JP2714047B2 - 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っる
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２
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22および屋根21において
太陽熱を集熱し、さらに、家屋Ａ内で発生した熱が伝
導、漏気によって外部Ｂへ逃げる分を回収し、再利用す
ることにより冬期におけるエネルギーの低減を図り、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は通気空間、５は気密断熱層、６
はコレクター空間である。すなわち、小屋裏空間１、居
住空間２、床下空間３は家屋Ａの内部において内壁18、
天井19、床20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14を経て吸気され
た外の空気を拡散ファン16によって撹拌、分散するため
のエアーダム的機能、および居住空間２、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27によって熱交換器14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14を介して外部Ｂ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20によって区分
された空間であり、通気空間４を介して小屋裏空間１と
連通化されている空間である。また、小屋裏空間１、居
住空間２、床下空間３は気密断熱層５によって囲まれた
部分である。この気密断熱層５は、少なくとも断熱性、
密封性を有し、副次的に遮音性、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５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、後述するように屋根コレクタ
ー空間７と壁コレクター空間８とからなるコレクター空
間６との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。コレクター空間６は屋根21と気
密断熱層５とによって囲まれた屋根コレクター空間７
と、外壁22と気密断熱層５間の壁コレクター空間８とか
らなり、屋根コレクター空間７と壁コレクター空間８と
は連続しており、主に冬期において太陽熱の集熱と、気
密断熱層５から漏れ出る熱の回収を行うものである。さ
らに説明を加えると、屋根コレクター空間７、壁コレク
ター空間８は、仕切り10によってそれぞれ内層7b、7c、
8b、8cと外層7a、7d、8a、8dの２層に分かれており、か
つ、壁コレクター空間８の土台部分では内層8bと外層8
a、内層8cと外層8dが連続しているようにし、一方、屋
根コレクター空間７では棟部９において、仕切り10によ
り例えば北側の外層7aと南側の外層7dのように２つに区
分し、また、南側の仕切り10を棟部９近傍で切り欠いて
内層7b、7cおよび外層7dを連通化した構造としたもので
ある。この外層7a、7d、8a、8dでは主に太陽熱の集熱を
図るための空間であり、内層7b、7c、8b、8cは気密断熱
層５から漏洩する熱の回収を行うものである。また屋根
コレクター空間７の外層7aの頂部には給気口11を設け、
外層7dの頂部には集熱ダクト12を配設する。この給気口
11は外気をコレクター空間６に供給するためのものであ
り、集熱ダクト12の起動と連動していることが好ましい
ものである。集熱ダクト12はコレクター空間６内で加温
され、棟部９に上昇した空気を集め、床下空間３の分散
ダクト13に移送するためのものである。この集熱ダクト
12は、例えば第３図に示すように金属、プラスチックか
らなるパイプに四角形状、長円形状、円形状等のスリッ
ト12a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、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
もの等である。13は分散ダクトで集熱ダクト12からファ
ン23を介してパイプ24で結ばれたものであり、コレクタ
ー空間６で加温された空気を床下空間３に分散させるた
めのものである。その形状は、例えば第４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13aを有するもの、あるいは集熱ダクト12のように
繊維質材料、合成樹脂発泡体（連続気泡組織）、多孔質
セラミック等をパイプ状に形成したものを、第５図
（ａ）、（ｂ）に示すように配したもの等である。14は
熱交換器で、例えば第６図に示すような構造で、ダクト
14a、14bを吸排気口17とパイプ25、26で連結し、またダ
クト14dを換気扇15とパイプ27で連結し、ダクト14cを拡
散ファン16と連結したものである。すなわち熱交換器14
は吸排気口17よりパイプ26を介してダクト14aから新鮮
な空気を取り入れ、ダクト14cから拡散ファン16によっ
て小屋裏空間１に空気を放出する際にダクト14dからダ
クト14bを通って外部Ｂへ排出され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16は小屋裏空間１にて、熱交換器14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
（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。第２図（ａ）は冬期
における流れを示すものであり、外部Ｂから家屋Ａ内に
吸排気口17を通って取り入れられた空気は熱交換器14を
介し、拡散ファン16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14から
の供給圧により、天井19を介して居住空間２へ、あるい
は通気空間４から内壁18を介して居住空間２へ、もしく
は通気空間４を通って床下空間３へ移動し、居住空間２
内の換気扇15により熱交換器14を介して外部Ｂに放出さ
れる。またコレクター空間６では棟部９の給気口11から
取り入れられた空気は、圧力との関係で屋根コレクター
空間７の外層7a、壁コレクター空間８の外層8aを太陽熱
を集熱しながら下降する。この空気は外層8aの下部でつ
ながっている内層8bに移動し、気密断熱層５から漏洩す
る熱を回収しながら内層7bを通り棟部９に移動する。棟
部９では集熱ダクト12により加温された空気をファン2
3、パイプ24を介して分散ダクト13に供給する。この
際、一部の空気は屋根コレクター空間７の内層7c、壁コ
レクター空間８の内層8cへ移動し、外層8d、7dを通って
再び棟部９に移動する。なお、集熱ダクト12の起動は、
コレクター空間６の温度と、床下空間３、居住空間２の
温度との関係で行われるものである。分散ダクト13によ
って床下空間３に放出された空気は、居住空間２を通
り、換気扇15、熱交換器14を介して外部Ｂへ放出される
ことになる。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Ｂ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12から分散ダクト13
への径路を閉塞し、第２図（ｂ）に示すように外部Ｂの
空気を熱交換器14によって取り入れ、居住空間２の空気
を換気扇15、熱交換器14を介して外部Ｂへ放出すること
により、外部Ｂの熱気が家屋Ａ内へ侵入しないようにし
ながら換気を行うものである。

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、吸排気口17を軒天等に設けることも可能である。
また第１図に点線で示すように、小屋裏空間１に開閉機
構を有する妻換気口29を設け、夏期において、小屋裏空
間１内の空気を外部Ｂへ放出することができる。さらに
熱交換器14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。また集熱ダクト12、分散ダクト13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７
図（ａ）〜（ｈ）に断面図を用いて概略を示したように
形成することもできる。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30のみからなるもの、
（ｂ）、（ｃ）図は主体30の内側面、あるいは外側面、
もしくは両側（図示せず）を通気性のあるシート31で被
覆し保形性を向上したもの、（ｄ）〜（ｈ）図は主体30
の外側面をシート状物31で被覆したものであり、（ｄ）
図はスリット32を形成したもの、（ｅ）〜（ｇ）図はシ
ート状物31の一部にフリー端33を形成したもの、（ｈ）
図は主体30の一部を露出させたものである。なお、
（ｄ）〜（ｈ）図におけるシート状物31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32、フリー端33が
弁的機能を果たし、分散ダクト13としてのみ用いるもの
である。さらに、集熱ダクト12を開閉機構を伴って外部
Ｂと連続させ、夏期においてコレクター空間６内の空気
を外部Ｂへ放出させることも可能である。また、第１図
に示すように、天井19、床20、あるいは図示しないが内
壁18に孔34を設け、居住空間２への空気の移動を容易に
することもできる。この場合孔34にファンを内蔵させる
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、居住
空間も空気の流れの１径路としているため、冬期でも換
気を行うことができる。外部との吸、排気は熱交換
器、あるいはコレクター空間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、さらに、気
密断熱層から漏洩する熱も回収することができるため暖
房費の低減を図ることができる。小屋裏空間、床下空
間は居住空間より圧力が高くなるため、居住空間で発生
した水分、湿気が小屋裏空間等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（ａ）、（ｂ）は空気の流れを説明するブロック
図、第３図は集熱ダクトの例を説明する一部切り欠き斜
視図、第４図、第５図（ａ）、（ｂ）は分散ダクトの例
を示す説明図、第６図は熱交換器の一例を示す説明図、
第７図（ａ）〜（ｈ）は集熱ダクト、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……通気空間、５……気密断熱層、６…
…コレクター空間、７……屋根コレクター空間、7a……
外層、7b……内層、7c……内層、7d……外層、８……壁
コレクター空間、8a……外層、8b……内層、8c……内
層、8d……外層、９……棟部、10……仕切り、11……給
気口、12……集熱ダクト、13……分散ダクト、14……熱
交換器、15……換気扇、17……吸排気口、18……内壁、
22……外壁、23……ファン、24……パイプ、25……パイ
プ、26……パイプ、27……パイプ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小屋裏空間１、居住空間２、床下空間３を
   気密断熱層５によって囲むと共に、気密断熱層５と屋根
   21間には屋根コレクター空間７を形成し、また気密断熱
   層５と外壁22間には壁コレクター空間８を形成し、か
   つ、屋根コレクター空間７と壁コレクター空間８と連通
   化し、また屋根コレクター空間７、壁コレクター空間８
   をそれぞれ仕切り10によって２層に仕切って気密断熱層
   ５側の内層7b、7cおよび内層8b、8cと、外壁22、屋根21
   側の外層7a、7dおよび内層8a、8dを形成し、外層8aと内
   層8b、内層8cと外層8dを壁コレクター空間８の土台近傍
   にて連続させ、さらに、棟部９において、仕切り10によ
   り屋根コレクター空間７の外層7aと外層7dを区分し、ま
   た、外層7aの頂部には給気口11を、外層7dの頂部には集
   熱ダクト12を配し、また、気密断熱層５と内壁18間には
   床下空間３と小屋裏空間１とを連通化させるための通気
   空間４を形成すると共に、床下空間３に集熱ダクト12と
   ファン23を介したパイプ24によって結ばれた分散ダクト
   13を配設し、居住空間２には換気扇15を配設すると共に
   家屋Ａ内部の任意位置に熱交換器14を配設し、吸排気口
   17と熱交換器14をパイプ25、26によって、換気扇15と熱
   交換器14をパイプ27によって連結したことを特徴とする
   家屋。