特許 7097252 建物

(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】

(24)【登録日】2022-06-29

(45)【発行日】2022-07-07

(54)【発明の名称】建物

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/14 20060101AFI20220630BHJP

【ＦＩ】

E04H9/14 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018131483

(22)【出願日】2018-07-11

(65)【公開番号】P2020007844

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-06-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100214260

【弁理士】

【氏名又は名称】相羽 昌孝

(74)【代理人】

【識別番号】100139114

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 貞嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100139103

【弁理士】

【氏名又は名称】小山 卓志

(74)【代理人】

【識別番号】100119220

【氏名又は名称】片寄 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100088041

【氏名又は名称】阿部 龍吉

(72)【発明者】

【氏名】原田 洋

(72)【発明者】

【氏名】坂口 都

(72)【発明者】

【氏名】米山 佳伸

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 晃一

(72)【発明者】

【氏名】菊池 浩利

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 澄

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１３６９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４９－０３５１５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５７－１７３５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１２６８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２１２８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１３９２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２１８６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１４５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】社団法人日本建築学会，集合住宅 高層化，建築設計資料集成［住居］，日本，丸善株式会社 村田 誠四郎，2001年10月30日，第１３６頁－第１３９頁

【文献】社団法人日本建築学会，地域とエコロジー 地域環境，建築設計資料集成［総合編］，日本，丸善株式会社 村田 誠四郎，2001年06月30日，第６３４頁－第６４９頁

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｈ １／０４

Ｅ０４Ｈ ９／００－９／１６

Ｅ０４Ｈ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視において多角形の外形を有し、所定の方向から風を受ける多層階の建物であって、
前記多角形の各辺に対応する複数の側壁部と、
前記多角形の各頂点に対応する複数の角部と、
前記側壁部及び前記角部に対して前記建物の外周方向に沿って凸状に延設された複数の整風部と、を備え、
前記複数の角部は、
前記風の風上側に配置された風上側角部と、
前記風の風下側に配置された風下側角部と、
前記風上側角部及び前記風下側角部を除く前記角部に対して前記建物の高さ方向に隅切りした隅切り角部と、を含み、
前記複数の整風部は、前記建物の高さ方向に所定の間隔で並設された、
ことを特徴とする建物。

【請求項2】

前記角部に延設された前記整風部の前記角部に対する段差は、前記側壁部に延設された前記整風部の前記側壁部に対する段差よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物。

【請求項3】

前記整風部は、前記建物の外周方向に垂直な断面形状として、方形状の断面形状を有する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の建物。

【請求項4】

前記整風部は、前記整風部の下面に形成された水切り部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の建物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、平面視において多角形の外形を有し、所定の方向から風を受ける多層階の建物に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、都市化の進展に伴って、都市部では、ヒートアイランド現象が顕著になっている。ヒートアイランド現象を緩和するための対策の１つとして、例えば、海岸沿いの都市部では、海から内陸に吹き込む海風の流れを建物で遮らないように、いわゆる、風の道を確保することが重要である。また、都市部では、高層建築物が密集することにより、ビル風と呼ばれる突風が発生しやすく、風環境（風害）の改善が求められている。

【0003】

例えば、特許文献１には、ビル風の発生を抑制し、風通しを良くするために、吹抜け空間を有するブロックを井桁状に積み上げることによって建物の構造体を構成する高層建築物が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－１７３４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に開示された高層建築物は、吹抜け空間の内側に風を流すため、吹抜け空間を居室空間として利用できず、居室空間が制限される、という問題点があった。また、特許文献１に開示された高層建築物は、ブロックを積み上げることで建物の構造体を構成するものであるため、他の建築構造に適用することが難しく、建築構造が制限される、という問題点があった。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するために、居室空間や建築構造に対する制限を緩和し、風の道を確保するとともに、風環境を改善することができる建物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するものであって、本発明の一実施形態に係る建物は、
平面視において多角形の外形を有し、所定の方向から風を受ける多層階の建物であって、
前記多角形の各辺に対応する複数の側壁部と、
前記多角形の各頂点に対応する複数の角部と、を備え、
前記複数の角部は、
前記風の風上側に配置された風上側角部と、
前記風の風下側に配置された風下側角部と、
前記風上側角部及び前記風下側角部を除く前記角部に対して前記建物の高さ方向に隅切りした隅切り角部と、を含む、ことを特徴とする。

【0008】

また、本発明の一実施形態に係る建物は、
前記側壁部及び前記角部に対して前記建物の外周方向に沿って凸状に延設された複数の整風部を備え、
前記複数の整風部は、前記建物の高さ方向に所定の間隔で並設された、ことを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一実施形態に係る建物は、
前記角部に延設された前記整風部の前記角部に対する段差は、前記側壁部に延設された前記整風部の前記側壁部に対する段差よりも大きい、ことを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一実施形態に係る建物は、
前記整風部は、前記建物の外周方向に垂直な断面形状として、方形状の断面形状を有する、ことを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一実施形態に係る建物は、
前記整風部は、前記整風部の下面に形成された水切り部を備える、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一実施形態に係る建物によれば、複数の角部は、風上側角部と、風下側角部と、風上側角部及び風下側角部を除く角部に対して建物の高さ方向に隅切りした隅切り角部と、を含む。そのため、建物が、所定の方向から風を受けると、その風は、風上側角部によって２方向の風に分流され、その分流された風が、側壁部に沿って隅切り角部及び風下側角部の順にそれぞれ通過して、建物１の風下側で合流する。このとき、隅切り角部は、建物の高さ方向に隅切りされているため、風が隅切り角部から乖離しにくくなるので、風が隅切り角部を通過するときの空気抵抗が低減される。また、建物が上記のような複数の角部を備えるようにするために、建物の居室空間や建築構造が大きく制限されることもない。したがって、建物は、居室空間や建築構造を大きく制限することなく、上記のような複数の角部を備えることで、建物が平面視において流線形の形状とみなすことができるので、居室空間や建築構造に対する制限を緩和し、風の道を確保するとともに、風環境を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る建物１を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る建物１を示す縦断面図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係る建物１を示すＡ－Ａ線断面図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係る整風部５を示し、（ａ）は第１の実施例、（ｂ）は第２の実施例、（ｃ）は第３の実施例、（ｄ）は第４の実施例を示すＢ部拡大断面図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係る建物１を示し、（ａ）は第１の実施例、（ｂ）は第２の実施例を示すＡ－Ａ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照しつつ説明する。

【0015】

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る建物１を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る建物１を示す縦断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る建物１を示すＡ－Ａ線断面図である。

【0016】

建物１は、複数の階層を有する多層階の建物であって、例えば、タワーマンション等の集合住宅、オフィスビル、ホテル、商業施設ビル等の用途で使用される。また、建物１は、例えば、鉄筋コンクリート造、鉄骨造や、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレキャストコンクリート造等の建築構造が採用される。

【0017】

建物１は、所定の方向から風Ｗを受ける。「所定の方向」とは、建物１が建築される敷地において、風Ｗが吹く時間帯が長い又は頻度が高い風向、すなわち、主風向を示すものである。例えば、建物１が、南側に海が位置する海岸沿いの敷地に建築されている場合には、建物１は、海から吹き寄せる南風を受ける時間帯が長い又は頻度が高いことから、所定の方向としては、「南」が相当する。このとき、建物１は、所定の方向として南から風Ｗを受けるものであるが、南以外の方向から風を全く受けないことを示すものではない。

【0018】

建物１は、平面視において多角形の外形を有し、多角形の各辺に対応する複数の側壁部２と、角形の各頂点に対応する複数の角部３と、側壁部２の内部を各階に仕切る複数の床部４と、を備える。

【0019】

なお、図１は、建物１の外形の形状を示すものであり、その他の構成要素（例えば、窓、バルコニー等）の詳細は省略している。また、図２及び図３では、側壁部２、角部３及び床部４の断面を示すものであり、その他の構成要素（例えば、窓、バルコニー、鉄骨、鉄筋、間仕切壁、柱、梁、階段、エレベータ等）の詳細は省略している。

【0020】

側壁部２及び角部３は、例えば、コンクリート壁や、ＡＬＣ板、タイル等の外壁材で構成されている。

【0021】

複数の角部３は、風Ｗの風上側に配置された風上側角部３０と、風Ｗの風下側に配置された風下側角部３１と、風上側角部３０及び風下側角部３１を除く角部３に対して建物１の高さ方向に隅切りした隅切り角部３２Ａ、３２Ｂと、を含む。

【0022】

ここで、「多角形」とは、すべての内角が１８０度未満である凸多角形である。本実施の形態では、多角形の一例として、正方形の場合について説明する。したがって、側壁部２は、正方形の４辺に対応するものである。また、複数の角部３は、正方形の４つの各頂点に対応するものであるから、建物１は、４つの角部３を備え、４つの角部３は、風上側角部３０と、風下側角部３１と、２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂと、を含む。

【0023】

隅切り角部３２Ａ、３２Ｂは、直角二等辺三角形の形状で隅切りしたものである。なお、隅切り角部３２Ａ、３２Ｂは、直角部分を挟む二辺の長さが異なる直角三角形の形状で隅切りしてもよい。

【0024】

また、建物１は、側壁部２及び角部３に対して建物１の外周方向に沿って凸状に延設された複数の整風部５を備える。複数の整風部５は、建物１の高さ方向に所定の間隔Ｈ１で並設される。

【0025】

本実施の形態では、複数の整風部５は、図１及び図２に示すように、各階に１つずつ設けられおり、所定の間隔Ｈ１として、階高に相当する間隔で並設される。なお、各階に複数の整風部５を設けてもよいし、複数階に１つの整風部５を設けてもよい。また、建物１の高さ方向に応じて、所定の間隔Ｈ１を変化させてもよく、高層階における間隔を、低層階における間隔よりも広くしてもよいし、その反対に狭くしてもよい。

【0026】

整風部５は、建物１の外周方向に沿って凸状に延設されており、その凸状部分は、側壁部２に対して段差をなすものである。本実施の形態では、図３に示すように、角部３に延設された整風部５の角部３に対する段差Ｌ１は、側壁部２に延設された整風部５の側壁部２に対する段差Ｌ２と等しくなっている。したがって、整風部５は、凸状部分の段差が建物１の外周方向に沿って一定（（Ｌ１＝Ｌ２））になるように、延設されている。

【0027】

本実施の形態では、整風部５の段差Ｌ１、Ｌ２は、例えば、１００ｍｍとし、高さＨ２は、例えば、１００ｍｍとしたが、これらの寸法は適宜変更してもよい。また、建物１の高さ方向に応じて、整風部５の段差Ｌ１、Ｌ２及び高さＨ２を変化させてもよく、高層階における整風部５の段差Ｌ１、Ｌ２及び高さＨ２を、低層階における整風部５の段差Ｌ１、Ｌ２及び高さＨ２よりも大きくしてもよいし、その反対に小さくしてもよい。

【0028】

整風部５は、側壁部２及び角部３を構成するコンクリート壁や外壁材に一体的に形成されている。なお、整風部５は、側壁部２及び角部３とは別体の部材で形成し、側壁部２及び角部３に取り付けるようにしてもよい。

【0029】

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る整風部５を示し、（ａ）は第１の実施例、（ｂ）は第２の実施例、（ｃ）は第３の実施例、（ｄ）は第４の実施例を示すＢ部拡大断面図である。

【0030】

整風部５は、建物１の外周方向に沿って凸状に延設されており、建物１の外周方向に垂直な断面形状として、図４（ａ）に示す第１の実施例のように、方形状の断面形状を有する。すなわち、整風部５は、凸状を構成する上面５０、側面５１及び下面５２を備え、上面５０及び下面５２が水平方向に配置されるとともに、側面５１が鉛直方向（高さ方向）に配置される。また、整風部５は、下面５２に形成された水切り部５３を備える。

【0031】

整風部５は、方形状の断面形状に代えて、図４（ｂ）、（ｃ）及ぶ（ｄ）に示すように、台形状の断面形状を有するものでもよい。

【0032】

図４（ｂ）に示す第２の実施例の整風部５では、上面５０が水平方向に配置され、下面５２が水平方向に対して側壁部２から離れるほど上方に向かう斜め上方向に配置され、側面５１が鉛直方向に配置される。

【0033】

図４（ｃ）に示す第３の実施例の整風部５では、上面５０が水平方向に対して側壁部２から離れるほど下方に向かう斜め下方向に配置され、下面５２が水平方向に配置され、側面５１が鉛直方向に配置される。

【0034】

図４（ｄ）に示す第４の実施例の整風部５では、上面５０が水平方向に対して側壁部２から離れるほど下方に向かう斜め下方向に配置され、下面５２が水平方向に対して側壁部２から離れるほど上方に向かう斜め上方向に配置され、側面５１が鉛直方向に配置される。

【0035】

なお、整風部５の断面形状は、上記実施例に限定されず、側面５１を鉛直方向に対して斜め方向に配置してもよいし、上面５０、側面５１及び下面５２の少なくともいずれか一面を曲線状に配置してもよい。

【0036】

（シミュレーションによる評価）
次に、建物１の性能を評価するためにシミュレーションを行った。以下、シミュレーションの条件及び結果について説明する。

【0037】

評価対象となる建物１は、外形が４４．２ｍ×３４．４ｍの長方形、高さが１１７．６５ｍであり、地上３２階建てで３１個の整風部５を各階に１つずつ並設するものとした。また、風の流入条件としては、地上４４ｍで５．１ｍ／ｓをべき乗則（地表面粗度区分ＩＶ）により、地上５０ｍ高さの風速に換算するものとした。

【0038】

また、評価方法としては、建物１の風下側に位置する後背地評価エリアを、幅が敷地幅の１倍、奥行きが建物１の高さの２倍のエリアとしたときに、当該後背地評価エリアの面積に対して、風速が１．５ｍ／ｓ以上となるエリアの面積の比率（％）を計算することにより評価した。

【0039】

シミュレーションの評価結果として、
（１）隅切り角部３２Ａ、３２Ｂが「無し」、整風部５が「無し」の場合には、７４．５％、
（２）隅切り角部３２Ａ、３２Ｂが「有り」、整風部５が「無し」の場合には、７７．６％、
（３）隅切り角部３２Ａ、３２Ｂが「有り」、整風部５が「有り」の場合には、７８．９％、
であった。

【0040】

したがって、上記（１）と（２）とを比較すると、建物１が、隅切り角部３２Ａ、３２Ｂを備えることにより、建物１の風下側に位置する後背地評価エリアにおいて、風速が１．５ｍ／ｓ以上となるエリアの面積が、３．１％増加することが分かった。

【0041】

また、上記（１）と（３）とを比較すると、建物１が、隅切り角部３２Ａ、３２Ｂと、整風部５とを備えることにより、建物１の風下側に位置する後背地評価エリアにおいて、風速が１．５ｍ／ｓ以上となるエリアの面積が、４．４％増加することが分かった。さらに、上記（２）と（３）とを比較すると、建物１が、隅切り角部３２Ａ、３２Ｂだけでなく、整風部５をさらに備えることにより、建物１の風下側に位置する後背地評価エリアにおいて、風速が１．５ｍ／ｓ以上となるエリアの面積が、１．３％増加することが分かった。

【0042】

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図３に示すように、整風部５の凸状部分の段差が、側壁部２及び角部３に対して建物１の外周方向に沿って一定（Ｌ１＝Ｌ２）であるものとして説明したが、第２の実施の形態では、整風部５の凸状部分の段差が、側壁部２と角部３との間で異なるものとした。第２の実施の形態のその他の構成は、第１の実施の形態と同様としたため、説明を省略する。

【0043】

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る建物１を示し、（ａ）は第１の実施例、（ｂ）は第２の実施例を示すＡ－Ａ線断面図である。

【0044】

図５（ａ）に示す第１の実施例では、２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂに延設された整風部５の２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂに対する段差Ｌ３は、側壁部２に延設された整風部５の側壁部２に対する段差Ｌ５よりも大きくなっている。また、風上側角部３０及び風下側角部３１に延設された整風部５の風上側角部３０及び風下側角部３１に対する段差Ｌ４は、側壁部２に延設された整風部５の側壁部２に対する段差Ｌ５よりも大きくなっている。

【0045】

本実施の形態では、整風部５の２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂに対する段差Ｌ３、及び、整風部５の風上側角部３０及び風下側角部３１に対する段差Ｌ４は、例えば、５００ｍｍとし、整風部５の側壁部２に対する段差Ｌ５は、例えば、１００ｍｍとしたが、これらの寸法は適宜変更してもよい。また、段差Ｌ３と段差Ｌ４の寸法を異なるようにしてもよい。

【0046】

なお、本実施の形態に係る建物１の角部３は、整風部５の段差Ｌ３及び段差Ｌ４を段差Ｌ５よりも大きくするために、第１の実施の形態に係る建物１の角部３に比べて、建物１の内側に切り欠くように形成されているが、角部３を建物１の内側に切り欠くように形成することに代えて、整風部５の凸状部分を建物１の外側に張り出すように形成してもよい。

【0047】

図５（ｂ）に示す第２の実施例の整風部５では、２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂは、曲線状に隅切りしたものである。そして、整風部５は、２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂの曲線状の外形形状に沿って曲線状に延設されている。

【0048】

また、２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂに延設された整風部５の２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂに対する段差Ｌ６は、側壁部２に延設された整風部５の側壁部２に対する段差Ｌ７よりも大きくなっている。本実施の形態では、整風部５の２つの隅切り角部３２Ａ、３２Ｂに対する段差Ｌ６は、例えば、５００ｍｍとし、整風部５の側壁部２に対する段差Ｌ７は、例えば、１００ｍｍとしたが、これらの寸法は適宜変更してもよい。

【0049】

以上のように、第１及び第２の実施の形態に係る建物１によれば、複数の角部３は、風上側角部３０と、風下側角部３１と、風上側角部３０及び風下側角部３１を除く角部３に対して建物１の高さ方向に隅切りした隅切り角部３２Ａ、３２Ｂと、を含む。

【0050】

そのため、建物１が、所定の方向から風Ｗを受けると、その風Ｗは、風上側角部３０によって２方向の風Ｗａ、Ｗｂに分流され、その分流された風Ｗａ、Ｗｂが、側壁部２に沿って隅切り角部３２Ａ、３２Ｂ、風下側角部３１の順にそれぞれ通過して、建物１の風下側で合流し、風Ｗｃとなる。このとき、隅切り角部３２Ａ、３２Ｂは、建物１の高さ方向に隅切りされているため、風Ｗａ、Ｗｂが隅切り角部３２Ａ、３２Ｂから乖離しにくくなり、風Ｗａ、Ｗｂが隅切り角部３２Ａ、３２Ｂを通過するときの空気抵抗が低減される。また、建物１が上記のような複数の角部３を備えるようにするために、建物１の居室空間や建築構造が大きく制限されることもない。

【0051】

したがって、建物１は、居室空間や建築構造を大きく制限することなく、上記のような複数の角部３を備えることで、建物１が平面視において流線形の形状とみなすことができるので、居室空間や建築構造に対する制限を緩和し、風の道を確保するとともに、風環境を改善することができる。

【0052】

また、第１及び第２の実施の形態に係る建物１によれば、複数の整風部５は、側壁部２及び角部３に対して建物１の外周方向に沿って凸状に延設されており、建物１の高さ方向に所定の間隔で並設されたものである。そのため、建物１の高さ方向に隣接する整風部５が、風Ｗの流れを誘導する誘導手段となるとともに、建物１の高さ方向に隣接する整風部５の中間部分が、風Ｗの流路となるので、風Ｗが、風上側から風下側に向けて建物１の外周方向に沿うように、すなわち、水平方向に流れることになる。したがって、建物１は、居室空間や建築構造を大きく制限することなく、上記のような複数の整風部５を備えることで、風Ｗが風上側から風下側に向けて水平方向に流れることにより、側壁部２に沿って吹き降ろしの風が発生することを抑制することができるので、居室空間や建築構造に対する制限を緩和し、風の道を確保するとともに、風環境を改善することができる。

【0053】

また、第２の実施の形態に係る建物１によれば、角部３に延設された整風部５の角部３に対する段差は、側壁部２に延設された整風部５の側壁部２に対する段差よりも大きい。そのため、角部３において、風Ｗが水平方向により流れるように誘導されるので、居室空間や建築構造に対する制限を緩和し、風の道を確保するとともに、風環境を改善することができる。

【0054】

また、第１及び第２の実施の形態に係る建物１によれば、整風部５は、建物１の外周方向に垂直な断面形状として、方形状の断面形状を有する。そのため、整風部５を簡易な方法で形成することができるので、建物１の建築コストの上昇を抑制することができる。

【0055】

また、第１及び第２の実施の形態に係る建物１によれば、整風部５は、整風部５の下面５２に水切り部５３を備える。そのため、水切り部５３により整風部５に付着した雨水の雨だれが抑制されるので、側壁部２及び角部３の汚れを防止することができる。

【0056】

以上、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0057】

１・・・建物
２・・・側壁部
３・・・角部
４・・・床部
５・・・整風部
３０・・・風上側角部
３１・・・風下側角部
３２Ａ・・・隅切り角部
３２Ｂ・・・隅切り角部
５０・・・上面
５１・・・側面
５２・・・下面
５３・・・水切り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】