JP7841952B2 - Natural ventilation system - Google Patents
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Description
本発明は、建物の自然換気システムに関する。特に、太陽光を利用した自然換気システムにおいて換気量を制御する機構に関する。 This invention relates to a natural ventilation system for buildings. In particular, it relates to a mechanism for controlling the ventilation rate in a natural ventilation system that utilizes sunlight.
特許文献１には、太陽光を利用することにより、竪シャフトの煙突効果を高めて、竪シャフトの断面形状を大きくしないでも、自然換気能力を増大させる自然換気システムが開示されている。 Patent Document 1 discloses a natural ventilation system that enhances the chimney effect of a vertical shaft by utilizing sunlight, thereby increasing natural ventilation capacity without increasing the cross-sectional shape of the vertical shaft.
特許文献１に記載された自然換気システムは、夏季など日射量が多い場合、自然換気能力が高くなり過ぎる可能性がある。
この発明は、例えばこのような課題を解決することを目的とする。
The natural ventilation system described in Patent Document 1 may have excessively high natural ventilation capacity when there is a lot of sunlight, such as in the summer.
This invention aims to solve problems such as the following.
自然換気システムは、煙突効果を発生させることにより、屋内の空気を自然換気するよう構成されたシャフトと、前記シャフトのなかに太陽光を入射させて、前記シャフトのなかの空気を暖めることにより、前記煙突効果を増大させる太陽光入射機構と、前記太陽光入射機構を介して前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制することにより、前記煙突効果を調節する入射量抑制機構を有する。
前記太陽光入射機構は、調光ガラスを有してもよい、前記入射量抑制機構は、前記調光ガラスの透明度を調節してもよい。
前記太陽光入射機構は、ブラインドを有してもよい。前記入射量抑制機構は、前記ブラインドによる遮光量を調節してもよい。
前記自然換気システムは、前記シャフトを介した換気の量を測定する換気量測定機構を更に備えてもよい。前記入射量抑制機構は、前記換気量測定機構が測定した前記換気の量に基づいて、前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制してもよい。
前記自然換気システムは、前記屋内の温度を測定する屋内温度測定機構を更に備えてもよい。前記入射量抑制機構は、前記屋内温度測定機構が測定した前記屋内の温度に基づいて、前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制してもよい。
前記自然換気システムは、屋外の温度を測定する屋外温度測定機構を更に備えてもよい。前記入射量抑制機構は、前記屋内温度測定機構が測定した前記屋内の温度と、前記屋外温度測定機構が測定した前記屋外の温度とに基づいて、前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制してもよい。
The natural ventilation system includes a shaft configured to naturally ventilate indoor air by generating a chimney effect, a solar injection mechanism that increases the chimney effect by injecting sunlight into the shaft and warming the air inside the shaft, and an injection amount suppression mechanism that adjusts the chimney effect by suppressing the amount of sunlight that enters the shaft via the solar injection mechanism.
The sunlight incidence mechanism may include a light-adjusting glass, and the incidence amount suppression mechanism may adjust the transparency of the light-adjusting glass.
The sunlight incidence mechanism may include a blind. The incidence amount suppression mechanism may adjust the amount of light blocked by the blind.
The natural ventilation system may further include a ventilation rate measuring mechanism for measuring the amount of ventilation through the shaft. The ingress reduction mechanism may reduce the amount of sunlight entering the shaft based on the amount of ventilation measured by the ventilation rate measuring mechanism.
The natural ventilation system may further include an indoor temperature measuring mechanism for measuring the indoor temperature. The amount of sunlight entering the shaft may be reduced based on the indoor temperature measured by the indoor temperature measuring mechanism.
The natural ventilation system may further include an outdoor temperature measuring mechanism for measuring the outdoor temperature. The amount of sunlight entering the shaft may be reduced based on the indoor temperature measured by the indoor temperature measuring mechanism and the outdoor temperature measured by the outdoor temperature measuring mechanism.
太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制することにより、煙突効果の強さを調節することができるので、換気量を適切に調節することができる。
調光ガラスの透明度やブラインドの開度を調節することにより、シャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制すれば、簡単な機構で煙突効果の強さを調節することができるので、建設コストや維持コストを削減することができる。
換気量や屋内温度に基づいて、シャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制すれば、換気量や屋内温度を適切に調節することができる。
屋内温度及び屋外温度に基づいて、シャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制すれば、換気によって屋内温度を調節できない場合でも、屋内温度を適切に調節することができる。
By suppressing the amount of sunlight entering the shaft 12 via the sunlight injection mechanism 16, the strength of the chimney effect can be adjusted, thereby allowing for appropriate adjustment of the ventilation rate.
By adjusting the transparency of the dimmable glass and the opening of the blinds, the amount of sunlight entering the shaft 12 can be suppressed, allowing the strength of the chimney effect to be adjusted with a simple mechanism, thereby reducing construction and maintenance costs.
By suppressing the amount of sunlight entering the shaft 12 based on the ventilation rate and indoor temperature, the ventilation rate and indoor temperature can be appropriately adjusted.
By suppressing the amount of sunlight entering the shaft 12 based on the indoor and outdoor temperatures, the indoor temperature can be appropriately controlled even when ventilation is not possible.
図１を参照して、自然換気システム１０について説明する。
自然換気システム１０は、例えば複数の階を有する建物に設けられ、煙突効果を利用して、室内空間１１を換気する。
自然換気システム１０は、例えば、シャフト１２と、屋内排気口１３と、給気口１４と、屋外排気口１５と、太陽光入射機構１６とを有する。
The natural ventilation system 10 will be described with reference to Figure 1.
The natural ventilation system 10 is installed, for example, in a building with multiple floors, and ventilates the indoor space 11 by utilizing the chimney effect.
The natural ventilation system 10 includes, for example, a shaft 12, an indoor exhaust port 13, an air intake port 14, an outdoor exhaust port 15, and a solar light incidence mechanism 16.
シャフト１２は、煙突効果を発生させる。例えば、シャフト１２は、長尺状の内部空間を画定する。シャフト１２によって画定される内部空間は、好ましくは鉛直方向に延びている。なお、内部空間は、煙突効果を発生させるために必要な高低差を有するのであれば、例えば斜め方向などに延びていてもよいし、途中で屈曲し又は湾曲してもよい。 The shaft 12 generates a chimney effect. For example, the shaft 12 defines a long, rectangular internal space. The internal space defined by the shaft 12 preferably extends vertically. However, the internal space may extend diagonally, for example, or bend or curve along its length, as long as it has the necessary height difference to generate the chimney effect.
屋内排気口１３は、シャフト１２が発生させた煙突効果により、室内空間１１（屋内）の空気をシャフト１２のなかに排気する。なお、屋内排気口１３の開口面積を減少させ又は開口を塞ぐ開口面積調節機構（例えばシャッターなど）を設けて、煙突効果による排気を抑制し又は停止してもよい。また、屋内排気口１３を介して強制的に排気する強制排気機構（例えばファンなど）を設けて、煙突効果による排気を補ってもよい。 The indoor exhaust vent 13 exhausts air from the indoor space 11 (indoors) into the shaft 12 due to the chimney effect generated by the shaft 12. Alternatively, an opening area adjustment mechanism (e.g., a shutter) may be provided to reduce or block the opening area of the indoor exhaust vent 13, thereby suppressing or stopping the exhaust due to the chimney effect. Furthermore, a forced exhaust mechanism (e.g., a fan) may be provided to forcibly exhaust air through the indoor exhaust vent 13, supplementing the exhaust due to the chimney effect.
給気口１４は、室内空間１１から屋内排気口１３を介してシャフト１２のなかに空気が排気されるのに伴って、屋外の空気を室内空間１１のなかに取り込む。なお、屋内排気口１３と同様、開口面積調節機構や強制排気機構を給気口１４に設けてもよい。 The air intake vent 14 draws in outside air into the indoor space 11 as air is exhausted from the indoor space 11 into the shaft 12 via the indoor exhaust vent 13. Similar to the indoor exhaust vent 13, the air intake vent 14 may also be equipped with an opening area adjustment mechanism or a forced exhaust mechanism.
屋外排気口１５は、シャフト１２が発生させた煙突効果により、シャフト１２のなかの空気を屋外に排気する。なお、屋内排気口１３や給気口１４と同様、開口面積調節機構や強制排気機構を屋外排気口１５に設けてもよい。 The outdoor exhaust port 15 exhausts the air inside the shaft 12 to the outside through the chimney effect generated by the shaft 12. Similar to the indoor exhaust port 13 and air intake port 14, the outdoor exhaust port 15 may also be equipped with an opening area adjustment mechanism or a forced exhaust mechanism.
太陽光入射機構１６は、シャフト１２のなかに太陽光を入射させ、シャフト１２のなかの空気を暖めることにより、シャフト１２が発生させる煙突効果を増大させる。 The solar radiation injection mechanism 16 increases the chimney effect generated by the shaft 12 by injecting sunlight into the shaft 12 and warming the air inside the shaft 12.
図２を参照して、自然換気システム１０について詳しく説明する。
自然換気システム１０は、更に、入射量抑制機構１７と、換気量測定機構２１と、屋内温度測定機構２２と、屋外温度測定機構２３２３とを有する。
The natural ventilation system 10 will be explained in detail with reference to Figure 2.
The natural ventilation system 10 further includes an inlet volume suppression mechanism 17, a ventilation volume measurement mechanism 21, an indoor temperature measurement mechanism 22, and an outdoor temperature measurement mechanism 2323.
入射量抑制機構１７は、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制することにより、シャフト１２が発生させる煙突効果を調節する。
例えば、太陽光入射機構１６は、調光ガラスを有し、調光ガラスを介してシャフト１２のなかに太陽光を入射させる。入射量抑制機構１７は、調光ガラスの透明度を調節することにより、調光ガラスを透過する太陽光の量を抑制する。
あるいは、太陽光入射機構１６は、透明ガラスと、透明ガラスを介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を遮るブラインドとを有する。入射量抑制機構１７は、このブラインドの開度を調節することにより、ブラインドによる遮光量を調節する。
The incident amount suppression mechanism 17 adjusts the chimney effect generated by the shaft 12 by suppressing the amount of sunlight incident into the shaft 12 via the sunlight incident mechanism 16.
For example, the sunlight incidence mechanism 16 has a dimmable glass and causes sunlight to enter the shaft 12 through the dimmable glass. The incidence amount suppression mechanism 17 suppresses the amount of sunlight that passes through the dimmable glass by adjusting the transparency of the dimmable glass.
Alternatively, the sunlight incidence mechanism 16 includes a transparent glass and a blind that blocks sunlight entering the shaft 12 through the transparent glass. The incidence amount suppression mechanism 17 adjusts the amount of light blocked by the blind by adjusting the opening degree of the blind.
入射量抑制機構１７は、例えば、利用者の操作に基づいて、シャフト１２が発生させる煙突効果を調節する。
例えば、利用者が換気量を減らす操作をした場合、入射量抑制機構１７は、例えば調光ガラスの透明度を下げることにより、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を増やす。これにより、太陽光入射機構１６による煙突効果の増大が抑制され、シャフト１２による煙突効果が弱くなる。これにより、自然換気システム１０による自然換気の量が減少する。
なお、屋内排気口１３や屋外排気口１５に開口面積調節機構を設けた場合、開口面積調節機構を利用して、換気量を減らしてもよい。例えば、調光ガラスを完全に不透明にするなど、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を最大限まで抑制しても、換気量が多すぎる場合、屋内排気口１３や屋外排気口１５の開口面積を減少させることにより、換気量を抑制してもよい。あるいは、複数ある室内空間１１のうちの一つの換気量だけを減らしたい場合、その室内空間１１の屋内排気口１３の開口面積を抑制することにより、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制することなく、その室内空間１１の換気量を抑制してもよい。
The injection amount suppression mechanism 17 adjusts the chimney effect generated by the shaft 12, for example, based on user operation.
For example, if a user reduces the ventilation rate, the ingress reduction mechanism 17 increases the amount of reduction in sunlight entering the shaft 12 via the sunlight ingress mechanism 16, for example, by lowering the transparency of the dimmable glass. This suppresses the increase in the chimney effect caused by the sunlight ingress mechanism 16, and weakens the chimney effect caused by the shaft 12. As a result, the amount of natural ventilation by the natural ventilation system 10 decreases.
Furthermore, if an opening area adjustment mechanism is provided at the indoor exhaust port 13 or the outdoor exhaust port 15, the ventilation rate may be reduced by utilizing the opening area adjustment mechanism. For example, if the ventilation rate is still too high even after suppressing sunlight entering the shaft 12 via the sunlight incidence mechanism 16 to the maximum extent possible, such as by making the dimmable glass completely opaque, the ventilation rate may be reduced by decreasing the opening area of the indoor exhaust port 13 or the outdoor exhaust port 15. Alternatively, if it is desired to reduce the ventilation rate of only one of the multiple indoor spaces 11, the ventilation rate of that indoor space 11 may be reduced by suppressing the opening area of the indoor exhaust port 13 of that indoor space 11, without suppressing the sunlight entering the shaft 12 via the sunlight incidence mechanism 16.
逆に、利用者が換気量を増やす操作をした場合、入射量抑制機構１７は、例えば調光ガラスの透明度を上げることにより、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を減らす。これにより、太陽光入射機構１６による煙突効果の増大が促進され、シャフト１２による煙突効果が強くなる。これにより、自然換気システム１０による自然換気の量が増加する。
なお、屋内排気口１３や屋外排気口１５に強制換気機構を設けた場合、強制換気機構を利用して、換気量を増やしてもよい。例えば、調光ガラスを完全に透明にするなど、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を最大限まで増加させても、換気量が少なすぎる場合、強制換気機構を作動させることにより、換気量を増加させてもよい。
ただし、複数ある室内空間１１のうちの一つの換気量だけを増やしたい場合は、その室内空間１１の屋内排気口１３の強制換気機構を作動させるのではなく、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を減らすことにより煙突効果を増大させて全体の換気量を増やすとともに、他の室内空間１１の屋内排気口１３の開口面積調節機構により屋内排気口１３の開口面積を減らすことにより、他の室内空間１１の換気量を変えずに、特定の室内空間１１の換気量だけを増やすことが好ましい。
Conversely, if the user increases the ventilation rate, the ingress reduction mechanism 17 reduces the amount of sunlight that is suppressed by increasing the transparency of the dimmable glass, for example, by reducing the amount of sunlight that enters the shaft 12 via the sunlight ingress mechanism 16. This promotes an increase in the chimney effect by the sunlight ingress mechanism 16, and strengthens the chimney effect of the shaft 12. As a result, the amount of natural ventilation by the natural ventilation system 10 increases.
Furthermore, if a forced ventilation mechanism is installed in the indoor exhaust vent 13 or the outdoor exhaust vent 15, the ventilation volume may be increased by utilizing the forced ventilation mechanism. For example, if the ventilation volume is still insufficient even after maximizing the amount of sunlight entering the shaft 12 via the sunlight incidence mechanism 16, such as by making the dimmable glass completely transparent, the ventilation volume may be increased by activating the forced ventilation mechanism.
However, if you want to increase the ventilation rate of only one of the multiple indoor spaces 11, it is preferable to increase the overall ventilation rate by increasing the chimney effect by reducing the amount of suppression that suppresses sunlight entering the shaft 12 via the sunlight incidence mechanism 16, rather than activating the forced ventilation mechanism of the indoor exhaust port 13 of that indoor space 11, and by reducing the opening area of the indoor exhaust port 13 of the other indoor spaces 11 using the opening area adjustment mechanism, thereby increasing the ventilation rate of only the specific indoor space 11 without changing the ventilation rate of the other indoor spaces 11.
換気量測定機構２１は、シャフト１２を介した換気の量を測定する。例えば、換気量測定機構２１は、屋内排気口１３又は屋外排気口１５に設けられ、そこを通り抜ける風量を測定する風量測定装置を有する。 The ventilation volume measuring mechanism 21 measures the amount of ventilation through the shaft 12. For example, the ventilation volume measuring mechanism 21 is installed at the indoor exhaust port 13 or the outdoor exhaust port 15 and includes an airflow measuring device that measures the amount of air passing through it.
入射量抑制機構１７は、換気量測定機構２１が測定した換気の量に基づいて、シャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制してもよい。
例えば、利用者が換気の量の目標値をあらかじめ設定しておく。入射量抑制機構１７は、換気量測定機構２１が測定した換気量と目標値とを比較して、換気量が多すぎる場合は、シャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を増やして、煙突効果を弱くする。逆に、換気量が少なすぎる場合は、シャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を減らして、煙突効果を強くする。
The incident amount suppression mechanism 17 may suppress the amount of sunlight incident into the shaft 12 based on the amount of ventilation measured by the ventilation rate measuring mechanism 21.
For example, the user sets a target value for the amount of ventilation in advance. The intake reduction mechanism 17 compares the ventilation amount measured by the ventilation amount measuring mechanism 21 with the target value, and if the ventilation amount is too high, it increases the amount of reduction that suppresses sunlight entering the shaft 12 to weaken the chimney effect. Conversely, if the ventilation amount is too low, it decreases the amount of reduction that suppresses sunlight entering the shaft 12 to strengthen the chimney effect.
屋内温度測定機構２２は、室内空間１１の温度を測定する。例えば、屋内温度測定機構２２は、室内空間１１のなかに設けられ、そのなかの温度を測定する温度測定装置を有する。 The indoor temperature measurement mechanism 22 measures the temperature of the indoor space 11. For example, the indoor temperature measurement mechanism 22 is installed within the indoor space 11 and has a temperature measuring device that measures the temperature within that space.
入射量抑制機構１７は、屋内温度測定機構２２が測定した温度に基づいて、シャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制してもよい。
例えば、利用者が屋内温度の目標値をあらかじめ設定しておく。入射量抑制機構１７は、屋内温度測定機構２２が測定した屋内温度と目標値とを比較して、屋内温度が低すぎる場合は、シャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を増やして、煙突効果を弱くする。これにより、換気量が減るので、屋内温度が上がる。
なお、シャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制するのではなく、屋外排気口１５に設けられた開口面積抑制機構により開口面積を抑制することにより、換気量を減らしてもよい。そうすれば、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射した太陽光によってシャフト１２のなかの空気が暖められるので、その熱が室内空間１１に伝わり、屋内温度を上げることができる。これは、特に、外気温が低い場合に有効である。
The incident amount suppression mechanism 17 may suppress the amount of sunlight incident into the shaft 12 based on the temperature measured by the indoor temperature measurement mechanism 22.
For example, the user sets a target value for the indoor temperature in advance. The ingress reduction mechanism 17 compares the indoor temperature measured by the indoor temperature measuring mechanism 22 with the target value, and if the indoor temperature is too low, it increases the amount of reduction that suppresses sunlight entering the shaft 12, thereby weakening the chimney effect. As a result, the ventilation rate decreases, and the indoor temperature rises.
Alternatively, instead of suppressing sunlight entering the shaft 12, the ventilation rate may be reduced by suppressing the opening area using an opening area suppression mechanism provided at the outdoor exhaust port 15. In this case, the air inside the shaft 12 will be warmed by the sunlight entering the shaft 12 via the sunlight incidence mechanism 16, and this heat will be transferred to the indoor space 11, raising the indoor temperature. This is particularly effective when the outside temperature is low.
逆に、屋内温度が高すぎる場合、入射量抑制機構１７は、シャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を減らして、煙突効果を強くする。これにより、換気量が増えるので、屋内温度が下がる。 Conversely, if the indoor temperature is too high, the ingress reduction mechanism 17 reduces the amount of sunlight suppressed into the shaft 12, thereby strengthening the chimney effect. This increases ventilation, thus lowering the indoor temperature.
屋外温度測定機構２３は、屋外の温度を測定する。例えば、屋外温度測定機構２３は、建物の外に設けられ、外気温を測定する温度測定装置を有する。 The outdoor temperature measurement mechanism 23 measures the outdoor temperature. For example, the outdoor temperature measurement mechanism 23 is installed outside the building and has a temperature measuring device that measures the outside temperature.
外気温が高い場合、換気量を増やしても屋内温度が下がらない可能性がある。それどころか、シャフト１２のなかの空気が暖められることにより、その熱が室内空間１１に伝わり、屋内温度が上がる可能性すらある。
これを防ぐため、入射量抑制機構１７は、屋内温度測定機構２２が測定した屋内温度と、屋外温度測定機構２３が測定した屋外温度とに基づいて、シャフト１２のなかに入射する太陽光の量を抑制する。
例えば、屋外温度が屋内温度よりも高い場合、入射量抑制機構１７は、屋内温度が目標値よりも高い場合であっても、換気量を増やすのではなく、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光を抑制する抑制量を増やすことにより、シャフト１２のなかの空気が暖められるのを抑制し、換気量を減らす。そして、空調装置など他の手段により、屋内温度を下げる。これにより、空調装置の効率を向上させるとともに、シャフト１２のなかの空気から室内空間１１に熱が伝わるのを防ぐ。
If the outside temperature is high, increasing the ventilation may not lower the indoor temperature. On the contrary, the air inside the shaft 12 may be heated, and that heat may be transferred to the indoor space 11, potentially raising the indoor temperature.
To prevent this, the incident amount suppression mechanism 17 suppresses the amount of sunlight incident into the shaft 12 based on the indoor temperature measured by the indoor temperature measuring mechanism 22 and the outdoor temperature measured by the outdoor temperature measuring mechanism 23.
For example, if the outdoor temperature is higher than the indoor temperature, the incident amount suppression mechanism 17, even if the indoor temperature is higher than the target value, does not increase the ventilation rate, but rather increases the amount of suppression that reduces the amount of sunlight incident into the shaft 12 via the solar light incident mechanism 16, thereby suppressing the heating of the air inside the shaft 12 and reducing the ventilation rate. Then, the indoor temperature is lowered by other means such as an air conditioning system. This improves the efficiency of the air conditioning system and prevents heat from being transferred from the air inside the shaft 12 to the indoor space 11.
以上のように、太陽光入射機構１６を介してシャフト１２のなかに入射する太陽光の量を入射量抑制機構１７が抑制することにより、煙突効果の強さを調節することができるので、換気量を適切に調節することができる。 As described above, the amount of sunlight entering the shaft 12 via the sunlight injection mechanism 16 is suppressed by the sunlight injection suppression mechanism 17, thereby adjusting the strength of the chimney effect and allowing for appropriate adjustment of the ventilation rate.
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。 The embodiments described above are examples intended to facilitate understanding of the present invention. The present invention is not limited thereto and includes various modifications, changes, additions, or deletions without departing from the scope defined by the appended claims. This will be readily apparent to those skilled in the art from the above description.
例えば、シャフト１２を室内空間１１の排気側に設けるのではなく、室内空間１１の給気側に設けてもよい。
太陽光入射機構１６は、シャフト１２の頂部ではなく、側面に設けてもよい。
For example, the shaft 12 may be installed on the supply air side of the indoor space 11, rather than on the exhaust side.
The solar light injection mechanism 16 may be provided on the side of the shaft 12, rather than on the top.
以上説明したとおり、建物の省エネルギー手法の一つである自然換気は、近年事務所ビルに積極的に採用される技術である。特に、各階の外壁面から外気を導入し、吹抜状の竪穴空間を介して、建物上部のから排気される換気経路を持つ事例が多い。自然給気口からの外気導入量を増やすため、日射熱が侵入し竪穴空間内の空気が暖められて上昇気流が強まり、各階の空気を誘引する力が大きくするため、竪穴空間を構成する外壁面をガラス面としたり、採光にも用いられるトップライトを設けたりすることがある。
本提案は、ガラス外装で構成されるトップライトの日射侵入量を調整し、エコボイドの上昇気流の強さを変化させることで、自然換気風量を調整するものである。
すなわち、自然換気風量や室内温度を一定に保つため、これらの数値に応じてトップライトのガラスにおける日射侵入量を制御する。具体的には調光ガラスやブラインドを用いる。
ある状態の調光ガラスの調光率もしくはブラインドのスラット角の状態で自然換気を行っているとする。この状態から自然換気の風量を増やしたいときは、調光ガラスを日射侵入率が上がる透明に変化させる、もしくはブラインドが開くようにスラット角を調整する。また、ある状態から自然換気の風量を減らしたいときは、調光ガラスを日射侵入率が下がる不透明に変化させる、もしくはブラインドが閉じるようにスラット角を調整する。
これにより、竪穴空間に侵入する日射量が多い場合でも、換気量が過多になってしまうのを防ぐことができる。日射侵入により竪穴空間内の放射温度が高くなり、近接する空間も含めて温熱環境が悪化するのを防ぐことができる。自然換気風量を制御することにより室内を流れる風を抑えることで、執務室内においては気流による執務者への不快感を低減することができる。自然換気が有効でない条件の時間帯や、中間期以外夏期など日射量が多い時期に、竪穴空間および近接する空間の温度を上げすぎないようにすることができる。
As explained above, natural ventilation, one of the energy-saving methods for buildings, is a technology that has been actively adopted in office buildings in recent years. In particular, there are many cases where outside air is introduced from the exterior walls of each floor and exhausted from the top of the building through a vertical, open space. To increase the amount of outside air introduced from the natural air intake, solar heat enters and warms the air in the vertical space, strengthening the updraft and increasing the force that draws in air from each floor. For this reason, the exterior walls that make up the vertical space are sometimes made of glass, or skylights that are also used for natural lighting are installed.
This proposal adjusts the amount of natural ventilation airflow by controlling the amount of solar radiation entering through a skylight with a glass exterior and changing the strength of the updraft in the eco-void.
In other words, to maintain a constant natural ventilation airflow and indoor temperature, the amount of solar radiation entering through the skylight glass is controlled according to these values. Specifically, dimmable glass or blinds are used.
Let's assume that natural ventilation is being performed with a certain dimming rate of dimmable glass or a blind slat angle. To increase the airflow of natural ventilation from this state, change the dimmable glass to transparent, which increases the amount of solar heat gain, or adjust the slat angle so that the blinds open. Conversely, to decrease the airflow of natural ventilation from this state, change the dimmable glass to opaque, which decreases the amount of solar heat gain, or adjust the slat angle so that the blinds close.
This prevents excessive ventilation even when a large amount of solar radiation enters the vertical space. It prevents the radiant temperature inside the vertical space from rising due to solar radiation intrusion, which would worsen the thermal environment, including adjacent spaces. By controlling the amount of natural ventilation airflow, the airflow within the room can be reduced, thereby reducing discomfort to workers caused by airflow in the office. During times when natural ventilation is ineffective, or during periods of high solar radiation such as summer outside of the transitional seasons, it is possible to prevent the temperature of the vertical space and adjacent spaces from rising too high.
１０ 自然換気システム、１１ 室内空間、１２ シャフト、１３ 屋内排気口、１４ 給気口、１５ 屋外排気口、１６ 太陽光入射機構、１７ 入射量抑制機構、２１ 換気量測定機構、２２ 屋内温度測定機構、２３ 屋外温度測定機構。 10. Natural ventilation system, 11. Indoor space, 12. Shaft, 13. Indoor exhaust vent, 14. Intake vent, 15. Outdoor exhaust vent, 16. Solar light incidence mechanism, 17. Incidence amount suppression mechanism, 21. Ventilation volume measurement mechanism, 22. Indoor temperature measurement mechanism, 23. Outdoor temperature measurement mechanism.
Claims (5)
前記シャフトのなかに太陽光を入射させて、前記シャフトのなかの空気を暖めることにより、前記煙突効果を増大させる太陽光入射機構と、
前記太陽光入射機構を介して前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制することにより、前記煙突効果を調節する入射量抑制機構と、
前記シャフトを介した換気の量を測定する換気量測定機構とを備え、
前記入射量抑制機構は、前記換気量測定機構が測定した前記換気の量に基づいて、前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制する、
自然換気システム。 A shaft designed to naturally ventilate indoor air by generating a chimney effect,
A solar radiation injection mechanism that increases the chimney effect by injecting sunlight into the shaft and warming the air inside the shaft,
An ingress amount suppression mechanism adjusts the chimney effect by suppressing the amount of sunlight incident into the shaft via the aforementioned sunlight ingress mechanism,
The system includes a ventilation volume measuring mechanism for measuring the amount of ventilation through the shaft,
The amount of sunlight entering the shaft is suppressed based on the amount of ventilation measured by the ventilation rate measuring mechanism.
Natural ventilation system.
前記シャフトのなかに太陽光を入射させて、前記シャフトのなかの空気を暖めることにより、前記煙突効果を増大させる太陽光入射機構と、
前記太陽光入射機構を介して前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制することにより、前記煙突効果を調節する入射量抑制機構と、
前記屋内の温度を測定する屋内温度測定機構とを備え、
前記入射量抑制機構は、前記屋内温度測定機構が測定した前記屋内の温度があらかじめ設定された目標温度よりも低い場合に、前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制する、
自然換気システム。 A shaft designed to naturally ventilate indoor air by generating a chimney effect,
A solar radiation injection mechanism that increases the chimney effect by injecting sunlight into the shaft and warming the air inside the shaft,
An ingress amount suppression mechanism adjusts the chimney effect by suppressing the amount of sunlight incident into the shaft via the aforementioned sunlight ingress mechanism ,
The system includes an indoor temperature measuring mechanism for measuring the indoor temperature,
The incident amount suppression mechanism suppresses the amount of sunlight incident into the shaft when the indoor temperature measured by the indoor temperature measuring mechanism is lower than a preset target temperature.
Natural ventilation system.
前記入射量抑制機構は、前記屋内温度測定機構が測定した前記屋内の温度よりも、前記屋外温度測定機構が測定した前記屋外の温度のほうが高い場合に、前記シャフトのなかに入射する太陽光の量を抑制する、
請求項２の自然換気システム。
It is further equipped with an outdoor temperature measurement mechanism to measure the outdoor temperature,
The amount of sunlight entering the shaft is suppressed when the outdoor temperature measured by the outdoor temperature measuring mechanism is higher than the indoor temperature measured by the indoor temperature measuring mechanism.
The natural ventilation system according to claim 2 .
前記入射量抑制機構は、前記調光ガラスの透明度を調節する、The incident amount suppression mechanism adjusts the transparency of the dimmable glass.
請求項１乃至３いずれかの自然換気システム。A natural ventilation system according to any one of claims 1 to 3.
前記入射量抑制機構は、前記ブラインドによる遮光量を調節する、The incident amount suppression mechanism adjusts the amount of light blocked by the blind.
請求項１乃至３いずれかの自然換気システム。A natural ventilation system according to any one of claims 1 to 3.
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