JPH11310967A

JPH11310967A - 戸建住宅用自然換気建造物の構造及び自然換気システム

Info

Publication number: JPH11310967A
Application number: JP18179498A
Authority: JP
Inventors: Motoya Hayashi; 基哉林; Hiromi Yamada; 裕巳山田; Tsutomu Shimizu; 務清水; Hajime Yada; 肇矢田; Toshio Tani; 俊男谷
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 1999-11-09
Anticipated expiration: 2018-06-29
Also published as: JP2998743B2

Abstract

(57)【要約】【課題】戸建住宅用自然換気建造物の構造及び自然換
気システムの提供【解決手段】上下階を貫通する竪穴部を有する建築物
において、各階各部屋に屋外からの給気口、上層階各部
屋天井に排気グリル、また下層階各部屋から竪穴部利用
換気路への通気口、竪穴部天井には吸込グリルを設け、
前記吸込グリル上部小屋裏に排気チャンバー、さらには
棟に換気口、換気口下部に換気チャンバーを設け、排気
グリルと排気チャンバー及び、排気チャンバーと換気チ
ャンバーを、それぞれダクトで連結したことを特徴とす
る戸建住宅用自然換気建造物の構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、低層住宅における
自然換気建造物の構造及びそれを用いた自然換気システ
ムに関するものである。特に、建物構造自体を換気路と
して利用するため、自然換気建造物の建設にあたって、
省スペース・低コスト化を実現可能としたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の住宅における換気システムには、
ダクト直結式集中換気システム及び予熱給気利用換気シ
ステム等が有り、ダクト直結式集中換気システムは給気
経路に建物隙間を利用し、洗面所・風呂・トイレ等から
の換気扇による常時排気あるいは、ダクトを換気経路と
して煙突へ連結することにより屋内の汚染空気を排出す
る換気システムである。また予熱給気利用換気システム
は主に寒冷地向け基礎断熱床を設けた住宅に用いられる
もので、外気取り入れ方法としては２種類あり、床下空
間を給気経路として利用した方法と、集中換気口を設け
予熱室経由で天井懐を利用し外気を取り入れる方法があ
る。また屋内空気循環及び排気方法は共にファンによる
制御を前提としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記２種類の提案にお
いて、ダクト直結式集中換気システムでは住宅の自然換
気は可能であるが、建物の構造自体を換気設備として利
用せず、換気経路であるダクトを各部屋から煙突へ接続
させ、また一般的に下層階に集中する洗面所・風呂・ト
イレからの汚染空気を排気口から煙突へ直接ダクトで連
結しているため、ダクト部材・ダクトスペースが必要に
なると同時にダクト工事も困難となり設置コストが高価
になる。

【０００４】また、床下空間を給気経路として利用した
予熱給気利用換気システムは、寒冷地向け基礎断熱床以
外では利用が不可能で有り、予熱室及び天井懐利用方法
では予熱室の確保が必要となる。従って構造上の制約に
より建物の平面的自由度が低くなる。さらには、給気経
路は寒冷地の暖和措置の為に設けられており、東北地方
以南の比較的温暖な地域では実用性が低いなどの問題点
があった。本発明は、このような従来の問題点に着目し
たもので、その目的は、建物の構造自体を換気経路とし
て利用することにより、各部屋の換気設備の合理化と設
置コストの低減及び比較的温暖な地域での設置を可能と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る戸建住宅用自然換気建造物の構造は、
上下階各部屋外壁部に給気口を設けて屋外の新鮮空気を
取り入れ、上層階各部屋天井に排気グリル、下層階各部
屋に建物の竪穴部である階段室・吹抜けに通じる通気
口、竪穴部天井に吸込グリルを設けることにより換気経
路を形成する。また、吸込グリル上部小屋裏に建物内の
換気流を集約させる排気チャンバーと、建物内の汚染空
気を自然作用により効率良く排出するために、棟に換気
口、換気口下部には換気チャンバーを設ける。さらに
は、排気グリルと排気チャンバー及び、排気チャンバー
と換気チャンバーを、それぞれダクトで連結したことを
要旨としている。

【０００６】また、本発明に係る戸建住宅用自然換気建
造物の構造は、前記排気チャンバー内に、ファンあるい
はダンパー及び風量センサーを設けることを要旨として
いる。

【０００７】さらに、本発明に係る自然換気システム
は、排気チャンバー内にファン及び／又はダンパー及び
風量センサーを設け、建物外部より上下階各部屋を通
り、排気ダクトから棟に抜ける屋内外温度差・外部風力
等の自然作用による換気量を人工的に調整することを要
旨としている。

【０００８】

【発明実施の形態】本発明の戸建住宅用自然換気建造物
の構造における、上下階を貫通する竪穴部としては、階
段室・吹抜け等があり、本発明は各部屋から棟包への換
気経路として、建物の竪穴部を利用するものである。屋
外からの新鮮空気を取り入れる上下階各部屋設置の外気
取入口は、一般には外壁に空気取り入れ用の貫通孔を形
成し、簡易な給気口を嵌め込んだものが多いが（図２
（ａ））、その他にサッシ換気框を利用することが可能
である（図２（ｂ））。またその位置により換気流が変
化するため、屋内外温度差・外部風量等を考慮し、地域
に適した位置に設けるのが望ましい。また１階の居室と
竪穴部との間には、ドアアンダーカットあるいはガラリ
等の通気口を設け、竪穴部天井に設けた吸込グリルから
１階居室の換気を可能としている。

【０００９】前記吸込グリル上部小屋裏の排気チャンバ
ーには素材が高温になるのを防ぐため、断熱性のある材
料を用いることが好ましい。また排気グリルと排気チャ
ンバーを接続する下部ダクト及び排気チャンバーと換気
チャンバーを接続する上部ダクトは断熱性のある素材を
用いることが好ましい。さらには、排気チャンバー、棟
の換気口及び換気チャンバーに、軽量金属を用いること
により、自然換気システムの軽量化を計ることが可能に
なる。

【００１０】

【実施例】〔実施例１〕以下に、本発明の戸建住宅用
自然換気型建造物の構造について図１〜図５に基づいて
説明する。図１〜図５は、請求項１に対応する本発明の
第１実施例による戸建住宅用自然換気建造物の構成及び
効果を示す図又はグラフで、図１は戸建住宅用自然換気
建造物の構造概略断面図、図２は給気口の説明図、図３
は小屋裏換気設備概略斜視図、図４は換気棟部詳細図、
図５は戸建住宅用自然換気建造物使用時の５日間にわた
る測定結果を示すグラフである。

【００１１】図１において（１）は上下階各部屋に屋外
の新鮮空気を取り入れる給気口、（２）は上層階各部屋
天井に設けた排気グリル、（３）は竪穴部利用換気路、
（４）は竪穴部利用換気路への通気口、（５）は竪穴部
天井に設けた吸込グリル、（６）は排気チャンバー、
（７）は換気口、（８）は換気チャンバー、（９）はダ
クトであり、（９ａ）は下部ダクト、（９ｂ）は上部ダ
クトである。

【００１２】本実施例は、図１に示すように竪穴部を有
する戸建住宅において、下層階は給気口から前記竪穴部
を通って棟へ抜ける換気経路、上層階は給気口から各部
屋天井を通って棟へ抜ける換気経路を有した戸建住宅用
自然換気建造物の構造に関するものである。

【００１３】本実施例の給気口（１）は、図２（ａ）に
示す約φ１０cm程度円形の給気口をを用いており、フィ
ルターを装着することにより花粉・粉塵等、外部からの
汚染物質を除去することができる。また上層階各部屋に
は竪穴部への通気口は設けず吸込グリル（５）に近い各
部屋天井位置に排気グリル（２）を設ける。排気グリル
（２）にはルーバー等の風量調節機能を設け、各部屋個
別に適切な換気風量に調節することができるようにして
いる。

【００１４】また、１階各室から竪穴部への換気経路を
確保するため、ドアの下端部に隙間を設け通気口（４）
としている。さらに前記竪穴部天井に吸込グリル（５）
を設け、その小屋裏には排気チャンバー（６）を設け、
両者が連結されている。上記排気グリル（２）と排気チ
ャンバー（６）間を、約φ１００mmの下部ダクト（９
ａ）で連結している。また、図３に示すように換気口
（７）下方に、設置可能な上下開放の換気チャンバー
（８）を母屋に取り付ける。この時、屋根下地頂部を幅
４０〜５０mmにわたり切欠き、換気チャンバー（８）先
端部が屋根の妻面より突出するように設置する。また、
棟には換気口（７ａ）（７ｂ）を設けている。さらに排
気チャンバー（６）と前記換気チャンバー（８）を、約
φ２００mmの上部ダクト（９ｂ）で連結し、建物屋外ヘ
の換気経路を形成している。

【００１５】上記のような構造の建築物においては、換
気口から屋内外の温度差によって生じる浮力及び風力に
よって、棟の換気口から屋内空気が吸い出され、建物竪
穴部と２階居室の排気グリルから空気が吸い出され、下
階の給気口から外気が導入される。従って、各部屋の空
気が自然に建物竪穴部あるいは排気グリルを経由して換
気口へ抜けるため、効果的な自然換気型住宅が提供でき
る。また図４に示すように、屋外への最終換気口である
（７ａ）（７ｂ）は、棟両側に形成され風向による影響
を受けず、また、屋根に沿って風が流れるので負圧によ
る吸引効果が生じる。この構造を使用して換気量を４月
１８日〜４月２５日の５日間にわたり実測した結果を図
５（ａ）〜（ｃ）に示す。（ａ）は屋外の風速を示した
グラフであり、（ｂ）は外気温と平均室温の対比グラ
フ、（ｃ）は１時間おきの換気風量を示すグラフであ
る。このように温度と風速の変動に伴って本願の換気風
量は変動するが（９０〜２００ｍ^３/ｈ）、一般的に必
要とされる換気回数０．３５〜０．５回／ｈ（床面積１
２０ｍ^２の住宅の場合）は確保されている。従って、本
実施例のような建物構造を用いると、自然の換気で必要
な換気量をまかなうことができる。

【００１６】〔実施例２〕本発明の第２の実施例を、
図６〜図７に基づいて説明する。本実施例は、実施例１
記載の排気チャンバー（６）内に、図６で示すようにフ
ァン（１０）、風量センサー（１１）を設けた以外は、
実施例１と同様の構造を有していることを特徴とする。
本実施例の建物構造を利用すれば、風量センサー（１
１）で受信した信号が最適換気量かどうかを制御装置
（図示ぜず）内で判断し、自動的に運転をＯＮ・ＯＦＦ
させることができる。このように最適換気量を自動的に
得られるようにする以外に、居住者の好みに応じてファ
ンのスイッチでＯＮ・ＯＦＦまたは換気量の強弱を設定
し、調整することも可能となる。本実施例の建物構造を
使用した換気量の年間測定値を示したグラフが図７であ
るが、この結果によると夏期及び中間期の風量が少ない
場合にファンを運転し、その結果必要換気量が確保され
ている。

【００１７】〔実施例３〕本発明の第３の実施例を、
図８〜図９に基づいて説明する。本実施例は、実施例２
のファン（１０）の代わりに図８で示すようにダンパー
（１２）を設けた以外は、本実施例２と同様の構造を有
している。本実施例の建物構造を利用すれば、風量の多
い時にダンパー（１２）の角度を段階的に調整すること
で、最適風量を得られるようにすることが可能である。
本実施例の建物構造を利用した換気量の年間測定値を示
したグラフが図９であるが、真冬及び風が強い時にダン
パー（１２）制御を行うことで、過剰な換気を抑制する
ことが可能となった。

【００１８】〔実施例４〕本発明の第４の実施例を、
図１０〜図１２に基づいて説明する。本実施例は、図１
０に示すように実施例１の排気チャンバー（６）内に、
ファン（１０）及び風量センサー（１１）及びダンパー
（１２）を設け、その両方を換気風量に応じて制御する
ことで自然換気量を調整する自然換気システムに関する
ものである。なお本実施例に使用した家屋は２階に主寝
室及び子供室１、子供室２（図示せず）を有した構造に
なっている。これらの装置を使用して換気量を３月２１
日〜３月２７日の７日間にわたり実測した結果を図１１
（ａ）〜（ｄ）に示す。（ａ）は屋外の風速を示したグ
ラフ、（ｂ）は外気温と平均室温の対比グラフ、（ｃ）
はファンの運転状況を示す図、（ｄ）は煙突（棟の換気
口）排気風量を示すグラフである。図１１（ｄ）は積層
グラフで、下段はホール・主寝室の排気風量、上段は子
供室１及び子供室２の排気風量であり、これらを加えた
数値が煙突排気風量となる。

【００１９】このグラフからもわかるように、実施例１
の自然換気建造物の構造のみで制御することができなか
った微風時の換気量不足や、強風時の換気量抑制をそれ
ぞれファン（１０）及びダンパー（１２）の両方で制御
することが可能なことが読みとれる。本実施例ではファ
ン（１０）では１００ｍ^３/ｈ以上、ダンパー（１２）
では１５０ｍ^３/ｈ以下の範囲に調節された結果となっ
ている。これにより図１２に示すように季節の変化を考
慮すると、年間を通じてファン（１０）及びダンパー
（１２）の両方を用いることにより最適換気量が得られ
ることが推測される。またその時の風量に合わせて、強
風時はダンパー（１２）が自動的に閉じる方向に傾き過
剰な換気（１８０ｍ^３/ｈ以上）を抑制させ、微風時は
ファン（１０）が自動的に駆動し、換気量を１００ｍ^３
/ｈ以上に保つことで、きめ細かな換気量制御（一般に
最適範囲であるとされる換気量１００〜１８０ｍ^３/
ｈ）が可能となる。また居住者の好みに合わせ換気量を
増加させることも可能となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、各部屋には屋外からの新鮮空
気を導入する給気口を設け、上層階各部屋天井には各部
屋と小屋裏を連結する排気グリル、下層階各部屋には各
部屋から竪穴部利用換気路へ通気口を設けることによ
り、各部屋及び全体の換気量をほぼ一定にすることを可
能にするとともに、建物自体を換気経路として利用する
ため、建物外観を損なわず、低コストによる自然換気を
可能とした。また、建物最上部に換気チャンバー及び棟
に換気口を設けることにより、屋内外温度差及び風力に
よる吸引効果を利用し換気量を促進させることが可能で
ある。さらに室内空気を小屋裏の排気チャンバーで集
め、そのままダクトを通じ換気口から直接屋外へ換気す
るため、屋内空気を小屋裏に開放しない。従って、室内
の湿気を漏らすことがなく好ましい。

【００２１】排気チャンバー内に、ダンパー及び風量セ
ンサーを設けることにより、真冬・強風時の過剰な換気
量を抑制させることが可能となった。また、排気チャン
バー内に、ファン及び風量センサーを設けることによ
り、空調中間期・夏期・無風時の換気量不足を１００ｍ
^３/ｈ以上に改善することが可能となった。さらには、
排気チャンバー内にダンパー及びファン及び風量センサ
ーを設けることにより、年間を通じた換気量を自動的に
最適範囲（１００〜１８０ｍ^３/ｈ）に保つ、あるいは
居住者が希望する範囲に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の戸建住宅用自然換気建造物の
構造概略断面図

【図２】本発明の給気口の説明図

【図３】本発明実施例１の小屋裏換気設備概略斜視図

【図４】本発明実施例１の換気棟部詳細図

【図５】本発明実施例１の戸建住宅用自然換気型建造物
使用時の測定結果を示すグラフ

【図６】本発明実施例２の排気チャンバー内（ファン）
の概略断面図

【図７】本発明実施例２のファン使用時の換気量を示し
たグラフ

【図８】本発明実施例３の排気チャンバー内（ダンパ
ー）の概略断面図

【図９】本発明実施例３のダンパー使用時の換気量を示
したグラフ

【図１０】本発明実施例４の自然換気システム構成及び
概略断面図

【図１１】本発明実施例４の自然換気システム使用時の
測定結果を示すグラフ

【図１２】本発明実施例４の自然換気システム使用時の
換気量を示したグラフ

【符号の説明】

１給気口２排気グリル３竪穴部利用換気路４通気口５吸込グリル６排気チャンバー７換気口８換気チャンバー９ａ下部ダクト９ｂ上部ダクト１０ファン１１風量センサー１２ダンパー

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る戸建住宅用自然換気建造物の構造は、
上下階を貫通する竪穴部を有する建築物において、各階
各部屋に屋外からの給気口、上層階各部屋天井に排気グ
リルを設けて、竪穴部への通気口を設けず、下層階各部
屋から竪穴部利用換気路への通気口、竪穴部天井には吸
込グリルを設け、前記吸込グリル上部小屋裏に、風量セ
ンサーを有した排気チャンバーを設け、棟両側に換気
口、換気口下部に換気チャンバーを設け、排気グリルと
排気チャンバー、及び排気チャンバーと換気チャンバー
をそれぞれダクトで連結したことを要旨とするものであ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】削除

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】さらに、本発明に係る自然換気システム
は、該排気チャンバー内にファン及び／又はダンパーを
設け、下層階は建物外部より竪穴部を通って他の上層階
各部屋を通らずに吸込みグリルから棟両側の換気口に抜
け、上層階は建物外部より各部屋排気グリル、排気チャ
ンバーを通り棟に抜ける自然作用による換気量を風量セ
ンサーの検知に基づき前記ファン及び／又はダンパーを
制御することにより、人工的に調整することを要旨とす
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢田肇大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内 (72)発明者谷俊男大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下階を貫通する竪穴部を有する建築物
において、各階各部屋に屋外からの給気口、上層階各部
屋天井に排気グリル、また下層階各部屋から竪穴部利用
換気路への通気口、竪穴部天井には吸込グリルを設け、
前記吸込グリル上部小屋裏に排気チャンバー、さらには
棟に換気口、換気口下部に換気チャンバーを設け、排気
グリルと排気チャンバー及び、排気チャンバーと換気チ
ャンバーを、それぞれダクトで連結したことを特徴とす
る戸建住宅用自然換気建造物の構造。
【請求項２】請求項１記載の排気チャンバー内に、フ
ァン及び風量センサーを設けたことを特徴とする戸建住
宅用自然換気建造物の構造。
【請求項３】請求項１記載の排気チャンバー内に、ダ
ンパー及び風量センサーを設けたことを特徴とする戸建
住宅用自然換気建造物の構造。
【請求項４】請求項１記載の排気チャンバー内に、フ
ァン及び／又はダンパー及び風量センサーを設け、建物
外部より各階各部屋を通り、竪穴部吸込グリル又は排気
グリルから棟に抜ける自然作用による換気量を前記ファ
ン及びダンパーで人工的に調整することを特徴とする自
然換気システム。