(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の外壁に用いられる冷却パネルであって、
壁材と、前記壁材の内面に設けられた貯水部と、を備え、
前記貯水部は、水を溜めるための内部空間が形成されるとともに、上側開口部よりも下端部が小さく形成されており、
前記壁材の内面には、複数の前記貯水部が上下方向に並設され、上側の前記貯水部の下端部の直下に、下側の前記貯水部の前記上側開口部が配置され、
最上部の前記貯水部の内部空間から外面に流れた水が、順次に下側の前記貯水部に流入するように構成されていることを特徴とする冷却パネル。
【請求項２】
建物の外壁に用いられる冷却パネルであって、
壁材と、前記壁材の内面に設けられた貯水部と、を備え、
前記貯水部には、水を溜めるための内部空間が形成されており、
前記壁材の内面には、複数の前記貯水部が上下方向に並設され、上側の前記貯水部の下端部の直下に、下側の前記貯水部の上側開口部が配置され、
前記貯水部は、筒状の部材であり、前記上側開口部よりも下側開口部が小さく形成されており、
上側の前記貯水部の前記下側開口部の直下に、下側の前記貯水部の前記上側開口部が配置されていることを特徴とする冷却パネル。
【請求項３】
建物の外壁に用いられる冷却パネルであって、
壁材と、前記壁材の内面に設けられた貯水部と、を備え、
前記貯水部には、水を溜めるための内部空間が形成されており、
前記壁材の内面には、複数の前記貯水部が上下方向に並設され、上側の前記貯水部の下端部の直下に、下側の前記貯水部の上側開口部が配置され、
前記上側開口部の縁部には、切り欠き部が形成されていることを特徴とする冷却パネル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された冷却パネルを用いた外壁構造であって、
前記冷却パネルは、構造体の外側に配置され、前記壁材の内面が前記構造体に対向していることを特徴とする外壁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の外壁に用いられる冷却パネルおよび外壁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部の気温が周辺部に比較して高くなる所謂「ヒートアイランド現象」が問題になっている。その原因の一つとして、建物の蓄熱作用が挙げられている。そこで、壁材の外面に反射材料を塗布し、壁材の反射率を高めることで、外壁の蓄熱（温度上昇）を抑制する外装パネルがある。また、壁材を湿潤にして、水分蒸発に伴う気化熱によって、壁材の温度を低下させる外装パネルがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の外装パネルのように、壁材の反射率を高める構成では、他の建物や地面などに向けて反射される光量が多くなるという問題がある。また、壁材を湿潤させる構成では、壁材に供給された水が建物周辺に飛散するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記した問題を解決し、屋外の環境に与える影響を低減することができる冷却パネルおよび外壁構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、建物の外壁に用いられる冷却パネルであって、壁材と、前記壁材の内面に設けられた貯水部と、を備え、前記貯水部は、水を溜めるための内部空間が形成されるとともに、上側開口部よりも下端部が小さく形成されており、前記壁材の内面には、複数の前記貯水部が上下方向に並設され、上側の前記貯水部の下端部の直下に、下側の前記貯水部の前記上側開口部が配置され、最上部の前記貯水部の内部空間から外面に流れた水が、順次に下側の前記貯水部に流入するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
この構成では、貯水部の内部空間に溜まった水が上側開口部から流出し、貯水部の外面を流れて、下側の貯水部に流入することで、壁材の内面に水を流すことができる。そして、水から壁材への熱伝導によって、壁材を内面側（屋内側）から冷却することができる。
また、貯水部の外面を流れる水の蒸発に伴う気化熱によって、壁材の内面周辺の空気を冷却することができる。
なお、前記上側開口部の縁部に切り欠き部を形成し、切り欠き部から外面の広範囲に水が流れるように構成することで、壁材の内面周辺の冷却効果を高めることができる。
このように、本発明の冷却パネルでは、壁材の内面に水を流すことで、壁材を冷却しているため、屋外に水が飛散するのを防ぐことができる。
【０００８】
本発明の他の構成としては、建物の外壁に用いられる冷却パネルであって、壁材と、前記壁材の内面に設けられた貯水部と、を備え、前記貯水部には、水を溜めるための内部空間が形成されており、前記壁材の内面には、複数の前記貯水部が上下方向に並設され、上側の前記貯水部の下端部の直下に、下側の前記貯水部の上側開口部が配置され、前記貯水部を前記上側開口部よりも下側開口部が小さく形成された筒状の部材によって形成し、上側の前記貯水部の前記下側開口部の直下に、下側の前記貯水部の前記上側開口部を配置してもよい。
この構成では、上側の貯水部から下側の貯水部に水が流下することで、壁材の内面に水が流れるため、壁材の冷却効果を高めることができる。
また、貯水部の内部空間に供給された水の余剰水が上側開口部から流出して流れるため、水の蒸発に伴う気化熱によって、壁材の内面周辺の空気を冷却することができる。
また、本発明の他の構成としては、建物の外壁に用いられる冷却パネルであって、壁材と、前記壁材の内面に設けられた貯水部と、を備え、前記貯水部には、水を溜めるための内部空間が形成されており、前記壁材の内面には、複数の前記貯水部が上下方向に並設され、上側の前記貯水部の下端部の直下に、下側の前記貯水部の上側開口部が配置され、前記上側開口部の縁部に切り欠き部を形成してもよい。
【０００９】
前記した冷却パネルを用いた外壁構造としては、前記冷却パネルを構造体の外側に配置し、前記壁材の内面を前記構造体に対向させたものがある。
この構成では、冷却パネルと構造体の壁部との間に形成された空気層を、貯水部の外面に流れた水の蒸発に伴う気化熱によって冷却することで、構造体の壁部を冷却することができる。
なお、構造体が既存建物である場合には、前記外壁構造を既存建物に対して簡単に施工することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷却パネルおよび外壁構造では、壁材を内面側から冷却するため、屋外の環境に与える影響を大幅に低減しつつ、壁材の温度を低下させるとともに、屋内の空気を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の冷却パネルを内面側から見た図である。
【図２】本実施形態の貯水部を示した拡大斜視図である。
【図３】本実施形態の冷却パネルを示した側断面図である。
【図４】他の実施形態の冷却パネルを示した図で、（ａ）は横長の貯水部を上下方向に均等間隔に配置した構成の斜視図、（ｂ）は貯水部を幅方向に均等間隔に分断した構成の斜視図、（ｃ）は貯水部を上下方向に互い違いに配置した構成の斜視図である。
【図５】他の実施形態の冷却パネルを示した図で、（ａ）は横長の貯水部を上下方向に連続して配置した構成の斜視図、（ｂ）は貯水部を幅方向に均等間隔に分断した構成の斜視図、（ｃ）は貯水部を上下方向に互い違いに配置した構成の斜視図である。
【図６】他の実施形態の冷却パネルを示した図で、貯水部の軸断面を略円形に形成した構成の斜視図である。
【図７】他の実施形態の冷却パネルを示した図で、壁材の内部に貯水空間が形成された構成の側断面図である。
【図８】他の実施形態の冷却パネルを示した図で、壁材の内部に貯水空間が形成された構成において、板材を傾斜させた構成の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下の説明では、本実施形態の冷却パネルについて説明した後に、その冷却パネルを用いた外壁構造について説明する。
【００１３】
本実施形態の冷却パネル１は、図１に示すように、金属製の壁材１０と、壁材１０の内面１２に設けられた複数の貯水部２０と、を主に備えており、上側の貯水部２０から下側の貯水部２０に水を流下させることで、壁材１０の内面１２に水を流すことができる。
【００１４】
貯水部２０は、図２に示すように、上下が開口した筒状の部位であり、本実施形態では、壁材１０の内面１２と、内面１２に取り付けられた側板２１とによって構成されている。
側板２１は、下方に向かうに従って、左右方向の幅が小さくなるように形成されている。側板２１は、金属など熱伝導率が高い材料を用いて構成されている。なお、側板２１としては、プラスチックなどの樹脂材料を用いてもよい。
側板２１は、左右方向の中間位置において、上下方向の軸線に沿って折り曲げられており、左右側縁部が壁材１０の内面１２に取り付けられている。したがって、側板２１の内面と壁材１０の内面１２とによって囲まれた領域には、軸断面形状が三角形の内部空間２４が形成されている。この内部空間２４は、下方に向かうに従って断面積が小さくなっている。
【００１５】
貯水部２０の上端部には、側板２１の上端縁と内面１２とによって囲まれた上側開口部２２が形成されている。また、貯水部２０の下端部には、側板２１の下端縁と内面１２とによって囲まれた下側開口部２３が形成されている。そして、貯水部２０では、上側開口部２２よりも下側開口部２３が小さく形成されている。
また、上側開口部２２において、側板２１の折り曲げ部には矩形の切り欠き部２５が形成されている。
【００１６】
図３に示すように、貯水部２０では、上側開口部２２に供給された水を内部空間２４に溜めつつ下側開口部２３および切り欠き部２５から流出するように構成されている。
具体的には、上側開口部２２（内部空間２４）に供給される単位時間当たりの水量Ｗ１よりも、下側開口部２３から単位時間当たりに流出する水量Ｗ２が少なくなるとともに、内部空間２４に供給された水の余剰水Ｗ３（＝Ｗ１−Ｗ２）が、切り欠き部２５を通じて流出するように、下側開口部２３の開口面積が設定されている。
【００１７】
図１に示すように、壁材１０の内面１２には、複数の貯水部２０が上下左右方向に等間隔に並設されている。上側の貯水部２０と下側の貯水部２０は、左右方向の中心位置が一直線上に並ぶように配置され、上側の貯水部２０の下側開口部２３の直下に、下側の貯水部２０の上側開口部２２が配置されている。また、左側の貯水部２０と右側の貯水部２０は、同じ高さに配置されている。
【００１８】
次に、前記した冷却パネル１を用いた外壁構造２について説明する。
図３に示すように、外壁構造２は、既存建物３（特許請求の範囲における「構造体」）に増設されるものであり、既存建物３の壁部３０の外側（屋外側）に冷却パネル１が配置されている。
外壁構造２では、冷却パネル１の壁材１０の内面１２と、既存建物３の壁部３０の外面３１とが間隔を空けて対向しており、冷却パネル１と壁部３０との間に空気層４０が形成されている。
【００１９】
本実施形態の冷却パネル１および外壁構造２は、以下のような作用効果を奏する。
図３に示すように、最上部の貯水部２０の上側開口部２２に対して、図示しない給水手段から単位時間当たりに一定の水量が供給されると、内部空間２４に水を溜めつつ、下側開口部２３から水が流下し、その水が下側の貯水部２０の上側開口部２２に供給される。また、内部空間２４の上端部まで水が溜まると、余剰水が切り欠き部２５を通じて外面２１ａに水が流出する。
【００２０】
なお、給水手段から供給される水量は、内部空間２４に水が溜まりつつ、下側開口部２３および切り欠き部２５から水が流出するように、下側開口部２３の開口面積に対応させて設定されている。
また、給水手段の構成は限定されるものではなく、例えば、上水を最上部の貯水部２０に供給してもよいし、タンクに貯留させた雨水を最上部の貯水部２０に供給してもよい。
【００２１】
最上部の貯水部２０から順次に下側の貯水部２０に水が流下することで、壁材１０の内面１２に水を流すことができる。そして、水から壁材１０への熱伝導によって、壁材１０を内面１２側から冷却することができる。
【００２２】
また、切り欠き部２５から流出した水は外面２１ａを下方に向けて流れる。そして、外面２１ａを流れる水の蒸発に伴う気化熱によって空気層４０が冷却される。このように、空気層４０を冷却することで、既存建物３の壁部３０を冷却することができる。
このとき、切り欠き部２５は、側板２１の折り曲げ部の頂部に位置しており、切り欠き部２５から流出した水が外面２１ａの広範囲に広がって流れる。したがって、外面２１ａの広範囲で水が蒸発するため、空気層４０を効果的に冷却することができる。
外面２１ａで蒸発しなかった水は、下側開口部２３の縁部から流下し、下側の貯水部２０の上側開口部２２に供給される。
【００２３】
なお、最下部の貯水部２０から流出した水を回収し、その水をポンプによって汲み上げて、再度、最上部の貯水部２０に供給した場合には、外壁の冷却に使用する水量を大幅に減らすことができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態の冷却パネル１および外壁構造２では、壁材１０を内面１２側から冷却するため、屋外の環境に与える影響を大幅に低減しつつ、壁材１０の温度を低下させるとともに、屋内の空気を冷却することができる。
具体的には、壁材１０に貯水部２０が設けられていない構成と比較して、本実施形態の冷却パネル１では、壁材１０の温度が最大で１０℃低下することが確認された。
【００２５】
また、本実施形態の外壁構造２は、既存建物３の壁部３０の外側に冷却パネル１を配置することで、既存建物３に対して簡単に施工することができる。特に、外壁に断熱構造を用いていない既存建物３に適用した場合には、壁部３０が冷却されることで、屋内の冷房効率を大幅に高めることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態の貯水部２０は、図２に示すように、内部空間２４の軸断面形状が三角形になっているが、貯水部２０の形状は限定されるものではなく、例えば、側板を上下方向の軸回りに円弧状に湾曲させ、内部空間２４の軸断面形状を半円形に形成してもよい。さらには、環状の側板を壁材１０の内面１２に接合することで貯水部を構成してもよい。
【００２７】
また、貯水部２０の下端部に下側開口部２３を形成することなく、貯水部２０の下端部を閉塞してもよい。この構成では、貯水部２０の内部空間２４に溜まった水が、上側開口部２２から流出し、貯水部２０の外面２１ａを流れて、下側の貯水部２０に流入することで、壁材１０の内面１２に水を流すことができるため、壁材１０を内面１２側（屋内側）から冷却するとともに、壁材１０の内面１２周辺の空気を冷却することができる。
【００２８】
また、壁材１０および側板２１の素材は限定されるものではないが、壁材１０と側板２１は、熱伝導率が高い金属材料を用いることで、冷却効果を高めることが望ましい。
また、側板２１を、重量が軽い樹脂材料によって形成した場合には、冷却パネル１を軽量化することができる。また、側板２１には、パンチングメタルなどの孔の空いた板材を用いてもよい。
【００２９】
また、上側開口部２２に形成された切り欠き部２５の形状は限定されるものではなく、例えば、半円形状の切り欠き部を形成してもよい。さらに、複数の切り欠き部２５を上側開口部２２に形成してもよい。なお、切り欠き部２５を上側開口部２２に形成することなく、上側開口部２２の縁部から余剰水を流出させてもよい。
【００３０】
また、図４（ａ）に示すように、壁材１０の幅方向に延長された横長の貯水部２０Ａを上下方向に均等間隔に配置してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、横長の貯水部２０Ａを幅方向に均等間隔に分断してもよい。さらには、図４（ｃ）に示すように、複数の横長の貯水部２０Ａを、上下方向に互い違い（千鳥状）に配置してもよい。
【００３１】
また、図４（ａ）から（ｃ）に示すように、壁材１０に通風口５０を開口させ、通風口５０を通じて壁材１０の表裏に空気を流通させた場合には、貯水部２０から流出した水の蒸発を促進させることができ、壁材の冷却効果を高めることができる。なお、通風口５０の個数や配置および通風口５０の形状や大きさは限定されるものではなく、通風口５０を形成しなくてもよい。
【００３２】
また、図５（ａ）に示すように、壁材１０の幅方向に延長された横長の貯水部２０Ａを上下方向に間隔を空けることなく、内面１２全体に連続して配置した場合には、壁材１０の冷却効果をより高めることができる。この構成においても、図５（ｂ）に示すように、貯水部２０Ａを幅方向に均等間隔に分断してもよく、さらには、図５（ｃ）に示すように、複数の貯水部２０Ａを上下方向に互い違い（千鳥状）に配置してもよい。
【００３３】
また、図６に示すように、壁材１０の幅方向に延長された横長の貯水部２０Ｂの軸断面を略円形に形成してもよい。この構成においても、貯水部２０Ｂを幅方向に均等間隔に分断してもよく、さらには、複数の貯水部２０Ｂを上下方向に互い違い（千鳥状）に配置してもよい。
【００３４】
なお、図１および図４から図６に示す貯水部２０，２０Ａ，２０Ｂを、壁材１０の壁材１０の内面１２と外面の両方に設けてもよい。この構成では、壁材１０の外面１１の温度も低下させることができるため、壁材１０を効果的に冷却することができる。
【００３５】
また、図７に示すように、壁材１０を金属板などの二枚の板材１０Ａ，１０Ｂによって構成し、二枚の板材１０Ａ，１０Ｂの底部の間に底板１０Ｃを設けることで、二枚の板材１０Ａ，１０Ｂの間に貯水空間１０Ｄを形成してもよい。図７の構成では、屋内側の板材１０Ｂの内面１２に貯水部２０が設けられている。
図７に示す冷却パネル１では、壁材１０の直下に配置された排水受け容器４に給水管５から供給された雨水や上水などの水が貯水されると、その水がポンプＰによって汲み上げられ、給水管６を通じて、壁材１０の直上に配置された給水受け容器７に供給される。そして、給水受け容器７の底部に設けられた孔部７ａ，７ａから壁材１０の貯水空間１０Ｄおよび貯水部２０に水が供給される。
このようにして、貯水空間１０Ｄに貯水された水は、底板１０Ｃに形成された孔部１０Ｅから排水受け容器４に供給される。なお、底板１０Ｃの孔部１０Ｅは、貯水空間１０Ｄの上側開口部よりも小さい開口面積となっている。
また、最上部の貯水部２０から順次に下側の貯水部２０に水が流下するとともに、貯水部２０の上側開口部２２から流出した水が外面２１ａを下方に向けて流れる。
【００３６】
この構成では、壁材１０の内部に水を流通させることで、屋外から屋内への熱貫流を低減することができるため、冷却効果を高めることができる。
なお、図７に示す冷却パネル１においても、図４（ａ）と同様に、壁材１０の内外に貫通した通風口を形成してもよい。この場合には、貯水空間１０Ｄ内の水が通風口から流出するのを防ぐために、通風口の内周面を閉塞する。
また、図７に示す冷却パネル１では、排水受け容器４に貯水された水を給水受け容器７に供給しているが、雨水や上水などの水を給水受け容器７に直接供給し、排水受け容器４に貯水された水は外部に排水するように構成してもよい。
また、貯水部２０を幅方向に均等間隔に分断してもよく、さらには、複数の貯水部２０を上下方向に互い違い（千鳥状）に配置してもよい。
また、貯水部２０を屋内側の板材１０Ｂの内面１２と、屋外側の板材１０Ａの外面１１との両方に設けてもよい。
【００３７】
さらに、図８に示すように、屋内側の板材１０Ｂを下方に向かうに従って、屋外側の板材１０Ａに近づくように傾斜させ、二枚の板材１０Ａ，１０Ｂの上端縁部の間隔よりも下端縁部の間隔を狭くすることで、二枚の板材１０Ａ，１０Ｂの間の貯水空間１０Ｄに水が溜まるように構成してもよい。この構成では、壁材１０を構成する部材を少なくすることができる。また、屋内側の板材１０Ｂの内面１２は、下方に向かうに従って屋外側に傾斜した傾斜面となるため、上側の貯水部２０から流出した水が、貯水部２０の外面２１ａや板材１０Ｂの内面１２を、下側の貯水部２０に向けて流れ易くなっている。
なお、図８に示す冷却パネル１では、屋内側の板材１０Ｂのみを傾斜させているが、屋外側の板材１０Ａも下方に向かうに従って、屋内側の板材１０Ｂに近づくように傾斜させてもよい。さらには、屋外側の板材１０Ａのみを傾斜させてもよい。或いは、板材の側断面が下方に向かうに従って広がった略台形で内側の面のみを傾斜させた形状でもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１      冷却パネル
２      外壁構造
３      既存建物（構造体）
１０    壁材
１２    内面
２０    貯水部
２１    側板
２２    上側開口部
２３    下側開口部
２４    内部空間
２５    切り欠き部
３０    壁部
４０    空気層
【図１】
0005592244.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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