JPH07111275B2 - 家 屋 - Google Patents

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
なく、かつ、居住空間の換気機能をも有する家屋に関す
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
強制的に空間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湿等さ
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
ず、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、熱交換器を介して吸、排気を行うことによ
り、家屋内の熱の入出を阻止し、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の代表的一例を説
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、５はコレクター空間
部、11は通気空間、12は吸排気口、13は熱交換器、15は
給気口、16は換気扇、17は妻換気ダクト、18はドラフト
ダクト、19は集熱ダクト、20は分散ダクト、21はファ
ン、22から25はパイプである。すなわち、小屋裏空間
１、居住空間２、床下空間３、通気空間11は家屋Ａの内
部で気密断熱層４によって囲まれた空間であり、家屋Ａ
の内部において内壁９、天井25、床26によって分割され
た三つの空間で、小屋裏空間１は後述するように熱交換
器13を経て吸気された外の空気を拡散ファン14によって
既存の暖かい空気と撹拌、混合するためのエアーダム的
機能、および床下空間２、コレクター空間部５へ空気を
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15によって結ばれている。この給気口15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
孔状、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16を配設
している。この換気扇16はパイプ24によって熱交換器13
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13を介して外部へ排出するため
のものである。床下空間３は居住空間２と床27によって
区分された空間であり、通気空間11を介して小屋裏空間
１と連通化された空間である。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によって囲まれて
いる。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、ALC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
成されたものである。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７、屋根コレク
ター空間９からなるコレクター空間部５の２つに区分
し、互いのグループ間での空気、熱の流通を阻止するも
のである。コレクター空間部５は壁コレクター空間７と
屋根コレクター空間９からなり、壁コレクター空間７は
外壁６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９は屋根８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７と屋根コレクター
空間９は外壁６、屋根８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、コレクター空間部５
は小屋裏空間１に設置した妻換気ダクト17とドラフトダ
クト18によって連結されており、小屋裏空間１内の空気
の一部が供給されるものである。壁コレクター空間７で
は外壁６を介して、また屋根コレクター空間９では屋根
８を介して太陽熱によって暖められ、屋根コレクター空
間９の棟付近に配設した集熱ダクト19によって集めら
れ、ファン21を介し、パイプ25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７、屋根コレクタ
ー空間９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
19、ファン21は冬期において屋根コレクター空間９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ケ所の温度以上になった場合のみ作動
するものであり、また夏期において、外気温が低くなっ
た場合に作動し、壁コレクター空間７、屋根コレクター
空間９を放熱用として利用するものである。ドラフトダ
クト18は小屋裏空間１内の空気を壁コレクター空間７の
土台付近、屋根コレクター空間９の軒付近に移動させる
ものである。なお、集熱ダクト19の動作は、図示しない
がセンサーと組み合わされたコンピュータによって行わ
れるのが好ましいものである。また、ドラフトダクト18
は第１図では途中で枝別れした１本で示しているが、壁
コレクター空間７と屋根コレクター空間９用のそれぞれ
別のドラフトダクト18とすることもできる。分散ダクト
20は床下空間３内に配設されたものであり、集熱ダクト
19、ファン21とパイプ25によって連結されており、壁コ
レクター空間７、屋根コレクター空間９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20a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）、（ｂ）に示すように配したもの等で
ある。通気空間11は内壁10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11は小屋裏空間
１に分散された暖かい新鮮な空気を床下空間３に移動さ
せることにより、居住空間２の内壁10付近の冷気を除去
するためのものである。熱交換器13は例えば第５図に示
すような構造で、ダクト13a、13bを吸排気口12とパイプ
22、23で連結し、またダクト13dを換気扇16とパイプ24
で連結し、ダクト13cを拡散ファン14と連結したもので
ある。すなわち熱交換器13は吸排気口12、パイプ22を介
してダクト13aから新鮮な空気を取り入れ、ダクト13cか
ら拡散ファン14によって小屋裏空間１に空気を放出する
際にダクト13dからダクト13b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14は小屋裏空間１にて、熱交換器
13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。

ここで空気の流れについて第１図および第２図（ａ）、
（ｂ）を用いて説明する。第２図（ａ）は冬期における
空気の流れを示すものであり、外部Ｂから家屋Ａ内に吸
排気口12を通って取り入れられた空気は熱交換器13を介
し、拡散ファン14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13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11を通って床下空間３に入る。一方小屋裏空間１
の空気のうち一部は妻換気ダクト17を介してドラフトダ
クト18により壁コレクター空間７、屋根コレクター空間
９に運ばれる。壁コレクター空間７、屋根コレクター空
間９ではそれぞれ外壁６、屋根８を介して太陽熱により
暖められ棟部分に設けた集熱ダクト19に移動する。この
暖められた空気は集熱ダクト19によりファン21を介して
パイプ25を通り床下空間３に配した分散ダクト20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
分散ダクト20から放出される空気の圧力等により給気口
15を通って居住空間２に入る。居住空間２内に入った空
気は各部屋間に分散し、最終的に換気扇16を介して熱交
換器13に運ばれ、パイプ23を通って吸排気口12から外部
Ｂに排出される。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行うことができ
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第２図（ｂ）に示すようにコレ
クター空間部５を切り離し、２つのエアサイクルを形成
する。すなわち、１つのサイクルとしては、妻換気ダク
ト17と集熱ダクト19を外部Ｂと結ぶようにし、外部Ｂか
ら妻換気ダクト17、ドラフトダクト18を通って壁コレク
ター空間７、屋根コレクター空間９に入り、この空気が
集熱ダクト19を通って外部へ放出されるサイクルであ
る。またもう１つのサイクルは、外部Ｂから吸排気口1
2、熱交換器13を通って小屋裏空間１に入り、次に小屋
裏空間１の圧力により通気空間11を通って床下空間３に
移動し、次に給気口15を通って居住空間２に移り、居住
空間２の換気扇16を介して熱交換器13、吸排気口12を通
って外部Ｂに排出させるサイクルである。この場合にお
いても居住空間２と外部Ｂの熱は遮断され、効率よく冷
房を行うことができる。また夏期の夜間のように外気温
が低くなった場合は（ａ）図に示すサイクルとし、コレ
クター空間部５を放熱用として用いることもできる。

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19
と分散ダクト20を結ぶパイプ25の一部を居住空間２内に
おける放熱器28とすることもできる。また吸排気口12は
第１図では土台付近に形成しているが、軒天等の屋根８
近傍に設けることもできる。さらに熱交換器13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。また分
散ダクト20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６図（ａ）〜（ｈ）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
（ａ）図は連通組織の空隙を有する素材からなる主体20
bのみからなる分散ダクト20、（ｄ）、（ｃ）図は主体2
0b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ト20cで被覆して保形性を向上
した分散ダクト20、（ｄ）〜（ｈ）図は主体20bの外側
面をシート状物20dで被覆したものであり、（ｄ）図は
スリット20eを形成した分散ダクト20、（ｅ）〜（ｇ）
図はシート状物20dの一部にフリー端20fを形成した分散
ダクト20、（ｈ）図は主体20bの一部を露出させた分散
ダクト20である。なお、（ｄ）〜（ｈ）図におけるシー
ト状物20dは通気性、不通気性のどちらでもよいが、
（ｄ）〜（ｇ）図において不通気性のものを用いた場
合、スリット20e、フリー端20fが弁的機能を果たし、分
散ダクト20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、ドラフトダクト18には
逆止弁を設けて空気の逆流を防ぐことも可能である。

〔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。夏期においてはコレクター空
間部を放熱用として利用することができる。居住空間
の換気も同時に行うことができる。等の効果、特徴があ
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一例を示す説明図、
第２図（ａ）、（ｂ）は空気の流れを説明するブロック
図、第３図、第４図（ａ）、（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（ａ）〜（ｈ）は分散ダクトの構成のその他の例を
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、５……コレクター空間
部、11……通気空間、13……熱交換器、16……換気扇、
18……ドラフトダクト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】家屋内部を気密断熱層によって小屋裏空
   間、居住空間、床下空間、通気空間からなる内部空間と
   壁コレクター空間、屋根コレクター空間からなるコレク
   ター空間部とに分割し、また、前記小屋裏空間と床下空
   間は内壁と気密断熱層間の通気空間によって連通化し、
   また小屋裏空間と居住空間とは給気口によって結ばれて
   おり、また小屋裏空間には妻換気ダクト、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ケ所形成しており、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すると共に、屋根コレクター空
   間、壁コレクター空間には妻換気ダクトからのドラフト
   ダクトを配設したことを特徴とする家屋。