特許 6803119 屋外地表面の風呼び込み方法及び構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6803119

(24)【登録日】2020年12月2日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】屋外地表面の風呼び込み方法及び構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 1/00 20060101AFI20201214BHJP

【ＦＩ】

   E04H1/00

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-200640(P2016-200640)

(22)【出願日】2016年10月12日

(65)【公開番号】特開2018-62751(P2018-62751A)

(43)【公開日】2018年4月19日

【審査請求日】2019年3月19日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 販売日（竣工日） 平成２８年４月１９日 販売した場所 イオンモール今治新都市

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】502197998

【氏名又は名称】イオンモール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110711

【弁理士】

【氏名又は名称】市東 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100078798

【弁理士】

【氏名又は名称】市東 禮次郎

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 嘉晃

(72)【発明者】

【氏名】近藤 宏二

(72)【発明者】

【氏名】中山 かほる

(72)【発明者】

【氏名】高田 輪太郎

(72)【発明者】

【氏名】谷口 勝之

(72)【発明者】

【氏名】橘 佑季

【審査官】 土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４８−０１１８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５８３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９７４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９２８４４４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００７８９４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 渋谷京亮，三井アウトレットパーク木更津，近代建築，日本，株式会社近代建築社，２０１２年 ５月 ５日，第66巻第5号，pp. 72-77

【文献】 河合陽一郎 外4名，愛・地球博記念公園 地球市民交流センター，近代建築，日本，株式会社近代建築社，２０１１年 ３月 ５日，第65巻第3号，pp. 92-97

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｈ １／００ − １／１４

Ｅ０４Ｈ ３／００ − ３／３０

Ｅ０４Ｂ １／７０，１／７４ − １／７６

Ｅ０４Ｂ ７／０２

Ｅ０４Ｄ ３／００

Ｅ０４Ｆ １０／００

Ｆ２４Ｆ ７／００，７／０２，７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物その他の遮蔽物により風の通りが阻害された屋外地表面の上方に，前記遮蔽物より高い風の通る上空域の高さから当該上空域の風向に沿って地表面付近まで下向きに傾斜させた平面状又は曲面状の傾斜屋根を設け，前記傾斜屋根により上空域の風を地表面へ呼び込んでなる屋外地表面の風呼び込み方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において，前記傾斜屋根の上端部の下面に当たる風を傾斜屋根の下面に沿って地表面へ導き，前記傾斜屋根の下端部に当該傾斜屋根の下面に沿って流れる風を当該下面から剥離させる下向きの突起部又は拡幅部を設けてなる屋外地表面の風呼び込み方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法において，前記傾斜屋根の上端に上空域の風向と平行な風当たり部又は前記遮蔽物の屋上面を接続し，前記風当たり部の上面又は遮蔽物の屋上面に当たる風をコアンダ効果により傾斜屋根の上面に沿って地表面へ導いてなる屋外地表面の風呼び込み方法。

【請求項4】

請求項３に記載の方法において，前記傾斜屋根の中間部に当該傾斜屋根の上面に沿って流れる風を剥離させない角度の下向きの折れ曲げ部を設けてなる屋外地表面の風呼び込み方法。

【請求項5】

請求項１から４の何れかに記載の方法において，前記傾斜屋根の下流側の風の流路に当該傾斜屋根の下端部より高い位置から流路に沿って下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根を設け，当該風送り屋根の下方に呼び込んだ風を通過させることにより風速を高めてなる屋外地表面の風呼び込み方法。

【請求項6】

建物その他の遮蔽物より高い風の通る上空域の高さから当該上空域の風向に沿って地表面付近まで下向きに傾斜させて設けた平面状又は曲面状の傾斜屋根，及び前記傾斜屋根を前記遮蔽物により風の通りが阻害された屋外地表面の上方に支持する支持部材を備え，前記傾斜屋根により上空域の風を地表面へ呼び込んでなる屋外地表面の風呼び込み構造。

【請求項7】

請求項６に記載の構造において，前記傾斜屋根の上端部の下面に当たる風を傾斜屋根の下面に沿って地表面へ導き，前記傾斜屋根の下端部に当該傾斜屋根の下面に沿って流れる風を当該下面から剥離させる下向きの突起部又は拡幅部を設けてなる屋外地表面の風呼び込み構造。

【請求項8】

請求項６に記載の構造において，前記傾斜屋根の上端に上空域の風向と平行な風当たり部又は前記遮蔽物の屋上面を接続し，前記風当たり部の上面又は遮蔽物の屋上面に当たる風をコアンダ効果により傾斜屋根の上面に沿って地表面へ導いてなる屋外地表面の風呼び込み構造。

【請求項9】

請求項８に記載の構造において，前記傾斜屋根の中間部に当該傾斜屋根の上面に沿って流れる風を剥離させない角度の下向きの折れ曲げ部を設けてなる屋外地表面の風呼び込み構造。

【請求項10】

請求項６から９の何れかに記載の構造において，前記傾斜屋根の下流側の風の流路に当該傾斜屋根の下端部より高い位置から流路に沿って下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根を設け，当該風送り屋根の下方に呼び込んだ風を通過させることにより風速を高めてなる屋外地表面の風呼び込み構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は屋外地表面の風呼び込み方法及び構造に関し，とくに建物その他の遮蔽物により風の通りが阻害された屋外地表面に風を呼び込む方法及び構造に関する。

【背景技術】

【0002】

風は，熱を拡散させて気温を下げると共に，体感温度を下げて快適性を向上させる効果を有する。このような風の効果を例えば都市のヒートアイランド対策に利用するため，都市空間内の風通しを改善することが提案されている（非特許文献１参照）。都市には，圧力差による日常風が流れるほか，海陸風，湖陸風，山谷風，緑地からの滲み出し風のように，地形等の影響による局地的な風（以下，局地風という）が流れる。このうち，夏季の冷熱源である海，湖，山，緑地等からの局地風を都市空間内へ導くことにより，建物で覆われた都市空間内の気温上昇を抑えることができる。

【0003】

例えば臨海部に立地する都市において，図１４に示すように，海からの涼しい局地風Ｂを内陸部へ導くような河川・街路等の連続した風の道３を確保する。海岸から流入する海風Ｂは，高層ビルの高さを超える厚みを有しており，上空では内陸部まで流入するが，地表面付近では密集する建物等の遮蔽物によって徐々に弱まり，内陸部まで流入することができない。図１４（Ａ）に示すように，海風Ｂの風向に沿って連続した河川・街路等のオープンスペース（開放的な空間）を風の道３として設けることにより，涼しい海風Ｂを地表面に沿って内陸部まで流入させることができる。また，図１４（Ｂ）のように河川・街路等が風向と交差する場合であっても，その河川・街路に沿った建物１等によって上空の海風Ｂを河川・街路等へ誘導することにより，涼しい海風Ｂを内陸部の地表面に流入させることができる。

【0004】

また，図１４のような広い都市空間を対象とするのではなく，密集する建物の間の比較的狭い共用空間に風Ｂを導く方法として，共用空間の建物に面していない少なくとも一面に，その建物の外周に吹く風の向きを変えて共用空間に取り込む風向調整手段を設置することが提案されている（特許文献１参照）。上述したように建物の密集した空間には風が流入しにくいので，従来は建物の間の共用空間に風を取り込むために電動の送風機等を用いる必要があった。共用空間の一面に風向調整手段を設けることにより，送風機等を用いることなく建物群の外周の風を共用空間に取り込むことが期待でき，快適な共用空間を経済的に作ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−０９７４７３号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】国土交通省国土技術政策総合研究所「ヒートアイランド対策に資する「風の道」を活用した都市づくりガイドライン」平成２５年４月，インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｌｉｍ．ｇｏ．ｊｐ／ｌａｂ／ｂｃｇ／ｓｉｒｙｏｕ／ｔｎｎ／ｔｎｎ０７３０．ｈｔｍ＞

【非特許文献2】日本機械学会編・石綿良三ほか著「流れのふしぎ」講談社ブルーバックスＢ１４５２，２００４年８月２０日

【非特許文献3】近藤宏二，土谷学，眞田早敏「設計風速に及ぼす局所地形の影響評価」鹿島建設技術年報第４８号，２０００年９月３０日

【非特許文献4】近藤宏二，土谷学，眞田早敏「設計風速に及ぼす局所地形の影響評価−山，谷周りの風速増減率の特性−」鹿島建設技術年報第４９号，２００１年９月３０日

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図１４のような風の道３を確保する方法によれば，都市空間の広い範囲に涼しい局地風Ｂを届けることが期待できる。しかし，風の道３から外れた建物等の間に風Ｂの届かない街路等の空間が残りうる問題点がある。風の道３から外れた地区においても，風の流れを阻害しないように建物の配置を工夫して風通しを確保すれば，風の道３から波及する冷気を活用することができる（非特許文献１参照）。しかし，建物全てを配置替えすることは実際上不可能であり，例えば図１３に示すように中低層商業ビル等の建物１，２で囲まれた街路Ｌが発生しうる。図示例のように建物１，２によって風の通りが阻害された街路Ｌの地表面Ｅは，夏季に気温が上昇して快適性が失われやすく，人が集まりにくい環境となり，建物１，２の商業施設としての集客にも影響を及ぼす。

【0008】

図１３のような建物１，２で囲まれた街路Ｌは人の通路となっているので，上述した特許文献１のように風向調整手段を設置することも難しい。また，特許文献１は建物１，２の外周に流れている低層の風を呼び込む方法であるが，低層の風は弱いことが多く，風向調整手段を設置しても風を呼び込むことは難しい。上述したように都市空間内であっても上空域Ｕには局地風Ｂが流入していることが多いので，そのような上空域Ｕの風Ｂを地表面Ｅに呼び込むことができれば，図１３のような建物１，２で囲まれた街路Ｌの夏季における体感温度の上昇を抑えることが期待できる。

【0009】

そこで本発明の目的は，建物等によって風の通りが阻害された屋外地表面に上空域の風を呼び込む方法及び構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

図１（Ａ）及び（Ｂ）の実施例を参照するに，本発明による屋外地表面の風呼び込み方法は，建物その他の遮蔽物１，２により風の通りが阻害された屋外地表面Ｅの上方に，遮蔽物１，２より高い風Ｂの通る上空域Ｕの高さからその上空域Ｕの風向に沿って地表面Ｅ付近まで下向きに傾斜させた平面状又は曲面状の傾斜屋根１０を設け，傾斜屋根１０により上空域Ｕの風Ｂを地表面Ｅへ呼び込んでなるものである。

【0011】

また，図１（Ａ）及び（Ｂ）の実施例を参照するに，本発明による屋外地表面の風呼び込み構造は，建物その他の遮蔽物１，２より高い風Ｂの通る上空域Ｕの高さからその上空域Ｕの風向に沿って地表面Ｅ付近まで下向きに傾斜させて設けた平面状又は曲面状の傾斜屋根１０，及び傾斜屋根１０を遮蔽物１，２により風の通りが阻害された屋外地表面Ｅの上方に支持する支持部材１２を備え，傾斜屋根１０により上空域Ｕの風Ｂを地表面Ｅへ呼び込んでなるものである。

【0012】

好ましい実施例では，図１（Ｃ）に示すように，傾斜屋根１０の上端部の下面に当たる風Ｂを傾斜屋根１０の下面に沿って地表面Ｅへ導き，傾斜屋根１０の下端部に傾斜屋根１０の下面に沿って流れる風Ｂをその下面から剥離させる下向きの突起部又は拡幅部１５を設ける。

【0013】

他の好ましい実施例では，図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように，傾斜屋根１０の上端に上空域Ｕの風向と平行な風当たり部１６又は遮蔽物１の屋上面１ａを接続し，風当たり部１６の上面又は遮蔽物１の屋上面１ａに当たる風Ｂをコアンダ効果により傾斜屋根１０の上面に沿って地表面Ｅへ導く。この場合は，図２（Ｃ）に示すように，傾斜屋根１０の中間部に傾斜屋根１０の上面に沿って流れる風Ｂを剥離させない角度γの下向きの折れ曲げ部１７を設けることができる。

【0014】

更に好ましい実施例では，図３（Ａ）に示すように，傾斜屋根１０の下流側の風の流路に，傾斜屋根１０の下端部より高い位置から流路に沿って下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根２０を設け，その風送り屋根２０の下方に呼び込んだ風Ｂを通過させることにより風速を高める。

【発明の効果】

【0015】

本発明による屋外地表面の風呼び込み方法及び構造は，建物その他の遮蔽物１，２により風の通りが阻害された屋外地表面Ｅの上方に，遮蔽物１，２より高い風Ｂの通る上空域Ｕの高さからその上空域Ｕの風向に沿って地表面Ｅ付近まで下向きに傾斜させた平面状又は曲面状の傾斜屋根１０を設け，傾斜屋根１０により上空域Ｕの風Ｂを地表面Ｅへ呼び込むので，次の有利な効果を奏する。ｐｐ

【0016】

（イ）夏季に都市の上空域Ｕに流れる涼しい海風Ｂを屋外地表面Ｅへ呼び込むことにより，風の通りが阻害された地表面Ｅ付近の体感温度を下げて夏季の暑さ和らげ，快適性を向上させることができる。
（ロ）傾斜屋根１０は，下面又は上面の何れを流れる風Ｂも地表面Ｅへ導くことができ，現場上空の風の状況に応じて高さや位置，傾斜角度を適宜調整することも可能である。
（ハ）傾斜屋根１０の下面に沿って風Ｂを呼び込む場合は，傾斜屋根１０の下端部に下向きの突起部又は拡幅部１５を設けて風Ｂの流線を地表面Ｅへ向けると同時に，傾斜屋根１０の下面から風Ｂを剥離することにより風Ｂの乱れを生じさせ，その乱れの渦によって風Ｂを地表面Ｅへ一層近付けることできる。

【0017】

（ニ）また，傾斜屋根１０の上面に沿って風Ｂを呼び込む場合は，傾斜屋根１０の中間部に下向きの折れ曲げ部１７を設けることにより，風Ｂをより地表面Ｅに近い低い場所へ呼び込むことができる。
（ホ）地表面Ｅに呼び込んだ風Ｂは，傾斜屋根１０の下端部から再び上昇・散逸しうるが，傾斜屋根１０の下流側の風の流路に沿って下向き又は上向きに傾斜する風送り屋根２０を設けることにより，呼び込んだ風Ｂの速度を高めて上昇・散逸を抑えることができる。
（ヘ）傾斜屋根１０及びその下流側の風送り屋根２０を所要間隔で複数設置することにより，面的に広がる地表面Ｅの全体に風Ｂを呼び込むこともできる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

以下，添付図面を参照して本発明を実施するための形態及び実施例を説明する。

【図1】本発明による屋外地表面の風呼び込み構造の一実施例の説明図である。

【図2】本発明による屋外地表面の風呼び込み構造の他の実施例の説明図である。

【図3】風加速用の風送り屋根を用いた本発明の風呼び込み構造の実施例の説明図である。

【図4】図１の実施例による風呼び込み効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。

【図5】図２の実施例による風呼び込み効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。

【図6】図３（Ａ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。

【図7】図３（Ａ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。

【図8】図３（Ｂ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。

【図9】図３（Ｂ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。

【図10】図３（Ｃ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の一例である。

【図11】図３（Ｃ）の風送り屋根の風加速効果を示す実験（数値解析）結果の他の一例である。

【図12】図４（Ｂ）の風呼び込み構造に遮蔽板を併用した場合の風の流れを示す説明図である。

【図13】建物その他の遮蔽物により風の通りが阻害された屋外地表面Ｅの説明図である。

【図14】海からの涼しい局地風を内陸部へ導く風の道３の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は，建物１，２によって風の通りが阻害された屋外街路の地表面Ｅに本発明の風呼び込み構造を適用した実施例を示す。図１（Ａ）は，図１３の場合と同様に建物１，２に囲まれた街路を示しており，上空域Ｕには局地風Ｂが流れているが，地表面Ｅでは建物１，２その他の遮蔽物によって風の通りが阻害されて弱まっている。そのような街路に本発明を適用することにより，街路の地表面Ｅ付近，例えば人の体感温度に影響のある地上から３ｍ程度ないしそれより低い領域に風Ｂを呼び込む。以下，図示例を参照して本発明の作用を説明するが，本発明の適用対象は建物に囲まれた空間に限定されるわけではなく，様々な理由で風の流れが阻害された地表面Ｅに広く適用できる。

【0020】

図示例の風呼び込み構造は，地表面Ｅの少なくとも一部分を覆う傾斜屋根１０と，その傾斜屋根１０を地表面Ｅの上方に支持する支持部材１２とを有している。傾斜屋根１０の一例は，図１（Ｂ）に示すように，風Ｂの通る上空域Ｕの高さから風向に沿って地表面Ｅ付近まで下向きに傾斜させた平面状部材である。例えば傾斜屋根１０の上端部の高さＨ１を周囲の建物１の屋上面１ａの高さＨ０よりも高く突出させ（Ｈ１＞Ｈ０），上空域Ｕの高さＨ１の風Ｂを傾斜屋根１０の上端部の下面側に当て，その風Ｂを建物１と傾斜屋根１０との間隙を介して地表面Ｅ付近の高さＨ２の下端部まで傾斜屋根１０の下面に沿って導く。傾斜屋根１０の下端部の高さＨ２は，地表面Ｅ上の人や乗り物の通行を妨げない高さ，例えば３〜１０ｍ程度とすることができる。ただし，傾斜屋根１０は，その表面に沿って風Ｂを導くことができれば平面状である必要はなく，例えば図１（Ｆ）に示すように傾斜屋根１０を曲面状とすることも可能である。

【0021】

支持部材１２は，図１（Ｂ）に示すように傾斜屋根１０を地表面Ｅの上方に支持する柱状部材とすることができ，傾斜屋根１０の上端が上空部Ｕの風Ｂと当たるように適当な高さとする。地表面Ｅに代えて又は加えて，支持部材１２により傾斜屋根１０を周囲の建物１，２に支持することも可能である。好ましくは，図示例のように支持部材１２に高さ調節手段１４を含め，上空部Ｕの風Ｂの状況に応じて傾斜屋根１０の高さを調節可能とする。また，支持部材１２に移動手段を含め，傾斜屋根１０を表面Ｅ上で移動可能又は撤去可能とすることも可能である。傾斜屋根１０を固定とするのではなく，支持部材１２の高さや位置を可変とすることで，弱風時にはより高い上空の風Ｂを取り込み，強風時には降ろし又は撤去することにより傾斜屋根１０の周囲に生じるビル風等の影響を防ぐことができる。

【0022】

図１（Ｂ）において，傾斜屋根１０の下端部からの風の吹き出しは傾斜角度αによっても変わるので，風を吹き出すべき地表面Ｅの位置に応じて傾斜角度αを適当に設計することができる。上空部Ｕの風Ｂの状況に応じて角度αを変更する手段を設けることも可能である。また，傾斜屋根１０の材質等にもとくに制限はなく，例えば金属，木，合成樹脂等の剛性材製とするが，ヨットの帆のように布製（人工繊維製，天然繊維製，炭素繊維製等）とすることもできる。この場合は，その布を地表面Ｅの上方に張る部材を支持部材１２とすることができる。傾斜屋根１０の色も適宜選択可能であり，例えば太陽光を遮る色とし，或いは透光性又は透明としてもよい。

【0023】

好ましくは，図１（Ｃ）に示すように，傾斜屋根１０の下端部に下向きの突起部１５を設け，その突起部１５によって傾斜屋根１０の下面に沿って流れる風Ｂを下面から剥離させる。図１（Ｂ）に示すように傾斜屋根１０の下面に沿って呼び込まれた風Ｂは，そのまま下端部から放出しても，剥離によって生じた負圧に引っ張られて傾斜屋根１０の下端部から上昇して地表面Ｅに向かわない場合がある（後述する図４（Ｂ）も参照）。夏季の体感温度を下げるためには，傾斜屋根１０により呼び込んだ風Ｂを地表面Ｅにできるだけ近付けることが有効である。

【0024】

傾斜屋根１０の下端部の下向きの突起部１５は，図１（Ｄ）に示すように，風の流れを地表面Ｅへ向けると同時に，傾斜屋根１０の表面から剥離させることによって突起部１５の背後に乱れ（剥離域Ｒ）を生じさせる。その剥離域Ｒの渦による負圧によって剥離した風が地表面Ｅへ引き込まれると同時に，剥離によって増加した乱れによりコアンダ効果が高まることによって風が地表面Ｅへ向くように作用する（後述する図４（Ｃ）も参照）。突起部１５の突出長さＰによって剥離した風Ｂの向きを変えることができるが，突出長さＰが大きくなりすぎると風Ｂが弱くなるおそれもあるので，剥離した風Ｂが所望の強さで地表面Ｅにできるだけ近付くように突出長さＰを設計することが望ましい。また，突起部１５に突出長さＰを調節する手段を含め，例えば上空部Ｕの風Ｂの状況に応じて突出長さＰを調整することにより，傾斜屋根１０の下端部からの風吹き出し向きを切り替えることも可能である。

【0025】

突起部１５に代えて，図１（Ｅ）に示すように，傾斜屋根１０の下端部に厚さ方向の幅を拡げた拡幅部１５を設け，その拡幅部１５によって風Ｂを傾斜屋根１０の表面から剥離させることも可能である。或いは，図１（Ｆ）に示すように，傾斜屋根１０の下端部を下向きに曲げ，その下向き曲面によって風Ｂを傾斜屋根１０の下面から剥離させることも有効である。

【0026】

図２は，本発明の風呼び込み構造の他の実施例を示す。図２の実施例では，上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上端部の上面側に当て，その風Ｂをコアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って地表面Ｅ付近まで導いている。コアンダ効果とは，乱れを持つ風の流れが周りの空気を取り込む（連行する）ことにより壁の表面に沿って流れようとする，又は，壁に近付こうとする性質である（非特許文献２参照）。図２の実施例では傾斜屋根１０の上面が壁に相当し，傾斜屋根１０を適当な傾斜角度βとすることにより，傾斜屋根１０の上面に当たった上空域Ｕの風Ｂはコアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って又は上面に近付くように流れようとする。図１のような傾斜屋根１０の下面に沿った呼び込みに代えて，図２のように上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上面に沿って呼び込むことにより，傾斜屋根１０の直下の地表面Ｅには風を呼び込めないものの，呼び込んだ風Ｂを地表面Ｅに近付けると共に地表面Ｅに沿った広い範囲に流すことができる（後述する図５（Ｂ）参照）。

【0027】

上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上面側に沿って流すため，例えば図２（Ｂ）に示すように，傾斜屋根１０の上端を周囲の建物１の屋上面１ａに接続し，建物１の屋上面１ａと傾斜屋根１０とで連続した凸状曲面を形成することにより，屋上面１ａに当たる風Ｂをコアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って地表面Ｅ付近の下端部まで導く。この場合の傾斜屋根１０の屋上面１ａに対する傾斜角度βは，屋上面１ａと傾斜屋根１０とがコアンダ効果を生じやすい曲面となるように，例えば１０〜１５°程度とすることが望ましい（非特許文献３及び４参照）。この場合の支持部材１２は，傾斜屋根１０の上端と建物１の屋上面１ａとを結合する部材として機能する。

【0028】

或いは，図２（Ａ）に示すように，傾斜屋根１０の上端に上空域Ｕの風向と平行な風当たり部１６を接続し，風当たり部１６と傾斜屋根１０とで連続した凸状曲面が形成することにより，風当たり部１６の上面に当たる風Ｂをコアンダ効果により傾斜屋根１０の上面に沿って導くことも考えられる。図示例の風当たり部１６は，例えば上空域Ｕの風向と平行な平面状部材とすることができ，傾斜角度βを１０〜１５°程度で傾斜屋根１０と一体的に接続することができる。傾斜屋根１０の風当たり部１６の風向長さＳが短すぎると風の乱れを生じ，コアンダ効果によって風Ｂを導くことが難しくなるので，コアンダ効果を生じるために十分な長さＳの風当たり部１６を設計することが望ましい。

【0029】

図２（Ａ）の風当たり部１６を接続した傾斜屋根１０は，支持部材１２によって地表面Ｅの上方に支持する。図２（Ｂ）の場合と異なり，傾斜屋根１０と建物１とは結合されていないので，図１の場合と同様に，高さ調節手段１４及び移動手段を支持部材１２に含めることにより，上空部Ｕの風Ｂの高さに応じて傾斜屋根１０及び風当たり部１６の高さや位置を調節することができる。また，図２（Ａ）のように風当たり部１６を接続した傾斜屋根１０は，その上面に沿って上空域Ｕの風をコアンダ効果によって地表面Ｅへ導くと同時に，図１（Ｂ）の場合と同様に，その下面に当たる風を建物１と傾斜屋根１０との間隙を介して地表面Ｅに導くことも期待できる。

【0030】

好ましくは，図２（Ｃ）に示すように，傾斜屋根１０の中間部に下向きの折れ曲げ部１７を設け，その折り曲げ部１７により傾斜屋根１０の上面に沿って流れる風Ｂをより低い場所（地表面Ｅに近い場所）へ呼び込む。例えば屋上面１ａに対する傾斜屋根１０の傾斜角度βをコアンダ効果が得やすい１０〜１５°程度とし，その傾斜屋根１０の上流側に対する下流側の折り曲げ部１７の傾斜角度γを同様にコアンダ効果が得やすい１０〜１５°程度とする。折り曲げ部１７によって風の流れを傾斜屋根１０の上面に沿わせながらより地表面Ｅへ向け，傾斜屋根１０の下端部１０から放出された風Ｂを地表面Ｅに沿って遠くまで送ることができる（後述する図５（Ｃ）参照）。必要に応じて，傾斜屋根１０に対する折り曲げ部１７の折り曲げ角度γを調節可能としてもよい。

【0031】

［実験例１］
図１に示す風呼び込み構造の効果を確認するため，図４（Ａ）に示すように建物１，２によって風の通りが阻害された屋外地表面Ｅにおいて，建物１，２の屋根上２ｍ高さで秒速５ｍの上空域Ｕの風Ｂを想定し，その上空域Ｕの風Ｂを図１の傾斜屋根１０によって地表面Ｅへ呼び込むと共に，その傾斜屋根１０の下流側の地表面Ｅに所要間隔Ｄ２，Ｄ３で水平な風送り屋根３０，３０を設置した場合の風速分布を数値流体力学（ＣＦＤ）シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）の風速分布表示において，白色に近い部分は風速が大きいことを表し，黒色に近付くほど風速が遅くなることを表している。

【0032】

図４（Ｂ）の実験結果は，図１（Ｂ）のように傾斜屋根１０の上端部の下面側に上空域Ｕの風Ｂを当て，その風Ｂを傾斜屋根１０の下面に沿って下端部まで導くことにより，地表面Ｅ付近に風Ｂを呼び込むことができることを示している。ただし，下端部から放出された風Ｂは剥離により生じた負圧に引っ張られて傾斜屋根１０の下端部から上昇してしまい，地表面Ｅに向かわせることはできていない。従って，図１（Ｂ）のような構造によって地上３ｍ程度にまで風Ｂを呼び込むためには，傾斜屋根１０の下端部の高さＨ２を地上３ｍ程度に設計することが有効である。

【0033】

続いて，図１（Ｃ）のように傾斜屋根１０の下端部に下向きの突起部１５を設けた場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図４（Ｃ）に示す。図４（Ｃ）の実験結果は，傾斜屋根１０の下端部に下向きの突起部１５を設けることにより，傾斜屋根１０の下端部まで導いた風Ｂを地表面Ｅへ向けて噴き出すことができ，地上３ｍより低い地表面Ｅにまで風Ｂを呼び込むことができることを示している。

【0034】

図４（Ｄ）は，上述した図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）のシミュレーションによる地表面Ｅの各地点の風速を示している。同グラフにおいて，横軸は地表面Ｅ上の基準点（２つの水平な風送り屋根３０のうち上流側の中央部）と各地点との間の距離を表し，縦軸は各地点における地上高さ１.５ｍの風速（正の風速差は左向きの風，負の風速差は右向きの風）を表す。このグラフから，図１（Ｃ）のような突起部１５付き傾斜屋根１０を用いることにより，建物１，２の屋根上２ｍ高さの上空域Ｕと同程度の強さの風（秒速５ｍ程度）を地表面Ｅ付近の地上高さ１.５ｍまで呼び込むことができることが確認できた。

【0035】

［実験例２］
図２に示す風呼び込み構造の効果を確認するため，図５（Ａ）に示すように建物１の屋上面１ａに上端を接続した傾斜屋根１０を上流側に設置すると共に，その下流側に水平な風送り屋根３０，３０を設置し，建物１，２の屋根上２ｍ高さの上空域Ｕに秒速５ｍで吹く風Ｂを呼び込んだ場合の風速分布を数値流体力学（ＣＦＤ）シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図５（Ｂ）に示す。同図の風速分布表示においても，白色に近い部分は風速が大きいことを表し，黒色に近付くほど風速が遅くなることを表している。

【0036】

図５（Ｂ）の実験結果は，図２（Ｂ）のように傾斜屋根１０の上端部の上面側に上空域Ｕの風Ｂを当て，その風Ｂをコアンダ効果によって傾斜屋根１０の上面に沿って下端部まで導くことにより，地表面Ｅ付近に風Ｂを呼び込むことができることを示している。図４（Ｂ）との比較から分かるように，上空域Ｕの風Ｂを傾斜屋根１０の上面に沿って導いた場合も，傾斜屋根１０の下端部から放出された風Ｂを地表面Ｅに向かわせ，地上３ｍ程度にまで風Ｂを呼び込むことができる。更に，傾斜屋根１０で呼び込んだ風Ｂを水平な風送り屋根３０，３０の下方へ導くことにより，風Ｂの上昇・散逸を抑えながら，風Ｂを地表面Ｅに沿った広い範囲に流すことができる。

【0037】

続いて，図２（Ｃ）のように傾斜屋根１０の中間部に下向きの折れ曲げ部１７を設けた場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図５（Ｃ）に示す。図５（Ｄ）は，上述した図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）のシミュレーションによる地表面Ｅの各地点の風速を，上空域Ｕの風速（秒速５ｍ）を基準として表したグラフを示す。図４（Ｄ）の場合と同様に，図５（Ｄ）のグラフの横軸は地表面Ｅ上の基準点（２つの水平な風送り屋根３０のうち上流側の中央部）と各地点との間の距離を表し，縦軸は各地点における地上高さ１.５ｍの風速（正の風速差は左向きの風，負の風速差は右向きの風）を表す。

【0038】

図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）の実験結果は，傾斜屋根１０の中間部の折れ曲がり部１７によって傾斜屋根１０の上面に沿って流れる風Ｂをより低い場所へ呼び込むことができ，そのような折れ曲がり部１７を設けない場合（図５（Ｂ））に比して，傾斜屋根１０の下端部から放出された風Ｂを地表面Ｅにより近付けることができることを示している。また，風Ｂの上昇・散逸を抑えながら，風Ｂを地表面Ｅに沿った広い範囲に流すことができることを示している。

【0039】

こうして本発明の目的である「建物等によって風の通りが阻害された屋外地表面に上空域の風を呼び込む方法及び構造」の提供を達成することができる。

【0040】

なお，上述したように傾斜屋根１０を移動式又は撤去式とすることによって強風時等に傾斜屋根１０の周囲に生じる不規則な風の発生を防ぐこともできるが，例えば図１２に示すように，周囲の建物１の屋上に設置した遮蔽板１８によって強風時等に傾斜屋根１０の周囲に生じる不規則な風の発生を防ぐこともできる。すなわち，周囲の遮蔽物の屋上等に遮蔽板１８を取り外し可能に設置できる場合は，傾斜屋根１０を固定式としても，弱風時には遮蔽板１８を取り外して高い上空の風Ｂを取り込み，強風時には遮蔽板１８を設置して傾斜屋根１０により発生する不規則な風の影響を防ぐことができる。

【実施例1】

【0041】

図３は，傾斜屋根１０の下流側の風の流路に，図１及び図２のような水平な風送り屋根３０に代えて，流路に沿って下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根２０を設けた実施例を示す。図４及び図５のシミュレーション結果から分かるように，本発明では傾斜屋根１０によって上空域Ｕの風Ｂを地表面Ｅ付近まで呼び込み，好ましくは人の体感温度に影響のある地上３ｍ程度より下方にまで呼び込むことができるが，呼び込んだ風Ｂは再び上昇・散逸してしまう。呼び込んだ風Ｂを地表面Ｅに沿って広い範囲に届けるためには，呼び込んだ風Ｂの風速を高めて上昇・散逸をできるだけ抑えることが望ましい。図３に示すように，傾斜屋根１０の下流側の風の流れに沿って下向き又は上向きに傾斜させた風送り屋根２０を設け，傾斜屋根１０により呼び込んだ風Ｂを風送り屋根２０の下方に通過させることにより，呼び込んだ風Ｂの速度を高めることができる。

【0042】

図３（Ａ）は，上述した図１（Ｃ）の下端突起部１５付き傾斜屋根１０の下流側の空気流路に，上流端を傾斜屋根１０の下端部より高くし，下流側を風の流れに沿って下向きに傾斜させた風送り屋根２０ａを設けた実施例を示す。傾斜屋根１０の下端部から噴き出した風を風送り屋根２０ａの上流端に送り込み，風送り屋根２０ａの下流側を下向きに傾斜させて風の流路断面積を徐々に狭めることにより，風送り屋根２０ａの下方を吹き抜ける風Ｂの風速が縮流効果によって高まる。縮流効果（ノズル効果）は風送り屋根２０ａの流路方向の長さ及び下向きの傾斜角度εにより変わるが，傾斜角度εが大きすぎると風送り屋根２０ａの下方に取り込まれる風量が減少しうるので，地表面Ｅにおいて快適な風速・風量の風が作り出せるように風送り屋根２０ａの流路方向の長さ及び下向きの傾斜角度εを数値計算又は実験により設計することができる。

【0043】

図３（Ａ）の風送り屋根２０ａは支持部材２２により地表面Ｅの上方に支持されているが，図１の傾斜屋根１０の場合と同様に，風送り屋根２０ａを周囲の建物１，２に支持することも可能である。また，図示例のように支持部材２２に高さ調節手段２４を含め，必要に応じて風送り屋根２０ａの高さを調節することができる。更に，支持部材２２に移動手段，及び傾斜角度を変更する手段を含め，必要に応じて風送り屋根２０ａの位置や傾斜角度を可変とすることも可能である。

【0044】

［実験例３］
図３（Ａ）の風送り屋根２０ａによる風加速効果を確認するため，図６（Ａ）に示すように，図１（Ｃ）の傾斜屋根１０の下流側に図３（Ａ）の風送り屋根２０ａを設置した場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図６（Ｂ）に示す。また，図６（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図４（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図６（Ｃ）に示す。図６（Ｂ）の風速分布の表示方法，図６（Ｃ）の縦軸及び横軸の表示方法は，何れも上述した図４及び図５の場合と同様である。

【0045】

図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）の実験結果は，図３（Ａ）のように風の流れに沿って下流側を下向きに傾斜させた風送り屋根２０ａの下方を通過させることにより，図１（Ｃ）のように地表面Ｅと平行（水平）な風送り屋根３０の下方を通過させた場合に比して，傾斜屋根１０により呼び込んだ地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができることを示している。なお，図６の実験では，風送り屋根２０ａの下流側に水平な風送り屋根３０を設けているが，風送り屋根３０も風送り屋根２０と同様に風の流れに沿って下向きに傾斜させることにより，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を更に高めることも期待できる。

【0046】

図７（Ａ）は，図２（Ｂ）の傾斜屋根１０の下流側に図３（Ａ）の風送り屋根２０ａを設置した場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出した実験を示し，図７（Ｂ）はその実験結果を示す。更に，図７（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図５（Ｂ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図７（Ｃ）に示す。図７（Ｂ）及び（Ｃ）の実験結果からも，上述した図６の実験結果と同様に，図３（Ａ）の下向き傾斜の風送り屋根２０ａの下方を通過させることにより，地表面Ｅ上の風Ｂの風速を高めることができることを確認することができる。

【実施例2】

【0047】

図３（Ｂ）は，上述した図１（Ｃ）の下端突起部１５付き傾斜屋根１０の下流側に，傾斜屋根１０の下端部の高さから流路に沿って上向きに傾斜させた風送り屋根２０ｂを設けた実施例を示す。傾斜屋根１０の下端部から噴き出した風を風送り屋根２０ｂの上流端に送り込み，風送り屋根２０ｂの下流側を上向きに傾斜させて風の流路断面積を徐々に拡げることにより，図３（Ｄ）に示すように風の流れの剥離を発生させて再循環領域Ｒ（剥離域）を形成する。この再循環領域Ｒの負圧によって，風送り屋根２０ｂの上流端（ディフューザーの入口）から風Ｂが吸い込まれるように風送り屋根２０ｂの下方へ流れ込み，風送り屋根２０ｂの下方（ディフューザーの内部）において風速が高まる効果（ディフューザー効果）が得られる。

【0048】

図３（Ｂ）の風送り屋根２０ｂによる風加速効果（ディフューザー効果）は，風送り屋根２０ｂの流路方向の長さ及び上向きの傾斜角度δによって変わるので，風送り屋根２０ｂの下方において快適な風速の風が作り出せるように風送り屋根２０ｂの流路方向の長さ及び上向きの傾斜角度δを数値計算又は実験により設計することが望ましい。なお，図示例の風送り屋根２０ｂは支持部材２２により地表面Ｅに支持しているが，上述した図３（Ａ）の場合と同様に，風送り屋根２０ｂを周囲の建物１，２に支持することも可能であり，支持部材２２に高さ調節手段２４，移動手段，傾斜角度を変更する手段等を含めることも可能である。

【0049】

［実験例４］
図３（Ｂ）の風送り屋根２０ｂによる風加速効果を確認するため，図８（Ａ）に示すように，図１（Ｃ）の傾斜屋根１０の下流側に図３（Ｂ）の風送り屋根２０ｂを設置した場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図８（Ｂ）に示す。また，図８（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図４（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図８（Ｃ）に示す。図８（Ｂ）の風速分布の表示方法，図８（Ｃ）の縦軸及び横軸の表示方法は上述した図４及び図５の場合と同様である。

【0050】

図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）の実験結果は，図３（Ｂ）のように風の流れに沿って上向きに傾斜させた風送り屋根２０ｂを用いることにより，図１（Ｃ）のような水平な風送り屋根３０を用いた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができることを示している。すなわち，風送り屋根２０の下方において通過する風を上空部Ｕと同様の風速（秒速５ｍ程度）に維持することができ，上空域Ｕの涼しい風Ｂを地表面Ｅの広い範囲に届けることができる。また，図６と図８との比較から，図３（Ｂ）のような上向き傾斜の風送り屋根２０ｂを用いることにより，図３（Ａ）のような下向き傾斜の風送り屋根２０ａを用いた場合よりも優れた風Ｂの加速効果が得られることが分かる。この実験結果から，図１の傾斜屋根１０と図３（Ｂ）の風送り屋根２０ｂとの組合せにより，上空域の涼しい風Ｂを地表面Ｅの広い範囲に呼び込むことができ，地表面Ｅの体感温度の抑制と快適性の向上に極めて有効であることが確認できた。

【0051】

また図９（Ａ）は，図２（Ｂ）の傾斜屋根１０の下流側に図３（Ｂ）の風送り屋根２０ｂを設置した場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出した実験を示し，図９（Ｂ）はその実験結果を示す。更に，図９（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図５（Ｂ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図９（Ｃ）に示す。図９（Ｂ）及び（Ｃ）の実験結果からも，上述した図８の場合と同様に，図２の傾斜屋根１０と図３（Ｂ）の風送り屋根２０ｂとの組合せが，上空域の涼しい風Ｂを地表面Ｅの広い範囲に呼び込み，地表面Ｅの体感温度の抑制と快適性の向上に極めて有効であることが確認できる。

【実施例3】

【0052】

図３（Ｃ）は，上述した図１（Ｃ）の下端突起部１５付き傾斜屋根１０の下流側に，風の流れに沿って上向きに傾斜させた屋根と下向きに傾斜させた屋根とを下端部同士で連結させ，中間部を最も低くしたＶ字型の風送り屋根２０ｃを設けた実施例を示す。傾斜屋根１０の下端部から噴き出した風を風送り屋根２０ｃの上流端に送り込み，風送り屋根２０ｃの下方の風の流路断面積を中間部において狭めることにより，上述した風送り屋根２０ａによる縮流効果（ノズル効果）と風送り屋根２０ｂによる再循環領域Ｒの負圧形成効果（ディフューザー効果）とを組み合わせた効果によって風送り屋根２０ｃの下方を吹き抜ける風Ｂの風速が高まる。すなわち，傾斜屋根１０により地表面Ｅ付近に呼び込んだ風を風送り屋根２０ｃの下方に通過させることにより，呼び込んだ風Ｂの風速を高めることができる。

【0053】

図３（Ｃ）の風送り屋根２０ｃによる風加速効果も，流路方向の長さ，上流部の下向きの傾斜角度ε，及び下流部の上向きの傾斜角度δによって変わるので，風送り屋根２０ｃの下方において快適な風速の風が作り出せるように，風送り屋根２０ｃの流路方向の長さ，下向きの傾斜角度ε，及び上向きの傾斜角度δを数値計算又は実験により設計することが望ましい。また，上述した図３（Ａ）及び（Ｂ）の場合と同様に，風送り屋根２０ｃも地表面Ｅに代えて地表面Ｅ周囲の建物１，２に支持することが可能であり，支持部材２２に高さ調節手段２４，移動手段，傾斜角度を変更する手段等を含めることも可能である。

【0054】

［実験例５］
図３（Ｃ）の風送り屋根２０ｃによる風加速効果を確認するため，図１０（Ａ）に示すように，図１（Ｃ）の傾斜屋根１０の下流側に図３（Ｃ）の風送り屋根２０ｃを設置した場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出する実験を行った。実験結果を図１０（Ｂ）に示す。また，図１０（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図４（Ｃ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図１０（Ｃ）に示す。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）の実験結果は，図３（Ｃ）のように中間部において風の流路断面積を狭めた風送り屋根２０ｃを用いた場合にも，図１（Ｃ）のように水平な風送り屋根３０を用いた場合に比して，地表面Ｅ上の風Ｂの速度を高めることができることを示している。

【0055】

また図１１（Ａ）は，図２（Ｂ）の傾斜屋根１０の下流側に図３（Ｃ）の風送り屋根２０ｃを設置した場合の風速分布を数値流体力学シミュレーションにより算出した実験を示し，図１１（Ｂ）はその実験結果を示す。更に，図１１（Ｂ）のシミュレーションによる地表面Ｅ付近の各地点の風速（地上高さ１.５ｍの風速）を，図５（Ｂ）のシミュレーションによる風速と比較したグラフを図１１（Ｃ）に示す。図１１（Ｂ）及び（Ｃ）の実験結果からも，上述した図１０の実験結果と同様に，図３（Ｃ）のような風送り屋根２０ｃの下方を通過させることにより，地表面Ｅ上の風Ｂの風速を高めることができることを確認できる。

【符号の説明】

【0056】

１，２…建物（遮蔽物） ３…風の通路
１０…傾斜屋根 １２…支持部材
１４…高さ調節手段 １５…突起部又は拡幅部
１６…風当たり部 １７…折れ曲げ部
１８…風遮蔽板
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…風送り屋根
２２…支持部材 ２４…高さ調節手段
３０…水平風送り屋根
３２…支持部材 ３４…高さ調節手段
Ｂ…風 Ｅ…地表面
Ｌ…風通し阻害域 Ｕ…上空域
Ｐ…突出長さ Ｈ…屋根高さ
Ｒ…剥離域 Ｓ…風当たり部の長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】