JPH10292930A

JPH10292930A - 建物の温調構造

Info

Publication number: JPH10292930A
Application number: JP9101264A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hayashi; 祐一林; Masahiko Omura; 雅彦大村; Junichi Kai; 純一甲斐; Kazuo Kinoshita; 和夫木下; Kazuhiro Ikehata; 一博池端
Original assignee: IKEHATAGUMI KK; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: IKEHATAGUMI KK; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: JP3057024B2

Abstract

(57)【要約】【課題】四季を通じた場合の温調運転費用が安価な建
物の温調構造を提供することにある。【解決手段】建物内に配置された温調媒体循環通路を
介して屋根裏空間と床下空間との間で温調空気を循環さ
せ、床下空間の底部は加熱手段または加熱−冷却手段を
有するコンクリートにて形成し、且つコンクリートの下
面の少なくとも一部は断熱材を介することなく地面と接
するようにして地熱を有効利用したことを特徴とする建
物の温調構造。【効果】安価な運転経費で建物内を均一に且つ快適に
温調でき、且つ構造が単純であるので建設費用が少なく
て済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般住宅などの床
下に空間のある建物、特に温調媒体循環型の建物の温調
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】暖房技術が発達している現今において
も、未だ石油ストーブや電気炬燵などの簡易暖房手段に
よる特定の部屋や場所のみのスポット的な暖房が一般住
宅や老人ホームなどにおいて広く行われている。スポッ
ト的暖房は、建物の断熱性が不十分であると押入れなど
の非暖房個所に結露現象を惹起する、暖房室から非暖房
室に移ると両室の温度差がたとえ僅かであっても大きな
体感温度差によりかなりの寒さを感じる、などの問題が
ある。冷房技術にしても、夏場に結露はないがスポット
的冷房に基づく体感温度差の問題は暖房の場合と事情は
同じである。

【０００３】中央温調システムや床冷暖房システムは、
上記したスポット的冷暖房の問題点を克服し得るもの
の、現在普及しているそれらの構造は一般的にすこぶる
高価であって、しかも年間を通じた運転経費が高くなる
欠点がある。

【０００４】例えば特開平２−２７２２３５号公報に
は、石油ストーブなどによる上記したスポット的暖房の
問題を解決するために、特殊な温調構造が開示されてい
る。その温調構造では、屋根裏空間と床下空間とを連通
して空気循環させ、温水パイプにて加熱された床下空間
の高温度にて建物全体を均一暖房する。その際、床下空
間は、該床下空間の底面を形成する温水パイプ内蔵のコ
ンクリートにより加熱される。

【０００５】上記の公知技術におけるコンクリートは、
その全下面は断熱材にて覆われて地面から隔離されてい
る。この隔離は、温水パイプにてコンクリートを熱効率
よく加熱するとの立場からは当業者にとって至極常識的
ではある。しかし本発明者らは、その常識に反して、コ
ンクリートの下面の少なくとも一部は断熱材を施すこと
なく地面に直接接触させると、四季を通じた温調運転費
用は却って安価となり、且つひとの体感温度の面から快
適な温調が行えるとの予想外の知見を得た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の新知見
に基づいて開発し完成したものであって、本発明の課題
は、四季を通じた場合の温調運転費用が安価な建物の温
調構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、つぎの特徴を
有する。 (1) 建物内の少なくとも所望の個所が温調し得るように
配置された温調媒体循環通路を介して屋根裏空間と床下
空間とが連通しており、床下空間の底部は加熱手段また
は加熱−冷却手段を有するコンクリートからなり、且つ
コンクリートの下面の少なくとも一部は断熱材を介する
ことなく地面と接することを特徴とする建物の温調構
造。 (2) 建物の外壁の大部分または全部が二重壁である上記
(1) 記載の建物の温調構造。 (3) 温調媒体循環強制手段をさらに有する上記(1) また
は(2) 記載の建物の温調構造。 (4) コンクリートの下面の少なくとも一部が、断熱材を
介することなく地表から少なくとも５０ｍｍ地下にある
上記(1) 〜(3) のいずれかに記載の建物の温調構造。 (5) 断熱材を介することなく地面と接するコンクリート
の下面の面積が、床下空間の底部面積の３０〜９５％で
ある上記(1) 〜(4) のいずれかに記載の建物の温調構
造。

【０００８】

【作用】本発明は、屋根裏空間と床下空間との間に温調
媒体を循環させて建物の全体を、あるいは建物の温調所
望の個所の全体を温調するものであり、コンクリートの
下面の少なくとも一部を断熱材を介することなく地面と
接触せしめて地熱を有効利用することを特徴とする。こ
の地熱の有効利用により、つぎに述べる理由にて本発明
の課題が達成される。

【０００９】建物の直下の地表、特にその下の地中は、
四季を通じて年間平均気温に近い安定した温度を保持し
ている。以下において、その地表温度とその下の地中温
度とを纏めて地温と称する。本発明においては、床下空
間の底部を構成するコンクリートは、その下面の少なく
とも一部が地面と接しているので外部から特別な加熱や
冷却を施さない限り、地温またはそれに近い温度、換言
すると年間平均気温に近い温度に維持する。よって床下
空間もまた、その温度に保持される。したがって床下空
間の温度は、一般的に暖房が行われる晩秋から冬季を経
て初春に到る期間においては外気温度より高く、一方、
冷房の必要な夏季にあっては外気温度より低い。この結
果、本発明におけるコンクリートに外部から特別な加熱
や冷却を施さずとも地温即ち地熱のみで建物全体は、冬
季にあっては外気温度より高く、夏季にあっては外気温
度より低く自然温調されることとなる。ところで一般的
に、ひとは冬季においては４〜５月頃の陽気な室温を強
く希望するので上記の自然温調のみでは未だ寒気を覚
え、逆に夏季にあっては外気温度より僅かに低い温度に
ても涼感を覚える。かかる理由から本発明においては、
冬季対策として自然温調に加えてコンクリートに外部加
熱が施せるように加熱手段を具備する。夏季にあって
は、前記の理由によりコンクリートを介しての地温のみ
で良好な自然温調が達成される。さらに加えて本発明
は、晩秋において特に効果を発揮する。普通、夏季の高
温度に曝されたひとの肌は、室内の冷え込みの大きい晩
秋にあっては暖房を要求し始めるのであるが、本発明に
おけるコンクリートがかかる室内の冷え込みを防止する
作用をなす。

【００１０】上記特開平２−２７２２３５号公報の技術
におけるようにコンクリートの全下面が断熱されている
と、該コンクリートの温度は外気温度に追随して変動す
るので、夏季は高温度となるために高温助長体として、
また晩秋や冬季においては冷え込み助長体としてそれぞ
れ逆機能し、かかる逆機能の対策のために余分な冷房や
暖房が必要となる。これに対して本発明は、上記した地
熱を有効利用にて四季を通じてみた場合には従来技術よ
り格段に低い運転費用にて建物の温調を行うことができ
ることになる。

【００１１】一戸建の個人住宅の場合には、通常、その
フロア数に無関係にその建物全体が温調対象とされる場
合が多いが、大きな集合住宅や病院などでは種々の事情
にて建物の一部分、例えば建物の半分だけが温調対象と
される場合もある。本発明は、建物全体やその一部のい
ずれに対しても適用し得る。よって以下の説明における
「建物」の意味は、温調対象とされる建物全体、あるい
はその一部と解され、後者の場合には本発明の各構成要
件は温調対象とされる建物部分について該当することに
なる。したがって温調媒体循環通路は、建物内の少なく
とも所望の個所が温調し得るように且つ屋根裏空間と床
下空間とを連通するように配置される。なお温調媒体循
環通路の配置位置や通路の数は、本発明の目的が達成さ
れる限り任意であるが、通路数に関しては、一通路以
上、特に二通路以上とすることが好ましい。さらに該通
路は、二通路以上として建物の外壁の直ぐ内側に設ける
ことが好ましい。例えば外壁の内側面と被温調室の外壁
との間に空間が設けられている場合には該空間が、また
被温調室の一面が建物の外壁を兼ねるガラス窓である場
合には該被温調室自体が、それぞれ温調媒体循環通路と
して利用される。なお建物の外壁が二重壁や二重ガラス
窓である場合には、該二重壁やガラス窓の内側壁の内側
に温調媒体循環通路を設けることが好ましい。

【００１２】コンクリートは、上記した機能を奏し得る
限り、その形状や構成材料については特に制限はなく、
従来のコンクリート埋設型の床暖房装置などで周知され
ている通りであってよい。さらにコンクリートは、その
上下面の形状も特に制限はない。その上面即ち床下空間
の底面は、一般的には施工が容易な平坦面とされるが、
下面は建物施工開始時における地面の掘削の方針より任
意に且つ容易に所望形状に設定し得る。その際、該下面
の少なくとも一部は断熱材を介することなく地面と接し
て施工される。断熱材を介することなく地面と接する下
面（以下本発明において、該下面をコンクリートの接地
下面または単に接地下面と称す）の面積は、それが過少
であると本発明の課題が達成され難いので、コンクリー
ト下面の総面積の少なくとも３０％、特に少なくとも５
０％とすることが好ましい。なおコンクリート下面の総
面積の全部が接地下面であってもよいが、外気の温度が
直接床下の温度に影響しないようにコンクリート下面の
一部は断熱することが望ましい。かかる理由から接地下
面の面積は、コンクリート下面の総面積の９５％以下、
特に８０％以下とすることが推奨される。その場合、断
熱材が施されるコンクリート下面の部分は、外気温の影
響を受け易い建物の外壁の直下およびその周辺近傍に位
置する部分とすることが好ましい。接地下面が、地表に
対して非平行である例えば傾斜面や垂直面を有する場
合、かかる非平行面も接地下面の面積としてカウントさ
れる。

【００１３】コンクリートの接地下面は、地表に接して
設けられてもよいが、好ましくは四季を通じて一層地温
が安定している深み、特に後記する図１において地表Ｇ
からの深さＤの値において、少なくとも５０ｍｍ程度、
さらには少なくとも１００ｍｍ程度の深みに設けられ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明を一層詳
細に説明する。図１は本発明の実施例の断面図であり、
図２は図１の一部拡大断面図である。

【００１５】図１〜図２において、Ｈは温調対象の建物
である。建物Ｈは、屋根裏空間１、床下空間２、温調媒
体循環通路３、床下空間２の底部となる蓄熱作用を有す
るコンクリート４、および部屋Ｒ１およびＲ２とを有す
る。建物Ｈは、部屋Ｒ２の窓Ｗ１、床下空間２の側壁に
設けた床下ダンパーＷ２、および棟ダンパーＷ３以外の
側壁や屋根の全部は図示するとおり二重壁構造となって
おり、コンクリート４の下側は地表Ｇより下位に位置す
る。

【００１６】温調媒体循環通路３は、部屋Ｒ１の外壁と
建物Ｈの二重側壁との間の通路３１、部屋Ｒ２の窓Ｗ１
以外の外壁と建物Ｈの二重側壁との間の通路３２、およ
び部屋Ｒ１と部屋Ｒ２との各外壁間の通路３３とからな
っており、屋根裏空間１と床下空間２とはこれら三通路
３１〜３３を介して連通している。通路３３には、送風
機３３２と管部３３３とからなる温調媒体循環強制手段
３３１が設置されており、温調媒体循環強制手段３３１
により必要に応じて建物Ｈ内の温調媒体、通常は空気、
は屋根裏空間１から床下空間２に、あるいはその逆に床
下空間２から屋根裏空間１に強制移送される。

【００１７】コンクリート４は、両端側の断熱部位４１
と中央の非断熱部位４２とからなり、断熱部位４１はそ
の側壁面および下面が断熱材層ＨＩにて覆われている。
したがって断熱部位４１の地中に埋もれた側壁面および
下面は、断熱材層ＨＩの介在にて地面とは断熱状態に保
持されている。これに対して、非断熱部位４２の全下面
が接地下面に該当し、それは地表Ｇに対して垂直な面４
２１と水平な面４２２とからなり、両面とも断熱材層Ｈ
Ｉにて覆われずに地面とは接触状態になっている。なお
地中の湿気や水分が断熱材層ＨＩ内に浸透してその断熱
効果を阻害することがないように、断熱材層ＨＩの先端
部は、図１に示すように、非断熱部位４２中に食い込ん
でいる。

【００１８】断熱材層ＨＩの構成材料としては、ロック
ウール、ガラスウール、バーミキュライト、シラスバル
ーンのような多孔質の無機材料、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリウレタンなどの有機高分子の発泡体、ある
いはオガ屑、紙などの断熱材を使用し、必要に応じて防
水処理された非透水性シートが例示される。

【００１９】コンクリート４の非断熱部位４２は、図２
に示すように砕石や土などの基層４０１、防水シート４
０２、鉄線などのスペーサー４０３、ワイヤーメッシュ
４０４、およびコンクリート４０５とからなる。ＥＨ
は、ワイヤーメッシュ４０４の上に固定された電熱線に
て構成されたヒーターユニットである。スペーサー４０
３、ワイヤーメッシュ４０４およびヒーターユニットＥ
Ｈの各電熱線間の各空間はいずれもコンクリート４０５
により充填されている。断熱部位４１は、下面に断熱材
層ＨＩを有する以外は非断熱部位４２と同じ構成を有す
る。防水シート４０２としては、実質的に断熱作用を有
しないシート、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニルな
どの薄シートやアスファルト引き布などが適当であり、
場合によってはこれはなくてもよい。

【００２０】建物Ｈの外壁の大部分、特にその少なくと
も８０％、さらにはその全部を二重壁構造とすること
は、本発明の前記した作用を一層高める上ですこぶる効
果がある。さらに窓も二重硝子構造とすることが好まし
い。建物Ｈの外壁を二重壁構造とする代わりに外壁の内
側および／または外側に前記した断熱材層ＨＩの構成材
料と同様の断熱材の層を設けてもよい。

【００２１】温調媒体循環通路３の変形例として、温調
媒体循環通路の一部は、建物内の温調の対象となる一部
の部屋であってもよい。かかる部屋は、その天井、側
壁、床などに温調媒体循環通路に開口する通気孔が設け
られる。なおその場合、温調媒体たる循環空気流により
部屋が汚染される可能性があるので、そのような場合に
は図１に示す床下ダンパーＷ２や棟ダンパーＷ３などが
換気の役に立つ。

【００２２】以下は、本発明の温調装置の作動例であ
る。まず冬季においては安価な夜間電力を利用してヒー
ターユニットＥＨにより蓄熱性のコンクリート４を加熱
する。加熱の程度は、翌日の早朝にヒーターユニットＥ
Ｈを切る前にコンクリート４が、例えば２５〜６０℃程
度に達しているようにする。さすれば、日中はコンクリ
ート４にて床下空間２内の空気が加熱され、温調媒体循
環通路３を通じて図１で矢印で示す自然対流が生じ、か
くして建物Ｈ内の全体が一様に暖房される。夕方あるい
は夜に至ってコンクリート４の温度が低下すると、再び
ヒーターユニットＥＨを作動してコンクリート４を加熱
し、以下同様の暖房を繰り返す。

【００２３】晩秋においては、ヒーターユニットＥＨを
作動させることなく、外気温度より高温度を保持するコ
ンクリート４のみによる暖房機能により上記と同様の自
然対流が生じて建物Ｈ内の全体が一様に暖房される。

【００２４】一方、夏季においては、外気温度より低温
度を保持するコンクリート４により冷房が行われる。そ
の場合、温調媒体循環強制手段３３１を作動させて床下
空間２内の低温度の、しかして比重の大きい空気を効率
よく屋根裏空間１に強制移送することが好ましい。

【００２５】コンクリート４に設置された加熱手段とし
て、電熱線からなるヒーターユニットＥＨの他に温水パ
イプが挙げられる。温水パイプを加熱手段として使用す
る場合は、別途設けた湯源タンクに温水パイプを接続
し、安価な夜間電力により必要な高温度に加熱した温水
を該温水パイプと湯源タンクとの間を循環させる。

【００２６】コンクリート４に設置される加熱手段に代
わって、加熱−冷却手段も用いられる。加熱−冷却手段
は、コンクリート４を加熱することは勿論、加熱に代え
て冷却することもできるものであって、その例として
は、上記の温水パイプと同じ構造であるが湯源タンク内
の循環水の温度を変化させ得て、加温と冷却とが兼用可
能なパイプが例示される。加熱−冷却手段は、コンクリ
ート４の保有熱量が不足したり過剰であったりする場合
に建物内の温調を適正化する上で有効である。特に、夏
季の異常に暑い日中に冷却手段として作動させると効果
がある。なお本発明において、加熱手段にせよ加熱−冷
却手段にせよ、その設置場所は、図１に示すようにコン
クリート４の内部であってもよく、あるいはその表面上
などであってもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、四季を通じて年間平均気温に
近い安定した温度を保持する地熱を有効利用するので、
従来の中央温調システムや床冷暖房システムと比較して
四季を通じた運転経費が安価である、構造が単純である
ので建設費用が少なくて済む、しかも四季を通じて建物
内を均一に且つ快適に温調できる、など優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図である。

【図２】図１の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

Ｈ温調対象の建物１屋根裏空間２床下空間３温調媒体循環通路４コンクリート４１コンクリート４の断熱部位４２コンクリート４の非断熱部位ＨＩ断熱材層ＥＨヒーターユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大村雅彦兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者甲斐純一東京都千代田区丸の内３丁目４番１号新国際ビル三菱電線工業株式会社東京事務所内 (72)発明者木下和夫兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者池端一博福井県福井市光陽１丁目25番21号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物内の少なくとも所望の個所が温調し
得るように配置された温調媒体循環通路を介して屋根裏
空間と床下空間とが連通しており、床下空間の底部は加
熱手段または加熱−冷却手段を有するコンクリートから
なり、且つコンクリートの下面の少なくとも一部は断熱
材を介することなく地面と接することを特徴とする建物
の温調構造。
【請求項２】建物の外壁の大部分または全部が二重壁
である請求項１記載の建物の温調構造。
【請求項３】温調媒体循環強制手段をさらに有する請
求項１または２記載の建物の温調構造。
【請求項４】コンクリートの下面の少なくとも一部
が、断熱材を介することなく地表から少なくとも５０ｍ
ｍ地下にある請求項１〜３のいずれかに記載の建物の温
調構造。
【請求項５】断熱材を介することなく地面と接するコ
ンクリートの下面の面積が、床下空間の底部面積の３０
〜９５％である請求項１〜４のいずれかに記載の建物の
温調構造。