(57)【要約】【課題】大規模で外気の冷却を行う建造物利用型散水冷却システムを提供する。【解決手段】建造物の外面に設置して大気に向けて散水する複数のノズルと、温度、湿度、風速および風向きを含む気象条件を検出する測定手段と、前記測定手段からの入力される測定値をモニタリングしながら、前記ノズルからの散水の開始及び停止を自動的に行う自動制御手段を備え、該自動制御手段は、前記測定手段からの測定データに基づいて地上２ｍ以内の地上部の冷却対象空間の温度と湿度の測定データ、およびノズル設置位置の風速と風向の測定データが入力される測定データ取得部と、前記冷却対象空間の温度と湿度およびノズル設置箇所の風速と風向きの各散水開始条件、及び散水停止条件を記憶している記憶部と、前記測定データ取得部の測定データと前記記憶部の各条件を対比して前記ノズルからの散水開始及び散水停止を判定制御する制御部を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル、家屋、塔、柱、またはアーケードのフレームを含む建造物の外面に設置し、大気に向けて散水する複数のノズルと、
温度、湿度、風速および風向きを含む気象条件を検出する測定手段と、
前記測定手段からの入力される測定値をモニタリングしながら、前記ノズルからの散水の開始及び停止を行う自動制御手段を備え、
前記自動制御手段は、
前記測定手段からの測定データに基づいて地上２ｍ以内の地上部の冷却対象空間の温度と湿度の測定データ、およびノズル設置位置の風速と風向の測定データが入力される測定データ取得部と、
前記冷却対象空間の温度と湿度およびノズル設置箇所の風速と風向きの各散水開始条件および散水停止条件を記憶している記憶部と、
前記測定データ取得部の測定データと前記記憶部の散水開始条件及び散水停止条件を対比して前記ノズルからの散水開始及び散水停止を判定制御する制御部を備えていることを特徴とする建造物利用型散水冷却システム。
【請求項２】
前記測定手段が前記地上２ｍ以内の冷却対象空間から外れて設置されている場合、該測定手段から取得した温度及び湿度を前記冷却対象空間の温度及び湿度に換算する演算部を前記測定データ取得部内に備えている請求項１に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【請求項３】
前記散水開始条件は、前記地上２ｍ以下の冷却対象空間の温度が３０℃以上、湿度が７０％未満、前記ノズル設置位置の風速５ｍ／秒未満、風向きがノズル設置位置に対して追い風及び横風と設定し、
前記散水停止条件は、前記地上２ｍ以下の冷却対象空間の温度が３０℃未満および湿度が７０％以上、前記ノズル設置位置の風速５ｍ／秒以上および風向きがノズル設置方向に対して向かい風と設定している請求項１または請求項２に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【請求項４】
ビル、家屋、塔、柱、またはアーケードのフレームを含む建造物の外面に設置し、大気に向けて散水する複数のノズルを備え、
前記ノズルからの散水で、前記地上２ｍ以下の冷却対象空間の地上部の冷却、該冷却対象空間を越える高さの上空部の冷却、および前記ノズルを配置している建造物外壁の冷却に基づく建造物内部の冷却を行い、該建造物外壁の温度をノズルからの散水前から所要温度以上は冷却することを特徴とする建造物利用型散水冷却システム。
【請求項５】
前記ノズルからの散水量を温度、湿度、風速、風向に対応して複数段で調節可能とし、該散水量の調整は散水するノズルの個数、散水するノズル位置の調節、ノズルに供給する水圧の調節のうちの１以上の調節で行う請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【請求項６】
散水量と散水する水滴の平均粒子径の少なくとも一方が相違する異種ノズルを用いる請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【請求項７】
散水するノズルと散水停止するノズルを選択することで全体散水量を調節する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【請求項８】
前記ノズルは建造物に付設する庇または樋からなる突出物の上方に配置し、または建造物の外壁面から所要寸法離れた位置に配置し、ノズル及び配管からの垂れ水が前記外壁面に付着及び地上部に落下させない構成としている請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【請求項９】
前記建造物の外壁面に沿って設置する配管に前記ノズルを間隔をあけて取り付け、前記配管を吸水材で被覆し、ノズルから伝わる垂れ水を前記吸水材で吸水する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の建造物利用型散水冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物利用型散水冷却システムに関し、特に、夏季に市街地等の冷却を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷却システムとして、特許公報４４００８９１号公報（特許文献１）で、３０℃以上、湿度７０％未満の気象条件で建造物に取り付けたノズルから噴霧し、該噴霧は地上２．８ｍでの液滴の平均粒子径が２０μｍ以下となるものとし、該地上２．８ｍ位置からの液滴の大気中での滞留時間を０．６秒未満とし、地上を歩行する人に濡れを発生させることなく、地域冷却を図っている。また、風向に応じてノズルからの噴霧方向を変えたり噴霧を停止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公報４４００８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１の地域冷却システムのように、設定した温度以上、湿度以下でノズルから噴霧し、かつ、風向に応じて噴霧条件を変えると、地域冷却を効率的に行うことができる。
しかしながら、変化する気象条件や、気象の測定位置と冷却対象空間とが相違する場合等に対応して、効果的な噴霧を行うためには改善の余地がある。
さらに、ノズルを建造物の外壁や屋上等に設置すると、設置コストおよびランニングコストが発生するため、該コストに見合った利点、例えばノズルを外壁に設置した建造物内部の冷却も図られるようにすることが望ましい。
【０００５】
本発明は、前記温度、湿度の測定位置と冷却したい位置との関係、風向計及び風速計の設置位置とノズルの設置位置の関係等に留意して、ノズルからの噴霧を無駄なく効率よく行うことができる冷却システムを提供することを課題としている。  
さらに、ノズルを設置した建造物内部の冷却も図られることができる冷却システムを提供することを課題としている。
【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、第１に、ビル、家屋、塔、柱、またはアーケードのフレームを含む建造物の外面に設置し、大気に向けて散水する複数のノズルと、
温度、湿度、風速および風向きを含む気象条件を検出する測定手段と、
前記測定手段からの入力される測定値をモニタリングしながら、前記ノズルからの散水自動的に行う自動制御手段を備え、
前記自動制御手段は、
前記測定手段からの測定データに基づいて地上２ｍ以内の地上部の冷却対象空間の温度と湿度の測定データ、およびノズル設置位置の風速と風向の測定データが入力される測定データ取得部と、
前記冷却対象空間の温度と湿度およびノズル設置箇所の風速と風向きの各散水開始条件、および散水停止条件を記憶している記憶部と、
前記測定データ取得部の測定データと前記記憶部の各条件を対比して前記ノズルからの散水開始および散水停止を判定制御する制御部を備えていることを特徴とする建造物利用型散水冷却システムを提供している。
【０００７】
前記のように、ノズルの散水開始、散水停止をコンピュータからなる自動制御手段で行っており、該コンピュータには温度、湿度、風速、風向きを検知するセンサからなる測定手段の検出値を連続的に入力している。温度及び湿度センサを地上２ｍ以下の冷却対象位置に設置している場合には、該温度センサ及び湿度センサから入力される検出値を測定データとして用いることができる。
【０００８】
一方、前記測定手段が前記地上２ｍ以内の冷却対象空間から外れて設置されている場合、該測定手段から取得した温度及び湿度を前記地上２ｍ以内の冷却対象空間の温度及び湿度に換算する演算部を前記測定データ取得部内に備えている。
具体的には、地上２ｍを越える高さの建造物の屋上や外壁等に温度センサ及び湿度センサを設置している場合には、地上２ｍ以内の冷却対象空間の温度及び湿度に演算部で換算し、この換算した測定データを前記記憶部で記憶している噴霧開始、停止の閾値となる温度及び湿度と対比している。これにより、地上２ｍ以内の冷却対象空間の降温化を効率よく行うことができる。
【０００９】
前記換算は、冷却対象空間の立地条件、例えば、高層ビルに囲まれた空間か否か、空間の幅寸法、該空間に面して室外機が配置されている割合、該空間の通気性の度合い、ビル風の発生の有無等の多数の立地条件の項目、および温度センサ、湿度センサの設置位置と冷却対象空間との高低差等を変数条件として換算式を予め構築し、該換算式に基づいて温度センサ、湿度センサの検出値を換算して冷却対象空間の温度、湿度の測定データとしている。
【００１０】
一方、風速、風向きのセンサの設置位置とノズルの設置位置とに高低差があっても原則的には変数をかけて補正する必要はない。しかしながら、ノズルの設置位置が特殊条件を備える場合、例えば、ビル風がある場合、風速を減速する障害建造物がある場合、風向きを変える障害建造物がある場合は、予めこれらの条件を含めて風速及び風向きに応じた散水開始条件と散水停止条件を規定しておくことが好ましい。
【００１１】
冷却対象空間を冷却する要素は、主として、各ノズルからの散水量、ノズルから噴霧する水滴径、噴霧パターン、ノズル配置間隔、散水高さ、相対湿度、風速、風向きである。これらの要素の冷却に対する寄与度についての分析と、さらに、前記冷却対象空間の立地条件の分析を行い、散水を開始する設定温度に達した状態で、相対湿度、風速、風向きに応じた最適な散水量、ノズル配置間隔、散水高さを分析しておき、該最適条件でノズルからの散水を行う設定とすることが好ましい。
前記相対湿度、風速、風向きからなる気象条件を参照しながらミスト散布を制御することにより、ノズルの設置位置と冷却対象との関係に対応して、建造物の屋上等からのミスト散布を的確に実施できるようになる。その結果、大規模ミスト散布の特徴であるノズルの設置位置と冷却対象空間が相違する場合においても、変化する気象条件に合わせて的確にミスト散布することができるようになるため、効果的な対象空間の冷却が可能になる。また、無駄な散布を防止できるためミスト散布に要する水量や消費電力にかかるランニングゴストの低減化が図られる。
【００１２】
一般的には、前記散水開始条件は、前記地上２ｍ以下の冷却対象空間の温度が３０℃以上、湿度が７０％未満、前記ノズル設置位置の風速５ｍ／秒未満、風向きがノズル設置位置に対して追い風または横風と設定し、
前記散水停止条件は、前記地上２ｍ以下の冷却対象空間の温度が３０℃未満及び湿度が７０％以上、前記ノズル設置位置の風速５ｍ／秒以上および風向きがノズル設置方向に対して向かい風と設定していることが好ましい。
【００１３】
即ち、温度センサ、湿度センサで検出した検出値を演算部で演算して  温度が３０℃以上、湿度が７０％未満、さらに、ノズル設置位置の風速５ｍ／秒未満、風向きがノズル設置位置に対して追い風または横風であると、ノズルからの噴霧を開始する設定としている。また、前記散水停止条件に達するとノズルからの噴霧を停止する設定としている。なお、前記閾値となる温度及び湿度は対象地域の条件や時期に応じて変えてもよいことは言うまでもない。
【００１４】
前記のように、本発明は主として地上の通行人に影響を及ぼす地上２ｍ以下の空間を冷却することを主眼としているが、ノズルを建造物の屋上や高層階の外壁に取り付けて散水することで、地上２ｍ以上の上空部の冷却も付随的に図ることができる。
さらに、建造物の外壁に配管を介してノズルを設置し、ノズルの設置位置を建造物の外壁から所要寸法範囲内とすることで、ノズルを設置した建造物の外壁を冷却して建造物の内部空間の冷却も図ることができる。例えば、ビルの屋上から散水し、４階や３階の外壁を冷却して内部空間の冷却ができれば、該室内冷却用に稼働するエアコンの省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
前記した観点から、本発明は、第２に、ビル、家屋、塔、柱、またはアーケードのフレームを含む建造物の外面に設置し、大気に向けて散水する複数のノズルを備え、
前記ノズルからの散水で、前記地上２ｍ以下の冷却対象空間の地上部の冷却、該冷却対象空間を越える高さの上空部の冷却、および前記ノズルを配置している建造物外壁の冷却に基づく建造物内部の冷却することを特徴とする建造物利用型散水冷却システムを提供している。
【００１６】
前記ノズルからの散水量を温度、湿度、風速、風向きの変化に応じて複数段調節とし、該散水量の調整は散水するノズルの個数の調節、ノズル位置の調節、ノズルに供給する水圧の調節の少なくともいずれか１つの調節で行うことが好ましい。
【００１７】
例えば、冷却対象空間の温度が、３５℃の時は全ノズルから散水を行い、３０℃に降下すると、散水するノズルの個数の減少し、例えば、配管に並設しているノズルの半数は散水を継続し、残り半数は散水を停止する。また、ビルの外面にノズルを前後２列で千鳥配置している場合には、後部側のノズルは散水を停止し、前部側のノズルのみ散水を継続している。さらに、ノズルに供給する水圧を低下させて散水量を減少してもよい。
【００１８】
前記ノズルとして、散水量と散水する水滴の平均粒子径の少なくとも一方が相違する異種ノズルを配置し、該散水するノズルと散水停止するノズルを異種ノズルで選択することにより全体散水量を調節してもよい。
【００１９】
地域冷却用の散水には多数のノズルを用いる必要がある。その際、異種ノズルを用いると、散水量の調節が多段且つ多様な調節を的確に行うことができるほか、冷却を効果的に行うことができる利点がある。
【００２０】
建造物の内部空間の冷却を促進するには、ノズルからの散水の範囲を外壁に近接させることが好ましい。しかしながら、建造物の外壁に水滴が多量に付着すると、外壁に水垂れが生じる。水垂れは、外壁の美観を損なうとともに、地上部の通行人に付着する恐れがある。そのため、水滴を外壁に多量に付着させないように、風速及び風向きに応じた散水開始条件と散水停止条件を設定することにより配慮している。
【００２１】
また、ノズルを建造物の外壁に沿って配管に並列の取り付ける場合、配管からの垂れ水が外壁に付着し外壁の美観を損なうとともに、地上部に落下し通行人に付着する恐れがある。
この問題の発生を防止するため、ノズルは建造物に付設する樋や庇等の突起物の上方、または建造物の屋上で且つ外壁面から、例えば５ｃｍ〜２０ｃｍの範囲で離れた位置に配置し、配管からの垂れ水が、前記外壁面に付着並びに地上部に落下しない構成とすることが好ましい。
【００２２】
さらに、ノズルを取り付ける配管を吸水部材で被覆し、ノズルから配管に伝った垂れ水や配管から直接生じる垂れ水を吸水部材で一旦吸収し、その後、蒸発させることが好ましい。前記吸水部材は発泡材等からなる吸水性を有する素材で被覆材を形成し、該被覆材で配管を外装してもよいし、吸水性を有する塗料でコーティング処理してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
前記のように、本発明の建造物利用型散水冷却システムは、ビルが林立する市街地等において、建造物を利用して効果的なノズル配置を行い、気象条件を参照しながらミスト散布を制御することにより、ノズルの設置位置と冷却対象との関係や気象条件に対応して建造物の屋上等からのミスト散布を的確に実施できる。その結果、大規模ミスト散布の特徴であるノズル設置位置と冷却対象空間が相違する場合においても、変化する気象条件に合わせて的確にミスト散布することができるため、効果的な対象空間の冷却が可能となる。また、無駄なミスト散布を防止できるため、ミスト散布に要する水量は消費電力にかかるランニングコストの低減化を図ることができる。また、地上部の通行人への水滴の付着を防止でき、建造物からのミスト散布を問題なく行うことができる。
また、地上２ｍ以内の地上部の冷却だけでなく、上空部およびノズルを取り付けた建造物の外壁の冷却、ひいては建造物内部の冷却も行うことができ、これにより屋内冷却を行うエアコンの省エネルギー化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は概略全体平面図、（Ｂ）は一部概略正面図である。
【図２】ノズルを設置したビルの正面図である。
【図３】自動制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】風向き方向を説明する平面図である。
【図５】ビルの外壁面のノズルの設置位置を示す図面である。
【図６】ノズルを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）はノズルチップの側面図である。
【図７】実験例１の結果を示すグラフである。
【図８】実験例２の結果を示すグラフである。
【図９】実験例３の結果を示すグラフである。
【図１０】実験例４の結果を示すグラフである。
【図１１】実験例５の結果を示すグラフである。
【図１２】実験例６を示すグラフである。
【図１３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第２実施形態を示す説明図である。
【図１４】（Ａ）（Ｂ）は第２実施形態の変形例を示す図面である。
【図１５】第３実施形態を示し、（Ａ）は第３実施形態の問題点を示す説明図、（Ｂ）は第３実施形態の概略図、（Ｃ）は変形例の概略図である。
【図１６】第３実施形態の他の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６に第１実施形態を示す。
【００２６】
本発明の建造物利用型散水冷却システムは、ビルが林立した市街地において夏季に所謂ヒートアイランド現象が発生した場合の地域全体の冷却を図る冷却システムである。前記市街地の一定範囲の地域のビル、家屋、塔、柱、またはアーケードのフレームを含む建造物の外面に沿って水供給用の配管を設置し、該配管に水を噴射するノズル１を取り付け、大気に向けて散水している。
【００２７】
本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、前記都市部のメインストリートＳに面したビルＢの外壁面に沿って設置した配管２にノズル１を取り付けている。ノズル１からの散水によって、図１（Ｂ）に示すように、地上２ｍ以内の冷却対象空間となる地上部Ｈ１、該地上部Ａの上空部Ｈ２、およびノズル１を取り付けたビル（建造物）Ｂの外壁Ｂｓの冷却を図っている。
【００２８】
メインストリートＳの両側のビルＢ１とビルＢ２は高さが相違し、図１（Ｂ）に示す対向するビルＢのうち左側のビルＢ１は６階建てのビルで、１５ｍの高さの外壁面Ｂｓに沿って配管２を水平に設置し、該配管２に一定間隔でノズル１を並設している。また、右側のビルＢ２は４階建てのビルで、高さ１５ｍの屋上Ｂｕに配管２を設置し、一定間隔でノズル１を並設している。
両側のビルＢ１、Ｂ２に取り付けるノズル１は特に限定されないが、本実施形態では図６に示すノズル１を用いている。
【００２９】
図２に示すように、ノズル１を取り付ける配管２はビルＢ１、Ｂ２とも屋上Ｂｕに搭載したタンク５に前記配管２と接続した配管６と接続している。配管６に電磁開閉弁７を介設し、該電磁開閉弁７を開閉制御する自動制御手段８をビルＢ内の管理室内等に設置している。また、配管６には電磁開閉弁７より上流にポンプＰを介設し、所要の水圧で各ノズル１に水を供給している。
【００３０】
図３に示すように、自動制御手段８はコンピュータ１０を備え、該コンピュータ１０は温度センサ１１、湿度センサ１２、風速センサ１３、風向きセンサ１４から検出値が入力される測定データ取得部１５と、前記冷却対象空間Ｈ１の温度と湿度およびノズル設置箇所の風速と風向きの各散水開始条件、および散水停止条件を記憶している記憶部１７と、前記測定データ取得部１５の測定データと記憶部１７の各条件を対比して前記ノズル１からの散水開始及び散水停止を判定制御する制御部１８と、該制御部１８に接続した出力部１９を備え、該出力部１９から散水開始信号と散水停止信号を前記電磁開閉弁７及びポンプＰに送信し、電磁開閉弁７を開閉制御、ポンプＰの吐出制御をしている。
【００３１】
また、前記温度センサ１１、湿度センサ１２、風速センサ１３、風向きセンサ１４からなる前記測定手段はビルＢ１、Ｂ２とも屋上Ｂｕに設置しており、該屋上高さは地上２ｍ以内の冷却対象空間の地上部Ｈ１から外れているため、温度センサ１１、湿度センサ１２で検出した温度及び湿度を前記冷却対象空間の地上部Ｈ１の温度及び湿度に換算する演算部１６を前記測定データ取得部１５内に備えている。
【００３２】
前記演算部１６で行う換算では、温度、湿度センサの設置位置と冷却対象空間との高低差、および冷却対象空間の地上部Ｈ１がビルに囲まれた空間か否か、空間の幅寸法、該空間に面して室外機が配置されている割合、該空間の通気性の度合い、ビル風の発生の有無等の多数の立地条件の項目を考慮し、温度センサ１１と湿度センサ１２の検出値を換算して冷却対象空間の地上部Ｈ１の温度、湿度の測定データとしている。よって、各ビルに設置する測定手段の設置高さが相違し、冷却対象空間の地上部Ｈ１との高低差が異なる場合は前記換算内容を相違させている。
【００３３】
ビルの屋上Ｂｕに設置する風向きセンサ１４は図４に示すように、ビルＢのノズル１を配置する垂直方向の外壁面Ｂｓに対する風向きの角度を検出するものとしており、該風向きセンサ１４及び風速センサ１３の検出値については、温度や湿度のように変換せずに用いている。図４中において、角度θが０°は向かい風、９０°は横風、１８０°は追い風である。
【００３４】
前記自動制御手段の記憶部１７ではノズル１からの散水開始及び散水停止の閾値を記憶させており、散水開始条件とする閾値は、地上２ｍ以下の冷却対象空間の温度が３０℃以上、湿度が７０％未満、ノズル１の設置位置の風速５ｍ／秒未満、風向きがノズル設置位置に対して追い風及び横風と設定している。
また、散水停止条件とする閾値は、地上２ｍ以下の冷却対象空間の温度が３０℃未満及び湿度が７０％以上、前記ノズル設置位置の風速５ｍ／秒以上及び風向きがノズル設置方向に対して向かい風と設定している。
なお、前記閾値は適用地域毎に変更しても良いことはいうまでもない。
【００３５】
さらに、前記ノズル１からの散水停止条件に加えて、地上２ｍを越えて３０ｍまでの空間で且つノズル１の位置から水平方向に１ｍ〜３ｍ離れた位置の上空部Ｈ２の温度を設定値以下に冷却する条件と、前記ノズル１を外壁に配置した建造物Ｂの外壁温度Ｂｓを設定値以下に冷却する条件とを選択的に加えてもよい。
【００３６】
ノズル１は、図５に示すように、ビルＢの外壁面Ｂｓに付設する樋２１や庇等の突起物があれば、その上方に外壁面に沿って配管２を設置し、該配管２にノズル１を取り付けている。
樋２１等の突起物がなければ、ビルＢの外壁面Ｂｓから例えば５ｃｍ〜２０ｍの範囲で離れた位置にノズル１の噴口が位置するように配置し、ノズル１及び配管２からの垂れ水が、外壁面Ｂｓに付着させないととともに、地上部に落下しないようにしている。
【００３７】
使用するノズル１は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すノズルからなり、射出成形した樹脂やステンレス等からなる筒状のノズル本体１ａと、該ノズル本体１ａの噴射側壁の内面に固定したセラミック製やステンレス製等のノズルチップ１ｂからなる。ノズル本体１ａは円筒状の周壁１ｃ一端を噴射側壁１ｄで閉鎖し、その中央に噴口１ｅを設ける一方、周壁の他端は開口１ｆとし、開口１ｆは前記配管２と連通し、本体１ａの中空部に流入している。
【００３８】
前記ノズルチップ１ｂは大略円盤形状とし、ノズル本体１ａの噴射側壁１ｄの内面に固定している。該ノズルチップ１ｂは本体１ａの噴射側壁の中心の噴口１ｅと連通する噴射穴１ｈを中央部に備え、噴射穴１ｈから噴口１ｅを通して旋回流として水を噴霧する構成としている。
前記噴射穴１ｈは、流入側から縮径するテーパ状穴部１ｈ−１と、該テーパ状穴部１ｈ−１に連続して噴口１ｅに連通する小径穴部１ｈ−２とからなる。また、ノズルチップ１ｂの内面には９０度間隔をあけて円弧状に湾曲させた旋回溝１ｋを設け、これら旋回溝１ｋの内周端をテーパ状穴部１ｈ−１の周縁と連通させ、旋回溝１ｋを通して水を旋回させながら流入する構成としている。
【００３９】
ノズル１は、ビルＢの外壁面Ｂｓに沿って付設した配管２に１０〜１００ｃｍ（本実施形態では２５ｃｍ）をあけた一定間隔で取り付けている。ノズル１に前記ポンプＰで０．３〜１０ＭＰａの水圧とした水を供給し、粒子径２０〜１００μｍの噴霧を発生させる構成としている。ノズル１は、同一種類のみならず、異なる種類のものを使用してもよい。
【００４０】
前記ノズル１において、配管２からノズル本体１ａに流入する水は、噴射側において、ノズルチップ１ｂの旋回溝を通り、旋回流となって噴射穴１ｈのテーパ状穴部１ｈ−１に流入する。該テーパ状穴部１ｈ−１内で、該穴部の内周面に旋回しながら衝突するため水滴が微細化され、該テーパ状穴部１ｈ−１より噴射側の小径穴部１ｈ−２に流入し、連通したノズル本体１ａの噴口１ｅから２０〜１００μｍの微細な水滴として霧状に噴射している。
なお、使用するノズル１は前記構成のノズルに限定されないことは言うまでもない。
【００４１】
ノズル１から散水する水滴は、前記特許文献１と同等でよく、温度が２５〜４０℃、湿度が３０〜７０％、風速が１ｍ／秒以下の大気中において、ノズルから噴霧する液滴が完全に蒸発するに要する前記大気中での滞留時間を０．６秒以上とすることが好ましい。
具体的には、ノズルから噴霧する液滴の平均粒子径は２０〜１００μｍとし、無風状態で、該液滴の大気中での滞留時間が０．６〜１５秒となる設定としている。
前記ノズル１からの散水する水滴は、地上２．８ｍに達すると、水滴の平均粒子径は２０μｍ以下で、該２．８ｍ未満からの水滴の大気中での滞留時間を０．６秒未満としている。
【００４２】
前記構成とした冷却システムでは、地上２ｍ以内の冷却対象空間の地上部Ｈ１の温度と湿度を自動制御装置の演算部において取得し、該地上部Ｈ１の温度が３０℃以上、湿度が７０％未満、ノズル１の設置位置の風速５ｍ／秒未満、風向きがノズル設置位置に対して追い風及び横風となると、ノズル１からの噴霧を開始し、ビルＢの外壁から外方にむけて散水している。
また、前記地上部Ｈ１の温度が３０℃未満及び湿度７０％以上、ノズル１の設置位置の風速５ｍ／秒以上及び風向きがノズル設置方向に対して向かい風となると、ノズル１からの噴霧を停止している。
これにより、散水した水の水滴が蒸発時の気化熱で空気を冷却し、地上部Ｈ１、上空部Ｈ２、ビルＢの外壁を冷却でき、かつ、地上部Ｈ１の人間に水滴を接触させないようにしている。
【００４３】
ノズル１からの散水による降温率に影響を与える要素は、主として、各ノズルからの噴霧の水滴径、ノズル配置間隔、散水高さ、相対湿度、風速、風向きである。これらの要素の冷却に対する寄与度について下記の実験を行った。
【００４４】
「実験例１」
実験例１では、散布水量と地上部の低下温度の関係を分析する実験を行った。ノズルはすべて地上１６ｍの建造物の外壁に取り付け、建造物の校舎側と道路側とに設置した。また、図７に示すようにノズルから噴霧する平均水滴径とノズル配置間隔とを相違させた。  ノズルからの水滴径の測定は、位相式レーザードップラー測定器（Aerometrics社製  ＰＤＰＡ／ＬＶＤシステム）を用いて測定した。温度は地上から１．５ｍの高さの位置で測定した。
【００４５】
散布水量と低下温度（℃）の相関関係を図７に示す。
図７よりノズルの配置間隔を狭くする程、全体散水量は増加するため、温度低下は顕著になるが、平均水滴径の１０μｍ程度の相違は温度低下に殆ど影響がないことが分かった。
【００４６】
「実験例２」
実験例２では風向き（建造物に対する風向きの角度θ）と地上部の低下温度の関係を分析する実験を行った。ノズルの平均粒子径とノズル配置間隔、ノズル設置高さは実験例１と同一とした。測定結果の風向きと低下温度の相関関係を図８に示す。  図８より、３０°〜６０°の追い風が吹いても地上部の冷却は可能であり、特に３０°の場合に冷却効果が最もよく、９０°の横風が吹くとミストが流されてしまい地上部では冷却効果はあらわれないことが確認できた。
【００４７】
「実験例３」
実験例３では追い風時の風速と地上部の低下温度との相関関係を分析する実験を行った。
ノズルの平均粒子径とノズル配置間隔、ノズル設置高さは実験例１と同一とした。測定結果の風速と低下温度の相関関係を図９に示す。
図９より風速が２．５ｍ／秒程度までであると地上部の冷却が図られるが、風速が低下する程、冷却効果が良くなることが確認できた。
【００４８】
「実験例４」
実験例４では建造物の高さ３４ｍの屋上に取り付けたノズルからの散水による該建造物の外壁面冷却効果の実験を行った。
外壁面冷却効果の測定は、赤外線カメラ（AVIO製）を用いて撮影を行い、温度分布で解析を行った。測定結果を図１０に示す。
図１０よりミストによる冷却影響がある建造物上層部と、ミストによる冷却影響がない建造物下層部での外壁面平均温度差は３．６℃であり、建造物外壁面での冷却にも寄与することが確認できた。
【００４９】
「実験例５」
建造物の屋上に取り付けたノズルのピッチと平均水滴径を変えて、通風条件で該建造物の窓付近の低下温度を測定した。その結果を図１１に示す。該図１１から建造物の窓付近の温度が低下していたことからノズルからの外部空間への散水が、該ノズルを設置した建造物の内部空間の冷却にも寄与することが確認できた。
【００５０】
「実験例６」
建造物の屋上に取り付けたノズルからの散水の有無と、該建造物の対象教室空調用の空調機稼働時間（１．５時間）における消費電力との相関関係を分析する実験を行った。
実験では、平均水滴径が６５μｍのノズルを使用し、配置間隔２５ｃｍでノズルを設置した。その結果は、図１２に示す通りであり、外気温が３５℃の場合に教室空調用の空調機の消費電力を約５０％（約６ｋｗｈ）低減できた。
図１０より、屋上に取り付けたノズルからの散水があると、該建造物の室内空調用の空調機の消費電力量が散水なしの場合より明らかに低下していた。この結果から、屋上に取り付けたノズルからの散水により、該建造物の室内を冷却して省エネルギー化できることが確認できた。
【００５１】
前記のように、ノズルから散水する水滴径、ノズルの配置間隔、風向き、風速と温度低下率との相関関係の分析に基づいて、温度を低下させる最適条件を抽出し、該最適条件でノズルからの散水を行う設定とすることが好ましい。
【００５２】
図１３に第２実施形態を示す。
第２実施形態では、散水開始後から散水停止までの間で、温度と湿度、さらに必要に応じて風向き及び風速により、散水量を調節できるようにしている。該散水量の調節は、自動制御手段のコンピュータにより複数段の制御で行っている。
具体的には、散水により温度が低下してくると散水量を少量とする調節を行っている。本実施形態では、ノズル１を取り付ける配管２を内外の２重配管２Ａ、２Ｂとし、外壁に近接した内側配管２Ａにノズル１Ａ、外側配管２Ｂにはノズル１Ｂを互いに千鳥配置で取り付けている。この内外配管に取り付けるノズル１Ａと１Ｂは同一ノズルとしている。
【００５３】
配管２Ａ、２Ｂの上流にそれぞれ開閉弁３０Ａ、３０Ｂを設け、散水量は図１３（Ａ）に示す開閉弁３０Ａ、３０Ｂとも閉とし、ノズル１Ａ、１Ｂとも散水しない状態、図１３（Ｂ）に示す開閉弁３０Ａは閉、３０Ｂは開とし、ノズル１Ｂからのみ散水する状態、図１３（Ｃ）に示す開閉弁３０Ａ、３０Ｂとも開とし、ノズル１Ａ、１Ｂの両方から散水する状態に切り替えるようにしている。
これにより、地上部Ｈ１の温度が、例えば３５℃の場合には図１３（Ｃ）としてノズル１Ａと１Ｂから散水し、温度が例えば３０℃に達すると図１３（Ｂ）としてノズルと１Ｂのみから散水し、温度が例えば２８℃になると、図１３（Ａ）としてノズル１Ａと１Ｂから散水を停止している。
【００５４】
また、前記内外配管２Ａ、２Ｂに取り付けるノズル１Ａと１Ｂは異種ノズルとし、ノズル１とノズル２との水滴の平均径を相違させ、ノズル１Ａからは水滴が大きなミスト、ノズル１Ｂからは水滴が小さいミストを噴霧してもよい。また、異種ノズルを組み合わせて使用することにより、同一ノズルのみの使用と比較して、地上部をより広範囲に冷却することが可能となる。
【００５５】
さらに、図１４（Ａ）（Ｂ）の変形例に示す構成としてもよい。第１実施形態と同様に１本の水平方向の配管２にノズル１を狭い間隔で取り付け、図１４（Ａ）に示す全ノズル１から散水している状態から散水量を減少する際に図１４（Ｂ）に示す並列したノズル１を１つ飛びで散水を停止してもよい。さらに、全ノズル１から散水する際に水圧を変えて、散水量を調節してもよい。
【００５６】
図１５に第３実施形態を示す。
第３実施形態では、ノズル１からの散水した際に図１５（Ａ）に示すように配管から垂れ水が生じ、ビルＢの外壁面Ｂｓに付着して外壁の美観を損なうとともに、地上部に落下し通行人に付着する恐れがある。この問題の発生を防止するため、前記第１実施形態では、図５に示すように、外壁面Ｂｓに沿って水平に設置される樋２１あるいは庇等の突起物の上方に配管２を設置し、該配管２にノズル１を取り付けている。
該構成とすると、垂れ水は樋２１あるいは庇等の突起物で受け止められ、外壁面Ｂｓに付着するのを防止できる。
【００５７】
図１５（Ｂ）に示す第３実施形態では、ビルＢの屋上Ｂｕから突設した支持台２２に配管２を設置して外壁面から離してノズル１を取り付け、ノズルの配管を伝う水滴が屋上Ｂｕに伝わり、外壁Ｂを伝わないようにしている。これにより、垂れ水が外壁Ｂの美観を損ったり、地上部に落下し通行人に付着しないようにしている。
図１５（Ｃ）に示す変形例では、ビルＢの屋上の支持台２２に設置する配管２を傾斜させ、前記と同様に配管に沿った水滴は屋上に戻り、ビルの外壁Ｂに伝わらないようにしている。これにより、垂れ水が外壁Ｂの美観を損ったり、地上部に落下し通行人に付着しないようにしている。
【００５８】
図１６は第３実施形態の他の変形例を示し、配管２に発泡材からなる吸水性被覆材２３で外装し、ノズル１からの垂れ水を吸水性被覆材２３で吸水し、その後に蒸発している。なお、吸水性被覆材２３で配管２を外装する代わりに、吸水性塗料で配管２をコーティング処理してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  ノズル
２、６  配管
８  自動制御手段
Ｂ  ビル（既存建造物）
Ｂｓ  外壁面
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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