特許 7175663 風力低減パネル及び風力低減パネルの設計方法

(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】2022-11-11

(45)【発行日】2022-11-21

(54)【発明の名称】風力低減パネル及び風力低減パネルの設計方法

(51)【国際特許分類】

   E01F 7/02 20060101AFI20221114BHJP

【ＦＩ】

E01F7/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018141741

(22)【出願日】2018-07-27

(65)【公開番号】P2020016130

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-03-05

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001317

【氏名又は名称】株式会社熊谷組

(73)【特許権者】

【識別番号】000006839

【氏名又は名称】日鉄建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141243

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】鰐渕 憲昭

(72)【発明者】

【氏名】加藤 優輝

(72)【発明者】

【氏名】梶村 典彦

(72)【発明者】

【氏名】芳賀 優

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８０４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７６３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０４３４９８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｆ ７／０２

Ｅ０４Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、
前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、
前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、
前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを２０°、
前記パネル部材の厚みをｔ、
（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、
前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、
前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、
関数ｔ＝６．０×ａ－１．５（ａ＜１．５）、
関数ｔ＝１１２．５×ａ－１６１．２５（１．５≦ａ）、
関数ｔ＝７．０５×ｅ１．１２×ａ、
関数ａ＝０．５
で囲まれる範囲から設定されたことを特徴とする風力低減パネル。

【請求項2】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、
前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、
前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、
前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを２０°、
前記パネル部材の厚みをｔ、
（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、
前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、
前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、
関数ｔ＝６．９２×ａ＋１．５４（ａ＜１．１５）、
関数ｔ＝８２．００×ａ－８４．８０（１．１５≦ａ）、
関数ｔ＝６．８０×ｅ０．９８×ａ、
関数ａ＝０．５
で囲まれる範囲から設定されたことを特徴とする風力低減パネル。

【請求項3】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、
前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、
前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、
前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを２０°、
前記パネル部材の厚みをｔ、
（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、
前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、
前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、
関数ｔ＝６．９２×ａ＋１．５４（ａ＜１．１５）、
関数ｔ＝８２．００×ａ－８４．８０（１．１５≦ａ）、
関数ｔ＝５．３０×ｅ０．８４×ａ、
関数ａ＝０．５
で囲まれる範囲から設定されたことを特徴とする風力低減パネル。

【請求項4】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、
前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、
前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、
前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを３５°、
前記パネル部材の厚みをｔ、
（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、
前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、
前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、
関数ｔ＝２．５×ｅ０．８７×ａ（ａ≦１．２）、
関数ｔ＝１．１７×ｅ１．４９×ａ（１．２＜ａ）、
関数ｔ＝１３．１０ａ－１７．８２（ａ＜１．６５）、
関数ｔ＝２３８．１８ａ－３８９．２０（１．６５≦ａ）、
関数ｔ＝１、
関数ａ＝０．５
で囲まれる範囲から設定されたことを特徴とする風力低減パネル。

【請求項5】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、
前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、
前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、
前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを３５°、
前記パネル部材の厚みをｔ、
（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、
前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、
前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、
関数ｔ＝０．８９×ｅ１．４３×ａ、
関数ｔ＝１３．１０ａ－１７．８２（ａ＜１．６５）、
関数ｔ＝２３８．１８ａ－３８９．２０（１．６５≦ａ）、
関数ｔ＝１、
関数ａ＝０．５
で囲まれる範囲から設定されたことを特徴とする風力低減パネル。

【請求項6】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、
前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、
前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、
前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを３５°、
前記パネル部材の厚みをｔ、
（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、
前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、
前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、
関数ｔ＝２．５×ｅ０．８７×ａ（ａ≦１．２）、
関数ｔ＝１．１７×ｅ１．４９×ａ（１．２＜ａ）、
関数ｔ＝１．６４×ａ＋２．２８（ａ＜１．０５）、
関数ｔ＝１３．００×ａ－９．６１（１．０５≦ａ＜１．３２）、
関数ｔ＝２２５．００×ａ－２８９．５０（１．３２≦ａ）、
関数ａ＝０．５
で囲まれる範囲から設定されたことを特徴とする風力低減パネル。

【請求項7】

風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有する風力低減パネルの設計方法であって、
あらかじめ設定された前記複数の通風路の通過前後の風速の比である風速比を満たすように、各パネル部材における前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線から前記頂部までの高さの範囲、及び、各パネルにおける頂部と、当該パネルに隣り合う他のパネル部材における前記延長端同士を結ぶ仮想線との間隔の範囲を設定し、
前記設定した高さの範囲及び間隔の範囲のうち、前記風力低減パネルに作用する風の抵抗を示す風方向風力係数が最小となる高さ及び間隔を選択することを特徴とする風力低減パネルの設計方法。

【請求項8】

前記第１整流部及び第２整流部の角度を、前記選択された高さを満たす前記第１整流部及び第２整流部の角度の範囲のうち、最小となる角度に設定することを特徴とする請求項７記載の風力低減パネルの設計方法。

【請求項9】

前記第１整流部及び第２整流部の角度を１０°～４０°の範囲で設定することを特徴とする請求項７に記載の風力低減パネルの設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、風力低減パネル及び風力低減パネルの設計方法に関し、特に、構造物や道路等における風の影響等を低減可能な風力低減パネル及び風力低減パネルの設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、大型の台風や急速に発達した低気圧にともなう強風により、建物の屋上や隅角部付近に設置される目隠しパネル、広告塔や看板、マンションのバルコニーの隔て板や手すりガラスなどの工作物や建物外装材等が破壊される被害が増加している。また、電車や道路を走行する車への通行にも支障をきたしている。このような強風による被害を低減する対策として防風柵を設けることが知られている。例えば、防風柵の高さ、遮蔽させたい対象の大きさ、距離、方向あるいは柵柱の間隔等の様々な要因に応じ、設置するときや設置した後に防風柵の遮蔽率を調節可能にするものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－６５４４１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、上述の特許文献１に開示される防風柵や一般的な防風柵では、風を遮る防風パネルが断面矩形状の板材により構成されるため、防風パネル及び防風パネルを支持する支柱等の取付部材に作用する風力を十分に見越した強度が要求される。このような防風パネルや取付部材の強度を増やす対策を施せば、防風柵の破壊を防ぐための安全性は高くすることができるが同時に製品のコストアップにつながってしまう。このため、風速の低減性能を満たしつつ防風パネルに作用する風力を効果的に低減できるものが望まれている。
そこで、本発明では、風速の低減性能を満たしつつ、風力低減パネルに作用する風力を低減可能な風力低減パネル及び風力低減パネルの設計方法を提供することにより風力低減パネルのコストアップの上昇を抑えることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための風力低減パネルの構成として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを２０°、前記パネル部材の厚みをｔ、（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、関数ｔ＝６．０×ａ－１．５（ａ＜１．５）、関数ｔ＝１１２．５×ａ－１６１．２５（１．５≦ａ）、関数ｔ＝７．０５×ｅ１．１２×ａ、関数ａ＝０．５で囲まれる範囲にあり、前記範囲にある間隔定数a及び厚みｔにより設定された構成としたことにより、現実的にコストの上昇を抑えた効果的な風力低減パネルを提供することができる。
また、風力低減パネルの他の構成として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを２０°、前記パネル部材の厚みをｔ、（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、関数ｔ＝６．９２×ａ＋１．５４（ａ＜１．１５）、関数ｔ＝８２．００×ａ－８４．８０（１．１５≦ａ）、関数ｔ＝６．８０×ｅ０．９８×ａ、関数ａ＝０．５で囲まれる範囲から設定された構成とした。
また、風力低減パネルの他の構成として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを２０°、前記パネル部材の厚みをｔ、（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、関数ｔ＝６．９２×ａ＋１．５４（ａ＜１．１５）、関数ｔ＝８２．００×ａ－８４．８０（１．１５≦ａ）、関数ｔ＝５．３０×ｅ０．８４×ａ、関数ａ＝０．５で囲まれる範囲にあり、前記範囲にある間隔定数a及び厚みｔにより設定された構成としたことにより、コストの上昇を抑えつつより効果的な風力低減パネルを提供できる。
また、風力低減パネルの他の構成として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを３５°、前記パネル部材の厚みをｔ、（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、関数ｔ＝２．５×ｅ０．８７×ａ（ａ≦１．２）、関数ｔ＝１．１７×ｅ１．４９×ａ（１．２＜ａ）、関数ｔ＝１３．１０ａ－１７．８２（ａ＜１．６５）、関数ｔ＝２３８．１８ａ－３８９．２０（１．６５≦ａ）、関数ｔ＝１、関数ａ＝０．５で囲まれる範囲から設定された構成とした。
また、風力低減パネルの他の構成として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを３５°、前記パネル部材の厚みをｔ、（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、関数ｔ＝０．８９×ｅ１．４３×ａ、関数ｔ＝１３．１０ａ－１７．８２（ａ＜１．６５）、関数ｔ＝２３８．１８ａ－３８９．２０（１．６５≦ａ）、関数ｔ＝１、関数ａ＝０．５で囲まれる範囲から設定された構成とした。
また、風力低減パネルの他の構成として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有し、前記各パネル部材は、前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として、奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部を備え、各パネル部材の頂部が、隣り合う他のパネル部材における前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線との間に所定寸法の間隔を有する風力低減パネルであって、前記上下に隣り合うパネル部材の前記間隔は、前記第１整流部及び前記第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線の長さをＷ、前記第１整流部及び前記第２整流部の前記傾斜角度θを３５°、前記パネル部材の厚みをｔ、（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出されるパネル部材の高さをｈ、前記間隔を調整するために設定される間隔定数をａとしたときに、前記間隔定数ａ及び前記厚みｔが、関数ｔ＝２．５×ｅ０．８７×ａ（ａ≦１．２）、関数ｔ＝１．１７×ｅ１．４９×ａ（１．２＜ａ）、関数ｔ＝１．６４×ａ＋２．２８（ａ＜１．０５）、関数ｔ＝１３．００×ａ－９．６１（１．０５≦ａ＜１．３２）、関数ｔ＝２２５．００×ａ－２８９．５０（１．３２≦ａ）、関数ａ＝０．５で囲まれる範囲から設定された構成とした。
また、上記課題を解決するための風力低減パネルの設計方法の態様として、風の通過方向を奥行方向としたときに、当該奥行方向に沿って延長するパネル部材が前記奥行方向と直交する面に沿う方向に一定の間隔を有して複数配列され、各パネル間に複数の通風路を有する風力低減パネルの設計方法であって、あらかじめ設定された前記複数の通風路の通過前後の風速の比である風速比を満たすように、各パネル部材における前記風力低減パネルの奥行寸法内に位置する頂部を基準として奥行方向の一方側及び他方側にそれぞれ所定角度傾斜して延長する第１整流部及び第２整流部の延長端同士を結ぶ仮想線から前記頂部までの高さの範囲、及び、各パネルにおける頂部と、当該パネルに隣り合う他のパネル部材における前記延長端同士を結ぶ仮想線との間隔の範囲を設定し、前記設定した高さの範囲及び間隔の範囲のうち、前記風力低減パネルに作用する風の抵抗を示す風方向風力係数が最小となる高さ及び間隔を選択するようにした。なお、上記風方向風力係数は、以下の説明では単に風力係数という。
本態様によれば、所望の風速比を維持しつつ風力低減パネルに作用する風力を小さくできる。これにより風力低減パネルの強度を増やす対策が不要になり、製造コストの上昇を抑えることができる。
また、風力低減パネルの設計方法の他の態様として、前記第１整流部及び第２整流部の角度を、前記選択された高さを満たす前記第１整流部及び第２整流部の角度の範囲のうち、最小となる角度に設定することにより、小さな風力係数を設定できるようになり、風力低減パネルに作用する風力を小さくできる。
また、風力低減パネルの設計方法の他の態様として、前記第１整流部及び第２整流部の角度を１０°～４０°の範囲で設定するようにした。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】風力低減装置の立面図及び垂直断面図である。

【図2】風力低減パネルの斜視図及び要部垂直断面図である。

【図3】パネル部材の断面形状を定義する図である。

【図4】パネル部材の断面形状を定義する図である。

【図5】風速比の計測位置を示す図である。

【図6】比較実験に用いたパネル部材の断面形状を示す図である。

【図7】比較実験の条件及び評価結果を纏めた表である。

【図8】間隔定数を０とし、角度を変化させたときの風力係数及び風速比を示す図である。

【図9】角度が２０°における風力係数及び風速比の等値線図である。

【図10】角度が３５°における風力係数及び風速比の等値線図である。

【図11】厚み及び間隔定数を変数とした風力係数及び風速比の関係を示す図である。

【図12】パネル部材の他の断面形状を示す図である。

【図13】パネル部材の他の断面形状を示す図である。

【図14】他の断面形状の評価結果を纏めた表である。

【図15】他の断面形状の評価結果を纏めた表である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

【0008】

図１は、風力低減装置１の設置状態を示す立面図及び垂直断面図である。本実施形態に係る風力低減装置１は、図１（ａ）に示すように、例えば、高速道路等の道路３に沿って複数設けられ、走行路を通行する車両等への風の影響を低減すべく道路３の延長方向に沿って複数設けられ、走行路と路外とを区画する隔壁として設けられる。なお、風力低減装置１の設置場所は、道路３に限定されずビルなどの屋上等の工作物や構造物や建物外装材等において風力の影響を低減したい場所に適宜設置されるものである。

【0009】

風力低減装置１は、例えば正面視横長矩形状であって、枠体２０と、当該枠体２０内に収容される風力低減パネル３０とを主たる構成として備える。なお、以下の説明では、風力低減装置１が設置された状態において、風力低減装置１を正面視した時の道路の延長する方向を幅方向、走行路側から路外側にわたる方向を奥行方向、道路３の路面から上方に向かう方向を上下方向という。幅方向、奥行方向、上下方向は互いに直交する関係にあり、枠体２０内に風力低減パネル３０を収容した状態において、風は奥行方向に通過する。現実の風は、風力低減装置１に対して任意の方向から吹き付けるが、説明の便宜上、風の吹く向き（風の通過方向）を奥行方向として説明する。なお、奥行方向については、風方向ともいう場合がある。

【0010】

枠体２０は、例えば金属や硬質性の樹脂等からなるフレームであって、正面視矩形状に組み付けられる。枠体２０は、上下方向に延長し、道路３の延長方向と平行に設けられる一対の縦フレーム２１Ａ；２１Ｂと、幅方向に延長し、一対の縦フレーム２１Ａ；２１Ｂの上端部及び下端部側に架設される一対の横フレーム２３Ａ；２３Ｂと、一対の縦フレーム２１Ａ；２１Ｂの中間部において、横フレーム２３Ａ；２３Ｂと同一方向に延長する中間フレーム２５とを備える。

【0011】

縦フレーム２１Ａ；２１Ｂは、例えば断面略コ字状の中空体であって、コ字状の開口同士が幅方向に対向するように設けられる。また、横フレーム２３Ａ；２３Ｂも同様に断面略コ字状の中空体であって、コ字状の開口同士が上下方向に対向するように設けられる。中間フレーム２５は、断面Ｈ字状に形成され、上下の開口が横フレーム２３Ａ；２３Ｂの開口と向き合うように設けられる。このような各フレーム２１Ａ；２１Ｂ；２３Ａ；２３Ｂ；２５が図外の固定手段により互いの位置が固定されることにより、枠体２０には後述の風力低減パネル３０を収容可能な上下段の開口部２７が形成される。なお、開口部２７の数はこれに限られるものではない。

【0012】

このような構成の枠体２０は、隣接する枠体２０の縦フレーム２１Ａの開口と、縦フレーム２１Ｂの開口とが幅方向に逆向きとなるように、近接させて設けられる。なお、隣接する枠体２０において隣接する縦フレーム２１Ａと、縦フレーム２１Ｂとを一体化させるべく、断面コ字状の部材に代えて断面Ｈ字状の部材を用いて隣接する縦フレーム２１Ａと、縦フレーム２１Ｂとを共通化させても良い。このように構成することにより、縦フレームの数量を減らすことができるため、設置に要する工数を減らしてコストを低下させることができ、隣接する風力低減装置１の間に生じる不要な隙間をなくすことができる。

【0013】

以下、風力低減パネル３０の構造について説明する。図２（ａ）は、開口部２７内に収容される風力低減パネル３０の全体斜視図であり、図２（ｂ）は、風力低減パネル３０の要部断面図である。なお、以下の説明では、枠体２０に形成された上段の開口部２７に収容される風力低減パネル３０を例にして説明する。風力低減パネル３０の素材は、特に限定されないが、想定される風力を受けたときの変形が小さく、軽量なものが好ましく、例えば、樹脂、アルミなどの軽金属等が好適である。

【0014】

図２（ａ）に示すように、風力低減パネル３０は、幅方向に対向する一対の支持部３１Ａ；３１Ｂと、当該支持部３１Ａ；３１Ｂ間に渡って延長し、支持部３１Ａ；３１Ｂの上下方向に沿って配列される複数のパネル部材４０とを備える。図１にも示すとおり、風力低減パネル３０は、支持部３１Ａ；３１Ｂを上段の開口部２７を形成する縦フレーム２１Ａ；２１Ｂに対応させて、断面コ字状に形成された縦フレーム２１Ａ；２１Ｂの開口部内に挿入された状態で収容される。

【0015】

本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、パネル部材４０は、上下方向に所定の間隔（以下、部材間隔という）を有するように配列される。パネル部材４０は、端部が支持部３１Ａ；３１Ｂに支持されることにより、各パネル部材４０の頂部Ｐが風力低減パネル３０の奥行寸法（幅寸法）ｗの中心を通る仮想中心線Ｌ１と一致する（仮想中心線Ｌ１上に位置する）。即ち、各パネル部材４０が、同一方向を向いて、頂部Ｐが一直線上に並ぶように上下方向に一列に配列される。ここで、頂部Ｐは、奥行寸法ｗ内に位置し、ひとつのパネル部材４０において最も上方に位置する点である。

【0016】

図３に示すように、パネル部材４０は、断面視において山型に形成される。パネル部材４０は、山型における頂部Ｐを境として、当該頂部Ｐから奥行方向の一方側に向けて下方に傾斜して延長する第１整流部４１と、頂部Ｐから奥行方向の他方側に向けて下方に傾斜して延長する第２整流部４３とを備える。第１整流部４１及び第２整流部４３は、それぞれ頂部Ｐを基準として、互いに逆向きに延長するとともに、同一方向（下方向）に所定の角度で傾斜する。第１整流部４１及び第２整流部４３は、それぞれ厚みｔが均一かつ同一に設定されている。厚みｔとは、第１整流部４１の上面４１ａと下面４１ｂの間の最短寸法及び第２整流部４３の上面４３ａと下面４３ｂとの間の最短寸法をいう。このようなパネル部材４０は、例えば、厚みｔが均一なアルミ板などの板材を折り曲げた板金加工等により形成される。なお、パネル部材４０の素材は、アルミ板などに限定されず、適宜要求される強度に応じて選択すればよい。また、加工方法も素材に応じた好適な方法により形成すれば良い。

【0017】

第１整流部４１の下端部４１Ａと第２整流部４３の下端部４３Ａとを結ぶ仮想線Ｌ２に対する第１整流部４１の角度θ１、及び第２整流部４３の角度θ２は、本実施形態では同一に設定される。角度θ１及び角度θ２は、同一の角度に限定されないが、一般に風の向きが定まらないことを考慮した場合、頂部Ｐを挟んで対称形状とすることで、汎用化した製品とすることができ、風の方向が定まらない場所であっても風力低減パネルの効果を得ることができる。なお、以下の説明では、角度θ１及び角度θ２を単に角度θという。上述の角度θ、厚みｔは、後述の風力係数（風方向風力係数）Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒに応じて設定される。

【0018】

ここで、風力係数Ｃｆｘとは、風力低減パネル３０の風方向に作用する力を示し、数値が大きいほど風方向に大きな力が風力低減パネル３０に作用していることを示している。風速比Ｖｒは、風力低減パネル３０の風下側の端部から風方向に所定距離離れた位置における流入風速に対する風速の比であり、風力低減パネル３０によりどの程度風が低減されたかを示し、数値が小さいほど風が低減されたことを意味する。

【0019】

図２（ｂ）に示すように、上下に隣り合うパネル部材４０；４０は、下方に位置するパネル部材４０の頂部Ｐの位置が、上方に位置するパネル部材４０の第１整流部４１及び第２整流部４３の延長端としての下端部４１Ａ；４３Ａを結ぶ仮想線Ｌ２の位置よりも所定距離下に位置するように配置される。この仮想線Ｌ２と、仮想線Ｌ２と平行な頂部Ｐを通る仮想線Ｌ３との最短距離を部材間隔Ｌという。

【0020】

そして、パネル部材４０は、支持部３１Ａ；３１Ｂの上下方向に沿って配列されると、上下に隣り合うパネル部材４０の第１整流部４１同士、及び第２整流部４３同士は平行となり、上下に隣り合うパネル部材４０；４０間には、上側のパネル部材の下面４１ｂ；４３ｂと下側のパネル部材の上面４１ａ；４３ａとの間に、路外側（上流側）から走行路側（下流側）へと、間隔が一定な通風路Ｒが形成される。また、通風路Ｒには、上述のように部材間隔Ｌが設定されるため、奥行方向に路外側から走行路側に直線的に貫通する直線流路Ｘが形成される。直線流路Ｘの幅は、ちょうど部材間隔Ｌに一致する。そして、路外側から風力低減パネル３０に吹き付ける風は、複数のパネル部材４０によって形成される複数の通風路Ｒを経由して走行路側に吹き抜けることになる。

【0021】

以下、本実施形態に係る風力低減パネル３０の設計方法について説明する。図３に示すように、パネル部材４０の形状が定義される。ｗはパネル部材４０の幅［ｍｍ］、ｔはパネル部材４０の厚み［ｍｍ］、θはパネル部材４０の角度［°］、ｈはパネル部材４０の高さ［ｍｍ］をそれぞれ示している。パネル部材４０の高さｈは、パネル部材４０の幅ｗ、厚みｔ及び角度θを用いた式、ｈ＝（ｗ/２）tanθ＋ｔ/cosθにより算出される。なお、ここで言う厚みｔとは、単にパネル部材４０を形成する素材そのものの厚みを意味するものではなく、パネル部材４０の断面形状における厚みを意味する。例えば、図４（ａ）に示すように、厚みｔを厚く設定する場合には、板厚の厚いものや、図４（ｂ）に示すように、板厚の薄い素材により中空形状で形成しても良い。パネル部材４０が中空形状に形成した場合には、厚みｔは、その断面形状の厚み、即ち、第１整流部４１の上面４１ａから下面４１ｂまでの最短の長さ寸法、第２整流部４３の上面４３ａから下面４３ｂまでの最短の長さ寸法をいう。

【0022】

また、部材間隔Ｌは、Ｌ＝ａ×ｈにより算出される。ここで、ａは、パネル部材４０同士の間隔を設定するための間隔定数であり、高さｈを利用して部材間隔Ｌを変化させるときの定数である。例えば、部材間隔Ｌは、同一の角度θにおいて間隔定数ａを一定とし、厚みｔを変化させた場合に、厚みｔの変化に伴い変化するパネル部材４０の高さｈの増減に応じて増減することになり、風力低減パネル３０における開口率が一定に保たれる。ここでいう開口率とは、図１に示すように風力低減パネル３０を正面視したときの単位面積あたりの直線流路Ｘの占める面積の割合をいう。
この開口率を変化させることで、風力低減パネル３０による風速の低減効果や風力低減パネル３０に作用する風力の大きさが調整されることになる。以下の説明では、風力低減パネル３０の通過前後の風速の低減効果を風速比Ｖｒ、風力低減パネル３０に作用する風力の大きさを風力係数Ｃｆｘという。風力係数Ｃｆｘは、風力低減パネル３０を風が通過するときの抵抗の大きさを意味するものでもある。

【0023】

以下、上記パネル部材４０により形成される風力低減パネル３０について説明する。風力低減パネル３０は、風力係数Ｃｆｘを小さくすることで、風力の作用する大きさを低減することができる。しかし、風力係数Ｃｆｘの低減は、所望の風速比Ｖｒを満たしながら実現されるものであり、風速比Ｖｒ及び風力係数Ｃｆｘが相互に関係する。例えば、風速比Ｖｒが一定となるように、部材間隔Ｌと高さｈを変化させたとしても必ずしも風力係数Ｃｆｘも一定であるとは限らない。

【0024】

そこで、まず、本実施形態に係る断面視山型のパネル部材４０を用いた場合と、従来の断面視矩形のパネル部材を用いた場合との風力係数Ｃｆｘ、風速比Ｖｒ５００；Ｖｒ１０００に及ぼす影響を調べるため、コンピュータによるシミュレーション、所謂数値実験により比較実験を行った。なお、図５に示すように、風速比Ｖｒ５００は、風力低減パネル３０の風下側の端部から風方向に５００ｍｍ風下の位置における流入風速に対する風速の比、風速比Ｖｒ１０００は、風力低減パネル３０の風下側の端部から風方向に１０００ｍｍ風下の位置における流入風速に対する風速の比である。

【0025】

図６に比較実験に用いたパネル部材の断面形状を示す。図６（ａ）は、本実施形態に係る山型のパネル部材４０（以下、山型パネルという）、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す山型の形状に外接する長方形状としたパネル部材（以下、比較パネルＡという）、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す山型の形状のうち、奥行方向に垂直に立ち上がる垂直面４１ｃ；４３ｃを結ぶ範囲の長方形状としたパネル部材（以下、比較パネルＢという）の断面形状をそれぞれ示している。

【0026】

また、図７は、山型パネル、比較パネルＡ、Ｂの寸法、風力低減パネル３０の構成条件、及び、風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒの結果を纏めた表である。同表において実施例１は山型パネル、比較例１は比較パネルＡ、比較例２は比較パネルＢにより風力低減パネルを構成したときに対応する。なお、実験による結果、風速比Ｖｒ５００及びＶｒ１０００が同様の数値を示したことから、図７に示す表において示す風速比Ｖｒは、実験により得られた風速比Ｖｒ５００及びＶｒ１０００の平均値とした。また、以降に示す実験結果においても比較実験と同様に、風速比Ｖｒについては風速比Ｖｒ５００及びＶｒ１０００の平均値とした。

【0027】

以下、図７の表に基づいて、山型パネル、比較パネルＡ、Ｂを用いた場合の性能の違いについて説明する。実施例１、比較例１，２は、幅ｗ、間隔定数ａ、充実率が等しく、形状の違いを示したものである。ここで、充実率とは、風力低減パネルを平面視したときの単位面積当たりに占めるパネル（山型パネル、比較パネルＡ、Ｂ）の（投影）面積の割合をいう。
比較例１，２に示すように、同じ充実率であっても矩形状の高さｈの寸法の違いによっても風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒが異なり、比較例１よりも高さｈの低い比較例２の方が、風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒ共に優れていることが分かる。
また、実施例１は、比較例２よりも高さｈが高いにも関わらず、比較例２よりも風力係数Ｃｆｘに優れていることが分かった。

【0028】

したがって、本願発明に係る山型パネルを用いて風力低減パネルを構成することにより、高さｈの同じ従来の矩形状の比較パネルＡよりも風力係数Ｃｆｘに優れることが分かった。また、山型パネルは、同じ充実率となるように高さｈの低い比較パネルＢにより風力低減パネルを構成したときに比べて、風力係数Ｃｆｘに優れるとともに、使用するパネルの枚数を大きく減らすことができることが分かった。

【0029】

次に、パネル部材４０における角度θを変化させたときの風力係数Ｃｆｘ、風速比Ｖｒ５００；Ｖｒ１０００に及ぼす影響について上記比較実験と同様にシミュレーションにより調べた。なお、部材間隔Ｌを０、パネル部材４０の幅ｗを７０ｍｍ、厚みｔを１ｍｍの一定とした。その結果を図８に示す。

【0030】

風速比Ｖｒは、図８（ａ）の表及び（ｃ）のグラフに示すように、パネル部材４０の角度θを１０°から５０°に変化させた範囲において、若干の上下の変動はあるものの、０．７５を下回る範囲でほぼ横ばいとなる結果が得られた。

【0031】

一方、風力係数Ｃｆｘは、パネル部材４０の角度θを４０°以下とすることで、０．７５以下となることが分かった。即ち、図８（ａ）の表に基づけば、１０°以上４０°以下の範囲で設定することにより、風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒのいずれも０．７５を下回り、パネル部材４０として有効な形状であると言える。このように、風力係数Ｃｆｘが２５％減少（風力係数Ｃｆｘが０．７５以下）するように、厚さｔ及び間隔定数ａを設定することにより、４本の部材が必要であったところを１本少なくしたり、同じ設置強度で高さを４/３倍高くして風力低減パネルの影響範囲を広げたりすることができる。また、パネル部材４０の背後の物体に作用する風力は、風速の２乗に比例するため、上述のように 風速比Ｖｒ が２５％減少するということは、パネルを設置しない場合に比べて物体に作用する風力がほぼ半減することになる。したがって、風速比Ｖｒの低減が２５％であっても、風の影響を十分に低減する効果が得られ、例えば、走行する車両の横転や歩行者の転倒を防止することができる。
また、風力係数Ｃｆｘは、図８（ａ）の表、（ｂ）のグラフに示すように、パネル部材４０の角度θを１０°から２０°に変化させたときに減少し、２０°から５０°へと変化させたときに単調に線形的に増加する結果となった。

【0032】

そこで、変化の見られた風力係数Ｃｆｘに着目し、風力係数Ｃｆｘが最も小さくなった角度θが２０°のときと、単調に増加する２０°と５０°の中間の３５°のときについて、部材間隔Ｌや高さｈを変化させて風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒの関係について調べた。なお、部材間隔Ｌ及び高さｈは、間隔定数ａ及び厚みｔをパラメータとして変化させた。

【0033】

図９（ａ）は、パネル部材４０の角度θを２０°に設定し、厚みｔ及び間隔定数ａを変化させたときの風力係数Ｃｆｘの等値線を示し、図９（ｂ）は、風速比Ｖｒの等値線を示している。なお、図９（ａ）には、風力係数Ｃｆｘが０．５、０．６、０．７、０．７５のときの等値線についての近似線を示し、各近似線の式を付表に纏めて示した。また、図９（ｂ）には、風速比Ｖｒが０．６５、０．７、０．７５のときの等値線についての近似線を示し、各近似線の式を付表に纏めて示した。風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒを示す各近似線は、対応する等値線に基づいて、最小二乗法により求めた。なお、以下の説明における近似線も同様に処理をした。

【0034】

図９（ａ）に示すように、風力係数Ｃｆｘは、扇状の曲線的な等値線が分布している。したがって、風力係数Ｃｆｘに着目した場合、設計上の目標値となる風力係数Ｃｆｘをあらかじめ設定した上で、同図に示すような、等値線に基づいて風力低減パネル３０における間隔定数ａ及びパネル部材４０の厚みｔを設定すれば良いことが分かる。

【0035】

一方、図９（ｂ）に示すように、風速比Ｖｒは、直線的な等値線が分布し、各等値線には厚みｔ及び間隔定数ａの関係において変化が生じる変化点Ｑが見られる。風速比Ｖｒは、間隔定数ａが、変化点Ｑよりも小さい場合には厚みｔの変化が小さく、大きい場合には厚みｔの変化が大きくなる結果となった。例えば、風速比Ｖｒを０．７以下にすると、風力低減パネル３０の背後の物体に作用する風力は、パネルを設置しない場合に比べて半分以下に減少することができる。

【0036】

図１０（ａ）は、パネル部材４０の角度θを３５°に設定し、間隔定数ａ及び厚みｔを変化させたときの風力係数Ｃｆｘの等値線を示し、図１０（ｂ）は、風速比Ｖｒの等値線を示している。なお、図１０（ａ）には、風力係数Ｃｆｘが０．６、０．７、０．７５、０．８のときの等値線についての近似線を示し、各近似線の式を付表に纏めて示した。また、図１０（ｂ）には、風速比Ｖｒが０．６５、０．７、０．７５のときの等値線についての近似線を示し、各近似線の式を付表に纏めて示した。

【0037】

角度θを３５°とした場合、図１０（ａ）に示すように、風力係数Ｃｆｘは、角度θが２０°のときと同様な、扇状の曲線的な等値線が分布している。したがって、風力係数Ｃｆｘに着目した場合、設計上の目標値となる風力係数Ｃｆｘをあらかじめ設定した上で、同図に示すような、等値線に基づいて風力低減パネル３０における間隔定数ａ及びパネル部材４０の厚みｔを設定すれば良いことが分かる。

【0038】

一方、図１０（ｂ）に示すように、風速比Ｖｒは、角度２０°のときと同様に、直線的な等値線が分布し、各等値線には厚みｔ及び間隔定数ａの関係において変化が生じる変化点Ｑが見られる。例えば、風速比Ｖｒが０．７の近似線では、変化点Ｑが２箇所見られる。ここで、風速比Ｖｒが０．７の近似線の変化点Ｑをｑ１、ｑ２とした場合、変化点ｑ１を挟んで間隔定数ａが変化点ｑ１よりも小さい場合には、ほぼ厚みｔが変化しない。また、間隔定数ａが、変化点ｑ１と変化点ｑ２の間では、間隔定数ａの増加分と同様な増加分で厚みｔが変化する。また、間隔定数ａが、変化点ｑ２より大きい場合には、少しの増加によって厚みｔが大きく変化する結果となった。

【0039】

図１１は、図９及び図１０に示す風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒの関係を角度θ毎に纏めたグラフである。図１１（ａ）に示すように、角度θが２０°では、風力係数Ｃｆｘが大きいほど間隔定数ａの変化に対して厚みｔの変化が大きくなる。風速比Ｖｒは、変化点Ｑより間隔定数ａが小さい時の間隔定数ａに対する厚みｔの変化、及び、間隔定数ａが大きい時の間隔定数ａの変化に対する厚みｔの変化はほぼ一定である。

【0040】

また、図１１（ｂ）に示すように、角度θが３５°では、風力係数Ｃｆｘによらず間隔定数ａの変化に対して厚みｔの変化がほぼ同じである。風速比Ｖｒは、変化点Ｑより間隔定数ａが小さい時の間隔定数ａに対する厚みｔの変化と、間隔定数ａが大きい時の間隔定数ａの変化に対する厚みｔの変化はほぼ一定である。

【0041】

次に、角度θの違いについて検討する。図１１（ａ），（ｂ）から明らかなように、角度θが２０°から３５°へと大きくなることで、同じ間隔定数ａの範囲及び同じ厚みｔの範囲において、風力係数Ｃｆｘの値が急激に大きくなっている。例えば、パネル部材４０の角度θが２０°の場合において、風速比Ｖｒが０．６５の等値線には、風力係数Ｃｆｘが０．７、０．７５の等値線が交差している。一方、角度θが３５°の場合において、風速比Ｖｒが０．６５の等値線には、風力係数Ｃｆｘが０．９、１．０の等値線が交差している。したがって、風力係数Ｃｆｘを小さくするには、パネル部材４０の角度θを小さくするほうが有利であると言える。

【0042】

また、図１１（ａ）によれば、風力低減パネル３０に要求される風速比Ｖｒの等値線と風力係数Ｃｆｘの等値線とが交差するときの間隔定数ａ及び厚みｔとなるように、部材間隔Ｌを設定することが最も効率が良いと言える。しかし、要求される風速比Ｖｒ及び風力係数Ｃｆｘの組み合わせによっては、風速比Ｖｒの等値線と風力係数Ｃｆｘの等値線とが交差するとは限らないため、この場合には、所望の風速比Ｖｒの等値線に対して風力係数Ｃｆｘが最も小さくなる間隔定数ａ及び厚みｔの組み合わせを設定すれば良い。

【0043】

実際に風力低減パネル３０を設置する場合には、風速比Ｖｒが０．７５以下、風力係数Ｃｆｘが０．７５以下となる性能が求められる。そうすると、図１１（ａ）に示すように、パネル部材４０の角度θが２０°のときは、図１１（ａ）の太線ｕ１で示す範囲から間隔定数ａ及び厚みｔを設定することが現実的と言える。即ち、図９（ａ）の付表に示す風力係数Ｃｆｘが０．７５のときの近似線を示す関数ｔ＝７．０５×ｅ^{１．１２×ａ}と、図９（ｂ）の付表に示す風速比Ｖｒが０．７５のときの近似線を示す関数ｔ＝６．０×ａ－１．５（ａ＜１．５）及び関数ｔ＝１１２．５×ａ－１６１．２５（１．５≦ａ）と、間隔定数ａの下限値を示す関数ａ＝０．５とで囲まれる範囲内から間隔定数ａ及び厚みｔを設定し、設定された間隔定数ａ及び厚みｔに基づいて部材間隔Ｌを設定すれば良い。なお、図１１（ａ）では、厚みｔを３０ｍｍまでしか示していないが、関数７．０５×ｅ^{１．１２×ａ}（風力係数Ｃｆｘが０．７５の近似線）及び関数ｔ＝１１２．５×ａ－１６１．２５（１．５≦ａ）（風速比Ｖｒが０．７５の近似線）は、間隔定数ａが２．０７、厚みｔが７１．６ｍｍのときに交差する。このように、風力係数Ｃｆｘが２５％減少（風力係数Ｃｆｘが０．７５以下）するように、厚さｔ及び間隔定数ａを設定することにより、４本の部材が必要であったところを１本少なくしたり、同じ設置強度で高さを４/３倍高くして風力低減パネルの影響範囲を広げたりすることができる。また、パネル部材４０の背後の物体に作用する風力は、風速の２乗に比例するため、上述のように 風速比Ｖｒ が２５％減少するということは、風力低減パネル３０を設置しない場合に比べて物体に作用する風力がほぼ半減することになる。

【0044】

好ましくは、図１１（ａ）の太線ｕ２で示す範囲から間隔定数ａ及び厚みｔを設定すると良い。
即ち、図９（ａ）の付表に示す風力係数Ｃｆｘが０．７のときの近似線を示す関数ｔ＝６．８０×ｅ^{０．９８×ａ}と、図９（ｂ）の付表に示す風速比Ｖｒが０．７のときの近似線を示す関数ｔ＝６．９２×ａ＋１．５４（ａ＜１．１５）及び関数ｔ＝８２．００×ａ－８４．８０（１．１５≦ａ）と、間隔定数ａの下限値を示す関数ａ＝０．５とで囲まれる範囲内から間隔定数ａ及び厚みｔを設定し、設定された間隔定数ａ及び厚みｔに基づいて部材間隔Ｌを設定すれば良い。

【0045】

より好ましくは、図１１（ａ）の太線ｕ３で示す範囲から間隔定数ａ及び厚みｔを設定すると良い。 即ち、図９（ａ）の付表に示す風力係数Ｃｆｘが０．６のときの近似線を示す関数ｔ＝５．３０×ｅ^{０．８４×ａ}と、図９（ｂ）の付表に示す風速比Ｖｒが０．７０のときの近似線を示す関数ｔ＝６．９２×ａ＋１．５４（ａ＜１．１５）及び関数ｔ＝８２．００×ａ－８４．８０（１．１５≦ａ）と、間隔定数ａの下限値を示す関数ａ＝０．５とで囲まれる範囲内から間隔定数ａ及び厚みｔを設定し、設定された間隔定数ａ及び厚みｔに基づいて部材間隔Ｌを設定すれば良い。

【0046】

また、図１１（ｂ）に示すように、パネル部材４０の角度θが３５°のときは、図１１（ｂ）の太線ｕ４で示す範囲から間隔定数ａ及び厚みｔを設定することが現実的と言える。即ち、図１０（ａ）の付表に示す風力係数Ｃｆｘが０．７５のときの近似線を示す関数ｔ＝２．５×ｅ^{０．８７×ａ}（ａ≦１．２）及び関数ｔ＝１．１７×ｅ^{１．４９×ａ}（１．２＜ａ）と、図１０（ｂ）の付表に示す風速比Ｖｒが０．７５のときの近似線を示す関数ｔ＝１３．１０ａ－１７．８２（ａ＜１．６５）及び関数ｔ＝２３８．１８ａ－３８９．２０（１．６５≦ａ）と、厚みｔの下限値を示す関数ｔ＝１と、間隔定数ａの下限値を示す関数ａ＝０．５とで囲まれる範囲内から間隔定数ａ及び厚みｔを設定し、設定された間隔定数ａ及び厚みｔに基づいて部材間隔Ｌを設定すれば良い。

【0047】

好ましくは、図１１（ｂ）の太線ｕ５や太線ｕ６で示す範囲から間隔定数ａ及び厚みｔを設定すると良い。
即ち、太線ｕ５に示すように、図１０（ａ）の付表に示す風力係数Ｃｆｘが０．７０のときの近似線を示す関数ｔ＝０．８９×ｅ^{１．４３×ａ}と、図１０（ｂ）の付表に示す風速比Ｖｒが０．７５のときの近似線を示す関数ｔ＝１３．１０ａ－１７．８２（ａ＜１．６５）及び関数ｔ＝２３８．１８ａ－３８９．２０（１．６５≦ａ）と、厚みｔの下限値を示す関数ｔ＝１と、間隔定数ａの下限値を示す関数ａ＝０．５とで囲まれる範囲内から間隔定数ａ及び厚みｔを設定し、設定された間隔定数ａ及び厚みｔに基づいて部材間隔Ｌを設定すれば良い。
或は、太線ｕ６に示すように、図１０（ａ）の付表に示す風力係数Ｃｆｘが０．７５のときの近似線を示す関数ｔ＝２．５×ｅ^{０．８７×ａ}（ａ≦１．２）及び関数ｔ＝１．１７×ｅ^{１．４９×ａ}（１．２＜ａ）と、図１０（ｂ）の付表に示す風速比Ｖｒが０．７のときの近似線を示す関数ｔ＝１．６４×ａ＋２．２８（ａ＜１．０５）、関数ｔ＝１３．００×ａ－９．６１（１．０５≦ａ＜１．３２）、関数ｔ＝２２５．００×ａ－２８９．５０（１．３２≦ａ）と、間隔定数ａの下限値を示す関数ａ＝０．５とで囲まれる範囲内から間隔定数ａ及び厚みｔを設定し、設定された間隔定数ａ及び厚みｔに基づいて部材間隔Ｌを設定すれば良い。

【0048】

また、図１１（ａ），（ｂ）の結果、及び図８に示す結果を踏まえると、角度θが２０°よりも大きく３５°よりも小さい範囲においても、風力係数Ｃｆｘが０．７５以下の近似線や風速比Ｖｒが０．７５以下の近似線により囲まれる範囲があることは明らかである。

【0049】

したがって、上述したように、シミュレーション等の実験により間隔定数ａ及び厚みｔを変化させて、間隔定数ａ及び厚みｔをパラメータとする風速比Ｖｒ及び風力係数Ｃｆｘの等値線のグラフを作成し、所望の範囲を形成する風速比Ｖｒ及び風力係数Ｃｆｘの等値線の近似線をそれぞれ算出し、この近似線で囲まれた範囲から間隔定数ａ及び厚みｔを絞りこむことで、風力低減パネル３０に必要とされる風速比Ｖｒ及び風力係数Ｃｆｘの性能を満たしつつ低コスト化することができる。なお、上記実施形態では、風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒの近似線を、対応する等値線に基づいて、最小二乗法により求めたが、これに限定されず、他の回帰線を求める方法を採用しても良い。

【0050】

また、パネル部材４０の角度θの設定では、風力低減パネル３０にかかる奥行方向の力を小さくする場合には風力係数Ｃｆｘが小さくなるように角度θを小さく設定することが好ましく、風速比Ｖｒを小さくするためには角度θを大きく設定すれば良いことが分かる。

【0051】

また、角度θ及び幅ｗを一定とした場合、風力係数Ｃｆｘについては、パネル部材４０の厚みｔを厚くしつつ間隔定数ａを大きくすることにより、風力係数Ｃｆｘを一定に維持することができるといえ、風速比Ｖｒについては、パネル部材４０の厚みｔを厚くしつつ間隔定数ａを大きくすることにより、風速比Ｖｒを一定に維持することができる。したがって、厚さｔ、間隔定数ａ等をパラメータとして設定することにより、風力係数Ｃｆｘ、風速比Ｖｒ及びコストを満たすことができることが分かった。

【0052】

上述のように風力低減パネル３０を構成することにより、風力低減パネル３０に作用する風力が、平板に比べて低減（例えば半減）でき、強風に対する安全性能が向上するとともに、防風柵と同等の性能を有する風力低減パネルの製作・設置コスト（パネル設置のための骨組みを含む）の上昇を抑えることができる。

【0053】

図１２及び図１３は、パネル部材４０の他の断面形状を示す図である。図１２に示すパネル部材４０は、図６（ａ）に示したパネル部材４０の断面視における角部を丸く形成したものである。また、図１３に示すパネル部材４０は、図６（ａ）に示したパネル部材４０の下面に所定範囲の開口を設けたものである。
図１４は、図１２に示した断面形状のパネル部材４０（以下、角丸パネルという）と、図６（ａ）に示した断面形状のパネル部材４０（以下、図７の表の説明と同様に山型パネルという）との風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒとを比較した結果を纏めた表である。実施例１が山型パネル、実施例２が角丸パネルで風力低減パネル３０を構成したときをそれぞれ示している。

【0054】

図１４の表に示すように、実施例２は、実施例１に比べて、風力係数Ｃｆｘが小さくなる一方で、風速比Ｖｒはやや上昇する結果となった。
したがって、実施例１の山型パネルに代えて角丸パネルを採用することにより、風力係数Ｃｆｘを小さくすることができる。

【0055】

図１５は、図６（ａ）に示した断面形状のパネル部材４０（以下、図７の表の説明と同様に山型パネルという）、図１３に示した断面形状のパネル部材４０（以下、下開口パネルという）、図１２に示した断面形状のパネル部材４０（以下、角丸パネルという）のそれぞれにより風力低減パネルを形成したときに、断面形状の違いによる風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒへの影響を調べた結果を纏めた表である。図１５の表において、実施例３，６が山型パネル、実施例４，７が下開口パネル、実施例５，８が角丸パネルのときを示している。実施例３，４，５と、実施例６，７，８とは、充実率を一定とし、基本となる山型パネルの厚みｔを１５ｍｍから１０ｍｍに変えたときの厚みｔの影響を調べたものである。
実施例３，４及び実施例６，７に示すように、山型パネルの下面に開口部を設けても、風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒに大きな変化は見られなかった。一方、実施例５，８に示す角丸パネルは、それぞれの場合において、実施例３，４及び実施例６，７よりも風力係数Ｃｆｘが小さく、風速比Ｖｒがやや大きくなった。

【0056】

したがって、パネル部材４０の断面形状は、図３，４，６等に示す山型のパネル部材４０に基づいて設定された間隔定数ａや厚みｔに基づいて、山型のパネル部材４０の下面側に開口部を設けたり、山型のパネル部材４０の断面視における頂部を角丸としても風速比Ｖｒ及び風力係数Ｃｆｘに同様の効果を得ることができる。

【0057】

なお、上記実施形態では、複数のパネル部材４０の配列方向を奥行き方向と直交する上下方向として説明したが、これに限定されず、例えば複数のパネル部材４０を幅方向に配列しても良く、また、パネル部材４０の向きを上下逆にして上下方向に配列しても良い。

【0058】

上記実施形態によれば、パネル部材４０の第１整流部４１及び第２整流部４３の傾斜角度θを２０°或いは３５°に設定したときに、間隔定数ａ及び厚みｔを変数とする関数で囲まれる範囲から間隔定数ａ及び厚みｔの組み合わせることにより、少なくとも風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒを２５％低減できるパネル部材４０の部材間隔Ｌが設定できることが示された。流体力学的な性質からすれば、パネル部材４０の第１整流部４１及び第２整流部４３の角度θを２０°＜θ＜３５°の範囲から選択した場合であっても、角度θが２０°及び３５°のときと同様に、風力係数Ｃｆｘ及び風速比Ｖｒを少なくとも２５％低減させるための範囲が存在することは明らかである。このような観点からすれば、角度θは２０°以上３５°以下の範囲で設定しても所定の性能が得られる。

【0059】

また、本発明の技術的範囲は上記実施形態に何ら限定されることはなく、実施形態を組み合わせて多様な変更、改良を行い得ることが当業者において明らかである。また、そのような多様な変更、改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0060】

１ 風力低減装置、２０ 枠体、２１Ａ；２１Ｂ 縦フレーム、
２３Ａ；２３Ｂ 横フレーム、２７ 開口部、３０ 風力低減パネル、
３１Ａ；３１Ｂ 支持部、４０ パネル部材、４１ 第１整流部、４３ 第２整流部、
ａ 間隔定数、Ｃｆｘ 風方向風力係数（風力係数）、ｈ 高さ、Ｌ 部材間隔、
Ｌ１ 仮想中心線、Ｌ２ 仮想線、Ｐ 頂部、Ｒ 通風路、ｔ 厚み、Ｖｒ 風速比、
ｗ 幅、Ｘ 直線流路、θ；θ１；θ２ 角度。

【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】

【図15】