JP2548261B2 - 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
は強制的に空気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
エアサイクルの径路の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、６は壁コレクター
空間、８は屋根コレクター空間、10は通気空間、11は吸
排気口、12は熱交換器、14は給気口、15は換気扇、16は
集熱ダクト、17は分散ダクト、18はファン、19から22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は家屋Ａの内部において内壁９、天井23、床
24によって分割された三つの空間であり、小屋裏空間１
は後述するように熱交換器12を経て吸気された外の空気
を拡散ファン13によって攪拌、分散するためのエアーダ
ム的機能、および床下空間３へ暖かい空気を送り出すた
めの径路の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14によっ
て結ばれている。この給気口14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15を配設している。
この換気扇15はパイプ21によって熱交換器12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12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24によって区分された
空間であり、通気空間10を介して小屋裏空間１と連通化
され、また壁コレクター空間６の下部と連通化している
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によって囲まれた部分である。この
気密断熱層４は、少なくとも断熱性、密封性を有し、福
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るも
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６、屋根コレクター空間８
のグループの２つに区分するものであり、かつ、断熱層
として機能するものである。壁コレクター空間６は外壁
５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８は屋根７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６と屋根コレクター空間
８は連続したものであり、外壁５、屋根７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、壁
コレクター空間６の下部（土台付近）は、床下空間３、
通気空間10と通じており、床下空間３の空気の一部を取
り入れ、外壁５を介して太陽熱によりこの空気を加温す
るものである。この壁コレクター空間６は屋根コレクタ
ー空間８と連続しているため、壁コレクター空間６内で
加温された空気は上昇し、屋根コレクター空間８に移動
する。屋根コレクター空間８に移動してきた空気は屋根
７を介してさらに太陽熱によって加温され、屋根コレク
ター空間８の棟付近に配設した集熱ダクト16によって集
められ、ファン18を介し、パイプ22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６、屋根コレ
クター空間８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16、ファン18は屋根コレクター空間８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
である。なお、この集熱ダクト16とファン18の制御は図
示しないがマイコン、センサによって行うこともでき
る。分散ダクト17は床下空間３内に配設されたものであ
り、集熱ダクト16、ファン18とパイプ22によって連結さ
れており、壁コレクター空間６、屋根コレクター空間８
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17a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10は内壁９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10
は吸排気口11、熱交換器12によって取り入れられた小屋
裏空間１内の新鮮な空気を床下空間３に導くための径路
であると共に、居住空間２の内壁９付近の冷気を除去す
るためのものである。熱交換器12は例えば第５図に示す
ような構造で、ダクト12a、12bを吸排気口11とパイプ1
9、20で連結し、またダクト12dを換気扇15とパイプ21で
連結し、ダクト12cを拡散ファン13と連結したものであ
る。すなわち熱交換器12は吸排気口11よりパイプ19を介
してダクト12aから新鮮な空気を取り入れ、ダクト12cか
ら拡散ファン13によって小屋裏空間１に空気を放出する
際にダクト12dからダクト12b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13は小屋裏空間１にて、熱交換器
12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図を用い
て説明する。外部Ｂから家屋Ａ内に吸排気口11を通って
取り入れられた空気は熱交換器12を介し、拡散ファン13
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12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10を通っ
て床下空間３に移動する。この床下空間３に移動した空
気は、集熱ダクト16の作動状況、および床下空間３内の
圧力によって、その一部が壁コレクター空間６へ移動す
る。壁コレクター空間６では外壁５を介して太陽熱によ
って暖められ上昇し、屋根コレクター空間８に移動す
る。屋根コレクター空間８では屋根７を介して太陽熱に
より、より暖められ棟部分に設けた集熱ダクト16に移動
する。この暖められた空気は集熱ダクト16によりファン
18を介してパイプ22を通り床下空間３に配した分散ダク
ト17に運ばれ、床下空間３内に均一に分散される。床下
空間３では集熱ダクト16から送られた空気と通気空間10
を通ってきた空気が混合し、この混合した暖かい空気は
給気口14を通って居住空間２に入る。居住空間２内の空
気は各部屋間に分散し、最終的に換気扇15を介して熱交
換器12に運ばれ、パイプ20を通って吸排気口11から外部
Ｂに放出される。この際、小屋裏空間１には圧力がかか
っているため、居住空間２内で発生した水分（湿気）は
小屋裏空間１に漏洩することがなく換気扇15、熱交換器
12を介して外部Ｂに放出され、家屋Ａの腐食を防止する
こともできる。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おさえることがで
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集熱ダクト16から分散ダクト17
への途中のファン18を停止することにより、壁コレクタ
ー空間６、屋根コレクター空間８の空気の流れを止め、
これらを断熱層として利用することにより、家屋Ａの
内、外部の熱の流通を無くし、冷房を効率よく行うこと
ができるものである。

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
16と分散ダクト17を結ぶパイプ22の一部を居住空間２内
における放熱器25とすることもできる。また吸排気口11
は第１図では土台付近に形成しているが、軒天等の屋根
７近傍に設けることもできる。さらに熱交換器12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、壁コレクター空間６と床下空間３の中間に弁機構を
設けることも可能である。また分散ダクト17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17bのみからなる分散ダク
ト17、（ｂ）、（ｃ）図は主体17b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17cで被覆し保形性を向上した分散ダクト17、（ｄ）
〜（ｈ）図は主体17bの外側面をシート状物17dで被覆し
たものであり、（ｄ）図はスリット17eを形成した分散
ダクト17、（ｅ）〜（ｇ）図はシート状物17dの一部に
フリー端17fを形成した分散ダクト17、（ｈ）図は主体1
7bの一部を露出させた分散ダクト17である。なお、
（ｄ）〜（ｈ）図におけるシート状物17d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17e、フリー端1
7fが弁的機能を果たし、分散ダクト17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。

〔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。夏期においては気密断熱
層と共に壁コレクター空間、屋根コレクター空間をも断
熱層として機能させることができる。居住空間の換気
も同時に行うことができる。小屋裏空間は居住空間よ
り圧力が高くなるため、空気が通気空間を通り床下空間
に移動するエアサイクルの起動力となると共に、居住空
間で発生した水分、湿気が小屋裏空間に漏洩することが
なく、家屋の耐久性を向上することができる。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、６……壁コレクター空
間、８……屋根コレクター空間、10……通気空間、12…
…熱交換器、14……給気口、15……換気扇。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小屋裏空間、居住空間、床下空間を気密断
   熱層によって囲むと共に、該気密断熱層と外壁間には壁
   コレクター空間を形成し、また気密断熱層と屋根間には
   屋根コレクター空間を形成し、かつ、該壁コレクター空
   間と屋根コレクター空間を連通化し、また、前記気密断
   熱層と内壁間には床下空間と小屋裏空間とを連通化させ
   るための通気空間を形成すると共に、壁コレクター空間
   の下部と通気空間の下部を連通化し、また床下空間と居
   住空間とは給気口によって結ばれており、前記屋根コレ
   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、吸排気口から熱
   交換器を介して小屋裏空間に外部の新鮮な空気を取り入
   れ、換気扇から熱交換器を介して外部に居住空間の空気
   を排出することを特徴とする家屋。