JP2014058851A - 建物 - Google Patents

Abstract

【課題】夏場の換気を促進させ、冬場の採光と建物内の空気の循環を実現できる換気塔を有する建物を提供する。
【解決手段】建物２は、陸屋根３から上方に突出し、側壁面４０に透光性を有し開閉自在な窓１１を備えた換気塔１と、換気塔１内に設けられ、上向きと下向きに風向が切り替え可能なファン１０と、窓１１から入射した所定の入射角以下の太陽光を、換気塔１の下方の居室４に反射させる複数の反射板１２と、を有している。複数の反射板１２は、窓１１が設けられた換気塔１の側壁面４０とファン１０との間に上下方向に並べて設けられている。複数の反射板１２と、換気塔１の側壁面４０及び換気塔１の天井面４１との各間には、空気の流路としての隙間Ａ、Ｂが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、換気塔を備えた建物に関する。

都市部などの密集地における建物は、隣接する建物との離隔寸法が充分に確保されないことが多く、側壁面に設けられた窓で建物内部の換気や採光を行うことが難しい。

そこで、特許文献１では、陸屋根から上方に突出した通風用天窓を備えた建物が提案されている。かかる建物の通風用天窓の近傍には、換気の促進のためファンが設けられている。

特開２００５−１４６８３８号公報

しかしながら、このような構成の場合、夏場は、単にファンを稼働するだけでは、居室から開口部に向かう十分な気流が形成されず、換気を十分に行うことは難しい。また、冬場は、通風用天窓は閉じられてしまい、たとえ開放したとしても太陽光の入射角が低いため、太陽光が天窓の下の居室まで届かない。この為、十分な採光を行うことは難しく、太陽光による暖房効果も期待できない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、夏場の換気を促進させ、冬場も採光手段や暖房手段として機能させることができる換気塔を備えた建物を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、陸屋根から上方に突出し、側壁面に透光性を有し開閉自在な窓を備えた換気塔と、換気塔内に設けられ、上向きと下向きに風向が切り替え可能なファンと、窓から入射した所定の入射角以下の太陽光を、前記換気塔の下方の居室に反射させる複数の反射板と、を有し、複数の反射板は、窓が設けられた前記換気塔の側壁面とファンとの間に上下方向に並べて設けられ、複数の反射板と、換気塔の側壁面及び換気塔の天井面との各間には、空気の流路としての隙間が形成されている、建物である。

本発明によれば、複数の反射板が、窓が設けられた換気塔の側壁面との間に上下方向に並べて設けられ、複数の反射板と換気塔の側壁面との間及び複数の反射板と換気塔の天井面との間には、空気の流路としての隙間が夫々形成される。このような構成において、夏場に窓を開放して、ファンを風向を上向きにして稼働させると、ファンによって吸引される居室内の空気が、複数の反射板によって狭められた流路を通過し、ファンよりも上方にある複数の反射板間の隙間や最上段の反射板と換気塔の天井面との間の隙間を通って窓から排出される。この際、複数の反射板がなく空気が広い流路を通過する場合に比べてファンの吸引力が大きくなるので、より強い上昇気流が形成され、夏場の換気が促進される。また、冬場の日中、窓を閉じた状態で、ファンを風向を下向きにして稼働させると、ファンの上方の空気（暖気）が居室方向に下降すると同時に、居室内の空気が複数の反射板と換気塔の側壁面との間の隙間及び複数の反射板と換気塔の天井面との間の隙間を通ってファンの上方に引き上げられて暖められる。そして暖められたファン上方の空気がファンによって下降せしめられる。このようにして、居室と換気塔のと間で空気の循環流が形成されることで、冬場の建物内の温熱環境を向上させることができる。また、複数の反射板により冬場の低入射角の太陽光が居室側に照射されるので、換気塔からの冬場の効果的な採光を実現できる。

前記複数の反射板は、下にあるものほど傾斜角が大きくてもよい。このように構成することで、反射光を拡散させて居室を広範囲に明るくすることができる。

別の観点による本発明は、陸屋根から上方に突出し、側壁面に透光性を有する開閉自在な窓を備えた換気塔と、換気塔内に設けられ、上向きと下向きに風向が切り替え可能なファンと、窓から入射した所定の入射角以下の太陽光を、換気塔の下方の居室に反射させる複数の反射板と、を有し、複数の反射板は、換気塔の対向する側壁面の間の前記ファンより低い位置に、窓に向かう水平方向に並べて設けられ、複数の反射板と換気塔の対向する側壁面との間には、空気の流路としての隙間が形成されている、建物である。

本発明によれば、複数の反射板が、換気塔の対向する側壁面の間の前記ファンより低い位置に、窓に向かう水平方向に並べて設けられているので、複数の反射板により、ファンのある換気塔側の空間と居室側の空間が分けられる。このような構成において、夏場に窓を開放してファンを風向を上向きにして稼働させると、居室内の空気がファンによって吸い上げられて換気塔内の空間に流れ込む。そして、一旦流れ込んだ空気は複数の反射板により居室側への逆流が妨げられ、そのまま窓から排出される。このような機構により、夏場の換気が促進される。また、複数の反射板と換気塔の対向する側壁面との間には、空気の流路としての隙間が形成されているので、冬場の日中に、窓を閉じてファンを風向を下向きにして稼働させると、ファンの上方の空気（暖気）が居室方向に下降すると同時に、居室内の空気が、端部の反射板と換気塔の側壁面との間の隙間を通ってファンの上方に引き上げられて暖められる。そして暖められたファン上方の空気がファンによって下降せしめられる。このようにして居室と換気塔との間で空気の循環流が形成されることで、冬場の建物内の温熱環境を向上させることができる。また、複数の反射板により冬場の低入射角の太陽光が居室側に照射されるので、換気塔からの冬場の効果的な採光を実現できる。

前記複数の反射板は、窓から離れるものほど傾斜角が小さくてもよい。このように構成することで、反射光を拡散させて居室を広範囲に明るくすることができる。

本発明によれば、夏場の換気（熱気の排出）を促進させ、冬場の採光と建物内の空気（上方に滞留する暖気）の循環を確保できるので、換気塔を用いて建物の住環境を向上できる。

換気塔を有する建物の模式図である。 換気塔の構成の概略を示す説明図である。 換気塔の横断面を示す説明図である。 換気塔内の夏場の空気の流れを示す説明図である。 換気塔内の冬場の空気の流れを示す説明図である。 複数の反射板の傾斜角度を変えた場合の太陽光の反射方向を示す説明図である。 反射板を水平方向に並べた例を示す説明図である。 換気塔の夏場の空気の流れを示す説明図である。 換気塔の冬場の空気の流れを示す説明図である。 複数の反射板の傾斜角度を変えた場合の太陽光の反射方向を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る換気塔１を有する建物２を示す模式図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

換気塔１は、略直方体状の外形を有し建物２の陸屋根３から上方に突出している。換気塔１は、換気塔１の天井面４１から垂下したファン１０と、太陽光の採光と建物２内の換気を行うための窓としての窓１１と、窓１１から採光された低入射角の太陽光を、換気塔１の下方に位置し換気塔１と連通した居室４に反射させる複数の反射板１２と、を有している。

ファン１０は、垂直な回転軸の先端で支持された複数枚の羽根２０を備えている。ファン１０は、正回転のときに上方に向けて送風し、逆回転のときに下方に向けて送風できる。ファン１０は、図示しないモータなどの駆動源により駆動できる。

窓１１は、換気塔１の４つの側壁面のうち南に面する側壁面４０に設けられている。窓１１には、ガラスなど、光を透過する透明あるいは半透明の板材が嵌め込まれている。窓１１は、例えば上辺を支軸として外側に回動して開閉する開閉機構を備えている。なお、窓１１の開閉形式としては、側辺を支軸として開閉するものや、引き違い式、上げ下げ式などでもよい。

反射板１２は、短冊状であり、複数の反射板１２の一群は、図２に示すように窓１１のある側壁面４０とファン１０との間に、その長手方向を水平にして窓１１に対向するように上下方向に並べて配置されている。各反射板１２は、所定の傾斜角を有し、窓１１側が高く、ファン１０側が低くなるように傾斜している。各反射板１２は、窓１１から採光された所定の入射角以下、例えば４５°以下の低入射角の太陽光を下面で居室４に反射させることができる。

複数の反射板１２の一群は、窓１１のある側壁面４０との間に空気の流路としての隙間Ａが形成されるように配置され、最上段の反射板１２と換気塔１の天井面４１との間に空気の流路としての隙間Ｂが形成されるように配置されている。

複数の反射板１２は、例えば図３に示すように換気塔１の内壁面に固定された支持柱５０によりその両端が支持されている。

なお、上述のファン１０の回転駆動や風向の切り替えは、例えば居室４に設けられたスイッチにより行われ、窓１１の開閉は、居室４に設けられたスイッチや操作レバーにより行われる。また、居室４の側壁面には、例えば開閉可能な窓５が設けられており、居室４の１階部と２階部とは、例えば吹抜け６を介して連通している。

以上のように構成された建物２では、図４に示すように、夏場に窓１１を開放して、ファン１０を風向を上向きにして稼働させると、ファン１０によって吸引される居室４内の空気が、複数の反射板１２によって狭められた流路を通過し、ファン１０よりも上方にある複数の反射板１２間の隙間や最上段の反射板１２と換気塔１の天井面４１との間の隙間Ｂを通って窓から排出される。この際、複数の反射板１２がなく空気が広い流路を通過する場合に比べてファン１０の吸引力が大きくなるので、より強い上昇気流が形成され、夏場の換気が促進される。

また、冬場の日中は、図５に示すように、窓１１を閉じた状態で、ファン１０を風向を下向きにして稼働させると、ファンの上方の空気（暖気）が居室４方向に下降すると同時に、居室４内の空気が複数の反射板１２と換気塔１の側壁面４０との間の隙間Ａ及び複数の反射板１２と換気塔１の天井面４１との間の隙間Ｂを通ってファン１０の上方に引き上げられて暖められる。そして暖められたファン１０上方の空気がファン１０によって下降せしめられる。このようにして、居室４と換気塔１のと間で空気の循環流が形成されることで、冬場の建物２内の温熱環境を向上させることができる。

また、冬場は、図２に示したように入射角が４５°以下の低入射角の太陽光が窓１１を通じて換気塔１内に取り込まれ、各反射板１２の下面で反射し、居室４内に照射されることで、換気塔１からの冬場の効果的な採光を実現できる。

上記実施の形態において、図６に示すように、複数の反射板１２は、下にあるものほど傾斜角が大きくなっていてもよい。図６において、最上部の反射板１２の傾斜角は、例えば４５°であり、下のものほど次第に傾斜角が大きくなり、最下部の反射板１２の傾斜角は、例えば６０°になっている。これにより、上方の反射板１２で反射した太陽光は、居室４の領域のうち窓１１から離れた領域に照射され、下方の反射板１２で反射した太陽光は、居室４の領域のうち窓１１に近い領域に照射される。よって、太陽光を居室４の領域の広範囲にわたり照射できる。

次に、他の実施の形態を図７〜図１０を参照して説明する。本実施の形態において、図７に示すように複数の反射板１２は、換気塔１の対向する側壁面４０、４２の間のファン１０より低い位置に、同一高さで水平に、かつ長手方向が窓１１に対して平行となるように並べて設けられ、端部の反射板１２と換気塔１の対向する側壁面４０、４２との間には、空気の流路としての隙間Ｃが形成されている。複数の反射板１２は、所定の傾斜角を有し、窓１１側が高く、窓１１の反対側が低くなるように傾斜している。各反射板１２は、窓１１から採光された低入射角の太陽光を下面で居室４に反射させることができる。

かかる建物２では、例えば図８に示すように、夏場に窓１１を開放してファン１０を風向を上向きにして稼働させると、居室４内の空気がファン１０によって吸い上げられて換気塔１内の空間に流れ込む。そして、一旦流れ込んだ空気は複数の反射板１２により居室４側への逆流が妨げられ、そのまま窓１１から排出される。このような機構により、夏場の換気が促進される。

また、冬場の日中は、図９に示すように、窓１１を閉じてファン１０を風向を下向きにして稼働させると、ファン１０の上方の空気（暖気）が居室４方向に下降すると同時に、居室４内の空気が隙間Ｃを通ってファン１０の上方に引き上げられて暖められる。そして暖められたファン１０上方の空気がファン１０によって下降せしめられる。このようにして居室４と換気塔１との間で空気の循環流が形成されることで、冬場の建物２内の温熱環境を向上させることができる。

また、図７に示したように冬場の低入射角の太陽光が窓１１を通じて換気塔１内に取り込まれ、各反射板１２の下面で反射して居室４に照射されることで、換気塔１からの冬場の効果的な採光を実現できる。

上記例において、複数の反射板１２は、図１０に示すように窓１１から離れるものほど傾斜角が小さくなっていてもよい。図１０において、窓１１に最も近い反射板１２の傾斜角は６０°で、窓１１に近づくものほど次第に傾斜角が小さくなり、窓１１に最も遠い反射板１２の傾斜角は、例えば４５°になっている。これにより、窓１１から離れた反射板１２で反射した太陽光は、窓１１に遠い側から居室４に照射され、窓１１の近くの反射板１２で反射した太陽光は、窓１１に近い側から居室４に照射される。かかる場合、太陽光を居室４の広範囲にわたり照射できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば以上の実施の形態では、換気塔１の一つの側壁面にのみ窓１１を設けたが、窓は、換気塔１の複数の側壁面に設けられていてもよい。また、反射板１２の形状、数、傾斜角、設置位置などは、本実施の形態のものに限られず、他のものであってもよい。また、居室４は、リビングなどの部屋であってもよいし、廊下や階段等であってもよい。

本発明は、換気塔において夏場に換気を促進し、冬場に太陽光の採光と暖気の循環を確保する際に有用である。

１ 換気塔
２ 建物
３ 陸屋根
４ 居室
１０ ファン
１１ 窓
１２ 反射板
４０ 側壁面
４１ 天井面

Claims (4)

1. 陸屋根から上方に突出し、側壁面に透光性を有し開閉自在な窓を備えた換気塔と、
   前記換気塔内に設けられ、上向きと下向きに風向が切り替え可能なファンと、
   前記窓から入射した所定の入射角以下の太陽光を、前記換気塔の下方の居室に反射させる複数の反射板と、を有し、
   前記複数の反射板は、前記窓が設けられた前記換気塔の側壁面と前記ファンとの間に上下方向に並べて設けられ、
   前記複数の反射板と、前記換気塔の側壁面及び前記換気塔の天井面との各間には、空気の流路としての隙間が形成されている、建物。
2. 前記複数の反射板の傾斜角は、下にあるものほど大きくなる、請求項１に記載の建物。
3. 陸屋根から上方に突出し、側壁面に透光性を有する開閉自在な窓を備えた換気塔と、
   前記換気塔内に設けられ、上向きと下向きに風向が切り替え可能なファンと、
   前記窓から入射した所定の入射角以下の太陽光を、前記換気塔の下方の居室に反射させる複数の反射板と、を有し、
   前記複数の反射板は、前記換気塔の対向する側壁面の間の前記ファンより低い位置に、前記窓に向かう水平方向に並べて設けられ、
   前記複数の反射板と前記換気塔の対向する側壁面との間には、空気の流路としての隙間が形成されている、建物。
4. 前記複数の反射板の傾斜角は、前記窓から離れるものほど小さくなる、請求項３に記載の建物。

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