JPH081316B2 - 家 屋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエアサイクル家屋の全空間を１つの閉塞空間
に構成し、この空間に新鮮な空気を熱交換した状態で供
給し、また床下空間の土間を土間暖房構造とすることに
より、外気条件に左右されずに安全、衛生的にエアサイ
クルを行うことのでき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自然通風のみでエアサイクルを行
うもの、もしくはこの構造に強制循環装置を１個介在さ
せるかのいずれかであった。

〔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
の障子などが加温等され、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
するまでに至らず、上昇した温かい空気が、ある高さま
でいくと他の冷たい空気によって冷却され、上昇が止ま
り、かつ、結露が発生する欠点があった。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で
は、床下空間等の冷たい空気と、ストーブ等によって高
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、冬期においては部分的に
しか暖房を行わないため、居住者が部屋間を移動する
際、寒暖の差がヒートショックとなり健康上好ましくな
い面もあった。

〔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、床下空間の
土間を土間暖房構造とし、土間暖房構造による熱を家屋
全体に分散させることにより、ヒートショックを防止
し、かつ、床下空間に床下換気口を形成すると共に熱交
換器を配設し、床下換気口から熱交換器を介して家屋内
部に新鮮空気を取り入れることにより安全な居住環境と
し、また、小屋裏空間と熱交換器をパイプによって連結
して、床下換気口より取り入れられる空気と、小屋裏空
間から熱交換器を介して外部に放出される空気との間で
熱交換を行うことによって熱効率を高め、その上、熱交
換器を介して得られる新鮮空気を床下空間の土間暖房構
造上に放出することにより、供給圧と土間暖房構造での
加温による上昇力、および小屋裏空間の空気を排気する
ことによる吸引力により、家屋全体のエアサイクルを行
う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
ついて詳細に説明する。第１図（ａ）、（ｂ）は上記発
明に係る家屋Ａの要部のみを示す機能説明図であり、１
は小屋裏空間、２は居住空間、３は床下空間、４は内外
壁空間である。すなわち小屋裏空間１、居住空間２、床
下空間３、内外壁空間４は家屋Ａの内部の空間であり、
小屋裏空間１と床下空間３は内外壁空間４によって連通
化されている。さらに説明を加えると、内外壁空間４は
内壁５、外壁６に１層、あるいは複数層形成した空間で
あり、第１図（ａ）、（ｂ）のように内外壁空間４を１
層とする場合は外壁６として断熱性を有する素材を用い
た外断熱構造に形成したり、また第２図に示すように内
外壁空間４を２層以上とし、モルタル等の集熱壁のある
パッシブエアサイクルのいずれかの構成からなるもので
ある。また、内壁５は石膏ボード、モルタル壁、木板、
コンクリート等の１種からなるものである。床下空間３
は土間７から床８までの空間であり、後述するように床
下換気口９および小屋裏空間１と連結された熱交換器10
を有し、かつ、土間７を土間暖房構造11としたものであ
る。この土間暖房構造11は床下空間３内の空気を加温す
ると共に、地面からの湿気が家屋Ａ内に浸入するのを遮
断するものであり、第３図に抽出して示すように断熱層
12、コンクリート層13、温水パイプ16から構成されたも
のである。さらに説明を加えると、断熱層12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30〜100kg/m²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。この断熱層12は温水パイプ16内に温水を通水して
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、断熱層12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、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、あるいは断
熱層12とコンクリート層13の中間（図示せず）に防湿シ
ート18を敷設することが好ましいものである。コンクリ
ート層13は、蓄熱材、温水パイプ16からの熱の分散材と
して機能すると共に温水パイプ16を埋設することによ
り、温水パイプ16内に万一水が貯留し、これが凍って温
水パイプ16が破裂するのを防止するのにも役立つもので
ある。なお、コンクリート層13は、便宜上補強ベースコ
ンクリート層14と土間コンクリート層15に区分される。
補強ベースコンクリート層14は、主に温水パイプ16の配
管を容易にするための層である。この補強ベースコンク
リート層14は、コンクリートの打込、あるいはPC板を用
いて形成することも可能である。また、土間コンクリー
ト層15は、温水パイプ16を埋設すると共に床下空間３内
の空気を一様に暖めるための放熱部として機能するもの
である。温水パイプ16は、例えば第４図（ａ）、（ｂ）
に示すように配管するものであり、熱源17から補強ベー
スコンクリート層14上の出入口までは、断熱材19で被覆
することが好ましいものである。この温水パイプ16は、
銅管、プラスチック管等からなり、内部に不凍液、熱媒
体ガス等を通すことにより、土間暖房を行うものであ
る。熱交換器10は、例えば第５図（ａ）、（ｂ）に示す
ようなもので、冬期において、家屋Ａ内の空気の放出
と、外部の新鮮な空気を家屋Ａ内に取り入れる際に、熱
交換を行い、エネルギーロスを低下させるものである。
さらに説明を加えると、熱交換器10は床下換気口９と連
結されており、また小屋裏空間１とパイプ20によって連
結されている。すなわち、熱交換器10は、外部からの吸
気用のダクト10aと外部への排気用のダクト10bを床下換
気口９と結び、また、ダクト10cはダクト10aから取り入
れられた新鮮空気を床下空間３内に放出するようにし、
ダクト10dはパイプ20と連結されている。なお、パイプ2
0には小屋裏空間１内の空気を吸引するためのファン2
1、床下換気口９、あるいは床下換気口９と熱交換器10
の間にファン22を配設する。これは、家屋Ａ内の給排気
をファン21、22によって強制的に行うことにより、家屋
Ａ内の空気の流れを強制的に作り出し、かつ、家屋Ａ内
の温度、湿度をコントロール可能とするためである。23
は小屋裏換気口で小屋裏空間１に少なくとも１個以上設
けたものであり、夏期において家屋Ａ内の熱、湿気を放
出するためのものである。この小屋裏換気口23は少なく
とも開閉装置（図示せず）を有するもので、冬期におい
ては閉塞し、家屋Ａ内の熱を放出しないようにする機能
を有するものである。なお、必要によって小屋裏換気口
23には小屋裏換気扇を配設して、夏期において小屋裏空
間１に上昇してくる温かい空気を外部に強制的に放出す
ることも可能である。

ここで家屋Ａ内の空気の流れについて第１図（ａ）、
（ｂ）を用いて説明する。第１図（ａ）は冬期における
空気の流れを矢印で示したものであり、土間暖房構造11
を作動させ、小屋裏換気口23と閉塞した状態である。こ
の状態では、外部の新鮮な空気は床下換気口９よりファ
ン22によって強制的に取り入れられ、熱交換器10を介し
て床下空間３に供給される。床下空間３内では土間暖房
構造11によって空気が暖められ、暖められることによる
上昇力と、外部から供給される空気の供給圧によって内
外壁空間４、および居住空間２内を上昇し、それぞれを
温めて、居住性を向上し、かつ、結露を防止しながら上
昇し、小屋裏空間１に達する。小屋裏空間１内の空気は
ファン21によって吸引され、パイプ20、熱交換器10を通
って床下換気口９より外部へ放出される。この際、熱交
換器10を介して外部から取り入れられた空気との間に熱
交換が行われ、家屋Ａ内の熱損失を大幅に低減すること
ができる。このように、冬期においては家屋全体が暖か
く、かつ、熱損失を低減できるため低コストでヒートシ
ョックのない家屋Ａとなる。また第１図（ｂ）は夏期の
場合の空気の流れを示したものであり、小屋裏換気口23
を開放し、土間暖房構造11、およびファン21を停止し、
かつ、熱交換器10を介する排気を停止した状態でる。こ
の場合、外部の新鮮な空気は床下換気口９よりファン22
によって取り入れられ、熱交換器10を通って床下空間３
に放出される。一方、小屋裏空間１では小屋裏換気口23
によって空気を外部へ放出する。このため、内外壁空間
４、居住空間２では、太陽光による加温での上昇力と俟
って、床下空間３から小屋裏空間１への空気の流れが発
生し、熱や湿気を小屋裏換気口23より放出し、床下空間
３における冷気と新鮮な空気によって居住空間２を冷た
くすることができる家屋Ａとなる。なお、この場合、熱
交換器10は熱交換を行わない単なるダクトとしてのみ機
能するため、床下空間３に放出される空気は外部の冷た
い空気のままであり、涼しい家屋Ａとなる。

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、床下空間３の土間７上に第６図（ａ）〜（ｄ）、
第７図（ａ）、（ｂ）に示すような分散パイプ24を配設
し、これを熱交換器10と連結することによって外部の新
鮮な空気を床下空間３内に均一に分散することも可能で
ある。すなわち、第６図（ａ）〜（ｄ）は、金属、プラ
スチックからなるパイプを、例えば（ａ）図に示すよう
にアンテナ状に形成し、（ｂ）〜（ｄ）図に示すよう
に、それぞれ四角形状、長円形状、円形状等のスリット
24aを有する分散パイプ24である。また第７図（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からなり、こ
れを第８図（ａ）、（ｂ）に示すように配した分散パイ
プ24である。特に第７図（ａ）、（ｂ）に示す分散パイ
プ24の場合、連通組織の空隙がスリット24aの役目を果
たすため、分散パイプ24のどの部分でも等圧的に空気が
放出されるものとなる。また熱源17としてヒートポンプ
式のように加温、冷却可能なものを用い、夏期において
温水パイプ16内に冷たい熱媒体を通すことにより家屋Ａ
を冷却することも可能である。さらに、土間７上に砕石
を敷き、土間暖房構造11による蓄熱、および放熱効果を
向上することも可能である。また内外壁空間４にファン
（図示せず）を配設し、よりスムーズな空気の流れを促
すことも可能である。しかも、小屋裏空間１、居住空間
２、床下空間３、内外壁空間４に温度センサ、湿度セン
サ、煙センサ等を設置し、小屋裏換気口23、ファン21、
22を制御することも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明に係る家屋によれば、夏期に
おいては床下空間の冷気と外部の新鮮な空気を循環させ
るため、居住空間が涼しく居住性のよいものとなる。
冬期においては土間暖房構造により暖められた空気の上
昇により室内空間が暖められる。また床下空間へは外
部の新鮮な空気が熱交換器により暖められた状態で供給
されるため熱損失が少ない。強制的なエアサイクルと
なり、確実にエアサイクルが行われ、効果を得ることが
できる。内外壁空間にて空気の移動があるため、結露
発生を阻止すると共に、カビ、ダニの発生を阻止するこ
とができる。居住空間での空気は外部からの新鮮な空
気であり、衛生的である。熱交換器は冬は熱交換によ
る熱損失の低減に、夏期は床下空間に新鮮な空気をその
まま放出するために、と共用して用いられるため、設備
費を低減することが可能である。熱交換されて外部へ
放出される空気は、通常利用されない小屋裏空間の空気
であるため、熱効率が向上する。等の効果、特徴があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る家屋の一実施例を
示す説明図、第２図は外壁構造の変形例を示す説明図、
第３図および第４図（ａ）、（ｂ）は土間暖房構造を説
明する説明図、第５図（ａ）、（ｂ）は熱交換器の例を
示す説明図、第６図（ａ）〜（ｄ）、第７図（ａ）、
（ｂ）、第８図（ａ）、（ｂ）はその他の実施例を示す
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……内外壁空間、９……床下換気口、10
……熱交換器、11……土間暖房構造、23……小屋裏換気
口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床下空間、居住空間、小屋裏空間を連通化
   すると共に、外壁構造を外壁材に断熱性のあるものを用
   い、内壁と外壁間に床下空間から小屋裏空間までを連通
   化する内外壁空間を有する外断熱壁構造、あるいはパッ
   シブエアサイクル構造としたエアサイクル家屋におい
   て、上記連通化した空間を閉塞空間とすると共に、床下
   空間の土間を土間暖房構造とし、また床下空間には床下
   換気口、熱交換器を配設し、小屋裏空間には小屋裏換気
   口を設け、かつ、熱交換器と小屋裏空間とをファンを有
   するパイプで連結すると共に、熱交換器と床下換気口を
   ファンを介して連結したことを特徴とする家屋。