JP4170959B2 - 建築物の外壁構造及び二重窓ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ダブルスキンカーテンウォールに代表される、二重窓構造に関する技術である。

建築物の外壁を構成するにあたり、ダブルスキンカーテンウォールに代表されるように、ガラス板等の窓板を二重構造とする二重窓構造が提案されている。この二重窓構造は建築物の外観を向上させるだけではなく、自然換気機能を発揮して室内空調の省エネルギー化に資することが知られている。より詳細には、二重構造とした窓板間に形成される空隙が断熱層としての役割を有するので、例えば、冬季等においては二重窓構造内に対する外気の侵入を防止し、日射による二重窓構造内の空気の加温を利用することで、外気の影響による室内温度の低下を抑制することができる。また、加温された空気を二重窓構造内から室内に導入することで室内温度の上昇にも寄与させることも可能となる。

一方、外気温が高く、日射が強い時には、ブラインド、窓ガラス等により遮蔽された日射による発熱分を、二重窓構造内の空気と外気とが交換されるようにすることで、二重窓構造内の温度上昇も抑制できる。その基本的な方法として、全層連通型ダブルスキンタイプと各層区画型ダブルスキンタイプとが提案されている。全層連通型ダブルスキンタイプでは、二重窓構造内を建築物の各階において連通させ、下部に外気の導入用の通気口を設け、上部に二重窓構造内の空気の排出用の通気口が設けられる。下部から導入された外気は二重窓構造内で加温され、上昇気流となるので上部から自然排気されることになる。しかし、全層連通型ダブルスキンタイプでは、二重窓構造内の空気が上層階においてより高温となるため、階数が多くなると春秋季の日差しが強い場合や夏季の場合においては上層階において二重窓構造内の温度が上昇することから、室内負荷の削減が十分に図れない。

一方、各層区画型ダブルスキンタイプでは、各階毎又は複数階毎に外気の導入用の通気口と排気用の通気口とがそれぞれ繰り返し設けられる。この各層ダブルスキンタイプでは、各階単位は又は複数階単位で二重窓構造内の空気が外気と交換されるため、上層階における二重窓構造内の空気の高温化を抑制することができる。各階毎に外気の導入用の通気口と排気用の通気口とを設ける例は、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００２−２５６６３７号公報

ここで、二重窓構造の設置空間の低減や施工コスト低減のため、二重窓構造はできるだけ薄型化できることが望ましい。つまり、二重窓構造を薄型化できれば、それだけ室内空間を大きく取れる。また、二重窓構造をより薄型化できれば、予めこれをユニット化することも可能であり、二重窓構造を施工する際、現場での組立てを省略し、各階にクレーン等で搬送して施工性を向上できる。更に、二重窓構造のユニット化はその製造コストの削減等にも寄与し得る。

しかし、二重窓構造を薄型化すると、それだけ窓板間に形成される空隙、つまり、二重窓構造内の空間が狭くなる。このため、上述した自然換気機能のうち、とりわけ日射の影響による二重窓構造内の温度上昇の抑制機能が劣ることになる。詳細には、薄型化による通風量の単純な減少だけでなく、薄型化による通風抵抗の増大により、通風量がさらに減少することから、二重窓構造内の空気が上層階においてより一層高温となり易く、上層階において二重窓構造内の温度上昇の抑制が困難となる。この場合、上述した各層区画型ダブルスキンタイプを採用して、各階毎又は複数階毎に二重窓構造内の空気と外気との交換を行うことも考えられる。しかし、従来のように通気口を各階層の無目に設けた場合、上下の階層間で排気用の通気口と外気導入用の通気口とが近接するため、下層階から排気された空気が上層階の二重窓構造内に導入される、ショートサーキットが生じる。図８（ａ）及び（ｂ）は従来の二重窓構造における、空気のショートサーキットの説明図である。

図８（ａ）は２階から７階まで二重窓構造が採用された例を示しており、各階毎に外気導入用の通気口と排気用の通気口とを設け、かつ、各階毎に二重窓構造の内部を仕切った例を示している。この例の場合、各階の外側スキンの下方から外気が二重窓構造内に導入され、各階の外側スキンの上部から排出される。しかし、例えば、２階と３階とに着目すると、２階の排気用の通気口と、３階の外気導入用の通気口とが近接しているため、２階の排気用の通気口から排出された空気が、３階の外気導入用の通気口に侵入する、ショートサーキットが生じている。他の各階間においても同様である。従って、下層階の二重窓構造内の暖気が上層階の二重窓構造内に導入されてしまい、上層階の二重窓構造内の空気がより高温化されることになる。図８（ｂ）は２階から４階と、５階から７階とにおいて、それぞれ二重窓構造内を連通させた例であり、２階と５階の下部にそれぞれ外気導入用の通気口を、また、４階と７階の上部にそれぞれ外気導入用の通気口を、設けた例を示している。この例の場合も、４階の排気用の通気口と５階の外気導入用の通気口とが近接しているため、４階の排気用の通気口から排出された空気が、５階の外気導入用の通気口に侵入する、ショートサーキットが生じている。

更に、従来のように無目に通気口を設ける場合、通気口やこれを開閉するシャッター機構が外壁表面に露出することになり、その意匠性が必ずしもよくない。

従って、本発明の主たる目的は、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減し、二重窓構造の薄型化を図ることにある。また、本発明の他の目的は、二重窓構造においてその意匠性を向上することにある。

本発明によれば、相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、前記サッシの方立部の側面に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させて前記空隙への外気導入及び排気を行う通気口を備えたことを特徴とする建築物の外壁構造が提供される。

この外壁構造では、通気口がサッシの方立部に設けられるので、従来のように無目に通気口を設けた場合と比較して、外気導入用の通気口と排気用の通気口との平均離間距離が大きくなる。従って、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減でき、かつ、必要な通気口面積も確保できることから、二重窓構造の薄型化を図ることができる。また、通気口を方立部の側面に設けることにより、建築物の外壁を正面視した場合、通気口が露出せず、その意匠性を向上することができる。更に、通気口を方立部の長手方向に沿って複数設けることにより、熱溜まりの発生を抑制し、通気口を通過する空気量を増加させることができ、二重窓部内外の空気の交換効率を高めることができる。この場合、通気口を方立部の長手方向全体に渡って複数設けることで更に熱溜まりの発生の抑制及び通気口を通過する空気量の増加を図ることができる。

なお、本発明において、前記窓板としては例えばガラス板を挙げることができる。この場合、一対の前記窓板の各窓板は、必ずしも単枚の板である必要はなく、例えば、ペアガラスのように複数の板体が一体的に積層され、実質的に１つの窓板と評価できるものも含まれる。

また、本発明においては、前記通気口を開閉する通気口開閉機構を備えることもできる。この構成によれば、二重窓部内を外気と遮断するか、開放するかを選択することが可能となり、例えば、季節や天候、降雨の有無に応じた換気性能の選択が可能となる。

また、本発明においては、前記通気口を開閉する通気口開閉機構を備え、前記通気口開閉機構が、前記方立部に沿って平行移動可能に設けられ、複数の前記通気口に対応した複数の孔を有し、当該通気口を開口及び閉鎖する可動板を備えることもできる。この構成によれば、可動板を平行移動することで通気口の開口及び閉鎖を行え、更に、可動板の平行移動量を少なくでき、コンパクト化が図れる。

また、本発明によれば、相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、前記サッシの方立部に、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させる通気口を備え、前記通気口を開閉する通気口開閉機構を備え、前記通気口が前記方立部の側面に設けられると共に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、前記通気口開閉機構が、前記方立部に沿って平行移動可能に設けられ、複数の前記通気口に対応した複数の孔を有し、当該通気口を開口及び閉鎖する可動板を備え、前記可動板を前記方立部の前記側面よりも前記一対の窓板間の空隙側に設け、前記可動板を平行移動させる駆動手段を前記可動板よりも更に前記一対の窓板間の空隙側に設け、前記可動板と前記駆動手段とを前記方立部に収納したことを特徴とする建築物の外壁構造が提供される。
この外壁構造では、通気口がサッシの方立部に設けられるので、従来のように無目に通気口を設けた場合と比較して、外気導入用の通気口と排気用の通気口との平均離間距離が大きくなる。従って、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減でき、かつ、必要な通気口面積も確保できることから、二重窓構造の薄型化を図ることができる。また、可動板を平行移動することで通気口の開口及び閉鎖を行え、更に、可動板の平行移動量を少なくでき、コンパクト化が図れる。更に、可動板及び駆動手段が方立部に隠れるので、建築物の外壁を正面視した場合、これらが露出せず、その意匠性を向上することができる。

また、前記可動板に、前記通気口から前記一対の窓板間の空隙への異物の侵入を防止する網戸を設けることもできる。この構成によれば、外部から昆虫等の異物が二重窓部内に侵入することを防止できるだけでなく、室内から見た場合、可動板が全体的に又は部分的に網戸により隠れるので、これらを目立ち難くすることができる。なお、前記駆動手段はエアシリンダであることが望ましい。エアシリンダは棒状であるので、方立部に収納し易いという利点がある。

また、本発明によれば、相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、前記サッシの方立部に、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させる通気口を備え、前記通気口が前記方立部の側面に設けられると共に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、前記二重窓部が所定の間隔をおいて左右方向に連続して複数設けられ、前記間隔と前記方立部の長手方向の長さとから特定される面積と、前記通気口の総開口面積と、が略一致していることを特徴とする建築物の外壁構造が提供される。
この外壁構造では、通気口がサッシの方立部に設けられるので、従来のように無目に通気口を設けた場合と比較して、外気導入用の通気口と排気用の通気口との平均離間距離が大きくなる。従って、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減でき、かつ、必要な通気口面積も確保できることから、二重窓構造の薄型化を図ることができる。また、方立部の側面に通気口を設けた場合、隣接する二重窓部間のスリット及び通気口を通って外気が二重窓部内へ導入されるため、導入される外気の量は隣接する二重窓部間のスリットの面積に左右される。従って、隣接する二重窓部間の間隔はより広い方が外気の導入量が多くなるが、建築物の外壁を正面視した場合、意匠性が劣る。そこで、隣接する二重窓部間の間隔と方立部の長手方向の長さとから特定される、スリットの面積と、通気口の総開口面積と、を略一致させることにより、導入される外気の量と意匠性との調和を図ることができる。

また、本発明においては、前記二重窓部は、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、連続する複数階の各階間において、前記一対の窓板間の空隙が連通していることが望ましい。全階ではなく、複数階の各階間において、窓板間の空隙を連通させることにより、上層階の当該空隙内の空気が過剰に高温となることを防止し、二重窓部の薄型化を図り得ると共に、複数階に渡って当該空隙内の空気が流通することで、夏季等における日射の影響による上下温度差換気効率の上昇により、二重窓部内温度の抑制ができる。

また、本発明によれば、相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、前記サッシの方立部に、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させる通気口を備え、前記二重窓部は、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、連続する複数階の各階間において、前記一対の窓板間の空隙が連通し、前記複数階毎に、その上下の階間において、前記一対の窓板間の空隙の連通を遮断する遮断板を前記サッシに固定して設けたことを特徴とする建築物の外壁構造が提供される。
この外壁構造では、通気口がサッシの方立部に設けられるので、従来のように無目に通気口を設けた場合と比較して、外気導入用の通気口と排気用の通気口との平均離間距離が大きくなる。従って、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減でき、かつ、必要な通気口面積も確保できることから、二重窓構造の薄型化を図ることができる。また、全階ではなく、複数階の各階間において、窓板間の空隙を連通させることにより、上層階の当該空隙内の空気が過剰に高温となることを防止し、二重窓部の薄型化を図り得ると共に、複数階に渡って当該空隙内の空気が流通することで、夏季等における日射の影響による上下温度差換気効率の上昇により、二重窓部内温度の抑制ができる。更に、サッシに遮断板を固定することで簡易な構成で、上下の階間に渡る、窓板間の空隙の連通を遮断できる。

また、本発明において、前記二重窓部は、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、各階間において前記一対の窓板間の空隙が連通しており、更に、各階毎に、又は、複数階毎に、前記一対の窓板間の空隙の連通を遮断する開閉自在な遮断機構を設けることもできる。遮断機構の開閉により、例えば、季節や天候に応じた換気性能の選択が可能となる。

また、本発明においては、前記一対の窓板のうち、室内側の窓板を開閉可能に設けることもできる。この構成によれば、室内側の窓板を開放することで、二重窓構造内のメンテナンスを行うことができると共に、例えば冬季等において、日射により加温された、窓板間の空隙内の空気を室内に導入できる。

また、本発明によれば、相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備え、建築物の外壁面に配設される二重窓ユニットにおいて、前記サッシの方立部の側面に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させて前記空隙への外気導入及び排気を行う通気口を備えたことを特徴とする二重窓ユニットが提供される。

この二重窓ユニットは、通気口がサッシの方立部に設けられるので、従来のように無目に通気口を設けた場合と比較して、外気導入用の通気口と排気用の通気口との平均離間距離が大きくなる。従って、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減でき、もって二重窓構造の薄型化を図ることができる。更に、二重窓構造をユニット化することにより、当該ユニットを工場で生産し、現場に搬送して、揚重し、建築物への取付けが可能となり、現場での組立作業が不要となり、施工性を向上できる。
また、通気口を方立部の側面に設けることにより、建築物の外壁を正面視した場合、通気口が露出せず、その意匠性を向上することができる。更に、通気口を方立部の長手方向に沿って複数設けることにより、熱溜まりの発生を抑制し、通気口を通過する空気量を増加させることができ、二重窓部内外の空気の交換効率を高めることができる。この場合、通気口を方立部の長手方向全体に渡って複数設けることで更に熱溜まりの発生の抑制及び通気口を通過する空気量の増加を図ることができる。

以上述べたように、本発明によれば、二重窓構造の空隙内の空気のショートサーキットの発生を低減することができ、二重窓構造の薄型化を図ることができる。

＜ショートサーキット低減原理＞
まず、本発明におけるショートサーキット低減原理について説明する。図１は従来例と比較した、本発明のショートサーキット低減原理の説明図であり、図１（ａ）が本発明を、図１（ｂ）が従来例を示す。従来例の場合、通気口がサッシの無目部に設けられる。従って、図１（ｂ）に示すように通気口は横長となる。また、ダブルスキン（室内側スキンと外側スキン）内において、加温された空気は上昇気流となることを考慮して、ダブルスキンの下方から外気を導入し、上方から排気する形態となる。その結果、各層区画型ダブルスキンタイプのものでは、層間で排気用の通気口と外気導入用の通気口とは一様に近接する。従って、排気された空気のショートサーキットが発生し易いことになる。

これに対し、本発明は、ダブルスキンの下方、上方ではなく、図１（ａ）に示すようにダブルスキンの側方から外気を導入し、排出することに着目している。このため、本発明ではサッシの無目部ではなく、方立部に通気口を設ける。方立部は上下方向に縦長となっているため、図１（ｂ）の従来例の通気口と同じ開口面積で考えた場合、本発明の通気口は図１（ａ）に示すように縦長となる。各層ダブルスキンタイプのものでは、層間で、排気用の通気口の上端と、外気導入用通気口の下端とは近接するものの、両者の平均離間距離は従来例の場合よりも大きくなり、排気が外気とより混合されやすくなる。

従って、従来例よりも、排気された空気のショートサーキットが発生し難いことになり、ダブルスキン内部の換気性能が向上する。そして、二重窓構造の薄型化、つまり、ダブルスキン間の間隔を短くする場合、ダブルスキン内の空間が狭くなると同時に通気抵抗の増大により、日射の影響による二重窓構造内の温度上昇の抑制機能が劣ることになる。しかし、本発明の構成によれば、ショートサーキットの抑制と通気面積の確保により、従来例よりも換気性能が向上するので、薄型化しても従来例レベルの二重窓構造内の温度上昇の抑制機能が発揮される。つまり、二重窓構造を薄型化して、更に、ユニット化することも可能となる。以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

図２（ａ）は本発明の一実施形態に係る二重窓ユニットＡの正面図（建築物の外壁表面を形成する面）、図２（ｂ）は二重窓ユニットＡの背面図（室内に露出する面）である。二重窓ユニットＡは、窓板として、室外側の透明のガラス板１と、ガラス板１と離間して二重に配置された、室内側の透明のガラス板２及び３と、を備え、ガラス板１が外側スキンを、ガラス板２及び３が室内側スキンを構成する。ガラス板１は主サッシ１０に支持されている。また、ガラス板２及び３は副サッシ２０、３０を介してそれぞれ主サッシ１０に支持されている。

主サッシ１０は左右一対の方立部１１と、上下一対の無目部１２とを備え、二重窓ユニットＡ全体の支持体として機能する。副サッシ２０はガラス板２のサッシとして機能し、主サッシ１０に対して上下に回動自在に取り付けられている。つまり、ガラス板２は上下に開閉可能に構成されている。また、副サッシ３０はガラス板３のサッシとして機能し、主サッシ１０に対して左右に回動自在に取り付けられている。つまり、ガラス板３は左右に開閉可能に構成されている。

次に、二重窓ユニットＡの内部構造について説明する。図３は、二重窓ユニットＡの主要な構成を図示した、図２（ａ）の線ＸＸに沿う断面図であり、二重窓ユニットＡを左右方向に連続して設けた場合の連結構造も示す。図中、破線で示す二重窓ユニットＡ'は二重窓ユニットＡの側方に連結され、建築物の同一階層の外壁を二重窓ユニットＡと共に構成する二重窓ユニットであり、細部を除きその構造は二重窓ユニットＡと同じである。

同図に示すように、ガラス板１はシール機能を有する固定材１ａを介して主サッシ１０に固定されている。また、主サッシ１０の室内側には、ヒンジ部３１を介して副サッシ３０が支持されており、副サッシ３０はヒンジ部３１を回動中心として矢印ｄ１の方向に回動可能となっている。ガラス板３はシール機能を有する固定材３ａを介して副サッシ３０に固定されている。副サッシ３０を閉じた状態では、ガラス板１とガラス板３とは相互に略平行に離間して二重に配置された状態となり、これらの空隙は外気が導入される空間（以下、換気空間）を形成する。また、主サッシ１０と副サッシ３０との間には、シール材３ｂが配設されており、副サッシ３０を閉じた状態では、換気空間内の空気が室内へ流出することが防止されている。

一方、副サッシ３０を室内側へ開放すると、換気空間内の空気が室内へ導入できることになる。春秋季など、気温がやや低く、室内が暑い場合には後述する通気口１１ａと副サッシ３０を開放することにより、自然換気による外気冷房が可能となる。冬季や気温が低いが天気がよい場合には換気空間内の空気が日射により温められるので、これを室内に導入することで室内暖房の負荷軽減を図ることができる。また、副サッシ３０を室内側へ開放することで作業員が室内側から二重窓ユニットＡ内のメンテナンスを行うことができる。とりわけ、二重窓ユニットＡの薄型化を図ることで、室内からガラス板１までの距離が短く、室内からガラス板１の清掃作業等も行うことができる。

次に、主サッシ１０の左右の方立部１１の各側面には、それぞれ換気空間と外気とを連通させる通気口１１ａが設けられている。二重窓ユニットＡとＡ'との間のスリット（同図において幅ｄｓで示す）を通過した外気は、太線矢印で示すようにこの通気口１１ａを通って換気空間内に導入される。また、換気空間内の空気は通気口１１ａを通って外部へ排気されることになる。方立部１１の側面に通気口１１ａを設けたので、二重窓ユニットＡを正面視した場合、これが露出することがなく、意匠性を向上することができる。通気口１１ａの内側（方立部１１内）には通気口１１ａを開閉する開閉機構４０が設けられている。開閉機構４０は、方立部１１の長手方向に沿って平行移動可能に設けられた可動板４１と、可動板４１を平行移動させる駆動手段であるエアシリンダ４２と、を備える。

ここで、図３と共に図５を参照して開閉機構４０の構成及び動作について説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は開閉機構４０の動作説明図であり、図５（ａ）は通気口１１ａの閉鎖時の態様を、図５（ｂ）は通気口１１ａの開口時の態様を示す。

図５に示すように、本実施形態において通気口１１ａは方立部１１の側面において、方立部１１の長手方向に沿って複数設けられている。とりわけ、本実施形態では通気口１１ａが方立部１１の略長手方向全体に渡って複数設けられている。このように通気口１１ａを方立部１１の略長手方向全体に渡って設けることにより、換気空間の側方から外気の導入又は排気を行ったとしても、換気空間内において空気の流れが悪くなる箇所の発生を低減でき、換気空間内における熱溜まりの発生の抑制を抑制することができると共に、通気口１１ａを通過する空気量の増加を図ることができる。また、各通気口１１ａは同じ形状をなしており、かつ、方立部１１の長手方向に等間隔で配置されている。そして、各通気口１１ａ間の間隔は、通気口１１ａの長さ（方立部１１の長手方向の長さ）と略同じにされている。

一方、図５に示すように、可動板４１には、各通気口１１ａに対応して複数の孔４１ａが設けられている。各孔４１ａは通気口１１ａと略同じ形状をなしており、かつ、方立部１１の長手方向に等間隔で配置されている。そして、各孔４１ａ間の間隔は、各通気口１１ａ間の間隔と同じにされている。また、可動板４１のスリット側の表面にはシール材４１ｂが配設されている。このシール材４１ｂは各孔４１ａ間にそれぞれ配設されている。可動板４１の換気空間側の表面には網戸４１ｃが配設されている。網戸４１ｃを設けたことにより、外部から昆虫等の異物が換気空間内に侵入することを防止できるだけでなく、室内から見た場合、可動板４１（特に孔４１ａ等）が略網戸４１ｃにより隠れるので、これらを目立ち難くすることができ、室内側から見た場合の意匠性を向上できる。

可動板４１の上端部にはブラケット４２ａを介してエアシリンダ４０のロッド部が接続されている。エアシリンダ４０はその長手方向が方立部１１の長手方向に沿うように、支持板４２ｂを介して主サッシ１０に取り付けられている（取付け構造については図４を参照）。このエアシリンダ４０はエアーの供給方向を選択することにより、ロッド部を伸長し又は収縮することができるものである。

次に、係る構成からなる開閉機構４０による通気口１１ａの開閉動作について説明する。図５（ａ）は通気口１１ａの閉鎖時の態様を示す。この態様の場合、可動板４１の各孔４１ａと各通気口１１ａとは一コマ分ずれた状態にある。各孔４１ａと各通気口１１ａとはそれぞれ同じ間隔で配置されているので、全ての孔４１ａと通気口１１ａとは一コマ分ずれた状態にある。そして、この態様の場合、各通気口１１ａの周囲に各シール材４１ｂが位置しており、各シール材４１ｂの周縁部が方立部１１の側面の板と可動板４１との間の隙間をシールしている。従って、各シール材４１ｂにより各通気口１１ａを通って換気空間へ外気が侵入することが遮断される。また、各孔４１ａを通って換気空間内の空気が外部へ流出することも遮断される。

次に、エアシリンダ４０を駆動してロッド部を伸長し、各孔４１ａと各通気口１１ａとの位置を一致させると通気口１１ａが開口状態となる。図５（ｂ）は通気口１１ａの開口時の態様を示す。この態様の場合、可動板４１の各孔４１ａと各通気口１１ａとは、それぞれ位置が一致した状態にある。従って、換気空間と外気とが流通可能な状態となる。ここで、本実施形態では、各孔４１ａと各通気口１１ａとを同形かつ同じ間隔で配置し、更に、その間隔はこれらの長さに一致している。従って、通気口１１ａの開閉にあたり、可動板４１はその間隔分だけ平行移動すればよく、移動量を極めて小さくすることが可能となる。従って、開閉機構４０のコンパクト化を図ることができる。

また、図３を参照して、本実施形態では可動板４１を方立部１１の側面よりも換気空間側に設け、エアシリンダ４２を可動板４１よりも更に換気空間側に設け、可動板４１とエアシリンダ４２とを方立部１１内（左右方向の幅内）に収納された構成としている。この構成の場合、可動板４１及びエアシリンダ４２が方立部１１に隠れるので、二重窓ユニットＡを施工した建築物の外壁を正面視した場合、これらが露出せず、その意匠性を向上することができる。また、これらを方立部１１内に組み込むことができるので、その搬送、揚重等において便利である。とりわけ、エアシリンダ４２は棒状をなしているので、方立部１１に収納し易いという利点がある。また、エアシリンダは駆動手段として比較的安価かつ小型で漏電の危険がないため、方立部１１に収納する構成として好適であると言える。

次に、図３に戻って、開閉機構４０よりも換気空間側には、開口付き点検扉５０が設けられている。この点検扉５０は、室内からの意匠性の向上が主目的であり、主サッシ１０のヒンジ部５１に回動自在に取り付けられており、左右方向（同図矢印ｄ２）に開閉可能である。図３において、実線は点検扉５０の閉鎖時を、破線は開放時を示している。閉鎖時において点検扉５０は方立部１１内（左右方向の幅内）に収納された構成としている。点検扉５０を回動可能としたことで、室内側から開閉機構４０のメンテナンスが可能となる。

次に、図３を参照して二重窓ユニットＡを左右方向に連続して設けた場合の連結構造について説明する。建築物の同一階層の外壁を複数の二重窓ユニットＡを連結して構成する場合である。この場合、同図に示すように、二重窓ユニットＡと二重窓ユニットＡ'とは、通気口１１ａに外気が流通するように、所定間隔をおいて左右方向に連続して設けられ、通気口１１ａの近傍においては各々の方立部１１の間に距離ｄｓの幅を持つスリットが形成される。また、室内側の方立部１１は通気口１１ａの近傍の部位よりも左右方向に出っ張っており、ここに、外気が室内に侵入することを防止する外部露出用のシール材６１と、室内露出用のゴムガスケット６２と、が配設される。

ここで、本実施形態のように方立部１１の側面に通気口１１ａを設けた場合、隣接する二重窓ユニットＡ間のスリット及び通気口１１ａを通って外気が換気空間内へ導入されるため、導入される外気の量は隣接する二重窓ユニットＡ間のスリットの面積に左右される。従って、隣接する二重窓ユニットＡ間の間隔ｄｓはより広い方が外気の導入量が多くなるが、建築物の外壁を正面視した場合、意匠性が劣る。そこで、隣接する二重窓ユニットＡ間の間隔と方立部１１の長手方向の長さとから特定される、スリットの面積と、通気口１１ａの総開口面積と、を略一致させることにより、導入される外気の量と意匠性との調和を図ることができる。つまり、（方立部１１の長手方向の長さ×距離ｄｓ）≒通気口１１ａの総開口面積であることが望ましい。

二重窓ユニットＡを建築物に適用する場合、スリットの幅ｄｓを狭くすれば、建物水平方向単位長さ当たりの通気口１１ａの総面積（以下、単位長総面積という）を増加させることができ、換気空間内の熱をより逃がしやすくなる。例えば、ガラス板１とガラス板２、３との距離が２００ｍｍ、内外の無目１２間の距離が１００ｍｍとすると、単位長総面積は、０．１乃至０．２ｍ^２程度である。二重窓ユニットＡの割付幅が１５００ｍｍとすると、スリット幅ｄｓが７０ｍｍ、方立部１１の小口の開口面積が単位長当たりスリットの面積の１／２でかつ方立部１１の全長の８０％とし、建築物に適用された複数の二重窓ユニットＡの高さを４０ｍ（各二重窓ユニットＡの高さ：４ｍ×１０階）とすると、単位長総面積は、１．４９ｍ^２（４０×１／２×２×０．８×０．０７／１．５）となり、全層連通型ダブルスキンのように最下部だけ開口した場合の１０倍程度の開口面積とすることができ、建築物内に入ろうとする余計な熱エネルギーをよりすみやかに外部に排出できる。

なお、本実施形態では、通気口１１ａが二重窓ユニットＡ間のスリット内にあることから、通気口１１ａが降雨に叩かれ難く、漏水しにくくなる。また、漏水した場合でも、方立部１１に沿って水が流れ易いので、例えば、方立部１１に排水溝を設けることにより、ガラス板等を汚すことが少なく出来る。また、ガラス板が二重になっており、実際の外壁としての水密性能は内側のガラス板（２、３）等で確保している。

次に、図４を参照して、二重窓ユニットＡの上部の構成について説明する。図４は二重窓ユニットＡの主要な構成を図示した、図２の線ＹＹに沿う断面図である。同図に示すように、主サッシ１０の室内側には、ヒンジ部２１を介して副サッシ２０が支持されており、副サッシ２０はヒンジ部２１を回動中心として矢印ｄ１の方向に回動可能となっている。ガラス板２はシール機能を有する固定材２ａを介して副サッシ２０に固定されている。副サッシ３０と同様に、副サッシ２０もこれを閉じた状態では、ガラス板１とガラス板２とは相互に略平行に離間して二重に配置された状態となり、これらの空隙は換気空間を形成する。また、主サッシ１０と副サッシ２０との間には、シール材２ｂが配設されており、副サッシ２０を閉じた状態では、換気空間内の空気が室内へ流出することが防止されている。

一方、副サッシ２０を室内側へ開放すると、換気空間内の空気が室内へ導入できることになる。副サッシ３０を開放した場合と同様に、春秋季など、気温がやや低く、室内が暑い場合には、自然換気による外気冷房が可能となり、冬季や気温が低いが天気がよい場合には換気空間内の空気が日射により温められるので、これを室内に導入することで室内暖房の負荷軽減を図ることができる。また、副サッシ２０を室内側へ開放することで作業員が室内側から二重窓ユニットＡ内のメンテナンスを行うことができる。上述したエアシリンダ４２は、支持板４２ｂ及び主サッシ１０に固定されたブラケット４２ｃを介して主サッシ１０に固定されている。そして、上述した可動板４１がブラケット４２ａを介して、エアシリンダ４２のロッド部に吊り下げられるようにして取り付けられている。

以上の構成からなる二重窓ユニットＡでは、通気口１１ａが主サッシ１０の方立部１１に設けられるので、従来のように無目に通気口を設けた場合と比較して、外気導入用の通気口と排気用の通気口との平均離間距離が大きくなる。従って、換気空間内の空気のショートサーキットの発生の低減と通気口面積の確保ができ、もって二重窓ユニットＡの薄型化を図ることができる。二重窓構造をユニット化することにより、当該ユニットを工場で生産し、現場に搬送して、揚重し、建築物への取付けが可能となり、現場での組立作業が不要となり、施工性を向上できる。

なお、主サッシ１０の方立部１１を構成する部材は、１ダイスから押し出したアルミ型材を加工して製作するのが望ましく、主サッシ１０のトータルの幅は２５０ｍｍ程度がコストパフォーマンスに優れる。なお、無目部１２間は、後述するように複数階層に渡って二重窓ユニットＡの換気空間を連通させる際の自然換気流の通路となるので、この部分の空気抵抗を減少すべく、なるべく広い間隔とすることが望ましい。

＜建築物の外壁構造＞
図６（ａ）及び（ｂ）は二重窓ユニットＡを適用した建築物の外壁構造の例を示す模式図である。図６（ａ）及び（ｂ）は７階建ての建築物に二重窓ユニットＡを適用した例を示しており、二重窓ユニットＡは建築物の外壁面に設けられて二重窓部を形成している。また、両例に共通して、二重窓ユニットＡは、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、連続する複数階の各階間において、換気空間が連通するように配置されている。なお、同図の各階間の破線は各二重窓ユニットＡの境界を示す。

ここで、図６（ａ）の例の場合、４階の二重窓ユニットＡの換気空間と５階の二重窓ユニットＡの換気空間との連通を遮断する遮断板７０が４階の二重窓ユニットＡの主サッシ１０の上部に固定して設けられている。従って、図６（ａ）の例の場合、２階から４階までの各二重窓ユニットＡ間においてそれらの換気空間は連通して空気の流通が可能となっており、また、５階から７階までの各二重窓ユニットＡ間においてそれらの換気空間は連通して空気の流通が可能となっている。このように、二重窓ユニットＡを設けるべき全ての階（２階から７階）ではなく、複数階の各階間において、換気空間を連通させることにより、上層階の二重窓ユニットＡの換気空間内の空気が過剰に高温となることを防止し、二重窓ユニットＡの薄型化を図り得る。また、主サッシ１０に遮断板７０を固定することで簡易な構成で、上下の階間に渡る、換気空間の連通を遮断でき、とりわけ、遮断板７０を予め二重窓ユニットＡに取り付けておくことにより、現場での取付け作業が不要となる。

更に、複数階に渡って換気空間内の空気が流通することで、夏季等における日射の影響による換気空間内温度の上昇が抑制できる。図６（ａ）の場合、例えば、３階と６階の二重窓ユニットＡの通気口１１ａを閉鎖し、他の階の二重窓ユニットＡの通気口１１ａを開口したとすると、２階から４階部分においては、主に２階の二重窓ユニットＡの通気口１１ａから外気が換気空間内に導入され、主に４階の二重窓ユニットＡの通気口１１ａから換気空間内の空気が排気される。また、５階から７階部分においては、主に５階の二重窓ユニットＡの通気口１１ａから外気が換気空間内に導入され、主に７階の二重窓ユニットＡの通気口１１ａから換気空間内の空気が排気される。当然のことながら、風の影響により、同じ階の風上側の通気口１１ａから外気が入り、風下側の通気口１１ａから排気される場合もある。また、図６（ａ）の例の場合、固定の遮断板７０により、換気空間内を２又は３階層間で連通させた状態とすることで、初期投資を抑えた上で、省エネルギー効果とぺリメータゾーン環境の向上を図ることができる。

図６（ｂ）の例の場合、各階毎に換気空間の連通を遮断する開閉自在な遮断機構としてダンパー７１が設けられている。ダンパー７１は遮断板を回転自在に制御することにより、各階毎の換気空間間の連通を遮断、又は、開放する。ダンパー７１は二重窓ユニットの主サッシ１０の上部に取り付けられる。ダンパー７１を予め二重窓ユニットＡに取り付けておくことにより、現場での取付け作業が不要となる。図６（ｂ）の場合、４階及び７階の二重窓ユニットＡに設けられたダンパー７１が、その遮断板が水平方向を向いており、換気空間間を遮断した状態にあり、他の階の二重窓ユニットＡに設けられたダンパー７１が、その遮断板が鉛直方向を向いており、換気空間間を開放した状態にある。従って、図６（ｂ）の例の場合、２階から４階までと、５階から６階までの各二重窓ユニットＡ間においてそれらの換気空間は連通して空気の流通が可能となっている。７階の二重窓ユニットＡの換気空間のみ他の階の二重窓ユニットＡの換気空間と連通しないようになっている。ダンパー７１の開閉により、例えば、季節や天候に応じた換気性能の選択が可能となり、特に、通気口１１ａの開閉と組み合わせることで最適な換気性能の選択が可能となる。

また、図６（ｂ）の例の場合、換気空間内を各階層毎に分割可能とすることにより、日射や気温、室内冷暖房運転の有無、風向き、風速、降雨の有無などにより、省エネルギー効果とぺリメータゾーン環境のバランスを図ることができる。また、季節毎や日毎のみならず、時間単位で省エネルギーに最適な、換気空間の連通階層数を選択することができる。なお、図６（ｂ）の例の場合、各階毎にダンパー７１を設けたが、複数階毎であってもよい。

図６（ａ）及び（ｂ）に示す建築物の外壁構造によれば、換気空間を介して各階層間で通風可能なダブルスキンを一般のカーテンウォールと同等の厚さで実現することが可能となるため、スペースの制約を受けず、建築物にこれを導入することが可能となる。このため、既存建築物の外壁リニューアル工事にも適用できる。なお、図６（ａ）及び（ｂ）に示す建築物の外壁構造では、日射が比較的弱い場合には、多階層間で換気空間を連通した方が、外気の導入部分と排気部分とで上下温度差が生じ易く、換気効率が向上する。尤も、４階層以上連通させると、上層階の換気空間内の温度が高くなる傾向にあり、上層階の温熱環境を悪化させる場合がある。従って、３階層分程度を連通させることが望ましいと言える。一方、冬季のように断熱性を要求される場合には、換気空間内の空気の対流による熱損失を防止する観点から、各階層単位で換気空間の連通を遮断することが望ましい。

＜他の実施形態＞
上述した二重窓ユニットＡでは、換気空間にブラインドを設けることもできる。ブラインドを設けることで、例えば、夏季のように日差しが強い場合にはブラインドにより室内に対する日射を規制することで、室内空調設備の負荷軽減を図ることができる。ここで、夏季のように日差しが強い場合には換気空間は外気と連通させることが望ましいことから、換気空間内に気流が生じる。そこで、換気空間内にブラインドを設ける場合には、ブラインドの振れ止め機構を設けておくことが更に好ましい。

次に、上述した二重窓ユニットＡでは方立部１１の側面に通気口１１ａを設けたが、方立部１１の正面に通気口を設けることもできる。この場合、建築物の外壁表面に通気口が露出してしまうが、換気空間に対してその側方から外気を導入し、また、その側方から換気空間内の空気を排気でき、排気のショートサーキットを抑制できる。図７は本発明の他の実施形態に係る二重窓ユニットＢの模式図である。二重窓ユニットＢは、方立部１１'間に室外側のガラス板１'と室内側のガラス板２'とが相互に離間して二重に配置されており、換気空間が形成されている。また、方立部１１'の正面に通気口１１ａ'が設けられている。通気口１１ａ'の内側には、上述した開閉機構４０のような開閉機構４０'が設けられ、通気口１１ａ'を開閉可能に構成している。この二重窓ユニットＢの場合、方立部１１'の正面から外気を導入し、また、排出可能であるため、左右方向に連続して二重窓ユニットＢを配設する場合、二重窓ユニットＢ間のスリットが不要となる。

図１は従来例と比較した、本発明のショートサーキット低減原理の説明図であり、（ａ）が本発明を、（ｂ）が従来例を示す。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る二重窓ユニットＡの正面図（建築物の外壁表面を形成する面）、（ｂ）は二重窓ユニットＡの背面図（室内に露出する面）である。 二重窓ユニットＡの主要な構成を図示した、図２（ａ）の線ＸＸに沿う断面図であり、二重窓ユニットＡを左右方向に連続して設けた場合の連結構造も示す。 二重窓ユニットＡの主要な構成を図示した、図２の線ＹＹに沿う断面図である。 開閉機構４０の動作説明図であり、（ａ）は通気口１１ａの閉鎖時の態様を、（ｂ）は通気口１１ａの開口時の態様を示す。 （ａ）及び（ｂ）は二重窓ユニットＡを適用した建築物の外壁構造の例を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る二重窓ユニットＢの模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の二重窓構造における、空気のショートサーキットの説明図である。

符号の説明

Ａ 二重窓ユニット
１０ 主サッシ
１１ 方立部
１１ａ 通気口
４０ 開閉機構
４１ 可動板
４２ エアシリンダ

Claims (12)

1. 相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、
   前記サッシの方立部の側面に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させて前記空隙への外気導入及び排気を行う通気口を備えたことを特徴とする建築物の外壁構造。
2. 前記通気口を開閉する通気口開閉機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の建築物の外壁構造。
3. 前記通気口を開閉する通気口開閉機構を備え、
   前記通気口開閉機構が、
   前記方立部に沿って平行移動可能に設けられ、複数の前記通気口に対応した複数の孔を有し、当該通気口を開口及び閉鎖する可動板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の建築物の外壁構造。
4. 相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、
   前記サッシの方立部に、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させる通気口を備え、
   前記通気口を開閉する通気口開閉機構を備え、
   前記通気口が前記方立部の側面に設けられると共に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、
   前記通気口開閉機構が、
   前記方立部に沿って平行移動可能に設けられ、複数の前記通気口に対応した複数の孔を有し、当該通気口を開口及び閉鎖する可動板を備え、
   前記可動板を前記方立部の前記側面よりも前記一対の窓板間の空隙側に設け、
   前記可動板を平行移動させる駆動手段を前記可動板よりも更に前記一対の窓板間の空隙側に設け、
   前記可動板と前記駆動手段とを前記方立部に収納したことを特徴とする建築物の外壁構造。
5. 更に、
   前記可動板に、前記通気口から前記一対の窓板間の空隙への異物の侵入を防止する網戸を設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載の建築物の外壁構造。
6. 前記駆動手段がエアシリンダであることを特徴とする請求項４に記載の建築物の外壁構造。
7. 相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、
   前記サッシの方立部に、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させる通気口を備え、
   前記通気口が前記方立部の側面に設けられると共に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、
   前記二重窓部が所定の間隔をおいて左右方向に連続して複数設けられ、
   前記間隔と前記方立部の長手方向の長さとから特定される面積と、前記通気口の総開口面積と、が略一致していることを特徴とする建築物の外壁構造。
8. 前記二重窓部は、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、
   連続する複数階の各階間において、前記一対の窓板間の空隙が連通していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の建築物の外壁構造。
9. 相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備えた二重窓部を、建築物の外壁面に設けた建築物の外壁構造において、
   前記サッシの方立部に、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させる通気口を備え、
   前記二重窓部は、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、
   連続する複数階の各階間において、前記一対の窓板間の空隙が連通し、
   前記複数階毎に、その上下の階間において、前記一対の窓板間の空隙の連通を遮断する遮断板を前記サッシに固定して設けたことを特徴とする建築物の外壁構造。
10. 前記二重窓部は、建築物の各階毎に上下方向に連続して複数設けられ、
    各階間において前記一対の窓板間の空隙が連通しており、
    更に、各階毎に、又は、複数階毎に、前記一対の窓板間の空隙の連通を遮断する開閉自在な遮断機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の建築物の外壁構造。
11. 前記一対の窓板のうち、室内側の窓板を開閉可能に設けたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の建築物の外壁構造。
12. 相互に離間して二重に配置された一対の窓板と、前記一対の窓板を支持するサッシと、を備え、建築物の外壁面に配設される二重窓ユニットにおいて、
    前記サッシの方立部の側面に前記方立部の長手方向に沿って複数設けられ、前記一対の窓板間の空隙と外気とを流通させて前記空隙への外気導入及び排気を行う通気口を備えたことを特徴とする二重窓ユニット。

Images