形成できる。この空気層１４には、日射熱により加熱された空気を流動させることができるので、日射排熱が可能である。したがって、本実施の形態の建物外壁の開口部構造１０は、日射排熱と通風とを両立することができる。

なお、「通風」とは、建物外部と建物内部とで、空気の流通を行うことを意味している。本実施の形態では、通風として、建物外部の空気を建物内部に取り込んでおり、建物内部の空気が建物外部に排出されてもよい。

また、本実施の形態にける建物外壁の開口部構造１０において、窓遮蔽部材１５の外側には窓が配置されていない。このため、本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０は、外側の窓と内側の窓との間で気密空間を形成するエアフローウインドウ及びダブルスキンに比べて、コストを低減できるとともに、第２の窓１３を開けることで通風をすることもできる。したがって、本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０は、エアフローウインドウ及びダブルスキンの機能を有しつつ、エアフローウインドウ及びダブルスキンの欠点を補うことができる。

このように、本実施の形態の建物外壁の開口部構造１０は、窓１１と窓遮蔽部材１５との間の空気層１４による日射排熱経路と、下方に設けられた開閉可能な第２の窓１３による通風経路とを分離することによって、日射排熱と通風とを両立することができる。このため、本実施の形態の建物外壁の開口部構造１０は、日射受光面積の大きな大型の窓１１に好適に用いられる。大型の窓は、例えば、１８００ｍｍ以上の高さを有する窓であり、下端縁が腰よりも低い窓であることが好ましい。大型の窓は受光面積が大きいので、夏期には日射熱により建物内部における窓近辺には高い熱量の空気が滞留するが、本実施の形態の建物外壁の開口部構造１０を適用することにより、夏期における排熱の効率が良いという効果が顕著に発現される。

本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０において好ましくは、第２の窓１３の上方に配置され、かつ建物内部及び建物外部の少なくとも一方へ空気を排出する排気部１７をさらに備えている。本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０においてより好ましくは、第２の窓１３の上方に配置され、かつ建物外部へ空気を排出する排気部１７をさらに備えている。

排気部１７により、空気層１４を上昇した空気を建物内部及び建物外部の少なくとも一方に排出することができる。このため、日射排熱と通風とを両立した建物外壁の開口部構造１０を実現できる。

また、排気部１７により、窓遮蔽部材１５と窓１１との間の空気層１４を負圧にすることで、窓遮蔽部材１５よりも室内側の空気が空気層１４に流れやすいとともに、空気層１４の空気が窓遮蔽部材１５よりも室内側へ漏れることが抑制される。この観点から、本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０において、排気部１７に設けられたファン１８などの空気流動装置をさらに備えていることが好ましい。

本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０において好ましくは、窓１１の上方に
配置された庇１９をさらに備えている。

これにより、夏期には日射を遮ることができる。また、冬期には太陽高度が下がるので、庇１９が配置されていても日射熱を利用できるので、熱負荷を低減できる。

また、本実施の形態の建物外壁の開口部構造１０の使用方法は、上述した建物外壁の開口部構造１０の使用方法であって、図１に示すように、第２の窓１３を閉じ、かつ第１及び第２の窓１２、１３に対向する空間を遮蔽するように窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを位置させる工程（第１工程）と、図２に示すように、第２の窓１３を開け、かつ第１の窓１２に対向する空間を遮蔽するとともに第２の窓１３に対向する空間が開口するように窓遮蔽部材１５の下端縁１５Ｂを位置させる工程（第２工程）とを備えている。

本実施の形態における建物外壁の開口部構造１０の使用方法によれば、第１工程では、窓遮蔽部材１５よりも室内側の空気が空気層１４に供給されることで、夏期には日射熱を排出でき、冬期にはコールドドラフトの抑制が効果的である。第２工程では、第２の窓１３を開けても、窓遮蔽部材１５における第２の窓１３に対向する空間が開口しているので、窓遮蔽部材１５のばたつきを抑制して、建物外部からの空気を取り込むことができる。また、第２工程では、第１工程の夏期と同様に、日射熱を排出することができる。

（実施の形態２）
図４に示すように、本発明の実施の形態２における建物外壁の開口部構造２０は、基本的には実施の形態１の建物外壁の開口部構造１０と同様の構成を備えているが、建物外壁１０１の開口部１０２Ａ、１０２Ｂが複数である点において異なる。

具体的には、図４に示すように、建物外壁１０１の開口部１０２Ａ、１０２Ｂのうち、下部に位置する開口部１０２Ａを第２の窓１３が遮蔽し、上部に位置する開口部１０２Ｂを第１の窓１２が遮蔽する。

このように、建物外壁１０１の開口部１０２Ａ、１０２Ｂが複数形成されている場合にも、本発明の建物外壁の開口部構造を適用することができる。

なお、本実施の形態では、建物外壁の開口部が２つである場合を例に挙げて説明したが、建物外壁の開口部は３つ以上であってもよい。この場合、例えば、３つ以上の開口部をそれぞれ遮蔽するための３つ以上の窓が設けられる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，２０ 建物外壁の開口部構造、１１ 窓、１２ 第１の窓、１３ 第２の窓、１４ 空気層、１５ 窓遮蔽部材、１５Ａ 上端縁、１５Ｂ 下端縁、１７ 排気部、１８ ファン、１９ 庇、１０１ 建物外壁、１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ 開口部。

Claims (4)

1. 建物外壁の開口部の上部を遮蔽し、かつ開閉することのできない閉じた第１の窓部と、前記開口部の下部を遮蔽し、かつ開閉可能な第２の窓部とを有する窓と、
   前記窓の内側に建物内部空間に露出されて配置され、かつ上端縁と下端縁とを有し、前記下端縁が上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材と、
   前記窓に沿って上昇した空気を建物内部及び建物外部の少なくとも一方へ排出する排気部とを備え、
   前記窓遮蔽部材は、前記第１の窓部に対向する空間を遮蔽するとともに前記第２の窓部に対向する空間が開口するように前記窓遮蔽部材の前記下端縁を位置させる状態をとることが可能に設けられており、
   この状態で前記第２の窓部を開けた場合に、
   前記建物内部の空気が、前記窓遮蔽部材の下端縁の下方を通過して、前記第１の窓部と前記窓遮蔽部材との間の空気層に供給されて、前記空気層内の空気が、前記排気部に導かれる排熱経路が形成されるとともに、
   前記窓遮蔽部材の下端縁の下方に、前記建物外部と前記建物内部とで空気を流通させる通風経路が形成される、建物外壁の開口部構造。
2. 前記窓の上方に配置された庇を備えた、請求項１に記載の建物外壁の開口部構造。
3. 前記窓は、１８００ｍｍ以上の高さを有する、請求項１または２に記載の建物外壁の開口部構造。
4. 建物外壁の開口部構造の使用方法であって、
   前記建物外壁の開口部構造は、
   建物外壁の開口部の上部を遮蔽し、かつ開閉することのできない閉じた第１の窓部と、前記開口部の下部を遮蔽し、かつ開閉可能な第２の窓部とを有する窓と、
   前記窓の内側に建物内部空間に露出されて配置され、かつ上端縁と下端縁とを有し、前記下端縁が上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材と、
   前記窓に沿って上昇した空気を建物内部及び建物外部の少なくとも一方へ排出する排気部とを備え、
   前記第２の窓部を閉じ、かつ前記第１及び第２の窓部に対向する空間を遮蔽するように前記窓遮蔽部材の前記下端縁を位置させる第１工程と、
   前記第２の窓部を開け、かつ前記第１の窓部に対向する空間を遮蔽するとともに前記第２の窓部に対向する空間が開口するように前記窓遮蔽部材の前記下端縁を位置させる第２工程とを備え、
   前記第２工程で前記第２の窓部を開けた場合に、
   前記建物内部の空気が、前記窓遮蔽部材の下端縁の下方を通過して、前記第１の窓部と前記窓遮蔽部材との間の空気層に供給されて、前記空気層内の空気が、前記排気部に導かれる排熱経路を形成するとともに、
   前記窓遮蔽部材の下端縁の下方に、前記建物外部と前記建物内部とで空気を流通させる通風経路を形成する、建物外壁の開口部構造の使用方法。

Images