(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物や広場等の居住空間の少なくとも日射側に水浸透性と通気性を有する膜状体を、建物に取り付けることなく、且つ居住空間への日射を遮蔽するように衝立状に保持し、上部に給水部を配置したことを特徴とする居住空間の暑熱緩和装置。
【請求項２】
給水部が水漏出孔を設けた管であり、膜状体を管に巻き付けて支持して衝立状に保持することを特徴とする請求項１に記載の居住空間の暑熱緩和装置。
【請求項３】
給水部が樋であり、膜状体を樋に巻き付けて支持して衝立状に保持することを特徴とする請求項１に記載の居住空間の暑熱緩和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物や広場等の居住空間の暑熱緩和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年大きな社会問題となってきたヒートアイランド現象により夏季晴天日の日中の気温は急激に上昇し、屋内外の居住空間を問わず生じた熱中症による医療機関への搬送者数が増加している。
【０００３】
このような居住空間の暑熱を緩和するために、屋外の道路等に、いわゆる打ち水を行う運動等も行われているように、水の気化熱により暑熱を緩和することが従来から行われている。
【０００４】
例えば特許文献１では、網構造の外装部材を建物の外表面に取り付けて散水することにより、建物の外表面の温度上昇を水の気化熱により抑制するものが提案されている。
【特許文献１】特開２００７−１７７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に記載されたものは、外装部材を建物の外表面に取り付けてしまうため再利用ができず、また建物の外表面以外の居住空間に利用することはできない。
本発明は、このような課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明では、まず、居住空間の少なくとも日射側に水浸透性と通気性を有する膜状体を衝立状に保持し、上部に給水部を配置した構成の居住空間の暑熱緩和装置を提案する。
【０００７】
そして本発明では、上記の構成において、給水部を、水漏出孔を設けた管として、それに膜状体を巻き付けて支持して衝立状に保持する構成とした居住空間の暑熱緩和装置を提案する。
【０００８】
更に本発明では、上記の構成において、給水部を樋として、それに膜状体を巻き付けて支持して衝立状に保持する構成とした居住空間の暑熱緩和装置を提案する。
【０００９】
更に本発明では、居住空間の少なくとも日射側に水浸透性と通気性を有する膜状体を屋根状に保持し、上部に給水部を配置した居住空間の暑熱緩和装置を提案する。
【００１０】
また本発明では、居住空間を構成する建物の折板構造の屋根の凸部上に水浸透性と通気性を有する膜状体を載置すると共に、凹部を水の貯留部として構成し、上部に給水部を配置した居住空間の暑熱緩和装置を提案する。
【００１１】
そして本発明では、上記の構成において膜状体から貯留部に導水部材を設けた居住空間の暑熱緩和装置を提案する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は請求項４に示す本発明の居住空間の暑熱緩和装置では、衝立状又は屋根状に保持された膜状体が日射を遮蔽すると共に、給水部から膜状体に供給された水が蒸発することにより温度が低下して、近傍の気温を低下させるため、近接した居住空間の暑熱を緩和することができる。特に、風がある場合には、膜状体の上流側の暑い空気は、膜状体を通った際に温度が低下して下流側に流れて行くので、涼しい風となり、この下流側に快適な温熱環境を構成することができる。
【００１３】
給水部は、管又は樋として構成し、これに膜状体を巻き付けることにより、容易に膜状体を衝立状態に保持できる。この場合、給水部から膜状体への水の供給は、管においては適所に水漏出孔を設けることにより行うことができ、また樋においては、その上縁からの溢水により行うことができる。
【００１４】
次に請求項５に示す本発明の居住空間の暑熱緩和装置では、建物、例えば仮設建物の折板構造の屋根を効果的に利用して、膜状体を設置すると共に、水の貯留部を構成することができ、こうして膜状体による日射の遮蔽と、水の気化熱により屋根に加わる暑熱を緩和することができる。
【００１５】
この際、請求項６では、貯留部に溜まっている水が導水部材により膜状体まで上昇して浸透するので、給水部から給水した水を無駄にせずに、その気化熱を利用することができる。
【００１６】
そして以上の本発明では、膜状体は、建物の外表面に取り付けてしまうのではなく、衝立状又は屋根状に保持するので、施工が容易であると共に、再使用も可能である。また膜状体としては、一般的に建設現場の落下防止や広場等の防球のために使用されている網（ネット）や布（織布、不織布）を利用することができるので、上述と併せて、非常に安価に効率的な暑熱の緩和を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明の最良の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
まず、図１は本発明の暑熱緩和装置の設置状態の実施の形態を概念的に示すものである。
図において符号１は建物であり、この建物の内部と周囲が居住空間となっている。符号２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は水浸透性と通気性を有する膜状体であり、この膜状体２は、例えば建築現場における落下防止や、広場等の防球のために使用されている網や布を用いることができる。
【００１８】
本発明の暑熱緩和装置は、上記膜状体２を衝立状又は屋根状に支持すると共に、上部に給水部３を設けた構成である。即ち、建物１の図中左側及び右側には間隔を置いて膜状体２ａ，２ｂを衝立状に保持しており、また図中上側には間隔を置いて、膜状体２ｃを屋根状に保持している。そしてこれらの膜状体２の上側に給水部、例えば給水管３を保持している。符号４は人を示すものであり、また符号５は空冷式空調屋外機である。
【００１９】
次に図２は本発明の暑熱緩和装置の設置状態の他の実施の形態を概念的に示すものである。
図において符号ｆは広場や運動場等を示すもので、この敷地境界に膜状体２を衝立状に保持し、上部に給水部３を設けた構成である。尚、符号６は敷地境界に沿って設けたフェンスの土台である。
【００２０】
このようにして設置された本発明の居住空間の暑熱緩和装置では、衝立状又は屋根状に保持された膜状体２が日射を遮蔽すると共に、給水部３から膜状体２に供給された水が蒸発することにより温度が低下して、近傍の気温を低下させるため、近接した居住空間の暑熱を緩和することができる。
【００２１】
特に、風がある場合には、膜状体２の上流側の暑い空気は、膜状体２を通った際に温度が低下して下流側に流れて行くので、涼しい風となり、この下流側に快適な温熱環境を構成することができる。このような利点は、例えば図１において人が建物１と膜状体２ｂの間の通路等に居る際や、図２に示すように人が広場や運動場に居る場合に顕著となる。
【００２２】
更に図１に示すように空冷式空調屋外機５の前方に膜状体２を配置していることにより、冷房時に空冷式空調屋外機５からの高温の排気は膜状体２を通過して排出される。このため高温の排気の温度を低下させることができ、この点においてもヒートアイランド対策として有効である。尚、図１において、建物１の屋根から屋根状に保持された膜状体２ｃ方向に向かう破線の矢印は、後述するように、建物１の屋根に水の貯留部を構成し、この貯留部から膜状体に毛細管現象を利用して水を給水する状態を示しているものである。
【００２３】
図３〜図９は膜状体２を衝立状に保持するための構成の実施の形態を示すものである。
まず図３では、給水部３は水漏出孔（図示省略）を設けた管であり、膜状体２を給水部３に巻き付け、重なった部分を両側に配置した塩化ビニル等のプレート７ａで挟み、この状態でボルト等の固定部材７ｂにより固定することにより、給水部３を保持部材として、膜状体２を衝立状に保持することができる。この構成においては、給水部３としての管を流れる水は、適所に設けた水漏出孔から漏出して膜状体２に供給され、そして毛細管現象等により浸透して膜状体２に拡がって蒸発する。
【００２４】
また図４では、給水部３は樋であり、上述と同様に膜状体２を給水部３に巻き付け、重なった部分を両側に配置した塩化ビニル等のプレート７ａで挟み、この状態でボルト等の固定部材７ｂにより固定することにより、この構成においても給水部３を保持部材として、膜状体２を衝立状に保持することができる。この構成においては、給水部３としての樋を流れる水は、その上縁から溢れて膜状体２に供給され、そして毛細管現象等により浸透して膜状体２に拡がって蒸発する。
【００２５】
以上の図３、図４の取り付け方法は、膜状体２が比較的細かいメッシュの布である場合に適用可能であるが、膜状体２が粗いメッシュの網である場合には、次の図５、図６に示す構成を適用することができる。
【００２６】
即ち、図５では、図３と同様に給水部３は水漏出孔（図示省略）を設けた管であり、膜状体２を給水部３に巻き付け、網目毎に固定部材としての結束紐７ｃにより縛って固定することにより、給水部３を保持部材として、膜状体２を衝立状に保持することができる。この構成においては、給水部３としての管を流れる水は、適所に設けた水漏出孔から漏出して膜状体２に供給され、そして毛細管現象等により浸透して膜状体２に拡がって蒸発する。図６では、給水部３は樋であり、管と同様に膜状体２を給水部３により衝立状に保持することができる。そしてこの構成においては、給水部３としての樋を流れる水は、その上縁から溢れて膜状体２に供給され、そして毛細管現象等により浸透して膜状体２に拡がって蒸発する。
【００２７】
更に図７〜図９は膜状体２を衝立状に保持するための構成の更に他の実施の形態を示すものである。
この実施の形態では、図７に示すように、膜状体２は、予めその端縁を取付用棒体８に取り付けておき、また給水部３を構成する管には長さ方向にスリット３’を形成する。
この構成において、まず図８に示すようにスリット３’を下に向けた状態で、膜状体２をスリット３’に合わせて取付用棒体８を給水部３を構成する管内に挿入し、この状態で図９に示すように給水部３を半回転してスリット３’を上側に向け、この状態で給水部３を固定することにより、膜状体２を衝立状に保持することができる。この構成においては、給水部３としての管を流れる水は、その上側のスリット３’から溢れて膜状体２に供給され、そして毛細管現象等により浸透して膜状体２に拡がって蒸発する。
【００２８】
次に図１０〜図１７は本発明の暑熱緩和装置を建物の折板構造の屋根に適用した実施の形態を示すものである。
図１０において、符号９は折板構造の屋根、１０は天井を示すものである。
この実施の形態では、折板構造の屋根９の凸部１１上に上述と同様な水浸透性と通気性を有する膜状体２を載置すると共に、凹部を水の貯留部１２として構成し、上部に給水部３を配置した構成である。水の貯留部１２は、折板構造の屋根９の端部に堰板（図示省略）を設置する等により構成することができ、堰板の高さを調節することにより貯留部１２に貯留する水量を設定することができる。
【００２９】
この実施の形態では、膜状体２から貯留部１２に導水部材１３を設けている。この導水部材１３は、図１１に示すように水浸透性を有するシート１４に水浸透性を有する棒体１５を突設して構成したもので、図１０の２点鎖線で示すように、棒体１５を、折板構造の屋根９の凸部１１上に載置された膜状体２の上側から貫通させて貯留部１２に至らせて設置している。
【００３０】
図１１においてはシート１４は帯状であり、この帯状の長さ方向に所定間隔で棒体１５を突設しているが、図１２に示すようにシート１４を格子状に構成して、棒体１５を縦横に突設した構成とすることもできる。また他の構成として、図１３に示すように、棒体１５毎に独立したシート１４を設けた導水部材１３を、個々に膜状体２の上側から貫通させて貯留部１２に至らせて設置する構成とすることもできる。
【００３１】
図１４は導水部材１３の他の実施の形態を示すもので、この導水部材１３は、図１０〜図１３に示すものと異なり、シート１４を有さず水浸透性を有する棒体１５のみで構成されている。この棒体１５は、フランジ状部を構成したり、膜状体２の網目寸法よりも例えば数ｍｍ大きく構成することにより、膜状体２に固定することができる。このようにして使用した棒体１５は吸水して自重が重くなるため外れにくくなる。
【００３２】
更に図１５〜図１７は導水部材１３の更に他の実施の形態を示すものであり、この導水部材１３は、上記膜状体２の一部を切り欠いて、その切欠片１６を垂らして貯留部１２に至らせるものである。切欠片１６の形状は、図１６に示すように矩形状としたり、図１７に示すように三角形状とする等、適宜である。尚、図１５に示すように、この実施の形態では、膜状体２は凸部１１から隣接する凸部１１を経て凹部に至らせる構成としているため、凹部、即ち貯留部１２に至った膜状体２の端部も導水部材としての機能を有する。
【００３３】
ここで図１０に戻り、図中の構成要素を説明すると、符号１７は雨水貯留槽であり、この雨水貯留槽１７から給水部３に至る給水経路１８が構成され、この給水経路１８にはポンプ１９とバルブ２０が設けられており、このポンプ１９は太陽光発電装置２１からの電力により駆動する構成としている。一方、屋根９の貯留部１２から雨水貯留槽１７に至る余剰水経路２２と、上水道に接続された給水経路２３が設けられている。
【００３４】
このような図中の構成の動作は自明であるので、詳細な説明は省略する。尚、この実施の形態は雨水を利用し、上水は雨水が枯渇した場合に補充する構成であるが、雨水を利用しないで上水のみを使用する構成とすることもできる。またポンプ１９の駆動は太陽光発電装置を利用せずに、一般電力による定流量制御等の給水制御方法を利用することもできる。
【００３５】
以上の構成において、給水部３から膜状体２に供給された水は、毛細管現象により膜状体２に拡がって蒸発が行われると共に、一部の水は凹部の貯留部１２に溜まる。そして、貯留部１２に溜まった水は、やはり毛細管現象によって導水部材１３を通して膜状体２に供給されて蒸発に供される。
【００３６】
こうして膜状体２が建物１の屋根に入射する日射を遮蔽すると共に、給水部３から膜状体２に供給された水が蒸発することにより温度が低下して、近傍の気温を低下させるため、建物の屋根の温度を低下させて、建物１内の居住空間の暑熱を緩和することができる。
【００３７】
図１７（ａ）、（ｂ）は本発明の暑熱緩和装置の効果を確認するために行った実験結果を示すものである。
実験は、厚さ３cmの断熱材の表面に白色の亜鉛鋼板を積層した1.8ｍ角のパネルを南向きに設置して、その状態（従来仕様と称する。）と、パネルの前方0.9mに、膜状体、この場合、目地寸法1.5cmのネットを配置して、このネットに給水をしない状態（対策Ａと称する。）及び給水をした状態（対策Ｂと称する。）の３種類の試験体の夫々において温度を測定して比較を行った。尚、測定した結果、水分の蒸発量は0.2〜0.4mm/h程度であるので、ネットからの水分蒸発による冷却熱量は150〜300W/m2程度である。またネットを水平に配置した場合の水分の蒸発量は0.3〜0.5mm/h程度であるので、ネットからの水分蒸発による冷却熱量は200〜350W/m2程度である。
【００３８】
ネットの温度の測定結果は図１７（ａ）に示すとおりである。図１７（ａ）によれば、ネットの温度は、ネットへの入射日射量の増加に対して、対策Ａと対策Ｂのネットの温度は僅かに漸増する傾向を示している。対策Ａが24℃から33℃程度であるのに対して、対策Ｂでは19℃から26℃程度であり、両者の差は最大で約９℃であった。このことからネットへの給水によるネットの温度の低下は約９℃であることが分かる。
【００３９】
一方、パネルの表面温度、即ち、亜鉛鋼板の表面温度の測定結果は図１７（ｂ）に示すとおりである。図１７（ｂ）によれば、パネルの表面温度はネットへの入射日射量に対して、上記３種類の試験体共に正の相関を示している。ネットへの入射日射量が増大すると３種類の試験体のパネル表面温度に差が生じ、入射日射量が600W/m2の場合には、従来仕様が最も高く33℃〜43℃程度、次いで対策Ａが30℃〜40℃程度と高く、対策Ｂは27℃〜37℃程度と、最も低かった。以上の実験結果から、ネットの日射遮蔽によるパネルの表面温度の低下は約3℃で、ネットへの給水によるパネルの表面温度の低下は、更に約3℃低下して、従来仕様と比較して約6℃の低下となった。
【００４０】
次に図１８はネットへの給水による気温低減効果を測定した結果を示すものである。この測定は、上述と同様にネットを南向きに設置して、ネットの表側、即ち日射の入射側と裏側の気温を測定したものである。測定は両日とも晴天の9月21日と9月22日に渡って行い、9月21日の10時から16時の時間帯のみに給水を行った。
【００４１】
測定の結果、給水を行わなかった9月22日の日中の時間帯においてはネットの表側と裏側の気温に差がほとんど無いのに対して、給水を行った9月21日の日中の時間帯で、最大約2℃の気温の差がみられた。このことからネットに給水をした際の水分の気化熱によってネットの裏側の気温が低下することが分かる。
【００４２】
次に本発明の暑熱緩和装置を適用した場合の空調用電力量の削減効果を、工事現場の仮設建物を例として計算により評価した結果は以下の通りである。
１．主な計算条件
ａ．建物寸法：長さ14.4m×幅7.2m×高さ2.3m（長手方向：南北。地上１階建て）
ｂ．窓：幅1.8m×高さ0.6mの透明3mmガラスが、東西長手方向に各4個
ｃ．外気温度：32℃、室内設定温度28℃
ｄ．内部発熱：人員密度0.2人/m2、顕熱55W/人、機器発熱30W/m2、照明発熱20W/m2
ｅ．エアコン使用時間：900ｈ（負荷率60％）
ｆ．エアコンのCOP：3
ｇ．建物外周全面にネットを設営し、ネット全面に給水を行う。（給水量5mm/日）
２．計算結果
以上の計算条件と、上述したネットからの水分蒸発による冷却熱量を条件として計算を行った結果、建物外周全面にネットを設営し、ネット全面に給水を行った場合には、ネットを設営しない場合と比較して、約630kWhの電力削減が得られることが算出された。
【００４３】
本発明の暑熱緩和装置では、以上に説明した実施の形態の他に、次のような実施の形態が可能である。
１．膜状体としてネットを用い、そのネットに例えば朝顔やヘデラ植栽等のつる系植物を育成して、日射遮蔽と水分気化熱による暑熱緩和効果と共に美観の工場等の相乗効果を創出することができる。
２．膜状体を重ねたり、目の寸法調整を行ったり、また厚さを調節することにより、暑熱緩和効果を可変とすることができる。
３．膜状体に付着した砂埃を給水によって清掃することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は上述したような数々の効果を奏するものであり、建物（仮設建物を含む）や広場等に容易に設置して、それらの居住空間の暑熱緩和を効率的におこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の暑熱緩和装置の設置状態の実施の形態を概念的に示すものである。
【図２】本発明の暑熱緩和装置の設置状態の他の実施の形態を概念的に示すものである。
【図３】膜状体を衝立状に保持するための構成の実施の形態を示すものである。
【図４】膜状体を衝立状に保持するための構成の他の実施の形態を示すものである。
【図５】膜状体を衝立状に保持するための構成の更に他の実施の形態を示すものである。
【図６】膜状体を衝立状に保持するための構成の更に他の実施の形態を示すものである。
【図７】膜状体を衝立状に保持するための構成の更に他の実施の形態を示すものである。
【図８】図７の構成において、膜状体を衝立状に保持する過程を示すものである。
【図９】図７の構成において、膜状体を衝立状に保持した状態を示すものである。
【図１０】本発明の暑熱緩和装置を建物の折板構造の屋根に適用した実施の形態を示すものである。
【図１１】導水部材の実施の形態を示すものである。
【図１２】導水部材の他の実施の形態を示すものである。
【図１３】導水部材の更に他の実施の形態を示すものである。
【図１４】導水部材の更に他の実施の形態を示すものである。
【図１５】導水部材の更に他の実施の形態を示すものである。
【図１６】導水部材の更に他の実施の形態を示すものである。
【図１７】導水部材の更に他の実施の形態を示すものである。
【図１８】本発明の暑熱緩和装置の効果を確認するために行った実験結果を示すものである。
【図１９】ネットへの給水による気温低減効果を測定した結果を示すものである。
【符号の説明】
【００４６】
１                      建物
２（２ａ，２ｂ，２ｃ）  膜状体
３                      給水部（管、樋）
３’                    スリット
４                      人
５                      空冷式空調屋外機
６                      土台
７ａ                    プレート
７ｂ                    固定部材
７ｃ                    結束紐
８                      取付用棒体
９                      折板構造の屋根
１０                    天井
１１                    凸部
１２                    水の貯留部（凹部）
１３                    導水部材
１４                    シート
１５                    棒体
１６                    切欠片
１７                    雨水貯留槽
１８                    給水経路
１９                    ポンプ
２０                    バルブ
２１                    太陽光発電装置
２２                    余剰水経路
２３                    補充給水経路
ｆ                      広場や運動場等
【図１】
0005339575.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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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