JPH05340599A - 住宅における空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集合住宅、戸建住宅等の住宅空間を、高気
密、高断熱の、床下空間、居住空間および天井裏空間の
三層空間に構成してそれらの空間を何れもエアダクトと
して前記居住空間の能率のよい冷、暖房および換気を行
うようにした、住宅における空調装置を提供する。 【構成】 住宅空間Ｈを床板１３および天井板１９によ
り、床下空間８、居住空間９および天井裏空間１０の三
層に構成し、床下空間８に空調ユニットＡを設けるとと
もに床板１３と天井板１９に下部換気口４４と上部換気
口４６をそれぞれ設け、冬には、空調ユニットＡからの
暖気を下部換気口４４から居住空間９へと上向き流して
天井裏空間１０へ導き、また夏には、空調ユニットＡか
らの冷気を天井裏空間１０から上部換気口４６を通して
居住空間９へと下向きに流して床下空間８に導き、省エ
ネで能率のよい冷、暖房および換気を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マンション等の集合住
宅、戸建住宅において、躯体壁により画成される、住宅
空間を床下空間、居住空間および天井裏空間の、三層空
間に構成し、床下空間に設けた空調ユニットにより前記
居住空間を能率良く空調できるようにした、住宅におけ
る空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、マンション等の集合住宅や戸建住
宅において、住宅空間の適所に空調設備を配設して、
冷、暖房や換気等を行い、健康で快適な住環境を確保す
るようにしたものが種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来のもの
は、住宅空間に、単に空調装置を設置したり、空調通路
を設けたりしているので、居住空間を狭め、居住空間全
域にわたって均等で効率のよい冷、暖房や換気等を行う
のが難しく、さらに設備費やランニングコストが嵩むと
いう課題がある。

【０００４】本発明はかかる実情に鑑みてなされたもの
で、住宅空間を床下空間、居住空間および天井裏空間の
三層空間に構成するとともに床下空間と天井裏空間とを
エアダクトに形成し、これらのダクトに床下空間に設け
られる空調ユニットからの空調エアを供給して居住空間
の安全でかつ熱効率の極めて良い空調を行うことができ
るようにした、新規な住宅における空調装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の特徴とするところは、躯体壁により
高気密、高断熱に構成される住宅空間を、床板および天
井板により床下空間、天井裏空間およびそれら両空間の
間の居住空間の三層空間に構成し、前記床下空間には、
熱交換器、強制換気ファンおよび熱源とを備えた、空調
ユニットを設け、この空調ユニットは、その空調エアを
前記床下空間もしくは天井裏空間に選択的に供給すべく
空調エア切換手段を備え、さらに前記床板および天井板
には、床下空間と居住空間および居住空間と天井裏空間
とをそれぞれ連通する開閉調節可能な下部および上部換
気口をそれぞれ開設したことにある。

【０００６】また本発明の第２の特徴とするところは、
前記住宅空間は、その躯体壁が蓄熱体により構成され、
その床が逆梁を有する逆梁構造に構成されることであ
る。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明住宅における空
調装置を逆梁床構造を有する集合住宅に実施した場合の
実施例について説明する。

【０００８】図１〜図５は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は本発明住宅における空調装置を備えた集合住
宅の、図２の１−１線に沿う平面図、図２は、図１の２
−２線に沿う縦断面図、図３は、図２の３−３線に沿う
一部破断拡大図、図４は、冬モードの空調エアの流れを
示す作用図、図５は夏モードの空調エアの流れを示す作
用図である。

【０００９】図１，２に示すように、集合住宅の各階層
には、躯体壁Ｆにより住宅空間Ｈが画成され、この躯体
壁Ｆは吸熱および放熱を行うべく蓄熱体に構成されてお
り、すなわち躯体壁本体１の外気に対面する外面には断
熱層２が積層され、またその内面には吸放熱層３が積層
されて三層構造に構成される。

【００１０】躯体壁Ｆの床部分を構成する、床スラブ４
は逆梁構造に構成されており、その上面には、躯体柱５
を継ぐ逆大梁６およびそれら間を継ぐ逆小梁７が上向き
に縦横に突設されている。そして該床スラブ４の下面に
は断熱層２が、またその上面には吸放熱壁３が積層され
る。

【００１１】隣接する住宅空間Ｈを仕切る、躯体壁Ｆの
側壁部分は、その両面に吸放熱壁３がそれぞれ積層され
て三層構造に構成される。

【００１２】前記住宅空間Ｈは、床下空間８、床上空間
すなわち居住空間９および天井裏空間１０の三層の高気
密、高断熱構造に構成される。

【００１３】前記逆大梁６および逆小梁７上には、複数
の短い束１１および１２が所定間隔を存して配設され、
これらの束１１，１２上には輻射パネルよりなる床板１
３が敷設される。そしてこの床板１３下に床下空間８
が、またその上に居住空間９が形成される。居住空間９
は、仕切パネル１４によってサニタリ１５、寝室１６、
リビングルーム１７等適宜の部屋に仕切られる。

【００１４】階上の床スラブ、すなわち天井躯体壁１８
の下方には所定の間隔を存して吸放熱壁よりなる天井板
１９が張設され、この天井板１９の上方に前記天井裏空
間１０が形成される。

【００１５】前記床下空間８および天井裏空間１０は何
れも高気密、高断熱のエアダクトに構成されている。

【００１６】躯体壁Ｆの南側の外面にはバルコニー２０
が張り出され、また躯体壁Ｆの北側の外面には通路２１
が張り出される。バルコニー２０には前記床板１３と略
面一のバルコニー床板２２が敷設され、その下にバルコ
ニー床下空間２３が形成される。

【００１７】前記床下空間８には、空調ユニットＡが設
けられる。この空調ユニットＡは、前記空調ユニットＡ
は、熱源２４、強制換気ファン２５、熱交換器２６およ
び空調エア切換手段Ｃを備えている。

【００１８】次に主に図３を参照してそれらの具体的構
造について説明する。前記熱源２４は温水タンク２８と
その出入口間を接続してその途中には、パイプを屈曲形
成してなる放熱部２９を接続した温水回路３０、および
冷水タンク３１とその出入口を接続してその途中に同じ
くパイプを屈曲形成してなる放熱部３２を接続した冷水
回路３３とより構成されている。

【００１９】温水タンク２８および冷水タンク３１は深
夜電力を利用して加熱および冷却するようにすれば、熱
源コストの低減に役立つ。また熱源２４としてその外、
ヒートポンプ、ソーラシステム等の使用が可能である。
前記温水および冷水タンク２８，３１と、一本の逆小梁
７を隔てて前記熱交換器２６、強制換気ファン２５およ
び前記放熱部２９，３２が配設される。床下空間８に設
けられる空調ケース３４内には、空調エアの流れ方向に
沿ってその下流側から上流側に順に前記熱交換器２６、
強制換気ファン２５および放熱部２９，３２が収容され
ている。熱交換器２６は、空調ケース３４内の熱交換室
３６に熱交換素子３７を収容して構成される。また前記
強制換気ファン２５は電動式遠心ファンであって、その
吐出側が前記熱源２４の放熱部２９，３２に対面するよ
うになっている。

【００２０】前記空調ケース３４の、放熱部２９，３２
よりも前方には、吹出通路３５が連接され、この吹出通
路３５には前記空調エア切換機構Ｃを構成する第１ダン
パ３９によって選択的に切換開閉される、吹出口３５₁
とバイパス口３５₂ とが設けられる。前記吹出口３５₁
は床下空間８に開口され、また前記バイパス口３５₂は
バイパス通路３８を介して後述するエア新気供給ダクト
５３に連通される。

【００２１】また空調ケース３４の、熱交換素子３７よ
りも後方の端壁にはエアフィルタ４３₁ ，４３₂ を介し
て新気取入口４０および排気排出口４２が並列して開口
され、これらの口４０，４２にそれぞれ新気導入ダクト
４７および排気ダクト４８が接続されている。前記新気
導入ダクト４７と排気ダクト４８は、ペアダクトに構成
され、すなわち断熱材よりなる集合パイプ４９内に熱交
換パネル５０を挟んで並設されており、新気導入ダクト
４７と排気ダクト４８とを流れる、新気および排気同志
は熱交換パネル５０を介して熱交換が能率よく行われる
ようになっている。前記集合パイプ５０は床下空間８の
逆大梁６および逆小梁７を貫通してバルコニー床下空間
２３に達しており、排気ダクト４８はこのバルコニー床
下空間２３より通口２７を介して大気に開口され、一方
新気導入ダクト４７は、バルコニー床下空間２３に設け
た空気清浄器５１を介在し、さらにバルコニー２０の躯
体外壁を貫通して外部に開口される。

【００２２】空調ケース３４の、強制換気ファン２５
と、新気取入口４０および排気排出口４２との間には、
排気回収口４１が開口され、この排気回収口４１は排気
回収ダクト５４に連通される。排気回収ダクト５４の基
部には、床下空間８に連通する通気口５５が開口され、
この通気口５５には、熱交換室３６に前記排気回収ダク
ト５４あるいは床下空間８を切換連通させるための、空
調エア切換手段Ｃを構成する第２ダンパ５６が開閉可能
に設けられる。

【００２３】前記新気供給ダクト５３と排気回収ダクト
５４は、前記居住空間９の中間部を鉛直方向に延びる一
本の集合パイプ５７内に仕切パネル５８を介して並設さ
れており、これらのダクト５３，５４の上端はいずれも
天井裏空間１０に直接開口されている。

【００２４】床板１３には、床下空間８と居住空間９と
を連通する、開閉調節可能な複数の下部換気口４４が開
設され、これらの換気口４４は居住空間９のサニタリ１
５、寝室１６、リビングルーム１７等部屋単位の適所に
設けられる。

【００２５】また天井板１９にも居住空間９と天井裏空
間１０とを連通する、開閉調節可能な複数の下部換気口
４６が開設され、これらの換気口４６も居住空間９の各
部屋に対応して開口される。

【００２６】次にこの実施例の作用について説明する。

【００２７】．冬季空調モード 図４に示すように、第１ダンパ３９を上方に回動制御し
て吹出口３５₁ を床下空間８に開口するとともにバイパ
ス通路３８を閉成する。また第２ダンパ５６を下方に回
動制御して排気回収ダクト５４を熱交換室３６に連通す
る。而して空調エア切換手段Ｃを構成する前記第１，２
ダンパ３９，５６の開閉制御は従来公知の自動制御手
段、もしくは手動により行うようにする。

【００２８】図４に矢印Ｗａに示すように、熱源２４の
温水タンク２８の温水を温水回路３０に循環させるとと
もに強制換気ファン２５を稼働すれば、図４矢印Ａａに
示すように、冷たい外気は空気清浄器５１を通って浄化
されたのち、新気導入ダクト４７を通り、新気取入口４
０より空調ケース３４内の熱交換室３６に導かれる。

【００２９】このとき新気導入ダクト４７が熱交換パネ
ル５０を介して排気ダクト４８と並設されていることに
より、外気は該排気ダクト４８を流れる温かい排気との
間で熱交換が能率的に行われ、一次的に温められる。熱
交換室３６内では、新気はエアフィルタ４３₁ により再
度浄化された後、熱交換素子３７を通り、ここで排気と
の間で二次的に熱交換を行い、排気熱によりに温められ
る。排気との熱交換により一、二次的に温められた新気
は強制換気ファン２５により吸引され、放熱部２９によ
り積極的に温められ、暖気となって吹出口３５₁ より床
下空間８に吹出される。

【００３０】床下空間８を流れた清浄暖気は、図４矢印
Ａｂに示すように、床板１３に形成した、複数の下部換
気口４４を通って居住空間９のサニタリ１５、寝室１
６、リビングルーム１７等に下から上へと流れて居住空
間９をその全域に万遍なく暖房し、また床下空間８の暖
気熱は輻射パネルよりなる床板１３を通って輻射熱とし
て居住空間９へと伝熱され、該空間９の床暖房も能率よ
く行われる。

【００３１】居住空間９を暖房した暖気は、図４矢印Ａ
ｃで示すように、天井板１９に開口した複数の上部換気
口４６を通過して天井裏空間１０を、その中央部へと流
れ、その間に吸放熱パネルよりなる天井板１９は排気熱
を受けて保温される。天井裏空間１０を流れる排気は、
図４矢印Ａｄに示すように、排気回収ダクト５４を通っ
て床下空間８内の空調ユニットＡへと流れ、熱交換器２
６の熱交換素子３７を通り、外気との間で熱交換を行
い、その外気を温めたのち、エアフィルタ４３₂を通
り、排気ダクト４８を通ってバルコニー床下空間２３へ
流れ、そこから外気に放出される。このときバルコニー
床下空間２３は、外の風の影響を受けることがないた
め、排気の排出抵抗が低減できる。また排気ダクト４８
は熱交換パネル５０を介して新気導入ダクト４７と並設
されていることにより、排気の排気熱は新気導入ダクト
４７を流れる新気に能率よく伝達され、その新気を排気
の余熱により温めることができる。

【００３２】ところで前記躯体壁Ｆは躯体壁本体１の外
気に対面する外面に断熱壁２を、またその内面に吸放熱
壁３を積層して全体が蓄熱体に構成され、しかも住宅空
間Ｈ全体が気密構造に構成されていることにより、暖気
が床下空間８、居住空間９および天井裏空間１０を循環
する間に、その暖気熱が躯体壁Ｆに蓄熱されて、該熱の
外気への放散が可及的に低減される。そしてたとえば特
に外気が低温となる夜間では、蓄熱体からの放熱により
住宅空間Ｈ全体を適温に保温することが可能となる。

【００３３】．夏期の冷房モード 図５に示すように、第１ダンパ３９を下方に回動制御し
て吹出通路３５をバイパス通路３８を介して新気供給ダ
クト５３に連通するとともに吹出口３５₁ を閉成制御す
る。また第２ダンパ５６を上方に回動制御して排気回収
ダクト５４を閉成するとともに床下空間８を、通気口５
５、排気回収口４１を介して熱交換室３６に連通する。
ここで熱源２４の冷水タンク３１の冷水を図５矢印Ｗｂ
で示すように、冷水回路３３に循環させるとともに強制
換気ファン２５を稼働すれば、夏期の高温の外気は、新
気導入ダクト４７を通り、新気取入口４０より空調ケー
ス３４内に流入する。ところで高温の新気は新気導入ダ
クト４７を流れる間に、排気ダクト４８を流れる冷たい
排気との間で熱交換パネル５０を介して熱交換を行い、
一次的に冷やされる。空調ケース３４内に入った新気は
図５矢印Ａｅに示すように、エアフィルタ４３₂ を通っ
て浄化されたのち、熱交換室３６内の熱交換素子３７を
流れ、ここで冷たい排気との間で二次的に熱交換を行
い、強制換気ファン２５に吸引される。該ファン２５か
ら吐出される新気は放熱部３２を通って冷却されたの
ち、バイパス通路３８、新気供給ダクト５３を通り、図
５矢印Ａｆに示すように、前記天井裏空間１０の中央部
に放出される。

【００３４】天井裏空間１０を流れる冷気は、複数の上
部換気口４６を通って図５矢印Ａｇに示すように、居住
空間９へと流れ、該空間９を、その全域にわたって均等
に冷房する。

【００３５】居住空間９を冷房した排気は、床板１３の
下部換気口４４を通って床下空間８へと流れる。

【００３６】床下空間８に流れた排気は図５矢印Ａｈで
示すように、排気回収ダクト５４に開口した通気口５５
を通って熱交換室３６内に入り、熱交換素子３７、エア
フィルタ４３₂ を通り、さらに排気ダクト４８を通り、
バルコニー床下空間２３に放出され、そこから外気に放
出される。而して排気は熱交換素子３７および排気ダク
ト４８を流れる間に、外からの高温の導入外気との間で
熱交換を行い、外からの暖新気を排気熱により予備的に
冷やすことができる。

【００３７】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明
の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば前記実
施例では、本発明を集合住宅の一住宅空間に実施した場
合を説明したが、これを戸建住宅に実施してもよく、ま
た前記熱源、強制換気ファンおよび熱交換器は従来公知
の他のものの使用が可能である。また前記実施例では、
一台の強制換気ファンにより住宅空間に空調エアを循環
させるようにしているが、新気導入ダクトおよび排気ダ
クトにもそれぞれ他のファンを設けるようにすれば、前
記空調エアの循環をより強力かつ円滑に行うことができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、躯体壁により高気密、高断熱に構成される住宅空間
を、床板および天井板により床下空間、天井裏空間およ
びそれら両空間の間の居住空間の三層空間に構成し、前
記床下空間には、熱交換器、強制換気ファンおよび熱源
とを備えた、空調ユニットを設け、この空調ユニット
は、その空調エアを前記床下空間もしくは天井裏空間に
選択的に供給すべく空調エア切換手段を備え、さらに前
記床板および天井板には、床下空間と居住空間および居
住空間と天井裏空間とをそれぞれ連通する、開閉調節可
能な下部および上部換気口をそれぞれ開設したので、冬
季では空調暖気を床下空間から下部換気口を通して居住
空間全域に供給し、また夏期では空調冷気を天井裏空間
から上部換気口を通して居住空間全域に供給することが
でき、全体としてきわめて能率のよい居住空間の冷、暖
房を行うことができ、省エネで、健康、快適かつ安全な
住宅環境を提供することができる。

【００３９】また熱源、強制換気ファンおよび熱交換器
は何れも床下空間に収納配設したので、居住空間の有効
容積を減ずることもない。

【００４０】また、本発明の第２の特徴によれば、前記
住宅空間は、その躯体壁が蓄熱体により構成され、その
床が逆梁を有する逆梁構造に構成されるので、躯体壁に
冷、暖気熱が有効に蓄熱されて、前記冷、暖房をより効
率良く行うことができ、さらに床下空間に空調ユニット
を収納するための広い空間を確保することができ、その
レイアウトが容易になるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明住宅における空調装置の、図２の１−１
線に沿う平面図

【図２】図１の２−２線に沿う縦断面図

【図３】図２の３−３線に沿う一部破断拡大図

【図４】冬モードの空調エアの流れを示す作用図

【図５】夏モードの空調エアの流れを示す作用図

【符号の説明】

６・・・逆梁としての逆大梁 ７・・・逆梁としての逆小梁 ８・・・床下空間 ９・・・居住空間 １０・・天井裏空間 １３・・床板 １９・・天井板 ２４・・熱源２４ ２５・・強制換気ファン ２６・・熱交換器 ４４・・下部換気口 ４６・・上部換気口 Ａ・・・空調ユニット Ｃ・・・空調エア切換手段 Ｆ・・・躯体壁 Ｈ・・・住宅空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 正文 大分県大分市明野東２丁目１番１の12 (72)発明者 生野 隆 大分県大分郡庄内町大字大龍1782−５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 躯体壁（Ｆ）により高気密、高断熱に構
   成される住宅空間（Ｈ）を、床板（１３）および天井板
   （１９）により床下空間（８）、天井裏空間（１０）お
   よびそれら両空間（８，１０）の間の居住空間（９）の
   三層空間に構成し、前記床下空間（８）には、熱交換器
   （２６）、強制換気ファン（２５）および熱源（２４）
   とを備えた、空調ユニット（Ａ）を設け、この空調ユニ
   ット（Ａ）は、その空調エアを前記床下空間（８）もし
   くは天井裏空間（１０）に選択的に供給すべく空調エア
   切換手段（Ｃ）を備え、さらに前記床板（１３）および
   天井板（１９）には、床下空間（８）と居住空間（９）
   および居住空間（９）と天井裏空間（１０）とをそれぞ
   れ連通する、開閉調節可能な下部および上部換気口（４
   ４，４６）をそれぞれ開設したことを特徴とする住宅に
   おける空調装置。
2. 【請求項２】 前記住宅空間（Ｈ）は、その躯体壁
   （Ｆ）が蓄熱体により構成され、その床が逆梁（６，
   ７）を有する逆梁構造に構成されることを特徴とする、
   第１項記載の住宅における空調装置。