建物冷却設備
【課題】建物周辺の空間を好適に冷却する。
【解決手段】建物１０には庇部３３が設けられている。庇部３３はバルコニー２１及び窓部２５の上方に配置されており、複数のスラット４５を含んで構成されている。各スラット４５は水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により形成されており、屋根１２の傾斜に合わせて並べて配置されている。スラット４５の内部には、スラット４５の長手方向に延びる挿入穴が形成されており、その挿入穴には、管壁に多数の放出孔が形成されたスラット給水管が挿入されている。スラット給水管に水が供給された場合、その水はスラット給水管の放出穴を通じてスラット４５内部に流れ出て、スラット４５内部を浸透してスラット４５の周面を保湿状態とする。この場合、スラット４５の周面にて水が気化し、スラット４５周辺の空気が気化熱により冷却される。
【解決手段】建物１０には庇部３３が設けられている。庇部３３はバルコニー２１及び窓部２５の上方に配置されており、複数のスラット４５を含んで構成されている。各スラット４５は水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により形成されており、屋根１２の傾斜に合わせて並べて配置されている。スラット４５の内部には、スラット４５の長手方向に延びる挿入穴が形成されており、その挿入穴には、管壁に多数の放出孔が形成されたスラット給水管が挿入されている。スラット給水管に水が供給された場合、その水はスラット給水管の放出穴を通じてスラット４５内部に流れ出て、スラット４５内部を浸透してスラット４５の周面を保湿状態とする。この場合、スラット４５の周面にて水が気化し、スラット４５周辺の空気が気化熱により冷却される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物周辺を冷却する建物冷却設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建物において、水を利用して建物を冷却する技術が提案されている。例えば特許文献１には、雨水等の水を回収する回収手段と、回収された水を建物に撒く放水手段とを備えた構成が記載されている。この構成によれば、放水手段により撒かれた水にて建物全体を外側から直接的に冷やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放水手段により水が建物に撒かれる構成では、撒かれた水が屋根面や壁面といった建物周面に水が付着し、それによって建物周面が汚れることが懸念される。また、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネルが設けられた建物においては、散水が行われることで建物周面だけでなく太陽光パネル周面が汚れることが懸念される。したがって、建物周辺の空間を冷却する構成に関して改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、建物周辺の空間を好適に冷却することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明の建物冷却設備は、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネルの周辺の建物屋外部であって太陽光を受光可能な受光場所にて水の気化を行う気化手段を備え、前記気化手段は、前記気化に要する水を供給する水供給手段と、前記受光場所に設けられ、前記水供給手段により供給された水を気化させる気化部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
第１の発明によれば、水供給手段により供給された水が気化部材において気化される。この場合、建物屋外部の太陽光パネル周辺において水の気化が積極的に行われるため、その気化熱により建物周辺及び太陽光パネル周辺の空間を冷却することができる。したがって、建物や太陽光パネルに対して直接の散水が行われる構成とは異なり、建物周面や太陽光パネル周面が水垢等により汚れるといった不都合を抑制できる。以上の結果、水の気化熱により建物周辺の空間を好適に冷却することができる。
【０００８】
第２の発明では、前記水供給手段は、屋外環境に基づいて前記気化部材における水の気化率を推定する手段と、前記推定した水の気化率に基づいて水供給を行う手段とを有する。
【０００９】
第２の発明によれば、気化部材における水の気化率に合わせて気化部材への水供給が行われるため、気化する分だけ気化部材に給水を行うことが可能となる。この場合、気化に供しない余剰の水を供給しないようにすることができ、ひいては余剰の水が気化部材から溢れて建物周面や太陽光パネル周面に水垢等の汚れとして付着することを抑制できる。
【００１０】
第３の発明では、前記建物は、建物側方に突出する庇状部材を備え、前記気化部材は、前記庇状部材に設けられ、かつ該庇状部材の上面側及び下面側の両方で気化を行う。
【００１１】
第３の発明によれば、庇状部材において太陽光を受光可能な上面だけでなく下面にて気化部材により気化が行われるため、庇状部材の上面周辺及び下面周辺の両方の空間を気化熱により冷却することができる。したがって、庇状部材の上面及び下面のうち一方にて気化が行われる構成に比べて、気化熱により冷却できる空間を大きくすることができる。つまり、建物周辺や太陽光パネル周辺において極力広い空間を冷却対象とすることができる。
【００１２】
第４の発明では、前記庇状部材は、建物開口部の上方に設けられ、かつ該庇状部材を上下に貫通する通気部を有する。
【００１３】
第４の発明によれば、建物開口部の上方に庇状部材が設けられている構成において、通気部を通じて下方に向かう空気の流れが生じやすくなるため、庇状部材周辺の空気が建物開口部周辺に流れ込むことを前記空気の流れにより促進することになる。これにより、建物開口部の周辺を冷却することができ、ひいては、建物開口部を通じて建物内空間を冷却することができる。
【００１４】
第５の発明では、前記庇状部材は、横並びに配列された複数のスラットからなり、前記気化部材は、前記複数のスラットにそれぞれ設けられており、前記複数のスラットにおいて隣り合うスラット間の隙間が前記通気部となっている。
【００１５】
第５の発明によれば、庇状部材において気化部分としてのスラットと通気部分としてのスラット間の隙間とが交互に配置されているため、通気部分を下方に向けて流れる空気にスラット周辺にて水の気化により冷却された空気が乗りやすくなる。したがって、庇状部材の下方に設けられた建物開口部の周辺を冷却するのに好都合である。
【００１６】
第６の発明では、前記気化部材は、前記水供給手段により供給される水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により構成されている。
【００１７】
第６の発明によれば、水が気化部材の全体に吸収され、且つ水の気化が気化部材の周面全体にて行われるため、気化部材に供給された水の全てを気化させやすくすることができる。これにより、気化部材での水の気化効率を高めることができる。つまり、気化部材の周辺空間の冷却効率を高めることができる。
【００１８】
第７の発明では、軒先に向けて下方傾斜した屋根を備え、前記太陽光パネルが前記屋根上において該屋根の傾斜面に沿うように設けられている建物に適用され、前記気化部材は、前記屋根の傾斜面において前記太陽光パネルと隣り合わせで且つ該太陽光パネルの軒先側に設けられている。
【００１９】
第７の発明によれば、太陽光により太陽光パネルが加熱されることにより、太陽光パネルに沿って上方に流れる上昇気流が発生すると、気化部材での水の気化により冷却された空気は上昇気流に乗って太陽光パネルに到達することになる。この場合、水の気化によって太陽光パネルを冷却することができる。
【００２０】
第８の発明では、前記水供給手段は、前記太陽光パネルの下面に沿って設けられ且つ熱伝導率が高い水供給配管を有している。
【００２１】
第８の発明によれば、水供給配管を通じて気化部材に水が供給される場合、水供給配管は水に熱を奪われることにより冷却され、それに伴って太陽光パネルが冷却される。この場合、水の気化により冷却された空気が到達すること及び水に熱を奪われることの両方により太陽光パネルが冷却されるため、太陽光パネルの冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態における建物の屋根周辺の構成を示す斜視図。
【図２】庇部の構成について説明するための図。
【図３】屋根における庇部周辺の平面図。
【図４】第２実施形態における屋根の構成について説明するための図。
【図５】屋根における循環用配管周辺の構成を示す概略断面図。
【図６】別の屋根における循環用配管周辺の構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は建物１０における屋根１２周辺の構成を示す斜視図、図２は庇部３３の構成について説明するための図である。図２においては（ａ）に二階部分１６周辺の概略平面図を示し、（ｂ）に庇部３３の拡大図を示す。
【００２４】
図１、図２に示すように、住宅等の建物１０は、建物本体１１と、その建物本体１１の上方に設けられた屋根１２とを有している。建物本体１１は、一階部分１５と二階部分１６とを有しており、二階部分１６には寝室等の居室１９とバルコニー２１とが設けられている。居室１９は建物内空間となっており、バルコニー２１は屋外側に開放された屋外空間となっている。居室１９とバルコニー２１とは外壁２３により仕切られており、外壁２３に形成された建物開口部としての窓部２５により連通されている。窓部２５には開閉体としてのサッシ戸２６が設けられており、サッシ戸２６が開放されると窓部２５を通じて居室１９の通気が行われる。
【００２５】
屋根１２は切妻屋根となっており、屋根１２の仕上面である屋根面１２ａは瓦等の屋根仕上材等により形成されている。屋根１２において軒先３２は頂部３１に比べて低くなっており、屋根面１２ａは頂部３１から軒先３２に向けて下方傾斜している。窓部２５の上方には、屋根１２と一体的に形成された庇部３３が設けられている。庇部３３は、屋根１２の軒先３２側においてバルコニー２１の上方に配置されており、屋根面１２ａに沿って延びている。庇部３３は建物１０の側方に突出する庇状部材に相当し、太陽光を受光可能な受光場所に設けられていることになる。
【００２６】
屋根１２には、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネル４１が複数設けられている。それら太陽光パネル４１は屋根１２上に配置されており、屋根面１２ａに沿って並べられている。この場合、太陽光パネル４１は脚部４２により下方から支持されており、太陽光パネル４１の下面と屋根面１２ａとは離間している。また、太陽光パネル４１は庇部３３には設けられておらず、庇部３３の側方及び頂部３１側に存在していることになる。なお、太陽光パネル４１は、屋根１２において屋根面１２ａが南側を向いている部分に設けられている。
【００２７】
ところで、太陽光パネル４１は、太陽光の照射に伴って自身の温度が上昇すると発電効率が低下する可能性がある。また、夏期においてバルコニー２１や居室１９の温度が上昇すると、人はバルコニー２１や居室１９で暑さによって不快な思いをすることがある。そこで、本実施形態では建物１０に水冷却設備が設けられており、庇部３３の表面にて水を気化させてその気化熱で冷却された空気により太陽光パネル４１を冷却することやバルコニー２１や居室１９の温度を低下させることを実現するようにしている。
【００２８】
まず、庇部３３の構成について説明する。
【００２９】
図２に示すように、庇部３３はスラット４５を複数有している。スラット４５は、水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により長尺板状に形成されている。吸放湿性材料は、表面に多数の微小径孔を有する多孔質材料であり、多孔質材料としては木質系材料やセラミック材料が挙げられる。ここでは、スラット４５が木材により形成されている構成とする。なお、スラット４５は木材の加工品により形成されていてもよい。
【００３０】
スラット４５は屋根１２の軒先３２に沿って延びており、スラット４５の板面は屋根面１２ａとは異なる傾斜角度で南側の上方を向いている。なお、スラット４５の上面は太陽光が照射される受光面となっている。また、スラット４５は遮光性を有しており、太陽光を遮る日除け部材となっている。
【００３１】
各スラット４５は、互いに平行に並べられている。ここでは、各スラット４５は、屋根面１２ａの傾斜角度に合わせて軒先３２から頂部３１に向けて横並びになっている。隣り合うスラット４５は離間しており、それらスラット４５の間には通気用の隙間が形成されている。スラット４５間の離間距離は、屋根面１２ａの傾斜角度から庇部３３を見ると各スラット４５の上下端部が互いに重なる大きさとなっており、庇部３３に太陽光が照射されている場合に、その太陽光が通気用の隙間を通じてバルコニー２１に照射されるということが生じにくくなっている。
【００３２】
スラット４５には、そのスラット４５の内部に水を供給するためのスラット給水管４７が取り付けられている。具体的には、スラット４５の内部には、スラット給水管４７を挿入するための挿入穴４８が形成されており、挿入穴４８はスラット４５の長手方向に延びている。スラット給水管４７は挿入穴４８に挿入されることでスラット４５の外周面の内側に収納されており、スラット給水管４７の管壁には水を管内から管外へ流出させるための放出孔（図示略）が形成されている。放出孔は管壁を貫通しており、小口径で多数設けられている。
【００３３】
スラット４５についてスラット給水管４７に水が供給された場合、水は放出孔を通じてスラット給水管４７の内部からスラット４５の内部に流れ出て、スラット４５内をスラット４５の周面に向けて浸透する。この結果、スラット４５はその全体が湿った保湿状態となり、スラット４５の周面から水を気化させることが可能となる。したがって、複数のスラット４５が、水を気化させる気化部材に相当する。
【００３４】
次に、庇部３３のスラット４５に水を供給する構成について図３を参照しつつ説明する。図３は屋根１２における庇部３３周辺の平面図である。
【００３５】
図３に示すように、建物１０には貯留タンク５１と給水ポンプ５２とパネル給水管５３とが設けられている。貯留タンク５１は雨水や水道水を貯留する貯水手段であり、例えば屋根１２の下側や二階部分１６の天井裏空間に設けられている。パネル給水管５３は貯留タンク５１とスラット給水管４７とを接続している。パネル給水管５３は、熱伝導性が高い鋼材等の材料により形成されており、太陽光パネル４１の下方に設けられている。パネル給水管５３は、太陽光パネル４１と屋根１２との間にて太陽光パネル４１の直下に設けられており、太陽光パネル４１の下面に当接している。したがって、パネル給水管５３を流れる水と太陽光パネル４１との間で熱交換が行われやすくなっている。また、パネル給水管５３は蛇行するように配置されており、それによって太陽光パネル４１の略全体がパネル給水管５３との熱交換の対象となっている。
【００３６】
給水ポンプ５２は電気モータを含んで構成されており、駆動することで貯留タンク５１からパネル給水管５３を介してスラット給水管４７に水を供給する。給水ポンプ５２は例えば貯留タンク５１に内蔵されている。給水ポンプ５２は単位時間当たりの給水量を調整する調整機構を有している。調整機構は、例えば電気モータの回転速度を調整する調整手段を含んで構成されている。
【００３７】
なお、水供給手段は貯留タンク５１、給水ポンプ５２及びパネル給水管５３を含んで構成されており、気化部材はスラット４５及びスラット給水管４７を含んで構成されている。気化手段は水供給手段及び気化部材を含んで構成されている。また、パネル給水管５３が水供給配管に相当する。
【００３８】
本実施形態においては、庇部３３からの水の気化量を制御する気化制御システムが構築されている。ここでは、気化制御システムに関する電気的な構成について説明する。
【００３９】
気化制御システムは制御手段としてのコントローラ５５を有している。コントローラ５５は、ＣＰＵや各種メモリ等からなるマイクロコンピュータを含んで構成されており、気化制御に関する情報を記憶する記憶部５６を有している。コントローラ５５は、例えば居室１９の壁面に対して取り付けられるなどして建物１０内に設けられている。
【００４０】
コントローラ５５には、外気温度を検出する外気温度センサ５７と、居室１９の温度を検出する居室温度センサ５８とが接続されており、これら温度センサ５７，５８は検出信号をコントローラ５５に対して出力する。外気温度センサ５７は例えば外壁２３の屋外側面に対して取り付けられるなどして屋外に設けられており、居室温度センサ５８は例えば居室１９の内壁面に対して取り付けられるなどして居室１９内に設けられている。
【００４１】
コントローラ５５には、無線通信又は有線通信が可能な通信装置５９が接続されている。通信装置５９はインターネットを通じての通信や外部施設との通信が可能となっており、コントローラ５５は、通信装置５９を通じて天気情報を取得する。また、コントローラ５５には給水ポンプ５２が接続されており、コントローラ５５は指令信号を出力することにより給水ポンプ５２の動作制御を行う。
【００４２】
コントローラ５５は、太陽光パネル４１やバルコニー２１、居室１９を冷却する冷却処理を行う。冷却処理の処理手順について簡単に説明すると、コントローラ５５は、まず太陽光パネル４１やバルコニー２１、居室１９を冷却する必要があるか否かを判定する。ここでは、天気情報に基づいて雨天であるか否かを判定するとともに、外気温度や居室温度が所定温度（例えば２５℃）より大きいか否かを判定し、雨天でなく且つ外気温度及び居室温度の少なくとも一方が所定温度より大きい場合に、冷却する必要があると判定する。
【００４３】
太陽光パネル４１等を冷却する必要があると判定した場合、外気温度に合わせて給水ポンプ５２から供給される単位時間当たりの水量を設定し、その設定値に合わせて給水ポンプ５２を駆動させる。ここでは、庇部３３においてスラット４５からの気化率（単位時間当たりの気化量）を推定し、推定した気化率に基づいて給水ポンプ５２からの給水率（単位時間当たりの給水量）を設定する。具体的には、気化率と外気温度との関係がマップとして記憶部５６に記憶されており、現在の外気温度に合わせて気化率を推定し、その気化率より小さい値となるように給水率を設定する。この場合、スラット４５に供給された水は全て気化するため、気化しなかった水が庇部３３から溢れて流れ落ちることや外壁２３に付着することを抑制できる。
【００４４】
なお、外気温度が高いほど気化率が大きくなり、スラット４５への給水率を大きく設定することになる。例えば、外気温度が２５℃であれば給水率を第１規定率に設定し、外気温度が２５℃より高い３０℃であれば給水率を第１規定率より大きい第２規定率に設定する。
【００４５】
庇部３３のスラット４５に水が供給された場合、湿潤状態にあるスラット４５の周面からの水の気化が太陽光の熱や風等により促進され、その気化熱により庇部３３周辺の外気が冷却されて冷気となる。この場合、太陽光パネル４１の上面（受光面）が太陽光により高温になり、太陽光パネル４１の上面に沿って軒先３２から頂部３１へ向かって流れる上昇気流が生じていると、庇部３３近傍の冷気はその上昇気流に乗って頂部３１側に流れ、庇部３３より頂部３１側にある太陽光パネル４１に到達する。つまり、庇部３３での気化により太陽光パネル４１が冷却される。
【００４６】
また、スラット４５間の隙間を通じて庇部３３を上から下に通過する外気の流れが生じていると、冷気はその流れに乗ってバルコニー２１に到達する。つまり、庇部３３での気化によりバルコニー２１の温度が低下する。さらに、窓部２５が開放されておりバルコニー２１から居室１９に向かう外気の流れが生じていると、冷気はその流れに乗って居室１９に到達する。つまり、庇部３３での気化により居室１９の温度が低下する。
【００４７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４８】
庇部３３において屋外側に露出しているスラット４５が吸放湿性を有しているため、スラット４５を水で湿らせることにより、スラット４５の表面から水を気化させ、その気化熱によりスラット４５周辺の空気を冷却することができる。この場合、冷却された空気が太陽光パネル４１周辺やバルコニー２１、居室１９に流れ込むことによりそれら太陽光パネル４１やバルコニー２１、居室１９が冷却されることになる。
【００４９】
また、庇部３３のスラット４５にパネル給水管５３が接続されているため、貯留タンク５１の水がパネル給水管５３を通じてスラット４５の内部に直接供給される。この場合、例えば庇部３３の上方からスラット４５に対して散水が行われる構成とは異なり、スラット４５への給水に際してその水で屋根１２や外壁２３が濡れるということが抑制される。しかも、庇部３３のスラット４５への給水率がスラット４５からの気化率より小さくされているため、スラット４５に対して気化しない余剰分の水が供給されることを回避でき、ひいては、気化しなかった水が庇部３３から流れ落ちることや外壁２３に付着することを回避できる。したがって、水の気化熱によりスラット４５周辺の空気を冷却する場合に、建物１０の周面が水垢等により汚れることを抑制できる。
【００５０】
以上の結果、建物１０周辺の空気を好適に冷却することができる。
【００５１】
庇部３３においてスラット４５間に通気用の隙間が形成されているため、庇部３３周辺において空気を庇部３３の上面や下面に沿って流すだけでなく、スラット４５間の隙間を通じて上下方向に流すことが可能となる。この場合、隙間を通じて下方に空気が流れていれば、その流れに乗せて気化熱による冷気を庇部３３周辺からバルコニー２１に流れ込ませることができる。したがって、水の気化熱による冷却範囲をより一層拡げることができる。しかも、庇部３３の下方には窓部２５が形成されているため、気化熱による冷気が窓部２５を通じて居室１９に流れ込ませることができ、ひいては、夏期等において建物内空間としての居室１９に対して冷房効果を付与することができる。
【００５２】
また、複数のスラット４５が互いに離間しているため、スラット４５とスラット４５間の隙間とが交互に配置されていることになり、スラット４５周辺にて水の気化により冷却された空気がスラット４５間の隙間から流下しやすくなる。したがって、庇部３３の下方における冷却効率を高めることができる。
【００５３】
屋根１２の軒先３２と頂部３１との間において太陽光パネル４１は庇部３３の上方に設けられているため、水の気化熱により冷却された庇部３３周辺の空気が太陽光パネル４１周辺の上昇気流に乗って太陽光パネル４１周辺に流れ込みやすくなっている。したがって、太陽光パネル４１を効率良く冷却することができる。
【００５４】
庇部３３においてスラット４５に水が供給された場合、スラット４５はその全体が湿った状態となるため、水が気化する部分をスラット４５の周面全体とすることができる。この場合、庇部３３の上面及び下面の両面周辺の空気が気化熱により冷却されるため、例えば上面及び下面のうち一方にて水が気化する構成や、外壁２３の一側面にて水が気化する構成に比べて、冷却対象となる空間を大きくすることができる。つまり、気化熱により冷却された外気が流れ込む範囲を広範囲とすることができる。
【００５５】
庇部３３がスラット４５を複数有しており、各スラット４５のそれぞれに対してパネル給水管５３から個別に水が供給されるため、例えば庇部３３の１つの部材に対して給水が行われる構成に比べて、全てのスラット４５を効率良く湿らせることができる。また、スラット４５に形成された挿入穴にスラット給水管４７が挿入されており、スラット給水管４７はスラット４５の長手方向に沿って延びているため、スラット４５の全体を一様に湿潤状態とすることができる。以上の結果、スラット４５における水の気化効率を高めることができる。
【００５６】
熱伝導率の高いパネル給水管５３が太陽光パネル４１の直下に設けられており、そのパネル給水管５３を通じてスラット４５に水が供給されるため、スラット４５での水の気化に際してパネル給水管５３内の水との熱交換により太陽光パネル４１を冷却することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態は、水の気化熱により太陽光パネル４１やバルコニー２１などを冷却する構成としたが、第２実施形態は、太陽光の熱により建物１０の暖房効果を高める構成とする。図４は屋根１２の構成について説明するための図であり、（ａ）に建物１０の概略断面を示し、（ｂ）に屋根１２の概略平面を示す。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、屋根１２には、太陽光パネル４１が設けられておらず、屋根面１２ａに沿って不凍液を循環させるための循環用配管７１が設けられている。循環用配管７１は熱伝導率の高い金属材料等により形成されている。ここで、屋根１２は太陽光が照射されやすい日当たり部６１と照射されにくい非日当たり部６２とを有しており、循環用配管７１は、それら日当たり部６１及び非日当たり部６２の両方にそれぞれ配置されている。なお、日当たり部６１は屋根面１２ａが南側を向いている部分であり、非日当たり部６２は屋根面１２ａが北側を向いている部分である。
【００５９】
図４（ｂ）に示すように、屋根１２の日当たり部６１及び非日当たり部６２の両方において、循環用配管７１は屋根面１２ａに沿って蛇行するように配置されている。循環用配管７１のうち日当たり部６１に配置された部分と非日当たり部６２に配置された部分とは接続されており、循環用配管７１を流れる不凍液は日当たり部６１と非日当たり部６２とを行き来することになる。
【００６０】
循環用配管７１には循環用ポンプ７２が接続されている。循環用ポンプ７２は電気モータを含んで構成されており、駆動することにより循環用配管７１内を不凍液が流れる。ここで、循環用配管７１の両端部は循環用ポンプ７２を介して接続されており、不凍液が循環用配管７１を流れ続けることになる。なお、循環用配管７１を流れる液体は不凍液でなく水であってもよい。要は、熱伝導性を有する液体であればよい。
【００６１】
本実施形態では、屋根面１２ａに太陽光が照射されることで循環用配管７１内の不凍液に熱が加えられ、その熱により屋内空間に暖房効果が付与される。ここで、屋根１２は循環用配管７１に太陽光の熱が付与されやすい構成となっており、ここでは屋根１２の構成にすいて図５を参照しつつ説明する。図５は、屋根１２における循環用配管７１周辺の構成を示す概略断面図である。
【００６２】
図５に示すように、屋根１２は、垂木７５と野地板７６と瓦７７とを含んで構成されている。瓦７７は野地板７６の上に載置されており、野地板７６や垂木７５に対してビス等の固定部材により固定されている。瓦７７の下方（屋内側）には防水シート等の防水材が設けられており、その防水材により屋根１２に防水性能が付与されている。なお、瓦７７は桟木を介して野地板７６の上に載置され、ビス等により桟木に対して固定されていてもよい。また、瓦７７は屋根面１２ａを形成する屋根仕上材に含まれており、垂木７５及び野地板７６は屋根下地材に含まれている。
【００６３】
瓦７７は、熱伝導率の高い金属材料等により形成されている。瓦７７は野地板７６に対して固定される固定部７７ａと、屋外側に露出する露出部７７ｂとを有している。露出部７７ｂは板状に形成されており、野地板７６から上方に離間し且つ野地板７６とほぼ平行に延びている。瓦７７は野地板７６に沿って複数並べられており、隣り合う瓦７７は各野地板７６の一部を重ねあわせるように配置されている。なお、瓦７７は屋根１２の傾斜に対して横並び及び縦並びとなっている。
【００６４】
循環用配管７１は瓦７７の露出部７７ｂの直下に設けられている。循環用配管７１は瓦７７の露出部７７ｂと野地板７６との間に配置されており、露出部７７ｂの下面に対して当接又は近接している。循環用配管７１は水平方向に延びており、屋根１２の軒先側や頂部側に移動しないようにストッパ等の固定手段により固定されている。循環用配管７１は屋根１２の防水材より上方（屋外側）に設けられている。したがって、循環用配管７１の設置に起因して屋根１２の防水性能が低下するということが回避されている。
【００６５】
瓦７７が太陽光により加熱された場合、循環用配管７１の管壁を介して瓦７７と不凍液との熱交換が行われ、不凍液が加熱される。さらに、不凍液の熱が屋内側に伝わることで建物内空間が温度上昇し、建物内空間の暖房効果が高められる。
【００６６】
また、循環用ポンプ７２にはコントローラ５５が電気的に接続されており、コントローラ５５は外気温度や屋内温度に基づいて循環用ポンプ７２を駆動させる。具体的には、外気温度や居室温度が所定温度（例えば１５℃）より小さいか否かを判定し、小さい場合、循環用ポンプ７２を駆動させて屋根１２の日当たり部６１と非日当たり部６２とで不凍液を循環させる。この場合、日当たり部６１において太陽光により加熱された不凍液が非日当たり部６２に移動し、建物内空間のうち日当たり部６１の下方空間に加えて非日当たり部６２の下方空間に対して不凍液の熱が伝わることになる。これにより、不凍液を循環させることにより建物内空間の全体の暖房効果を高めることができる。
【００６７】
なお、循環用ポンプ７２は単位時間当たりの循環量を調整する調整機構を有していてもよい。調整機構は、例えば電気モータの回転速度を調整する調整手段を含んで構成されている。この場合、コントローラ５５は、例えば外気温度が高いほど不凍液の循環速度を高くし、外気温度が低いほど不凍液の循環速度を低くする。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６９】
屋根面１２ａに沿って循環用配管７１が設けられているため、循環用配管７１を流れる不凍液は排出されずに屋根１２において循環される。したがって、屋根面１２ａに太陽光が照射された場合に、不凍液に付与された熱が排出されることなく不凍液と共に屋根１２に存在することになる。この場合、例えば冬期において建物１０内の熱が屋根１２から屋外へ逃げることを抑制できるとともに、太陽光の熱を屋根１２から建物内空間に付与することができる。つまり、建物内空間の暖房効率を高めることができる。
【００７０】
屋根１２において日当たり部６１と非日当たり部６２との間で不凍液が循環されるため、日当たり部６１に加えられた太陽光の熱を非日当たり部６２に付与することができる。したがって、太陽光が照射される日当たり部６１（南側部分）の下方空間だけでなく、太陽光が照射されにくい非日当たり部６２（北側部分）の下方空間の暖房効率を高めることができる。
【００７１】
（他の実施形態）
本発明は上記各実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００７２】
（１）第１実施形態において、気化部材を構成するスラット４５は少なくとも一部が吸放湿性材料により形成されていればよい。例えば、スラット４５が金属材料により形成されており、スラット４５の内部から周面に向けて放射状に延びる放射状孔が多数設けられている構成とする。この構成では、放射状孔にスポンジ等の保水性の高い保水材が挿入されており、放射状孔がスラット給水管４７の内部と連通されている。この場合、スラット給水管４７に水が供給された場合、その水はスラット給水管４７から放射状孔に流れ込み、保水材を湿潤状態とし、保水材におけるスラット４５の周面付近から気化する。したがって、水の気化によりスラット４５周辺の空気を冷却することができる。
【００７３】
（２）第１実施形態において、スラット４５にはスラット給水管４７が設けられていなくてもよい。例えば、スラット４５の挿入穴４８にスラット給水管４７が挿入されておらず、挿入穴４８にパネル給水管５３が接続されている構成とする。この構成でも、スラット４５の内部に水を供給することができる。
【００７４】
（３）第１実施形態において、庇部３３のスラット４５間の隙間は形成されていなくてもよい。つまり、庇部３３を上下に貫通する通気部が形成されていなくてもよい。また、庇部３３の上面及び下面は複数のスラット４５により形成されているのではなく、１つの部材により形成されていてもよい。
【００７５】
（４）第１実施形態において、庇部３３周辺の空気を他の空間に強制的に送る送風装置が設けられていてもよい。例えば、送風装置により庇部３３の上面周辺の空気が太陽光パネル４１側に送られる構成とする。また、送風装置により庇部３３の下面周辺の空気がバルコニー２１や居室１９に送られる構成とする。これにより、水の気化熱により冷却された外気をより広い空間に供給することができる。
【００７６】
（５）第１実施形態において、パネル給水管５３は屋根仕上材の下方（屋内側）に設けられていてもよい。また、貯留タンク５１の水はパネル給水管５３を介さずにスラット給水管４７に直接接続さていてもよい。
【００７７】
（６）第１実施形態において、スラット４５などにより構成される気化部材は、庇部３３ではなく屋根１２や外壁２３に設けられていてもよい。この場合、屋根１２や外壁２３周辺の空気を水の気化熱により冷却することができる。
【００７８】
（７）第２実施形態において、液体としての不凍液が循環用配管７１でなく瓦７７等の屋根仕上材の内部を流れる構成としてもよい。例えば、図６に示すように、屋根仕上材としての瓦８１が、不凍液が流れる流水部８２を有している構成とする。流水部８２は瓦８１の端部において水平方向に延びており、屋根１２において隣り合う瓦８１は互いの流水部８２が接続される位置に並べられている。この場合、複数の瓦８１の各流水部８２が接続されることで循環用配管７１が形成されることになる。
【００７９】
（８）第２実施形態において、循環用配管７１は外壁に設けられていてもよい。例えば外壁のうち太陽光が照射されにくい部分の屋外側面に沿って循環用配管７１が設けられている構成とする。この場合、屋根１２の日当たり部６１にて加熱された不凍液が外壁２３に流れ込むと、外壁２３に熱が付与されるため、外壁２３側の建物内空間の暖房効果を高めることができる。
【００８０】
（９）第２実施形態において、建物１０に庇部３３が設けられ、循環用配管７１を水が流れており、その水が庇部３３のスラット４５に対して供給される構成とする。例えば、循環用配管７１にスラット給水管４７が接続されており、循環用配管７１とスラット給水管４７との分岐点にて水を循環用配管７１又はスラット給水管４７のいずれかに流す切替弁が設けられている構成とする。この構成によれば、循環用配管７１にて水を循環させることにより、建物内空間の暖房効率を高めることができる一方で、切替弁を動作させてスラット給水管４７に水を供給することにより、庇部３３周辺の空間を好適に冷却することができる。この場合、スラット４５から水を気化させることにより循環用配管７１を流れる水を入れ替えることが可能となるため、循環用配管７１の内部を衛生的に保つことができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０…建物、１２…屋根、２５…建物開口部としての窓部、３２…軒先、３３…庇状部材としての庇部、４１…太陽光パネル、４５…気化手段及び気化部材を構成するスラット、４７…気化手段及び気化部材を構成するスラット給水管、５１…気化手段及び水供給手段を構成する貯留タンク、５２…気化手段及び水供給手段を構成する給水ポンプ、５３…気化手段、水供給手段及び水供給配管を構成するパネル給水管、５５…気化手段及び水供給手段を構成するコントローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物周辺を冷却する建物冷却設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建物において、水を利用して建物を冷却する技術が提案されている。例えば特許文献１には、雨水等の水を回収する回収手段と、回収された水を建物に撒く放水手段とを備えた構成が記載されている。この構成によれば、放水手段により撒かれた水にて建物全体を外側から直接的に冷やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放水手段により水が建物に撒かれる構成では、撒かれた水が屋根面や壁面といった建物周面に水が付着し、それによって建物周面が汚れることが懸念される。また、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネルが設けられた建物においては、散水が行われることで建物周面だけでなく太陽光パネル周面が汚れることが懸念される。したがって、建物周辺の空間を冷却する構成に関して改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、建物周辺の空間を好適に冷却することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明の建物冷却設備は、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネルの周辺の建物屋外部であって太陽光を受光可能な受光場所にて水の気化を行う気化手段を備え、前記気化手段は、前記気化に要する水を供給する水供給手段と、前記受光場所に設けられ、前記水供給手段により供給された水を気化させる気化部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
第１の発明によれば、水供給手段により供給された水が気化部材において気化される。この場合、建物屋外部の太陽光パネル周辺において水の気化が積極的に行われるため、その気化熱により建物周辺及び太陽光パネル周辺の空間を冷却することができる。したがって、建物や太陽光パネルに対して直接の散水が行われる構成とは異なり、建物周面や太陽光パネル周面が水垢等により汚れるといった不都合を抑制できる。以上の結果、水の気化熱により建物周辺の空間を好適に冷却することができる。
【０００８】
第２の発明では、前記水供給手段は、屋外環境に基づいて前記気化部材における水の気化率を推定する手段と、前記推定した水の気化率に基づいて水供給を行う手段とを有する。
【０００９】
第２の発明によれば、気化部材における水の気化率に合わせて気化部材への水供給が行われるため、気化する分だけ気化部材に給水を行うことが可能となる。この場合、気化に供しない余剰の水を供給しないようにすることができ、ひいては余剰の水が気化部材から溢れて建物周面や太陽光パネル周面に水垢等の汚れとして付着することを抑制できる。
【００１０】
第３の発明では、前記建物は、建物側方に突出する庇状部材を備え、前記気化部材は、前記庇状部材に設けられ、かつ該庇状部材の上面側及び下面側の両方で気化を行う。
【００１１】
第３の発明によれば、庇状部材において太陽光を受光可能な上面だけでなく下面にて気化部材により気化が行われるため、庇状部材の上面周辺及び下面周辺の両方の空間を気化熱により冷却することができる。したがって、庇状部材の上面及び下面のうち一方にて気化が行われる構成に比べて、気化熱により冷却できる空間を大きくすることができる。つまり、建物周辺や太陽光パネル周辺において極力広い空間を冷却対象とすることができる。
【００１２】
第４の発明では、前記庇状部材は、建物開口部の上方に設けられ、かつ該庇状部材を上下に貫通する通気部を有する。
【００１３】
第４の発明によれば、建物開口部の上方に庇状部材が設けられている構成において、通気部を通じて下方に向かう空気の流れが生じやすくなるため、庇状部材周辺の空気が建物開口部周辺に流れ込むことを前記空気の流れにより促進することになる。これにより、建物開口部の周辺を冷却することができ、ひいては、建物開口部を通じて建物内空間を冷却することができる。
【００１４】
第５の発明では、前記庇状部材は、横並びに配列された複数のスラットからなり、前記気化部材は、前記複数のスラットにそれぞれ設けられており、前記複数のスラットにおいて隣り合うスラット間の隙間が前記通気部となっている。
【００１５】
第５の発明によれば、庇状部材において気化部分としてのスラットと通気部分としてのスラット間の隙間とが交互に配置されているため、通気部分を下方に向けて流れる空気にスラット周辺にて水の気化により冷却された空気が乗りやすくなる。したがって、庇状部材の下方に設けられた建物開口部の周辺を冷却するのに好都合である。
【００１６】
第６の発明では、前記気化部材は、前記水供給手段により供給される水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により構成されている。
【００１７】
第６の発明によれば、水が気化部材の全体に吸収され、且つ水の気化が気化部材の周面全体にて行われるため、気化部材に供給された水の全てを気化させやすくすることができる。これにより、気化部材での水の気化効率を高めることができる。つまり、気化部材の周辺空間の冷却効率を高めることができる。
【００１８】
第７の発明では、軒先に向けて下方傾斜した屋根を備え、前記太陽光パネルが前記屋根上において該屋根の傾斜面に沿うように設けられている建物に適用され、前記気化部材は、前記屋根の傾斜面において前記太陽光パネルと隣り合わせで且つ該太陽光パネルの軒先側に設けられている。
【００１９】
第７の発明によれば、太陽光により太陽光パネルが加熱されることにより、太陽光パネルに沿って上方に流れる上昇気流が発生すると、気化部材での水の気化により冷却された空気は上昇気流に乗って太陽光パネルに到達することになる。この場合、水の気化によって太陽光パネルを冷却することができる。
【００２０】
第８の発明では、前記水供給手段は、前記太陽光パネルの下面に沿って設けられ且つ熱伝導率が高い水供給配管を有している。
【００２１】
第８の発明によれば、水供給配管を通じて気化部材に水が供給される場合、水供給配管は水に熱を奪われることにより冷却され、それに伴って太陽光パネルが冷却される。この場合、水の気化により冷却された空気が到達すること及び水に熱を奪われることの両方により太陽光パネルが冷却されるため、太陽光パネルの冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態における建物の屋根周辺の構成を示す斜視図。
【図２】庇部の構成について説明するための図。
【図３】屋根における庇部周辺の平面図。
【図４】第２実施形態における屋根の構成について説明するための図。
【図５】屋根における循環用配管周辺の構成を示す概略断面図。
【図６】別の屋根における循環用配管周辺の構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は建物１０における屋根１２周辺の構成を示す斜視図、図２は庇部３３の構成について説明するための図である。図２においては（ａ）に二階部分１６周辺の概略平面図を示し、（ｂ）に庇部３３の拡大図を示す。
【００２４】
図１、図２に示すように、住宅等の建物１０は、建物本体１１と、その建物本体１１の上方に設けられた屋根１２とを有している。建物本体１１は、一階部分１５と二階部分１６とを有しており、二階部分１６には寝室等の居室１９とバルコニー２１とが設けられている。居室１９は建物内空間となっており、バルコニー２１は屋外側に開放された屋外空間となっている。居室１９とバルコニー２１とは外壁２３により仕切られており、外壁２３に形成された建物開口部としての窓部２５により連通されている。窓部２５には開閉体としてのサッシ戸２６が設けられており、サッシ戸２６が開放されると窓部２５を通じて居室１９の通気が行われる。
【００２５】
屋根１２は切妻屋根となっており、屋根１２の仕上面である屋根面１２ａは瓦等の屋根仕上材等により形成されている。屋根１２において軒先３２は頂部３１に比べて低くなっており、屋根面１２ａは頂部３１から軒先３２に向けて下方傾斜している。窓部２５の上方には、屋根１２と一体的に形成された庇部３３が設けられている。庇部３３は、屋根１２の軒先３２側においてバルコニー２１の上方に配置されており、屋根面１２ａに沿って延びている。庇部３３は建物１０の側方に突出する庇状部材に相当し、太陽光を受光可能な受光場所に設けられていることになる。
【００２６】
屋根１２には、太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネル４１が複数設けられている。それら太陽光パネル４１は屋根１２上に配置されており、屋根面１２ａに沿って並べられている。この場合、太陽光パネル４１は脚部４２により下方から支持されており、太陽光パネル４１の下面と屋根面１２ａとは離間している。また、太陽光パネル４１は庇部３３には設けられておらず、庇部３３の側方及び頂部３１側に存在していることになる。なお、太陽光パネル４１は、屋根１２において屋根面１２ａが南側を向いている部分に設けられている。
【００２７】
ところで、太陽光パネル４１は、太陽光の照射に伴って自身の温度が上昇すると発電効率が低下する可能性がある。また、夏期においてバルコニー２１や居室１９の温度が上昇すると、人はバルコニー２１や居室１９で暑さによって不快な思いをすることがある。そこで、本実施形態では建物１０に水冷却設備が設けられており、庇部３３の表面にて水を気化させてその気化熱で冷却された空気により太陽光パネル４１を冷却することやバルコニー２１や居室１９の温度を低下させることを実現するようにしている。
【００２８】
まず、庇部３３の構成について説明する。
【００２９】
図２に示すように、庇部３３はスラット４５を複数有している。スラット４５は、水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により長尺板状に形成されている。吸放湿性材料は、表面に多数の微小径孔を有する多孔質材料であり、多孔質材料としては木質系材料やセラミック材料が挙げられる。ここでは、スラット４５が木材により形成されている構成とする。なお、スラット４５は木材の加工品により形成されていてもよい。
【００３０】
スラット４５は屋根１２の軒先３２に沿って延びており、スラット４５の板面は屋根面１２ａとは異なる傾斜角度で南側の上方を向いている。なお、スラット４５の上面は太陽光が照射される受光面となっている。また、スラット４５は遮光性を有しており、太陽光を遮る日除け部材となっている。
【００３１】
各スラット４５は、互いに平行に並べられている。ここでは、各スラット４５は、屋根面１２ａの傾斜角度に合わせて軒先３２から頂部３１に向けて横並びになっている。隣り合うスラット４５は離間しており、それらスラット４５の間には通気用の隙間が形成されている。スラット４５間の離間距離は、屋根面１２ａの傾斜角度から庇部３３を見ると各スラット４５の上下端部が互いに重なる大きさとなっており、庇部３３に太陽光が照射されている場合に、その太陽光が通気用の隙間を通じてバルコニー２１に照射されるということが生じにくくなっている。
【００３２】
スラット４５には、そのスラット４５の内部に水を供給するためのスラット給水管４７が取り付けられている。具体的には、スラット４５の内部には、スラット給水管４７を挿入するための挿入穴４８が形成されており、挿入穴４８はスラット４５の長手方向に延びている。スラット給水管４７は挿入穴４８に挿入されることでスラット４５の外周面の内側に収納されており、スラット給水管４７の管壁には水を管内から管外へ流出させるための放出孔（図示略）が形成されている。放出孔は管壁を貫通しており、小口径で多数設けられている。
【００３３】
スラット４５についてスラット給水管４７に水が供給された場合、水は放出孔を通じてスラット給水管４７の内部からスラット４５の内部に流れ出て、スラット４５内をスラット４５の周面に向けて浸透する。この結果、スラット４５はその全体が湿った保湿状態となり、スラット４５の周面から水を気化させることが可能となる。したがって、複数のスラット４５が、水を気化させる気化部材に相当する。
【００３４】
次に、庇部３３のスラット４５に水を供給する構成について図３を参照しつつ説明する。図３は屋根１２における庇部３３周辺の平面図である。
【００３５】
図３に示すように、建物１０には貯留タンク５１と給水ポンプ５２とパネル給水管５３とが設けられている。貯留タンク５１は雨水や水道水を貯留する貯水手段であり、例えば屋根１２の下側や二階部分１６の天井裏空間に設けられている。パネル給水管５３は貯留タンク５１とスラット給水管４７とを接続している。パネル給水管５３は、熱伝導性が高い鋼材等の材料により形成されており、太陽光パネル４１の下方に設けられている。パネル給水管５３は、太陽光パネル４１と屋根１２との間にて太陽光パネル４１の直下に設けられており、太陽光パネル４１の下面に当接している。したがって、パネル給水管５３を流れる水と太陽光パネル４１との間で熱交換が行われやすくなっている。また、パネル給水管５３は蛇行するように配置されており、それによって太陽光パネル４１の略全体がパネル給水管５３との熱交換の対象となっている。
【００３６】
給水ポンプ５２は電気モータを含んで構成されており、駆動することで貯留タンク５１からパネル給水管５３を介してスラット給水管４７に水を供給する。給水ポンプ５２は例えば貯留タンク５１に内蔵されている。給水ポンプ５２は単位時間当たりの給水量を調整する調整機構を有している。調整機構は、例えば電気モータの回転速度を調整する調整手段を含んで構成されている。
【００３７】
なお、水供給手段は貯留タンク５１、給水ポンプ５２及びパネル給水管５３を含んで構成されており、気化部材はスラット４５及びスラット給水管４７を含んで構成されている。気化手段は水供給手段及び気化部材を含んで構成されている。また、パネル給水管５３が水供給配管に相当する。
【００３８】
本実施形態においては、庇部３３からの水の気化量を制御する気化制御システムが構築されている。ここでは、気化制御システムに関する電気的な構成について説明する。
【００３９】
気化制御システムは制御手段としてのコントローラ５５を有している。コントローラ５５は、ＣＰＵや各種メモリ等からなるマイクロコンピュータを含んで構成されており、気化制御に関する情報を記憶する記憶部５６を有している。コントローラ５５は、例えば居室１９の壁面に対して取り付けられるなどして建物１０内に設けられている。
【００４０】
コントローラ５５には、外気温度を検出する外気温度センサ５７と、居室１９の温度を検出する居室温度センサ５８とが接続されており、これら温度センサ５７，５８は検出信号をコントローラ５５に対して出力する。外気温度センサ５７は例えば外壁２３の屋外側面に対して取り付けられるなどして屋外に設けられており、居室温度センサ５８は例えば居室１９の内壁面に対して取り付けられるなどして居室１９内に設けられている。
【００４１】
コントローラ５５には、無線通信又は有線通信が可能な通信装置５９が接続されている。通信装置５９はインターネットを通じての通信や外部施設との通信が可能となっており、コントローラ５５は、通信装置５９を通じて天気情報を取得する。また、コントローラ５５には給水ポンプ５２が接続されており、コントローラ５５は指令信号を出力することにより給水ポンプ５２の動作制御を行う。
【００４２】
コントローラ５５は、太陽光パネル４１やバルコニー２１、居室１９を冷却する冷却処理を行う。冷却処理の処理手順について簡単に説明すると、コントローラ５５は、まず太陽光パネル４１やバルコニー２１、居室１９を冷却する必要があるか否かを判定する。ここでは、天気情報に基づいて雨天であるか否かを判定するとともに、外気温度や居室温度が所定温度（例えば２５℃）より大きいか否かを判定し、雨天でなく且つ外気温度及び居室温度の少なくとも一方が所定温度より大きい場合に、冷却する必要があると判定する。
【００４３】
太陽光パネル４１等を冷却する必要があると判定した場合、外気温度に合わせて給水ポンプ５２から供給される単位時間当たりの水量を設定し、その設定値に合わせて給水ポンプ５２を駆動させる。ここでは、庇部３３においてスラット４５からの気化率（単位時間当たりの気化量）を推定し、推定した気化率に基づいて給水ポンプ５２からの給水率（単位時間当たりの給水量）を設定する。具体的には、気化率と外気温度との関係がマップとして記憶部５６に記憶されており、現在の外気温度に合わせて気化率を推定し、その気化率より小さい値となるように給水率を設定する。この場合、スラット４５に供給された水は全て気化するため、気化しなかった水が庇部３３から溢れて流れ落ちることや外壁２３に付着することを抑制できる。
【００４４】
なお、外気温度が高いほど気化率が大きくなり、スラット４５への給水率を大きく設定することになる。例えば、外気温度が２５℃であれば給水率を第１規定率に設定し、外気温度が２５℃より高い３０℃であれば給水率を第１規定率より大きい第２規定率に設定する。
【００４５】
庇部３３のスラット４５に水が供給された場合、湿潤状態にあるスラット４５の周面からの水の気化が太陽光の熱や風等により促進され、その気化熱により庇部３３周辺の外気が冷却されて冷気となる。この場合、太陽光パネル４１の上面（受光面）が太陽光により高温になり、太陽光パネル４１の上面に沿って軒先３２から頂部３１へ向かって流れる上昇気流が生じていると、庇部３３近傍の冷気はその上昇気流に乗って頂部３１側に流れ、庇部３３より頂部３１側にある太陽光パネル４１に到達する。つまり、庇部３３での気化により太陽光パネル４１が冷却される。
【００４６】
また、スラット４５間の隙間を通じて庇部３３を上から下に通過する外気の流れが生じていると、冷気はその流れに乗ってバルコニー２１に到達する。つまり、庇部３３での気化によりバルコニー２１の温度が低下する。さらに、窓部２５が開放されておりバルコニー２１から居室１９に向かう外気の流れが生じていると、冷気はその流れに乗って居室１９に到達する。つまり、庇部３３での気化により居室１９の温度が低下する。
【００４７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４８】
庇部３３において屋外側に露出しているスラット４５が吸放湿性を有しているため、スラット４５を水で湿らせることにより、スラット４５の表面から水を気化させ、その気化熱によりスラット４５周辺の空気を冷却することができる。この場合、冷却された空気が太陽光パネル４１周辺やバルコニー２１、居室１９に流れ込むことによりそれら太陽光パネル４１やバルコニー２１、居室１９が冷却されることになる。
【００４９】
また、庇部３３のスラット４５にパネル給水管５３が接続されているため、貯留タンク５１の水がパネル給水管５３を通じてスラット４５の内部に直接供給される。この場合、例えば庇部３３の上方からスラット４５に対して散水が行われる構成とは異なり、スラット４５への給水に際してその水で屋根１２や外壁２３が濡れるということが抑制される。しかも、庇部３３のスラット４５への給水率がスラット４５からの気化率より小さくされているため、スラット４５に対して気化しない余剰分の水が供給されることを回避でき、ひいては、気化しなかった水が庇部３３から流れ落ちることや外壁２３に付着することを回避できる。したがって、水の気化熱によりスラット４５周辺の空気を冷却する場合に、建物１０の周面が水垢等により汚れることを抑制できる。
【００５０】
以上の結果、建物１０周辺の空気を好適に冷却することができる。
【００５１】
庇部３３においてスラット４５間に通気用の隙間が形成されているため、庇部３３周辺において空気を庇部３３の上面や下面に沿って流すだけでなく、スラット４５間の隙間を通じて上下方向に流すことが可能となる。この場合、隙間を通じて下方に空気が流れていれば、その流れに乗せて気化熱による冷気を庇部３３周辺からバルコニー２１に流れ込ませることができる。したがって、水の気化熱による冷却範囲をより一層拡げることができる。しかも、庇部３３の下方には窓部２５が形成されているため、気化熱による冷気が窓部２５を通じて居室１９に流れ込ませることができ、ひいては、夏期等において建物内空間としての居室１９に対して冷房効果を付与することができる。
【００５２】
また、複数のスラット４５が互いに離間しているため、スラット４５とスラット４５間の隙間とが交互に配置されていることになり、スラット４５周辺にて水の気化により冷却された空気がスラット４５間の隙間から流下しやすくなる。したがって、庇部３３の下方における冷却効率を高めることができる。
【００５３】
屋根１２の軒先３２と頂部３１との間において太陽光パネル４１は庇部３３の上方に設けられているため、水の気化熱により冷却された庇部３３周辺の空気が太陽光パネル４１周辺の上昇気流に乗って太陽光パネル４１周辺に流れ込みやすくなっている。したがって、太陽光パネル４１を効率良く冷却することができる。
【００５４】
庇部３３においてスラット４５に水が供給された場合、スラット４５はその全体が湿った状態となるため、水が気化する部分をスラット４５の周面全体とすることができる。この場合、庇部３３の上面及び下面の両面周辺の空気が気化熱により冷却されるため、例えば上面及び下面のうち一方にて水が気化する構成や、外壁２３の一側面にて水が気化する構成に比べて、冷却対象となる空間を大きくすることができる。つまり、気化熱により冷却された外気が流れ込む範囲を広範囲とすることができる。
【００５５】
庇部３３がスラット４５を複数有しており、各スラット４５のそれぞれに対してパネル給水管５３から個別に水が供給されるため、例えば庇部３３の１つの部材に対して給水が行われる構成に比べて、全てのスラット４５を効率良く湿らせることができる。また、スラット４５に形成された挿入穴にスラット給水管４７が挿入されており、スラット給水管４７はスラット４５の長手方向に沿って延びているため、スラット４５の全体を一様に湿潤状態とすることができる。以上の結果、スラット４５における水の気化効率を高めることができる。
【００５６】
熱伝導率の高いパネル給水管５３が太陽光パネル４１の直下に設けられており、そのパネル給水管５３を通じてスラット４５に水が供給されるため、スラット４５での水の気化に際してパネル給水管５３内の水との熱交換により太陽光パネル４１を冷却することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態は、水の気化熱により太陽光パネル４１やバルコニー２１などを冷却する構成としたが、第２実施形態は、太陽光の熱により建物１０の暖房効果を高める構成とする。図４は屋根１２の構成について説明するための図であり、（ａ）に建物１０の概略断面を示し、（ｂ）に屋根１２の概略平面を示す。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、屋根１２には、太陽光パネル４１が設けられておらず、屋根面１２ａに沿って不凍液を循環させるための循環用配管７１が設けられている。循環用配管７１は熱伝導率の高い金属材料等により形成されている。ここで、屋根１２は太陽光が照射されやすい日当たり部６１と照射されにくい非日当たり部６２とを有しており、循環用配管７１は、それら日当たり部６１及び非日当たり部６２の両方にそれぞれ配置されている。なお、日当たり部６１は屋根面１２ａが南側を向いている部分であり、非日当たり部６２は屋根面１２ａが北側を向いている部分である。
【００５９】
図４（ｂ）に示すように、屋根１２の日当たり部６１及び非日当たり部６２の両方において、循環用配管７１は屋根面１２ａに沿って蛇行するように配置されている。循環用配管７１のうち日当たり部６１に配置された部分と非日当たり部６２に配置された部分とは接続されており、循環用配管７１を流れる不凍液は日当たり部６１と非日当たり部６２とを行き来することになる。
【００６０】
循環用配管７１には循環用ポンプ７２が接続されている。循環用ポンプ７２は電気モータを含んで構成されており、駆動することにより循環用配管７１内を不凍液が流れる。ここで、循環用配管７１の両端部は循環用ポンプ７２を介して接続されており、不凍液が循環用配管７１を流れ続けることになる。なお、循環用配管７１を流れる液体は不凍液でなく水であってもよい。要は、熱伝導性を有する液体であればよい。
【００６１】
本実施形態では、屋根面１２ａに太陽光が照射されることで循環用配管７１内の不凍液に熱が加えられ、その熱により屋内空間に暖房効果が付与される。ここで、屋根１２は循環用配管７１に太陽光の熱が付与されやすい構成となっており、ここでは屋根１２の構成にすいて図５を参照しつつ説明する。図５は、屋根１２における循環用配管７１周辺の構成を示す概略断面図である。
【００６２】
図５に示すように、屋根１２は、垂木７５と野地板７６と瓦７７とを含んで構成されている。瓦７７は野地板７６の上に載置されており、野地板７６や垂木７５に対してビス等の固定部材により固定されている。瓦７７の下方（屋内側）には防水シート等の防水材が設けられており、その防水材により屋根１２に防水性能が付与されている。なお、瓦７７は桟木を介して野地板７６の上に載置され、ビス等により桟木に対して固定されていてもよい。また、瓦７７は屋根面１２ａを形成する屋根仕上材に含まれており、垂木７５及び野地板７６は屋根下地材に含まれている。
【００６３】
瓦７７は、熱伝導率の高い金属材料等により形成されている。瓦７７は野地板７６に対して固定される固定部７７ａと、屋外側に露出する露出部７７ｂとを有している。露出部７７ｂは板状に形成されており、野地板７６から上方に離間し且つ野地板７６とほぼ平行に延びている。瓦７７は野地板７６に沿って複数並べられており、隣り合う瓦７７は各野地板７６の一部を重ねあわせるように配置されている。なお、瓦７７は屋根１２の傾斜に対して横並び及び縦並びとなっている。
【００６４】
循環用配管７１は瓦７７の露出部７７ｂの直下に設けられている。循環用配管７１は瓦７７の露出部７７ｂと野地板７６との間に配置されており、露出部７７ｂの下面に対して当接又は近接している。循環用配管７１は水平方向に延びており、屋根１２の軒先側や頂部側に移動しないようにストッパ等の固定手段により固定されている。循環用配管７１は屋根１２の防水材より上方（屋外側）に設けられている。したがって、循環用配管７１の設置に起因して屋根１２の防水性能が低下するということが回避されている。
【００６５】
瓦７７が太陽光により加熱された場合、循環用配管７１の管壁を介して瓦７７と不凍液との熱交換が行われ、不凍液が加熱される。さらに、不凍液の熱が屋内側に伝わることで建物内空間が温度上昇し、建物内空間の暖房効果が高められる。
【００６６】
また、循環用ポンプ７２にはコントローラ５５が電気的に接続されており、コントローラ５５は外気温度や屋内温度に基づいて循環用ポンプ７２を駆動させる。具体的には、外気温度や居室温度が所定温度（例えば１５℃）より小さいか否かを判定し、小さい場合、循環用ポンプ７２を駆動させて屋根１２の日当たり部６１と非日当たり部６２とで不凍液を循環させる。この場合、日当たり部６１において太陽光により加熱された不凍液が非日当たり部６２に移動し、建物内空間のうち日当たり部６１の下方空間に加えて非日当たり部６２の下方空間に対して不凍液の熱が伝わることになる。これにより、不凍液を循環させることにより建物内空間の全体の暖房効果を高めることができる。
【００６７】
なお、循環用ポンプ７２は単位時間当たりの循環量を調整する調整機構を有していてもよい。調整機構は、例えば電気モータの回転速度を調整する調整手段を含んで構成されている。この場合、コントローラ５５は、例えば外気温度が高いほど不凍液の循環速度を高くし、外気温度が低いほど不凍液の循環速度を低くする。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６９】
屋根面１２ａに沿って循環用配管７１が設けられているため、循環用配管７１を流れる不凍液は排出されずに屋根１２において循環される。したがって、屋根面１２ａに太陽光が照射された場合に、不凍液に付与された熱が排出されることなく不凍液と共に屋根１２に存在することになる。この場合、例えば冬期において建物１０内の熱が屋根１２から屋外へ逃げることを抑制できるとともに、太陽光の熱を屋根１２から建物内空間に付与することができる。つまり、建物内空間の暖房効率を高めることができる。
【００７０】
屋根１２において日当たり部６１と非日当たり部６２との間で不凍液が循環されるため、日当たり部６１に加えられた太陽光の熱を非日当たり部６２に付与することができる。したがって、太陽光が照射される日当たり部６１（南側部分）の下方空間だけでなく、太陽光が照射されにくい非日当たり部６２（北側部分）の下方空間の暖房効率を高めることができる。
【００７１】
（他の実施形態）
本発明は上記各実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００７２】
（１）第１実施形態において、気化部材を構成するスラット４５は少なくとも一部が吸放湿性材料により形成されていればよい。例えば、スラット４５が金属材料により形成されており、スラット４５の内部から周面に向けて放射状に延びる放射状孔が多数設けられている構成とする。この構成では、放射状孔にスポンジ等の保水性の高い保水材が挿入されており、放射状孔がスラット給水管４７の内部と連通されている。この場合、スラット給水管４７に水が供給された場合、その水はスラット給水管４７から放射状孔に流れ込み、保水材を湿潤状態とし、保水材におけるスラット４５の周面付近から気化する。したがって、水の気化によりスラット４５周辺の空気を冷却することができる。
【００７３】
（２）第１実施形態において、スラット４５にはスラット給水管４７が設けられていなくてもよい。例えば、スラット４５の挿入穴４８にスラット給水管４７が挿入されておらず、挿入穴４８にパネル給水管５３が接続されている構成とする。この構成でも、スラット４５の内部に水を供給することができる。
【００７４】
（３）第１実施形態において、庇部３３のスラット４５間の隙間は形成されていなくてもよい。つまり、庇部３３を上下に貫通する通気部が形成されていなくてもよい。また、庇部３３の上面及び下面は複数のスラット４５により形成されているのではなく、１つの部材により形成されていてもよい。
【００７５】
（４）第１実施形態において、庇部３３周辺の空気を他の空間に強制的に送る送風装置が設けられていてもよい。例えば、送風装置により庇部３３の上面周辺の空気が太陽光パネル４１側に送られる構成とする。また、送風装置により庇部３３の下面周辺の空気がバルコニー２１や居室１９に送られる構成とする。これにより、水の気化熱により冷却された外気をより広い空間に供給することができる。
【００７６】
（５）第１実施形態において、パネル給水管５３は屋根仕上材の下方（屋内側）に設けられていてもよい。また、貯留タンク５１の水はパネル給水管５３を介さずにスラット給水管４７に直接接続さていてもよい。
【００７７】
（６）第１実施形態において、スラット４５などにより構成される気化部材は、庇部３３ではなく屋根１２や外壁２３に設けられていてもよい。この場合、屋根１２や外壁２３周辺の空気を水の気化熱により冷却することができる。
【００７８】
（７）第２実施形態において、液体としての不凍液が循環用配管７１でなく瓦７７等の屋根仕上材の内部を流れる構成としてもよい。例えば、図６に示すように、屋根仕上材としての瓦８１が、不凍液が流れる流水部８２を有している構成とする。流水部８２は瓦８１の端部において水平方向に延びており、屋根１２において隣り合う瓦８１は互いの流水部８２が接続される位置に並べられている。この場合、複数の瓦８１の各流水部８２が接続されることで循環用配管７１が形成されることになる。
【００７９】
（８）第２実施形態において、循環用配管７１は外壁に設けられていてもよい。例えば外壁のうち太陽光が照射されにくい部分の屋外側面に沿って循環用配管７１が設けられている構成とする。この場合、屋根１２の日当たり部６１にて加熱された不凍液が外壁２３に流れ込むと、外壁２３に熱が付与されるため、外壁２３側の建物内空間の暖房効果を高めることができる。
【００８０】
（９）第２実施形態において、建物１０に庇部３３が設けられ、循環用配管７１を水が流れており、その水が庇部３３のスラット４５に対して供給される構成とする。例えば、循環用配管７１にスラット給水管４７が接続されており、循環用配管７１とスラット給水管４７との分岐点にて水を循環用配管７１又はスラット給水管４７のいずれかに流す切替弁が設けられている構成とする。この構成によれば、循環用配管７１にて水を循環させることにより、建物内空間の暖房効率を高めることができる一方で、切替弁を動作させてスラット給水管４７に水を供給することにより、庇部３３周辺の空間を好適に冷却することができる。この場合、スラット４５から水を気化させることにより循環用配管７１を流れる水を入れ替えることが可能となるため、循環用配管７１の内部を衛生的に保つことができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０…建物、１２…屋根、２５…建物開口部としての窓部、３２…軒先、３３…庇状部材としての庇部、４１…太陽光パネル、４５…気化手段及び気化部材を構成するスラット、４７…気化手段及び気化部材を構成するスラット給水管、５１…気化手段及び水供給手段を構成する貯留タンク、５２…気化手段及び水供給手段を構成する給水ポンプ、５３…気化手段、水供給手段及び水供給配管を構成するパネル給水管、５５…気化手段及び水供給手段を構成するコントローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネルの周辺の建物屋外部であって太陽光を受光可能な受光場所にて水の気化を行う気化手段を備え、
前記気化手段は、
前記気化に要する水を供給する水供給手段と、
前記受光場所に設けられ、前記水供給手段により供給された水を気化させる気化部材と、
を有することを特徴とする建物冷却設備。
【請求項２】
前記水供給手段は、
屋外環境に基づいて前記気化部材における水の気化率を推定する手段と、
前記推定した水の気化率に基づいて水供給を行う手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の建物冷却設備。
【請求項３】
前記建物は、建物側方に突出する庇状部材を備え、
前記気化部材は、前記庇状部材に設けられ、かつ該庇状部材の上面側及び下面側の両方で気化を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物冷却設備。
【請求項４】
前記庇状部材は、建物開口部の上方に設けられ、かつ該庇状部材を上下に貫通する通気部を有することを特徴とする請求項３に記載の建物冷却設備。
【請求項５】
前記庇状部材は、横並びに配列された複数のスラットからなり、
前記気化部材は、前記複数のスラットにそれぞれ設けられており、
前記複数のスラットにおいて隣り合うスラット間の隙間が前記通気部となっていることを特徴とする請求項４に記載の建物冷却設備。
【請求項６】
前記気化部材は、前記水供給手段により供給される水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建物冷却設備。
【請求項７】
軒先に向けて下方傾斜した屋根を備え、前記太陽光パネルが前記屋根上において該屋根の傾斜面に沿うように設けられている建物に適用され、
前記気化部材は、前記屋根の傾斜面において前記太陽光パネルと隣り合わせで且つ該太陽光パネルの軒先側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建物冷却設備。
【請求項８】
前記水供給手段は、前記太陽光パネルの下面に沿って設けられ且つ熱伝導率が高い水供給配管を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の建物冷却設備。
【請求項１】
太陽光が照射されることにより発電を行う太陽光パネルの周辺の建物屋外部であって太陽光を受光可能な受光場所にて水の気化を行う気化手段を備え、
前記気化手段は、
前記気化に要する水を供給する水供給手段と、
前記受光場所に設けられ、前記水供給手段により供給された水を気化させる気化部材と、
を有することを特徴とする建物冷却設備。
【請求項２】
前記水供給手段は、
屋外環境に基づいて前記気化部材における水の気化率を推定する手段と、
前記推定した水の気化率に基づいて水供給を行う手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の建物冷却設備。
【請求項３】
前記建物は、建物側方に突出する庇状部材を備え、
前記気化部材は、前記庇状部材に設けられ、かつ該庇状部材の上面側及び下面側の両方で気化を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物冷却設備。
【請求項４】
前記庇状部材は、建物開口部の上方に設けられ、かつ該庇状部材を上下に貫通する通気部を有することを特徴とする請求項３に記載の建物冷却設備。
【請求項５】
前記庇状部材は、横並びに配列された複数のスラットからなり、
前記気化部材は、前記複数のスラットにそれぞれ設けられており、
前記複数のスラットにおいて隣り合うスラット間の隙間が前記通気部となっていることを特徴とする請求項４に記載の建物冷却設備。
【請求項６】
前記気化部材は、前記水供給手段により供給される水の吸収及び放出が可能な吸放湿性材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建物冷却設備。
【請求項７】
軒先に向けて下方傾斜した屋根を備え、前記太陽光パネルが前記屋根上において該屋根の傾斜面に沿うように設けられている建物に適用され、
前記気化部材は、前記屋根の傾斜面において前記太陽光パネルと隣り合わせで且つ該太陽光パネルの軒先側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建物冷却設備。
【請求項８】
前記水供給手段は、前記太陽光パネルの下面に沿って設けられ且つ熱伝導率が高い水供給配管を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の建物冷却設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１６３０９１（Ｐ２０１１−１６３０９１Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０４１３（Ｐ２０１０−３０４１３）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【Ｆターム（参考）】
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