JPH05295807A - 家 屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 家屋内の換気を行い居住性を向上すると共
に、居住空間（室内）の気圧を外空気圧より高くし、結
露を防止する。 【構成】 小屋裏空間と床下空間を壁内空間で連通化す
ると共に、外壁、屋根に断熱材を配設し、かつ、床下空
間には土間断熱層、コンクリート層、およびコンクリー
ト層に埋設された熱媒体用パイプからなる床下空間暖房
部を形成し、家屋の換気と、壁内空間の空気の上昇力を
助長し、さらには、居住空間内に配設したセンサーによ
り、送風機の送風量と熱交換型換気扇の熱交換換気と通
常換気の切り換え、および換気量を制御することによ
り、居住空間の換気と温度調整をおこない、しかも居住
空間内の気圧を家屋外部の気圧より高く保つことで、居
住空間内の飽和水蒸気量を増加させ結露の発生しにくく
した家屋となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家屋の内外部の熱の出入
を最小とし、冷暖房を効率よく行うと共に、家屋の耐久
性を向上し、居住空間の気圧を外空気圧よりやや高くす
ることで、居住空間内に結露を起こさず、かつ、居住空
間の換気をも行うことのできる家屋に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の家屋では、居住空間の気圧は外空
気圧（約１気圧）とほぼ等しいものであり、居住性を向
上するために壁体等に断熱材を配設し、家屋の内外部の
熱の出入を遮断することが行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな家屋での暖房は居住空間でのストーブ等の暖房機を
用いて行われるが、この場合、熱源に近いほど暖かく、
離れるに従って温度が低くなる温度分布、また天井付近
は暖かく、床付近は温度が低くなる温度分布となり、こ
れを解決するため過度の暖房を行い、室内環境の悪化を
招く欠点があった。また、この場合局所的な暖房となる
ため、各部屋間への移動に伴ってヒートショックを受け
る不利があった。しかも、この場合居住空間は気密化が
図られている場合が多く、居住空間で発生する汚れた空
気を換気する必要が生まれ、この換気に伴って熱を外部
へ放出してしまう欠点があった。しかも、窓ガラス、天
井等に結露がおこり、ダニ、カビの発生を助長したり、
躯体、内壁、外壁、家具、電化製品等へ悪影響を与える
欠点があった。さらに、浴室等ではいくら換気を行って
も、湯水からわきあがる湯気により、窓ガラス、天井等
に結露が発生してしまう欠点があった。

【０００４】

【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、小屋裏空間と床下空間を壁内空間で連
通化すると共に、外壁、屋根に断熱材を配設し、かつ、
床下空間には土間断熱層、コンクリート層、およびコン
クリート層に埋設された熱媒体用パイプからなる床下空
間暖房部を形成し、この床下空間暖房部にて床下空間の
空気を加温することにより、床面から居住空間を暖房
し、また、暖められた空気がその上昇力によって壁内空
間を上昇する際に内壁を介して居住空間を暖房すること
によって、居住空間の温度ムラを防止し、しかも、この
壁内空間の空気を一部居住空間に入れることにより暖房
効果を高め、また家屋内の任意位置に熱交換型換気扇を
配し、この熱交換型換気扇と居住空間の少なくとも１箇
所に配した排気口、および床下空間とを結び、居住空間
の空気を熱交換型換気扇を介して外部へ放出すると共
に、外部の空気を熱交換型換気扇を介して送風機により
圧縮して床下空間に放出することにより、家屋の換気
と、壁内空間の空気の上昇力を助長し、さらには、居住
空間内に配設したセンサーにより、送風機の送風量と熱
交換型換気扇の熱交換換気と通常換気の切り換え、およ
び換気量を制御することにより、居住空間の換気と温度
調整をおこない、しかも居住空間内の気圧を家屋外部の
気圧より高く保つことで、居住空間内の飽和水蒸気量を
増加させ結露の発生しにくい家屋を提案するものであ
る。

【０００５】

【実施例】以下に図面を用いて本発明に係る家屋につい
て詳細に説明する。図１は上記家屋Ａの代表的一実施例
を示す説明図であり、１は小屋裏空間、２は居住空間、
３は床下空間で、それぞれ天井４、床５によって区切ら
れた家屋Ａの内部空間である。６は断熱層で少なくとも
家屋Ａの内部と外部の熱の出入を遮断するものであり、
副次的に防音性、気密性、防火性を有するものである。

【０００６】さらに説明すると、断熱層６は屋根断熱層
６ａと外壁断熱層６ｂとからなり、それぞれボード状、
マット状、シート状のもの、あるいは屋根材、外壁材と
一体になっているもの等である。前者の例としては、ポ
リスチレンボード、ポリウレタンボード、ポリイソシア
ヌレートフォームボード、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、木片セメント板、木毛セ
メント板、グラスウールマット等、もしくはこれらの複
合板等であり、これらの表面に金属製屋根材、瓦等を配
することによって屋根を、また金属系パネル、タイル、
窯業系パネル、ＡＬＣ板、モルタル等を配することによ
り外壁を形成するものである。また後者の例としては、
表面材と断熱芯材および必要に応じて裏面材とを一体に
形成したパネル、ＡＬＣ外装パネル、木片セメントパネ
ル、木毛セメントパネル等で、これらを主柱、間柱等の
躯体上に配することによって外壁断熱層６ｂ、屋根断熱
層６ａを形成するものである。

【０００７】７は壁内空間で、外壁断熱層６ｂと内壁８
間に設けたものであり、小屋裏空間１と床下空間３とを
連通化し、自然対流等によって空気が流れる空間であ
り、冬期において床下空間暖房部９によって加温された
空気によって、内壁８面から居住空間２を暖房するのに
役立つものである。

【０００８】床下空間暖房部９は冬期において床下空間
３内を加温すると共に、地面からの湿気の浸入を遮断す
るものである。この床下空間暖房部９は図２に抽出して
示すように土間断熱層１０、コンクリート層１１、熱媒
体用パイプ１２から構成されたものである。さらに説明
を加えると、土間断熱層１０は、ポリスチレンフォー
ム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム等の硬
質プラスチックフォームで独立気泡発泡組織で密度が３
０〜１００ｋｇ／ｍ³ 程度の圧縮強度のあるもの、ある
いはＡＬＣ板、木片セメント板、木毛セメント板等の少
なくとも一種からなり、厚さが１０〜１００ｍｍ程度の
ものである。

【０００９】この土間断熱層１０は熱媒体用パイプ１２
内に温水等の熱媒体を通して土間暖房を行う場合、この
熱が地面に放出されるのを阻止するためのものである。
なお、土間断熱層１０は独立気泡発泡組織の硬質プラス
チックフォーム等からなる場合には防湿性を有し、地面
からの水分が家屋Ａ内に浸入することがないが、ＡＬＣ
板、木毛セメント板のように浸湿性の素材を用いた場合
は、２点鎖線で示すように、あるいは土間断熱層１０と
コンクリート層１１の中間（図示せず）に防湿シート１
３を敷設することが好ましいものである。もちろん、硬
質プラスチックフォームと防湿シート１３を並用するこ
とも可能である。

【００１０】コンクリート層１１は、蓄熱材、熱媒体用
パイプ１２からの熱の分散、放熱材として機能すると共
に熱媒体用パイプ１２を埋設することにより、熱媒体用
パイプ１２内に万一水が貯留し、これが凍った際に熱媒
体用パイプ１２が破裂するのを防止するのにも役立つも
のである。熱媒体用パイプ１２は、例えば図３、図４に
示すように配管するものであり、熱源１４から補強ベー
スコンクリート層１１ａ上の出入口までは、断熱材１５
で被覆することが好ましいものである。

【００１１】この熱媒体用パイプ１２は、銅管、プラス
チック管等からなり、内部に温水、不凍液、あるいはこ
れらの混合物、熱媒体ガス等の熱媒体を通すことによ
り、土間暖房を行うものである。なお、熱媒体用パイプ
１２は土間断熱層１０上に配設し、これをコンクリート
層１１にて埋設したり、図２に示すように、コンクリー
ト層１１を便宜上補強ベースコンクリート層１１ａと土
間コンクリート層１１ｂに区分し、補強ベースコンクリ
ート層１１ａ上に配設し、土間コンクリート層１１ｂで
埋設することも可能である。特に後者の場合、補強ベー
スコンクリート層１１ａはコンクリートの打込だけでな
く、ＰＣ板を用いることも可能である。

【００１２】熱源１４は例えば温水ボイラー、電気ヒー
ター、ガスヒーター、石油ヒーター、ソーラーヒーター
等からなり、上記した熱媒体を熱媒体用パイプ１２に循
環させると共に、供給、回収するものである。なお、図
１では熱源１４を家屋Ａの外部に設置しているが、例え
ば家屋Ａ内部の床下空間３、小屋裏空間１、居住空間
２、壁内空間７等にも設置することができる。

【００１３】さらに説明を加えると、床下空間暖房部９
によって加温された床下空間３の空気は、床５面から居
住空間２を暖房すると共に、加温されたことによる上昇
力によって壁内空間７を小屋裏空間１に向かって上昇す
る。この際、内壁８を介して居住空間２を暖房する。こ
のため居住空間２では床５、内壁８の相方から暖房され
ることになり、ほぼ均一に暖房されることになる。しか
も家屋Ａ内の居住空間２全体に暖房が施されるため、各
部室が一様な温度となり、ヒートショックも防止でき、
快適な居住空間２となる。

【００１４】１６は通気口で、居住空間２の内壁８、床
５、天井４等に１箇所以上形成し、居住空間２と床下空
間３、小屋裏空間１、壁内空間７を連通化し、床下空間
暖房部９によって加温された空気の一部を直接居住空間
２へ取り入れるためのものである。特に通気口１６を図
１のα部のように窓Ｂの下部に設けた場合は居住空間２
に床下空間暖房部９で加温された空気を直接取り入れる
と共に、壁内空間７を上昇する空気が窓Ｂによって上昇
を止められ、停滞するのを防止し、内壁８の温度ムラを
阻止するためのものである。なお、通気口１６にはルー
バー、開閉機構、ファン等を内蔵することも可能であ
る。

【００１５】１７は排気口であり、例えば居住空間２の
天井４に少なくとも１箇所以上配設すると共に排気パイ
プ１８によって熱交換型換気扇１９と結ばれたものであ
る。この排気口１７は居住空間２で発生した汚れた空気
を排出するためのものであり、通気口１６と共に居住空
間２を空気の循環の１経路とすることにより換気を行う
ものである。もちろん排気口１７にもルーバー、開閉機
構、ファン等を内蔵することも可能である。

【００１６】熱交換型換気扇１９は小屋裏空間１、床下
空間３等の家屋Ａ内の任意位置に配設し、居住空間２か
ら外部へ放出する空気と、外部から家屋Ａ内に取り入れ
る空気との間で熱交換を行うものである。なお、熱交換
型換気扇１９を介して取り入れられた空気は吸気パイプ
２０によって送風機２１に送られるものである。

【００１７】送風機２１は空気取入口２１ａと空気排出
口２１ｂとを備えたタービン、ロータリーポンプ、コン
プレッサー等からなるものであり、吸気パイプ２０から
空気取入口２１ａへと送られた外部の新鮮な空気を圧縮
し、空気排出口２１ｂから放出する機能を持つものであ
る。なお、図では送風機２１を家屋Ａ外部に設置してい
るが、床下空間３や小屋裏空間１、居住空間２等の家屋
Ａ内部に設置することも可能である。

【００１８】また空気排出口２１ｂには放出パイプ２２
が接続されているものであり、この放出パイプ２２は床
下空間３に延長されて、床下空間３において圧縮空気を
家屋Ａ内に放出するものである。これは床下空間３の空
気は床下空間暖房部９によって加温され、壁内空間７を
上昇するが、この上昇力を助長すると共に、通気口１６
を介して居住空間２に新鮮な空気を供給するためのもの
と、家屋Ａ内の気圧を圧縮空気を放出することにより外
空気圧より高くする働きを持つものである。なお、熱交
換型換気扇１９自身には吸、排気用のファンを内蔵して
いるが、補助的に排気パイプ１８、吸気パイプ２０、放
出パイプ２２にファンを配することもできる。

【００１９】また床下空間３に配した放出パイプ２２は
図５、図６（ａ）、（ｂ）に示すような分散ダクト２３
を取り付け、外部の新鮮な圧縮空気の放出を広範囲で行
うことが好ましいものである。すなわち、図５は金属、
プラスチックからなるパイプ状のものをアンテナ状、あ
るいは図示しないが、渦巻状等に形成し、四角形状、円
形状、長円形状等のスリット２３ａを有するものであ
る。また図６（ａ）、（ｂ）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、連通気
泡組織のポリウレタンフォーム、ポリウレアフォーム等
の合成樹脂発泡体、多孔質セラミック等を断面リング
状、四角性状、三角形状、多角形状等のパイプ状に形成
したものからなり、これを例えば図７（ａ）、（ｂ）に
示すように配したものである。この場合、連通組織の空
隙がスリット２３ａの役目を果たすため、均一的な吸
引、放出を行うことができるものとなる。

【００２０】２４はセンサーであり居住空間２に配設す
るもので、主に温度と室内気圧を測定し、副次的に湿
度、空気の汚染度等を計測するものである。このセンサ
ー２４の働きとして１つは、居住空間２の温度の変化等
に応じて熱交換型換気扇１９を制御するためのものであ
る。すなわち、日射量が多い時、あるいは床下空間暖房
部９が加温しすぎた場合、居住空間２における温度が高
くなってしまうが、この場合熱交換型換気扇１９を熱交
換換気から通常換気に切り換え、かつ、換気量と送風機
２１の送風量とを増大させることにより冷たい外気を取
り入れ速やかに設定温度に戻すためのものである。また
居住空間２の空気がタバコ等によって汚染されたり、湿
度が外部より高くなった場合は熱交換型換気扇１９の換
気量と送風機２１の送風量とを増大させることにより、
これらを解消することができる。

【００２１】またセンサー２４のもう１つの働きは、居
住空間２の気圧の変化に応じて熱交換型換気扇１９の換
気量と送風機２１の送風量を制御するものである。すな
わち、各空間内の気圧の状態を外空気圧＜居住空間２内
圧≦（小屋裏空間１、床下空間３、壁内空間７）の気圧
の条件に保つものであり、さらに詳しくは、外空気圧を
１気圧（１０１３ミリバール）と仮定すると、居住空間
２の気圧を１０２０〜１０４０ミリバール、小屋裏空間
１・床下空間３・壁内空間７の気圧を１０３０〜１０６
０ミリバールの範囲内の状態に制御するものである。

【００２２】このように、各空間内の気圧を設定する
と、各空間間の気圧の差により、送風機２１で圧縮され
た空気は床下空間３、壁内空間７、小屋裏空間１を経て
居住空間２内に対流し、各空間内での空気循環を助長す
ると共に、浴室等の外気温度と室内温度の差が激しい居
住空間２内であっても、居住空間２内の気圧を外空気圧
より高くしたので、居住空間２内の飽和水蒸気量が増加
し結露しにくい居住空間２とすることができる。このよ
うに各空間間の気圧の差を効率良く維持するためには、
窓Ｂ等の開口部は完全なパッキング構造体とし、さらに
玄関（図示せず）等は内玄関と外玄関からなる２重玄関
構造にするなどの家屋Ａの一層の気密化が必要不可欠で
ある。

【００２３】なお、このセンサー２４は排気パイプ１
８、吸気パイプ２０、放出パイプ２２、もしくは通気口
１６、排気口１７にファンを装着した場合は連動させる
こともできる。さらに、センサー２４は床下空間暖房部
９の熱量の制御も行い兼用することも可能である。

【００２４】ここで空気の流れについて図８を用いて簡
単に説明する。まず冬期においては、外部から取り入れ
た空気は、熱交換型換気扇１９を通って送風機２１で圧
縮され床下空間３に放出される。床下空間３では床下空
間暖房部９による加温と、送風機２１からの空気の供給
によって圧力が加わるため、壁内空間７を上昇し、小屋
裏空間１、および通気口１６を通って居住空間２に移動
する。居住空間２に移動した空気は拡散し、最終的には
排気口１７を通り熱交換型換気扇１９を介して外部へ放
出される。なお、熱交換型換気扇１９では外部から取り
入れる空気と、外部へ放出する空気とで熱交換が行われ
るものである。

【００２５】夏期においては、床下空間暖房部９を停止
し、熱交換型換気扇１９による換気を行うことになる。
なお、居住空間２より外気温が低い場合は熱交換型換気
扇１９にて通常換気を行うものである。

【００２６】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、図１のβ部に示すように、小屋裏空間
１に集気ダクト２５を配設し、小屋裏空間１の空気を居
住空間２の空気と共に熱交換型換気扇１９を介して外部
へ放出することも可能である。また同様に、小屋裏空間
１から床下空間３を連通化する壁内空間７に集気ダクト
（図示せず）を配設し、ファン（図示せず）によって冬
期は小屋裏空間１の空気を床下空間３に送風したり、ま
た夏期において床下空間３の空気を小屋裏空間１に送風
することによって、冷暖房の助長を行うこともできる。

【００２７】さらに、居住空間２の中で浴室、台所のよ
うに湿気を多く発生する場所に換気扇（図示せず）を配
設し、外部へ直接水分を放出することも可能である。こ
の場合、熱交換型換気扇１９で熱交換を行う際に、外部
へ放出する空気に水分が多く含まれていると熱交換型換
気扇１９内で結露が発生し、高率の低下を招くので、こ
れを阻止することを可能とすると共に、台所、浴室で発
生した水分が居住空間２全体に拡がるのを阻止し、居住
性、家屋Ａの耐久性の向上を図るのにも役立つものであ
る。なお、これらの換気扇も熱交換型換気扇を用いるこ
とが好ましいものである。また、この換気扇は湿気セン
サーによって、湿度が高くなった時のみ稼動させること
も可能である。さらに床下空間３に開閉機構付きの床下
換気口（図示せず）、小屋裏空間１に開閉機構付きの小
屋裏換気口（図示せず）を設け、夏期に自然対流による
換気を行うようにすることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】上述したように、本発明に係る家屋によ
れば、（１）外壁、屋根に断熱層を形成するため、高率
よく冷、暖房を行うことができる。（２）床下空間暖房
部により居住空間は床面、内壁面の相方から暖房が行わ
れ、均質な暖房を行うことができる。（３）床下空間暖
房部により家屋全体の暖房を行うため、ヒートショック
がなく健康的な環境となる。（４）壁内空間や床下空
間、小屋裏空間の少なくとも１つと居住空間を通気口で
結んだため、床下空間暖房部によって加温された空気を
直接居住空間に取り入れ、暖房に利用でき、高率よく暖
房することができる。（５）居住空間の換気も行うこと
ができ、居住性が向上する。（６）換気は熱交換型換気
扇を介して行うため高率よく冷、暖房を行うことができ
る。（７）熱交換型換気扇を介して取り入れた外部の空
気を床下空間に放出するため、空気の上昇を助長し、よ
り内壁面からの暖房を一様にすることができる。（８）
夏期においては夜間窓を開放しなくとも自然冷房を行う
ことができ、かつ、防犯上も安全である。（９）夏期に
おいても居住空間の換気を行うことができる。（１０）
土間からの湿気の浸入を遮断することができ、耐久性の
よい家屋とすることができる。（１１）日射量の変化、
床下空間暖房部が不安定な際の加湿のしすぎをセンサー
によって感知し、熱交換型換気扇を制御できるため、迅
速に設定温度にもどすことができる。（１２）居住空間
の気圧を外気圧より高くしたので、居住空間内の飽和水
蒸気量が増加し結露しにくい居住空間とすることができ
る。等の作用、効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る家屋の代表的な一例を示す説明図
である。

【図２】図１における床下空間暖房部を示す説明図であ
る。

【図３】床下空間暖房部における熱媒体用パイプの配設
例を示す説明図である。

【図４】床下空間暖房部における熱媒体用パイプの配設
例を示す説明図である。

【図５】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図６】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図７】床下空間に配設される分散ダクトの配設例を示
す説明図である。

【図８】本発明に係る家屋の空気の流れを示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 小屋裏空間 ２ 居住空間 ３ 床下空間 ４ 天井 ５ 床 ６ 断熱層 ７ 壁内空間 ８ 内壁 ９ 床下空間暖房部 １０ 土間断熱層 １１ コンクリート層 １２ 熱媒体用パイプ １３ 防湿シート １４ 熱源 １５ 断熱材 １６ 通気口 １７ 排気口 １８ 排気パイプ １９ 熱交換型換気扇 ２０ 吸気パイプ ２１ 送風機 ２２ 放出パイプ ２３ 分散ダクト ２４ センサー Ａ 家屋 Ｂ 窓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小屋裏空間、居住空間、床下空間からな
   り、かつ、小屋裏空間と床下空間を内壁、外壁間の壁内
   空間にて連通化した家屋において、前記空間を囲んでい
   る屋根、外壁に断熱層を形成すると共に、床下空間の土
   間を、土間断熱層上にコンクリート層を積層し、かつ、
   該コンクリート層中に熱媒体用パイプを埋設し、該熱媒
   体用パイプ内に熱媒体を通す床下空間暖房部とし、また
   居住空間の内壁、床、天井の少なくとも１箇所に通気口
   を形成して居住空間と床下空間、壁内空間、あるいは小
   屋裏空間を結び、かつ、前記居住空間の少なくとも１箇
   所に排気口を配設し、該排気口と家屋内に配した熱交換
   型換気扇とを連結することで、居住空間の空気を熱交換
   型換気扇を介して外部へ放出し、一方、外部の空気を熱
   交換型換気扇を介して送風機に連通させると共に、送風
   機により空気を圧縮して床下空間へ放出するようにし、
   かつ、居住空間内に配設したセンサーによって熱交換型
   換気扇の熱交換換気と通常換気の切り換えと換気量、お
   よび送風機の送風量を制御することを特徴とする家屋。