JP6675911B2 - カーテンウォール - Google Patents

Description

本発明は、カーテンウォールに関し、例えばダブルスキン構造のカーテンウォールに関する。

従来、インナースキンと称される室内側ガラスパネルと、アウタースキンと称される室外側ガラスパネルと備え、該室内側ガラスパネルと室外側ガラスパネルの間に中間空気層を設けたダブルスキン構造のカーテンウォールが知られている（例えば特許文献１参照）。

ダブルスキン構造のカーテンウォールでは、冬期には中間空気層が断熱層として機能するため、室内側の暖房効率を向上することができる。一方、夏期には直達光がガラスを透過してブラインドや室内建材などに受熱するため、ブラインド等からの放射による中間空気層の温度上昇が想定されるが、中間空気層内の空気を換気することで緩和することができ、これらの熱が室内へ流れることを抑制することが可能となることから、室内側の冷房効率を向上することができる。

ダブルスキン構造のカーテンウォールでは、通常、中間空気層内の空気を換気するために、中間空気層の上下に室外に連通した換気口が設けられる。中間空気層内で暖められた空気には浮力が生じるため、上下の換気口間で空気を流通させて中間空気層内の熱を室外に排熱することができる。

特開２０１１−１１１８３３号公報

上記のようなダブルスキン構造のカーテンウォールでは、中間空気層の排熱性を向上することが課題となる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、中間空気層の排熱性を高めることのできるダブルスキン構造のカーテンウォールを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のカーテンウォールは、建物の外周部に配置されるカーテンウォールであって、建物の室外側に配置される室外側ガラスパネルと、室外側ガラスパネルと所定の間隔を有して、建物の室内側に配置される室内側仕切部材と、室外側ガラスパネルと室内側仕切部材ガラスパネルの間に形成された中間空気層と、室外側ガラスパネルが取り付けられる、縦方向に延びる方立とを備える。方立は、内部が中空に形成された方立本体部と、方立本体部に形成された、中間空気層内の空気を方立本体部内に流入させるための貫通孔とを備える。

本発明によれば、中間空気層の排熱性を高めることのできるダブルスキン構造のカーテンウォールを提供できる。

本発明の実施形態に係るカーテンウォールが取り付けられた建物の概略縦断面図である。 本発明の実施形態に係るカーテンウォールにおける、ビジョン部とスパンドレル部の境界付近を示す縦断面図である。 図２に示すカーテンウォールのＡ−Ａ横断面図である。 本発明の実施形態に係るカーテンウォールの最上部付近を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係るカーテンウォールが取り付けられた建物の概略縦断面図である。

建物１００は、床スラブ１０２と、床スラブ１０２の上方に配置された床材１０４と、床スラブ１０２の下方に配置された天井材１０６と、建物１００の外周部に配置されたカーテンウォール１０とを有する。この建物１００においては、床材１０４と天井材１０６との間が建物１００の居住空間（室内）１０８であり、下階の天井７と上階の床材１０４との間が上下階の境界部分１１０である。

カーテンウォール１０は、縦方向に延びる複数の方立３０と、各方立３０の間に横方向に架け渡される複数の無目２４と、方立３０および無目２４に取り付けられる複数のガラスパネルを備える。方立３０は建物１００の躯体３７に固定される。

本実施形態に係るカーテンウォール１０は、ダブルスキン構造のカーテンウォールである。カーテンウォール１０は、ビジョン部１２と、スパンドレル部１４とを有する。ビジョン部１２は、居住空間１０８と対向するように配置される。スパンドレル部１４は、境界部分１１０と対向するように配置される。ビジョン部１２とスパンドレル部１４は、上下方向に交互に配置される。

カーテンウォール１０のビジョン部１２は、建物１００の室外側に配置された室外側ガラスパネル１６と、建物１００の室内側に配置された室内側仕切部材としての室内側ガラスパネル１８とを備える。室外側ガラスパネル１６および室内側ガラスパネル１８は方立３０および無目２４に取り付けられる。室内側ガラスパネル１８は、室外側ガラスパネル１６と所定の間隔を有して互いに平行に配置される。室外側ガラスパネル１６と室内側ガラスパネル１８の間には中間空気層２０が形成される。この中間空気層２０には、ブラインド（図示せず）が配置されてもよい。ブラインドが配置された場合は、該ブラインドが室内側仕切部材となり、室外側ガラスパネル１６とブラインドの間が中間空気層２０となる。

本実施形態において、ビジョン部１２の室外側ガラスパネル１６は、二段窓となっており、ビジョン部１２の天井付近に配置される上方部分１２ａと、該上方部分１２ａの下方に配置される下方部分１２ｂとを有する。室外側ガラスパネル１６の下方部分１２ｂの下方に位置する無目２４には換気口２８が設けられる。換気口２８は、中間空気層２０と室外とを連通している。

カーテンウォール１０のスパンドレル部１４は、建物１００の室外側に配置された室外側ガラスパネル３２と、建物１００の室内側に配置された耐火ボード３４とを備える。室外側ガラスパネル３２および耐火ボード３４は無目２４に取り付けられる。耐火ボード３４は、室外側ガラスパネル３２と所定の間隔を有して互いに平行に配置される。室外側ガラスパネル１６と室内側ガラスパネル１８の間には中間空気層３６が形成される。室外側ガラスパネル３２は、太陽光発電モジュールを備える建材一体型太陽電池パネルである。スパンドレル部１４の中間空気層３６とビジョン部１２の中間空気層２０との間は、無目２４で仕切られている。

本実施形態において、ビジョン部１２の室外側ガラスパネル１６およびスパンドレル部１４の室外側ガラスパネル３２は、太陽光発電モジュールを備える建材一体型太陽電池パネルである。太陽光発電モジュールは、太陽光ＳＬを電力に変換する。太陽光発電モジュールで生成された電力は、例えば床スラブ１０２と床材１０４の間に配置された電池３１に蓄えられる。電池３１は例えばリチウムイオン電池であってよい。電池３１に蓄えられた電力は、例えばタスク照明装置３３を点灯するために利用される。

図２は、本発明の実施形態に係るカーテンウォール１０における、ビジョン部１２とスパンドレル部１４の境界付近を示す縦断面図である。図３は、図２に示すカーテンウォール１０のＡ−Ａ横断面図である。

上述したように、本実施形態の室外側ガラスパネル１６および３２は、太陽光発電モジュールを備える建材一体型太陽電池パネルである。太陽光発電モジュールは、複数の太陽電池セル４０が縦横に配列されたものであり、太陽光ＳＬを電力に変換する。本実施形態では、室外側ガラスパネル１６は、一対のガラスの間に複数の太陽電池セル４０が設けられた合わせガラス板４１と、ガラス板４２の間に空間４３を設け、該空間４３に乾燥空気を封入した複層ガラスとして構成されている。一方、室外側ガラスパネル３２は、一対のガラスの間に複数の太陽電池セル４０が設けられた合わせガラス板４１から成る単層ガラスとして構成されている。

図３に示すように、方立３０は、内部が中空に形成された柱状の方立本体部３０ａと、方立本体部３０ａの前面に設けられたガラスパネル支持部３０ｂとを備える。無目２４は、柱状の無目本体部２４ａと、無目本体部２４ａガラスパネルを支持するためのガラスパネル支持部２４ｂとを備える。ガラスパネル支持部３０ｂおよび２４ｂにはＳＧチャンネル２５が取り付けられており、構造シーラント２６によってＳＧチャンネル２５にガラスパネルが接着される。

図２および図３に示すように、本実施形態に係るカーテンウォール１０においては、方立本体部３０ａの側面に貫通孔３０ｃが形成されている。この貫通孔３０ｃは、中間空気層２０内の空気を方立本体部３０ａ内に流入させる役割を有する。

夏期等の暑い時期においては、室内側ガラスパネル１８の下方に設けられたスリット（図示せず）を通って居住空間１０８から中間空気層２０内に流入した空気は、太陽光ＳＬにより暖められた室外側ガラスパネル１６やブラインド（図示せず）から放射された熱によって上昇気流が生じるため、誘引された空気は中間空気層２０の温度を下げる働きをする。中間空気層２０内を上昇した空気は、建物内外の圧力差によって、貫通孔３０ｃから方立本体部３０ａ内に流入し、方立本体部３０ａ内を上昇する。このようにして、室外側ガラスパネル１６やブラインドの熱を室外に排熱することができ、これらの熱が居住空間１０８へ流れることを抑制することが可能となることから、居住空間１０８の冷房効率を向上することができる。

方立本体部３０ａの貫通孔３０ｃは、ビジョン部１２の天井付近に形成されることが好ましい。この場合、暖められた空気を効率的に方立本体部３０ａ内に逃がすことができる。また、方立本体部３０ａの貫通孔３０ｃは、方立３０の構造強度に影響を与えないような位置および大きさに形成される必要がある。貫通孔３０ｃの大きさを大きくすれば放熱効率は高まるが、大きくしすぎると方立３０の構造強度に影響を及ぼす可能性がある。従って、貫通孔３０ｃの大きさおよび位置は、熱シミュレーションおよび構造強度シミュレーションなどによって適切に設計することが望ましい。

本発明者の構造強度シミュレーション結果によれば、貫通孔３０ｃの中心が、方立３０の中立軸Ｘを中心に方立本体部３０ａの見込み面の長さＨの１／２程度までに位置していれば、十分な強度を保つことができる（図３参照）。この場合、貫通孔３０ｃの大きさｄは、方立本体部３０ａの見込み面の長さＨの１／２までとすることができる。また、本発明者の熱シミュレーション結果によれば、貫通孔３０ｃの面積を、方立本体部３０ａの横断面における空気層の面積と同程度以上とすることにより、排熱効率を向上できる。なお、本実施形態では、方立本体部３０ａの１つの側面に１つの貫通孔３０ｃを形成しているが、複数の貫通孔を設けることにより、空気層の面積と同程度の貫通孔の面積を確保してもよい。

図４は、本発明の実施形態に係るカーテンウォール１０の最上部付近を示す縦断面図である。図４に示すように、カーテンウォール１０は、方立３０および建物１００の躯体３７の上端部を覆う雨水侵入防止のための笠木４５を備える。

本実施形態において、方立本体部３０ａの上端部には、開口部３０ｄが形成されている。図４に示すように、方立本体部３０ａ内を上昇する空気は、この開口部３０ｄを通って笠木４５と方立３０の上端部との間の空間４６に排出される。開口部３０ｄ内に、方立本体部３０ａ内の空気を空間４６に排出するための換気ファン（図示せず）が設けられてもよい。また、笠木４５の側面には、排気口４５ａが形成されている。方立３０の開口部３０ｄから排出された空気は、笠木４５と方立３０の上端部との間の空間４６を通って排気口４５ａから建物１００の外部に排気される。方立本体部３０ａの開口部３０ｄ付近に、開口部３０ｄから排出された空気を排気口４５ａに導くための換気ファン（図示せず）が設けられてもよい。なお、排気口４５ａから笠木４５内に侵入した雨水は、排気口４５ａとは別に設けられた排水口４５ｂから排水される。

以上説明したように、本実施形態に係るカーテンウォール１０では、中空の方立本体部３０ａに貫通孔３０ｃを設けて、中間空気層２０内の空気が方立本体部３０ａ内に流入するようにした。そして、方立本体部３０ａの上端部に開口部３０ｄを設けて、方立本体部３０ａ内を上昇した空気が排出されるようにし、さらに笠木４５に排気口４５ａを設けて、空気が建物１００の外部に排気されるようにした。これにより、中間空気層２０内の熱を効率的に排熱することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

以上の記載から、下記の発明が認識される。

本発明のある態様のカーテンウォールは、建物の外周部に配置されるカーテンウォールであって、建物の室外側に配置される室外側ガラスパネルと、室外側ガラスパネルと所定の間隔を有して、建物の室内側に配置される室内側仕切部材と、室外側ガラスパネルと室内側仕切部材の間に形成された中間空気層と、室外側ガラスパネルが取り付けられる、縦方向に延びる方立とを備える。方立は、内部が中空に形成された方立本体部と、方立本体部に形成された、中間空気層内の空気を方立本体部内に流入させるための貫通孔とを備える。

この態様によると、中間空気層内の暖められた空気を貫通口を通して方立て本体部内に逃がすことができるため、中間空気層の排熱性を高めることができる。

方立の上端部に、方立本体部内を上昇する空気を排出するための開口部が形成されてもよい。方立の上端部を覆う笠木をさらに備えてもよい。笠木は、開口部から排出された空気を建物の外部に排気するための排気口を備えてもよい。これらの場合、方立本体部内を流れた空気を好適に建物の外部に排出できる。

７ 天井、 １０ カーテンウォール、 １２ ビジョン部、 １４ スパンドレル部、 １６、３２ 室外側ガラスパネル、 １８ 室内側ガラスパネル、 ２０、３６ 中間空気層、 ２４ 無目、 ２５ ＳＧチャンネル、 ２６ 構造シーラント、 ２８ 換気口、 ３０ 方立、 ３０ａ 方立本体部、 ３０ｂ ガラスパネル支持部、 ３０ｃ 貫通孔、 ３０ｄ 開口部、 ３１ 電池、 ３３ タスク照明装置、 ３４ 耐火ボード、 ３７ 躯体、 ４０ 太陽電池セル、 ４５ 笠木、 ４５ａ 排気口、 １００ 建物、 １０２ 床スラブ、 １０４ 床材、 １０６ 天井材、 １０８ 居住空間。

Claims (1)

1. 建物の外周部に配置されるカーテンウォールであって、
   前記建物の室外側に配置される室外側ガラスパネルと、
   前記室外側ガラスパネルと所定の間隔を有して、前記建物の室内側に配置される室内側仕切部材と、
   前記室外側ガラスパネルと前記室内側仕切部材の間に形成された中間空気層と、
   前記室外側ガラスパネルが取り付けられる、縦方向に延びる方立と、
   を備え、
   前記方立は、内部が中空に形成された方立本体部と、前記方立本体部に形成された、前記中間空気層内の空気を前記方立本体部内に流入させるための貫通孔と、を備え、
   前記方立の上端部に、前記方立本体部内を上昇する空気を排出するための開口部が形成され、
   前記方立の上端部を覆う笠木をさらに備え、
   前記笠木は、前記開口部から排出された空気を前記建物の外部に排気するための排気口を備えることを特徴とするカーテンウォール。

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