JPH01179842A - 家屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気の流れを利用した、所謂エアサイクルを用
いた家屋に係るものである。さらに詳しくは熱損失の少
な（、かつ、居住空間の換気機能をも有すると共に、土
間暖房を行う家屋に関するものである。

〔従来の技術〕

この種構造の家屋は床下空間、小屋裏空間を壁体内空間
で連通化し、これら空間を自然通気によって、あるいは
強制的に空気を循環させることによって行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従前の構成のエアサイクル家屋で、自然
通気を利用している家屋では冬期のように、ある限られ
た部屋しか暖房されない場合、家屋全体のエアサイクル
は行われなかった。これは家屋の一部屋だけでは家屋の
一内壁面と天井、および廊下側の障子などが加温等され
、この部分の内部空間のみが温度上昇するだけであり、
家屋全体のエアサイクルを生起する原動力となり得す、
上昇した温度がその壁面のある高さまでいくと他の冷た
い空気によって低下せしめられてその位置で結露水とな
る欠点があった。勿論、ストーブ等は床上にあるため、
この近傍のエアサイクル空間は床下空間からの低温と高
湿度で加温された空気との接触によって直ちに結露し、
土台の腐食、断熱材（グラスウールのヌレ雑巾化）を促
進する欠点があった。さらに、自然通気によるエアサイ
クル家屋、強制通気によるエアサイクル家屋の相方とも
、室内空間への空気の取り込み構成がなされていないし
、エアサイクル空間にエアを全面的に分散される構造と
もなっていなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような欠点を除去するため、居住空間もエ
アサイクルの経路の１つとすることにより熱損失の少な
い換気を行うと共に、外壁および屋根において太陽熱を
集熱することにより、冬期におけるエネルギーの低減を
図り、かつ、床下空間では土間暖房部を設け、しかも家
屋内の空気は熱交換器を介して吸、排気を行うことによ
り、家屋内の熱の人出を阻止し、居住性、耐久性を向上
した家屋を提案するものである。

〔実施例〕

以下に図面を用いて本発明に係る家屋の一実施例につき
詳細に説明する。第１図は上記家屋Ａの代表的−例を説
明する説明図であり、１は小屋裏空間、２は居住空間、
３は床下空間、４は気密断熱層、６は壁コレクター空間
、８は屋根コレクター空間、１０は通気空間、１１は吸
排気口、１２は熱交換器、１４は給気口、１５は換気扇
、１６は集熱ダクト、１７は分散ダクト、１８はファン
、１９から２２はパイプ、２５は妻換気口、並は土間暖
房部である。すなわち、小屋裏空間１、居住空間２、床
下空間３は家屋Ａの内部において内壁９、天井２３、床
２４によって分割された三つの空間であり、小屋裏空間
１は後述するように熱交換器１２を経て吸気された外の
空気を拡散ファン１３によって攪拌、分散するためのエ
アーダム的機能、および床下空間へ暖かい空気を送り出
すための経路の１つである。また居住空間２は居住者が
日常生活を営む空間であり、床下空間３とは給気口１４
によって結ばれている。この給気口１４は床下空間３内
の空気を居住空間２に送るための通路であり、単なる礼
状、あるいは強制送風ファンを伴ったもの等である。ま
た居住空間２の少なくとも１ケ所には換気扇１５を配設
している。

この換気扇１５はパイプ２１によって熱交換器１２と連
結されており、居住空間２において居住者の呼吸、スト
ーブ等の暖房器からの排気による汚れた空気、湿度を含
んだ空気を熱交換器１２を介して外部へ排出するだめの
ものである。床下空間３は居住空間２と床２４によって
区分された空間であり、通気空間１０を介して小屋裏空
間１と連通化され、また壁コレクター空間６の下部と連
通化している空間である。また、小屋裏空間１、居住空
間２、床下空間３は気密断熱層４によって囲まれた部分
である。

この気密断熱層４は、少なくとも断熱性、密封性を有し
、副次的に遮音性、吸音性、防湿性を有する素材、例え
ばシージングボード、シージングインシュレーションボ
ード、Ａ　Ｌ　Ｃ板、各種合成樹脂板、木片セメント板
、グラスウール板等、あるいはこれらの複合板から形成
されるものである。

さらに説明を加えると、気密断熱層４は家屋Ａの内部を
小屋裏空間１、居住空間２、床下空間３のグループと、
壁コレクター空間６、屋根コレクター空間８のグループ
の２つに区分するものであり、かつ、断熱層として機能
するものである。壁コレクター空間６は外壁５と気密断
熱層４とによって囲まれた空間であり、屋根コレクター
空間８は屋根７と気密断熱層４との間の空間である。こ
の壁コレクター空間６と屋根コレクター空間８は連続し
たものであり、外壁５、屋′Ｍｉ７を介して太陽熱によ
って集熱する部分である。さらに説明すると、壁コレク
ター空間６の下部（土台付近）は、床下空間３、通気空
間１０と通しており、床下空間３の空気の一部を取り入
れ、外壁５を介して太陽熱によりこの空気を加温するも
のである。この壁コレクター空間６は屋根コレクター空
間８と連続しているため、壁コレクター空間６内で加温
された空気は上昇し、屋根コレクター空間８に移動する
。

屋根コレクター空間８に移動してきた空気は屋根７を介
してさらに太陽熱によって加温され、屋根コレクター空
間８の棟付近に配設した集熱ダクト１６によって集めら
れ、冬期においてはファン１８を介し、パイプ２２を通
って床下空間３に運ばれる。

すなわち、壁コレクター空間６、屋根コレクター空間８
は冬期において太陽熱を集熱し、家屋Ａの暖房用として
利用するためのものである。なお、集熱ダクト１６、フ
ァン１８は屋根コレクター空間８内の空気の温度が、小
屋裏空間１、居住空間２、床下空間３内の少なくとも１
か所の温度以上になった場合のみ作動するものである。

この場合、集熱ダクト１６とファン１８の制御は図示し
ないがセンサー、マイクロコンピュータによって行うこ
ともできる。また夏期において、集熱ダクト１６はパイ
プ２２との経路を閉塞し、家屋Ａの外部に空気を放出す
るようにし、家屋Ａ内の熱を放出するようにする。分散
ダクト１７は床下空間３内に配設されたものであり、集
熱ダクト１６、ファン１８とパイプ２２によって連結さ
れており、壁コレクター空間６、屋根コレクター空間８
によって暖められた空気を床下空間３内に分散させるた
めのものである。その形状は、例えば第３図に示すよう
に、金属、プラスチックからなるパイプをアンテナ状に
形成し、それぞれに四角形状、長円形状、円形状等のス
リット１７ａを有するもの、あるいは、連通組織からな
る空隙を有する素材、例えばグラスファイバー、プラス
チックファイバー、鉱物繊維、金属繊維等の繊維質材料
、連続気泡組織のポリウレタンフォーム、ポリウレアフ
オーム等の合成樹脂発泡体、多孔質セラミック等を、断
面リング状、四角形状、三角形状、多角形状等のパイプ
状に形成したものを第４図（ａ）、（ｂｌに示すように
配したもの等である。

通気空間１０は内壁９と気密断熱層４間に形成された空
間であり、下部は床下空間３と、上部は小屋裏空間１と
連続した空間である。この通気空間１０は冬期において
は吸排気口１１、熱交換器１２によって取り入れられた
新鮮な空気、夏期においては妻換気口２５から取り入れ
られた新鮮な空気を床下空間３に導くための経路である
と共に、居住空間２の内壁９付近の冷気を除去するため
のもψである。

熱交換器１２は例えば第５図に示すような構造で、ダク
ト１２ａ、１２ｂを吸排気口１１とパイプ１９．２０で
連結し、またダク）　１２ｄを換気扇１５とパイプ２１
で連結し、ダクト１２ｃを拡散ファン１３と連結したち
のである。すなわち熱交換器１２は吸排気口１１よりパ
イプ１９を介してダク）　１２ａから新鮮な空気を取り
入れ、ダクト１２ｃから拡散ファン１３によって小屋裏
空間１に空気を放出する際にダク）　１２ｄからダク）
　１２ｂを通って外部へ排出する暖かい空気の熱を交換
して熱の放出を防ぐためのものである。

なお、拡散ファン１３は小屋裏空間１にて、熱交換器１
２を介して得られた新鮮な空気を拡散させることにより
、小屋裏空間１内の温度を一様化するためのものである
。また妻換気口２５は小屋裏空間１と家屋Ａの外部とを
結ぶものであり、弁機構を伴ったものである。この妻換
気口２５は夏期にいて解放され、外気を取り入れる口と
なるもので、冬期においては閉塞されるものである。な
お、妻換気口２５にはファン等の強制換気装置をつける
ことも可能である。土間暖房部刈は床下空間３内を加温
するものであり、この加温された空気、および床２４を
介して居住空間２を加温するものである。この土間暖房
部別は第６図に抽出して示すように断熱層２７、補強ベ
ースコンクリート層２８、温水パイプ２９、土間コンク
リート層３０から構成されたものである。さらに説明を
加えると、断熱層２７は、主に硬質のプラスチックフオ
ーム、例えばポリスチレンフオーム、ポリウレタンフォ
ーム、フェノールフオーム等、あるいはＡＬＣ板、木片
セメント板、木毛セメント板等の独立気泡発泡組織で圧
縮強度のある素材の少なくとも１種からなり、厚さ１０
〜１００ｎ程度、密度３０〜１００ｋｇ／ｒ＋？程度で
ある。

補強ベースコンクリート層２８は温水パイプ２９内に、
万−水が貯留し、これが凍った際に、温水パイプ２９が
破裂するのを土間コンクリート層３ｏとザンドイソチす
ることによって防止するためと、温水パイプ２９の配管
を容易にするためのものである。また温水パイプ２９は
、例えば第７図に示すように配管するものであり、熱源
３１から補強ベースコンクリート層２８上の出入口まで
は、断熱材２９ａで被覆した構成としたものである。土
間コンクリート層３０は補強ベースコンクリート層２８
上に配管した温水パイプ２９を埋設するものであり、蓄
熱層、温水パイプ補強層、防水、防湿層として機能する
ものである。

ここで空気の流れについて第１図および第２図（ａ）、
（ｂｌを用いて説明する。第２図（ａ）は冬期における
流れを示すものであり、外部Ｂから家屋Ａ内に吸排気口
１１を通って取り入れられた空気は熱交換器１２を介し
、拡散ファン１３によって小屋裏空間１に拡散され、供
給される。小屋裏空間１内の空気は、熱交換器１２から
供給される空気のため、圧力が増加し、この圧力により
、通気空間１０を通って床下空間３に移動する。この床
下空間３に移動した空気は、集熱ダクト１６の作動状況
、および床下空間３内の圧力によって、その一部が壁コ
レクター空間６へ移動する。壁コレクター空間６では外
壁５を介して太陽熱によって暖められ上昇し、屋根コレ
クター空間８に移動する。屋根コレクター空間８では屋
根７を介して太陽熱により、より暖められ棟部分に設け
た集熱ダクト１６に移動する。

この暖められた空気は集熱ダクト１６によりファン１８
を介してパイプ２２を通り床下空間３に配した分散ダク
目７に運ばれ、床下空間３内に均一に分散される。床下
空間３では集熱ダクト１６から送られた空気と通気空間
１０を通ってきた空気が混合し、また、土間暖房部並に
よって加温されこの混合した暖かい空気は給気口１４を
通って居住空間２に入る。居住空間２内の空気は各部屋
間に分散し、最終的に換気扇１５を介して熱交換器１２
に運ばれ、バイブ２０を通って吸排気口１１から外部Ｂ
に放出される。この際、小屋裏空間１には圧力がかかっ
ているため、居住空間２内で発生した水分く湿気）は小
屋裏空間１に漏洩することがなく換気扇１５、熱交換器
１２を介して外部Ｂに放出され、家屋Ａの腐食を防止す
ることもできる。このように、冬期においては家屋Ａ内
で発生した熱の外部への流出を最少限におさえることが
できると共に、換気も同時に行うことができる家屋Ａと
なる。また夏期においては集熱ダクト１６から分散ダク
ト１７への経路を閉塞し、かわって外部Ｂと連続するよ
うにし、また妻換気口２５を開放し、換気扇１５を停止
することにより第２図（ｂｌに示すような空気の流れと
する。

すなわち、外部Ｂの空気は妻換気口２５を通り家屋Ａ内
部である小屋裏空間１に取り入れられる。次に集熱ダク
ト１６からの空気の放出による吸引力により、小屋裏空
間１から通気空間１０内を下降し、通気空間１０の下部
から床下空間３を経て、あるいは直接壁コレクター空間
６に移動する。壁コレクター空間６内では夏の強烈な太
陽熱により緩められ、空気は上昇し屋根コレクター空間
８に移動する。屋根コレクター空間８でも壁コレクター
空間６と同様に空気が暖められ、集熱ダクト１６を介し
て外部Ｂに放出される。この流れにおいては、通気空間
１０を空気が移動すると同時に居住空間２内の熱を吸収
することができる。もちろん、夏期においては土間暖房
部飢の機能は停止している。

以上説明したのは、本発明に係る家屋Ａの一実施例にす
ぎず、第１図において点線で示すように、集熱ダクト１
６と分散ダクト１７を結ぶパイプ２２の一部を居住空間
２内における放熱器３２とすることもできる。また吸排
気口１１は第１図では土台付近に形成しているが、軒天
等の屋根７近傍に設けることもできる。さらに熱交換器
１２は図では小屋裏空間１内に配設しているが、壁体内
の一部、あるいは床下空間３内に配設することも可能で
ある。また、通気空間１０と床下空間３の中間に弁機構
を設は壁コレクター空間６から床下空間３へ空気が逆流
しないようにすることも可能である。また分散ダクト１
７として連通組織からなる空隙を有する素材を用いた場
合は、第８図（ａｌ〜（ｈｌに断面図を用いて概略を示
したように形成することができる。すなわちｆａ１図は
連通組織の空隙を有する素材からなる主体１７ｂのみか
らなる分散ダクト１７、（ｂｌ、（Ｃ）図は主体１７ｂ
の内側面、あるいは外側面、もしくは両面（図示せず）
を通気性のあるシー）　１７ｃで被覆し保形性を向上し
た分散ダク目７、（ｄ１〜ｆｈ１図は主体１７ｂの外側
面をシート状物１７ｄで被覆したものであり、ｆｄ１図
はスリット１７ｅを形成した分散ダクト１７、（８１〜
（ｇ）図はシート状物１７ｄの一部にフリ一端１７ｆを
形成した分散ダクト１７、ｆｈ１図は主体１７ｂの一部
を露出させた分散ダクト１７である。なお、（ｄ）〜（
ｈｌ図におけるシート状物１７ｄは通気性、不通気性の
どちらでもよいが、（ｄ）〜ｆｇ１図において不通気性
のものを用いた場合、スリット１７ｅ、フリー端１７ｆ
が弁的機能を果たし、分散ダク目７内の空気を外部へ放
出するだけの一方通行となり好ましいものとなる。また
、温水パイプ２９は第９図に示すように配管したり等、
任意に配管することが可能である。また、図示しないが
土間コンクリート層３０上に砂、砂利、玉石、石灰、も
み殻、大君、炭化物などを敷設し、これらを蓄熱材とし
て機能させることも可能である。さらに第６図において
２点鎖線で示すように、防湿シート３３を敷設し、その
上に断熱層２７を敷設することもできる。また熱源３１
としてヒートポンプ式のものを用い、夏期において温水
パイプ２９内に冷水を通水することも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る家屋によれば、■外部と
の吸、排気はすべて熱交換器を介して行われるため、熱
の出入がなく、暖、冷房を効率よく行うことができる。

■冬期においては壁コレクター空間、屋根コレクター空
間によって太陽熱の利用を図ることができ、暖房費の低
減を図ることができる。■夏期においては居住空間内で
発生する熱を外部へ放出することができる。■冬期にお
いて居住空間の換気も同時に行うことができる。

■小屋裏空間は居住空間より圧力が高くなるため、居住
空間で発生した水分、湿気が小屋裏空間に漏洩すること
がなく、家屋の耐久性を向上することができる。■冬期
においては土間暖房を働かせるため家屋全体を均質に加
温でき、居住者、家屋にとっても好条件となる。■床下
空間に地面からの湿気が直接に供給されるのを防止でき
、結露の発生を抑制できる。■床下空間の加熱を外部の
熱源により必要に応じて行え、効率よく加温できる。

等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る家屋の代表的−例を示す説明図、
第２図（ａ）、（ｂｌは空気の流れを説明するブロック
図、第３図、第４図＋ａｌ、（ｂ）は分散ダクトの例を
示す説明図、第５図は熱交換器の一例を示す説明図、第
６図、第７図は土間暖房部を説明する説明図、第８図（
ａｌ〜（ｈｌ、第９図はその他の実施例を示す説明図で
ある。 Ａ・・・家屋、１・・・小屋裏空間、２・・・居住空間
、３・・・床下空間、４・・・気密断熱層、６・・・壁
コレクター空間、８・・・屋根コレクター空間、１０・
・・通気空間、１２・・・熱交換器、１４・・・給気口
、１５・・・換気扇、２５・・・妻換気口、刈・・・土
間暖房部、２７・・・断熱層、２８・・・補強ベースコ
ンクリート層、２９・・・温水パイプ、３０・・・土間
コンクリート層。 特許出願人　株式会社アイジー技術研究所第１図 廿−：Ｌｒ、］’Ｌ八御 第へ図 Ｃ久） 第２図 （ｂ） 第３図 第６図 り基 第ワ図 第３図 （α）　　　　（１））　　　　（Ｃ）（ν　　　（）
Ｉン 第９図 ５２′Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）小屋裏空間、居住空間、床下空間を気密断熱層に
   よって囲むと共に、該気密断熱層と外壁間には壁コレク
   ター空間を形成し、また気密断熱層と屋根間には屋根コ
   レクター空間を形成し、かつ、該壁コレクター空間と屋
   根コレクター空間を連通化し、また、前記気密断熱層と
   内壁間には床下空間と小屋裏空間とを連通化させるため
   の通気空間を形成すると共に、壁コレクター空間の下部
   と通気空間の下部を連通化し、また床下空間と居住空間
   とは給気口によって結ばれており、前記屋根コレクター
   空間には集熱ダクト、床下空間には分散ダクト、居住空
   間には換気扇を配設すると共に家屋内部の任意位置に熱
   交換器を配設し、かつ家屋の内外部を結ぶ吸排気口を少
   なくとも１ヶ所形成し、また小屋裏空間には弁機構を伴
   った妻換気口を形成しており、該吸排気口と熱交換器、
   集熱ダクトと分散ダクト、換気扇と熱交換器をそれぞれ
   パイプによって連結し、しかも、該集熱ダクトは家屋の
   外部と分散ダクトに通じるパイプとの連結が切り換え可
   能とし、かつ、床下空間における土間を硬質のプラスチ
   ックフォーム等からなる断熱層と、補強ベースコンクリ
   ート層、温水パイプ配管、そしてこの温水パイプを埋設
   する土間コンクリート層の順に積層した土間暖房部とし
   たことを特徴とする家屋。