(57)【要約】【課題】水の消費量が少なく、効率的で、耐久性の高い水分蒸発冷却屋根・壁体構造を提供すること。【解決手段】降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、構造体の外表面に感温吸排水性ポリマー層を積層し、かつ前記感温吸排水性ポリマー層上に遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた保護材を設けて水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。これにより、温度に応じて感温吸排水性ポリマーが給排水する水によって効率よく冷却でき、しかも保護材により遮光するので感温吸排水性ポリマーの耐久性を向上できる。【選択図】        図１
2004190336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、
構造体の外表面に感温吸排水性ポリマー層を積層し、遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた保護材を前記感温吸排水性ポリマー層上に設けたことを特徴とする水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項２】
保護材を、多孔質材料で構成したことを特徴とする請求項１に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項３】
保護材を、不織布としたことを特徴とする請求項１に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項４】
感温吸排水性ポリマー層は、繊維状樹脂内に感温吸排水性ポリマーを含有させて構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項５】
感温吸排水性ポリマー層は、板状部材の表面に形成された凹部内に感温吸排水性ポリマーを収納して構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項６】
感温吸排水性ポリマー層は、仕切り板により仕切られた内部空間に感温吸排水性ポリマーを収容して構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項７】
感温吸排水性ポリマー層は、保護材としての不織布からなる収納袋内に感温吸排水性ポリマーを収納してなる冷却材より構成したことを特徴とする請求項１に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項８】
感温吸排水性ポリマーは、繊維状樹脂内に含有してあることを特徴とする請求項７に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項９】
降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、
少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する多孔質材料内に所定の空隙を形成し、該空隙内に感温吸排水性ポリマーを封入して構成したことを特徴とする水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項１０】
降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、
少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する容器内に感温吸排水性ポリマーを収容し、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する多孔質材料内に前記容器を埋設して構成したことを特徴とした水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項１１】
所定形状のブロック状に形成され、該ブロックを組み合わせて構成されることを特徴とした請求項９または１０に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造。
【請求項１２】
建物上部に設置した貯水タンク内に感温吸排水性ポリマーを収納し、前記感温吸排水性ポリマーが温度に対応して放出する水を該貯水タンクの流出口から屋根・壁体構造に送水するように構成したことを特徴とする水分蒸発冷却屋根・壁体構造の給水装置。
【請求項１３】
貯水タンク内壁面に、感温吸排水性ポリマー内部に延設された熱伝導性を有する突片を設けたことを特徴とする請求項１２に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根や外壁など建物の外表面に散水し、その水が蒸発する際に奪う気化熱を利用して建物が冷却されるようにした建物の屋根・壁体構造に関し、少ない散水量で高い冷却効果が得られ、しかも太陽光などに対して高い耐久性を有する水分蒸発冷却屋根・壁体構造に関する。
【従来の技術】
屋根や外壁等の建物の外表面に散水し、表面の水分が蒸発する際の気化熱を利用して建物の構造体の表面温度を下げて建物内を冷房したり、冷房機器の負荷を軽減させる方法が知られている。
かかる冷却方法では、屋根や外壁の上部に貯水タンクや給水パイプを設け、これらから放水した水を勾配に沿って流下させて屋根や外壁表面に散水したり、あるいはスプリンクラー等放水装置を屋根上や壁面に向けて設け、これにより放水をして散水していた。
ところが屋根などの上に水を流下させた場合は、水が特定のところを常に流れ落ちる、いわゆる水道（みずみち）が形成されてしまい屋根全体を均一に濡らすことが難しかった。また放水から屋根の下端まで直ちに流れ落ちてしまい水の使用量に対して高い冷却効果が得られなかった。
一方スプリンクラーを用いた場合は、広い範囲に水を到達させるには高い水圧と多量の水が必要となり、少量の水で効率よく散水することができず、水の消費が大きくなるという問題があった。また、スプリンクラーから放出された水が風等で予期せぬ方向に流され、所望の箇所に散水されず、逆に近隣に水が飛散して迷惑を掛けてしまうことがあった。
そこで、屋根や外壁面など建物の構造体の表面に感温吸排水性ポリマーを積層し、給水装置等から予め感温吸排水性ポリマーに保水させ、温度の上昇に対応して感温吸排水性ポリマーから放出された水を構造体の表面で蒸発させ、建物を冷却することが考えられている。
この発明によれば、構造体の外表面全体に広く水を行き渡らせることができるとともに温度が低いときは感温吸排水性ポリマーが水を内部に保持して水の無駄な消費を防ぎ、一方感温吸排水性ポリマー１４の温度が所定温度以上になったとき保持している水を放出して水分蒸発による冷却を開始するので、必要なときに効率良く、かつ長時間冷却効果を発揮することができる効果を有している。（例えば特許文献１参照）。
また、夏季の路面温度を低下させる目的で、間隙率の高いブロック本体の内部に感温性高吸水樹脂を混入させたコンクリートブロックの発明の例が知られている。これによれば、雨水などを内部の感温性高吸水樹脂に吸水保水させ、感温温度以上のとき水分を放出させて、日中など高温になる路面の温度を蒸発潜熱を利用して低下させるものである。（例えば特許文献２参照）。
このような水の蒸発潜熱を用いて冷却する冷却システムは、電力等を利用する冷却システムに比べ消費エネルギーが格段に少なく、また、電気冷房のようにトータルで発熱系のシステムでないので温暖化防止にも有効である。
【特許文献１】
特願２００１−１０２９０２号公報。
【特許文献２】
特開平１０−８４１０号公報。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の水分蒸発冷却屋根・壁体構造は、感温吸排水性ポリマーを建物の構造体の表面に設けていたため、感温吸排水性ポリマーに太陽光が直接照射されていた。そのため時間の経過とともに、感温吸排水性ポリマーの吸排水性能が劣化するおそれがあった。
また、感温吸排水性ポリマーは完全に乾燥してしまうと粉末状になり風で飛散するおそれがあるため、適宜水分を補給して感温吸排水性ポリマーを含水状態に保持する必要があった。更に塵埃が付着して汚損されるおそれがあった。
また、コンクリートブロックの場合にはそれは路面用に構成されたもので、基本的に大きな荷重に耐える構造となっていることから、重量、施工などの点で屋根や壁面等の建物の構造体の仕様とは大きく異なり、これらに使用することはできなかった。
本発明は、上記課題を解決し、屋根表面や外壁面等建物の構造体を少ない水量で均一に濡らし、水分の蒸発による高い冷却効果が得られ、かつ経時的な劣化が小さく耐久性が高い水分蒸発冷却屋根・壁体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため、水分蒸発冷却屋根・壁体構造を次のように構成した。
請求項１に記載の発明では、降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、構造体の外表面に感温吸排水性ポリマー層を積層し、遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた保護材を前記感温吸排水性ポリマー層上に設けて水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。
構造体とは、屋根や壁体など建物を構成している構成部材をいう。
感温吸排水性ポリマーとは、感温吸排水性ポリマーごとに予め定められた感温点を有し、感温吸排水性ポリマーの温度が感温点以下では水を吸収し、感温点以上の温度となると内部に保持していた水を外部に排出する特性を有する吸排水性樹脂である。
また保護材が備える吸水性とは、繊維や素材自体で吸水する性質をいい、通水性とは、繊維や素材自体で吸水しないが、繊維や素材が有するかそれらの間隙で水を通す性質をいう。蒸気通過性とは、少なくとも蒸気を表裏方向に通過させる性質をいう。遮光性としては、太陽光を完全に遮断するのみでなく、感温吸排水性ポリマーに悪影響を与える波長の光を遮断する性能のみであってもよい。また表面に光反射性を備えていてもよい。
保護材としては、多孔質材料、ゴアテックス（商品名）に類する布材、多数の孔を有する板材等が考えられる。多孔質材料としては、樹脂やセメントを結合材とした多孔質性のものや発泡ガラス材料などがある。
これにより、給水装置等から水が供給された感温吸排水性ポリマーは内部に水を吸収し保持する。外気温が上昇し感温吸排水性ポリマーの温度が感温点に達すると感温吸排水性ポリマーは水分を放出し、また外気温が低下し感温吸排水性ポリマーの温度が感温点以下になると感温吸排水性ポリマーは水分の放出を停止し、給水装置等から給水があれば吸水して内部に保持する。
したがって、外気温が上昇し感温吸排水性ポリマーの温度が感温点以上に上昇すると、感温吸排水性ポリマーから排出された水が保護材表面で、あるいは蒸気通過性を有する保護材の場合は保護材の下部で蒸発するので、屋根や壁体などの構造体表面が気化熱で冷却される冷房効果が得られる。更に感温吸排水性ポリマーにより外気温が高い時のみ水分の放出が生じるため水の無駄な使用がない。
また保護材により太陽光が遮断されるので、感温吸排水性ポリマーに直接太陽光等の照射がなされず、太陽光等の照射による経時的な劣化が防止される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、保護材を少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた多孔質材料で形成した。これにより、感温吸排水性ポリマーから放出された水は多孔質材料内に形成された毛管を通り、多孔質材料表面に上昇し蒸発して気化熱を奪う。また多孔質材料が太陽光を遮断するため、感温吸排水性ポリマーを太陽光によって劣化させることがない。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、保護材を不織布とした。これにより、不織布表面での蒸発により冷却が行われ、また不織布によって太陽光が遮られ劣化を防止し、また粉末状ポリマーの飛散や、感温吸排水性ポリマーへのごみの侵入等を防止できる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、感温吸排水性ポリマー層を、繊維状樹脂内に感温吸排水性ポリマーを含有させて構成した。これにより、感温吸排水性ポリマー層の扱いが容易になり、傾斜面での使用や施工等が簡易になる。尚樹脂は、繊維状でなく発泡性樹脂その他内部に感温吸排水性ポリマーを保持できるものであればよく、金属製でもよい。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、表面に多数の凹部が形成された板状部材の該凹部内に感温吸排水性ポリマーを収納した。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、感温吸排水性ポリマー層を、仕切り板により仕切られた内部空間に感温吸排水性ポリマーを収容して構成した。請求項５及び請求項６のようにすると、感温吸排水性ポリマーを所望の状態に保持でき、冷却効果が得られる。また、傾斜面において仕切り板を水平に延設することにより上方から流した水を順次下方にオーバーフローさせながら効率良く供給することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、感温吸排水性ポリマー層を、保護材としての不織布より形成した収納袋内に感温吸排水性ポリマーを収納させて冷却材を形成し、その冷却材を構造体上に積層して構成した。これにより、感温吸排水性ポリマー層を容易に形成することができ、取り扱いを向上できる。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、感温吸排水性ポリマーを繊維状樹脂内に収容し、冷却材の取り扱いを容易にした。
請求項９に記載の発明は、降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により適宜水分が供給される屋根・壁体構造において、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する多孔質材料で、該多孔質材料内に形成した空隙内に感温吸排水性ポリマーを封入して水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。
請求項１０に記載の発明は、降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する容器内に感温吸排水性ポリマーを収容し、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する多孔質材料内に前記容器を埋設して水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の発明において、所定形状のブロック状に形成し、該ブロックを組み合わせて水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。
請求項９、請求項１０または１１に記載の発明においては、構造体の内部に予め感温吸排水性ポリマーが封入されているので、耐久性が高く、施工が容易で、しかもブロックとして形成すれば可搬性、施工性等を向上でき、組み付けが容易となる。また請求項１０によれば、感温吸排水性ポリマーが容器内に収容されていることから、アルカリ性など多孔質材料の有する性質から受ける影響を小さくできる。
請求項１２に記載の発明は、建物上部に設置した貯水タンク内に感温吸排水性ポリマーを収納し、前記感温吸排水性ポリマーが温度に対応して放出する水を該貯水タンクの流出口から屋根・壁体構造に送水するように水分蒸発冷却屋根・壁体構造の給水装置を構成した。
これにより、温度計測器や開閉弁の制御装置等を必要とすることなく、所定の温度で水を貯水タンクから自動に吐出させることができる。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造の給水装置において、貯水タンク内壁面に、感温吸排水性ポリマー内部に延びた熱伝導性を有する突片を設けたことを特徴とする。これにより、貯水タンク内に収納された感温吸排水性ポリマーの温度を貯水タンク周辺の外気温度に近づけることができ、温度に対して正確な動作を得ることができる。
【発明の実施の形態】
本発明にかかる建物の水分蒸発冷却屋根・壁体構造の一実施形態について説明する。図２に建物の全体を示す。
建物２は、屋根３、窓４を有する外壁５、雨水等を蓄える給水装置としての貯水タンク６等からなり、屋根３が水分蒸発冷却屋根・壁体構造に構成されている。尚、貯水タンク６は、かかる構成に限るものではない。
水分蒸発冷却屋根・壁体構造は、図１に示すように屋根３の基台（構造体）１２と、基台１２上に設けられた冷却材１３から形成してある。冷却材１３は、感温吸排水性ポリマー１４を繊維状樹脂１５に含有させ、それを袋状に形成した不織布１６内に収納して形成されている。
感温吸排水性ポリマー１４は、感温吸排水性ポリマーごとに定められた特定の温度（以下、感温点という）を有し、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点以下では内部に水を吸収保持し、温度が感温点以上になると水を吸収せず内部に保持していた水を排出する性能を備えており、例えば特開平７−２２４１１９号公報に記載の（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、アクリル酸ナトリウムおよびダイアセトンアクリルアミドを架橋剤存在下、水溶液重合して吸水樹脂を得た例）や特開平８−１０００１０号公報に記載の（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、アクリル酸および酸性白土を水に溶解・分散し、窒素ガス気流下、開始剤を添加し重合し、無機粒子を含有した感温吸排水性ゲルを得た例）等に記載のＮ−イソプロピルアクリルアミド等のＮ−アルキルアクリルアミドを主成分モノマーとして重合架橋させた樹脂等が知られている。
このタイプの感温吸排水性ポリマーは、Ｎ−アルキルアクリルアミドと共重合するモノマーを適当に選択することにより、感温点を任意に設定することができる。本発明においては、２５℃〜３０℃の感温点が好ましい。
不織布１６は、太陽光を通過させない遮光性と、少なくとも吸水性と通水性のいずれかの性質を適度に有する素材からなり、一辺が３０ｃｍ〜１ｍ程度の袋状に形成されている。不織布１６の内部には、感温吸排水性ポリマー１４が繊維状に形成された樹脂に混ぜて収納してある。繊維状の樹脂に感温吸排水性ポリマー１４を混ぜることにより、感温吸排水性ポリマー１４の形状保持性が高められている。
このようにして形成された冷却材１３は、屋根３の上面全面に並べられ、釘、ネジ、固定金具等を用いて基台１２に固定されている。尚、屋根３との間に塗布した接着剤等を用いて冷却材１３を基台１２に固定してもよい。
貯水タンク６は、雨水を貯蔵する収納容器１７と、収納容器１７の下部に開口した流出口１８と、流出口１８を開閉させる開閉弁（図示せず）等から構成され、温度検出器を有する制御器（図示せず）からの信号により開閉弁が作動し、流出口１８から水を流出させる。流出口１８は、屋根３の頂部に沿って適当な間隔で設けられており、流出口１８から流出された水は、最上段に取り付けられている冷却材１３にかかるようになっている。
尚、貯水タンク６は、屋根３の中央に設置しなくてもよく、屋根頂部より上部の他の場所に配置してもよい。この場合は、屋根頂部より上部に配置した貯水タンクから屋根まで配管を配し、流出口１８から水を流出させる。
更に、屋根３の最下部には樋２０を備え、屋根３上を流れ落ちた雨水を貯水槽２１内に貯蔵でき、ポンプ２２を用いて貯水槽２１から貯水タンク６に雨水を揚水できる。また雨水で不足する場合は、貯水槽２１や貯水タンク６へ市水（水道水）等を給水してもよい。
次に、水分蒸発冷却屋根・壁体構造の作用について説明する。
予め冷却材１３には、降雨もしくは貯水タンク６からの雨水等により給水されている。外気温が低く、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点以下の場合、感温吸排水性ポリマー１４が水を保持し放出しないため、比較的低温で建物を冷却する必要がない時は水が消費されない。
外気温が上昇し、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点以上になると感温吸排水性ポリマー１４から水が放出される。放出された水は不織布１６の表面に染み出し、蒸発して気化熱を奪い表面を冷却する。これにより屋根３の温度が低下し、建物２内の温度が低下し、あるいは温度の上昇が抑制され冷房効果が得られる。
そして外気温が低下し、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点以下に低下すると感温吸排水性ポリマー１４からの水の放出が再び停止する。
したがって外気温が高いときは冷却材１３から水の蒸発が発生し、屋根３の表面温度が低下し建物２の冷房効果が得られる。また外気温が低下し、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点以下になり、蒸発によって建物２の室内温度を低下させる必要がなくなったときは蒸発が停止するので、無駄な水の消費がなくなる。
そして、感温吸排水性ポリマー１４の含水量が減少していると判断されると、開閉弁を開放して貯水タンク６から水を流出させる。貯水タンク６から流出された水は、上段の冷却材１３にかかり、冷却材１３の内部に収容されている感温吸排水性ポリマー１４に水が吸収される。そして、その冷却材１３の水の吸収が飽和状態になると、吸収されなくなった水が順次下方の冷却材１３に流れ落ち、それぞれの冷却材１３で飽和状態まで吸収される。また傾斜面では、図１１に示すように横方向に複数の横配管１９を設け、各横配管１９を貯水タンク等から延設した縦配管２３に接続し、各横配管１９から給水するようにしてもよい。このようにすれば、飽和状態まで給水せず各冷却材１３に所望の量を含水させることができ、水の熱容量による蓄熱を避けることができる。
開閉弁は、外気温が上昇し、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点を越え再度感温点以下に下がったときに開放される。また、計測された外気温や感温吸排水性ポリマー１４の温度が到達した最高温度や、感温点を越えていた時間等を考慮することにより、蒸発量に応じた水を感温吸排水性ポリマー１４に適切に補充することができる。
尚、不織布１６を袋状に形成せず、基台１２に繊維状樹脂に含有させた感温吸排水性ポリマー１４を直接設け、感温吸排水性ポリマー１４の表面上に不織布１６を展開するようにしてもよい。水平の屋根や傾斜が緩い場合は、かかる方法でも可能であり、冷却効果と、高い耐久性を得ることができる。
次に、他の実施形態について説明する。
図３に、水分蒸発冷却屋根・壁体構造の保護材に多孔質材料としてのモルタルを用いた例を示す。この例は、繊維状の樹脂材１５に感温吸排水性ポリマー１４を含有させ、基台１２の上に配置し、そして感温吸排水性ポリマー１４の上に直接、あるいは基台１２との間で空間を保持する適当な支持材（図示せず）等を介して所定の厚さのモルタル２５が設けられている。
モルタル２５は、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有し、かつ毛細管現象により内部で水が移動し、内部の水をモルタル２５の表面まで吸上げ、湿潤させる性質を有する多孔質材料である。また、太陽光を遮断する遮光性も備えている。
この例によれば、外気温が上昇し、感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点を越えると内部に保持している水を感温吸排水性ポリマー１４が放出するので、放出された水がモルタル２５に吸収され毛細管現象でモルタル２５の表面まで上昇される。そしてモルタル２５の表面で水が蒸発することで、モルタル２５の表面温度が低下し、冷却効果が得られる。
一方外気温が低下し感温吸排水性ポリマー１４の温度が感温点以下になると、感温吸排水性ポリマー１４は水の放出を停止し、また降雨や貯水タンク等からの給水があるとモルタル２５内、もしくは下部を水が通過して、感温吸排水性ポリマー１４に吸収され保持される。したがって、効率良く水を蒸発させ、高い冷却効果と耐久性が得られる屋根・壁面構造を提供できる。尚、上記例ではモルタル２５を用いたが、多孔質材料であれば他の素材を適宜用いることができる。
図４に他の例を示す。これは、複数の凹部２６を形成した板材２７を屋根３の基台１２上に配置し、各凹部２６内に感温吸排水性ポリマー１４を充填させ、その感温吸排水性ポリマー１４の上面に遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた不織布２８が取り付けてある。このようにしても、感温吸排水性ポリマー１４により冷却効果が得られ、また凹部２６内に感温吸排水性ポリマー１４が収納されていることから感温吸排水性ポリマー１４が移動することがなく安定し傾斜面でも使用でき、かつ不織布２８により太陽光を遮ることから感温吸排水性ポリマー１４を紫外線等による劣化から保護し高い耐久性を得ることができる。
図５に示す水分蒸発冷却屋根・壁体構造は、モルタル２５の内部に角柱状の空隙３１を連続して形成し、その空隙３１内に感温吸排水性ポリマー１４を埋設したものである。モルタル２５は少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を有し、更に毛細管現象により内部で水が移動する性質を備えている。
この水分蒸発冷却屋根・壁体構造は、ブロックとして所定の形状に形成しても、壁面のように連続していてもよく、またモルタル２５の内部に形成された空隙３１の形状も円筒形、角柱形等形状は問わない。
このようにすると、水分蒸発冷却屋根・壁体構造の内部に感温吸排水性ポリマー１４が収納されていることから、感温点を越えて排出された水がモルタル２５に吸収され、その表面で蒸発して表面温度を低下させ、冷却効果が得られる。また水分蒸発冷却屋根・壁体構造の外表面に水をかけると水がモルタル２５を通過して内部に収納されている感温吸排水性ポリマー１４に給水、保水させることができる。また横方向から直接、感温吸排水性ポリマー１４に給水、保水させてもよい。尚、上記例ではモルタル２５を用いたが、多孔質材料であれば他の素材を適宜用いることができる。
更に図６に示す水分蒸発冷却屋根・壁体構造は、モルタル２５の内部に円柱状の空隙３２を形成し、空隙３２の内部に感温吸排水性ポリマー１４を充填したものである。空隙３２内への感温吸排水性ポリマー１４の充填は、予めモルタル２５内に充填しても、空隙３２を形成した後感温吸排水性ポリマー１４を充填してもよい。尚、空隙３２は円柱状でなく、他の形状でもよい。給水は、上記例と同様の方法でおこなうことができる。尚、上記例ではモルタル２５を用いたが、多孔質材料であれば他の素材を適宜用いることができる。
更に図７に示すように、容器内外で少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する球状の容器３３内に感温吸排水性ポリマー１４を収納し、感温吸排水性ポリマー１４を収容した容器３３をモルタル２５内に埋め込むようにしてもよい。
このようにしてもモルタル２５の内部に感温吸排水性ポリマー１４を適宜配置収納でき、収納された感温吸排水性ポリマー１４により容器３３を介して吸排水が行われ、モルタル２５の表面での水の蒸発により水分蒸発冷却屋根・壁体構造を冷却することができる。更に感温吸排水性ポリマー１４が容器３３内に収容されていることから、アルカリ性等モルタル２５が有する性質の影響を直接受けることがない。尚、容器３３の形状は球状でなく、他の形状でもよく、また給水は、上記例と同様の方法でおこなうことができる。更に、上記例ではモルタル２５を用いたが、多孔質材料であれば他の素材を用いてもよい。
図８は、比較的底が浅く開口面積の広い容器３６内に平行に支持壁３７を複数設け、支持壁３７の間に感温吸排水性ポリマー１４を充填し、開口面に遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた不織布等の膜材３８を取り付けたものである。このようにすると、屋根３などの傾斜面に取り付けたとき、支持壁３７により感温吸排水性ポリマー１４が保持され、前述したと同様感温吸排水性ポリマー１４からの水の放出により冷却効果が得られる。
また容器３６の上方から水を流下させたり降雨があると、膜材３８を通過して容器３６内に流入するとともに上段の感温吸排水性ポリマー１４が吸水し、満水状態になると上方の支持壁３７から水がオーバーフローして下部の支持壁３７内の感温吸排水性ポリマー１４に流入し、その段の感温吸排水性ポリマー１４が吸水する。このようにして順次感温吸排水性ポリマー１４に吸水させることができる。
更に膜材３８により容器３６の開口面が覆われていることから、感温吸排水性ポリマー１４は紫外線等の影響を受けにくく耐久性が高められ、更に感温吸排水性ポリマー１４内への塵埃の混入や、感温吸排水性ポリマー１４の飛散を防止できる。
尚、支持壁３７は屋根３に対して垂直であっても、屋根３の傾斜に関係なく鉛直方向に立設してもよい。また、支持壁３７でなく、容器の底面に水平の溝、あるいは凹部（図示せず）を設け、それら溝や凹部の内部に感温吸排水性ポリマーを収納し、溝や凹部の開口面を遮光性と、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを備えた膜材で覆ったものでもよい。更に膜材は、容器内に流出口を設け直接給水するようにすれば、水蒸気を通す防水性のある布材等であってもよい。また膜材３８に代えて、遮光性を有する孔あき（細孔）板を用いてもよい。
図９に他の例を示す。これは、ハニカム構造の仕切りを有する枠体４０を構造体１２の上面に載せ、枠体４０の仕切り空間内に感温吸排水性ポリマー１４を充填し、その上面を遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気透過性を有する膜材３８で覆ったものである。このような構成にすれば、感温吸排水性ポリマー１４が枠体４０内に収納されて安定し、傾斜面に使用しても問題がない。また枠体４０がハニカム構造であるので、構造が強固で、しかも防水機能を有する屋根上面等の構造体１２に直接感温吸排水性ポリマー１４を接触させて冷却効果を大きくでき、また多量の感温吸排水性ポリマー１４を収納できる。尚、枠体４０の仕切り形状は、ハニカム構造に限らず四角形の升目状その他でもよい。また膜材３８に代えて、遮光性を有する孔あき（細孔）板を用いてもよい。
図１０は、貯水タンクに関するものである。これは貯水タンク４２内に感温吸排水性ポリマー４１を充填し、感温吸排水性ポリマー４１の温度に応じた吸排水性能を用いて貯水タンク４２からの水の吐出を制御するものである。すなわち、屋根３の上部に流出口１８を備えた容器１７を据え付け、容器１７の内部に感温吸排水性ポリマー４１を充填してある。感温吸排水性ポリマー４１は、感温吸排水性ポリマー４１の温度が感温点を越えると保持していた水を放出し、感温点以下の温度では放出せず吸水する特性を有している。
更に、貯水タンク４２の内壁には、熱伝導率の高い金属材などからなる突片４３が複数取り付けられている。突片４３は、感温吸排水性ポリマー４１の内部に延設されており、貯水タンク４２の壁面から熱を内部の感温吸排水性ポリマー４１に伝達する。
かかる構成にすると、感温吸排水性ポリマー４１の温度が感温点を越えると感温吸排水性ポリマー４１が水を放出し、流出口１８から水を流出させる。すると、水分の蒸発冷却により屋根３の表面温度が低下し、建物２内を冷房することができる。したがって、貯水タンク６の感温吸排水性ポリマー４１に水を吸収させておくことにより、外気温が上昇し感温吸排水性ポリマー４１の温度が感温点に達すると水を放出し、温度その他の計測器や水管の開閉弁等を用いることなく外気温が高いとき自動で屋根３や外壁５等に散水をすることができる。すなわち、温度変化により自動的にバルブの開閉を行う機能を有している。また、降雨時には容器１７内に雨水を溜めることができる。
更に、突片４３を有していることから、貯水タンク４２の周囲の温度と貯水タンク４２に収納されている感温吸排水性ポリマー４１の温度とを近づけることができ、温度変化に対応して正確に作動させることができる。
尚、貯水タンク４２は、本実施形態のように屋根３の頂部に設置するのではなく、屋根３の頂部より高い他の位置に設置し、配管により通水し、屋根３に給水してもよい。
次に、実験例について説明する。
実験は、図１１に示すような、断熱材からなる容器上面に合板（天井面）、樹脂含有感温吸排水性ポリマー、及びスラグモルタルを設け、スラグモルタル上に温度計及び容器内部に熱流計や温度計を設置した実験容器を２つ用意し、一方の感温吸排水性ポリマーには水分を供給し、他方の感温吸排水性ポリマーには水分を供給せず、それぞれを屋外で容器上面に太陽光を照射させて行った。
結果は、水分を供給した実験容器、すなわち蒸発冷却が有る場合は、水分を供給していない実験容器に対して、容器の外表面温度については、５．５℃低下し、容器内部の温度については、２℃低下し、合板（天井面）熱流については、１３Ｗ／ｍ２低下した。
また、感温吸排水性ポリマーの紫外線耐久性に関しては、紫外線ロングライフフェードメータによる１００時間（約半年の使用に相当）の試験では、ポリマーの初期吸水量１２７ｇ／ｇが、１００時間後に１６９ｇ／ｇとなり、ポリマーの架橋が一部破壊され、溶解したポリマーの増加が見られた。
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果を有する。
請求項１に記載の発明によれば、降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造において、構造体の外表面に感温吸排水性ポリマー層を積層し、遮光性と、少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた保護材を前記感温吸排水性ポリマー層上に設けて構成したことにより、給水装置等から供給された水は感温吸排水性ポリマーにより内部に保持され、外気温が上昇して感温吸排水性ポリマーの温度が感温点に達すると感温吸排水性ポリマーが水分を放出し、感温吸排水性ポリマーから放出された水分の蒸発熱によって冷却が行われる。また外気温が低下し感温吸排水性ポリマーの温度が感温点以下になると感温吸排水性ポリマーは水分の放出を停止し、給水装置等から給水があれば吸水して内部に保持するので、無駄な水の消費が抑制される。更に保護材により太陽光が遮断され感温吸排水性ポリマーに直接太陽光の照射がなされないので、太陽光等の照射による経時的な劣化が防止され、高い耐久性が得られる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、保護材を少なくとも吸水性、通水性のいずれか、もしくは蒸気通過性を備えた多孔質材料で形成したことにより、感温吸排水性ポリマーから放出された水は多孔質材料内に形成された毛管を通り、多孔質材料表面に上昇し蒸発して気化熱を奪い冷却効果を得ることができる。また多孔質材料が太陽光を遮断するため、感温吸排水性ポリマーを劣化させることがない。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、保護材を不織布としたことにより、不織布表面での蒸発により冷却が行われ、また不織布が太陽光を遮り劣化を防止でき、更にポリマーの飛散、ごみの侵入等を防止できる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、感温吸排水性ポリマー層を、繊維状樹脂内に感温吸排水性ポリマーを含有させて構成したことにより、感温吸排水性ポリマー層を容易に扱うことができ、また傾斜面での使用や施工等を簡易にできる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、表面に多数の凹部が形成された板状部材の該凹部内に感温吸排水性ポリマーを収納した。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、感温吸排水性ポリマー層を、仕切り板により仕切られた内部に感温吸排水性ポリマーを収容して構成した。請求項５及び請求項６のようにしても、感温吸排水性ポリマーを所望の状態に保持でき、冷却効果が得られる。また、傾斜面において仕切り板を水平に設けることにより上方から流した水を順次下方にオーバーフローさせながら供給することができる。
請求項７、８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、感温吸排水性ポリマー層を、保護材としての不織布により形成した収納袋内に繊維状樹脂に含有させた感温吸排水性ポリマーを収納させて冷却材を形成し、この冷却材を積層して構成したことにより、感温吸排水性ポリマー層を容易に形成することができ、取り扱いを向上できる。
請求項９に記載の発明は、降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により適宜水分が供給される屋根・壁体構造を、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する多孔質材料で、該多孔質材料内に形成した空隙内に感温吸排水性ポリマーを封入して構成した。
請求項１０に記載の発明は、降雨、もしくは建物上部に設置された給水装置からの雨水等により水分が供給される屋根・壁体構造を、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する容器内に感温吸排水性ポリマーを収容し、少なくとも吸水性と通水性のいずれかを有する多孔質材料内に前記容器を埋設して水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の発明において、所定形状のブロック状に形成し、該ブロックを組み合わせて水分蒸発冷却屋根・壁体構造を構成した。
請求項９、請求項１０または１１に記載の発明においては、構造体の内部に予め感温吸排水性ポリマーが内部に封入されているので、耐久性が高く、施工が容易で、しかもブロックとして形成した場合は可搬性、施工性等を向上でき、組み付けが容易となる。また請求項１０によれば、感温吸排水性ポリマーが容器内に収容されていることから、アルカリ性等多孔質材料の有する性質から受ける影響を減少できる。
請求項１２に記載の発明は、建物上部に設置した貯水タンク内に感温吸排水性ポリマーを収納し、温度に応じて前記感温吸排水性ポリマーが放出する水を該貯水タンクの流出口から屋根・壁体構造に送水するように給水装置を構成したことにより、温度計測器や開閉弁の制御装置等を必要とすることなく、所定の温度で水を貯水タンクから確実に吐出させることができる。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の水分蒸発冷却屋根・壁体構造の給水装置において、貯水タンク内壁面に、感温吸排水性ポリマー内部に延設された熱伝導性を有する突片を設けたことにより、貯水タンク内に収納された感温吸排水性ポリマーの温度を貯水タンク周辺の外温度に近づけることができ、正確な動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造を示す部分断面図である。
【図２】本発明の蒸発冷却構造を用いた建物の斜視図である。
【図３】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す斜視図である。
【図６】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す斜視図である。
【図７】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す斜視図である。
【図８】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す斜視図である。
【図９】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の他の例を示す斜視図である。
【図１０】本発明にかかる水分蒸発冷却屋根・壁体構造の貯水タンクの例を示す図である。
【図１１】配管の例を示す図である。
【図１２】実験装置を示す図である。
【符号の説明】
２  ；  建物
３  ；  屋根
４  ；  窓
５  ；  外壁
６、４２；  貯水タンク
１２；  構造体
１３；  冷却材
１４、４１；  感温吸排水性ポリマー
１５；  樹脂
１６、２８、３８；  不織布
１７；  容器
１８；  流出口
１９；  横配管
２０；  樋
２１；  貯水槽
２２；  ポンプ
２３；  縦配管
２５；  モルタル
２６；  凹部
２７；  板材
３１、３２；  空隙
３３、３６；  容器
３７；  仕切り板
４０；  枠体
４３；  突片
【図１】
2004190336.tif 000003
【図２】
2004190336.tif 000004
【図３】
2004190336.tif 000005
【図４】
2004190336.tif 000006
【図５】
2004190336.tif 000007
【図６】
2004190336.tif 000008
【図７】
2004190336.tif 000009
【図８】
2004190336.tif 000010
【図９】
2004190336.tif 000011
【図１０】
2004190336.tif 000012
【図１１】
2004190336.tif 000013
【図１２】
2004190336.tif 000014