JPH0443172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、冬期において屋根裏部の空気が太
陽熱で昇温するのを利用して室内への導入外気を
昇温させ、また夏期には該屋根裏部を換気し、も
つて室内を冬には暖かく夏には涼しい快適環境と
する建物の換気装置に関する。

（従来技術とその問題点） 従来、特に寒冷地の冬期においては、室内でス
トーブ等の暖房機器が使用され、かつ室内が閉め
られることから、室内空気が汚れ易いが、単に換
気を行うと、室内の暖気が無駄に屋外へ排出され
て流入する冷たい外気によつて室温の急激な低下
を招くという問題があつた。

一方、夏期においては、屋根が太陽熱で熱せら
れて屋根裏部に熱気がこもり、平屋建ての家屋あ
るいは複数階建ての最上階の部屋は該熱気によつ
て非常に暑くなり、冷房を行つてもその効率が極
めて悪いという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記従来の問題点を解決すべくな
されたもので、冬期においては導入外気を建物床
下で地熱および室内排気と熱交換し、さらに太陽
熱で温められた屋根裏部の空気の合流もしくは熱
交換して暖気として室内へ給気し、また夏期には
屋根裏部の空気を換気して蓄熱を防止すると共
に、導入外気を室内排気および地熱との熱交換に
よつて冷気として室内へ給気しうる換気装置を提
供し、もつて四季を通した室内環境の快適化なら
びに冷暖房エネルギーの低減を実現することを目
的としている。

すなわち、この発明に係る建物室内の換気装置
は、上記目的を達成するために、建物床下に熱交
換室３（第４図）を設け、該熱交換室３内と屋外
の外気導入口５とを通連する外気導入管４ならび
に該熱交換室３内と建物屋内８とを連通する給気
管６を配設すると共に、天井部の屋内排気口１０
より該熱交換室３内を経由して屋外排気口１１へ
至る排気フアン１２付きの排気管９を配設する一
方、建物棟部１ｃに棟ダクト１５を形成し、該棟
ダクト１５の端部に排気口１７を設け、第２図に
示すように屋根板２５ａと野地板２５ｂとの間に
軒先給気口２７より棟ダクト１５に至る風道２６
を構成すると共に、屋根裏空間２０と該棟ダクト
１５とを連通する通気口２２ならびに屋根裏空間
２０と屋外とを連通する軒裏給気口２４を設け、
また棟ダクト１５と上記熱交換室３内とを連通す
る連絡ダクト１８を設け、更に軒裏給気口２４を
開閉するシヤツター２３、及び棟ダクト１５を排
気口１７又は連絡ダクト１８に選択的に連絡する
シヤツター１９を設けてなるものである。

また、この発明に係る他の換気装置において
は、連絡ダクト１８が、棟ダクト１５と上記排気
管９とを連通するように設けられていることを特
徴とするものである。

（実施例） 以下、この発明を図示実施例に基づいて説明す
る。

第１図〜第４図で示すように、建物１は、その
コンクリート基礎枠１ａで囲まれた床下の地中２
に熱交換室３が設けられており、該熱交換室３内
は地中２に配置された外気導入管４によつて建物
屋外側に設けてある外気導入口５を連通すると共
に給気管６によつて屋内床面に設けてある屋内給
気口７を介して屋内８に連通している。９は排気
管であり、屋内天井部に設けられた屋内排気口１
０より熱交換室３内を経由して屋外側に設けてあ
る屋外排気口１１に連絡しており、熱交換室３内
では折り返し状に曲折した熱交換部９ａを構成
し、また熱交換室３と屋外排気口１１との間の部
分に排気フアン１２が介装されている。１３は屋
内天井板１４ａの背面側ならびに屋内外両壁板１
４ｂ，１４ｃ間に設けられた断熱材層、１４ｄは
土間コンクリート１ｂ上に配設された床板であ
る。

一方、建物１の棟部１ｃにはその内部に全長に
わたつて棟ダクト１５が形成されており、該棟ダ
クト１５の一端つまり妻面に下向きに開口した排
気フアン１６付きの排気口１７が設けられてい
る。１８は建物１の外壁面に沿つて垂直に設けら
れた連絡ダクトであり、一端が排気口１７に近接
する位置で棟ダクト１５に連通すると共に、他端
が建物床下の地中２内で外気導入管５に連通接続
されている。しかして連絡ダクト１８の棟ダクト
１５との連通部分には開閉ダンパー式のシヤツタ
ー１９が設けてあり、その水平位置において上記
連通部分を遮断すると共に、垂直位置において棟
ダクト１５と排気口１７との間を遮断するように
なされている。また、屋根裏空間２０は、その頂
部において適宜取付金具２１を介して棟ダクト１
５に全長にわたつて連通する通気口２２を有する
と共に、両側下部にはシヤツター２３を介して屋
外に連通する軒裏給気口２４が設けてある。更に
建物１の屋根部分には屋根板２５ａと野地板２５
ｂとの間で風道２６が構成されており、該風道２
６を介して軒先給気口２７と棟ダクト１５とが連
通されている。２５ｃは屋根ふき材である。

上記構成において、冬期では、第４図に示すよ
うにシヤツター１９を実線で示す位置に移動して
排気口１７を閉止して連絡ダクト１８が開放する
状態とし、かつシヤツター２３（第２図）を閉止
して、排気管９の排気フアン１２を駆動させる。
これによつて屋内８の暖房で昇温した空気は屋内
排気口１０より排気管９内に流入して屋外排気口
１１より外部へ放出され、この排気に伴う屋内８
の減圧により、外気が外気導入口５より外気導入
管４を通つて熱交換室３内に流入すると同時に、
軒先給気口２７（第２図）より流入した外気が風
道２６より棟ダクト１５に流入して連絡ダクト１
８を通つて外気導入口５からの外気と合流して熱
交換室に入り、給気管６を通つて屋内給気口７よ
り屋内８へ放出される。ここで、建物１の屋根部
は冬期においても太陽光を浴びて熱せられるた
め、軒先給気口２７より流入する外気は風道２６
および棟ダクト１５内で太陽熱を集熱して昇温
し、外気導入管４内で外気導入口５からの外気と
合流する。しかして、この合流した外気は、熱交
換室３内で排気管９の熱交換部９ａ内を通る暖か
い排気と熱交換して更に昇温し、暖気として屋内
給気口７より屋内８へ放出される。また、屋根裏
空間２０の空気は、シヤツター２３が閉止してい
るために移動せず、屋内８の熱が外部へ放散する
のを防止する保温層として機能する。

なお、建物床下の地中２は、冬期においては地
温が外気温より常時高温に維持されること、なら
びに床を通して屋内８の熱が伝わることにより、
かなり高温を保持している。従つて、導入外気は
外気導入管４を通る過程でも地熱と熱交換して昇
温する。また、前記合流後の外気が既に地熱より
高温に達している場合でも、外気導入管４を通る
過程での温度低下は非常に少なくなる。

一方、夏期では、シヤツター１９を第４図の一
点鎖線に示す位置に移動して排気口１７を開放し
て連絡ダクト１８が閉止する状態とし、かつシヤ
ツター２３を開放し、排気管９の排気フアン１２
の排気口１７の排気フアン１６を駆動する。これ
によつて屋内８の空気は屋内排気口１０より排気
管９を通つて屋外排気口１１より外部へ放出さ
れ、この排気に伴う屋内８の減圧により、外気が
外気導入口５より外気導入管４を通つて熱交換室
３内に流入し、給気管６を通つて屋内給気口７よ
り屋内８へ放出される。しかして、排気フアン１
６の駆動によつて棟ダクト１５内の空気が排気口
１７より外部へ排出されるため、屋根裏空間２０
においては内部の空気が空気口２２より棟ダクト
１５へ流出すると共に軒裏給気口２３より外気が
流入して換気が行われ、また風道２６においても
軒先給気口２７より流入した外気が軒ダクト１５
内へ流入する。

ここで、外気導入口５より導入される外気は、
建物床下の地中２が夏期においては外気温より常
時低温に維持されていることから外気導入管４を
通る過程で地熱と熱交換して降温し、次に熱交換
室３内で排気管９内を通る室内冷房で冷却した排
気と熱交換して更に降温し、冷気として屋内給気
口７より屋内８へ放出される。しかして、屋根裏
空間２０では内部の空気が外気と置換しながら継
続的に排気されるために熱気がこもらず、また風
道２６を流通する外気による空冷作用によつて建
物１の屋根部における太陽熱の蓄熱が回避され
る。従つて、屋内８が天井側から熱せられること
がなくなり、冷房効率が著しく向上する。

なお、連絡ダクト１８は、外気導入管４に接続
せずに直接に熱交換室３に接続してもよく、また
棟ダクト１５との接続位置は例示に限らず任意に
設定でき、配管を屋外側ではなく屋内８を通して
行つてもよい。しかして例示したシヤツター１９
は排気口１７と連絡ダクト１８に共用するが、連
絡ダクト１８と棟ダクト１５との連結位置を排気
口１７から離れた位置に設定する場合、排気口１
７と連絡ダクト１８との別個のシヤツターを設け
ればよい。また給気管６は屋内８の広さや部屋数
に応じて複数本配設可能であり、かつ屋内給気口
７は壁面に設けることもできる。

第５図はこの発明の他の態様を示すものであ
り、連絡ダクト１８の流出側端部が地中２におい
て排気管９に連通接続されている以外は、前記第
１図〜第４図の態様と同様に構成される。かかる
構成にあつては、冬期にシヤツター１９で排気口
１７を閉止してかつシヤツター２３を閉止した状
態で排気フアン１２を駆動させた場合、第１図に
示す軒先給気口２７より風道２６および棟ダクト
１５に流入する外気は連絡ダクト１８を通つて排
気管９の排気と合流し、屋内８へ流入することな
く屋外排気口１１より外部へ放出される。従つ
て、屋内８へは外気導入口５より流入する外気の
みが放出されるが、この外気は熱交換室３内で排
気管９内の暖房による暖かい排気ならびに屋根部
の太陽熱集熱によつて昇温した連絡ダクト１８か
らの導入外気と熱交換するため、大きく昇温して
暖気として屋内８へ放出されることになる。一
方、夏期では前記実施例の態様の全く同様とな
る。

なお、この発明ではシヤツター１９，２３とし
て手動開閉方式と自動開閉方式のいずれをも採用
できるが、特に形状記憶合金を利用して設定温度
を境に自動開閉するシヤツターが有用である。第
６図〜第７図は、この形状記憶合金を利用した無
双窓型のシヤツターの一例を示すものであり、断
面略Ｉ字状の長尺枠材２８ａ，２８ａおよび短尺
枠材２８ｂ，２８ｂを略三角形の結合板２９を介
してビス止め連結した矩形枠２８の内側に、それ
ぞれ長手方向に沿つて等間隔で配列した多数のス
リツト状開口部３０ａ，３１ａを有する固定板３
０とスライド板３１とが重合状態で嵌装されてい
る。しかしてスライド板３１の長手方向中央位置
の側縁部に突片３２が固設され、また矩形枠２８
の一方の長尺枠材２８ａには突片３２を間に挟む
形で２本のＬ字板からなるブラケツト３３ａ，３
３ｂがビス止め固着されており、一方のブラケツ
ト３３ａと突片３２との間に形状記憶合金製のコ
イルスプリング３４が係着されると共に、他方の
ブラケツト３３ｂと突片３２との間に通常のリン
青銅等からなるコイルスプリング３５が係着され
ている。３６は矩形枠２８のスライド板３１とは
反対側の面に張設された防虫網、３７は矩形枠２
８と固定板３０との嵌合部に充填されたシリコン
コーキング材、３８は矩形枠２８の外周溝に嵌着
されたクサビゴムである。

コイルスプリング３４は、例えば25℃を境とし
て低温側で短縮状態にあつて高温側で伸長状態と
なる形状をその製造過程で記憶しており、該低温
下のばね力が通常のコイルスプリング３５よりも
大きくなるように設定してある。従つて低温下で
は、スライド板３１がコイルスプリング３４側つ
まり図示左側寄りに位置しており、この位置にお
いて固定板３０とスライド板３１の各開口部３０
ａと３１ａとが互いにずれてシヤツターは閉止し
ている。一方、気温が上昇して25℃を越えると、
自動的にコイルスプリング３５が伸長状態に変位
し、コイルスプリング３５のばね力が勝つてスラ
イド板３１が図示右側に移動し、固定板３０とス
ライド板３１の各開口部３０ａと３１ａとが同位
置によつて上下に透通し、シヤツターは開放す
る。

なお、排気口１７および連絡ダクト１８に上記
自動シヤツターを適用する場合は、第４図、第５
図示の如き併用型のシヤツター１９に代えてそれ
ぞれ個別に自動シヤツターを設ければよい。

（発明の効果） この発明に係る建物の換気装置によれば、冬期
においては、導入外気を、地熱および屋内からの
暖かい排気熱との熱交換に加え、屋根裏部の太陽
熱で温められた空気との合流により昇温させて、
暖気として屋内へ供給することができ、かつ屋根
裏空間が外部への熱の放散を防ぐ保温層として機
能し、また夏期においては屋根裏部が換気と空冷
作用によつて太陽熱による熱気がこもるのを防止
でき、且つ導入外気を地熱および排気との熱交換
によつて降温させて冷気として屋内へ供給でき、
もつて屋内を冬には暖かく夏には涼しい快適環境
とすることができる。

またこの発明の他の換気装置によれば、冬期に
導入外気の熱交換室での熱交換において、この導
入外気を、屋内からの暖かい排気ならびに屋根裏
部の太陽熱で温められた空気で熱交換させること
によつて、より大きく昇温した新鮮な暖気として
屋内に供給することができる。

また、この発明の換気装置は、排気フアンの駆
動のみで運転でき、運転コストが極めて安く済む
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであつて、
第１図は換気装置を設けた建物の概略斜視図、第
２図は屋根部の縦断側面図、第３図は第２図の
−線の断面矢視図、第４図は建物全体の縦断正
面図、第５図はこの発明の他の態様における建物
全体の縦断正面図、第６図はシヤツターの一例を
示す平面図、第７図は第６図の−線の断面矢
視図である。 １……建物、１ｃ……棟部、３……熱交換室、
４……外気導入管、５……外気導入口、６……給
気管、８……屋内、９……排気管、１０……屋内
排気口、１１……屋外排気口、１２……排気フア
ン、１５……棟ダクト、１６……排気フアン、１
７……排気口、１８……連絡ダクト、１９……シ
ヤツター、２０……屋根裏空間、２２……通気
口、２３……シヤツター、２４……軒裏給気口、
２５ａ……屋根板、２５ｂ……野地板、２６……
風道、２７……軒先給気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 建物床下に熱交換室３を設け、該熱交換室３
   内と屋外の外気導入口５とを連通する外気導入管
   ４ならびに該熱交換室３内と建物屋内８とを連通
   する給気管６を配設すると共に、天井部の屋内排
   気口１０より該熱交換室３内を経由して屋外排気
   口１１へ至る排気フアン１２付きの排気管９を配
   設する一方、建物棟部に棟ダクト１５を形成し、
   該棟ダクト１５の端部に排気口１７を設け、屋根
   板２５ａと野地板２５ｂとの間に軒先給気口２７
   より棟ダクト１５に至る風道２６を構成すると共
   に、屋根裏空間２０と該棟ダクト１５とを連通す
   る通気口２２ならびに屋根裏空間２０と屋外とを
   連通する軒裏給気口２４を設け、また棟ダクト１
   ５と上記熱交換室３内とを連通する連絡ダクト１
   ８を設け、更に軒裏給気口２４を開閉するシヤツ
   ター２３、及び棟ダクト１５を排気口１７又は連
   絡ダクト１８に選択的に連絡するシヤツター１９
   を設けてなる建物の換気装置。 ２ 建物床下に熱交換室３を設け、該熱交換室３
   内と屋外の外気導入口５とを連通する外気導入管
   ４ならびに該熱交換室３内と建物屋内８とを連通
   する給気管６を配設すると共に、天井部の屋内排
   気口１０より該熱交換室３内を経由して屋外排気
   口１１へ至る排気フアン１２付きの排気管９を配
   設する一方、建物棟部に棟ダクト１５を形成し、
   該棟ダクト１５の端部に排気口１７を設け、屋根
   板２５ａと野地板２５ｂとの間に軒先給気口２７
   より棟ダクト１５に至る風道２６を構成すると共
   に、屋根裏空間２０と該棟ダクト１５とを連通す
   る通気口２２ならびに屋根裏空間２０と屋外とを
   連通する軒裏給気口２４を設け、また棟ダクト１
   ５と上記排気管９とを連通する連絡ダクト１８を
   設け、更に軒裏給気口２４を開閉するシヤツター
   ２３、及び棟ダクト１５を排気口１７又は連絡ダ
   クト１８に選択的に連絡するシヤツター１９を設
   けてなる建物の換気装置。