JP2009235677A

JP2009235677A - Thermal environment improving system

Info

Publication number: JP2009235677A
Application number: JP2008079731A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Okuyama; 博康奥山; Yoshiaki Onishi; 由哲大西; Takao Yokoyama; 孝男横山
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Sanyo Seiki Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Sanyo Seiki Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an effective and appropriate thermal environment improving system intended for a building such as a factory and a gymnasium. <P>SOLUTION: An exterior wall surface 1 of the building has: a double structure which is composed of inside and outside skins 1a and 1b; a roof surface 2 of the building has a double structure which is composed of inside and outside skins 2a and 2b; an in exterior wall surface airway 1c and an in roof surface airway 2c are provided in series in them; an outside air inflow port 5 is closeably provided at the edge of eaves portion of the roof surface; an outside air outflow port 7 is provided on the top portion of the roof surface; an openable/closeable ventilation monitor 8 capable of spontaneously discharging indoor air and outside air is installed on the top portion of the roof surface; and an indoor air vent hole 10 for making the indoor air flow into the in exterior wall surface airway is closeably provided in a position near a floor on the inner skin of the exterior wall surface. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば工場や体育館等の建物を対象として適用して好適な温熱環境改善システム、特に自然エネルギーを最大限に有効活用して温熱環境を効率的に改善することの可能な温熱環境改善システムに関する。 The present invention is a thermal environment improvement system suitable for application to buildings such as factories and gymnasiums, and in particular, thermal environment improvement capable of efficiently improving the thermal environment by maximizing the effective use of natural energy. About the system.

過去に建設されて現在も稼働中の既存の工場建物には、主として経済的な理由から屋根面や外壁が軽量かつ簡易な構造とされているものも多く、たとえば屋根面はスレートによる一枚屋根とされ、外壁面は波板による一枚壁とされ、窓面は透明波板により形成され、しかも簡易な冷暖房設備や換気設備が設置されているだけの場合も多い。
そのような工場の温熱環境は当然に良好とはいえず、夏期にはかなり暑く冬季にはかなり寒くなるものであることからその改善が必要とされることも多い。
そのような既存工場の温熱環境を改善するためには、外壁面や屋根面、窓面の断熱性能を向上させ、また冷暖房設備や換気設備を設置あるいは増強することが一般的である。
また、近年においては省エネルギーや地球温暖化防止の観点から建物の冷暖房換気システムにおいても自然エネルギーを有効利用する機運があり、たとえば特許文献１や特許文献２には個人住宅を対象とするものとしてパッシブソーラーシステムを基本とする空調および換気システムについての提案がある。
特開２００６−９７４２５号公報特開２００６−１８３９４８号公報 Many existing factory buildings that have been built and are still in operation have light and simple roofs and outer walls, mainly for economic reasons. For example, the roof is a single roof made of slate. In many cases, the outer wall surface is a single wall made of corrugated plates, the window surface is formed of transparent corrugated plates, and simple air-conditioning and ventilation facilities are simply installed.
The thermal environment of such factories is naturally not good, and it is often necessary to improve it because it is quite hot in the summer and very cold in the winter.
In order to improve the thermal environment of such an existing factory, it is common to improve the heat insulation performance of the outer wall surface, the roof surface, and the window surface, and to install or enhance the cooling / heating equipment and ventilation equipment.
Further, in recent years, there is a momentum for effectively using natural energy even in a building air conditioning ventilation system from the viewpoint of energy saving and prevention of global warming. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are passively intended for private houses. There are proposals for air conditioning and ventilation systems based on solar systems.
JP 2006-97425 A JP 2006-183948 A

既存工場の温熱環境を改善するための方策として、上記のように外壁面や屋根面、窓面の断熱性能を単に向上させ、また冷暖房設備や換気設備を単に設置あるいは増強することは、大がかりな改修を必要として多大なコストを要し、また改修後にはランニングコストの増大も不可避であり、現実的ではない場合も多い。
また、特許文献１〜２に提案されているようなシステムを既存工場の温熱環境を改善するための冷暖房換気システムとして適用することも考えられなくはないが、それらのシステムは個人住宅を対象としていることからそのまま工場建物に適用することは困難であるし、パッシブソーラーシステムを基本とするものの機械換気システムとの併用が前提であるので必ずしも自然エネルギーを充分に活用できるものでもない。
以上のことから、既存工場の温熱環境を可及的に簡便かつ低コストで改善することができ、しかも自然エネルギーを充分に有効活用することのできる有効適切な温熱環境改善システムの開発が望まれており、種々模索されているのが実状である。 As a measure to improve the thermal environment of existing factories, simply improving the heat insulation performance of the outer wall surface, roof surface, and window surface as described above, and simply installing or strengthening the air conditioning equipment and ventilation equipment is a large scale. Refurbishment requires a great deal of cost, and after refurbishment, an increase in running cost is unavoidable and often not realistic.
Moreover, it is not unimaginable to apply the system proposed in Patent Documents 1 and 2 as an air-conditioning / ventilation system for improving the thermal environment of an existing factory, but these systems are intended for private houses. Therefore, it is difficult to apply to a factory building as it is, and since it is premised on the combined use with a mechanical ventilation system although it is based on a passive solar system, it cannot necessarily fully utilize natural energy.
In light of the above, it is desirable to develop an effective and appropriate thermal environment improvement system that can improve the thermal environment of existing factories as easily and at a low cost as possible, and that can fully utilize natural energy. The reality is that it has been sought after.

勿論、自然エネルギーを充分に有効活用することは、既存工場を対象として温熱環境改善のための改修を行う場合のみならず、各種用途の建物を新築し改修する場合にも同様に検討するべき重要な課題でもあるので、本発明は既存工場のみならず各種用途の建物を新築し改修する場合全般に広く適用可能な有効適切な温熱環境改善システムを提供することを目的としている。 Of course, the effective use of natural energy should be considered not only when renovating a thermal environment for existing factories but also when building and renovating buildings for various purposes. Therefore, the present invention has an object to provide an effective and appropriate thermal environment improvement system that can be widely applied not only to existing factories but also to new and renewed buildings for various purposes.

本発明は、建物を対象とする温熱環境改善システムであって、建物の外壁面を内皮と断熱性を有する外皮とによる二重構造として該外壁面内に外壁面内通気路を設けるとともに、該建物の屋根面を内皮と断熱性を有する外皮とによる二重構造として該屋根面内に屋根面内通気路を設けて、それら外壁面内通気路と屋根面内通気路とを連通せしめておき、前記屋根面の軒先部に前記屋根面内通気路に外気を流入させるための外気流入口を開閉可能に設けるとともに、該屋根面の頂部には前記外気流入口から前記屋根面内通気路に流入させた外気を室内に流出させるための外気流出口を設け、前記屋根面の頂部には、室内空気および前記外気流入口から前記屋根面内通気路に流入し前記外気流出口から室内に流出した外気を排気経路を通して外部に自然排気可能な換気モニタを設置するとともに、該換気モニタには前記排気経路を開閉するためのダンパを設け、前記外壁面の内皮の床近傍位置には、室内空気を前記外壁面内通気路に流入させるための室内空気通気口を開閉可能に設けてなることを特徴とする。 The present invention is a thermal environment improvement system for a building, wherein the outer wall surface of the building is formed as a double structure with an inner skin and a heat-insulating outer skin, and an air passage in the outer wall surface is provided in the outer wall surface. The roof surface of the building is formed as a double structure with an inner skin and a heat-insulating outer skin, and an air passage in the roof surface is provided in the roof surface, and the air passage in the outer wall surface and the air passage in the roof surface are communicated with each other. An outside airflow inlet for allowing outside air to flow into the roof surface air passage is openable and closable at the eaves portion of the roof surface, and the roof surface has a top portion from the external air current inlet to the air passage in the roof surface. An outside air flow outlet is provided for letting the outside air that has flowed into the room flow out into the room, and at the top of the roof surface, the air flows into the air passage in the roof surface from the room air and the outside air flow inlet, and flows out into the room from the outside air flow outlet. Outside air through the exhaust path A ventilation monitor capable of natural exhaust is installed, and a damper for opening and closing the exhaust path is provided in the ventilation monitor, and indoor air is passed to the inner wall of the outer wall surface at a position near the inner floor of the outer wall surface. An indoor air vent for inflow is provided so as to be openable and closable.

本発明においては、前記屋根面の外皮の少なくとも一部を透明屋根材により形成して、該屋根面の少なくとも一部を前記屋根面内通気路への採光が可能な透光屋根面とし、かつ該透光屋根面を遮光可能に覆う遮蔽材を開閉可能に設けることが好ましく、その場合においては前記遮蔽材を太陽電池パネルとして該太陽電池パネルを前記屋根面上にスライド自在に設置することが好ましい。 In the present invention, at least a part of the outer skin of the roof surface is formed of a transparent roof material, and at least a part of the roof surface is a translucent roof surface capable of daylighting the air passage in the roof surface, and It is preferable to provide a shielding material that covers the translucent roof surface so as to be able to block light. In this case, the solar cell panel may be slidably installed on the roof surface as the shielding material. preferable.

また、前記外壁面の内皮の床近傍には室内に外気を取り入れるための外気取入口を開閉可能に設けるとともに、該外気取入口には前記外壁面を貫通して建物の外部に通じるクールチューブを接続し、該クールチューブの少なくとも中間部を建物の外部に設けた蓄雪ピット内または土中もしくは水中に敷設することが好ましい。 In addition, an outside air intake for taking in outside air into the room can be opened and closed in the vicinity of the inner skin of the outer wall surface, and a cool tube that passes through the outer wall surface and communicates with the outside of the building is provided at the outside air inlet. It is preferable to connect and lay the cool tube in a snow storage pit provided outside the building or in the soil or water.

また、前記外壁面の要所に、内皮窓材と外皮窓材とによる二重構造の窓面を設けるとともに、該窓面内の中空部にブラインドを組み込み、その場合においては、前記窓面の外皮窓材の上部および外部に、該窓面内の中空部に外気を流通させるためのシャッタを開閉可能に設けることが好ましい。 In addition, a double-structured window surface made up of an inner skin window material and an outer skin window material is provided at an important part of the outer wall surface, and a blind is incorporated into a hollow portion in the window surface. It is preferable to provide an openable and closable shutter for circulating the outside air in the hollow portion in the window surface on and outside the outer window material.

また、前記外壁面の外皮の内面側および前記屋根面の外皮の内面側にそれぞれ断熱材を取り付けるとともに、該断熱材の表面に防湿層を設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a heat insulating material is attached to the inner surface side of the outer skin of the outer wall surface and the inner surface side of the outer skin of the roof surface, and a moisture-proof layer is provided on the surface of the heat insulating material.

さらに、前記外壁面の内皮および前記屋根面の内皮を既存建物の既存外壁面および既存屋根面とし、前記外壁面の外皮および前記屋根面の外皮を、前記既存外壁面および前記既存屋根面の外側に前記外壁面内通気路および屋根面内通気路となる間隔を確保して新たに設けた新設外壁面および新設屋根面とすることが考えられる。 Further, the inner wall of the outer wall surface and the inner surface of the roof surface are used as the existing outer wall surface and existing roof surface of an existing building, and the outer skin of the outer wall surface and the outer skin of the roof surface are outside the existing outer wall surface and the existing roof surface. It is conceivable that a new outer wall surface and a new roof surface are newly provided while ensuring a space between the outer wall surface air passage and the roof surface air passage.

本発明によれば、外壁面および屋根面に一連の通気路を設けるとともに屋根面の頂部に自然排気のための換気モニタを設けて、それらにより形成される室内空気および外気の循環経路を季節ごとに切り替えることにより、年間を通して効果的な自然換気がなされ、それによる温熱環境改善効果が得られる。 According to the present invention, a series of ventilation paths are provided on the outer wall surface and the roof surface, and a ventilation monitor for natural exhaust is provided on the top of the roof surface, and the circulation paths of the indoor air and the outside air formed by them are changed according to the seasons. By switching to, effective natural ventilation is made throughout the year, thereby improving the thermal environment.

加えて、屋根面の一部を透光屋根面として屋根面内通気路内への採光を可能とすることにより冬季における自然暖房効果を高めることができ、かつ夏期においては遮蔽材により透光屋根面を覆うことにより無駄な日射を反射させて遮蔽することができる。また、遮蔽材として太陽電池パネルを利用してそれをスライド自在に設置することにより、年間を通じて太陽電池パネルを利用しつつ夏期における遮蔽効果を合理的に得られる。 In addition, by using a part of the roof surface as a translucent roof surface, it is possible to increase the natural heating effect in winter by enabling daylight into the air passage in the roof surface, and in the summer, the translucent roof is provided by a shielding material. By covering the surface, unnecessary solar radiation can be reflected and shielded. In addition, by using a solar cell panel as a shielding material and slidably installing it, a shielding effect in summer can be reasonably obtained while using the solar cell panel throughout the year.

また、夏期においてはクールチューブを介して室内に外気を取り入れることにより外気冷房効果が得られ、特にそのクールチューブを蓄雪ピット内あるいは土中もしくは水中に敷設することにより取り入れ外気を充分に冷却することができる。 In summer, outside air cooling effect can be obtained by taking outside air into the room through a cool tube. Especially, the outside air can be sufficiently cooled by laying the cool tube in a snow storage pit or in the soil or water. be able to.

また、内皮窓材と外皮窓材とによる二重構造の窓面を設け、その窓面内の中空部にブラインドを組み込み、さらに中空部内に外気を流通させる構成とすることにより、冬季における採光と断熱性確保、および夏期における日射制御と窓面温度上昇防止を両立することができる。 In addition, by providing a double-structured window surface with an inner window material and an outer window material, incorporating a blind in the hollow portion in the window surface, and further flowing outside air into the hollow portion, It is possible to achieve both heat insulation, summer solar control and prevention of window temperature rise.

さらに、外壁面や屋根面の外皮の内面に断熱材を取り付け、かつその表面に防湿層を設けることにより、外壁面および屋根面全体の断熱性能および防湿性能を確実かつ充分に高めることができる。 Furthermore, by attaching a heat insulating material to the inner surface of the outer wall surface or the outer skin of the roof surface and providing a moisture-proof layer on the surface, the heat insulating performance and moisture-proof performance of the entire outer wall surface and roof surface can be reliably and sufficiently enhanced.

また、既存建物の既存外壁面および既存屋根面をそれぞれ内皮として、それらの外側にそれぞれ外皮としての外壁面および屋根面を新設することにより、本発明を既存建物を対象とする温熱環境改善のための改修手法として合理的に適用することができる。 In addition, the present invention is intended to improve the thermal environment for existing buildings by newly installing the outer wall surface and the roof surface as outer skins on the outer sides of the existing outer wall surface and the existing roof surface of the existing building, respectively. It can be applied rationally as a modification method.

本発明の一実施形態を図１〜図４を参照して説明する。本実施形態は既存の工場建物を対象としてその温熱環境改善を目的として改修する場合の適用例であって、図１〜図２は改修後の建物全体の概略構成図（図１は冬季の状態、２は夏期の状態）である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an application example in the case of refurbishing an existing factory building for the purpose of improving its thermal environment, and FIGS. 1 and 2 are schematic configuration diagrams of the whole building after renovation (FIG. 1 shows a state in winter) 2 is a summer state).

「基本構成：外壁面内通気路、屋根面内通気路および換気モニタ」
本実施形態では、既存建物の既存外壁面および既存屋根面をほぼそのまま残置してその外側に新設外壁面と新設屋根面とを設置することより、それらの間に外壁面内通気路および屋根面内通気路を設け、屋根面の頂部には換気モニタを設置することを基本とする。 “Basic configuration: Ventilation path in outer wall surface, ventilation path in roof surface and ventilation monitor”
In the present embodiment, the existing outer wall surface and the existing roof surface of the existing building are left almost as they are, and the new outer wall surface and the new roof surface are installed outside the existing outer wall surface and the roof surface. Basically, an internal ventilation passage is provided and a ventilation monitor is installed at the top of the roof.

すなわち、図１〜図２に示すように、改修後の外壁面１は、既存外壁面からなる内皮１ａと、その外側に間隔をおいて新設された新設外壁面としての外皮１ｂからなる気密な二重構造（ダブルスキン）とされ、それら内皮１ａと外皮１ｂの間に外壁面内通気路１ｃが確保されている。
同様に、改修後の屋根面２は、既存屋根面からなる内皮２ａと、その外側に間隔をおいて新設された新設屋根面としての外皮２ｂからなる気密な二重構造（ダブルスキン）とされ、それら内皮２ａと外皮２ｂとの間に屋根面内通気路２ｃが確保されている。
新設外壁面および新設屋根面としての外皮１ｂ、２ｂは、いずれも外壁材および屋根材の内面側に断熱材３（外壁面１については図４参照）が取り付けられて所望の断熱性能を有するものであり、それら外皮１ｂ、２ｂが既存外壁面としての内皮１ａ全体および既存屋根面としての内皮２ａ全体を覆う状態で設置され、かつそれらの間に外壁面内通気路１ｃおよび屋根面内通気路２ｃとしての空気層が気密裡に確保されることにより、改修後の外壁面１および屋根面２は改修前に比べて断熱性能および気密性能が格段に向上したものとなっている。
また、断熱材３の表面には防湿層４（外壁面１については図４参照）が設けられていて、外壁面１や屋根面２の防湿湿性も併せて確保されている。 That is, as shown in FIGS. 1 to 2, the outer wall surface 1 after renovation is an airtight structure composed of an inner skin 1 a made of an existing outer wall surface and an outer skin 1 b as a new outer wall surface newly provided at intervals on the outer side. A double structure (double skin) is provided, and an air passage 1c in the outer wall surface is secured between the inner skin 1a and the outer skin 1b.
Similarly, the roof surface 2 after the repair has an airtight double structure (double skin) composed of the inner skin 2a made of the existing roof surface and the outer skin 2b as a new roof surface newly provided at an interval on the outer side. The in-roof airway 2c is secured between the inner skin 2a and the outer skin 2b.
The outer skins 1b and 2b as the new outer wall surface and the new roof surface have a desired heat insulating performance by attaching the heat insulating material 3 (see FIG. 4 for the outer wall surface 1) to the inner surface side of the outer wall material and the roof material. The outer skins 1b and 2b are installed in a state of covering the entire inner skin 1a as the existing outer wall surface and the entire inner skin 2a as the existing roof surface, and the outer wall inner air passage 1c and the roof inner air passage between them. Since the air layer as 2c is secured in an airtight manner, the outer wall surface 1 and the roof surface 2 after the repair are greatly improved in heat insulation performance and airtight performance compared with those before the repair.
Moreover, the moisture-proof layer 4 (refer FIG. 4 about the outer wall surface 1) is provided in the surface of the heat insulating material 3, and the moisture-proof moisture property of the outer wall surface 1 and the roof surface 2 is ensured collectively.

そして、外壁面１と屋根面２との接合部においては外壁面内通気路１ｃと屋根面内通気路２ｃとが相互に連通してそれらによる一連の通気路が確保されており、後述するように室内空気がそれら一連の通気路内を流通可能とされている。
また、屋根面２の軒先部には、屋根面内通気路１ｃに外気を流入させるための外気流入口５がダンパ６により開閉可能に設けられているとともに、屋根面２の頂部には、外気流入口５から屋根面内通気路２ｃに流入した外気を室内に流出させるための外気流出口７が設けられている。
そして、屋根面２の頂部（棟部）には、その外気流出口７から室内に流出した外気および室内空気を屋根面２上に自然排気するための換気モニタ８が設置されており、その換気モニタ８には排気経路を開閉するためのダンパ９が設けられている。
また、外壁面１の内皮１ａ（既存外壁面）の床近傍位置には、室内空気を外壁面内通気路１ｃに流入させるための室内空気通気口１０が設けられ、そこには開閉可能なシャッタ１１が取り付けられている。 And in the junction part of the outer wall surface 1 and the roof surface 2, the outer surface inner surface air passage 1c and the roof surface inner air passage 2c are mutually connected, and a series of air passages by them is secured, which will be described later. In addition, indoor air can flow through the series of air passages.
The eaves portion of the roof surface 2 is provided with an external air flow inlet 5 for allowing outside air to flow into the roof surface air passage 1c so as to be opened and closed by a damper 6. An external airflow outlet 7 is provided for allowing the outside air flowing from the airflow inlet 5 to the in-roof air passage 2c to flow out into the room.
A ventilation monitor 8 is provided at the top (ridge) of the roof surface 2 for naturally exhausting the outside air and the room air that have flowed into the room from the outside air flow outlet 7 onto the roof surface 2. The monitor 8 is provided with a damper 9 for opening and closing the exhaust path.
Also, an indoor air vent 10 is provided in the vicinity of the floor of the inner wall 1a (existing outer wall surface) of the outer wall surface 1 for allowing the indoor air to flow into the outer wall inner surface air passage 1c. 11 is attached.

以上の基本構成により、改修後の建物においては、外壁面１および屋根面２の断熱性能および気密性能が単に向上したのみならず、以下のような設定により冬季および夏期のいずれにおいても効率的な自然換気が可能であり、それにより冬季においては暖かく夏期においては涼しいという温熱環境を確保できるものである。 With the basic configuration described above, in the building after renovation, not only the heat insulation performance and airtight performance of the outer wall surface 1 and the roof surface 2 are improved, but the following settings are effective in both winter and summer. Natural ventilation is possible, thereby ensuring a thermal environment that is warm in winter and cool in summer.

すなわち、冬季においては、図１に示すように屋根面２の軒先部に設置しているダンパ６により外気流入口５を閉じ、換気モニタ８のダンパ９も閉じ、外壁面１の下部に設けられているシャッタ１１を開いて室内空気通気口１１を開放する。
これにより、冬季といえども屋根面２および外壁面１は日射により暖められて屋根面内通気路内２ｃ内の空気および外壁面内通気路１ｃ内の温度は自ずと上昇し、それによる煙突効果により室内空気が室内空気通気口１１から外壁面内通気路１ｃに吸引され、その内部を上昇して屋根面内通気路２ｃ内をさらに上昇していく間に日射により加温されて暖気となり、外気流出口７から室内の頂部に流出し、室内を降下して室内空気通気口１１に再び吸引されるという自然循環空気流が形成され、そのような暖気の循環による自然暖房効果が得られる。
また、屋根面内通気路２ｃおよび外壁面内通気路１ｃを暖気が流通することから、屋根面２の内皮２ａおよび外壁面１の内皮１ａがいずれも加温されることにより、それらが加温パネルとして機能することにより放射暖房効果も得られる。
なお、必要であれば（たとえば天井高が特に高いような場合には）室内の頂部に天井扇やサーキュレータ等の強制循環機構１２を設置して室内空気の循環を補完するようにしても良い。 That is, in the winter season, as shown in FIG. 1, the external air flow inlet 5 is closed by the damper 6 installed at the eaves portion of the roof surface 2, the damper 9 of the ventilation monitor 8 is also closed, and is provided below the outer wall surface 1. The indoor air vent 11 is opened by opening the shutter 11.
Thereby, even in winter, the roof surface 2 and the outer wall surface 1 are warmed by solar radiation, and the temperature in the air passage 2c in the roof surface and the temperature in the air passage 1c in the outer wall naturally rise, and thereby the chimney effect The room air is sucked from the room air vent 11 to the air passage 1c in the outer wall surface, rises in the interior, and further rises in the air passage 2c in the roof surface. A natural circulation air flow that flows out from the air flow outlet 7 to the top of the room, descends the room, and is sucked into the indoor air vent 11 again is formed, and a natural heating effect by such warm air circulation is obtained.
Moreover, since warm air flows through the air passage 2c in the roof surface and the air passage 1c in the outer wall surface, the inner skin 2a of the roof surface 2 and the inner skin 1a of the outer wall surface 1 are both heated, so that they are heated. A radiant heating effect can also be obtained by functioning as a panel.
If necessary (for example, when the ceiling height is particularly high), a forced circulation mechanism 12 such as a ceiling fan or a circulator may be installed at the top of the room to supplement the circulation of room air.

一方、夏期においては、図２に示すように屋根面２の軒先部に設置しているダンパ６を開いて外気流入口５を開放し、換気モニタ８のダンパ９も開き、外壁面１の下部に設けられているシャッタ１１は閉じて室内空気通気口１０を閉じる。
これにより、日射により暖められた屋根面内通気路２ｃ内の熱気は自ずと上昇していって換気モニタ８を通して外部に排気され、それに伴い比較的低温の外気が外気流入口５から屋根面内通気路２ｃ内に自然流入して屋根面２を内部から冷却し、屋根面２全体を比較的低温に維持する。
また、室内において温度上昇した室内空気も自ずと換気モニタ８により排気され、それに伴う自然換気効果が得られて室内に高温の空気が滞留してしまうこともない。 On the other hand, in the summer, as shown in FIG. 2, the damper 6 installed at the eaves portion of the roof surface 2 is opened to open the external airflow inlet 5, the damper 9 of the ventilation monitor 8 is also opened, and the lower part of the outer wall surface 1 is opened. The shutter 11 provided in is closed and the indoor air vent 10 is closed.
As a result, the hot air in the roof surface ventilation path 2c heated by solar radiation rises naturally and is exhausted to the outside through the ventilation monitor 8, and accordingly, relatively low temperature outside air is vented from the outside air flow inlet 5 to the roof surface ventilation. The roof surface 2 is cooled from the inside by naturally flowing into the path 2c, and the entire roof surface 2 is maintained at a relatively low temperature.
Also, the indoor air whose temperature has risen in the room is naturally exhausted by the ventilation monitor 8, and a natural ventilation effect associated therewith is obtained, so that hot air does not stay in the room.

以上のように、本実施形態のシステムによれば、外壁面１および屋根面２に断熱性を有する外皮１ｂ、２ｂを設けてそれらの内側に一連の通気路を設けるとともに、屋根面２の頂部には自然排気のための換気モニタ８を設けるという基本構成のみで、それらにより形成される室内空気および外気の循環経路を季節ごとに切り替えることにより年間を通して効果的な自然換気がなされ、機械換気や冷房を行うことなく温熱環境改善効果が得られる。
なお、図示しているように外壁面１の近傍には植栽１３を行うことが好ましく、特に南面には落葉樹を植栽することが好ましく、それにより夏期においては繁茂する枝葉による日射遮蔽効果が得られ、冬季には自ずと落葉することにより日射を充分に受けることができる効果を期待できる。 As described above, according to the system of the present embodiment, the outer wall surface 1 and the roof surface 2 are provided with the outer skins 1b and 2b having heat insulation properties, and a series of air passages are provided inside the outer skins 1b and 2b. The only basic configuration is to provide a ventilation monitor 8 for natural exhaust. By switching the indoor and outdoor air circulation paths formed by them every season, effective natural ventilation is achieved throughout the year. The effect of improving the thermal environment can be obtained without cooling.
As shown in the drawing, it is preferable to plant 13 in the vicinity of the outer wall surface 1, and it is preferable to plant deciduous trees on the south surface in particular, so that the solar radiation shielding effect by the branches and leaves that grow in summer is effective. It is expected that the effect of being able to receive sufficient solar radiation by falling naturally in winter.

以上の基本構成に加えて、本実施形態では必要に応じて、また可能であれば、以下のような要素を適宜付加することにより、温熱環境改善効果をより高めることが可能である。 In addition to the above basic configuration, in the present embodiment, the thermal environment improvement effect can be further enhanced by appropriately adding the following elements as necessary and if possible.

「透光屋根面およびその遮蔽材」
屋根面２における内皮２ａ（既存屋根面）は通常の屋根面のように遮光性屋根材により形成すれば良いが、外皮２ｂ（新設屋根面）の少なくとも一部をガラス面や透明樹脂板等からなる透明屋根材による透光屋根面１５とすることにより、その透光屋根面１５により屋根面内通気路２ｃ内への採光を可能とすることが好ましい。これにより、図１に示しているように冬季においては屋根面内通気路２ｃ内を通って循環する室内空気を日射によって効率的に加温でき、自然暖房効果をより高めることができる。
但しそのような透光屋根面１５を設ける場合、夏期においては屋根面内通気路２ｃ内の温度が過度に上昇して逆効果になるので、透光屋根面１５を覆うような遮蔽材１６を開閉可能に設けておき、図２に示すように夏期においては遮蔽材１６により透光屋根面１５を遮蔽して日射を反射させてしまうことが好ましい。
その場合、遮蔽材１６としては遮光材料による単なる板状のものでも良く、それを開閉させるための機構も適宜で良いが、遮蔽材１６として太陽電池パネルを利用することも好ましく、その場合には太陽電池パネルを屋根面２上にスライド自在に設置することにより、年間を通じて太陽電池パネルを利用しつつ夏期における透光屋根面１５に対する遮蔽効果を合理的に得られる。
なお、遮蔽材１６をスライドさせる場合のパターンとしては、図１〜図２、図３（ａ）に示すように遮蔽材１６を屋根面２の傾斜面に沿ってスパン方向にスライドさせることでも良いし、あるいは図３（ｂ）に示すように桁行方向にスライドさせることでも良い。 "Translucent roof and its shielding material"
The inner skin 2a (existing roof surface) on the roof surface 2 may be formed of a light-shielding roof material like a normal roof surface, but at least a part of the outer skin 2b (new roof surface) is made of a glass surface, a transparent resin plate, or the like. By using the transparent roof material 15 made of a transparent roof material, it is preferable that the transparent roof surface 15 enables daylighting into the in-roof airway 2c. Thereby, as shown in FIG. 1, in the winter season, the indoor air circulating through the in-roof airway 2c can be efficiently heated by solar radiation, and the natural heating effect can be further enhanced.
However, in the case where such a translucent roof surface 15 is provided, the temperature in the in-roof airway 2c rises excessively in the summer, and thus the shielding material 16 that covers the translucent roof surface 15 is provided. As shown in FIG. 2, it is preferable that the light-transmitting roof surface 15 is shielded by the shielding material 16 to reflect the solar radiation as shown in FIG.
In that case, the shielding material 16 may be a simple plate-shaped material made of a light shielding material, and a mechanism for opening and closing the shielding material 16 may be appropriate, but it is also preferable to use a solar cell panel as the shielding material 16. By slidably installing the solar cell panel on the roof surface 2, a shielding effect on the translucent roof surface 15 in the summer can be reasonably obtained while using the solar cell panel throughout the year.
In addition, as a pattern in the case of sliding the shielding material 16, you may slide the shielding material 16 in the span direction along the inclined surface of the roof surface 2, as shown in FIGS. Alternatively, it may be slid in the column direction as shown in FIG.

「クールチューブ」
外壁面１の床近傍には室内に外気を取り入れるための外気取入口１７をダンパ１８により開閉可能に設け、その外気取入口１７には外壁面１を貫通して建物の外部に通じるクールチューブ１９を接続し、そのクールチューブ１９を通して夏期においては低温の外気を室内に取り入れることが好ましく、それにより図２に示したような室内での自然換気がより確実になされて低温外気が充分に取り入れられ、それによる外気冷房効果が得られる。冬季において換気が不要な場合にはダンパ１８を閉じておけば良い。
その場合、多雪地域においてはクールチューブ１９の全体もしくは少なくともその中間部の一部を蓄雪ピット２０内に敷設することが好ましい。すなわち、建物の軒下部に蓄雪ピット２０を設けておいてその内部にクールチューブ１９を敷設しておき、冬季における付近の積雪や屋根面２からの落雪を夏期まで蓄雪ピット２０に貯留しておくことにより、クールチューブ１９を通して室内に取り入れる外気を充分に冷却することが可能である。
あるいは、上記のような蓄雪ピット２０を設けられない場合や、夏期までの蓄雪が望めない場合には、夏期においては土中温度は外気温度よりもかなり低いことが通常であるから、クールチューブ１９を蓄雪ピットに代えて単に土中に埋設することでも同様の効果が得られる。
さらには、付近に湖沼や溜め池等の天然あるいは人工の水域がある場合や、既存あるいは新設の水槽等を利用できる場合には、クールチューブ１９を水中に水没状態で敷設することでも同様の効果が得られる。
なお、いずれにしてもクールチューブ１９を通しての室内への外気取り入れは内外の気圧差や温度差による自然流入により行うべきであり、そのためにはクールチューブ１９における通気抵抗を充分に小さくする必要があるので、クールチューブ１９の径寸法は充分に大きくすることが好ましく、たとえば直径0.5m程度のコルゲートパイプ等が好適に採用可能である。 "Cool tube"
In the vicinity of the floor of the outer wall 1, an outside air inlet 17 for taking in outside air into the room is provided so as to be opened and closed by a damper 18, and the outside air inlet 17 passes through the outer wall 1 and leads to the outside of the building 19 It is preferable that low temperature outside air is taken into the room through the cool tube 19 in the summer, and natural ventilation in the room as shown in FIG. Thus, the effect of cooling the outside air can be obtained. If ventilation is not necessary in winter, the damper 18 may be closed.
In that case, it is preferable to lay the entire cool tube 19 or at least a part of the middle portion thereof in the snow storage pit 20 in a snowy region. That is, a snow storage pit 20 is provided at the lower part of the eaves of the building, and a cool tube 19 is laid inside the snow storage pit 20 so that snow accumulation in the vicinity in winter and snowfall from the roof surface 2 are stored in the snow storage pit 20 until summer. Thus, the outside air taken into the room through the cool tube 19 can be sufficiently cooled.
Alternatively, when the snow storage pit 20 as described above cannot be provided, or when snow storage until the summer season cannot be expected, the soil temperature is usually considerably lower than the outside air temperature in the summer season. The same effect can be obtained by simply burying 19 in the soil instead of the snow storage pit.
Furthermore, when there are natural or artificial water areas such as lakes and reservoirs nearby, or when existing or new aquariums can be used, the same effect can be obtained by laying the cool tube 19 underwater. Is obtained.
In any case, the intake of the outside air into the room through the cool tube 19 should be performed by natural inflow due to the pressure difference or temperature difference between the inside and outside, and for that purpose, the ventilation resistance in the cool tube 19 needs to be sufficiently reduced. Therefore, it is preferable that the diameter of the cool tube 19 is sufficiently large. For example, a corrugated pipe having a diameter of about 0.5 m can be suitably used.

「窓面」
外壁面に窓面２１を設ける場合、図４に示すようにガラスあるいは透明ないし半透明板を窓材として、内皮窓材２１ａと外皮窓材２１ｂとによる二重構造することが好ましく、その窓面２１内の中空部２１ｃ（空気層）にはブラインド２２を組み込み、さらに外皮窓材２１ｂの上部および外部には中空部２１ｃに外気を流通させるためのシャッタ２３を開閉可能に設けることが好ましい。
これにより、この窓面２１は図４（ａ）に示すように冬季においては断熱性と気密性に優れた二重窓として日射を支障なく採光することができ、また（ｂ）に示すように夏期においてはブラインド２２による日射制御と、中空部内を自然換気することにより中空部内に熱気がこもることを防止して窓面２１の温度上昇を防止することができる。なお、中空部２１ｃと外部との間で好ましくない差圧が生じないように等圧区画を形成することにより、中空部２１ｃ内への雨水の浸入は支障なく防止することができる。 "Window"
When the window surface 21 is provided on the outer wall surface, as shown in FIG. 4, it is preferable to use a glass or a transparent or translucent plate as a window material to form a double structure with an inner window material 21a and an outer window material 21b. It is preferable that a blind 22 is incorporated in the hollow portion 21c (air layer) in 21 and that a shutter 23 for circulating the outside air through the hollow portion 21c is provided in an openable and closable manner above and outside the outer window material 21b.
Thereby, as shown in FIG. 4 (a), the window surface 21 can take sunlight without trouble as a double window having excellent heat insulation and airtightness in winter, as shown in FIG. 4 (b). In summer, the solar radiation control by the blind 22 and natural ventilation in the hollow portion can prevent hot air from being trapped in the hollow portion and prevent the temperature of the window surface 21 from rising. It should be noted that the intrusion of rainwater into the hollow portion 21c can be prevented without any trouble by forming the isobaric section so that an undesired differential pressure does not occur between the hollow portion 21c and the outside.

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜の設計的変形や応用が可能である。
たとえば上記実施形態は既存工場の温熱環境改善のための改修に適用した場合の例であるが、本発明は工場のみならず比較的軽量で簡易な構造かつ簡易な形態の建物、たとえば倉庫や体育館等に対しても好適に採用可能であることはもとより、そのような場合のみならず、各種用途の建物を改修しあるいは新築する場合全般に広く適用可能である。勿論、改修する場合には上記実施形態のように既存としての内皮の外側に外皮のみを新設すれば良いが、建物全体を新築する場合には内皮および外皮の双方を新築すれば良いことは言うまでもない。
そして、上記実施形態において説明した各要素についての具体的な構成は、建物の用途、要求される温熱環境条件、建設地の気象条件や立地条件、構造、規模、形態、その他の諸条件を考慮して、不要なものを省略することも含めて最適設計すれば良い。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment is a suitable example to the last, Comprising: This invention is not limited to the said embodiment, If it is the range which does not deviate from the summary of this invention, it is appropriate. Design variations and applications are possible.
For example, the above embodiment is an example when applied to renovation for improving the thermal environment of an existing factory. However, the present invention is not limited to a factory, but is a relatively light and simple structure and a simple form of a building such as a warehouse or a gymnasium. In addition to such a case, the present invention can be widely applied not only in such a case but also in general when a building for various uses is renovated or newly constructed. Of course, when renovating, it is only necessary to newly install the outer skin on the outside of the existing inner skin as in the above embodiment, but it goes without saying that both the inner skin and the outer skin may be newly constructed when newly constructing the entire building. Yes.
The specific configuration of each element described in the above embodiment considers the use of the building, the required thermal environmental conditions, the weather conditions and location conditions of the construction site, the structure, the scale, the form, and other various conditions. Thus, the optimum design may be performed including omitting unnecessary ones.

本発明の実施形態である温熱環境改善システムの冬季の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state in the winter of the thermal environment improvement system which is embodiment of this invention. 同、夏期の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state of summer in the same. 同、屋根面における透光屋根面とその遮蔽材の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transparent roof surface in a roof surface, and its shielding material. 同、窓面の構成例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structural example of a window surface similarly.

符号の説明Explanation of symbols

１外壁面
１ａ内皮（既存外壁面）
１ｂ外皮（新設外壁面）
１ｃ外壁面内通気路
２屋根面
２ａ内皮（既存屋根面）
２ｂ外皮（新設屋根面）
２ｃ屋根面内通気路
３断熱材
４防湿層
５外気流入口
６ダンパ
７外気流出口
８換気モニタ
９ダンパ
１０室内空気通気口
１１シャッタ
１２強制循環機構
１３植栽
１５透光屋根面
１６遮蔽材
１７外気取入口
１８ダンパ
１９クールチューブ
２０蓄雪ピット
２１窓面
２１ａ内皮窓材
２１ｂ外皮窓材
２１ｃ中空部（空気層）
２２ブラインド
２３シャッタ 1 Outer wall surface 1a Endothelium (existing outer wall surface)
1b Outer skin (newly constructed outer wall surface)
1c Outer wall inner ventilation path 2 Roof surface 2a Endothelial (existing roof surface)
2b Outer skin (new roof surface)
2c Roof surface air passage 3 Heat insulating material 4 Moisture-proof layer 5 External airflow inlet 6 Damper 7 External airflow outlet 8 Ventilation monitor 9 Damper 10 Indoor air vent 11 Shutter 12 Forced circulation mechanism 13 Planting 15 Translucent roof surface 16 Shielding material 17 Outside air inlet 18 Damper 19 Cool tube 20 Snow storage pit 21 Window surface 21a Endothelial window material 21b Outer window material 21c Hollow part (air layer)
22 Blind 23 Shutter

Claims

建物を対象とする温熱環境改善システムであって、
建物の外壁面を内皮と断熱性を有する外皮とによる二重構造として該外壁面内に外壁面内通気路を設けるとともに、該建物の屋根面を内皮と断熱性を有する外皮とによる二重構造として該屋根面内に屋根面内通気路を設けて、それら外壁面内通気路と屋根面内通気路とを連通せしめておき、
前記屋根面の軒先部に前記屋根面内通気路に外気を流入させるための外気流入口を開閉可能に設けるとともに、該屋根面の頂部には前記外気流入口から前記屋根面内通気路に流入させた外気を室内に流出させるための外気流出口を設け、
前記屋根面の頂部には、室内空気および前記外気流入口から前記屋根面内通気路に流入し前記外気流出口から室内に流出した外気を排気経路を通して外部に自然排気可能な換気モニタを設置するとともに、該換気モニタには前記排気経路を開閉するためのダンパを設け、
前記外壁面の内皮の床近傍位置には、室内空気を前記外壁面内通気路に流入させるための室内空気通気口を開閉可能に設けてなることを特徴とする温熱環境改善システム。 A thermal environment improvement system for buildings,
The outer wall surface of the building is provided with a double structure by an inner skin and a heat-insulating outer skin, and an air passage in the outer wall surface is provided in the outer wall surface, and the roof surface of the building is formed by a inner structure and a heat-insulating outer skin. Providing an air passage in the roof surface in the roof surface, and communicating the air passage in the outer wall surface with the air passage in the roof surface,
The eaves portion of the roof surface is provided with an external airflow inlet for allowing outside air to flow into the roof surface air passage so that it can be opened and closed, and flows into the roof surface air passage from the external air flow inlet to the top of the roof surface. An outside air outlet is provided to allow the outside air to flow into the room,
At the top of the roof surface, a ventilation monitor is installed that can naturally exhaust the outside air flowing into the roof surface ventilation path from the room air and the outside air flow inlet and flowing out from the outside air flow outlet into the room through the exhaust path. In addition, the ventilation monitor is provided with a damper for opening and closing the exhaust path,
A thermal environment improvement system characterized in that an indoor air vent for allowing room air to flow into the outer wall inner air passage is openable and closable at a position in the vicinity of the inner skin of the outer wall surface.

請求項１記載の温熱環境改善システムであって、
前記屋根面の外皮の少なくとも一部を透明屋根材により形成して、該屋根面の少なくとも一部を前記屋根面内通気路への採光が可能な透光屋根面とし、かつ該透光屋根面を遮光可能に覆う遮蔽材を開閉可能に設けてなることを特徴とする温熱環境改善システム。 The thermal environment improvement system according to claim 1,
At least a part of the outer skin of the roof surface is formed of a transparent roof material, and at least a part of the roof surface is a translucent roof surface capable of daylighting the ventilation path in the roof surface, and the translucent roof surface A thermal environment improvement system, characterized in that a shielding material that covers light can be opened and closed.

請求項２記載の温熱環境改善システムであって、
前記遮蔽材を太陽電池パネルとして、該太陽電池パネルを前記屋根面上にスライド自在に設置したことを特徴とする温熱環境改善システム。 The thermal environment improvement system according to claim 2,
A thermal environment improvement system, wherein the shielding material is a solar cell panel, and the solar cell panel is slidably installed on the roof surface.

請求項１〜３のいずれか１項に記載の温熱環境改善システムであって、
前記外壁面の内皮の床近傍には室内に外気を取り入れるための外気取入口を開閉可能に設けるとともに、該外気取入口には前記外壁面を貫通して建物の外部に通じるクールチューブを接続し、該クールチューブの少なくとも中間部を建物の外部に設けた蓄雪ピット内または土中もしくは水中に敷設してなることを特徴とする温熱環境改善システム。 It is a thermal environment improvement system of any one of Claims 1-3,
In the vicinity of the inner skin of the outer wall surface, an outside air intake for taking in outside air into the room can be opened and closed, and a cool tube passing through the outer wall surface and leading to the outside of the building is connected to the outside air inlet. A thermal environment improvement system characterized in that at least an intermediate part of the cool tube is laid in a snow storage pit provided outside the building, or in soil or water.

請求項１〜４のいずれか１項に記載の温熱環境改善システムであって、
前記外壁面の要所に、内皮窓材と外皮窓材とによる二重構造の窓面を設けるとともに、該窓面内の中空部にブラインドを組み込んでなることを特徴とする温熱環境改善システム。 It is a thermal environment improvement system of any one of Claims 1-4,
A thermal environment improvement system comprising a double-structured window surface made up of an inner skin window material and an outer skin window material at an important part of the outer wall surface, and a blind incorporated in a hollow portion in the window surface.

請求項５記載の温熱環境改善システムであって、
前記窓面の外皮窓材の上部および外部に、該窓面内の中空部に外気を流通させるためのシャッタを開閉可能に設けてなることを特徴とする温熱環境改善システム。 The thermal environment improvement system according to claim 5,
A thermal environment improving system, characterized in that a shutter for allowing outside air to flow through a hollow portion in the window surface is openable and closable above and outside the outer window material of the window surface.

請求項１〜６のいずれか１項に記載の温熱環境改善システムであって、
前記外壁面の外皮の内面側および前記屋根面の外皮の内面側にそれぞれ断熱材を取り付けるとともに、該断熱材の表面に防湿層を設けてなることを特徴とする温熱環境改善システム。 It is a thermal environment improvement system of any one of Claims 1-6,
A thermal environment improving system comprising: a heat insulating material attached to an inner surface side of the outer skin of the outer wall surface and an inner surface side of the outer skin of the roof surface; and a moisture-proof layer provided on the surface of the heat insulating material.

請求項１〜７のいずれか１項に記載の温熱環境改善システムであって、
前記外壁面の内皮および前記屋根面の内皮を既存建物の既存外壁面および既存屋根面とし、前記外壁面の外皮および前記屋根面の外皮を、前記既存外壁面および前記既存屋根面の外側に前記外壁面内通気路および屋根面内通気路となる間隔を確保して新たに設けた新設外壁面および新設屋根面としたことを特徴とする温熱環境改善システム。 It is a thermal environment improvement system of any one of Claims 1-7,
The inner wall of the outer wall and the inner wall of the roof surface are the existing outer wall surface and the existing roof surface of an existing building, and the outer skin of the outer wall surface and the outer skin of the roof surface are outside the existing outer wall surface and the existing roof surface. A thermal environment improvement system characterized in that a newly installed outer wall surface and a new roof surface are provided with a space between the outer wall surface air passage and the roof surface air passage.