(57)【要約】  【課題】屋外地表面に流れる風の速度を高めて快適性を向上させる方法及び構造を提供する。  【解決手段】所定向きの風Ｂが流れる屋外地表面Ｅの上方に風向に沿って下向き又は上向きに傾斜させた平面状又は曲面状の風送り屋根２０を設け，風送り屋根２０の下方に風Ｂを通過させることにより風速を高める。好ましくは，下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根２０ａ又は２０ｂに代えて，風向に沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させたＶ字型の風送り屋根２０ｃを設ける。望ましくは，風送り屋根２０の上流側に風送り屋根２０より高い上空域Ｕから風向に沿って下向きに傾斜する平面状又は曲面状の傾斜屋根１０を設け，傾斜屋根１０により上空域Ｕの風Ｂを風送り屋根２０の上流側へ呼び込む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定向きの風が流れる屋外地表面の上方に風向に沿って下向き又は上向きに傾斜させた平面状又は曲面状の風送り屋根を設け，前記風送り屋根の下方に風を通過させることにより風速を高めてなる屋外地表面の風加速方法。
【請求項２】
請求項１の方法において，前記下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根に代えて，風向に沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させたＶ字型の風送り屋根を設けてなる屋外地表面の風加速方法。
【請求項３】
請求項１又は２の方法において，前記風送り屋根の上流側に当該風送り屋根より高い上空域から風向に沿って下向きに傾斜する平面状又は曲面状の傾斜屋根を設け，前記傾斜屋根により上空域の風を前記風送り屋根の上流側へ呼び込んでなる屋外地表面の風加速方法。
【請求項４】
請求項３の方法において，前記傾斜屋根の上端部の下面に沿って上空域の風を風送り屋根の上流側へ呼び込むと共に，前記傾斜屋根の下端部に当該傾斜屋根の下面に沿って流れる風を当該下面から剥離させる下向きの突起部又は拡幅部を設けてなる屋外地表面の風加速方法。
【請求項５】
請求項３の方法において，前記傾斜屋根の上端に上空域の風向と平行な風当たり部又は前記地表面の風の通りを阻害する建物その他の遮蔽物の屋上面を接続し，前記風当たり部の上面又は遮蔽物の屋上面に当たる風をコアンダ効果により傾斜屋根の上面に沿って風送り屋根の上流側へ呼び込んでなる屋外地表面の風加速方法。
【請求項６】
所定向きに沿って下向き又は上向きに傾斜させた平面状又は曲面状の風送り屋根，及び前記風送り屋根を所定向きの風が流れる屋外地表面の上方に風向と傾斜向きとを揃えて支持する支持部材を備え，前記風送り屋根の下方に風を通過させることにより風速を高めてなる屋外地表面の風加速構造。
【請求項７】
請求項６の構造において，前記下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根に代えて，風向に沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させたＶ字型の風送り屋根を設けてなる屋外地表面の風加速構造。
【請求項８】
請求項６又は７の構造において，前記風送り屋根の上流側に当該風送り屋根より高い上空域から風向に沿って下向きに傾斜する平面状又は曲面状の傾斜屋根を設け，前記傾斜屋根により上空域の風を前記風送り屋根の上流側へ呼び込んでなる屋外地表面の風加速構造。
【請求項９】
請求項８の構造において，前記傾斜屋根の下面に沿って上空域の風を風送り屋根の上流側へ呼び込むと共に，前記傾斜屋根の下端部に当該傾斜屋根の下面に沿って流れる風を当該下面から剥離させる下向きの突起部又は拡幅部を設けてなる屋外地表面の風加速構造。
【請求項１０】
請求項８の構造において，前記傾斜屋根の上端に上空域の風向と平行な風当たり部又は前記地表面の風の通りを阻害する建物その他の遮蔽物の屋上面を接続し，前記風当たり部の上面又は遮蔽物の屋上面に当たる風をコアンダ効果により傾斜屋根の上面に沿って風送り屋根の上流側へ呼び込んでなる屋外地表面の風加速構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は屋外地表面の風加速方法及び構造に関し，とくに屋外地表面に流れる風の速度を高める方法及び構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
風は，熱を拡散させて気温を下げると共に，体感温度を下げて快適性を向上させる効果を有する。このような風の効果を例えば都市のヒートアイランド対策に利用するため，都市空間内の風通しを改善することが提案されている（非特許文献１参照）。都市には，圧力差による日常風が流れるほか，海陸風，湖陸風，山谷風，緑地からの滲み出し風のように，地形等の影響による局地的な風（以下，局地風という）が流れる。このうち，夏季の冷熱源である海，湖，山，緑地等からの局地風を都市空間内へ導くことにより，建物で覆われた都市空間内の気温上昇を抑えることができる。
【０００３】
例えば臨海部に立地する都市において，図１３に示すように，海からの涼しい局地風Ｂを内陸部へ導くような河川・街路等の連続した風の道３を確保する。海岸から流入する海風Ｂは，高層ビルの高さを超える厚みを有しており，上空では内陸部まで流入するが，地表面付近では密集する建物等の遮蔽物によって徐々に弱まり，内陸部まで流入することができない。図１３（Ａ）に示すように，海風Ｂの風向に沿って連続した河川・街路等のオープンスペース（開放的な空間）を風の道３として設けることにより，涼しい海風Ｂを地表面に沿って内陸部まで流入させることができる。また，図１３（Ｂ）のように河川・街路等が風向と交差する場合であっても，その河川・街路に沿った建物１等によって上空の海風Ｂを風の道３となる河川・街路等へ誘導し，涼しい海風Ｂを内陸部の地表面に流入させることができる。
【０００４】
また，図１３のような広い都市空間を対象とするのではなく，密集する建物の間の比較的狭い共用空間に風Ｂを導く方法として，共用空間の建物に面していない少なくとも一面に，その建物の外周に吹く風の向きを変えて共用空間に取り込む風向調整手段を設置することが提案されている（特許文献１参照）。上述したように建物の密集した空間には風が流入しにくいので，従来は建物の間の共用空間に風を取り込むために電動の送風機等を用いる必要があった。共用空間の一面に風向調整手段を設けることにより，送風機等を用いることなく建物群の外周の風を共用空間に取り込むことが期待でき，快適な共用空間を経済的に作ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０９７４７３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】国土交通省国土技術政策総合研究所「ヒートアイランド対策に資する「風の道」を活用した都市づくりガイドライン」平成２５年４月，インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｌｉｍ．ｇｏ．ｊｐ／ｌａｂ／ｂｃｇ／ｓｉｒｙｏｕ／ｔｎｎ／ｔｎｎ０７３０．ｈｔｍ＞
【非特許文献２】日本機械学会編・石綿良三ほか著「流れのふしぎ」講談社ブルーバックスＢ１４５２，２００４年８月２０日
【非特許文献３】近藤宏二，土谷学，眞田早敏「設計風速に及ぼす局所地形の影響評価」鹿島建設技術年報第４８号，２０００年９月３０日
【非特許文献４】近藤宏二，土谷学，眞田早敏「設計風速に及ぼす局所地形の影響評価−山，谷周りの風速増減率の特性−」鹿島建設技術年報第４９号，２００１年９月３０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし，図１３のような風の道３を確保する方法は，都市空間の広い範囲に涼しい局地風Ｂを届けることが期待できるものの，必ずしも十分な風速の風を供給できない空間が残りうる問題点がある。すなわち，例えば図１２（Ａ）に示すように風の道３と交差する街路Ｌ等では，その両側の中低層商業ビル等の建物１，２によって風の道３から多少の風は誘導できるが，体感温度を下げるには風速が弱い場合がある。快適な体感温度を得るためには或る程度の風速が必要であり，図示例のような街路Ｌにおいて十分な風速の風が供給できなければ，路面（地表面）の体感温度が上昇して快適性が失われ，人が集まりにくい環境となり，商業施設としての集客等にも影響を及ぼすおそれがある。
【０００８】
また，図１２（Ａ）のように街路Ｌは人の通路となっているので，上述した特許文献１のように風向調整手段を設置することも難しい。更に，特許文献１はそもそも建物１，２の外周に流れている低層の風を呼び込む方法であり，低層の風は弱いことが多く，風向調整手段を設置しても十分に強い風を作り出すことは難しい。図示例のような街路Ｌにおいて，風速が弱い場合であっても夏季における体感温度の上昇を抑えるため，必要に応じて風速を適当に高めることができる技術の開発が望まれている。
【０００９】
そこで本発明の目的は，屋外地表面に流れる風の速度を高めて快適性を向上させる方法及び構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図１（Ａ）〜（Ｃ）の実施例を参照するに，本発明による屋外地表面の風加速方法は，所定向きの風Ｂが流れる屋外地表面Ｅの上方に風向に沿って下向き又は上向きに傾斜させた平面状又は曲面状の風送り屋根２０ａ又は２０ｂを設け，風送り屋根２０ａ又は２０ｂの下方に風Ｂを通過させることにより風速を高めてなるものである。
【００１１】
また，図１（Ａ）〜（Ｃ）の実施例を参照するに，本発明による屋外地表面の風加速構造は，所定向きに沿って下向き又は上向きに傾斜させた平面状又は曲面状の風送り屋根２０ａ又は２０ｂ，及び風送り屋根２０ａ又は２０ｂを所定向きの風Ｂが流れる屋外地表面Ｅの上方に風向と傾斜向きとを揃えて支持する支持部材２２を備え，風送り屋根２０の下方に風Ｂを通過させることにより風速を高めてなるものである。
【００１２】
好ましい実施例では，図１（Ｄ）に示すように，下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根２０ａ又は２０ｂに代えて，風向に沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させたＶ字型の風送り屋根２０ｃを設ける。
【００１３】
望ましい実施例では，図１（Ａ）〜（Ｄ）及び図２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように，風送り屋根２０の上流側に風送り屋根２０より高い上空域Ｕから風向に沿って下向きに傾斜する平面状又は曲面状の傾斜屋根１０を設け，傾斜屋根１０により上空域Ｕの風Ｂを風送り屋根２０の上流側へ呼び込む。
【００１４】
例えば図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように，傾斜屋根１０の下面に沿って上空域Ｕの風Ｂを風送り屋根２０の上流側へ呼び込むと共に，傾斜屋根１０の下端部に傾斜屋根１０の下面に沿って流れる風をその下面から剥離させる下向きの突起部又は拡幅部１５を設けることができる。或いは図２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように，傾斜屋根１０の上端に上空域Ｕの風向と平行な風当たり部１６又は地表面Ｅの風の通りを阻害する建物その他の遮蔽物１の屋上面１ａを接続し，風当たり部１６の上面又は遮蔽物１の屋上面１ａに当たる風Ｂをコアンダ効果により傾斜屋根１０の上面に沿って風送り屋根１２の上流側へ呼び込むことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による屋外地表面の風加速方法及び構造は，所定向きの風Ｂが流れる屋外地表面Ｅの上方に風向に沿って下向き又は上向きに傾斜させた平面状又は曲面状の風送り屋根２０ａ又は２０ｂを設け，風送り屋根２０ａ又は２０ｂの下方に風Ｂを通過させることにより風速を高めるので，次の有利な効果を奏する。
【００１６】
（イ）屋外地表面Ｅの上方に設けた風送り屋根２０ａ又は２０ｂの下方に風を通過させて風速を高めることにより，風速が十分でない地表面Ｅにおいても夏季の地表面Ｅ付近の体感温度を下げることができ，地表面Ｅの快適性を向上させることができる。
（ロ）風送り屋根２０ａ又は２０ｂは，設置する屋外地表面Ｅの風の状況に応じて高さや位置，傾斜角度等を適宜調整することが可能であり，現場に応じて最適な風速を設計することもできる。
（ハ）屋外地表面Ｅの上方に風向に沿って複数の風送り屋根２０ａ又は２０ｂを配置することにより，上流側の風送り屋根２０ａ又は２０ｂを通過したのち低下した風速を下流側の風送り屋根２０ａ又は２０ｂによって再度高めることが可能となり，地表面Ｅの広い範囲にわたって風速を高めることが期待できる。
【００１７】
（ニ）屋外地表面Ｅの上方に風向に沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させたＶ字型の風送り屋根２０ｃを設けることにより，その風送り屋根２０の下方を通過する何れの向きの風についても速度を高めて体感温度を下げることが可能となる。
（ホ）風送り屋根２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上流側に風向に沿って下向きに傾斜する傾斜屋根１０を設け，その傾斜屋根１０によって上空域Ｕの風Ｂを風送り屋根２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上流側の地表面Ｅへ呼び込むことにより，風の通りが阻害されて弱まったような地表面Ｅにおいても十分な風速を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
以下，添付図面を参照して本発明を実施するための形態及び実施例を説明する。
【図１】本発明による屋外地表面の風加速構造の一実施例の説明図である。
【図２】本発明による屋外地表面の風加速構造の他の実施例の説明図である。
【図３】図１（Ｃ）の風送り屋根による風の加速原理を示す説明図である。
【図４】図１（Ａ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。
【図５】図１（Ｂ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。
【図６】図１（Ｃ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。
【図７】図１の風送り屋根を用いない対比実験（数値解析）結果の一例である。
【図８】図２（Ａ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。
【図９】図２（Ｂ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。
【図１０】図２（Ｃ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。
【図１１】図２の風加速構造を用いない対比実験（数値解析）結果の一例である。
【図１２】建物その他の遮蔽物で挟まれ又は囲まれた屋外地表面の説明図である。
【図１３】海からの涼しい局地風を内陸部へ導く風の道の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は，風の流れの弱い街路の地表面Ｅに本発明の風加速構造を適用した実施例を示す。図示例の街路は，図１２（Ａ）の場合と同様に風の道３と交差しており，両側の建物１，２により比較的弱い風Ｂしか誘導することができず，夏季に体感温度が上昇しやすくなっている。そのような街路の地表面Ｅに本発明を適用することにより，地表面Ｅ付近の風速，例えば人の体感温度に影響のある地上から３ｍ程度ないしそれより低い領域の風速を高めて地表面Ｅ付近の体感温度を下げる。以下，図示例を参照して本発明の作用を説明するが，本発明の適用対象は図１２（Ａ）のような地表面Ｅに限定されるわけではなく，様々な理由で風の流れが弱い地表面Ｅに広く適用できる。
【００２０】
図示例の風加速構造は，地表面Ｅの少なくとも一部分を覆う風送り屋根２０と，その風送り屋根２０を地表面Ｅの上方に支持する支持部材２２とを有している。図１（Ｂ）に示す風送り屋根２０ａは，所定向きに沿って下向きに傾斜させた平面状部材であり，その傾斜向きと屋外地表面Ｅの風向とを揃えて下流側が下向きとなるように支持部材２２によって支持したものである。風送り屋根２０ａは上流部及び下流部の何れも地表面Ｅ上の人や乗り物の通行を妨げない高さとすることができ，例えば上流部（上端）を８〜１０ｍ程度とし，下流端（下端）を風向に沿って下向きに傾斜させて３〜５ｍ程度に位置付ける。ただし，風送り屋根２０は平面状でなくても足り，下流に向けて徐々に縮小する風の流路を形成できれば風送り屋根２０を曲面状とすることも可能である。
【００２１】
風送り屋根２０は，材質等にとくに制限はなく，例えば金属，木，合成樹脂等の剛性材製とするが，ヨットの帆のように布製（人工繊維製，天然繊維製，炭素繊維製等）とすることもできる。この場合は，その布を地表面Ｅの上方に張る部材を支持部材２２とすることができる。風送り屋根２０の色も適宜選択可能であり，例えば太陽光を遮る色とし，或いは透光性又は透明としてもよい。
【００２２】
支持部材２２は，図１（Ｂ）に示すように風送り屋根２０ａを屋外地表面Ｅの上方に支持する柱状部材とすることができる。地表面Ｅに代えて又は加えて，支持部材２２により風送り屋根２０ａを周囲の建物１，２に支持することも可能である。好ましくは，図示例のように支持部材２２に高さ調節手段２４を含め，屋外地表面Ｅの風Ｂの状況に応じて風送り屋根２０の高さを調節可能とする。また，支持部材２２に移動手段を含め，風送り屋根２０を表面Ｅ上で移動可能又は撤去可能とすることも可能である。風送り屋根２０を固定とするのではなく，支持部材２２の高さや位置を可変とすることで，強風時には降ろし又は撤去して風送り屋根２０の周囲に生じるビル風等の影響を防ぐことができる。
【００２３】
図１（Ａ）及び（Ｂ）において，地表面Ｅ上の風を風送り屋根２０ａの上流端に送り込み，風送り屋根２０ａの下方の風の流路断面積を徐々に狭めることにより，風送り屋根２０ａの下方を吹き抜ける風Ｂの風速が縮流効果によって高まる。縮流効果（ノズ 効果）は風送り屋根２０ａの流路方向の長さや下向きの傾斜角度εにより変わるが，傾斜角度εが大きすぎると風送り屋根２０ａの下方に取り込まれる風量が減少しうるので，地表面Ｅにおいて快適な風速・風量の風が作り出せるように風送り屋根２０ａの流路方向の長さ及び下向きの傾斜角度εの一方又は両方を数値計算又は実験により設計することができる。屋外地表面Ｅの風Ｂの状況に応じて傾斜角度εを変更する手段を含めることも可能である。
【００２４】
好ましくは，図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように，風送り屋根２０の上流側に風送り屋根２０より高い上空域Ｕから風向に沿って下向きに傾斜する傾斜屋根１０を設ける。傾斜屋根１０の一例は，上空域Ｕの高さから風向に沿って地表面Ｅ付近まで下向きに傾斜させた平面状部材である。例えば上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上端部の下面側に当て，傾斜屋根１０の下面に沿って風送り屋根２０の上流側へ呼び込む。ただし，傾斜屋根１０は，その表面に沿って風Ｂを導くことができれば平面状である必要はなく，例えば図３（Ｆ）に示すように傾斜屋根１０を曲面状とすることも可能である。
【００２５】
図示例の傾斜屋根１０は，柱状の支持部材１２によって，傾斜屋根１０の上端が上空部Ｕの風Ｂと当たる適当な高さとなるように，地表面Ｅの上方に支持されている。地表面Ｅに代えて又は加えて，支持部材１２により傾斜屋根１０を周囲の建物１，２に支持することも可能である。また，上述した風送り屋根２０ａの場合と同様に，支持部材１２に高さ調節手段１４を含め，上空部Ｕの風Ｂの状況等に応じて傾斜屋根１０の高さを調節可能とすることができる。また，支持部材１２に傾斜屋根１０を表面Ｅ上で移動又は撤去する移動手段を含め，或いは傾斜屋根１０の傾斜角度αを変更する手段を含めることも可能である。傾斜屋根１０の高さや位置，傾斜角度を可変とすることで，弱風時にはより高い上空の風Ｂを取り込み，強風時には降ろし又は撤去することができる。
【００２６】
図示例のように風送り屋根２０の上流側に傾斜屋根１０を設けることにより，風送り屋根２０の上流側に流れ込む風量を増やし，風速を高める風の量を増やすことができる。また，例えば図１２（Ｂ）に示すように，建物その他の遮蔽物１，２によって風の通りが阻害された街路等の地表面Ｅに本発明を適用することも可能となる。すなわち，図１２（Ｂ）のように建物１，２に囲まれて風の通りが阻害された空間であっても，その建物１，２の上空域Ｕには局地風Ｂが流入していることが多いので，傾斜屋根１０の上端部の高さＨ１を周囲の建物１の屋上面１ａの高さＨ０よりも高く突出させることにより（Ｈ１＞Ｈ０），建物１より高い上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０によって風の通りが阻害された地表面Ｅに呼び込み，呼び込んだ風を風送り屋根２０によって加速することができる。
【００２７】
更に好ましくは，図示例のように傾斜屋根１０の下端部に下向きの突起部１５を設け，その突起部１５によって傾斜屋根１０の下面に沿って流れる風Ｂを下面から剥離させる。図１（Ｂ）において傾斜屋根１０の下面に沿って呼び込まれた風Ｂは，そのまま下端部から放出しても，剥離によって生じた負圧に引っ張られて傾斜屋根１０の下端部から上昇して地表面Ｅに向かわない場合がある（後述する図７（Ｂ）も参照）。夏季の体感温度を下げるためには，傾斜屋根１０によって呼び込んだ風Ｂを地表面Ｅにできるだけ近付けることが有効である。
【００２８】
傾斜屋根１０の下端部の下向きの突起部１５は，図３（Ｄ）に示すように，風の流れを地表面Ｅへ向けると同時に，傾斜屋根１０の表面から剥離させることによって突起部１５の背後に乱れ（剥離域Ｒ）を生じさせる。その剥離域Ｒの渦による負圧によって剥離した風が地表面Ｅへ引き込まれると同時に，剥離によって増加した乱れによりコアンダ効果が高まることによって風が地表面Ｅへ向くように作用する（後述する図７（Ｃ）も参照）。突起部１５の突出長さＰによって剥離した風Ｂの向きを変えることができるが，突出長さＰが大きくなりすぎると風Ｂが弱くなるおそれもあるので，剥離した風Ｂが所望の強さで地表面Ｅにできるだけ近付くように突出長さＰを設計することが望ましい。また，突起部１５に突出長さＰを調節する手段を含め，例えば上空部Ｕの風Ｂの状況に応じて突出長さＰを調整することにより，傾斜屋根１０の下端部からの風吹き出し向きを切り替えることも可能である。
【００２９】
更に，突起部１５に代えて，図３（Ｅ）に示すように，傾斜屋根１０の下端部に厚さ方向の幅を拡げた拡幅部１５を設け，その拡幅部１５によって風Ｂを傾斜屋根１０の表面から剥離させることも可能である。或いは，図３（Ｆ）に示すように，傾斜屋根１０の下端部を下向きに曲げ，その下向き曲面によって風Ｂを傾斜屋根１０の下面から剥離させることも有効である。
【００３０】
図１（Ｃ）は，本発明の風加速構造の他の実施例を示す。図１（Ｃ）に示す風送り屋根２０ｂは，所定向きに沿って上向きに傾斜させた平面状部材であり，その傾斜向きと屋外地表面Ｅの風向とを揃えて下流側が下向きとなるように支持部材２２によって支持したものである。地表面Ｅ上の風を風送り屋根２０ｂの上流端に送り込み，風送り屋根２０ｂの下流側を上向きに傾斜させて風の流路断面積を徐々に拡げることにより，図３（Ｃ）に示すように風の流れの剥離を発生させて再循環領域Ｒ（剥離域）を形成する。この再循環領域Ｒの負圧によって，風送り屋根２０ｂの上流端（ディフューザーの入口）から風Ｂが吸い込まれるように風送り屋根２０ｂの下方へ流れ込み，風送り屋根２０ｂの下方（ディフューザーの内部）において風速が高まる効果（ディフューザー効果）が得られる。なお，平面状の風送り屋根２０ｂに代えて，下流に向けて徐々に拡大する風の流路を形成できれば風送り屋根２０ｂを曲面状とすることも可能である。
【００３１】
図１（Ｃ）の風送り屋根２０ｂによる風加速効果（ディフューザー効果）は，風送り屋根２０ｂの流路方向の長さや上向きの傾斜角度δによって変わるので，風送り屋根２０ｂの下方において快適な風速の風が作り出せるように風送り屋根２０ｂの流路方向の長さ及び上向きの傾斜角度δの一方又は両方を数値計算又は実験により設計することが望ましい。なお，図示例の風風送り屋根２０ｂは支持部材２２により地表面Ｅの上方に支持されているが，上述した図１（Ｂ）の場合と同様に，風風送り屋根２０ｂを周囲の建物１，２に支持することも可能である。また，図示例のように支持部材２２に高さ調節手段２４を含め，必要に応じて風風送り屋根２０ａの高さを調節することができる。更に，支持部材２２に移動手段，及び傾斜角度を変更する手段を含め，必要に応じて風風送り屋根２０ｂの位置や傾斜角度δを可変とすることも可能である。
【００３２】
図１（Ｄ）は，本発明の風加速構造の更に他の実施例を示す。図１（Ｄ）に示す風送り屋根２０ｃは，所定向きに沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させたＶ字型の部材であり，その傾斜向きと屋外地表面Ｅの風向とを揃えて支持部材２２によって支持したものである。地表面Ｅ上の風を風送り屋根２０ｃの上流端に送り込み，風送り屋根２０ｃの下方の風の流路断面積を中間部において狭めることにより，上述した風送り屋根２０ａによる縮流効果（ノズル効果）と風送り屋根２０ｂによる再循環領域Ｒの負圧形成効果（ディフューザー効果）とを組み合わせた効果によって風送り屋根２０ｃの下方を吹き抜ける風Ｂの風速が高まる。また，流路断面積の中間部を狭めた図１（Ｄ）のような風送り屋根２０ｃは，その下方を通過する何れの向きの風についても速度を高めることが期待できる。
【００３３】
図１（Ｄ）の風送り屋根２０ｃによる風加速効果も，流路方向の長さ，上流部の下向きの傾斜角度ε，下流部の上向きの傾斜角度δによって変わるので，風送り屋根２０ｃの下方において快適な風速の風が作り出せるように，風送り屋根２０ｃの流路方向の長さ，下向きの傾斜角度ε，上向きの傾斜角度δの何れか又は全てを数値計算又は実験により設計することが望ましい。また，上述した図１（Ａ）及び（Ｂ）の場合と同様に，風送り屋根２０ｃも地表面Ｅに代えて地表面Ｅ周囲の建物１，２に支持することが可能であり，支持部材２２に高さ調節手段２４，移動手段，傾斜角度を変更する手段等を含めることも可能である。
【００３４】
［実験例１］
図１に示す風加速構造の効果を確認するため，図１２（Ｂ）のように建物１，２によって風の通りが阻害された屋外地表面Ｅにおいて，建物１，２の屋根上２ｍ高さで秒速５ｍの上空域Ｕの風Ｂを想定し，その上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０によって地表面Ｅへ呼び込むと共に，その傾斜屋根１０の下流側に所要間隔Ｄ２で配置した風送り屋根２０によって加速した場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学（ＣＦＤ）シミュレーションにより算出する実験を行った。
【００３５】
本実験では，先ず比較のため，図１のような傾斜屋根１０と風送り屋根２０との組み合わせに代えて，図３（Ａ）及び図７（Ａ）に示すような傾斜屋根１０と水平な風送り屋根３０との組合せを用いた場合の風速分布を算出した。図示例では，傾斜屋根１０の下流側の地表面Ｅに，所要間隔Ｄ２，Ｄ３で一対の水平な風送り屋根３０，３０を設置している。この比較実験の結果を図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示す。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）の風速分布表示において，白色に近い部分は風速が大きいことを表し，黒色に近付くほど風速が遅くなることを表している。
【００３６】
図７（Ｂ）の風速分布は，図１（Ｂ）のような傾斜屋根１０の上端部の下面側に上空域Ｕの風Ｂを当て，その風Ｂを傾斜屋根１０の下面に沿って下端部まで導くことができることを示している。ただし，傾斜屋根１０の下端部から剥離した風Ｂは上昇してしまうことがあり，必ずしも地表面Ｅへ向かうとは限らない。他方，図７（Ｃ）の風速分布は，図１（Ｃ）のように傾斜屋根１０の下端部に下向きの突起部１５を設けることにより，傾斜屋根１０の下端部まで導いた風Ｂを地表面Ｅへ向けて噴き出すことができ，地上付近まで風Ｂを呼び込むことができることを示している。
【００３７】
図７（Ｄ）のグラフは，図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）のシミュレーションによる地表面Ｅの各地点の風速を示している。同グラフにおいて，横軸は地表面Ｅ上の基準点（２つの水平な風送り屋根３０のうち上流側の中央部）と各地点との間の距離を表し，縦軸は各地点における地上高さ１.５ｍの風速（正の風速差は左向きの風，負の風速差は右向きの風）を表す。このグラフから，図１（Ｃ）のような突起部１５付き傾斜屋根１０を用いることにより建物１，２の屋根上２ｍ高さの上空域Ｕと同程度の強さの風（秒速５ｍ程度）を地表面Ｅ付近の地上高さ１.５ｍまで呼び込むことができること，しかし地表面Ｅ付近に呼び込んだ風は傾斜屋根１０の下流側において風速が急激に弱まってしまうこと，さらに傾斜屋根１０の下流側の水平な風送り屋根３０の下方を通過させても風速が弱いままなので風を広い範囲に届けることはできないことが分かる。
【００３８】
次に，図１（Ｂ）の風送り屋根２０ａによる風加速効果を確認するため，図４（Ａ）に示すように，突起部１５付き傾斜屋根１０と風向に沿って下向きに傾斜させた風送り屋根２０ａとの組み合わせを用いた場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。この実験結果を図４（Ｂ）に示す。また，図４（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１．５ｍ）を，図７（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図４（Ｃ）に示す。図４（Ｂ）の風速分布の表示方法，図４（Ｃ）の縦軸及び横軸の表示方法は，何れも上述した図７の場合と同様である。
【００３９】
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）の実験結果は，図１（Ｂ）のように風の流れに沿って下流側を下向きに傾斜させた風送り屋根２０ａの下方を通過させることにより，図４（Ｃ）のように地表面Ｅと平行（水平）な風送り屋根３０の下方を通過させた場合に比して，風Ｂの速度を高めることができることを示している。すなわち，傾斜屋根１０により地表面Ｅ付近に呼び込んだ風を風送り屋根２０ａの下方に通過させることにより，風速の急激な弱まりを防いで比較的強い風速（秒速２.５ｍ程度）を維持することができ，風Ｂを地表面Ｅの広い範囲に届けることができる。この実験結果から，図１（Ｂ）のような風送り屋根２０ｂを用いる本発明の風加速構造は，地表面Ｅの風速を高める効果を有しており，比較的強い風速の風を地表面Ｅの広い範囲に届けることができ，地表面Ｅ付近の体感温度の低下と快適性の向上に有効であることが確認できた。
【００４０】
なお，図４の実験では，図１（Ｂ）のような風送り屋根２０ａの下流側に水平な風送り屋根３０を所要間隔で設置しているが，下流側の風送り屋根３０も上流側の風送り屋根２０と同様に風の流れに沿って下向きに傾斜させることにより，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を更に高めることも期待できる。すなわち，図１（Ｂ）のような屋外地表面Ｅにおいて風向に沿って複数の風送り屋根２０を所要間隔で配置することにより，上流側の風送り屋根１０を通過したのち低下した風速を下流側の風送り屋根１０によって再度高めることができ，地表面Ｅの広い範囲にわたって体感温度を低下させ快適性を向上させることが可能となる。
【００４１】
［実験例２］
次に，図１（Ｃ）の風送り屋根２０ｂによる風加速効果を確認するため，図５（Ａ）に示すように，突起部１５付き傾斜屋根１０と風向に沿って上向きに傾斜させた風送り屋根２０ｂとの組み合わせを用いた場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図５（Ｂ）に示す。また，図５（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図７（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図５（Ｃ）に示す。図５（Ｂ）の風速分布の表示方法，図５（Ｃ）の縦軸及び横軸の表示方法は上述した図４及び図７の場合と同様である。
【００４２】
図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）の実験結果は，図１（Ｃ）のように風の流れに沿って上向きに傾斜させた風送り屋根２０ｂを用いることにより，図４（Ｃ）のような水平な風送り屋根３０を用いた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができることを示している。すなわち，風送り屋根２０の下方において通過する風を上空部Ｕと同様の風速（秒速５ｍ程度）に維持することができ，上空域Ｕの涼しい風Ｂを地表面Ｅの広い範囲に届けることができる。また，図４と図５との比較から，図１（Ｃ）のような上向き傾斜の風送り屋根２０ｂを用いることにより，図１（Ｂ）のような下向き傾斜の風送り屋根２０ａを用いた場合よりも優れた風Ｂの加速効果が得られることが分かる。この実験結果から，図１（Ｃ）のような突起部１５付き傾斜屋根１０と上向き傾斜の風送り屋根２０ｂとの組み合わせにより，上空域の涼しい風Ｂを地表面Ｅの広い範囲に呼び込むことができ，地表面Ｅの体感温度の抑制と快適性の向上に極めて有効であることが確認できた。
【００４３】
［実験例３］
更に，図１（Ｄ）の風送り屋根２０ｃによる風加速効果を確認するため，図６（Ａ）に示すように，突起部１５付き傾斜屋根１０と中間部を最も低くしたＶ字型の風送り屋根２０ｃとの組み合わせを用いた場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図６（Ｂ）に示す。また，図７（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図７（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図６（Ｃ）に示す。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）の実験結果は，図１（Ｄ）のように中間部において風の流路断面積を狭めた風送り屋根２０ｃを用いた場合にも，図４（Ｃ）のように水平な風送り屋根３０を用いた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができることを示している。
【００４４】
こうして本発明の目的である「屋外地表面に流れる風の速度を高めて快適性を向上させる方法及び構造」の提供を達成することができる。
【実施例１】
【００４５】
図２は，傾斜屋根１０と風送り屋根２０とを組み合わせた本発明の風加速構造の他の実施例を示す。図２（Ａ）の実施例では，図１のように上空域Ｕの風Ｂを下面に沿って地表面Ｅ付近まで呼び込む傾斜屋根１０に代えて，上空域Ｕの風Ｂを上端部の上面側に当て，その風をコアンダ効果により上面に沿って地表面Ｅ付近まで呼び込む傾斜屋根１０を用いている。コアンダ効果とは，乱れを持つ風の流れが周りの空気を取り込む（連行する）ことにより壁の表面に沿って流れようとする，又は，壁に近付こうとする性質である（非特許文献２参照）。図２の実施例では傾斜屋根１０の上面が壁に相当し，傾斜屋根１０を適当な傾斜角度βとすることにより，傾斜屋根１０の上面に当たった上空域Ｕの風Ｂはコアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って又は上面に近付くように流れようとする。図１のような傾斜屋根１０の下面に沿った呼び込みに代えて，図２のように上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上面に沿って呼び込むことにより，傾斜屋根１０の直下の地表面Ｅには風を呼び込めないものの，呼び込んだ風Ｂを地表面Ｅに近付けると共に地表面Ｅに沿った広い範囲に流すことができる（後述する図１１（Ｂ）参照）。
【００４６】
上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上面側に沿って流すため，例えば図２（Ｃ）に示すように，傾斜屋根１０の上端を周囲の建物１の屋上面１ａに接続し，建物１の屋上面１ａと傾斜屋根１０とで連続した凸状曲面を形成することにより，屋上面１ａに当たる風Ｂをコアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って地表面Ｅ付近の下端部まで導く。この場合の傾斜屋根１０の屋上面１ａに対する傾斜角度βは，屋上面１ａと傾斜屋根１０とがコアンダ効果を生じやすい曲面となるように，例えば１０〜１５°程度とすることが望ましい（非特許文献３及び４参照）。この場合の支持部材１２は，傾斜屋根１０の上端と建物１の屋上面１ａとを結合する部材として機能する。
【００４７】
或いは，図２（Ｂ）に示すように，傾斜屋根１０の上端に上空域Ｕの風向と平行な風当たり部１６を接続し，風当たり部１６と傾斜屋根１０とで連続した凸状曲面が形成することにより，風当たり部１６の上面に当たる風Ｂをコアンダ効果により傾斜屋根１０の上面に沿って導くことも考えられる。図示例の風当たり部１６は，例えば上空域Ｕの風向と平行な平面状部材とすることができ，傾斜角度βを１０〜１５°程度で傾斜屋根１０と一体的に接続することができる。傾斜屋根１０の風当たり部１６の風向長さＳが短すぎると風の乱れを生じ，コアンダ効果によって風Ｂを導くことが難しくなるので，コアンダ効果を生じるために十分な長さＳの風当たり部１６を設計することが望ましい。
【００４８】
図２（Ｂ）の風当たり部１６を接続した傾斜屋根１０は，支持部材１２によって地表面Ｅの上方に支持する。図２（Ｃ）の場合と異なり，傾斜屋根１０と建物１とは結合されていないので，図１の場合と同様に，高さ調節手段１４及び移動手段を支持部材１２に含めることにより，上空部Ｕの風Ｂの高さに応じて傾斜屋根１０及び風当たり部１６の高さや位置を調節することができる。また，図２（Ｂ）のように風当たり部１６を接続した傾斜屋根１０は，その上面に沿って上空域Ｕの風をコアンダ効果によって地表面Ｅへ導くと同時に，図１の場合と同様に，その下面に当たる風を建物１と傾斜屋根１０との間隙を介して地表面Ｅに導くことも期待できる。
【００４９】
好ましくは，図２（Ｄ）に示すように，傾斜屋根１０の中間部に下向きの折れ曲げ部１７を設け，その折り曲げ部１７により傾斜屋根１０の上面に沿って流れる風Ｂをより低い場所（地表面Ｅに近い場所）へ呼び込む。例えば屋上面１ａに対する傾斜屋根１０の傾斜角度βをコアンダ効果が得やすい１０〜１５°程度とし，その傾斜屋根１０の上流側に対する下流側の折り曲げ部１７の傾斜角度γを同様にコアンダ効果が得やすい１０〜１５°程度とする。折り曲げ部１７によって風の流れを傾斜屋根１０の上面に沿わせながらより地表面Ｅへ向け，傾斜屋根１０の下端部１０から放出された風Ｂを地表面Ｅに沿って遠くまで送ることができる（後述する図１１（Ｃ）参照）。必要に応じて，傾斜屋根１０に対する折り曲げ部１７の折り曲げ角度γを調節可能としてもよい。
【００５０】
［実験例４］
図２に示す風加速構造の効果を確認するため，上述した実験例１〜３と同様に建物１，２で風の通りが阻害された屋外地表面Ｅを想定し，その建物１，２の屋根上２ｍ高さで秒速５ｍの上空域Ｕの風Ｂを図２（Ｃ）の傾斜屋根１０によって地表面Ｅへ呼び込むと共に，その傾斜屋根１０の下流側に配置した風送り屋根２０によって呼び込んだ風Ｂを加速した場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学（ＣＦＤ）シミュレーションにより算出する実験を行った。
【００５１】
本実験でも，先ず比較のため，図２のような傾斜屋根１０と風送り屋根２０との組み合わせに代えて，図３（Ｂ）及び図１１（Ａ）に示すような傾斜屋根１０と水平な風送り屋根３０との組合せを用いた場合の風速分布を算出した。図示例では，傾斜屋根１０の下流側の地表面Ｅに，所要間隔Ｄ２，Ｄ３で一対の水平な風送り屋根３０，３０を設置している。この比較実験の結果を図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示す。本実験の風速分布表示も，白色に近い部分は風速が大きいことを表し，黒色に近付くほど風速が遅くなることを表している。
【００５２】
図１１（Ｂ）の風速分布は，傾斜屋根１０の上端部の上面側に当たる上空域Ｕの風Ｂを，コアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って下端部まで導くことにより，地表面Ｅ付近に風Ｂを呼び込むことができることを示している。図７（Ｂ）との比較から分かるように，上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上面に沿って導いた場合も，傾斜屋根１０の下端部から放出された風Ｂを地表面Ｅに向かわせ，地上３ｍ程度にまで風Ｂを呼び込むことができる。他方，図１１（Ｃ）は傾斜屋根１０の中間部に下向きの折れ曲げ部１７を設けた場合の風速分布を示し，図１１（Ｄ）のグラフは図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）のシミュレーションによる地表面Ｅの各地点の風速を示している。図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）の実験結果は，傾斜屋根１０の中間部の折れ曲がり部１７によって傾斜屋根１０の上面に沿って流れる風Ｂをより低い場所へ呼び込むことができ，そのような折れ曲がり部１７を設けない場合に比して，傾斜屋根１０の下端部から放出された風Ｂを地表面Ｅにより近付けることができることを示している。
【００５３】
次に，図２（Ｂ）の風送り屋根２０ａによる風加速効果を確認するため，図８（Ａ）に示すように，図２（Ｂ）の傾斜屋根１０と風向に沿って下向き傾斜の風送り屋根２０ａとの組み合わせを用いた場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。この実験結果を図８（Ｂ）に示す。また，図８（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１．５ｍ）を，図１１（Ｂ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図８（Ｃ）に示す。図８（Ｂ）及び（Ｃ）の実験結果は，図４を参照して上述した実験例１の結果と同様に，図２（Ｂ）のような下向き傾斜の風送り屋根２０ａの下方を通過させることにより，図１１（Ｂ）のように水平な風送り屋根３０の下方を通過させた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの風速が高められることを示している。
【００５４】
この実験結果から，図２（Ｂ）のような風送り屋根２０ｂを用いる本発明の風加速構造は，地表面Ｅ付近の体感温度の低下と快適性の向上に有効であることが確認できた。なお，図８の実験では，図２（Ｂ）のような風送り屋根２０ａの下流側に水平な風送り屋根３０を所要間隔で設置しているが，下流側の風送り屋根３０も上流側の風送り屋根２０と同様に風の流れに沿って下向きに傾斜させることにより，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を更に高めることが期待できる。すなわち，図２（Ｂ）のような屋外地表面Ｅにおいて風向に沿って複数の風送り屋根２０を所要間隔で配置することにより，地表面Ｅの広い範囲にわたって体感温度を低下させ快適性を向上させることができる。
【００５５】
［実験例５］
次に，図２（Ｃ）の風送り屋根２０ｂによる風加速効果を確認するため，図９（Ａ）に示すように，図２（Ｃ）の傾斜屋根１０と風向に沿って上向き傾斜の風送り屋根２０ｂとの組み合わせを用いた場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図９（Ｂ）に示す。また，図９（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図１１（Ｂ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図９（Ｃ）に示す。
【００５６】
図９（Ｂ）及び（Ｃ）の実験結果からも，図５を参照して上述した実験例１の結果と同様に，図２（Ｃ）のような上向き傾斜の風送り屋根２０ｂを用いることにより，図１１（Ｂ）のような水平な風送り屋根３０を用いた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができることを示している。また，図８と図９との比較から，図２（Ｃ）のような上向き傾斜の風送り屋根２０ｂは，図２（Ｂ）のような下向き傾斜の風送り屋根２０ａよりも風Ｂの加速効果が優れていることが分かる。
【００５７】
［実験例６］
更に，図２（Ｄ）の風送り屋根２０ｃによる風加速効果を確認するため，図１０（Ａ）に示すように，図２（Ｄ）の傾斜屋根１０と中間部を最も低くしたＶ字型の風送り屋根２０ｃとの組み合わせを用いた場合の地表面Ｅ付近の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図１０（Ｂ）に示す。また，図１０（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図１１（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図１０（Ｃ）に示す。図１０（Ｂ）及び（Ｃ）の実験結果も，図１（Ｄ）のように中間部において風の流路断面積を狭めた風送り屋根２０ｃを用いた場合にも，図６を参照して上述した実験例３の結果と同様に，図１１（Ｂ）のような水平な風送り屋根３０を用いた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができるを確認できる。
【符号の説明】
【００５８】
１，２…建物（遮蔽物）                ３…風の通路
１０…傾斜屋根                        １２…支持部材
１４…高さ調節手段                    １５…突起部又は拡幅部
１６…風当たり部                      １７…折れ曲げ部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…風送り屋根
２２…支持部材                        ２４…高さ調節手段
３０…水平風送り屋根
３２…支持部材                        ３４…高さ調節手段
Ｂ…風                                Ｅ…地表面
Ｌ…風通し阻害域                      Ｕ…上空域
Ｐ…突出長さ                          Ｈ…屋根高さ 
Ｒ…剥離域                            Ｓ…風当たり部の長さ
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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