カーテンウォール
【課題】簡易的にスパンドレル部の中空層に生じる結露を抑制することのできるカーテンウォールを提供する。
【解決手段】開口部１０及びスパンドレル部２０を有し、該スパンドレル部は、スパンドレル部の外枠を形成する枠体２１、２４、３０と、枠体の内側に配置されるガラスパネル２６と、ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネルとを備えるカーテンウォール１であって、枠体、ガラスパネル、及び耐火パネルにより囲まれて形成される中空層Ｓと、中空層内の圧力が室外の圧力に対して所定の圧力差内にあるときに、中空層内に存する空気の浮力により該空気を室外に排出可能な換気手段４０、５０と、中空層内の圧力と室外の圧力とが所定の圧力差を超えたときに、中空層からの空気の出入りを禁止する遮断手段４０、５０とを備えるものとする。
【解決手段】開口部１０及びスパンドレル部２０を有し、該スパンドレル部は、スパンドレル部の外枠を形成する枠体２１、２４、３０と、枠体の内側に配置されるガラスパネル２６と、ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネルとを備えるカーテンウォール１であって、枠体、ガラスパネル、及び耐火パネルにより囲まれて形成される中空層Ｓと、中空層内の圧力が室外の圧力に対して所定の圧力差内にあるときに、中空層内に存する空気の浮力により該空気を室外に排出可能な換気手段４０、５０と、中空層内の圧力と室外の圧力とが所定の圧力差を超えたときに、中空層からの空気の出入りを禁止する遮断手段４０、５０とを備えるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に用いられるカーテンウォールに関し、詳しくはスパンドレル部に結露が発生し難いとともに耐久性にも優れるカーテンウォールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの外装部として、カーテンウォールが用いられることが多くなり、その要望も多岐にわたる。カーテンウォールは、工場で組み立てたカーテンウォールユニットを建物躯体に金具により取り付けるだけでよいため、施工性に優れ、外観の観点からも意匠性が高いので新築及び建て替えビルに広く採用されている。
【０００３】
カーテンウォールユニットは、開口部と、該開口部の上下に配置されるスパンドレル部（「腰部」ということもある。）と、を備え、開口部は、ビルの居住空間に対応するビル外周部分に配置され、室内側と室外側とをガラスパネルにより仕切っている。
【０００４】
一方、スパンドレル部は、開口部の上下に配置され、ビルの床や天井に対応するビル外周部分に具備される。図１０、及び図１１に、従来の例によるスパンドレル部１２０に注目したカーテンウォール１０１の断面図を示した。図１０はカーテンウォール１０１がビルに取り付けられた姿勢における垂直断面図、図１１は同水平断面図である。図１０では紙面左が室外側、紙面右が室内側である。図１１では、紙面上が室外側、紙面下が室内側である。
【０００５】
スパンドレル部１２０は開口部１１０と開口部１１０との間に配置され、室外に面して配置されたガラスパネル１２６と、該ガラスパネル１２６と略平行に所定の間隔を有して室内側に配置される耐火パネル１２７とを備えている。耐火パネル１２７は当該部位のビル内部を室外視から隠蔽するとともに防災上の要請から配置されるものである。特に耐火上の理由から耐火パネル１２７には材料としてケイ酸カルシウムが用いられている。
【０００６】
また、ガラスパネル１２６、及び耐火パネル１２７の４辺には型材からなる縦枠１３０、及び横枠１２１、１２４が配置される。従って、スパンドレル部１２０は図１０、図１１にＴで示したように、ガラスパネル１２６、耐火パネル１２７、縦枠１３０及び横枠１２１、１２４に囲まれた中空層Ｔを有している。
【０００７】
スパンドレル部１２０のかかる構成において、従来、スパンドレル部１２０のガラスパネル１２６表面に結露を生じることが問題となっていた。この１つの理由として、室内の高温で加湿された空気が耐火パネルと枠体との間隙から中空層Ｔ内に流入し、これが冷やされて結露することが挙げられる。また、他の理由として、日射等により耐火パネル１２７に含まれる水分が上記中空層Ｔ内に蒸発して該中空層Ｔの湿度が上昇し、これが雨や日の陰り等により冷やされたときにガラスパネル１２６に結露することを挙げることができる。
【０００８】
１つ目の理由による結露は、耐火パネルを枠体にシール材等により密閉して取り付けることにより、中空層Ｔと室内との空気の出入りを禁止することにより防止することができる。２つ目の理由による結露は、枠体に外気と中空層Ｔとを連結する換気口を設置し、外気温と中空層内の温度差を利用して換気することにより防止することができる。当該排気手段としては例えば特許文献１に排気手段を備えるカーテンウォールが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の方法、及び特許文献１のカーテンウォールでは、開口された換気口を意識的に閉鎖しない限り開口したままであり、このときに強い風があった場合、その風圧により中空層内が高圧になってしまう虞があった。スパンドレル部においては室内側が耐火パネルにより形成されているので、その強度によっては中空層内が高圧になると該耐火パネルが損傷する虞があった。
【００１０】
そこで、本発明は簡易的にスパンドレル部の中空層に生じる結露を抑制することのできるカーテンウォールを提供することを課題とする。また、この際、耐火パネルを含めたスパンドレル部の構成部材の損傷を防止することができるカーテンウォールとすることも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、開口部（１０）及びスパンドレル部（２０）を有し、該スパンドレル部は、スパンドレル部の外枠を形成する枠体（２１、２４、３０）と、枠体の内側に配置されるガラスパネル（２６）と、ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネル（２７）とを備えるカーテンウォール（１）であって、枠体、ガラスパネル、及び耐火パネルにより囲まれて形成される中空層（Ｓ）と、中空層内の圧力が室外の圧力に対して所定の圧力差内にあるときに、中空層内に存する空気の浮力により該空気を室外に排出可能な換気手段（４０、５０）と、中空層内の圧力と室外の圧力とが所定の圧力差を超えたときに、中空層からの空気の出入りを禁止する遮断手段（４０、５０）とを備えるカーテンウォールを提供することにより前記課題を解決する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、開口部（１０）及びスパンドレル部（２０）を有し、該スパンドレル部は、スパンドレル部の外枠を形成する枠体（２１、２４、３０）と、枠体の内側に配置されるガラスパネル（２６）と、ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように枠体に取り付けられる耐火パネル（２７）とを備えるカーテンウォール（１）であって、枠体、ガラスパネル、及び耐火パネルにより囲まれて形成される中空層（Ｓ）を有し、枠体が、少なくとも２箇所に中空層と、室外とを通じる流通路（Ｂ、Ｃ）を具備するとともに、流通路には流通路の遮断、開放を可能とする外気導入弁（４０、５０）を備え、外気導入弁により、中空層内が室外の圧力に対して所定の圧力差を有するものとなったときに流通路が遮断されることを特徴とするカーテンウォールにより前記課題を解決する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカーテンウォール（１）の一方の流通路（Ｂ）及び外気導入弁（４０）が枠体のうちの下横枠（２４）又は縦枠（３０）に設けられ、他方の流通路（Ｃ）及び外気導入弁（５０）が、一方の流通路及び外気導入弁より上方の縦枠（３０）又は上横枠（２１）のいずれかの位置に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構造によりスパンドレル部の中空層を換気し、結露の発生を抑制することができる。さらに強い風圧力により中空層内と、室外側との間に大きな圧力差が生じたときに中空層内への空気の出入りを遮断することができ、これにより耐火パネル等が圧力差で損傷することを防止することが可能となる。
【００１６】
また、空気が出入り可能な流通路が上下に離隔して配置される。これにより、直射日光等により暖められ、密度が小さくなって上昇した空気が、より効果的に中空層内から外へ流出されるとともに冬季の乾燥した外気を中空層へ取り込むことができる。従って、中空層内の換気が一層促進され、結露の発生をさらに効率的に防止することができる。
【００１７】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００１９】
図１には、カーテンウォール１の外観を示した。図１（ａ）はカーテンウォール１の室外視正面図、図１（ｂ）は垂直断面図である。カーテンウォール１は、ビル内部の室内（いわゆる居住空間）の外周部に対応する位置に配置される開口部１０、１０、…と、天井及び床の外周部に対応する位置に配置されるスパンドレル部２０、２０、…とを備えている。開口部１０、１０、…及びスパンドレル部２０、２０、…は、それぞれが横方向に一列に並列され、縦方向には、該開口部１０、１０、…とスパンドレル部２０、２０、…とが交互に並べられている。また、各々の開口部１０、１０、…及びスパンドレル部２０、２０、…の縦端辺は縦枠３０、３０に取り付けられる。従って、開口部１０、１０、…とスパンドレル部２０、２０、…とにより、カーテンウォール１は室外側正面視で升目状を呈している。
【００２０】
図２はカーテンウォール１の１つのスパンドレル部２０に注目して示した該カーテンウォール１の垂直断面図である。図３は、図２にＡ−Ａで示した線による水平断面図で、縦枠３０に注目した部位である。図２では紙面左が室外側、紙面右が室内側である。また、図３では紙面上が室外側、紙面下が室内側である。図１〜図３、及び適宜示す図を参照しつつカーテンウォール１についてさらに説明する。
【００２１】
開口部１０、１０はビルの居住空間の建物外周部に対応する部分に配置され、室内側と室外側とを仕切るガラスパネル１１、１１を備えている。ガラスパネル１１、１１は、その４辺を後述する上横枠２１、下横枠２４、及び縦枠３０により開口部１０、１０に固定されている。当該ガラスパネル１１は透光性を有するガラス板により構成され、通常の建築物に用いられるガラスパネルを利用することができる。
【００２２】
スパンドレル部２０は、ガラスパネル２６、耐火パネル２７、枠体としての上横枠２１、同下横枠２４、同縦枠３０、及び外気導入弁４０、５０を備えている。スパンドレル部２０は開口部１０の上下に配置され、ビルの床や天井の建物外周部に対応する部分に具備される。そして、当該ガラスパネル２６、耐火パネル２７、上横枠２１、下横枠２４、及び縦枠３０に囲まれた部分により中空層Ｓが形成されている。以下に各構成要素について説明する。
【００２３】
ガラスパネル２６は、透光性を有するガラス板により構成され、通常の建築物に用いられるガラスパネルを利用することができる。当該ガラスパネル２６は、室外に面して配置され、開口部１０に具備されるガラスパネル１１と略面一とされている。これにより建物の意匠性を高めることができ、外観に優れた建物を提供することが可能となる。
【００２４】
耐火パネル２７は、ガラスパネル２６と略平行に該ガラスパネル２６より室内側に配置される。このとき耐火パネル２７と、ガラスパネル２６との間には所定の間隙が設けられ、中空層Ｓが形成される。耐火パネル２７は、建物内側を室外視から隠蔽するとともに防災上の要請から具備される。従って特に耐火上の観点から材料として、ケイ酸カルシウムが用いられることが多い。
【００２５】
上横枠２１は上記ガラスパネル２６及び耐火パネル２７の４辺のうち上の辺のそれぞれに沿って配置される長尺部材である。図４に上横枠２１の部分に注目した垂直断面を示した。従って、上横枠２１は図４に表された断面を概ね維持して紙面奥／手前方向に延在している。上横枠２１は、図４に表されたようにその断面において開口部１０側の第一上横枠２２と、スパンドレル部２０側の第二上横枠２３とが組み合わされて形成されている。
【００２６】
第二上横枠２３の下部で室外側の部位は、ガラスパネル２６の上端部を受け入れ可能に形成される。そして、ビード２３ａ、２３ｂに挟持されるようにガラスパネル２６の上端がここに固定される。一方、第二上横枠２３の下部で室内側の部位にはアーム２３ｃが取り付けられ、該アーム２３ｃが耐火パネル２７の上端部を受け入れ可能に形成されている。そして耐火パネル２７の上端はシール材２３ｄ、２３ｅに挟持されるようにアーム２３ｃに固定される。従って、ガラスパネル２６の上端はビード２３ａ、２３ｂにより、耐火パネル２７はシール材２３ｄ、２３ｅにより、その前後で空気の出入りが遮断されている。本実施形態では、シール材２３ｄ、２３ｅにより空気の出入りが遮断されているが、いずれか一方で空気の出入りが遮断されていてもよい。これには例えばシール材２３ｄについては図４の紙面奥／手前方向に延在せず、断続的に数個のピースにより形成される態様を挙げることができる。また、上横枠２１には、第一上横枠２２、第二上横枠２３の各部に適宜シール材が配置され、適切に気密水密が維持されている。ここで「シール材」は水密性、気密性を確保することができればその種類は特に限定されるものではなく、錬り状のシーリング材のみでなくガスケット等をも適用することができる。
【００２７】
下横枠２４は上記ガラスパネル２６及び耐火パネル２７の４辺のうち下の辺のそれぞれに沿って配置される長尺部材である。図５に下横枠２４の部分に注目した垂直断面を示した。従って、下横枠は図５に表された断面を概ね維持して紙面奥／手前方向に延在している。
【００２８】
下横枠２４の上部で室外側の部位は、ガラスパネル２６の下端を受け入れ可能に形成されている。そして、ビード２４ａ、２４ｂに挟持されるようにガラスパネル２６の下端がここに固定される。一方、下横枠２４の上部で室内側の部位にはアーム部２４ｃが設けられ、該アーム部２４ｃが耐火パネル２７の下端部を受け入れ可能に形成されている。そして耐火パネル２７の下端はシール材２４ｄ、２４ｅに挟持されるようにアーム部２４ｃに固定される。従って、ガラスパネル２６の下端はビード２４ａ、２４ｂにより、耐火パネル２７の下端はシール材２４ｄ、２４ｅにより、その前後で空気の出入りが遮断されている。本実施形態では、シール材２４ｄ、２４ｅにより空気の出入りが遮断されているが、いずれか一方で空気の出入りが遮断されていてもよい。これには例えばシール材２４ｄについては図５の紙面奥／手前方向に延在せず、断続的に数個のピースにより形成される態様を挙げることができる。
【００２９】
また、下横枠２４には図５にＢで示したように室外と中空層Ｓとを通じる通風路Ｂが設けられている。そして通風路Ｂの中空層Ｓ側に外気導入弁４０が配設されている。外気導入弁４０については後で説明する。通風路Ｂは、図５に表れているが、下横枠２４の長手方向（紙面奥／手前方向）に沿って全長に亘って設けられてはおらず、一部に設けられているのみである。当該通風路Ｂ、及び外気導入弁４０、５０（図２参照）により後述するように中空層Ｓ内の空気が適切に通気され、結露を防止することが可能となる。
【００３０】
次に縦枠３０について図３を参照しつつ説明する。縦枠３０は上記ガラスパネル２６及び耐火パネル２７の４辺のうち左右の辺のそれぞれに沿って配置される長尺部材である。従って、縦枠３０は図３に表された断面を概ね維持して紙面奥／手前方向に延在している。また、縦枠３０は、隣り合う開口部１０、１０及びスパンドレル部２０、２０の間に配置される共有部材である。そして縦枠３０は、左右に並列する左縦枠３１と、右縦枠３２とが合わせられるように形成されている。
【００３１】
縦枠３０のうちガラスパネル２６、２６の左右端が配置される部位は、該ガラスパネル２６、２６の左右端を受け入れ可能に形成されている。そして、ビード３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに挟持されるようにガラスパネル２６、２６の左右端がここに固定される。一方、縦枠３０のうち耐火パネル２７、２７の左右端が配置される部位には、アーム３１ｃ、３２ｃが設けられる。そして、該アーム部３１ｃ、３２ｃが耐火パネル２７、２７の左右端を受け入れ可能に形成されている。このとき耐火パネル２７、２７の左右端はシール材３１ｄ、３１ｅ、３２ｄ、３２ｅに挟持されるようにアーム３１ｃ、３２ｃに固定される。従って、ガラスパネル２６、２６の左右端はビード３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂにより、耐火パネル２７、２７の左右端はシール材３１ｄ、３１ｅ、３２ｄ、３２ｅにより、その前後で空気の出入りが遮断されている。本実施形態では、シール材３１ｄ、３１ｅ、３２ｄ、３２ｅにより空気の出入りが遮断されているが、いずれか一方で空気の出入りが遮断されていてもよい。これには例えばシール材３１ｄ、３２ｄについては図３の紙面奥／手前方向に延在せず、断続的に数個のピースにより形成される態様を挙げることができる。
【００３２】
また、縦枠３０には、左縦枠３１、右縦枠３２の各部、及びその間に適宜シール材が配置され、適切に気密水密を維持している。
【００３３】
さらに、縦枠３０には図３にＣ、Ｃで示したように中空層Ｓと室外とを通じる通風路Ｃ、Ｃが設けられている。そして通風路Ｃ、Ｃの中空層Ｓ側に外気導入弁５０が配設される。外気導入弁５０については後で説明する。通風路Ｃ、Ｃは、図３に表れているが、縦枠３０の長手方向（紙面奥／手前方向）に沿って全長に亘っては設けられてはおらず、一部に設けられているのみである。当該通風路Ｃ、Ｃの垂直方向位置は特に限定されるものではないが、上記した通風路Ｂに対して出来るだけ離隔した上方が良いので、スパンドレル部２０、２０の上半分のいずれかの部位であることが好ましく、それが上部であることがさらに好ましい。そして、当該通風路Ｃ、Ｃ、通風路Ｂ及び外気導入弁４０、５０により後述するように中空層Ｓ内の空気が適切に排気され、結露を防止することが可能となる。このとき、通風路Ｃから流出した空気は、図３に矢印Ｄで示した通路や、紙面上下方向に縦枠３０に沿って移動し、室外へ出ることができる。
【００３４】
かかる構成の縦枠３０は、左縦枠３１、及び右縦枠３２のそれぞれに取り付けられる連結部材３３、３４を介して、不図示の固定部材等により建物の基礎鉄骨２に固定される。
【００３５】
本実施形態では、通風路Ｂは下横枠２４に、通風路Ｃは縦枠３０にそれぞれ設けられたがこれに限定されるものではない。例えば、通風路Ｂを縦枠３０に、通風路Ｃを上横枠２１に設けてもよい。また、通風路Ｂ、Ｃのいずれもが縦枠３０に設けられていてもよい。このとき通風路Ｃは通風路Ｂよりも上方に配置されれば本発明の効果を奏することができる。外気導入弁４０、５０は、通風路Ｂ、Ｃの配置に伴い適宜その配置も変更される。
【００３６】
次に外気導入弁４０、５０について説明する。上記の通り、外気導入弁４０は下横枠２４に設けられ、外気導入弁５０は縦枠３０に備えられる。当該２種類の外気導入弁４０、５０は、取り付けられる位置が異なるのみで、構成は同じある。従ってここでは外気導入弁４０についてのみ説明する。図６は外気導入弁４０の外観斜視図である。図７は外気導入弁４０の断面図であり、図７（ａ）は図６にＥ−Ｅで示した線に沿った面による垂直断面図、図７（ｂ）は図６にＦ−Ｆに示した線に沿った面による垂直断面図、及び図７（ｃ）は図６にＧ−Ｇに示した線に沿った面による垂直断面図である。図６及び図７を参照しつつ外気導入弁４０について説明する。
【００３７】
外気導入弁４０は、両端面が開口している筒状体である筒体４１と、該筒体４１の内側に具備される弁４５と、弾性部材４８、４８、４８、４８と、を備えている。筒体４１は、筒の軸に垂直な断面形状が、両端が半円で形成された略矩形とされている。また、筒体４１の内壁面には内周に沿って突起４１ａ、４２ａが設けられている。従って、当該突起４１ａ、４２ａの部分では、筒体４１の内側開口が狭くなる。突起４１ａ、４２ａの配置位置は、突起４１ａが筒体４１の軸方向略中央に、突起４２ａが筒体４１の端部である。これら突起４１ａ、４２ａを筒体４１の内側に形成するための方法は特に限定されるものではない。本実施形態では、製造容易性の観点から、突起４２ａとなる部分を有する突起部材４２を別体で筒体４１の内側に挿入することにより筒体４１の内側に突起４２ａを形成した。
【００３８】
また、筒体４１はその内側に該内側を横切るように、対向する内壁面を渡されて設けられた弁支持部材４４、４４を有している。弁支持部材４４、４４は、所定の間隔を有して２つ並列されている。弁支持部材４４、４４は筒体４１の突起４１ａと略同じ軸方向位置に設けられている。さらに弁支持部材４４、４４は、その長さ方向略中央に、筒体４１の軸方向に平行である貫通孔４４ａ、４４ａを有している。
【００３９】
弁４５は、プレート４６と弁支持棒４７、４７とを備えている。プレート４６は筒体４１の内側開口形状と略相似形を有する板状の部材である。当該板状である板面の外周は、筒体４１の突起４１ａ、４２ａの部位における筒体４１の内側開口よりも大きく、突起４１ａ、４２ａが具備されない部位における筒体４１の内側開口よりも小さくされている。弁支持棒４７、４７はプレート４６の一面側に備えられる立設した棒状部材で、上記弁支持部材４４、４４に対応する位置に具備されている。弁支持棒４７、４７の直径は、弁支持部材４４、４４の貫通孔４４ａ、４４ａの直径より小さく形成されている。
【００４０】
かかる構成を有する弁４５は、プレート４６の部分が筒体４１の軸方向において突起４１ａと突起４２ａとの間に配置される。加えて弁支持棒４７、４７が弁支持部材４４、４４の貫通孔４４ａ、４４ａの内側に挿入される。従って、プレート４６は、突起４１ａと突起４２ａとの間を移動することができるとともに、突起４１ａ、４２ａのいずれかに当接された場合には筒体４１の内側開口を閉鎖することが可能となる。
【００４１】
外気導入弁４０、５０が下横枠２４、及び縦枠３０に備えられる際には、突起４２ａが中空層Ｓとは反対側に向けられるように具備される。ただし当該向きは限定されるものではなく、いずれの方向に向けられてもよい。また、本実施形態において外気導入弁は、下横枠２４に２つ（外気導入弁４０、４０）、縦枠３０（３１、３２）に各１つ（外気導入弁５０、５０）設けられている。しかしこれについても限定されるものではなく、中空層Ｓの大きさ等により適宜変更することが可能である。
【００４２】
弾性部材４８、４８、４８、４８は、その伸縮により所定の弾性力を備える部材である。これにはバネや伸縮性を有する発砲体等を挙げることができる。弾性部材４８、４８、４８、４８は、その一端を弁支持部材４４、４４に取り付けられ、他端をプレート４６に取り付けられる。従って、弁４５のプレート４６の位置により弾性部材４８、４８、４８、４８は付勢される。具体的な弁の動作については後で説明する。
【００４３】
以上説明したような構成により本発明のカーテンウォール１が形成される。これによれば、簡易な構成とされていることがわかる。かかる簡易な構成であるにもかかわらず中空層Ｓの換気を適切におこなうことができるとともに、耐火パネル２７に大きな負荷がかかることを防止することが可能となる。
【００４４】
次に具体的に中空層Ｓの換気、及び耐火パネル２７の保護について説明する。はじめに外気導入弁４０の動作について説明する。ここでも、外気導入弁５０については、外気導入弁４０の説明が該当するので説明を省略する。図８に外気導入弁４０の各姿勢を説明するための断面図を示した。図８は図７（ａ）と同じ視点によるものである。図８（ａ）は外気導入弁４０の前後で圧力差がない場合、外気導入弁４０にいずれの方向からも風が流入していない場合における外気導入弁４０の姿勢である。かかる場合に外気導入弁４０の弾性部材４８、４８、４８、４８は平衡状態にあり、いずれの方向にも付勢されていない。このときプレート４６は突起４１ａと４１ｂとの間に位置する。従ってかかる場合には、プレート４６と筒体４１の内壁との間には隙間が形成され、例えば図８（ａ）にＨで示した矢印や図７（ｃ）にＪで示した矢印のように通路を有し、外気と中空層Ｓとが通じることができる。
【００４５】
図８（ａ）に示した姿勢から例えば紙面上方の圧力が低くなったり、紙面下方から風が吹いたりした場合、プレート４６は紙面下から上方へ向けて力を受ける。この力が弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力よりも大きい場合には、プレート４６は弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力に抗して紙面上方に移動する。そして最終的にプレート４６は図８（ｂ）に示したように突起４１ａに達し、プレート４６の外縁部が突起４１ａに引っ掛かるようにして筒体４１の内側を閉鎖する。
【００４６】
逆に、図８（ａ）に示した姿勢から例えば紙面下方の圧力が低くなった場合、プレート４６は紙面下方へ向けて力を受ける。この力が弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力よりも大きい場合には、プレート４６は弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力に抗して紙面下方に移動する。そして最終的にプレート４６は図８（ｃ）に示したように突起４２ａに達し、プレート４６の外縁部が突起４２ａに引っ掛かるようにして筒体４１の内側を閉鎖する。
【００４７】
かかる外気導入弁４０、５０を備えたカーテンウォール１により次のように中空層Ｓの換気、及び耐火パネル２７の保護が行われる。図９に説明のための概略図を示した。図９（ａ）〜図９（ｃ）の各図における左側に記載した図は図８（ａ）〜図８（ｃ）に対応する図で、右側に記載した図は、カーテンウォールの垂直断面、及び空気の流れを模式的に示したものである。図９（ａ）に示した外気導入弁４０、５０の姿勢では外気の流入、流出は自由である。従って、カーテンウォール１のスパンドレル部２０が直射日光等により暖められ、中空層Ｓが暖められるとともに耐火パネル２７から発湿した場合、暖められた中空層Ｓの空気は外気に比べ密度が小さくなって上昇する。これにより、該空気は、該中空層Ｓから室外へ外気導入弁５０、及び流通路Ｃ（図３参照）を介して流出する。そしてそれにともない、下横枠２４に備えられた流通路Ｂ（図５参照）及び外気導入弁４０を介して乾燥した外気が中空層Ｓに流入する。このようにして、中空層Ｓが換気されて結露が発生することを抑制することができる。
【００４８】
図９（ａ）に示した姿勢から例えばビルへ強い風が吹きつけ、流通路Ｂ、Ｃから風が吹き込み、これが一定の強さを超えた場合には、図９（ｂ）に示した姿勢の外気導入弁４０、５０が、中空層Ｓ内への空気の流入を遮断する。これにより中空層Ｓ内の圧力が所定以上となることを防止し、耐火パネル２７が損傷することを防ぐことができる。どの程度の風で外気を遮断するかについては特に限定されるものではないが、室外と中空層Ｓとの差圧が２００Ｐａ以上となったときが好ましい。これを風速に換算すると概ね１８ｍ／ｓである。
【００４９】
逆に、図９（ａ）に示した姿勢から例えばビルの外側で生じる空気渦により、ビルから離れる方向に風が起こる場合を考える。かかる場合には室外側の方が圧力が低くなり、負圧となって流通路Ｂ、Ｃから空気が吹き出す。これが一定の強さを超えた場合には図９（ｃ）に示した姿勢の外気導入弁４０、５０が、中空層Ｓ内から空気が流出するのを遮断する。これにより耐火パネル２７が当該負圧の力により損傷することを防止することができる。どの程度の負圧で外気を遮断するかについては特に限定されるものではないが、室外と中空層Ｓとの差圧が２００Ｐａ以上となったときが好ましい。
【００５０】
以上のように、本発明のカーテンウォール１により適切に中空層Ｓの換気ができ、結露を防止することを可能とするとともに、中空層Ｓ内が加圧、又は減圧されることによる耐火パネル２７の損傷を防止することができる。
【実施例】
【００５１】
実施例として、長さ５０ｍｍ（図７（ａ）紙面左右方向長さ）、幅１４．４ｍｍ（図７（ｂ）紙面左右方向長さ、高さ１２ｍｍ（図７紙面上下方向長さ）を有する外気導入弁について相当開口面積を求める実験を行った。相当開口面積とは、換気に有効な面積を意味するものである。相当開口面積はαＡ（ｃｍ２）で表され、次式（１）から求められる。
αＡ＝２．７８（γ／２ｇ）１／２・Ｑ０・（Δｐ）（１／ｎ−０．５） （１）
【００５２】
ここで、それぞれの記号は
γ：空気の密度（ｋｇ／ｍ３）
Ｑ０：内外差圧Δｐ＝１ｍｍＡｑ（９．８Ｐａ）の時の漏気量Ｑ（ｍ３／ｈ）
ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ２）
ｎ：隙間特性を表す係数（層流時は１、乱流時は２の値をとる。）
を意味する。
【００５３】
本発明のカーテンウォールについてＱ０を測定したところＱ０＝１．０９４６（ｍ３／ｈ）を得た。これを式（１）に代入し（ｎ＝２）計算するとαＡ＝０．７５（ｃｍ２）となる。これに対し、直径１０ｍｍの孔を開けた場合にはαＡ＝０．５０（ｃｍ２）、直径１３ｍｍの孔を開けた場合にはαＡ＝０．９５（ｃｍ２）である。従って本発明のカーテンウォールにより直径１１〜１２ｍｍの孔を開けた場合と略同一の換気性能を得ることができ、十分な換気能力を備えることが確かめられた。
【００５４】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うカーテンウォールもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のカーテンウォールの室外視正面図及び垂直断面図である。
【図２】１つのスパンドレル部に注目したカーテンウォールの垂直断面図である。
【図３】１つのスパンドレル部に注目したカーテンウォールの水平断面図である。
【図４】上横枠部分に注目した垂直断面図である。
【図５】下横枠部分に注目した垂直断面図である。
【図６】外気導入弁の外観斜視図である。
【図７】外気導入弁の断面図である。
【図８】外気導入弁の動作を説明するための図である。
【図９】中空層の換気及び換気の禁止を説明するための図である。
【図１０】従来のカーテンウォールにおけるスパンドレル部に注目した垂直断面図である。
【図１１】従来のカーテンウォールにおけるスパンドレル部に注目した水平断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ カーテンウォール
２ 基礎鉄骨
１０ 開口部
１１ ガラスパネル
２０ スパンドレル部
２１ 上横枠（枠体）
２２ 第一上横枠（枠体）
２３ 第二上横枠（枠体）
２４ 下横枠（枠体）
２６ ガラスパネル
２７ 耐火パネル
３０ 縦枠（枠体）
３１ 左縦枠（枠体）
３２ 右縦枠（枠体）
３３、３４ 連結部材
４０、５０ 外気導入弁
４１ 筒体
４５ 弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に用いられるカーテンウォールに関し、詳しくはスパンドレル部に結露が発生し難いとともに耐久性にも優れるカーテンウォールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの外装部として、カーテンウォールが用いられることが多くなり、その要望も多岐にわたる。カーテンウォールは、工場で組み立てたカーテンウォールユニットを建物躯体に金具により取り付けるだけでよいため、施工性に優れ、外観の観点からも意匠性が高いので新築及び建て替えビルに広く採用されている。
【０００３】
カーテンウォールユニットは、開口部と、該開口部の上下に配置されるスパンドレル部（「腰部」ということもある。）と、を備え、開口部は、ビルの居住空間に対応するビル外周部分に配置され、室内側と室外側とをガラスパネルにより仕切っている。
【０００４】
一方、スパンドレル部は、開口部の上下に配置され、ビルの床や天井に対応するビル外周部分に具備される。図１０、及び図１１に、従来の例によるスパンドレル部１２０に注目したカーテンウォール１０１の断面図を示した。図１０はカーテンウォール１０１がビルに取り付けられた姿勢における垂直断面図、図１１は同水平断面図である。図１０では紙面左が室外側、紙面右が室内側である。図１１では、紙面上が室外側、紙面下が室内側である。
【０００５】
スパンドレル部１２０は開口部１１０と開口部１１０との間に配置され、室外に面して配置されたガラスパネル１２６と、該ガラスパネル１２６と略平行に所定の間隔を有して室内側に配置される耐火パネル１２７とを備えている。耐火パネル１２７は当該部位のビル内部を室外視から隠蔽するとともに防災上の要請から配置されるものである。特に耐火上の理由から耐火パネル１２７には材料としてケイ酸カルシウムが用いられている。
【０００６】
また、ガラスパネル１２６、及び耐火パネル１２７の４辺には型材からなる縦枠１３０、及び横枠１２１、１２４が配置される。従って、スパンドレル部１２０は図１０、図１１にＴで示したように、ガラスパネル１２６、耐火パネル１２７、縦枠１３０及び横枠１２１、１２４に囲まれた中空層Ｔを有している。
【０００７】
スパンドレル部１２０のかかる構成において、従来、スパンドレル部１２０のガラスパネル１２６表面に結露を生じることが問題となっていた。この１つの理由として、室内の高温で加湿された空気が耐火パネルと枠体との間隙から中空層Ｔ内に流入し、これが冷やされて結露することが挙げられる。また、他の理由として、日射等により耐火パネル１２７に含まれる水分が上記中空層Ｔ内に蒸発して該中空層Ｔの湿度が上昇し、これが雨や日の陰り等により冷やされたときにガラスパネル１２６に結露することを挙げることができる。
【０００８】
１つ目の理由による結露は、耐火パネルを枠体にシール材等により密閉して取り付けることにより、中空層Ｔと室内との空気の出入りを禁止することにより防止することができる。２つ目の理由による結露は、枠体に外気と中空層Ｔとを連結する換気口を設置し、外気温と中空層内の温度差を利用して換気することにより防止することができる。当該排気手段としては例えば特許文献１に排気手段を備えるカーテンウォールが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の方法、及び特許文献１のカーテンウォールでは、開口された換気口を意識的に閉鎖しない限り開口したままであり、このときに強い風があった場合、その風圧により中空層内が高圧になってしまう虞があった。スパンドレル部においては室内側が耐火パネルにより形成されているので、その強度によっては中空層内が高圧になると該耐火パネルが損傷する虞があった。
【００１０】
そこで、本発明は簡易的にスパンドレル部の中空層に生じる結露を抑制することのできるカーテンウォールを提供することを課題とする。また、この際、耐火パネルを含めたスパンドレル部の構成部材の損傷を防止することができるカーテンウォールとすることも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、開口部（１０）及びスパンドレル部（２０）を有し、該スパンドレル部は、スパンドレル部の外枠を形成する枠体（２１、２４、３０）と、枠体の内側に配置されるガラスパネル（２６）と、ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネル（２７）とを備えるカーテンウォール（１）であって、枠体、ガラスパネル、及び耐火パネルにより囲まれて形成される中空層（Ｓ）と、中空層内の圧力が室外の圧力に対して所定の圧力差内にあるときに、中空層内に存する空気の浮力により該空気を室外に排出可能な換気手段（４０、５０）と、中空層内の圧力と室外の圧力とが所定の圧力差を超えたときに、中空層からの空気の出入りを禁止する遮断手段（４０、５０）とを備えるカーテンウォールを提供することにより前記課題を解決する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、開口部（１０）及びスパンドレル部（２０）を有し、該スパンドレル部は、スパンドレル部の外枠を形成する枠体（２１、２４、３０）と、枠体の内側に配置されるガラスパネル（２６）と、ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように枠体に取り付けられる耐火パネル（２７）とを備えるカーテンウォール（１）であって、枠体、ガラスパネル、及び耐火パネルにより囲まれて形成される中空層（Ｓ）を有し、枠体が、少なくとも２箇所に中空層と、室外とを通じる流通路（Ｂ、Ｃ）を具備するとともに、流通路には流通路の遮断、開放を可能とする外気導入弁（４０、５０）を備え、外気導入弁により、中空層内が室外の圧力に対して所定の圧力差を有するものとなったときに流通路が遮断されることを特徴とするカーテンウォールにより前記課題を解決する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカーテンウォール（１）の一方の流通路（Ｂ）及び外気導入弁（４０）が枠体のうちの下横枠（２４）又は縦枠（３０）に設けられ、他方の流通路（Ｃ）及び外気導入弁（５０）が、一方の流通路及び外気導入弁より上方の縦枠（３０）又は上横枠（２１）のいずれかの位置に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構造によりスパンドレル部の中空層を換気し、結露の発生を抑制することができる。さらに強い風圧力により中空層内と、室外側との間に大きな圧力差が生じたときに中空層内への空気の出入りを遮断することができ、これにより耐火パネル等が圧力差で損傷することを防止することが可能となる。
【００１６】
また、空気が出入り可能な流通路が上下に離隔して配置される。これにより、直射日光等により暖められ、密度が小さくなって上昇した空気が、より効果的に中空層内から外へ流出されるとともに冬季の乾燥した外気を中空層へ取り込むことができる。従って、中空層内の換気が一層促進され、結露の発生をさらに効率的に防止することができる。
【００１７】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００１９】
図１には、カーテンウォール１の外観を示した。図１（ａ）はカーテンウォール１の室外視正面図、図１（ｂ）は垂直断面図である。カーテンウォール１は、ビル内部の室内（いわゆる居住空間）の外周部に対応する位置に配置される開口部１０、１０、…と、天井及び床の外周部に対応する位置に配置されるスパンドレル部２０、２０、…とを備えている。開口部１０、１０、…及びスパンドレル部２０、２０、…は、それぞれが横方向に一列に並列され、縦方向には、該開口部１０、１０、…とスパンドレル部２０、２０、…とが交互に並べられている。また、各々の開口部１０、１０、…及びスパンドレル部２０、２０、…の縦端辺は縦枠３０、３０に取り付けられる。従って、開口部１０、１０、…とスパンドレル部２０、２０、…とにより、カーテンウォール１は室外側正面視で升目状を呈している。
【００２０】
図２はカーテンウォール１の１つのスパンドレル部２０に注目して示した該カーテンウォール１の垂直断面図である。図３は、図２にＡ−Ａで示した線による水平断面図で、縦枠３０に注目した部位である。図２では紙面左が室外側、紙面右が室内側である。また、図３では紙面上が室外側、紙面下が室内側である。図１〜図３、及び適宜示す図を参照しつつカーテンウォール１についてさらに説明する。
【００２１】
開口部１０、１０はビルの居住空間の建物外周部に対応する部分に配置され、室内側と室外側とを仕切るガラスパネル１１、１１を備えている。ガラスパネル１１、１１は、その４辺を後述する上横枠２１、下横枠２４、及び縦枠３０により開口部１０、１０に固定されている。当該ガラスパネル１１は透光性を有するガラス板により構成され、通常の建築物に用いられるガラスパネルを利用することができる。
【００２２】
スパンドレル部２０は、ガラスパネル２６、耐火パネル２７、枠体としての上横枠２１、同下横枠２４、同縦枠３０、及び外気導入弁４０、５０を備えている。スパンドレル部２０は開口部１０の上下に配置され、ビルの床や天井の建物外周部に対応する部分に具備される。そして、当該ガラスパネル２６、耐火パネル２７、上横枠２１、下横枠２４、及び縦枠３０に囲まれた部分により中空層Ｓが形成されている。以下に各構成要素について説明する。
【００２３】
ガラスパネル２６は、透光性を有するガラス板により構成され、通常の建築物に用いられるガラスパネルを利用することができる。当該ガラスパネル２６は、室外に面して配置され、開口部１０に具備されるガラスパネル１１と略面一とされている。これにより建物の意匠性を高めることができ、外観に優れた建物を提供することが可能となる。
【００２４】
耐火パネル２７は、ガラスパネル２６と略平行に該ガラスパネル２６より室内側に配置される。このとき耐火パネル２７と、ガラスパネル２６との間には所定の間隙が設けられ、中空層Ｓが形成される。耐火パネル２７は、建物内側を室外視から隠蔽するとともに防災上の要請から具備される。従って特に耐火上の観点から材料として、ケイ酸カルシウムが用いられることが多い。
【００２５】
上横枠２１は上記ガラスパネル２６及び耐火パネル２７の４辺のうち上の辺のそれぞれに沿って配置される長尺部材である。図４に上横枠２１の部分に注目した垂直断面を示した。従って、上横枠２１は図４に表された断面を概ね維持して紙面奥／手前方向に延在している。上横枠２１は、図４に表されたようにその断面において開口部１０側の第一上横枠２２と、スパンドレル部２０側の第二上横枠２３とが組み合わされて形成されている。
【００２６】
第二上横枠２３の下部で室外側の部位は、ガラスパネル２６の上端部を受け入れ可能に形成される。そして、ビード２３ａ、２３ｂに挟持されるようにガラスパネル２６の上端がここに固定される。一方、第二上横枠２３の下部で室内側の部位にはアーム２３ｃが取り付けられ、該アーム２３ｃが耐火パネル２７の上端部を受け入れ可能に形成されている。そして耐火パネル２７の上端はシール材２３ｄ、２３ｅに挟持されるようにアーム２３ｃに固定される。従って、ガラスパネル２６の上端はビード２３ａ、２３ｂにより、耐火パネル２７はシール材２３ｄ、２３ｅにより、その前後で空気の出入りが遮断されている。本実施形態では、シール材２３ｄ、２３ｅにより空気の出入りが遮断されているが、いずれか一方で空気の出入りが遮断されていてもよい。これには例えばシール材２３ｄについては図４の紙面奥／手前方向に延在せず、断続的に数個のピースにより形成される態様を挙げることができる。また、上横枠２１には、第一上横枠２２、第二上横枠２３の各部に適宜シール材が配置され、適切に気密水密が維持されている。ここで「シール材」は水密性、気密性を確保することができればその種類は特に限定されるものではなく、錬り状のシーリング材のみでなくガスケット等をも適用することができる。
【００２７】
下横枠２４は上記ガラスパネル２６及び耐火パネル２７の４辺のうち下の辺のそれぞれに沿って配置される長尺部材である。図５に下横枠２４の部分に注目した垂直断面を示した。従って、下横枠は図５に表された断面を概ね維持して紙面奥／手前方向に延在している。
【００２８】
下横枠２４の上部で室外側の部位は、ガラスパネル２６の下端を受け入れ可能に形成されている。そして、ビード２４ａ、２４ｂに挟持されるようにガラスパネル２６の下端がここに固定される。一方、下横枠２４の上部で室内側の部位にはアーム部２４ｃが設けられ、該アーム部２４ｃが耐火パネル２７の下端部を受け入れ可能に形成されている。そして耐火パネル２７の下端はシール材２４ｄ、２４ｅに挟持されるようにアーム部２４ｃに固定される。従って、ガラスパネル２６の下端はビード２４ａ、２４ｂにより、耐火パネル２７の下端はシール材２４ｄ、２４ｅにより、その前後で空気の出入りが遮断されている。本実施形態では、シール材２４ｄ、２４ｅにより空気の出入りが遮断されているが、いずれか一方で空気の出入りが遮断されていてもよい。これには例えばシール材２４ｄについては図５の紙面奥／手前方向に延在せず、断続的に数個のピースにより形成される態様を挙げることができる。
【００２９】
また、下横枠２４には図５にＢで示したように室外と中空層Ｓとを通じる通風路Ｂが設けられている。そして通風路Ｂの中空層Ｓ側に外気導入弁４０が配設されている。外気導入弁４０については後で説明する。通風路Ｂは、図５に表れているが、下横枠２４の長手方向（紙面奥／手前方向）に沿って全長に亘って設けられてはおらず、一部に設けられているのみである。当該通風路Ｂ、及び外気導入弁４０、５０（図２参照）により後述するように中空層Ｓ内の空気が適切に通気され、結露を防止することが可能となる。
【００３０】
次に縦枠３０について図３を参照しつつ説明する。縦枠３０は上記ガラスパネル２６及び耐火パネル２７の４辺のうち左右の辺のそれぞれに沿って配置される長尺部材である。従って、縦枠３０は図３に表された断面を概ね維持して紙面奥／手前方向に延在している。また、縦枠３０は、隣り合う開口部１０、１０及びスパンドレル部２０、２０の間に配置される共有部材である。そして縦枠３０は、左右に並列する左縦枠３１と、右縦枠３２とが合わせられるように形成されている。
【００３１】
縦枠３０のうちガラスパネル２６、２６の左右端が配置される部位は、該ガラスパネル２６、２６の左右端を受け入れ可能に形成されている。そして、ビード３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに挟持されるようにガラスパネル２６、２６の左右端がここに固定される。一方、縦枠３０のうち耐火パネル２７、２７の左右端が配置される部位には、アーム３１ｃ、３２ｃが設けられる。そして、該アーム部３１ｃ、３２ｃが耐火パネル２７、２７の左右端を受け入れ可能に形成されている。このとき耐火パネル２７、２７の左右端はシール材３１ｄ、３１ｅ、３２ｄ、３２ｅに挟持されるようにアーム３１ｃ、３２ｃに固定される。従って、ガラスパネル２６、２６の左右端はビード３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂにより、耐火パネル２７、２７の左右端はシール材３１ｄ、３１ｅ、３２ｄ、３２ｅにより、その前後で空気の出入りが遮断されている。本実施形態では、シール材３１ｄ、３１ｅ、３２ｄ、３２ｅにより空気の出入りが遮断されているが、いずれか一方で空気の出入りが遮断されていてもよい。これには例えばシール材３１ｄ、３２ｄについては図３の紙面奥／手前方向に延在せず、断続的に数個のピースにより形成される態様を挙げることができる。
【００３２】
また、縦枠３０には、左縦枠３１、右縦枠３２の各部、及びその間に適宜シール材が配置され、適切に気密水密を維持している。
【００３３】
さらに、縦枠３０には図３にＣ、Ｃで示したように中空層Ｓと室外とを通じる通風路Ｃ、Ｃが設けられている。そして通風路Ｃ、Ｃの中空層Ｓ側に外気導入弁５０が配設される。外気導入弁５０については後で説明する。通風路Ｃ、Ｃは、図３に表れているが、縦枠３０の長手方向（紙面奥／手前方向）に沿って全長に亘っては設けられてはおらず、一部に設けられているのみである。当該通風路Ｃ、Ｃの垂直方向位置は特に限定されるものではないが、上記した通風路Ｂに対して出来るだけ離隔した上方が良いので、スパンドレル部２０、２０の上半分のいずれかの部位であることが好ましく、それが上部であることがさらに好ましい。そして、当該通風路Ｃ、Ｃ、通風路Ｂ及び外気導入弁４０、５０により後述するように中空層Ｓ内の空気が適切に排気され、結露を防止することが可能となる。このとき、通風路Ｃから流出した空気は、図３に矢印Ｄで示した通路や、紙面上下方向に縦枠３０に沿って移動し、室外へ出ることができる。
【００３４】
かかる構成の縦枠３０は、左縦枠３１、及び右縦枠３２のそれぞれに取り付けられる連結部材３３、３４を介して、不図示の固定部材等により建物の基礎鉄骨２に固定される。
【００３５】
本実施形態では、通風路Ｂは下横枠２４に、通風路Ｃは縦枠３０にそれぞれ設けられたがこれに限定されるものではない。例えば、通風路Ｂを縦枠３０に、通風路Ｃを上横枠２１に設けてもよい。また、通風路Ｂ、Ｃのいずれもが縦枠３０に設けられていてもよい。このとき通風路Ｃは通風路Ｂよりも上方に配置されれば本発明の効果を奏することができる。外気導入弁４０、５０は、通風路Ｂ、Ｃの配置に伴い適宜その配置も変更される。
【００３６】
次に外気導入弁４０、５０について説明する。上記の通り、外気導入弁４０は下横枠２４に設けられ、外気導入弁５０は縦枠３０に備えられる。当該２種類の外気導入弁４０、５０は、取り付けられる位置が異なるのみで、構成は同じある。従ってここでは外気導入弁４０についてのみ説明する。図６は外気導入弁４０の外観斜視図である。図７は外気導入弁４０の断面図であり、図７（ａ）は図６にＥ−Ｅで示した線に沿った面による垂直断面図、図７（ｂ）は図６にＦ−Ｆに示した線に沿った面による垂直断面図、及び図７（ｃ）は図６にＧ−Ｇに示した線に沿った面による垂直断面図である。図６及び図７を参照しつつ外気導入弁４０について説明する。
【００３７】
外気導入弁４０は、両端面が開口している筒状体である筒体４１と、該筒体４１の内側に具備される弁４５と、弾性部材４８、４８、４８、４８と、を備えている。筒体４１は、筒の軸に垂直な断面形状が、両端が半円で形成された略矩形とされている。また、筒体４１の内壁面には内周に沿って突起４１ａ、４２ａが設けられている。従って、当該突起４１ａ、４２ａの部分では、筒体４１の内側開口が狭くなる。突起４１ａ、４２ａの配置位置は、突起４１ａが筒体４１の軸方向略中央に、突起４２ａが筒体４１の端部である。これら突起４１ａ、４２ａを筒体４１の内側に形成するための方法は特に限定されるものではない。本実施形態では、製造容易性の観点から、突起４２ａとなる部分を有する突起部材４２を別体で筒体４１の内側に挿入することにより筒体４１の内側に突起４２ａを形成した。
【００３８】
また、筒体４１はその内側に該内側を横切るように、対向する内壁面を渡されて設けられた弁支持部材４４、４４を有している。弁支持部材４４、４４は、所定の間隔を有して２つ並列されている。弁支持部材４４、４４は筒体４１の突起４１ａと略同じ軸方向位置に設けられている。さらに弁支持部材４４、４４は、その長さ方向略中央に、筒体４１の軸方向に平行である貫通孔４４ａ、４４ａを有している。
【００３９】
弁４５は、プレート４６と弁支持棒４７、４７とを備えている。プレート４６は筒体４１の内側開口形状と略相似形を有する板状の部材である。当該板状である板面の外周は、筒体４１の突起４１ａ、４２ａの部位における筒体４１の内側開口よりも大きく、突起４１ａ、４２ａが具備されない部位における筒体４１の内側開口よりも小さくされている。弁支持棒４７、４７はプレート４６の一面側に備えられる立設した棒状部材で、上記弁支持部材４４、４４に対応する位置に具備されている。弁支持棒４７、４７の直径は、弁支持部材４４、４４の貫通孔４４ａ、４４ａの直径より小さく形成されている。
【００４０】
かかる構成を有する弁４５は、プレート４６の部分が筒体４１の軸方向において突起４１ａと突起４２ａとの間に配置される。加えて弁支持棒４７、４７が弁支持部材４４、４４の貫通孔４４ａ、４４ａの内側に挿入される。従って、プレート４６は、突起４１ａと突起４２ａとの間を移動することができるとともに、突起４１ａ、４２ａのいずれかに当接された場合には筒体４１の内側開口を閉鎖することが可能となる。
【００４１】
外気導入弁４０、５０が下横枠２４、及び縦枠３０に備えられる際には、突起４２ａが中空層Ｓとは反対側に向けられるように具備される。ただし当該向きは限定されるものではなく、いずれの方向に向けられてもよい。また、本実施形態において外気導入弁は、下横枠２４に２つ（外気導入弁４０、４０）、縦枠３０（３１、３２）に各１つ（外気導入弁５０、５０）設けられている。しかしこれについても限定されるものではなく、中空層Ｓの大きさ等により適宜変更することが可能である。
【００４２】
弾性部材４８、４８、４８、４８は、その伸縮により所定の弾性力を備える部材である。これにはバネや伸縮性を有する発砲体等を挙げることができる。弾性部材４８、４８、４８、４８は、その一端を弁支持部材４４、４４に取り付けられ、他端をプレート４６に取り付けられる。従って、弁４５のプレート４６の位置により弾性部材４８、４８、４８、４８は付勢される。具体的な弁の動作については後で説明する。
【００４３】
以上説明したような構成により本発明のカーテンウォール１が形成される。これによれば、簡易な構成とされていることがわかる。かかる簡易な構成であるにもかかわらず中空層Ｓの換気を適切におこなうことができるとともに、耐火パネル２７に大きな負荷がかかることを防止することが可能となる。
【００４４】
次に具体的に中空層Ｓの換気、及び耐火パネル２７の保護について説明する。はじめに外気導入弁４０の動作について説明する。ここでも、外気導入弁５０については、外気導入弁４０の説明が該当するので説明を省略する。図８に外気導入弁４０の各姿勢を説明するための断面図を示した。図８は図７（ａ）と同じ視点によるものである。図８（ａ）は外気導入弁４０の前後で圧力差がない場合、外気導入弁４０にいずれの方向からも風が流入していない場合における外気導入弁４０の姿勢である。かかる場合に外気導入弁４０の弾性部材４８、４８、４８、４８は平衡状態にあり、いずれの方向にも付勢されていない。このときプレート４６は突起４１ａと４１ｂとの間に位置する。従ってかかる場合には、プレート４６と筒体４１の内壁との間には隙間が形成され、例えば図８（ａ）にＨで示した矢印や図７（ｃ）にＪで示した矢印のように通路を有し、外気と中空層Ｓとが通じることができる。
【００４５】
図８（ａ）に示した姿勢から例えば紙面上方の圧力が低くなったり、紙面下方から風が吹いたりした場合、プレート４６は紙面下から上方へ向けて力を受ける。この力が弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力よりも大きい場合には、プレート４６は弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力に抗して紙面上方に移動する。そして最終的にプレート４６は図８（ｂ）に示したように突起４１ａに達し、プレート４６の外縁部が突起４１ａに引っ掛かるようにして筒体４１の内側を閉鎖する。
【００４６】
逆に、図８（ａ）に示した姿勢から例えば紙面下方の圧力が低くなった場合、プレート４６は紙面下方へ向けて力を受ける。この力が弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力よりも大きい場合には、プレート４６は弾性部材４８、４８、４８、４８の弾性力に抗して紙面下方に移動する。そして最終的にプレート４６は図８（ｃ）に示したように突起４２ａに達し、プレート４６の外縁部が突起４２ａに引っ掛かるようにして筒体４１の内側を閉鎖する。
【００４７】
かかる外気導入弁４０、５０を備えたカーテンウォール１により次のように中空層Ｓの換気、及び耐火パネル２７の保護が行われる。図９に説明のための概略図を示した。図９（ａ）〜図９（ｃ）の各図における左側に記載した図は図８（ａ）〜図８（ｃ）に対応する図で、右側に記載した図は、カーテンウォールの垂直断面、及び空気の流れを模式的に示したものである。図９（ａ）に示した外気導入弁４０、５０の姿勢では外気の流入、流出は自由である。従って、カーテンウォール１のスパンドレル部２０が直射日光等により暖められ、中空層Ｓが暖められるとともに耐火パネル２７から発湿した場合、暖められた中空層Ｓの空気は外気に比べ密度が小さくなって上昇する。これにより、該空気は、該中空層Ｓから室外へ外気導入弁５０、及び流通路Ｃ（図３参照）を介して流出する。そしてそれにともない、下横枠２４に備えられた流通路Ｂ（図５参照）及び外気導入弁４０を介して乾燥した外気が中空層Ｓに流入する。このようにして、中空層Ｓが換気されて結露が発生することを抑制することができる。
【００４８】
図９（ａ）に示した姿勢から例えばビルへ強い風が吹きつけ、流通路Ｂ、Ｃから風が吹き込み、これが一定の強さを超えた場合には、図９（ｂ）に示した姿勢の外気導入弁４０、５０が、中空層Ｓ内への空気の流入を遮断する。これにより中空層Ｓ内の圧力が所定以上となることを防止し、耐火パネル２７が損傷することを防ぐことができる。どの程度の風で外気を遮断するかについては特に限定されるものではないが、室外と中空層Ｓとの差圧が２００Ｐａ以上となったときが好ましい。これを風速に換算すると概ね１８ｍ／ｓである。
【００４９】
逆に、図９（ａ）に示した姿勢から例えばビルの外側で生じる空気渦により、ビルから離れる方向に風が起こる場合を考える。かかる場合には室外側の方が圧力が低くなり、負圧となって流通路Ｂ、Ｃから空気が吹き出す。これが一定の強さを超えた場合には図９（ｃ）に示した姿勢の外気導入弁４０、５０が、中空層Ｓ内から空気が流出するのを遮断する。これにより耐火パネル２７が当該負圧の力により損傷することを防止することができる。どの程度の負圧で外気を遮断するかについては特に限定されるものではないが、室外と中空層Ｓとの差圧が２００Ｐａ以上となったときが好ましい。
【００５０】
以上のように、本発明のカーテンウォール１により適切に中空層Ｓの換気ができ、結露を防止することを可能とするとともに、中空層Ｓ内が加圧、又は減圧されることによる耐火パネル２７の損傷を防止することができる。
【実施例】
【００５１】
実施例として、長さ５０ｍｍ（図７（ａ）紙面左右方向長さ）、幅１４．４ｍｍ（図７（ｂ）紙面左右方向長さ、高さ１２ｍｍ（図７紙面上下方向長さ）を有する外気導入弁について相当開口面積を求める実験を行った。相当開口面積とは、換気に有効な面積を意味するものである。相当開口面積はαＡ（ｃｍ２）で表され、次式（１）から求められる。
αＡ＝２．７８（γ／２ｇ）１／２・Ｑ０・（Δｐ）（１／ｎ−０．５） （１）
【００５２】
ここで、それぞれの記号は
γ：空気の密度（ｋｇ／ｍ３）
Ｑ０：内外差圧Δｐ＝１ｍｍＡｑ（９．８Ｐａ）の時の漏気量Ｑ（ｍ３／ｈ）
ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ２）
ｎ：隙間特性を表す係数（層流時は１、乱流時は２の値をとる。）
を意味する。
【００５３】
本発明のカーテンウォールについてＱ０を測定したところＱ０＝１．０９４６（ｍ３／ｈ）を得た。これを式（１）に代入し（ｎ＝２）計算するとαＡ＝０．７５（ｃｍ２）となる。これに対し、直径１０ｍｍの孔を開けた場合にはαＡ＝０．５０（ｃｍ２）、直径１３ｍｍの孔を開けた場合にはαＡ＝０．９５（ｃｍ２）である。従って本発明のカーテンウォールにより直径１１〜１２ｍｍの孔を開けた場合と略同一の換気性能を得ることができ、十分な換気能力を備えることが確かめられた。
【００５４】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うカーテンウォールもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のカーテンウォールの室外視正面図及び垂直断面図である。
【図２】１つのスパンドレル部に注目したカーテンウォールの垂直断面図である。
【図３】１つのスパンドレル部に注目したカーテンウォールの水平断面図である。
【図４】上横枠部分に注目した垂直断面図である。
【図５】下横枠部分に注目した垂直断面図である。
【図６】外気導入弁の外観斜視図である。
【図７】外気導入弁の断面図である。
【図８】外気導入弁の動作を説明するための図である。
【図９】中空層の換気及び換気の禁止を説明するための図である。
【図１０】従来のカーテンウォールにおけるスパンドレル部に注目した垂直断面図である。
【図１１】従来のカーテンウォールにおけるスパンドレル部に注目した水平断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ カーテンウォール
２ 基礎鉄骨
１０ 開口部
１１ ガラスパネル
２０ スパンドレル部
２１ 上横枠（枠体）
２２ 第一上横枠（枠体）
２３ 第二上横枠（枠体）
２４ 下横枠（枠体）
２６ ガラスパネル
２７ 耐火パネル
３０ 縦枠（枠体）
３１ 左縦枠（枠体）
３２ 右縦枠（枠体）
３３、３４ 連結部材
４０、５０ 外気導入弁
４１ 筒体
４５ 弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部及びスパンドレル部を有し、該スパンドレル部は、
前記スパンドレル部の外枠を形成する枠体と、
前記枠体の内側に配置されるガラスパネルと、
前記ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネルと、を備えるカーテンウォールであって、
前記枠体、前記ガラスパネル、及び前記耐火パネルにより囲まれて形成される中空層と、
前記中空層内の圧力が室外の圧力に対して所定の圧力差内にあるときに、前記中空層内に存する空気の浮力により該空気を室外に排出可能な換気手段と、
前記中空層内の圧力と前記室外の圧力とが前記所定の圧力差を超えたときに、前記中空層からの空気の出入りを禁止する遮断手段と、を備えるカーテンウォール。
【請求項２】
開口部及びスパンドレル部を有し、該スパンドレル部は、
前記スパンドレル部の外枠を形成する枠体と、
前記枠体の内側に配置されるガラスパネルと、
前記ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネルと、を備えるカーテンウォールであって、
前記枠体、前記ガラスパネル、及び前記耐火パネルにより囲まれて形成される中空層を有し、前記枠体が、少なくとも２箇所に前記中空層と、室外とを通じる流通路を具備するとともに、前記流通路には該流通路の遮断、開放を可能とする外気導入弁を備え、
前記外気導入弁により、前記中空層内が前記室外の圧力に対して所定の圧力差を有するものとなったときに前記流通路が遮断されることを特徴とするカーテンウォール。
【請求項３】
一方の前記流通路及び前記外気導入弁が前記枠体のうちの下横枠又は縦枠に設けられ、他方の前記流通路及び前記外気導入弁が、前記一方の流通路及び外気導入弁より上方の縦枠又は上横枠のいずれかの位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載のカーテンウォール。
【請求項１】
開口部及びスパンドレル部を有し、該スパンドレル部は、
前記スパンドレル部の外枠を形成する枠体と、
前記枠体の内側に配置されるガラスパネルと、
前記ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネルと、を備えるカーテンウォールであって、
前記枠体、前記ガラスパネル、及び前記耐火パネルにより囲まれて形成される中空層と、
前記中空層内の圧力が室外の圧力に対して所定の圧力差内にあるときに、前記中空層内に存する空気の浮力により該空気を室外に排出可能な換気手段と、
前記中空層内の圧力と前記室外の圧力とが前記所定の圧力差を超えたときに、前記中空層からの空気の出入りを禁止する遮断手段と、を備えるカーテンウォール。
【請求項２】
開口部及びスパンドレル部を有し、該スパンドレル部は、
前記スパンドレル部の外枠を形成する枠体と、
前記枠体の内側に配置されるガラスパネルと、
前記ガラスパネルと所定の間隙を有して該ガラスパネルより室内側に配設されるとともに、その室内外側間で空気の出入りが禁止されるように前記枠体に取り付けられる耐火パネルと、を備えるカーテンウォールであって、
前記枠体、前記ガラスパネル、及び前記耐火パネルにより囲まれて形成される中空層を有し、前記枠体が、少なくとも２箇所に前記中空層と、室外とを通じる流通路を具備するとともに、前記流通路には該流通路の遮断、開放を可能とする外気導入弁を備え、
前記外気導入弁により、前記中空層内が前記室外の圧力に対して所定の圧力差を有するものとなったときに前記流通路が遮断されることを特徴とするカーテンウォール。
【請求項３】
一方の前記流通路及び前記外気導入弁が前記枠体のうちの下横枠又は縦枠に設けられ、他方の前記流通路及び前記外気導入弁が、前記一方の流通路及び外気導入弁より上方の縦枠又は上横枠のいずれかの位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載のカーテンウォール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１８４８１６（Ｐ２００８−１８４８１６Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９５０２（Ｐ２００７−１９５０２）
【出願日】平成１９年１月３０日（２００７．１．３０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３０２０４５７０５）トステム株式会社 (949)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月３０日（２００７．１．３０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３０２０４５７０５）トステム株式会社 (949)
【Ｆターム（参考）】
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