JPH10253092A

JPH10253092A - 家屋

Info

Publication number: JPH10253092A
Application number: JP9055732A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ishikawa; 堯石川; Takahiro Hoshikawa; 貴裕星川
Original assignee: IG Technical Research Inc
Current assignee: IG Technical Research Inc
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【目的】家屋に外部の空気を取り入れる際に、熱交換
と清浄化を行い、省エネルギーと快適性を両立させるも
のである。【構成】天井裏空間１と床下空間３を壁内空間４にて
連通化し、かつ天井裏空間１、居住空間２、床下空間
３、壁内空間４を断熱層５によって包囲し、任意箇所に
熱交換器２２を配し、外部Ｂから取り入れた吸空気αが
居住空間２に至るまでの過程の中途に空気清浄器２１を
配する家屋Ａである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部の空気を取り入れ
る際に、内部からの空気との熱交換を行い、家屋内の各
空間に空気を循環させる家屋において、省エネルギーを
確保しつつ空気の清浄化を可能とする家屋に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、家屋内に埃、塵、花粉、悪臭、化
学物質等を除去して居住空間内に外気を取り込む方法と
して、空気清浄機能を伴う換気扇を使用する方法があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述するよう
な換気扇においては、空気を取り入れる際に居住空間内
の快適な温度の空気が家屋外部に流出してしまうもので
あり、経済性が悪かった。また、上述する換気扇は居住
空間毎に１つを必要とし、コストがかかる上、家屋内全
体の温度を均等に保つ思想がなかった。

【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、天井裏空間、居住空間、床下空間を有
し、かつ天井裏空間と床下空間を内、外壁間の壁内空間
にて連通化し、かつ前記天井裏空間、居住空間、床下空
間、壁内空間を断熱層によって包囲し、外部から取り入
れた空気を任意箇所に配した熱交換器、空気清浄器を介
して天井裏空間、居住空間、壁内空間のいずれかに放出
した後に居住空間に至らしめるようにした家屋を提案す
るものである。

【０００５】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、外部の
空気を取り入れる際に、内部からの空気との熱交換を行
うことで省エネルギーを図りつつ家屋内に取り入れる空
気から埃、塵、花粉、悪臭、化学物質等を除去して清浄
化でき、家屋内全体の温度を均一に近づけることがで
き、また躯体の長寿命を図り、健康的で快適な家屋とな
るものである。

【０００６】

【実施例】以下に図面を用いて本発明に係る家屋につい
て説明する。図１は本発明の代表的一実施例を示す説明
図であり、１は天井裏空間、２は居住空間、３は床下空
間、４は壁内空間、また５は断熱層で屋根断熱層５ａ、
壁断熱層５ｂ、土間断熱層５ｃとからなり、１１は外
壁、１２は基礎、１３は屋根、１６は必要に応じて設け
た通気口である。なお、矢印は家屋Ａ内に取り込まれ外
部Ｂから床下空間３を経て居住空間４もしくは天井裏空
間１に至るまでの吸空気α、および居住空間４もしくは
天井裏空間１から外部Ｂに至るまでの排空気βの動きを
示すものである。

【０００７】天井裏空間１は屋根断熱層５ａと天井６間
の空間であり、空気清浄器２１、熱交換器２２、収集ダ
クト２４等を格納し、また壁内空間４を上昇してきた吸
空気αが到達する空間である。

【０００８】居住空間２は天井６、内壁７、床８、開口
部１４等により囲まれ、居住者の活動に利用される空間
であり、内壁７における開口部１４の下部には通気孔２
５を有し、天井６の家屋Ａの中心部寄りには排気孔２６
を設けるものである。

【０００９】床下空間３は土間断熱層５ｃと床８間の空
間であり、分散ダクト２３を格納し、外部Ｂから取り入
れて熱交換器２２を通過して暖められた吸空気αが分散
される空間である。また、必要に応じて図２に示すよう
に土間暖房装置Ｃを配する空間である。

【００１０】必要に応じて配される土間暖房装置Ｃは、
図３（ａ）の部分断面拡大図および図３（ｂ）の平面図
にて示すように、例えば不凍液からなる熱媒体γの流路
となり放熱部分でもあるパイプ７３と、パイプ７３を隠
蔽する蓄熱層７４と、熱媒体γを加熱するボイラー７１
と、パイプ７３とボイラー７１を接続する接続パイプ７
２とから構成されるものである。

【００１１】壁内空間４は壁断熱層５ｂと内壁７間の空
間であり、天井裏空間１と床下空間３とを連通化し、各
空間間の気圧の差、自然対流等によって空気が流れる空
間であり、家屋Ａの躯体、下地等を常に乾燥させ、長持
ちさせると共に、結露を防止してダニ、カビの発生を抑
制するものである。また、開口部１４の下において通気
孔２５を有することで居住空間２と連通し、居住空間２
に吸空気αを供給し排気孔２６から排気することによ
り、居住空間２の換気を行うものである。

【００１２】なお、天井裏空間１、床下空間３、壁内空
間４を暖かい空気が巡ることにより、居住空間２内はそ
れぞれ天井６、内壁７、床８を介して熱輻射によって穏
やかに暖められ、上下部分の温度差が殆ど生じないこと
により、居住性の快適化が図れる。

【００１３】５は断熱層で少なくとも家屋Ａと外部Ｂ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。さらに説明すると、断
熱層５は屋根断熱層５ａ、壁断熱層５ｂ、土間断熱層５
ｃ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、屋根断熱層５ａと壁断熱層５ｂと土間断熱層５ｃ
によって天井裏空間１、居住空間２、床下空間３、壁内
空間４を完全に包囲するものである。

【００１４】ボード状、マット状、シート状の断熱材に
て断熱層５を形成する例としては、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。なお、ボード状、マット状、シート状の
断熱材を取り付けた裏面から合成樹脂発泡体からなる断
熱材を吹き付けることで、僅かな隙間も完全に塞ぎ、よ
り断熱性を高めることができる。

【００１５】また屋根材、外壁材と一体になっている断
熱材の例としては、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屋根
断熱層５ａ、壁断熱層５ｂ、土間断熱層５ｃを形成する
ものである。なお、土間断熱層５ｃの下面の全面に防湿
シート１５を敷設することで、土間断熱層５ｃの地面か
らの湿気による劣化を防ぐものである。

【００１６】空気清浄器２１は、少なくとも集塵、集臭
機能を有し、例えば活性炭を用いたもので、埃、花粉、
塵、悪臭、またアセトアルデヒドやアンモニア等の化学
物質を除去する装置である。勿論、上記機能を有するも
ので有れば、既存の装置で良い。さらに詳説すると空気
清浄器２１は、外部Ｂから取り入れた吸空気αが分散ダ
クト２３にて家屋Ａ内に放出されるまでの過程、すなわ
ちパイプ３１、熱交換器２２、パイプ３２、分散ダクト
２３、通気孔２５のいずれかに配され、吸空気α内に
塵、埃、花粉、悪臭、化学物質等が浸入するのを防止
し、居住空間２をはじめとする家屋Ａ内の各空間の空気
を清浄化するものである。

【００１７】空気清浄器２１を、外部Ｂから取り入れた
吸空気αが分散ダクト２３にて家屋Ａ内に放出されるま
での過程に配することは、花粉症の原因となる各種花粉
や、アレルギー症状を引き起こす化学物質が居住空間２
をはじめとする家屋Ａ内への浸入を防止するのに有効
で、また道路沿いや工業地帯等空気に含まれる排気ガス
が多い地域では空気を清浄化するのに有効で、また焼き
畑、ゴミや古タイヤの焼却等、煙やガスが発生する行為
が近辺で行われている場合には家屋Ａ内に取り入れる空
気を脱臭、清浄化できるものである。なお、空気清浄器
２１には、必要に応じてファンを備えることができる。

【００１８】熱交換器２２は天井裏空間１内に配され、
パイプ３１からパイプ３２に至る吸空気αと、パイプ３
３からパイプ３４に至る排空気β間にて熱交換を行い、
吸空気αの温度を快適な温度に近づけるもので、必要に
応じてファンを伴った熱交換型換気扇を使用することも
できる。

【００１９】分散ダクト２３は床下空間３内に配され、
パイプ３２によって熱交換器２２と接続するもので、暖
められた吸空気αを床下空間３に分散する箇所であり、
必要に応じてファンや暖房機器を併設できるものであ
る。

【００２０】パイプ３１〜３７は、図示しないが中空の
周りが断熱性を有する材質で包囲され、空気の移動中の
温度変化が小さいものである。

【００２１】次に、図１および図２に示した本発明に係
る家屋の一実施例における冬期の空気の流れを、図４を
用いて説明する。まず、外部Ｂの空気をパイプ３１より
吸空気αとして取り入れ、空気清浄器２１に送って塵、
灰、埃等の異物および悪臭等を除去した後、熱交換器２
２に送り、排空気βと熱交換を行い、パイプ３２にて床
下空間３に設けられた分散ダクト２３に導かれて床下空
間３に放出される。

【００２２】床下空間３に分散された吸空気αは、土間
暖房装置Ｃを有する家屋Ａの場合は暖められることによ
り軽くなって、土間暖房装置Ｃを有しない場合は圧力差
や自然対流によって壁内空間４を上昇する。なお、壁内
空間４を上昇する空気の少なくとも一部は天井裏空間１
に至り、収集ダクト２４にてパイプ３３に送られるが、
他の空気は、開口部１４の下部に設けられた通気孔２５
から居住空間２内に取り入れられ、居住空間２を巡って
排気孔２６から排出され、パイプ３３に送られる。

【００２３】なお、通気孔２５を窓下に設けたことでコ
ールドフラッシュを防止でき、また通気孔２５と排気孔
２６を居住空間２内の対角に配することで居住空間２内
の空気を均等に換気できるのみでなく、各居住空間２に
おける通気孔２５が家屋Ａ内においてそれぞれ離れた位
置に配されることで、通気孔２５を通して別の居住空間
４からの音を聞こえにくくし、また排気孔２６が家屋Ａ
の中心近傍に集中するので、パイプ３３の配管が容易に
なるものである。なお、排気孔２６や収集ダクト２４に
は必要に応じてファンを設け、空気を吸引しつつ天井裏
空間１と居住空間２に至る空気の割合を調節することも
できる。

【００２４】また、床下空間３、壁内空間４、天井裏空
間１内の空気によってそれぞれ天井６、内壁７、床８を
介して熱輻射によって居住空間２を暖めることで、上下
に温度差がなく穏やかな暖房効果を得られるもので、結
露、カビの発生防止にも有効であり、室内の家具、調度
品、生活用品の耐久性も向上する。

【００２５】居住空間２を経て汚れ、かつ暖められた排
空気βは、排気孔２６からパイプ３３を経て熱交換器２
２に至り、外部Ｂから取り入れた吸空気αに熱を与えて
家屋Ａ内で発せられた熱を有効利用した後に、外部Ｂに
排出されるものである。

【００２６】次に、夏期における空気の流れを図５を用
いて説明する。夏期においても図４と同様の空気の流れ
としても良いが、以下のような流れとすることもでき
る。すなわち、熱交換器２２を排気方向にのみ作動さ
せ、外部Ｂより必要に応じて空気清浄器６１を併設した
通気口１６を開放して外気を取り入れ、壁内空間４を上
昇し、少なくとも一部は天井裏空間１に直接至るが、残
りは通気孔２５から居住空間２に至る。天井裏空間１に
至った空気は収集ダクト２４にて、居住空間２に至った
空気は排気孔２６にてそれぞれ集められ、パイプ３３、
熱交換器２２、パイプ３４を経て外部Ｂに至るものであ
る。

【００２７】外部Ｂからの空気を、床下空間３に直接取
り入れて家屋Ａ内を巡らせることにより冷気を有効に活
用し、家屋Ａ内に滞留した熱気を外部に放出して温度を
快適にすると共に、換気を行うことによって居住空間２
内の空気を常に新鮮に保ち、家屋Ａの居住性が向上する
ものである。

【００２８】なお、夏期における家屋Ａ内の空気は、通
気口１６、通気孔２５、排気孔２６、熱交換器２２等の
うち、少なくとも１箇所にファンを設けて流動させるこ
とができる。

【００２９】以上説明したのは、本発明に係る家屋の一
実施例を示すものであり、図６〜図１１に示すような構
成とすることもできる。すなわち、図６は空気清浄器２
１を熱交換器２２と一体に形成した例である。さらに図
７は、空気清浄器２１をパイプ３２の中途に形成し、居
住空間２からのメンテナンスを可能とした例である。

【００３０】図８は、天井裏空間１の上方に屋根断熱層
５ａを介して隣接し、棟断熱層５ｄに包囲された棟空間
４１を設け、また屋根１３の上に太陽熱収集器５１を配
し、パイプ３２ａ、３２ｂの中途に流路切換器５２を配
し、流路切換器５２と太陽熱収集器５１をパイプ３５
で、太陽熱収集器５１と棟空間４１をパイプ３６で、棟
空間４１と流路切換器５２をパイプ３７でそれぞれ接続
した例である。

【００３１】棟空間４１は下部に天井裏空間１と接続す
る開閉口４３を有し、側面には外部と接続する開閉口４
４を有するもので、冬期においては開閉口４３、４４共
に閉鎖して太陽熱収集器５１にて暖められた吸空気αを
貯留、混合する空間として機能し、また夏期においては
開閉口４３、４４を開放して家屋Ａ内からの空気を放出
するための部位として機能するものである。勿論、開閉
口４３、４４は断熱性を有し、閉じている時においても
屋根断熱層５ａ、棟断熱層５ｄの断熱性を損なうことが
ないもので、必要に応じてファンや逆止弁を併設するこ
とができる。なお、開閉口４４を屋根１３より上方に突
出させたことにより、排気が円滑に行えるものである。

【００３２】流路切換器５２は天井裏空間１内に配さ
れ、吸空気αの流路を切り換える箇所であり、パイプ３
２ａ内を流れてきた吸空気αを直接パイプ３２ｂに流し
て分散ダクト２３に至らしめるか、パイプ３５に流して
太陽熱収集器５１に送り、棟空間４１、パイプ３６、３
７を経て分散ダクト２３に至らしめるかを切り換えるも
のである。

【００３３】流路切換器５２は、パイプ３２ａおよび太
陽熱収集器５１内にそれぞれ取り付けた温度センサー５
３、５４によって吸空気αの温度、および太陽熱収集器
５１内の温度を探知し、太陽熱収集器５１に吸空気αを
送ることにより吸空気αの温度を上昇させ得る場合には
パイプ３５に、太陽熱収集器５１に吸空気αの温度を上
昇させ得ない場合にはパイプ３２ｂに吸空気αの流路を
選択、切り換えることで、太陽熱のより有効な活用を図
ったものである。

【００３４】すなわち、温度センサー５３、５４にて探
知した温度をそれぞれＴ₁、Ｔ₂とすると、Ｔ₁＜Ｔ₂
の場合は図９（ａ）（図８のａ部分拡大図）に示すよう
に、パイプ３２ａとパイプ３５、パイプ３７とパイプ３
２ｂをそれぞれ接続するように流路切換器５２内にて流
路を設定し、吸空気αを太陽熱収集器５１に送ってさら
に温度を上昇させた後、パイプ３６を経て送られる棟空
間４１内にて攪拌後、パイプ３７、３２ｂを通して分散
ダクト２３に送り、床下空間３に至らしめるものであ
る。

【００３５】また、温度センサー５３、５４にて探知し
た温度がＴ₁≧Ｔ₂の場合、図９（ｂ）（図８のａ部分
拡大図）に示すように、パイプ３２ａとパイプ３２ｂを
それぞれ接続するように流路切換器５２内にて流路を設
定し、吸空気αを直接分散ダクト２３に送り、床下空間
３に至らしめるものである。なお、流路切換器５２は、
図９（ａ）、（ｂ）に示すような流路の切り換えが可能
であれば構成は問わず、センサー５３、５４で探知した
温度により自動で切り換えられることが好ましい。

【００３６】太陽熱収集器５１は主に南側に面した屋根
１３上に載置され、パイプ３５、３６と連結され、表面
に太陽光を受けた際に内部に送られた吸空気αの温度を
上昇させる機能を有するものである。

【００３７】太陽熱収集器５１は、周知の方法による温
水を得る機器との併用でも良く、また図示しないが外壁
１１表面や任意の外部に取り付けることや、屋根１３の
表面材と屋根断熱層５ａとの間や、外壁１１の表面材と
壁断熱層５ｂとの間に通気層を設けて太陽熱収集器５１
として機能させることも可能であり、さらに家屋Ａとは
分離して外部Ｂの任意箇所に配することも可能である。
なお、太陽熱集熱器５１に至る吸空気αが空気清浄器２
１によって清浄されているため太陽熱集熱器５１の内部
が汚れ難く、太陽熱収集器５１の表面に透明板、もしく
は半透明板を用いた場合でも、集熱力が長期に亘って低
下しないものである。

【００３８】次に、図７に示したような家屋Ａにおける
空気の流れを、図１０、図１１を用いて説明する。ま
ず、冬期における空気の流れを図１０を用いて説明す
る。まず、外部Ｂの空気をパイプ３１より吸空気αとし
て取り入れ、空気清浄器２１を経て熱交換器２２に送
る。吸空気αは熱交換器２２において排空気βとの熱交
換を行った後、パイプ３２ａによって流路切換器５２に
送られる。

【００３９】流路切換器５２において、温度センサー５
３、５４にて感知した温度がＴ₁＜Ｔ₂の場合は、図９
（ａ）に示すように流路切換器５２内にて流路が設定さ
れ、吸空気αを太陽熱収集器５１に送ってさらに温度を
上昇させパイプ３６を経て棟空間４１に集められた後、
パイプ３７、３２ｂを介して分散ダクト２３に送り、床
下空間３に至らしめるものである。また、温度センサー
５３、５４にて感知した温度がＴ₁≧Ｔ₂の場合、図９
（ｂ）に示すように流路切換器５２内にて流路が設定さ
れ、吸空気αを直接分散ダクト２３に送り、床下空間３
に至らしめるものである。後の経路は、先述した棟空間
４１を有しない家屋Ａと同一である。

【００４０】次に、夏期における空気の流れを図１１を
用いて説明する。外部Ｂより必要に応じて空気清浄器６
１を備えた通気口１６を介して床下空間３に取り入れら
れた空気は、壁内空間４を上昇し、少なくとも一部は天
井裏空間１に直接至るが、残りは通気孔２５から居住空
間２を経て排気口６２より天井裏空間１に至る。天井裏
空間１に流れた空気は開放された開閉口４３から棟空間
４１に至り、開放された開閉口４４から家屋Ａ内の熱気
と共に外部Ｂに排出されるものである。

【００４１】なお、夏期における家屋Ａ内の空気は、通
気口１６、通気孔２５、排気口６２、開閉口４３、開閉
口４４等のうち少なくとも１箇所に必要に応じて設けら
れたファン４０によって動かされるものである。

【００４２】

【発明の効果】上記のように本発明に係る家屋によれ
ば、外部の空気を取り入れる際に、内部からの空気と
の熱交換を行うことで省エネルギーを図りつつ、家屋内
に取り入れる空気を清浄化できる。家屋内全体の温度
を均一に近づけることができ、また躯体の長寿命を図
り、健康的で快適な家屋となる。塵、埃、花粉、悪
臭、化学物質等が外気に多く含まれていても家屋内の居
住空間を含む各空間には浄化された空気のみを循環させ
ることができ、健康的で快適な家屋となる。太陽熱収
集器を併設した際、太陽熱収集器の内面が汚れ難くな
り、集熱力を低下させない。等の特徴、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】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３】土間暖房装置の構成例を示す説明図である。

【図４】冬期における家屋内の空気の流路を示す説明図
である。

【図５】夏期における家屋内の空気の流路を示す説明図
である。

【図６】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【図７】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【図８】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【図９】流路切換器の構成を示した説明図である。

【図１０】冬期における家屋内の空気の流路を示す説明
図である。

【図１１】夏期における家屋内の空気の流路を示す説明
図である。

【符号の説明】

α 吸空気 β 排空気 γ 熱媒体Ａ家屋Ｂ外部Ｃ土間暖房装置１天井裏空間２居住空間３床下空間４壁内空間５断熱層５ａ屋根断熱層５ｂ壁断熱層５ｃ土間断熱層５ｄ棟断熱層６天井７内壁８床１１外壁１２基礎１３屋根１４開口部１５防湿シート１６通気口２１空気清浄器２２熱交換器２３分散ダクト２４収集ダクト２５通気孔２６排気孔３１パイプ３２パイプ３２ａパイプ３２ｂパイプ３３パイプ３４パイプ３５パイプ３６パイプ３７パイプ４１棟空間４２箱棟４３開閉口４４開閉口５１太陽熱収集器５２流路切換器５３センサー５４センサー６１空気清浄器６２排気口７１ボイラー７２接続パイプ７３パイプ７４蓄熱層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天井裏空間、居住空間、床下空間を有
し、かつ天井裏空間と床下空間を内、外壁間の壁内空間
にて連通化し、かつ前記天井裏空間、居住空間、床下空
間、壁内空間を断熱層によって包囲し、外部から取り入
れた空気を任意箇所に配した熱交換器、空気清浄器を介
して天井裏空間、居住空間、壁内空間のいずれかに放出
した後に居住空間に至らしめることを特徴とする家屋。