JP6828270B2 - 建物の外装システム - Google Patents

Description

本発明は、建物の省エネルギー化を図るための外装システムに関し、特に、建物のペリメータゾーンにおける空調負荷を低減することが可能な外装システムに関する。

オフィスビル、工場、商業施設、病院などのコンクリート製の建物は、日射光の一部を吸収して蓄熱し、蓄積された熱を大気に放出するため、大気温度の上昇をもたらす。また、蓄熱によって建物内部の温度が上昇し、空調機器などによる人工排熱の増加を招くこととなる。そこで、このような建物の環境負荷を低減するべく、省エネルギー化を図ることができる外装システムの導入が推進されている。

従来の外装システムとして、例えば、（１）ガラス表面を酸化スズや銀などの金属膜でコーティングしたＬｏｗ−Ｅ複層ガラスを建物の外壁に配置する構造や、（２）屋外側板ガラスと屋内側板ガラスとの間に流路を設け、該流路を介して空気を自然排気するダブルスキン方式の外装システム、（３）屋外側板ガラスと屋内側板ガラスとの間の流路を流れる空気を、排気ファンで機械排気するエアフローウィンドウ方式の外装システム、或いは（４）屋外側板ガラスと屋内側遮蔽部材との間の流路に、該流路の下方から給気ファンで空気を送り込むと共に、当該流路の上方から排気ファンで空気を機械排気するプッシュプルウィンドウ方式の外装システムが提案されている。また、上記（１）と（３）の構成を組み合わせて、屋内側板ガラスにＬｏｗ−Ｅ複層ガラスを採用したエアフローウィンドウ方式の外装システムが提案されている（特許文献１）。このような外装システムを導入することで、建物の断熱性能や遮蔽性能を向上させ、省エネルギー化の促進、ひいては環境負荷の更なる低減が期待されている。

また従来、建物の外装にブラインドや庇などの日射遮蔽部材を設置して、日中の採光を確保しつつ蓄熱の原因となる日射光を遮蔽する方法が広く採用されている。

特開２００５−０４８４２６号公報

しかしながら、単に外壁にＬｏｗ−Ｅ複層ガラスを設置するのみでは、断熱性能や遮蔽性能が十分とは言えない。また、ダブルスキン方式、エアフローウィンドウ方式、プッシュプルウィンドウ方式の外装システム、或いはこれらの方式にＬｏｗ−Ｅ複層ガラスを組み合わせた外装システムでは、所望の断熱性能や遮蔽性能が得られるものの、窓毎に屋外側／屋内側板ガラスを２枚設けなければならず、システム設置時のコストが増大する。また、システム設置後も、対向配置された屋外側／屋内側板ガラスの４面を定期的に清掃しなければならず、特に互いに対向する２面を清掃する際の作業性が悪いため、メンテナンス作業が煩雑である。特に、開口面積の大きいオフィスビルなどではメンテナンス作業やそれに伴うコストの負担が非常に大きく、これらの外装システムを採用し難い。更に、プッシュプルウィンドウ方式の外装システムでは、各階の上方に排気ファンを設けると共に、下方にも給気ファンを設けなければならず、システム設置時のコストが増大する。

また、一般的なブラインドや庇等を設置するのみでは、日射光による蓄熱の抑制が十分とは言えない。更に、庇を設置した場合には、その構造上、昼間の南側からの日射光を十分に遮蔽できるが、朝方の東側からの日射光や夕方の西側からの日射光を遮蔽することができないため、南側からの日射光による蓄熱を抑制できるものの、東側或いは西側からの日射光による蓄熱を抑制することができない場合がある。特に、夏季においては朝方・夕方の日射光が強く、当該日射光による蓄熱の影響が大きいことから、南側のみならず東側或いは西側からの日射光も考慮した、断熱性能及び遮蔽性能のより優れた外装システムが求められている。

本発明の目的は、従来構成と同等の断熱性能及び遮蔽性能を実現しつつ、メンテナンス作業を容易に行うことができ、コストを低減することができる外装システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の外装システムは、建物の外壁に取り付けられ、少なくとも２層の金属層を有するＬｏｗ−Ｅ複層ガラスと、前記外壁の屋外側に取り付けられ、鉛直方向に延設した複数の第１日射遮蔽部材と、前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスとの間に空間を設けるように屋内側に配置され、前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスから入射した日射光を遮蔽する第２日射遮蔽部材と、前記空間内から空気を排出する機械排気構造と、を備えることを特徴とする。

前記第１日射遮蔽部材は、前記外壁から屋外側に突出した複数のフィンであり、前記複数のフィンが、前記外壁の水平方向に関して所定ピッチで配置されている。

前記第２日射遮蔽部材は、前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスから前記建物内に入射した日射光を反射するブラインドである。

前記機械排気構造は、前記建物内の天井内に設けられ、且つ前記空間の上方に配置された排気口を有する。

前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスは、３層以上の板ガラスを有していてもよい。

また、前記建物の外壁はカーテンウォール構造であり、上記外装システムがカーテンウォール構造に適用されるのが好ましいが、サッシュに適用することも可能である。

本発明によれば、少なくとも２層の金属層を有するＬｏｗ−Ｅ複層ガラスが建物の外壁に取り付けられ、鉛直方向に延設した複数の第１日射遮蔽部材が、建物の外壁の屋外側に取り付けられる。また、前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスから入射した日射光を遮蔽する第２日射遮蔽部材が、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスとの間に空間を設けるように屋内側に配置され、更に、機械排気構造が当該空間内から空気を排出する。本構成により、南側、東側及び西側からの日射光による蓄熱が抑制され、優れた熱貫流率及び日射遮蔽係数を実現することができ、従来構成と同等の断熱性能及び遮蔽性能を実現することができる。また、屋内側に別途の板ガラスが設置されないため、メンテナンス作業を容易に行うことができ、システム設置時やメンテナンス時などのコストを低減することができる。

また、前記第１日射遮蔽部材は、前記外壁から屋外側に突出した複数のフィンであり、当該複数のフィンが、前記外壁の水平方向に関して所定ピッチで配置されるので、東側及び西側からの日射光を確実に遮蔽することができ、遮蔽性能の優れた外装システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る外装システムの構成を概略的に示す図であり、（ａ）は部分立面図、（ｂ）は部分縦断面図である。 図１の外装システムの詳細を示す拡大部分縦断面図である。 図１の外装システムを適用した建物の年間空調負荷を算出する際に想定した各方位のペリメータゾーンを示す模式図である。 図１の外装システムを適用した建物の各方位における年間空調負荷と、従来の外装システムを適用した建物の各方位における年間空調負荷との比較を示すグラフである。 図１の外装システムの４方位における年間空調負荷合計と、従来の外装システムの４方位における年間空調負荷合計との比較を示すグラフである。 図１における第１日射遮蔽部材と建物の年間空調負荷との関係を考察する際に想定した各方位のペリメータゾーンを示す模式図である。 図１における第１日射遮蔽部材の配置ピッチを説明する部分水平断面図である。 図１の第１日射遮蔽部材の配置ピッチと、各方位における年間空調負荷との比較を示すグラフであり、（ａ）〜（ｃ）は、東ペリメータゾーンにおける空調負荷、（ｄ）〜（ｆ）は、西ペリメータゾーンにおける空調負荷を示す。 図１の第１日射遮蔽部材の配置ピッチと、各方位における年間空調負荷との比較を示すグラフであり、（ａ）〜（ｃ）は、南ペリメータゾーンにおける空調負荷、（ｄ）〜（ｆ）は、北ペリメータゾーンにおける空調負荷を示す。 図１の外装システムを建物に適用した際のペリメータゾーンの縦断面における温度分布を示す図であり、（ａ）は夏季、（ｂ）は冬季の場合を示す。 従来のプッシュプルウィンドウ方式の外装システムを建物に適用した際のペリメータゾーンの縦断面における温度分布を示す図であり、（ａ）は夏季、（ｂ）は冬季の場合を示す。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
［外装システムの構成］
図１は、本実施形態に係る外装システムの構成を概略的に示す図であり、（ａ）は部分立面図、（ｂ）は部分縦断面図である。また、図２は、図１の外装システムの詳細を示す拡大部分縦断面図である。本実施形態では、本発明の外装システムを、複数階を有するオフィスビルに適用した場合を説明する。なお、図１の構成はその一例を示すものであり、本発明に係る外装システムが適用される構成は、図１のものに限られない。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、外装システム１は、オフィスビル１００の外壁１００ａに取り付けられ、少なくとも２層の金属層を有するＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２と、外壁１００ａの屋外側Ａに取り付けられ、鉛直方向に延設した複数の第１日射遮蔽部材３と、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２との間に空間４を設けるように屋内側Ｂに配置され、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２から入射した日射光を遮蔽する第２日射遮蔽部材５と、空間４内から空気を排出する機械排気構造６とを備えている。本発明の外装システムは、種々の外壁構造に適用することができ、特にスパンドレル方式、方立（マリオン）方式、層方式、柱・梁方式などのカーテンウォール構造に適用することができる。

Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２は、鉛直方向に延在して複数階の床１０１，１０１，・・・に掛け渡された方立７（縦材）と、水平方向に延在する無目８（横材）とで構成される枠体に嵌め込まれた板ガラス積層体である。本実施形態では、隣接する方立７，７間に、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２及び外装パネル９が嵌め込まれており、鉛直方向に関してＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２及び外装パネル９が交互に嵌め込まれている。そして、水平方向に関して、複数の外装パネル９が並んで配置されると共に、複数のＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２，２，・・・が並んで配置されることにより横連窓が構成されている。

Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２は、対向配置された２枚の板ガラス２ａ、２ａと、２枚の板ガラス間に設けられた中空層２ｂと、２枚の板ガラスの対向面にそれぞれ設けられた金属層２ｃ，２ｃとを有している（図２）。この金属層は、遮熱性及び／又は断熱性を有しており、このような金属層を少なくとも２層設けることにより、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２に入射する日射光に対して優れた断熱、遮蔽を発揮することができる。Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスの金属層が１層であると、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスの断熱性及び遮熱性が不十分であり、外装システム全体の断熱性能及び遮蔽性能が十分でない。よって本発明では、金属層を少なくとも２層有するＬｏｗ−Ｅ複層ガラスを採用する。

このＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２は、３層以上の板ガラスを有していてもよい。この場合、上記金属層を３層以上設けることができ、更に優れた断熱性及び／又は遮蔽性を発揮することができる。

第１日射遮蔽部材３は、例えば外壁１００ａから屋外側Ａに突出した複数のフィンであり（図１）、複数のフィンが、外壁１００ａの水平方向に関して所定の配置ピッチで配置されている。本実施形態では、方立７が水平方向に関して所定ピッチで配置されており、第１日射遮蔽部材３が各方立に固定され、方立７と同一ピッチで配置されている。

第２日射遮蔽部材５は、例えばＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２からオフィスビル１００に入射した日射光を遮蔽するブラインドである。この第２日射遮蔽部材５は、採光を確保しつつ、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２で遮蔽されなかった日射光を遮蔽することができる。

第２日射遮蔽部材５は、例えば回動可能な複数のスラットを有する横型ブラインド或いは縦型ブラインド、又は、クロスブラインドである。第２日射遮蔽部材５のスラットは、遮蔽性能の観点から、アルミニウム合金などの金属材料に、所定色の塗装膜を設けたものが好ましく、上記所定色は、白或いはグレーが好ましい。また、第２日射遮蔽部材５がクロスブラインドの場合、スラットを有しないため、空間４の密閉性が高くなり、断熱性能をより高めることができる。
上記ブラインドは、太陽高度に応じた自動制御型ブラインド装置を構成してもよい。例えば、ブラインド装置は、電動モータ、上下機構、回動機構及び制御装置を備え、第１日射遮蔽部材３が日射光を遮蔽する時間帯（朝方や夕方）には遮蔽を小さくくして採光をできるだけ屋内空間Ｒに取り入れ、第１日射遮蔽部材３が日射光を遮蔽しにくい時間帯（昼間）には、遮蔽を大きくして日射光をより遮蔽するように制御してもよい。

機械排気構造６は、オフィスビル１００内の天井１０２内に設けられ、且つ空間４の上方に配置された排気口６ａと、天井ボード１０３と上階の床１０１との間の天井空間１０５内に配置され、排気口６ａと不図示の排気ダクトで接続された排気ファン６ｂとを有する。本実施形態では、排気口６ａは、天井ボード１０３と外装パネル９との間であって、且つ梁１０６よりも屋外側Ａに設けられており、空間４内で上昇した空気が、排気口６ａを介して天井空間１０５に排出される。また、排気口６ａは空間４の直上に配置されるのが好ましく、これにより空間４内で上昇した熱気を効率良く排出することができる。

排気ファン６ｂは、排気口６ａから天井空間１０５内に導入された空気を、不図示の排気ダクトを介してオフィスビル１００の外部に排気する。排気ファン６ｂは、天井空間１０５内に配置されていてもよいし、天井空間１０５以外の他の場所に配置されていてもよい。また、排気ファン６ｂを設けずに、オフィスビル１００に通常設置される換気・排気或いは空調用ファンを用い、当該ファンと排気口６ａとを排気ダクトで接続することで機械排気構造６を構成してもよい。

上記のように構成される外装システム１では、図２に示すように、先ず、オフィスビル１００に到達した日射光（主に、直達日射光）のうちの一部、特に、東側或いは西側からの日射光Ｓ１が第１日射遮蔽部材３で反射する。また、オフィスビル１００に到達した日射光の一部、特に南側からの日射光Ｓ２がＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２に入射すると、日射光Ｓ２の一部が当該Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２で反射すると共に、残りの日射光がＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２を透過して、空間４に到達する。更に、空間４を介して第２日射遮蔽部材５に到達した入射光Ｓ２’は、その一部が当該第２日射遮蔽部材５で反射し、残りの日射光Ｓ２”が第２日射遮蔽部材５を透過して屋内空間Ｒに到達する。

空間４内の空気は、日射光Ｓ２’によって温められると、空気の密度変化による自然の上昇気流によって空間４の上方に移動し、排気口６ａを介して空間４から排出される。空間４から排出された空気Ｆ１は、排気ファン６ｂ及び不図示の排気ダクトを介してオフィスビル１００の外部に排出される。また、空間４内の空気が排気口６ａを介して排出される際、オフィスビル１００の内部の空気Ｆ２が第２日射遮蔽部材５の隙間から空間４内に導入される。このように、空間４内の空気が当該空間４内で滞留し難くなり、これにより空間４内での空気の温度上昇が抑制される。

従来のダブルスキン方式の場合、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２のみならず、屋内側Ｂに別途の板ガラスを設ける構成であるが、上述のように、メンテナンス作業が煩雑であると共にメンテナンスコストが高い。本発明の外装システムでは、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２で構成されるシングルスキン方式であるため、清掃を要するガラス面は２面であり、メンテナンス作業が容易であると共にメンテナンスコストを低減することができる。

また、従来のプッシュプルウィンドウ方式の場合、空間４の上方に排気ファンを設けると共に、空間４の下方に給気ファンを設け、空気流れによって空間４にエアバリアを形成する。しかし空間４の熱気は、密度変化によって機械的な風圧等に因らずに上昇し、空間４の上方に設けられた排気口６ａに到達する。よって本発明の外装システム１のように吹き出しファンを設けない構成でも、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２と第２日射遮蔽部材５の間に設けられた空間４を空気流路とし、また、空間４の密閉性をある程度確保することで、吹き出しファンを設けた構成に匹敵する断熱性能を実現することが可能となる。

［本発明の外装システムの性能評価］
次に、外装システム１の性能を評価するために、外装システム１の熱貫流率及び日射遮蔽係数を計算すると共に、本外装システムを採用した建物の年間空調負荷（暖房負荷及び冷房負荷の合計）を計算した。

先ず、図３に示すように、オフィスビル１００の所定階における東ペリメータゾーン２１，西ペリメータゾーン２２、南ペリメータゾーン２３及び北ペリメータゾーン２４を想定し、各ペリメータゾーンの幅を、西／東ペリメータゾーンにおける柱１０８の１スパン分、すなわち７．２ｍとし、奥行きを３．６ｍとした。

年間空調負荷の計算には、熱負荷・空調システム計算プログラム「ｎｅｗＨＡＳＰ」を用いた。計算条件は、オフィスビル１００の内部発熱を、照明：５Ｗ/ｍ^２、人体（事務作業員）：０．１５人/ｍ^２、ＯＡ機器：２５Ｗ/ｍ^２とした。入力条件として、気象条件及び熱伝達条件は、ＪＩＳ Ａ２１０３に準ずる値とし、窓条件及びＬｏｗ−Ｅ複層ガラス条件は、実際の構造或いは製品の特性値を用い、ブラインド条件は、ＪＩＳ Ａ２１０３に準ずる値とした。これらの条件に基づいて入力した値を表１に示す。

また、比較として、（１）金属層を１層有する従来のシングルＬｏｗ−Ｅ複層ガラス（Ｌｏｗ−Ｅクリアガラス＋６ｍｍ中空層＋透明フロートガラス、及び明色ブラインド）の構成（以下、単に「Ｌｏｗ−Ｅ」という）、エアフローウィンドウ方式の外装システム（以下、単に「ＡＦＷ」という）、及びダブルスキン方式の外装システム（以下、単に「ＤＳ」という）のそれぞれについて、同様の計算を行った。結果を表２に示す。

表２に示すように、本発明の外装システムの日射熱取得率及び日射遮蔽係数は、それぞれ０．１７、０．１９である。また、表４に示す入力条件で熱貫流率を算出した結果、本発明の外装システムの熱貫流率は、表５に示す様に、０．９１Ｗ／ｍ^２・Ｋである。なお、表４の入力条件において、熱貫流率（冬季）用の熱伝達率（室内側総合熱伝達率及びガラス対流熱伝達率）は、ＪＩＳ Ａ２１０２−１：２０１５の値を用いている。

一方、「Ｌｏｗ−Ｅ」について、日本建築学会環境系論文集（第６００号、第３９頁〜第４４ 頁、２００６年２月）を参照した結果、「Ｌｏｗ−Ｅ」の明色ブラインド室内側の熱貫流率及び日射遮蔽係数は、それぞれ２．４Ｗ／ｍ^２・Ｋ、０．４８である。「ＡＦＷ」の熱貫流率及び日射遮蔽係数は、それぞれ０．９８Ｗ／ｍ^２・Ｋ、０．１７である。また、「ＤＳ」の熱貫流率及び日射遮蔽係数は、それぞれ１．２５Ｗ／ｍ^２・Ｋ、０．１５である。この計算結果から、外装システム１の断熱性能及び遮蔽性能は、計算上「Ｌｏｗ−Ｅ」と比較して優れており、また、「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」と比較しても若干優れていることが分かる。

次に、東西南北の各ペリメータゾーンにおける年間空調負荷を計算した結果を、図４及び図５に示す。
東ペリメータゾーン２１では、図４（ａ）に示すように、本発明の外装システムの年間空調負荷は３３４．７１ＭＪ／ｍ^２・年である。一方、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷は４７６．５５ＭＪ／ｍ^２・年、「ＡＦＷ」の年間空調負荷は３２０．７２ＭＪ／ｍ^２・年、「ＤＳ」の年間空調負荷は３２０．４５ＭＪ／ｍ^２・年である。すなわち本発明の外装システムでは、東ペリメータゾーン２１において、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷に対して７０．２％まで低減することができ、更に、「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」とほぼ同等の年間空調負荷であることが分かる。

西ペリメータゾーン２２では、図４（ｂ）に示すように、本発明の外装システムの年間空調負荷は、３３７．６５ＭＪ／ｍ^２・年である。一方、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷は、４９６．８５ＭＪ／ｍ^２・年、「ＡＦＷ」の年間空調負荷は３２５．０６ＭＪ／ｍ^２・年、「ＤＳ」の年間空調負荷は３２２．６８ＭＪ／ｍ^２・年である。すなわち本発明の外装システムでは、西ペリメータゾーン２２において、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷に対して６８％まで低減することができ、更に、「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」とほぼ同等の年間空調負荷であることが分かる。

南ペリメータゾーン２３では、図４（ｃ）に示すように、本発明の外装システムの年間空調負荷は、３１９．６０ＭＪ／ｍ^２・年である。一方、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷は５１４．５５ＭＪ／ｍ^２・年、「ＡＦＷ」の年間空調負荷は３２２．０１ＭＪ／ｍ^２・年、「ＤＳ」の年間空調負荷は３０９．０２ＭＪ／ｍ^２・年である。すなわち本発明の外装システムでは、南ペリメータゾーン２３において、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷に対して６２．１％まで低減することができ、更に、「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」とほぼ同等の年間空調負荷であることが分かる。

北ペリメータゾーン２４では、図４（ｄ）に示すように、本発明の外装システムの年間空調負荷は、３１４．９４ＭＪ／ｍ^２・年である。一方、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷は４１４．４０ＭＪ／ｍ^２・年、「ＡＦＷ」の年間空調負荷は２９９．９７ＭＪ／ｍ^２・年、「ＤＳ」の年間空調負荷は３０３．２６ＭＪ／ｍ^２・年である。すなわち本発明の外装システムでは、北ペリメータゾーン２４において、「Ｌｏｗ−Ｅ」の年間空調負荷に対して７６．０％まで低減することができ、更に、「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」とほぼ同等の年間空調負荷であることが分かる。

また，全方位のペリメータゾーンにおける年間空調負荷を計算すると、図５に示すように、本発明の外装システム１では、シングルスキン方式であるにも係わらず、年間空調負荷が「Ｌｏｗ−Ｅ」に対して６８．７％と小さく且つ「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」とほぼ同等であり、「ＡＦＷ」及び「ＤＳ」と同等の遮蔽性能及び断熱性能を実現できると推察される。

次に、第１日射遮蔽部材３がオフィスビル１００の年間空調負荷に与える影響を考察する。
図６に示すように、オフィスビル１００の所定階における東ペリメータゾーン３１、西ペリメータゾーン３２、南ペリメータゾーン３３及び北ペリメータゾーン３４を想定した。各ペリメータゾーンの奥行きを、３．６ｍとした。

そして、（Ａ）第１日射遮蔽部材３の配置ピッチＰ１が１２００ｍｍである場合（図７（ａ））、（Ｂ）第１日射遮蔽部材３の配置ピッチＰ２が１８００ｍｍである場合（図７（ｂ））、及び（Ｃ）第１日射遮蔽部材３を設けない場合（不図示）を想定し、それぞれの場合における年間空調負荷を計算した。年間空調負荷の計算には、上記と同様、熱負荷・空調システム計算プログラム「ｎｅｗＨＡＳＰ」を用いた。結果を図８及び図９に示す。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は、東ペリメータゾーン３１における空調負荷を示す。
東ペリメータゾーン３１の月別空調負荷は、図８（ａ）に示すように、いずれの月においても、第１日射遮蔽部材３の配置ピッチＰ１（＝１２００ｍｍ）、配置ピッチＰ２（＝１８００ｍｍ）、第１日射遮蔽部材３を設けない場合、の順により大きくなっている。
東ペリメータゾーン３１における年間空調負荷は、図８（ｂ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の年間空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ１の場合は８１．７％、配置ピッチＰ２の場合は８６．６％である。
また、図８（ａ）で示す月別空調負荷のピーク月である「８月」について、所定時刻（８時）における東ペリメータゾーン３１の空調負荷を計算すると、図８（ｃ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ１の場合は９３．８％、配置ピッチＰ２の場合は９４．５％である。

図８（ｄ）〜図８（ｆ）は、西ペリメータゾーンにおける空調負荷を示す。
西ペリメータゾーン３２の月別空調負荷は、図８（ｄ）に示すように、いずれの月においても、第１日射遮蔽部材３の配置ピッチＰ１、配置ピッチＰ２、第１日射遮蔽部材３を設けない場合、の順により大きくなっている。
西ペリメータゾーン３２における年間空調負荷は、図８（ｅ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の年間空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ１の場合は７９．１％、配置ピッチＰ２の場合は８４．７％である。
また、図８（ｄ）で示す月別空調負荷のピーク月である「８月」について、所定時刻（１５時）における西ペリメータゾーン３２の空調負荷を計算すると、図８（ｆ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ１の場合は９２．８％、配置ピッチＰ２の場合は９４．８％である。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、南ペリメータゾーン３３における空調負荷を示す。
南ペリメータゾーン３３の月別空調負荷は、図９（ａ）に示すように、いずれの月においても、第１日射遮蔽部材３の配置ピッチＰ１、配置ピッチＰ２、第１日射遮蔽部材３を設けない場合、の順により大きくなっている。
南ペリメータゾーン３３における年間空調負荷は、図９（ｂ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の年間空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ１の場合は７１．９％、配置ピッチＰ２の場合は８０．４％である。
また、図９（ａ）で示す月別空調負荷のピーク月である「８月」について、所定時刻（１１時）における南ペリメータゾーン３３の空調負荷を計算すると、図９（ｃ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ１の場合は８７．８％、配置ピッチＰ２の場合は９１．７％である。

図９（ｄ）〜図９（ｆ）は、北ペリメータゾーン３４における空調負荷を示す。北ペリメータゾーン３４における空調負荷は、第１日射遮蔽部材３の配置ピッチがＰ２（＝１８００ｍｍ）である場合のみ計算した。
北ペリメータゾーン３４の月別空調負荷は、図９（ｄ）に示すように、いずれの月においても、配置ピッチＰ２の場合の方が、第１日射遮蔽部材３を設けない場合よりも小さくなった。
北ペリメータゾーン３４における年間空調負荷は、図９（ｅ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の年間空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ２の場合は８１．６％である。
また、図９（ｄ）で示す月別空調負荷のピーク月である「８月」について、所定時刻（９時）における北ペリメータゾーン３４の空調負荷を計算すると、図９（ｆ）に示すように、第１日射遮蔽部材３を設けない場合の空調負荷を１００％としたとき、配置ピッチＰ２の場合は８７．３％である。

この結果から、外装システム１に第１日射遮蔽部材３を設けることで、東西南北の全てのペリメータゾーンにおいて、各月の空調負荷が小さくなると共に（図８（ａ），（ｄ）、図９（ａ），（ｄ））、年間空調負荷が小さくなり（図８（ｂ），（ｅ）、図９（ｂ），（ｅ））、上記特定時刻での空調負荷も小さくなることが分かる（図８（ｃ），（ｆ）、図９（ｃ），（ｆ））。そして、第１日射遮蔽部材３の配置ピッチを小さくすることにより（Ｐ１＜Ｐ２）、各月の空調負荷及び年間空調負荷のいずれも小さくできることが分かる。

また、東ペリメータゾーン３１では、第１日射遮蔽部材３を設けない場合と比較して、朝８時における空調負荷が低減しており、朝方の東側からの日射光を効果的に遮蔽できることが分かる。同様に、西ペリメータゾーン３２でも、第１日射遮蔽部材３を設けない場合と比較して、１５時における空調負荷が低減しており、夕方の西側からの日射光を効果的に遮蔽できることが分かる。

［外装システムの複層ガラス近傍における温度分布］
ペリメータゾーンは、建物の大きさにも因るが、建物の壁から２．０ｍ〜５．５ｍの範囲内の直達日射光が入射する外周空間である。このペリメータゾーンは、その内側に位置するインテリアゾーン（内部空間）と比較して、外光や外気などの外部環境の影響が大きく、温度変化が大きいため、このような温度変化をできるだけ抑制できる外装システムとするのが望ましい。そこで、本発明の外装システム１を建物に採用した場合の空間４の温度分布をシミュレーションし、比較として、従来のプッシュプルウィンドウ方式の外装システムを建物に適用した場合の温度分布をシミュレーションした。

図１０は、図１の外装システム１を建物に適用した際の空間４の縦断面における温度分布を示す図であり、（ａ）は夏季、（ｂ）は冬季の場合をそれぞれ示す。また、図１１は、従来のプッシュプルウィンドウ方式の温度分布を示す図であり、（ａ）は夏季、（ｂ）は冬季の場合をそれぞれ示す。

図１の外装システム１では、年間で最も日射光の影響を受ける夏季には（図１０（ａ））、空間４の上部に３５℃前後の領域があるものの、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２の近傍に設けられた空間４の中央部が２７℃前後となっている。また、年間で最も日射光の影響を受け難い冬季には（図１０（ｂ））、空間４の下端に１６℃前後の領域があるものの、空間４の大部分が２３℃前後となっている。

また、従来のプッシュプルウィンドウ方式の場合、夏季にはＬｏｗ−Ｅ複層ガラスの近傍に設けられた空間４の上部が２８℃前後であり、空間４の中央部が２７℃前後となっている（図１１（ａ））。また、冬季には、空間４の下端に１６℃前後の領域がある程度であり、空間４の大部分が２３℃前後となっている。（図１１（ｂ））。このように、図１１（ａ）の温度分布によれば、夏季において、空間４の下方に吹き出しファンを設けても熱気をそれ程遮断できていないと推察される。

このシミュレーション結果から、本発明の外装システムを適用した場合、夏季には空間４の上部に若干の高温領域が生じているものの、空間４の大部分でプッシュプルウィンドウ方式とほぼ同等の温度分布を得られることが分かる。また、冬季でも、空間４の大部分でプッシュプルウィンドウ方式とほぼ同等の温度分布となり、更に、空間４の下部に生じる低温領域を小さくできることが分かる。よって、空間４の上方にのみ機械排気構造６を設けて、空間４の下方に吹き出しファンを設けない方式を採用する本発明の構成でも、プッシュプルウィンドウ方式とほぼ同等の断熱性能を維持できると推察される。

上述したように、本実施形態によれば、２層の金属層２ｃ，２ｃを有するＬｏｗ−Ｅ複層ガラス２がオフィスビル１００の外壁１００ａに取り付けられ、鉛直方向に延設した複数の第１日射遮蔽部材３，３，・・・が、オフィスビル１００の外壁１００ａの屋外側Ａに取り付けられる。また、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２から入射した日射光Ｓ２’を遮蔽する第２日射遮蔽部材５が、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス２との間に空間４を設けるように屋内側Ｂに配置され、更に、機械排気構造６が空間４内から空気を排出する。本構成により、南側、東側及び西側からの日射光による蓄熱が抑制され、優れた熱貫流率及び日射遮蔽係数を実現することができ、従来構成と同等の断熱性能及び遮蔽性能を実現することができる。また、屋内側Ａに別途の板ガラスが設置されないため、メンテナンス作業を容易に行うことができ、システム設置時やメンテナンス時などのコストを低減することができる。

また、第１日射遮蔽部材３は、外壁１００ａから屋外側Ａに突出した複数のフィンであり、当該複数のフィンが、外壁１００ａの水平方向に関して所定の配置ピッチＰ１或いはＰ２で配置されるので、東側及び西側からの日射光を確実に遮蔽することができ、遮蔽性能のより優れた外装システムを提供することができる。

以上、上記実施形態に係る外装システムについて述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

例えば、本実施形態では、第１日射遮蔽部材３は方立７毎に取り付けるが、これに限らず、方立７とは異なる別途の縦材を所定ピッチで外壁に取り付け、当該縦材毎に取り付けられてもよい。また、第１日射遮蔽部材は、方立或いは上記縦材とは異なるピッチで配置されてもよい。

第１日射遮蔽部材３がフィンである場合、水平断面形状が矩形、或いは三角形であってもよい。また、第１日射遮蔽部材３はフィン形状に限らず、東側及び西側からの日射光を遮蔽できる他の立体形状であってもよい。

また、上記実施形態の外装システム１には庇が設けられていないが、これに限らず、建物の外壁に庇が設けられてもよい。すなわち、外装システムは、建物の外壁に、建物の鉛直方向に延設された第１日射遮蔽部材と、Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスの上方に配置された庇とを備えていてもよい。

本実施形態では外装システムをオフィスビルに適用しているが、これに限らず、工場、商業施設、病院など、複数階を有する建物に適用してもよい。また、都市計画地域など、所定地域に建設される複数の建物全体に本発明の外装システムを適用することにより、当該地域全体での電気、ガス等の従来エネルギーの消費を抑制し、地域全体の省エネルギー化を図ることが可能となる。

１ 外装システム
１００ オフィスビル
１００ａ 外壁
１０１ 床
１０２ 天井
２ Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラス
２ａ 板ガラス
２ｂ 中空層
２ｃ 金属層
３ 第１日射遮蔽部材
４ 空間
５ 第２日射遮蔽部材
６ 機械排気構造
６ａ 排気口
６ｂ 排気ファン
７ 方立
８ 無目
９ 外装パネル
２１ 東ペリメータゾーン（一部）
２２ 西ペリメータゾーン（一部）
２３ 南ペリメータゾーン（一部）
２４ 北ペリメータゾーン（一部）
３１ 東ペリメータゾーン
３２ 西ペリメータゾーン
３３ 南ペリメータゾーン
３４ 北ペリメータゾーン
Ａ 屋外側
Ｂ 屋内側
Ｆ１ 空気
Ｆ２ 空気
Ｐ１ 配置ピッチ
Ｐ２ 配置ピッチ
Ｒ 屋内空間
Ｓ１ 日射光
Ｓ２ 日射光
Ｓ２’ 日射光
Ｓ２” 日射光

Claims (4)

1. 建物の外壁に取り付けられ、少なくとも２層の金属層を有するＬｏｗ−Ｅ複層ガラスと、
   前記外壁の屋外側に取り付けられ、鉛直方向に延設した複数の第１日射遮蔽部材と、
   前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスとの間に空間を設けるように屋内側に配置され、前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスから入射した日射光を遮蔽する第２日射遮蔽部材と、
   前記空間内から空気を排出する機械排気構造と、を備え、
   前記建物は、天井と、前記天井と上階の床との間の天井空間と、を有し、
   前記天井は、天井ボードと、前記天井ボードにおける屋外側の端部から上方に延びる上延部と、前記上延部の上端部から屋外側に向かって前記外壁まで延びる外延部と、を有し、
   前記機械排気構造は、前記外延部に設けられ、且つ前記空間の上方に配置された排気口を有し、前記空間内の空気を前記排気口から前記天井空間を通じて前記建物の外部に排出するものであり、
   前記第２日射遮蔽部材は、前記上延部に密接するように設けられたクロスブラインドであることを特徴とする外装システム。
2. 前記第１日射遮蔽部材は、前記外壁から屋外側に突出した複数のフィンであり、
   前記複数のフィンが、前記外壁の水平方向に関して所定ピッチで配置されていることを特徴とする、請求項１記載の外装システム。
3. 前記Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスが、３層以上の板ガラスを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の外装システム。
4. 前記建物の外壁は、カーテンウォール構造であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外装システム。