JP6529291B2 - 建築物 - Google Patents

Description

本発明は、多階層を備えた建物本体に、下層から屋上まで連通する換気用縦穴（シャフトやダクト）を設けてある建築物に関する。

従来、この種の建築物としては、多階層の落差を利用しながら室内の空気を重力換気するために、下層から屋上に通じるダクトを設け、このダクトを通して室内の空気を屋外に排出するように構成されたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２４４０１号公報（図１、図２、図８〜１１）

上述した従来の建築物によれば、ダクトは、建物本体内の全床面積の一部を割いて設けられたダクトスペース（縦に貫通する縦穴）に収められることが多い。その結果、ダクトの面積に相当して建物本体内の床面積が減少することになる。
また、床面積の減少を避けるために、ダクトを外壁の外側に沿わせて配置することも考えられるが、この場合は、ダクト設置部分が建築物の外壁面に露出することになり、建築物の美観性を損いかねない問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、換気経路を確保するにあたり、床面積の減少を抑制すると共に、建築物の美観性を維持できる建築物を提供するところにある。

本発明の特徴は、建物本体の構造体を構成する柱に、前記柱の断面内で上下に伸びる中空部と、前記柱の側面に開口して前記中空部と建物内とを空気流通可能に連通する第１流通口と、前記第１流通口より上方の階層に位置し、前記中空部と屋外とを空気流通可能に連通する第２流通口と、を設け、前記第１流通口と前記中空部と前記第２流通口とにわたる換気経路が確保されており、前記建物本体の外壁に形成された開口に設けられると共に、建物内外方向に間隔をあけた状態で並べて設けられたアウター層、及び、インナー層を備え、前記柱は、前記アウター層と前記インナー層との間の介在空間に前記第１流通口が臨む状態で、平面視で前記介在空間に入り込んでいるところにある。

本発明によれば、上述のように、構造体を構成する柱に、前記中空部と第１流通口と第２流通口とを設けて、中空部を通した換気経路を確保できるようになり、従来のように、床面積の一部を割いて換気用ダクトを配置したり、建築物の外壁面に換気用ダクトを露出させたりせずに、室内の換気を図れるようになる。
よって、床面積をより広く確保することができると共に、換気用ダクトを設けないことに伴って、コストダウンや、美観性の低下防止を図ることができる。

また、構造体を構成する柱は、軸力を支持する関係上、上から下まで軸が通っていることが多いから、中空部の換気経路も上下に通り、空気を流通させる上での損失抵抗を少なくできる。
よって、柱の中空部を通した換気を効率よく行える。

以上の結果、換気経路を確保するにあたり、床面積の減少を抑制すると共に、建築物の美観性を維持した状態で、効率のよい換気を実現できるようになる。

尚、中空部での空気の流れは、重力換気においては、第１流通口から中空部に進入した空気が上昇して第２流通口から屋外に排出される。また、風力換気においては、風によって第２流通口付近に負圧が発生すれば、中空部の空気は上昇する。また、風力によって第２流通口付近に正圧が発生すれば、第２流通口を通して屋外から中空部に進入した空気が下降して第１流通口から屋内に送り込まれることもある。
このように、上下向きのそれぞれに対応して、自然換気の促進を図れる。
更には、ファン等の換気装置を利用した機械換気にも対応することができる。

また、介在空間を挟んだアウター層とインナー層とを設け、介在空間に第１流通口が臨む状態に柱を設けてあることで、外壁の開口まわりの熱負荷を介在空間に集めると共に、その熱負荷を、第１流通口から柱の中空部を通して第２流通口で屋外に排出することができ、ペリメータでの熱負荷の低減を図れる。その結果、室内の空調効果を向上させることができる。

また、柱は、介在空間に入り込む状態に設けてあるから、柱断面の全てをインナー層より室内側に設けるのに比べて、室内の有効床面積をより広く確保できる。

本発明においては、前記インナー層に、前記アウター層とは反対側の室内空間と、前記介在空間とを連通可能な連通口を設けてあると好適である。

本構成によれば、インナー層に連通口を設けてあるから、アウター層とインナー層との間の介在空間は、連通口を通して室内空間と連通する空間となる。従って、室内空間を、介在空間と柱の中空部とを含む一連の換気経路に連通させることができ、室内の換気を行える。
また、介在空間は、室内空間と連通することで密閉性が低下し、例えば、アウター層に風荷重が作用しても、それに伴う内圧の上昇は緩和される。従って、アウター層とインナー層の部材設計において、風荷重はアウター層のみで負担し、インナー層は、風荷重の影響を除外して設計できるようになる。
その結果、インナー層の部材としては、高強度のガラス板等に限らず、例えば、障子程度の低強度で安価な材料を選択することができ、コストダウンを図ることができる。

本発明においては、前記建物本体は、複数階層を設けてあり、前記柱は、前記第１流通口を設けてある階層から前記第２流通口を設けてある階層にわたって連続させて前記中空部を設けてあると好適である。

本構成によれば、柱内に換気経路を設ける階層のみに中空部を設けることができ、その他の階層においては、例えば、中実の状態に構成し、強度アップを図ることが可能となる。
一例としては、建築物の下層部の柱には、上層部に比べて大きな軸力が作用することとなる為、下層部の柱は高強度が得られる中実断面とし、上層部の柱に中空部を形成する等の対応が可能となる。よって、設計の自由度が向上する。

建築物の外壁部分を示す平面図である。 図１中のII−IIにおける矢視図（正面視断面図）である。 図２中のIII−IIIにおける矢視図（側面視断面図）である。 別実施形態の建築物の外壁部分を示す平面図である。 別実施形態の建築物の外壁部分を示す平面図である。 別実施形態の建築物の外壁部分を示す平面図である。 別実施形態の建築物の外壁部分を示す正面視模式図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜３は、本発明の建築物の一実施形態を示すもので、当該建築物は、多数の階層を備えた建物本体１で構成されている。
建物本体１は、例えば、鉄骨造や鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造やコンクリート充填鋼管構造等、何れの構造であってもよく、当該実施形態においては、鉄骨造とコンクリート充填鋼管構造との併用構造を採用している。

建物本体１には、構造体を構成する多数の柱２や梁３、及び、スラブ４、壁５等が設けられている。
また、建物本体１の外周部の開口Ｋは、全面開口として構成され、そこには建物内外方向に間隔をあけた状態で並べて設けられたアウターガラスパネル（アウター層の一例）６と、インナーガラスパネル（インナー層の一例）７とを備えたダブルガラス仕切ゾーン（外壁の一例）Ｗが設けられ、屋外と室内との遮蔽が図られている（図３参照）。

このダブルガラス仕切ゾーンＷは、所謂「エアフローウィンドウ」や「ダブルスキン」といった方式を採用することができ、何れにしても、アウターガラスパネル６とインナーガラスパネル７との間の介在空間８に集められた熱負荷を屋外に排出することで、ペリメータゾーンの熱負荷の低減を図ることが可能となる。

アウターガラスパネル６は、例えば、透明の強化ガラスを用いて構成してあり、所定の風荷重を受け止めることができるように設計されている。
インナーガラスパネル７は、例えば、透明のフロートガラスを用いて構成してあり、下端部には、インナーガラスパネル７の建物内側に広がる室内空間９と上述の介在空間８とを連通可能な連通口１０が設けてある。

柱２について説明する。多数の柱２は、平面視で縦横に所定の間隔をあけて配置してあり、その中でも、最外周の柱２は、ダブルガラス仕切ゾーンＷに入り込んだ状態に設けられている（図１参照）。

柱２は、断面形状が４角形の鋼管柱で構成してある。当該実施形態においては、柱２の内部は、上下に延びる中空部２Ａとして構成してあり、この中空部２Ａを換気経路Ｒとして使用している（図２、図３参照）。

また、換気経路Ｒの空気の流れをスムーズにするために、図には示さないが、鉄骨の梁３との接合箇所に設けられるダイヤフラムは、柱２の内周の突出量を抑え、外周の突出量が大きくなるように形成してある。

ここに挙げた柱２は、全長にわたって中空部２Ａを設けてあるものと、下層部については内部にコンクリートＦを充填する（所謂「コンクリート充填鋼管構造」）と共にそれより上層側のみに中空部２Ａを設けてあるものとの二種類の柱２を併用している（図２参照）。
これによって、大きな軸力が作用することとなる下層部の柱の強度を高く設定できるようになる一方で、自然換気において中空部２Ａを流通させる空気量が多くなる上層部側の換気経路Ｒの有効断面積を増加させることができ、設計の自由度が向上する。

上述の通り、最外周の柱２は、ダブルガラス仕切ゾーンＷに入り込んだ状態に設けられているから、側面部が介在空間８に面する状態に設けられている。そして、中空部２Ａが設けられている上下範囲においては、側面部に、中空部２Ａと介在空間（建物内の空間の一例）８とを空気流通可能に連通させる第１流通口１１が設けられている。

この第１流通口１１は、各階層ごとに設けてあり、柱２の側面部の一部を開口させる状態で形成してある。高さ位置は、上下階の両スラブ４で仕切られている介在空間８の内で、梁３の下方近傍に設定してある。従って、第１流通口１１は、各介在空間８の上端部に臨んでおり、介在空間８内で上端側に集まる温度の高い空気が、第１流通口１１を通して柱２の中空部２Ａに進入し易い。
尚、各第１流通口１１には、図には示さないが、防火ダンパー、防煙ダンパー、防火・防煙ダンパー等のダンパーが設けてある。

また、柱２の上端部には、屋上階で屋外に開口する第２流通口１２が設けてある。
当該実施形態では、柱２の上端部開口に水平方向に開口するフードカバー１２ａが取り付けてあり、雨水等が、中空部２Ａに進入するのを防止している。

従って、ダブルガラス仕切ゾーンＷ内の空気は、アウターガラスパネル６を通した日射によって温度が上昇し、それに伴って生じる対流で温度の高い空気が介在空間８内を上昇し、第１流通口１１から、柱２の中空部２Ａに進入し、更に、中空部２Ａを上昇し続けて、最終的には、第２流通口１２から屋外に排出される。
また、介在空間８内の空気が屋外に排出されるに伴って、室内空間９の空気が連通口１０を通して、介在空間８内に引き込まれる。
この様に、連通口１０から介在空間８、第１流通口、中空部２Ａ、第２流通口１２につながる換気経路Ｒが形成される。

即ち、当該実施形態の建築物によれば、ダブルガラス仕切ゾーンＷによって外壁５Ａ周りの熱負荷の低減を図れることで、室内空間９の空調効率を良好に維持することができる。
更には、ファン等の送風装置を用いなくても、室内空間９の空気を、上述の換気経路Ｒを使用した重力換気によって屋外に排出することができる。
しかも、換気専用のダクトを設けることなく、柱２の中空部２Ａを有効に活用して換気できるから、本来であればダクトを設けていた範囲も室内面積として自由に使用でき、室内有効床面積の増加が可能となる。

また、柱２とアウターガラスパネル６とで形成したシンプルなファサードを実現することができ、建築物の意匠性についても良好に保つことができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 建物本体１は、先の実施形態で説明した構造や意匠に限るものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、建物構造形式に関しては、鉄骨造とコンクリート充填鋼管構造との組み合わせに限るものではなく、他に、鉄骨造や鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等の単独（又は組み合わせた）構造形式や、それらを含めた複数の建物構造形式の組み合わせであってもよい。

従って、柱２に関しては、鋼管柱で構成してあるものに限るものではない。要するに、構造体を構成する柱であって、断面内で上下に伸びる中空部２Ａを形成できるものであればよく、それらを含めて柱２と総称する。
勿論、外形は、先の実施形態で説明した４角形に限るものではなく、４以外の多角形であったり、円形や楕円形等であってもよい。

〈２〉 柱２は、平面視で、先の実施形態で説明したアウター層６とインナー層７との間の介在空間８に、建物内外方向の全厚みにわたって入り込む状態に配置されることに限るものではなく、例えば、柱２が、介在空間８に入り込まない配置、即ち、ダブルガラス仕切ゾーンＷより室外側、又は、ダブルガラス仕切ゾーンＷより室内側に配置されたものであってもよい。

また、柱２が、前記介在空間８に入り込む配置を採用する場合であっても、柱２断面の全てが入り込むのではなく、例えば、図４に示すように、平面視で、介在空間８の建物内外方向での一部に入り込む状態に配置されていてもよい。
この実施形態においては、第１流通口１１は、柱２の側部の内、室内空間９に面する部分と、介在空間８に面する部分とにそれぞれ設けてあり、それぞれの第１流通口１１を通して、室内空間９と中空部２Ａ、及び、介在空間８と中空部２Ａの空気流通を図ることができる。

尚、柱２の側面に設けられている第１流通口は、柱２の中空部２Ａと建物内（介在空間８と室内空間９との少なくとも一方）とを空気流通可能となるように設けてあればよい。

〈３〉 外壁５Ａに設けられたダブルガラス仕切ゾーンＷは、先の実施形態で説明した構造に限るものではなく、例えば、各階層ごとに区切られたものに替えて、複数階層にわたって連通する構造であってもよい。
また、アウター層６に介在空間８と屋外空間とを連通させる連通口を形成した所謂「ダブルスキン」といった方式を採用することもできる。
即ち、外壁５Ａを、ダブルガラス仕切ゾーンＷで構成する場合は、所謂「エアフローウィンドウ」や「ダブルスキン」といった方式を採用することができる。
また、アウター層６やインナー層７の構成は、先の実施形態で説明したものに限定されない。例えば、アウター層６は、カーテンウォールで構成したり、サッシ等の建具を使用したものであってもよい。
また、インナー層７については、風荷重を負担しない場合、例えば、障子等の軽微な建具で構成してあってもよい。

〈４〉 また、建物本体１の外壁５Ａは、先の実施形態で説明したダブルガラス仕切ゾーンＷによって構成するものに限らず、例えば、アウター層６のみで構成してあってもよい（図５、図６参照）。この場合は、前述の介在空間８は存在しない。
このような建築物においては、柱２の配置は、平面視で、外壁５Ａの室内側、又は、外壁５Ａの室外側、又は、外壁５Ａに入り込んだ位置に設けてあってもよい。

柱２が、外壁５Ａの室外側、又は、外壁５Ａの室内側に配置される場合には、例えば、図５、図６に示すように、外壁５Ａに柱２を接触させて設けてあったり、図には示さないが、柱２を外壁５Ａの室外側、又は、室内側に離間する状態に設けてあってもよい。

図５に示す実施形態を説明すると、先の実施形態で説明したアウター層６と同様の部材で構成された外壁５Ａの室内側に接触させて柱２が設けてある。柱２の側部には、複数の第１流通口１１が、室内空間９に臨む状態で設けてあり、中空部２Ａと室内空間９との直接的な空気流通が可能となる。

図６に示す実施形態を説明すると、先の実施形態で説明したアウター層６と同様の部材で構成された外壁５Ａの室外側に接触させて柱２が設けてある。柱２の室内空間９側に面する側部には、第１流通口１１が、室内空間９に臨む状態で設けてあり、中空部２Ａと室内空間９との直接的な空気流通が可能となる。この実施形態においては、平面視で窓際ラインが直線状となるから、室内の配置計画の自由度が向上する。

〈５〉 換気経路Ｒは、先の実施形態では、中空部２Ａ内を、空気が上向きに流れる重力換気に専ら使用される状態を説明したが、これに限るものではなく、例えば、中空部２Ａ内を、空気が下向きに流れる換気状態においても使用可能である。

〈６〉 柱２の中空部２Ａは、先の実施形態では、第１流通口１１を設けてある階層から第２流通口１２を設けてある屋上階にわたって連続させて設けてある例を説明したが、例えば、第２流通口１２を設けてある階層は、第１流通口１１を設けてある階層より上方で、且つ、屋上階より下方の途中階であってもよい。
また、柱２の全長の内のコンクリートＦ充填領域は、適宜、変更することが可能で、例えば、図７に示すように、コンクリートＦ充填領域の高さが、複数段となるように設定してあってもよい。
また、コンクリートＦ充填対象の柱２間隔も、適宜設定することが可能で、一本飛ばし以外の間隔設定も可能である。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

当該建築物は、構造体を構成する柱に、断面内で上下に延びる中空部を備えたものに利用することができる。

１ 建物本体
２ 柱
２Ａ 中空部
５Ａ 外壁
６ アウターガラスパネル（アウター層の一例）
７ インナーガラスパネル（インナー層の一例）
８ 介在空間
９ 室内空間
１０ 連通口
１１ 第１流通口
１２ 第２流通口
Ｋ 開口
Ｒ 換気経路

Claims (3)

1. 建物本体の構造体を構成する柱に、
   前記柱の断面内で上下に伸びる中空部と、
   前記柱の側面に開口して前記中空部と建物内とを空気流通可能に連通する第１流通口と、
   前記第１流通口より上方の階層に位置し、前記中空部と屋外とを空気流通可能に連通する第２流通口と、を設け、
   前記第１流通口と前記中空部と前記第２流通口とにわたる換気経路が確保されており、
   前記建物本体の外壁に形成された開口に設けられると共に、建物内外方向に間隔をあけた状態で並べて設けられたアウター層、及び、インナー層を備え、
   前記柱は、前記アウター層と前記インナー層との間の介在空間に前記第１流通口が臨む状態で、平面視で前記介在空間に入り込んでいる建築物。
2. 前記インナー層に、前記アウター層とは反対側の室内空間と、前記介在空間とを連通可能な連通口を設けてある請求項１に記載の建築物。
3. 前記建物本体は、複数階層を設けてあり、
   前記柱は、前記第１流通口を設けてある階層から前記第２流通口を設けてある階層にわたって連続させて前記中空部を設けてある請求項１または２に記載の建築物。

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