JPH0654807U - 自然エネルギー利用快適住宅システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 地熱利用グリ敷込コンクリート床に太陽熱を
加味した夏涼しく、冬暖かい住宅を提供する。 【構成】 夏季は、床下グリ敷込みコンクリート床に蓄
えられた冷を建物全般に環流させ、冬季は、屋根・壁等
の日射面の太陽熱を環流させて、夏は涼しく、冬は暖か
いシステムとする。

Description

【考案の詳細な説明】

（１） この考案は一般住宅に機械的エネルギーを一切使わず、自然エネルギー だけによるシステムである。 （２） 従来の工法は夏は冷房、冬は暖房でこれは全て機械的なエネルギーに頼 っており、わが国においては四季の自然エネルギーをもつと有効に利用すべきで ある。 （３） 本案はこの矛盾に着目し、すでに特許出願済のグリ敷コンクリート床に よる地熱の利用と、冬場における太陽熱を何ら機械的エネルギーを使わず全て自 然で、しかも金のかからない冷暖房システムである。 （４） このことにより現代病としてとりだたされている、急激な温度差による 脳卒中・高血圧などの病気から体を守り、しかもランニングコストも設備費もゼ ロである。 （５） なぜならば、当システムによれば、室温では常に外気温との差は５〜７ ℃の範囲であり、機械的冷暖房による異常な温度差を防ぎ、自然の四季を満喫出 来るような住宅環境が実現する。

【提出日】平成５年１１月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、冷暖房のための機械的エネルギーを一切使わず、自然エネルギーだ けで冷暖房を実現できる住宅システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来より、住宅においては、夏は冷房、冬は暖房が必要で、これらは全て機械 的なエネルギーに頼っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の住宅システムでは、冷暖房に多くの石油エネ ルギーや電気エネルギーを消費してしまうので、近年の石油などの化石資源の節 約の要請や地球環境保全への要請、さらには冷暖房のランニングコストの安価な 住宅というユーザーの要請に十分に答えられない、という問題があった。

【０００４】 本考案はこのような従来の住宅技術の問題点に着目してなされたもので、わが 国における四季の自然エネルギー、つまり太陽熱及び地熱を有効に利用すること により、機械エネルギーを全く使用することなく自然エネルギーのみで冷暖房を 実現することができ、しかも冷暖房のための設備費やランニングコストも大幅に 低下させることができる、住宅冷暖房システムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の自然エネルギー利用快適住宅システムでは 、建物基礎の上に設けられた逆さ升形状のコンクリート製床と、この逆さ升形状 コンクリート床と地盤線（大地）との間の空間に充填された多数のクリ石から成 るクリ石層と、このコンクリート床の上に設けられたコンクリート床上通気層と 、外壁内又は間仕切り壁内の少なくともいずれか一方に設けられ、前記コンクリ ート床上通気層と連結された壁内通気層と、この壁内通気層と連結された屋根内 通気層と、この屋根内通気層と連結された屋根側換気孔と、前記の床上通気層又 は壁内通気層の少なくともいずれか一方と連結された床下側換気孔と、を含むこ とを特徴としている。

【０００６】

【作用】

本考案による自然エネルギー利用快適住宅システムでは、夏季には、前記屋根 側及び床下側の換気孔をいずれも開放させる。これにより、屋根などへの太陽熱 の日射により、前記壁内通気層から前記屋根内通気層へ向かう上昇気流が生じ、 これにより、外部の冷気が前記床上換気孔から前記壁内通気層内に大量に取り入 れられる（煙突効果）。また前記コンクリート床下のクリ石層は、夏季には、大 地からの冷気を蓄える冷蓄熱層となり（夏季に冷たい井戸水の原理）、この冷蓄 熱層から、大量の冷気が放出され、この冷気が前記コンクリート床上通気層内を 、さらに前記壁内通気層内及び屋根内通気層内を伝わるようになる。

【０００７】 一方、本考案による自然エネルギー利用快適住宅システムでは、冬季には、前 記屋根側及び床下側の換気孔をいずれも閉じるようにする。これにより、屋根な どへの太陽熱の日射により、前記壁内通気層から前記屋根内通気層へ向かう上昇 気流が生じる。この上昇気流の結果、前述のように前記屋根側及び床下側の換気 孔がいずれも閉じられていることから、前記の暖められた屋根内通気層から冷た い壁内通気層及びコンクリート床上通気層への下降気流が発生する。そしてこの ような動作が繰り返されて、住宅の通気層内を暖められた空気が循環するように なる。また前記コンクリート床下のクリ石層は、冬季には、大地からの地熱を蓄 える暖蓄熱層となり（冬季に暖かい井戸水の原理）、この暖蓄熱層から、大量の 地熱が放出され、この暖気が前記コンクリート床上通気層内を、さらに前記壁内 通気層内及び屋根内通気層内を伝わるようになる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案について図示の実施例に基づいて説明する。図１は本考案の一実 施例に係る住宅の構成及び作用を説明するための略図である。図１において、符 号１は大地２内の建物基礎の上に設けられた逆さ升形状のコンクリート製床であ る。この逆さ升形状コンクリート床１と大地２の地盤線ＧＬとの間の空間には多 数のクリ石が充填されており、これにより、後述の冷暖蓄熱層を形成するクリ石 層３が形成されている。このコンクリート床１の上にはコンクリート床上通気層 ４が設けられている。また住宅の外壁内には、前記コンクリート床上通気層４と 連結された（空気が流通しうる）外壁内通気層５が形成されている。また間仕切 り壁内には、前記コンクリート床上通気層４と連結された間仕切り壁内通気層６ が形成されている。また図の屋根の下側（内側）には、前記の外壁内通気層５及 び間仕切り壁内通気層６と連結された屋根内通気層７が形成されている。また本 実施例の屋根（小屋裏）には、この屋根内通気層７と連結された屋根側換気孔８ が形成されている。さらに、図の住宅の床下側（コンクリート床１の上側）には 、前記のコンクリート床上通気層４及び外壁内通気層５と連結された床下側換気 孔９が形成されている。なお本実施例では、前記の屋根側通気孔８及び床下側通 気孔９は、開閉自在に構成されている。

【０００９】 次に、本実施例の作用を、我が国の自然の四季の移り変わりに沿って、説明す る。まず、本実施例の夏季の昼間における作用を説明する。図１に示すように、 本実施例では、屋根側換気孔８及び床下側換気孔９は、夏の間は開放するように する。本実施例では、夏季は、以下に述べるように、集冷、蓄冷、及び放冷を順 次繰り返すことにより、建物全体が涼しく保たれるようになっている。すなわち 、まず夏季の昼間は、夜間の間に地熱から床下冷蓄熱槽（前記のクリ石層３）に 蓄えられた冷気が、建物全体を包んで温度上昇を防ぐ。一方、夏季の昼間は、太 陽の日射により日射面の屋根と外壁が太陽熱により暖められ、前記の各通気層４ ，５，６，７内を上昇気流が生じる。そして、温度が高くなればなるほど、この 上昇気流は激しくなる。その結果、建物外部の冷気が、前記床下側換気孔９から 外壁内通気層４及びコンクリート床上通気層５内に、大量に取り入れられるよう になる（煙突効果）。この煙突効果の作用により、前記の上昇気流により小屋裏 の屋根側通気孔８から熱気は大気中へ排出され、夏独特の蒸し暑さが防止される 。

【００１０】 一方、前記クリ石層３には、夜間の間に地熱からの冷気が蓄えられて、床下冷 蓄熱槽となっている（夏季に冷たい井戸水の原理）。このクリ石層３（床下冷蓄 熱槽）に蓄えられた冷気は、夏季の昼間、大量にコンクリート床上通気層４内に 放出される。この放出された冷気は、さらに外壁通気層５、間仕切り壁通気層６ 、さらに屋根内通気層７内を駆け巡る。以上の作用、すなわち、前記の煙突効果 による冷気の循環と前記の床下冷蓄熱槽からの冷気の放出により、夏季の昼間は 、建物全体が快適な温度（例えば外気より５〜７度低い温度）に保たれる。

【００１１】 次に、本実施例の夏季の夜間の作用を説明する。夏季の夜間には、前記の上昇 気流が生じている間は常に冷気が前記壁内通気層４，５，６をかけめぐり、涼し い夏の夜が保たれる。一方、前記クリ石層３には、夜間の間に地熱からの冷気が どんどん蓄えられて、床下冷蓄熱槽となる（夏季に冷たい井戸水の原理）。この クリ石層３（床下冷蓄熱槽）に蓄えられた冷気は、夏季の夜間も、大量にコンク リート床上通気層４内に放出される。この放出された冷気は、さらに外壁通気層 ５、間仕切り壁通気層６、さらに屋根内通気層７内を駆け巡る。以上の作用、す なわち、前記の煙突効果による冷気の循環と前記の床下冷蓄熱槽からの冷気の放 出により、夏季の夜間は、建物全体が快適な温度（例えば外気より５〜７度低い 温度）に保たれる。なお、本実施例において、前記クリ石層３に蓄えられコンク リート床上通気層４に放出される冷地熱は無限である。なぜならば地球全体が冷 蓄熱槽だからである。本実施例では、前記クリ石層（冷蓄熱層）３から常に冷気 が建物に供給されることにより、快適な夜を約束し、寝苦しい熱帯夜から解放さ れる。これは、夏に冷たい井戸水を汲み上げるのと同じ原理である。

【００１２】 次に、本実施例の冬季の昼間における作用を説明する。まず本実施例では、冬 季の間は、前記屋根側換気孔８及び床下側換気孔９を閉じるようにしている。冬 季には、本実施例による住宅では、後述のように、集熱、蓄熱、放熱を順次繰り 返すことにより、建物全体が暖かく包み込まれる。すなわち、まず、冬季の昼間 は、太陽の日射面の屋根と外壁が太陽熱により次第に暖かくなる。その結果、日 射面の屋根内通気層７及び外壁内通気層５ａに暖かい上昇気流が生じ、暖かい空 気が屋根内通気層７（小屋裏）に集まって来る。すると、この上昇気流が発生し た分だけ、冷たい間仕切壁内通気層６や北側の日の当たらない側の外壁の外壁内 通気層５ｂから、空気が引き抜かれる結果になり、ここに下降気流を発生させる 。前記の暖かい空気は次から次へと生まれ、密度を増やしながら建物全体を覆う ように循環する。またこれと同時に、前記のクリ石層３に大地２からの地熱が蓄 えられる。その結果、前記クリ石層３は暖蓄熱槽となり、暖気をコンクリート床 上通気層４に放出し、建物全体を暖める。

【００１３】 さらに、冬季の夜間における本実施例の作用を説明する。日が落ちて建物外部 の温度が下降して屋根と外壁を冷やし始めると、前記屋根内通気層７及び壁内通 気層５ａ，５ｂの空気層が、外気からの冷気の伝達をシャットアウトし、中の暖 かさを逃がさない働きをする。間仕切り壁内通気層６（内壁）及びクリ石層（床 下暖蓄熱槽）３から昼間蓄えられた熱及び地熱が放出され、建物全体の温度低下 を減少させ、冬の夜も建物全体を暖かい空気で包むようにする。なお本実施例で は、冬の日中の雨や曇の日も、冬季の夜間と同様に、クリ石層（暖蓄熱槽）３よ りの地熱が建物全体を暖かい空気で包み込む。これは、冬に熱かい井戸水を汲み 上げるのと同じ原理である。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案による自然エネルギー利用快適住宅システムでは 、夏季には、前記屋根側及び床下側の換気孔をいずれも開放させる。これにより 、屋根などへの太陽熱の日射により、前記壁内通気層から前記屋根内通気層へ向 かう上昇気流が生じ、これにより、外部の冷気が前記床上換気孔から前記壁内通 気層内に大量に取り入れられる（煙突効果）。また前記コンクリート床下のクリ 石層は、夏季には、大地からの冷気を蓄える冷蓄熱層となり（夏季に冷たい井戸 水の原理）、この冷蓄熱層から、大量の冷気が放出され、この冷気が前記コンク リート床上通気層内を、さらに前記壁内通気層内及び屋根内通気層内を伝わるよ うになる。

【００１５】 一方、本考案による自然エネルギー利用快適住宅システムでは、冬季には、前 記屋根側及び床下側の換気孔をいずれも閉じるようにする。これにより、屋根な どへの太陽熱の日射により、前記壁内通気層から前記屋根内通気層へ向かう上昇 気流が生じる。この上昇気流の結果、前述のように前記屋根側及び床下側の換気 孔がいずれも閉じられていることから、前記の暖められた屋根内通気層から冷た い壁内通気層及びコンクリート床上通気層への下降気流が発生する。そしてこの ような動作が繰り返されて、住宅の通気層内を暖められた空気が循環するように なる。また前記コンクリート床下のクリ石層は、冬季には、大地からの地熱を蓄 える暖蓄熱層となり（冬季に暖かい井戸水の原理）、この暖蓄熱層から、大量の 地熱が放出され、この暖気が前記コンクリート床上通気層内を、さらに前記壁内 通気層内及び屋根内通気層内を伝わるようになる。

【００１６】 したがって、本考案によれば、わが国における四季の自然エネルギー、つまり 太陽熱及び地熱を有効に利用することにより、機械エネルギーを全く使用するこ となく自然エネルギーのみで冷暖房を実現することができるようになる。また、 本考案は、前述のような簡単な構造で実現できるので、冷暖房のための設備費も 安価なもので済む。

【００１７】 また本考案では、冷暖房のために太陽熱及び地熱という自然エネルギーを利用 するのみなので、冷暖房のためのランニングコストも従来よりも大幅に低下させ ることができる。

【００１８】 また本考案では、従来のように冷暖房のために化石燃料などを浪費することが ないので、近年の省資源・地球環境保全などの要請にも十分に答えることができ る。

【００１９】 さらに本考案のシステムでは、実験によれば、常に室温と外気温度との差が５ 〜７℃の範囲に抑えられている。そのため、本考案によれば、従来の住宅におけ る機械的冷暖房による室温と外気との間の異常な温度差の発生を防ぎ、さらに現 在増えている急激な温度差による脳卒中や高血圧などの成人病の多発を防ぐこと ができ、住人の成人病などへの罹患率を低下させ住人の健康を向上させることが できる。

【００２０】 さらにまた、本考案では、前述のように、常に室温が外気温度と５〜７℃の差 の範囲内に保持され、従来のように機械的冷暖房による異常な温度差がなくなる ので、我が国の自然の四季の移り変わりを十分に満喫出来るような住宅環境が実 現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成及び作用を説明するた
めの図である。

【図２】本実施例の作用を説明するための図である。

【図３】本実施例の作用を説明するための図である。

【図４】本実施例の作用を説明するための図である。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【考案の名称】 自然エネルギー利用快適住宅システム

【実用新案登録請求の範囲】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成及び作用を説明するた
めの図である。

【図２】本実施例の作用を説明ための図である。

【図３】本実施例の作用を説明ための図である。

【図４】本実施例の作用を説明ための図である。

【符号の説明】 １ コンクリート床 ２ 大地 ３ クリ石層 ４ コンクリート床上通気層４ ５ 外壁内通気層 ６ 間仕切り壁内通気層 ７ 屋根内通気層 ８ 屋根側換気孔 ９ 床下側換気孔

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 地熱利用グリ石敷込コンクリート床（特許出願済）に太
   陽熱を加味した夏涼しく、冬暖かい住宅。