JP2012002038A - 建物設備ユニット及び建物 - Google Patents

Abstract

【課題】建物の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる建物設備ユニット及び建物を得る。
【解決手段】下設備ユニット３６は、箱状のユニット本体３６と、ユニット本体３６の内側に設けられ配線６４、６６、６８が収納される配線スペースＳＡを構成する配管７１、７２、７４と、配線スペースＳＡから建物１０へ伝導する熱を断熱する断熱スペースＳＢと、ユニット本体３６の内外へ空気を流通させる通気スペースＳＣと、を有している。ここで、建物１０の外部の気温の変化により配線スペースＳＡの温度が変化しても、配線スペースＳＡから建物１０へ伝導する熱が断熱スペースＳＢで断熱される。さらに、ユニット本体３６の内側が高温状態となった場合は、高温の空気が通気スペースＳＣから建物１０の外部へ流出する。これにより、建物１０の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、建物で利用される設備を収容する建物設備ユニット及び該建物設備ユニットが設けられた建物に関する。

特許文献１には、外壁と内壁との間に蓄電池が収納された建物が開示されている。蓄電池は、断熱部材の無いスペースに配置されている。

特許文献２には、屋根に設けられた太陽電池パネルと、外壁面に設けられた太陽電池発電装置と、太陽電池パネルと太陽電池発電装置とを結線する電線が収納される屋外配管スペースとを有するユニット建物が開示されている。このユニット建物では、該ユニット建物に配置された各設備機器類を連結する配管を屋外配管スペース内に収納している。

特開２０００−３２８７９７号公報 特開２００１−２８４６２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された先行技術による場合、外部からの日射等により蓄電池の収納スペースが高温になったり、或いは降雪時に積雪した雪等によって蓄電池の収納スペースが低温になったりすることで、建物の内壁まで高温又は低温となる。即ち、建物の内部の温度が外部気温の影響を受け易くなる。

また、上記特許文献２に開示された先行技術による場合、屋外配管スペース内に配管を収納しただけで断熱手段を有していないため、屋外配管スペースの一方の側壁と他方の側壁に配管が接触するような場合は、配管が熱橋となって、屋外配管スペース外部の熱をユニット建物へ伝導させることになる。即ち、ユニット建物の内部の温度が外部気温の影響を受け易くなる。

本発明は上記事実を考慮し、建物の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる建物設備ユニット及び建物を得ることが目的である。

請求項１の発明に係る建物設備ユニットは、建物の外壁に埋設され又は該外壁の外側に取り付けられる箱状のユニット本体と、前記ユニット本体の内側に設けられ前記建物に使用される設備の配線が収納可能な配線スペースと、前記ユニット本体の内側に設けられ前記配線スペースから前記建物へ伝導する熱を断熱する断熱スペースと、前記ユニット本体の側壁に設けられ前記ユニット本体の内外へ空気を流通させる通気スペースと、を有する。

請求項１の発明に係る建物設備ユニットでは、外部の気温の変化により配線スペースの温度が変化しても、配線スペースから建物へ伝導する熱が断熱スペースで断熱される。さらに、ユニット本体の内側が高温状態となった場合は、高温の空気が通気スペースから外部へ流出し、ユニット本体の内側が継続的に高温状態となることが抑制される。これにより、建物の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる。

請求項２の発明に係る建物設備ユニットは、前記断熱スペースには、断熱材が設けられている。

請求項２の発明に係る建物設備ユニットでは、断熱スペースに断熱材が設けられていることで、空気層を用いた断熱を行う場合に比べて、建物の内部の断熱効果を上げることができる。

請求項３の発明に係る建物設備ユニットは、前記通気スペースが、前記断熱スペースと前記配線スペースの間にも設けられている。

請求項３の発明に係る建物設備ユニットでは、配線スペースの熱が通気スペースを通って排気されるとともに断熱スペースによって断熱されるので、建物の内部の断熱効果を上げることができる。

請求項４の発明に係る建物設備ユニットは、前記通気スペースが、配線が収納されていない前記配線スペースと兼用されている。

請求項４の発明に係る建物設備ユニットでは、建物の設備の一部の配線が不要となった場合、配線を取り除くことで配線スペースが通気スペースとなり、建物の内部の断熱効果を上げることができる。また、新たに配線を設ける必要が生じた場合は、通気スペースとして使用していたところに配線を通せばよいので、別途、配線のためのスペースを確保する必要がなくなる。

請求項５の発明に係る建物設備ユニットは、前記配線スペースは、周壁に複数の孔部を有する筒部材で形成されている。

請求項５の発明に係る建物設備ユニットでは、配線スペースの内側の熱が複数の孔部を通って外側へ流出するので、配線スペースの内側の温度上昇を抑えることができる。

請求項６の発明に係る建物設備ユニットは、前記ユニット本体の内側には前記設備が収納され、前記ユニット本体の側壁には前記設備を視認可能な窓部が設けられている。

請求項６の発明に係る建物設備ユニットでは、窓部を通して設備の動作状態を確認でき、又は設備を直接操作することができるので、設備のメンテナンスを簡単に行うことができる。

請求項７の発明に係る建物設備ユニットは、前記窓部に隣接して前記配線スペースが配置され、前記配線スペースの前記窓部とは反対側に前記断熱スペースが設けられている。

請求項７の発明に係る建物設備ユニットでは、断熱スペース側に窓部を設けないので、断熱スペースの減少が抑えられ、建物の内部の断熱効果が低下するのを防ぐことができる。

請求項８の発明に係る建物設備ユニットは、前記設備の少なくとも１つが蓄電池であり、前記ユニット本体の側壁には、前記蓄電池と電気的に接続されたコンセントが設けられている。

請求項８の発明に係る建物設備ユニットでは、蓄電池に蓄えられた電力をユニット本体の側壁に設けられたコンセントを介して利用可能となるので、電力で動作する機器等の建物の外側での使用を容易に行うことができる。

請求項９の発明に係る建物設備ユニットは、前記蓄電池は、前記建物に設置された太陽光発電パネルに前記配線で接続されている。

請求項９の発明に係る建物設備ユニットでは、太陽光発電パネルで発電された電力が蓄電池に蓄えられるので、太陽光パネルで発電された電力を用いて建物の外側で機器を動作させることができる。

請求項１０の発明に係る建物設備ユニットは、前記ユニット本体は、前記建物の各階毎に設けられるとともに、複数の前記ユニット本体の内部が連続した空間を形成している。

請求項１０の発明に係る建物設備ユニットでは、ユニット本体が建物の各階に設けられているので、各階の配線状態に合わせて断熱を行うことができる。さらに、各階のユニット本体の内部が連続することで大きなスペースが形成されるので、温められた空気が狭いスペースに滞留することがなくなり、建物の内部の断熱効果を高めることができる。

請求項１１の発明に係る建物設備ユニットは、複数の前記ユニット本体には、それぞれ前記配線スペースを形成する配管が設けられ、複数の前記配管には、複数の前記ユニット本体を上下に連結する連結手段が設けられている。

請求項１１の発明に係る建物設備ユニットでは、上下の配管を連結手段で連結することにより上下のユニット本体が連結されるので、複数のユニット本体の設置状態を安定させることができる。

請求項１２の発明に係る建物は、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の建物設備ユニットが設けられている。

請求項１２の発明に係る建物では、建物設備ユニットにより断熱が行われるので、建物の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、建物の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、空気層を用いた断熱を行う場合に比べて、建物の内部の断熱効果を上げることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、建物の内部の断熱効果を上げることができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、建物の内部の断熱効果を上げることができるという優れた効果を有する。

請求項５に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、配線スペースの内側の温度上昇を抑えることができるという優れた効果を有する。

請求項６に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、設備のメンテナンスを簡単に行うことができるという優れた効果を有する。

請求項７に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、建物の内部の断熱効果が低下するのを防ぐことができるという優れた効果を有する。

請求項８に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、電力で動作する機器等の建物の外側での使用を容易に行うことができるという優れた効果を有する。

請求項９に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、太陽光パネルで発電された電力を用いて建物の外側で機器を動作させることができるという優れた効果を有する。

請求項１０に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、建物の内部の断熱効果を高めることができるという優れた効果を有する。

請求項１１に記載の本発明に係る建物設備ユニットによれば、複数のユニット本体の設置状態を安定させることができるという優れた効果を有する。

請求項１２に記載の本発明に係る建物によれば、建物の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る建物及び設備ユニットを示す斜視図である。 第１実施形態に係る設備ユニットの外観を示す斜視図である。 第１実施形態に係る設備ユニットの内部構造を示す斜視図である。 第１実施形態に係る設備ユニットの平断面図である。 第１実施形態に係る配管の連結部を示す斜視図である。 第１実施形態に係る蓄電システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る設備ユニットの変形例の外観を示す斜視図である。 第２実施形態に係る建物及び設備ユニットを示す斜視図である。 第２実施形態に係る一階部分の設備ユニットの平断面図である。 第２実施形態に係る二階部分の設備ユニットの平断面図である。 第２実施形態に係る配線のはい回し状態を示す斜視図である。 第２実施形態に係る設備ユニットの縦断面図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る建物設備ユニット及び建物について説明する。

図１には、第１実施形態の建物１０が示されている。建物１０は、一例として、予め工場内で組み立てられた複数の箱型の建物ユニットを現地で基礎１２上に据え付けることにより構築された一階部分１４と、同様にして一階部分１４の上に複数の箱型の建物ユニットを据え付けることにより構築された二階部分１６と、二階部分１６の上に据え付けられた屋根部１８と、を含んで構成されており、一階部分１４と二階部分１６の周囲には、複数のパネル材で構成された外壁２０が取り付けられている。なお、建物ユニットは、一例として、鉄骨の柱と溝形鋼からなる梁とを含んで構成されている。

建物１０において、屋根部１８の傾斜面には、太陽光発電に用いられる太陽光発電パネルの一例としての複数の太陽電池モジュール２２が敷き詰められている。太陽電池モジュール２２は、詳細を後述する蓄電システム４０の一部を構成している。また、建物１０の一側面の外壁２０には、建物設備ユニットの一例としての設備ユニット３０がビス締めにより取り付けられている。

次に、設備ユニット３０の外部構造について説明する。

図１に示すように、設備ユニット３０は、一階部分１４の外壁２０に取り付けられた下設備ユニット３２と、二階部分１６の外壁２０に取り付けられた上設備ユニット３４とを含んで構成されており、下設備ユニット３２と上設備ユニット３４は、上下に配置されるとともに後述する連結部材８１、８３（図５参照）で連結されている。

図２に示すように、下設備ユニット３２は、上面と底面に矩形状の開口３９が形成された直方体状の（箱状の）ユニット本体３６を有している。ユニット本体３６は、連結された複数の鉄骨からなる本体フレーム３７と、本体フレーム３７の前後左右の側面にそれぞれ取り付けられて本体フレーム３７を覆う複数の外壁パネル３８とを含んで構成されている。

複数の外壁パネル３８のうち、建物１０の外壁２０（図１参照）とは反対側に位置する外壁パネル３８Ａには、高さ方向の略中央にガラリ４２が設けられている。また、外壁パネル３８Ａにおけるガラリ４２の下方には、横方向に長い矩形状の開口である窓部４４が形成されている。窓部４４には、窓部４４よりも僅かに小さく且つ窓部４４を閉塞可能な大きさの板材からなる開閉扉４６が、図示しないヒンジ部材によって開閉可能に設けられている。

開閉扉４６は、透明な板材で構成され、例えば、ガラス板やアクリル板等が用いられる。これにより、開閉扉４６が閉じられている状態であっても、作業者はユニット本体３６の内部（後述するパワーコンディショナ２４（図３参照））が視認可能となっている。なお、図２では、一例として、開閉扉４６の下部の左右両端部にヒンジ部材が設けられており、開閉扉４６は、手前側に倒れることで窓部４４を開放し、立設されることで窓部４４を閉塞するようになっている。また、開閉扉４６は、例えば、図示しないフック部材が上部に係止されることにより、窓部４４の閉塞状態が保持されるようになっている。

さらに、外壁パネル３８Ａにおける窓部４４よりも下方には、一例として、後述する車両用蓄電池２９（図６参照）への給電を可能とする外部コンセント４８が設けられている。外部コンセント４８は、一例として、外壁パネル３８Ａの正面視で右下隅部に設けられており、未使用時には図示しないカバー部材で覆われ、使用時には該カバー部材を取り外すことで、プラグを差し込み可能となっている。

一方、上設備ユニット３４は、上面と底面に矩形状の開口５２が形成された直方体状の（箱状の）ユニット本体５４を有している。ユニット本体５４は、連結された複数の鉄骨からなる本体フレーム５５と、本体フレーム５５の前後左右の側面にそれぞれ取り付けられて本体フレーム５５を覆う複数の外壁パネル５６とを含んで構成されている。

複数の外壁パネル５６のうち、建物１０の外壁２０（図１参照）とは反対側に位置する外壁パネル５６Ａには、高さ方向の略中央にガラリ５８が設けられている。なお、外壁パネル５６Ａには、下設備ユニット３２の窓部４４、開閉扉４６、及び外部コンセント４８は設けられていない。

次に、設備ユニット３０の内部構造について説明する。

図３に示すように、下設備ユニット３２において、本体フレーム３７の内側で窓部４４（図２参照）の下縁部に相当する高さ位置には、水平方向が面内方向となるように配置された板材からなる置台６２が設けられている。置台６２上には、建物１０（図１参照）に使用される設備の一例としてのパワーコンディショナ２４が設けられている。パワーコンディショナ２４は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、直流電圧の電圧レベルを変換するＤＣ−ＤＣコンバータとを有している。なお、本実施形態では、パワーコンディショナ２４に電力量計（図示省略）が含まれているものとする。また、窓部４４を通してパワーコンディショナ２４及び電力量計の点検が可能となるように、予め置台６２の高さが設定されている。

また、本体フレーム３７の内側でパワーコンディショナ２４よりも上側のスペースには、平断面が円形の４本の配管７１、７２、７３、７４が鉛直方向を開口方向として固定されており、置台６２よりも下側のスペースには、平断面が円形の２本の配管７５、７６が鉛直方向を開口方向として固定されている。なお、本実施形態では、配管７１、７２、７３、７４、７５、７６が、ほぼ同じ内径及び外径となっており、下設備ユニット３２の正面視で右から左へ配管７１、７２、７３、７４が配置され、配管７１の下方に配管７５、配管７４の下方に配管７６が配置されている。

パワーコンディショナ２４の上面側には、３つの配線６４、６６、６８の一端が接続されており、パワーコンディショナ２４の下面側には、２つの配線６３、６５の一端が接続されている。なお、本実施形態における配線とは、１本の配線だけでなく、信号線や電源供給線等の複数の配線の集合体を含むものである。

配線６３は、配管７６内を挿通されており、配線６３の他端は接地されている。また、配線６５は、配管７５内を挿通されており、配線６５の他端は外部コンセント４８に接続されている。さらに、配線６４は、配管７１内を挿通されており、配線６４の他端は上設備ユニット３４に設けられた後述する配管７８を挿通され、太陽電池モジュール２２に接続されている。

配線６６は、配管７２内を挿通されており、配線６６の他端は上設備ユニット３４に設けられた後述する複数の蓄電池２６に接続されている。また、配線６８は、配管７４内を挿通されており、配線６８の他端は上設備ユニット３４に設けられた後述する配管７９を挿通され、後述する建物１０内の電気機器２７（図６参照）に接続されるようになっている。

一方、上設備ユニット３４において、本体フレーム５５の内側には、配管７８、７９が鉛直方向を開口方向として固定されている。配管７８は、下設備ユニット３２と上設備ユニット３４を連結するときに配管７１の上側に配置されるようになっており、配管７１とほぼ同じ外径となっている。配管７９は、下設備ユニット３２と上設備ユニット３４を連結するときに配管７４の上側に配置されるようになっており、配管７４とほぼ同じ外径となっている。

ここで、図５に示すように、配管７１の上端部には、配管７１の内径とほぼ等しい大きさの外径を有する円筒状の連結部材８１の下端が嵌合されている。同様に、配管７４の上端部には、配管７４の内径とほぼ等しい大きさの外径を有する円筒状の連結部材８３の下端が嵌合されている。連結部材８１、８３は、連結手段の一例である。そして、連結部材８１の外径は、配管７８の内径とほぼ等しい大きさとなっており、連結部材８３の外径は、配管７９の内径とほぼ等しい大きさとなっている。これにより、連結部材８１の上端を配管７８の下端に嵌合させ、連結部材８３の上端を配管７９の下端に嵌合させると、配管７８、７９が配管７１、７４の上方に位置決めされるようになっている。

図３に示すように、本体フレーム５５の内側で且つ配管７８と配管７９とで挟まれたスペースには、４本の柱部５７Ａを含む補強フレーム５７が設けられている。そして、４本の柱部５７Ａで囲まれたスペースには、水平方向が面内方向となるように配置された板材からなる置台３１が鉛直方向に間隔をあけて５段設けられている。なお、本実施形態では置台３１を５段としたが、置台３１の数は５段に限らず、１段又は５段以外の複数段であってもよい。

各置台３１上には、蓄電池２６が設けられている。蓄電池２６は、太陽電池モジュール２２で得られた電力がパワーコンディショナ２４から配線６６を介して供給されることで、この電力を蓄えるようになっている。なお、配線６６の他端は全ての蓄電池２６に接続されているが、図３では最下段のパワーコンディショナ２４への接続のみを図示しており、他の段のパワーコンディショナ２４への接続については、図示を省略している。

図４（Ａ）に示すように、下設備ユニット３２では、配管７１、７２、７３、７４がガラリ４２に隣接して配置されている。そして、配管７１、７２、７３、７４を挟んで外壁パネル３８Ａとは反対側に外壁パネル３８Ｂが設けられており、配管７１、７２、７３、７４と外壁パネル３８Ｂとの間には、断熱材８２（一例として、グラスウール）が設けられている。なお、図示は省略するが、外壁パネル３８Ｂと建物１０の外壁２０（図１参照）との隙間には、長尺のゴム材が充填されており、雨水の浸入を防いでいる。

ここで、建物１０（図１参照）に使用される設備（例えば、前述のパワーコンディショナ２４（図３参照））の配線６４、６６、６８が収納可能なスペースを配線スペースＳＡ、配線スペースＳＡから建物１０へ伝導する熱を断熱するスペースを断熱スペースＳＢ、ユニット本体３６の内外へ空気を流通させるスペースを通気スペースＳＣとすると、配管７１、７２、７３、７４の内側は、配線スペースＳＡに相当する。また、断熱材８２が設けられたスペースが断熱スペースＳＢに相当し、ガラリ４２が設けられたスペース及び配管７１、７２、７３、７４の外側のスペース（断熱スペースＳＢを除く）が通気スペースＳＣに相当する。このように、ユニット本体３６の内側は、配線スペースＳＡ、断熱スペースＳＢ、通気スペースＳＣの３つの領域に区分されている。

配管７２、７３は、いずれも周方向に間隔をあけて周壁に複数の孔部７２Ａ、７３Ａが形成されている。これにより、配管７２、７３の内側は通気スペースＳＣと連通され、熱が配管７２、７３の内側から通気スペースＳＣを通ってユニット本体３６の外部へ排出可能となっている。なお、配管７３内には配線が収納されておらず、さらに、配管７３内と通気スペースＳＣとは連通しているため、配管７３内は配線スペースＳＡでありながら通気スペースＳＣの役割もしている。即ち、配線スペースＳＡと通気スペースＳＣが兼用された状態となっている。また、ユニット本体３６では、断熱スペースＳＢと配線スペースＳＡとの間に通気スペースＳＣが設けられている。

一方、図４（Ｂ）に示すように、上設備ユニット３４では、配管７８、７９がガラリ５８に隣接して配置されている。そして、配管７８、７９を挟んで外壁パネル５６Ａとは反対側に外壁パネル５６Ｂが設けられており、配管７８、７９と外壁パネル５６Ｂとの間には、断熱材８４、８５（一例として、グラスウール）が設けられている。

ここで、配管７８、７９の内側は、配線スペースＳＡに相当する。また、断熱材８４、８５が設けられたスペースが断熱スペースＳＢに相当し、ガラリ５８が設けられたスペース及び配管７８、７９の外側のスペース（断熱スペースＳＢを除く）が通気スペースＳＣに相当する。このように、ユニット本体５４の内側は、配線スペースＳＡ、断熱スペースＳＢ、通気スペースＳＣの３つの領域に区分されている。なお、図４（Ｂ）では、蓄電池２６と外壁パネル５６Ｂとの間に断熱材を図示していないが、必要に応じて断熱材を設けてもよい。

次に、建物１０の蓄電システム４０について説明する。

図６には、建物１０（図１参照）の蓄電システム４０の構成がブロック図で示されている。蓄電システム４０は、太陽電池モジュール２２と、パワーコンディショナ２４と、蓄電池２６とを含んで構成されており、この蓄電システム４０に対して建物１０内の電気機器２７又は車両に搭載された車両用蓄電池２９が接続され、それぞれに対して電力供給されるようになっている。ここで、パワーコンディショナ２４と蓄電池２６とを含んで制御装置４３が構成されており、この制御装置４３によって、太陽電池モジュール２２から蓄電池２６への充電、又は蓄電池２６の放電等が制御されるようになっている。

蓄電池２６としては、例えば、リチウムイオン蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池といった蓄電池が適用可能であるが、ニッケルカドミウム蓄電池等の他の蓄電池であってもよく、また、これらの蓄電池２６に代えて燃料電池（固体高分子型燃料電池）を用いても良い。ちなみに、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池は、４０℃程度までの発生熱で制御されており、又リチウムイオン蓄電池は６０℃程度までの発生熱で制御されている。そして、燃料電池は６０〜７０℃程度までの発生熱で制御されている。

蓄電池２６の蓄電容量は、蓄電池２６が設置される箇所ごとに負荷の大きさに応じて異なる設定とされている。すなわち、蓄電容量が大きい蓄電池２６もあれば、蓄電容量が中程度の蓄電池２６もあり、更に蓄電容量が小さい蓄電池２６もある。蓄電池２６の蓄電容量の変更の仕方には二種類あり、一つは同一容量の蓄電池２６を必要個数繋いで蓄電容量を整数倍で増加させていく手法であり、他の一つは要求される蓄電容量を単体で賄うことができる蓄電池２６を予め用意して設置する手法である。

前者の場合には、蓄電容量が異なる複数種類の蓄電池２６を予め用意する必要がないため、結線作業を廃止でき、その分コスト削減を図ることができる。一方、後者の場合には、単体の蓄電池２６で必要な蓄電容量を賄うので、蓄電池２６を複数個繋いで大容量化する場合に比べて設置スペースの削減を図ることができる。いずれを選択するかは、確保できる蓄電池２６の大きさや費用等を勘案して決定される。

（作用）
次に、第１実施形態の作用について説明する。

図１及び図５に示すように、建物１０への設備ユニット３０の取り付けでは、まず、一階の外壁に下設備ユニット３２をビス締めにより取り付ける。そして、図示しないクレーンを用いて上設備ユニット３４を下設備ユニット３２の上方に配置するとともに徐々に降ろしていき、連結部材８１の上端を配管７８の下端に嵌合させ、連結部材８３の上端を配管７９の下端に嵌合させて連結する。これにより、ユニット本体３６とユニット本体５４が連結されるので、ユニット本体３６、５４の設置状態を安定させることができる。なお、本実施形態では、予め下設備ユニット３２内にパワーコンディショナ２４が設置され、上設備ユニット３４内に蓄電池２６が設置されているものとする。

続いて、図３に示すように、配線６４が配管７８、７１に挿通され、配線６８が配管７９、７４に挿通されて、配線６４及び配線６８がパワーコンディショナ２４に接続される。また、パワーコンディショナ２４に一端が接続された配線６６は、他端が配管７２内を挿通され、蓄電池２６に接続される。さらに、パワーコンディショナ２４に一端が接続された配線６３は、配管７６に挿通され他端が接地される。そして、パワーコンディショナ２４に一端が接続された配線６５は、配管７５に挿通されて他端が外部コンセント４８に接続される。なお、配線６８の他端は建物１０内の電気機器２７に接続され、配線６４の他端は太陽電池モジュール２２に接続される。

続いて、図６に示すように、蓄電システム４０において、太陽電池モジュール２２で得られた電力は、パワーコンディショナ２４を介して直流電圧の電圧レベルが変換される。そして、蓄電池２６や車両用蓄電池２９へ供給され、或いは、直流電圧が交流電圧へ変換されて電気機器２７等へ供給される。なお、電気機器２７の中には、ＬＥＤ照明機器などの直流負荷も含まれるが、このような直流負荷への接続では、直流電圧がそのまま供給される場合もある。

また、蓄電池２６に蓄電された電力は、パワーコンディショナ２４を介して直流電圧の電圧レベルが変換される。そして、車両用蓄電池２９へ供給され、或いは、直流電圧が交流電圧へ変換されて電気機器２７等へ供給される。一方、車両用蓄電池２９の電力は、パワーコンディショナ２４を介して直流電圧の電圧レベルが変換される。そして蓄電池２６へ供給され、或いは、直流電圧が交流電圧へ変換されて電気機器２７等へ供給される。

このように、設備ユニット３０では、太陽電池モジュール２２で発電された電力が蓄電池２６に蓄えられるので、太陽電池モジュール２２で発電された電力を用いて建物１０の外側で電気機器２７を動作させることができる。また、蓄電池２６に蓄えられた電力を建物１０の外側にある外部コンセント４８を介して利用可能となるので、延長コードを用いて建物１０内のコンセントから給電しなくて済み、電力で動作する機器等（例えば、車両用蓄電池２９）の使用を容易に行うことができる。さらに、図２に示すように、外壁パネル３８を外さなくても窓部４４を通して太陽電池モジュール２２の動作状態を確認でき、又はパワーコンディショナ２４を直接操作することができるので、メンテナンスを簡単に行うことができる。

また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、下設備ユニット３２、上設備ユニット３４では、外部の気温の変化により配線スペースＳＡの温度が変化しても、配線スペースＳＡから建物１０（図１参照）へ伝導する熱が断熱スペースＳＢで断熱される。さらに、ユニット本体３６、５４の内側が高温状態となった場合は、高温の空気が通気スペースＳＣから外部へ流出し、ユニット本体３６、５４の内側が継続的に高温状態となることが抑制される。これにより、下設備ユニット３２及び上設備ユニット３４から建物１０への伝熱が抑制され、建物１０の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる。

さらに、下設備ユニット３２及び上設備ユニット３４では、断熱スペースＳＢに断熱材８２、８４、８５が設けられていることで、空気層を用いた断熱を行う場合に比べて、建物１０内部の断熱効果を上げることができる。また、下設備ユニット３２及び上設備ユニット３４では、配線スペースＳＡ内の空気が温度上昇しても、通気スペースＳＣを通って外部へ排気されるとともに断熱スペースＳＢによって断熱されるので、建物１０への伝熱が抑えられ、建物１０の内部の断熱効果を上げることができる。

また、図４（Ａ）に示すように、下設備ユニット３２では、一部の配線が不要となった場合、配管７３のように配線を取り除くことで配線スペースＳＡが通気スペースＳＣとなり、温められた空気が配管７３を通って下設備ユニット３２の上端部から排出される。さらに、配管７３では、内側（配線スペースＳＡ）の温められた空気が複数の孔部７３Ａを通って下設備ユニット３２の外側へ流出するので、配管７３の内側の温度上昇を抑えることができる。これにより、建物１０への伝熱が抑えられ、建物１０の内部の断熱効果を上げることができる。なお、新たに配線を設ける必要が生じた場合は、通気スペースＳＣとして兼用していた配管７３内に配線を通せばよいので、別途、配線のためのスペースを確保する必要がなくなる。

また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、下設備ユニット３２、上設備ユニット３４では、断熱スペースＳＢ側にガラリ４２、５８を設けないので、断熱スペースＳＢの設置面積の減少が抑えられ、建物１０の内部の断熱効果が低下するのを防ぐことができる。そして、図１に示すように、設備ユニット３０では、下設備ユニット３２、上設備ユニット３４（ユニット本体３６、５４）が建物１０の一階部分１４、二階部分１６にそれぞれ設けられているので、各階の配線状態に合わせて建物１０への熱の伝達を抑えることができる。さらに、ユニット本体３６、５４の内部が連続することで大きなスペースが形成されるので、温められた空気が狭いスペースに滞留することがなくなり、建物１０の断熱効果を高めることができる。

なお、図７に示すように、第１実施形態の建物１０及び設備ユニット３０の変形例として、太陽電池モジュール２２（図１参照）の他に、外壁パネル３８、５６にも太陽光発電を行う太陽電池モジュール９２を設けてもよい。この構成によれば、蓄電池２６による蓄電量を増やすことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る建物設備ユニット及び建物について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図８には、第２実施形態の建物１００が示されている。建物１００は、予め工場内で組み立てられた複数の箱型の建物ユニット１０１（図１１参照）を現地で基礎１２上に据え付けることにより構築された一階部分１４と、一階部分１４の上に据え付けられた二階部分１６と、二階部分１６の上に据え付けられた屋根部１８と、を含んで構成されており、一階部分１４と二階部分１６の周囲には、複数のパネル材で構成された外壁１０２が取り付けられている。また、屋根部１８の傾斜面には、複数の太陽電池モジュール２２が敷き詰められている。さらに、建物１００の一側面の外壁１０２の内側には、建物設備ユニットの一例としての設備ユニット１１０が設けられている。

設備ユニット１１０は、一階部分１４の外壁１０２の内側に埋設された下設備ユニット１０４と、二階部分１６の外壁１０２の内側に埋設された上設備ユニット１０６とを含んで構成されており、下設備ユニット１０４と上設備ユニット１０６は、上下に並んで配置されている。なお、下設備ユニット１０４と上設備ユニット１０６は、独立して設けられており、下設備ユニット１０４の上端と上設備ユニット１０６の下端は、梁（図示省略）があるため直接連結されていない。

図９に示すように、下設備ユニット１０４は、外壁１０２側に埋設された箱状のユニット本体１０５を有している。ユニット本体１０５の周囲には、外壁１０２と、外壁１０２と対向配置された内壁１０８と、外壁１０２と内壁１０８とで挟まれた角部に配置された鉄骨柱１１６とが設けられている。

ユニット本体１０５は、外壁１０２と面一とされ側壁の一部を構成するパネル材１０５Ａと、パネル材１０５Ａと隙間をあけて内壁１０８側に対向配置されたパネル材１０５Ｂと、平面視でパネル材１０５Ａ及びパネル材１０５Ｂの両端部に取り付けられるパネル材１０５Ｃ、１０５Ｄとを含んで構成されており、パネル材１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄで囲まれた領域にパワーコンディショナ２４、配管７１、７２、７３、７４、及び断熱材８２が設置されている。

また、パネル材１０５Ａには、ガラリ４２と、外部コンセント４８（図８参照）が設けられている。さらに、外壁１０２と内壁１０８との間で且つユニット本体１０５の外側のスペースには、パネル材１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄを覆うようにして断熱材１１２（一例として、グラスウール）が充填されている。ここで、配管７１、７２、７３、７４内が配線スペースＳＡ、断熱材８２の設置スペースが断熱スペースＳＢ、ガラリ４２の設置スペースが通気スペースＳＣに相当する。

一方、図１０に示すように、上設備ユニット１０６は、外壁１０２側に埋設された箱状のユニット本体１０７を有している。ユニット本体１０７の周囲には、外壁１０２と、内壁１０８と、外壁１０２と内壁１０８とで挟まれた角部に配置された鉄骨柱１１６とが設けられている。

ユニット本体１０７は、外壁１０２と面一とされ側壁の一部を構成するパネル材１０７Ａと、パネル材１０７Ａと隙間をあけて内壁１０８側に対向配置されたパネル材１０７Ｂと、平面視でパネル材１０７Ａ及びパネル材１０７Ｂの両端部に取り付けられるパネル材１０７Ｃ、１０７Ｄとを含んで構成されており、パネル材１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄで囲まれた領域に配管７８、７９、及び蓄電池２６が設置されている。なお、図１０では蓄電池２６の図示を省略している。

また、パネル材１０７Ａには、ガラリ５８が設けられている。さらに、外壁１０２と内壁１０８との間で且つユニット本体１０７の外側のスペースには、パネル材１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄを覆うようにして断熱材１１２が充填されている。ここで、配管７８、７９内が配線スペースＳＡ、断熱材１１２の設置スペースが断熱スペースＳＢ、ガラリ５８の設置スペースが通気スペースＳＣに相当する。

ここで、図１１に示すように、建物ユニット１０１は、矢印Ｙ方向を桁方向として配置される天井桁梁１０３Ａと、矢印Ｘ方向を妻方向として配置される天井妻梁１０３Ｂと、天井桁梁１０３Ａの下側に配置される床桁梁１０９Ａと、天井妻梁１０３Ｂの下側に配置される床妻梁１０９Ｂと、天井桁梁１０３Ａ、天井妻梁１０３Ｂ、床桁梁１０９Ａ、及び床妻梁１０９Ｂが接合される鉄骨柱１１１とを含んで構成されている。天井桁梁１０３Ａ、天井妻梁１０３Ｂ、床桁梁１０９Ａ、及び床妻梁１０９Ｂは、一例として、溝形鋼で構成されており、これらのウェブには、複数箇所に重量軽減孔１１３が形成されている。また、配線６４は、二階部分１６の天井妻梁１０３Ｂに形成された重量軽減孔１１３に一端が挿通されて複数の太陽電池モジュール２２（図１１では１つのみ表示）に接続されており、一階部分１４に設けられたパワーコンディショナ２４に他端が接続されている。

具体的には、図１２に示すように、配線６４は、複数の太陽電池モジュール２２に一端が接続されると共に、他端が屋根部１８（図１参照）内に引き込まれてはい回される。さらに、配線６４は、天井妻梁１０３Ｂの重量軽減孔１１３を内側から外側へ挿通されると共に、連結部材８１によって連結された配管７１及び配管７８の内側に挿通されることで、一階部分１４及び二階部分１６の側部を上下方向にはい回される。

（作用）
次に、第２実施形態の作用について説明する。

図８〜１２に示すように、建物１００への設備ユニット１１０の取り付け工程では、まず、工場内において、下設備ユニット１０４、上設備ユニット１０６がそれぞれ構築される。続いて、鉄骨柱１１１と、天井桁梁１０３Ａ、天井妻梁１０３Ｂ、床桁梁１０９Ａ、及び床妻梁１０９Ｂ（図１１参照）とで、箱状の建物ユニット１０１（図１１参照）が構築されると共に、この建物ユニット１０１の側面に外壁１０２が取り付けられる。そして、一階部分１４に相当する建物ユニットでは外壁１０２に下設備ユニット１０４が取り付けられ、二階部分１６に相当する建物ユニットでは外壁１０２に上設備ユニット１０６が取り付けられる。

続いて、下設備ユニット１０４又は上設備ユニット１０６を覆うように断熱材１１２が設けられた後、内壁１０８が設置される。このように、下設備ユニット１０４及び上設備ユニット１０６からなる設備ユニット１１０は、建物１００の外壁１０２内に埋設されるので、建物１００の外壁１０２の面が揃えられ、建物１００の良好な外観を得ることができる。

続いて、前述の複数の建物ユニット１０１が現地へ搬送され、この複数の建物ユニット１０１を現地で基礎１２上に順次据え付けることにより、一階部分１４、二階部分１６、及び屋根部１８が構築され、建物１００が構築される。

続いて、建物１００では、配管７１、７２、７３、７４、７８、７９に配線６４、６８等が挿通され、太陽電池モジュール２２、パワーコンディショナ２４、蓄電池２６（図示省略）、及び外部コンセント４８が電気的に接続される。そして、太陽電池モジュール２２で得られた電力は、パワーコンディショナ２４を介して直流電圧の電圧レベルが変換され、蓄電池へ供給されて蓄電される。また、蓄電池２６に蓄電された電力は、パワーコンディショナ２４を介して直流電圧の電圧レベルが変換され、建物１００の内側にある電気機器２７（図６参照）、あるいは建物１００の外側にある車両用蓄電池２９（図６参照）へ供給される。

ここで、図９、１０に示すように、下設備ユニット１０４、上設備ユニット１０６では、外部の気温の変化により配線スペースＳＡの温度が変化しても、配線スペースＳＡから建物１００へ伝導する熱が断熱スペースＳＢで断熱される。さらに、ユニット本体１０５、１０７の内側が高温状態となった場合は、高温の空気が通気スペースＳＣから外部へ流出し、ユニット本体１０５、１０７の内側が継続的に高温状態となることが抑制される。これにより、下設備ユニット１０４及び上設備ユニット１０６から建物１００への伝熱が抑制され、建物１００の内部の温度が外部の気温の影響を受けるのを抑制することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

建物１０、１００は、複数の建物ユニットで構成されるものに限らず、鉄骨軸組構造のものであってもよい。また、設備ユニット３０は、外壁２０の一方端に寄せて設けるだけでなく、例えば中央に設けてもよい。さらに、窓部４４は、建物１０の外壁２０側に設けてもよい。また、重量軽減孔１１３を利用した配線のはい回しは、配線６４のはい回しに限らず、他の配線のはい回しで利用してもよい。さらに、重量軽減孔１１３を利用した各配線のはい回しは建物１００に限らず、建物１０の各配線のはい回しに利用してもよい。

１０ 建物
２２ 太陽電池モジュール（太陽光発電パネル）
２６ 蓄電池（設備）
３０ 設備ユニット（建物設備ユニット）
３６ ユニット本体
３８ 外壁パネル（外壁）
４４ 窓部
４８ コンセント
５４ ユニット本体
５６ 外壁パネル（外壁）
６４ 配線
６６ 配線
６８ 配線
７１ 配管（筒部材、配管）
７２ 配管（筒部材、配管）
７２Ａ 孔部
７３ 配管（筒部材、配管）
７３Ａ 孔部
７４ 配管（筒部材、配管）
７８ 配管（筒部材、配管）
７９ 配管（筒部材、配管）
８１ 連結部材（連結手段）
８２ 断熱材
８３ 連結部材（連結手段）
８４ 断熱材
８５ 断熱材
１００ 建物
１０５ ユニット本体
１０７ ユニット本体
１１０ 設備ユニット
ＳＡ 配線スペース
ＳＢ 断熱スペース
ＳＣ 通気スペース

Claims (12)

1. 建物の外壁に埋設され又は該外壁の外側に取り付けられる箱状のユニット本体と、
   前記ユニット本体の内側に設けられ前記建物に使用される設備の配線が収納可能な配線スペースと、
   前記ユニット本体の内側に設けられ前記配線スペースから前記建物へ伝導する熱を断熱する断熱スペースと、
   前記ユニット本体の側壁に設けられ前記ユニット本体の内外へ空気を流通させる通気スペースと、
   を有する建物設備ユニット。
2. 前記断熱スペースには、断熱材が設けられている請求項１に記載の建物設備ユニット。
3. 前記通気スペースが、前記断熱スペースと前記配線スペースの間にも設けられている請求項１又は請求項２に記載の建物設備ユニット。
4. 前記通気スペースが、配線が収納されていない前記配線スペースと兼用されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の建物設備ユニット。
5. 前記配線スペースは、周壁に複数の孔部を有する筒部材で形成されている請求項４に記載の建物設備ユニット。
6. 前記ユニット本体の内側には前記設備が収納され、前記ユニット本体の側壁には前記設備を視認可能な窓部が設けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の建物設備ユニット。
7. 前記窓部に隣接して前記配線スペースが配置され、前記配線スペースの前記窓部とは反対側に前記断熱スペースが設けられている請求項６に記載の建物設備ユニット。
8. 前記設備の少なくとも１つが蓄電池であり、
   前記ユニット本体の側壁には、前記蓄電池と電気的に接続されたコンセントが設けられている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の建物設備ユニット。
9. 前記蓄電池は、前記建物に設置された太陽光発電パネルに前記配線で接続されている請求項８に記載の建物設備ユニット。
10. 前記ユニット本体は、前記建物の各階毎に設けられるとともに、複数の前記ユニット本体の内部が連続した空間を形成している請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の建物設備ユニット。
11. 複数の前記ユニット本体には、それぞれ前記配線スペースを形成する配管が設けられ、
    複数の前記配管には、複数の前記ユニット本体を上下に連結する連結手段が設けられている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の建物設備ユニット。
12. 請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の建物設備ユニットが設けられている建物。

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