JP2714049B2 - 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、この種の家屋は、空気の循環径路は床
下空間、小屋裏空間、壁体内空間のみであり、居住空間
はこれらに囲まれているだけであった。すなわち、冬期
においてストーブ、ヒータから発せられる水分、燃焼ガ
ス、人体から発せられる水分等は居住空間に貯留したま
まであり、窓の開放等によって換気を行う必要があり、
換気と共に居住空間の熱を外部へ放出してしまうことに
なっていた。

〔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、ま
た、床下空間３には土間断熱層29、コンクリート層30、
およびコンクリート層30に埋設された熱媒体用パイプ33
からなる土間暖房部28を形成し、土間暖房部28によって
加温された空気で居住空間２を加温することにより、セ
ントラル暖房を図っ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、28は土間暖房部である。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8a、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により例えば北側と南側のように外層7a、7dの
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。土間
暖房部28は床下空間３内を加温すると共に、地面からの
湿気の浸入を遮断するものである。この土間暖房部28は
第７図に抽出して示すように土間断熱層29、コンクリー
ト層30、熱媒体用パイプ33から構成されたものである。
さらに説明を加えると、土間断熱層29は、ポリスチレン
フォーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム
等の硬質プラスチックフォームで独立気泡発泡組織の密
度が30〜100kg/m³程度の圧縮強度のあるもの、あるいは
ALC板、木片セメント板、木毛セメント板等の少なくと
も一種からなり、厚さが10〜100mm程度のものである。
この土間断熱層29は熱媒体用パイプ33内に温水等の熱媒
体を通して土間暖房を行う場合、この熱が地面に放出さ
れるのを阻止するためのものである。なお、土間断熱層
29は独立気泡発泡組織の硬質プラスチックフォーム等か
らなる場合には防湿性を有し、地面からの水分が家屋Ａ
内に浸入することがないが、ALC板、木毛セメント板の
ように浸湿性の素材を用いた場合は、２点鎖線で示すよ
うに、あるいは土間断熱層29とコンクリート層30の中間
（図示せず）に防湿シート34を敷設することが好ましい
ものである。コンクリート層30は、蓄熱材、熱媒体用パ
イプ33から供給される熱の熱分散材として機能すると共
に熱媒体用パイプ33を埋設することにより、熱媒体用パ
イプ33内に万一水分が貯留し、これが凍った際に熱媒体
用パイプ33が破裂するのを防止するのにも役立つもので
ある。なお、コンクリート層30は、便宜上補強ベースコ
ンクリート層31と土間コンクリート層32に区分される。
補強ベースコンクリート層31は、主に熱媒体用パイプ33
の配管を容易にするための層である。この補強ベースコ
ンクリート層31は、コンクリートの打込、あるいはPC板
を用いて形成することも可能である。また、土間コンク
リート層32は、熱媒体用パイプ33を埋設すると共に床下
空間３内の空気を一様に暖めるための放熱部および蓄熱
部として機能するものである。熱媒体用パイプ33は、例
えば第８図（ａ）、（ｂ）に示すように配管するもので
あり、熱源35から補強ベースコンクリート層31上の出入
口までは、断熱材36で被覆することが好ましいものであ
る。この熱媒体用パイプ33は、銅管、プラスチック管等
からなり、内部に不凍液、熱媒体ガス等の熱媒体を通す
ことにより、土間暖房を行うものである。

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の吸気口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土間暖房部28によっ
て加温され、分散ダクト13による供給圧と加温による上
昇力とにより、居住空間２へ、あるいは通気空間４を経
て居住空間２へ移動し、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、換気も同時に行い、土
間暖房部28による家屋Ａ全体の暖房、セントラル暖房を
行うことができる。なお、土間暖房部28の起動は、居住
空間２、床下空間３の温度によって制御され、また、こ
れに伴ってファン23も制御するものである。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
すると共に、土間暖房部28を停止し、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37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９
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38のみからなり、
（ｂ）、（ｃ）図は主体38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39で被
覆し保形性を向上したもの、（ｄ）〜（ｈ）図は主体38
の外側面をシート状物39で被覆したものであり、（ｄ）
図はスリット40を形成したもの、（ｅ）〜（ｇ）図はシ
ート状物39の一部にフリー端41を形成したもの、（ｈ）
図は主体38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39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40、フリー端41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、内壁18、床20のうち少なくとも
一ケ所に、ファン内蔵、あるいは単なる孔状の通気孔42
を設け、居住空間２への空気の移動を助長することもで
きる。その上、熱源35としてヒートポンプ方式等のもの
を用い、夏期において冷たい熱媒体を熱媒体用パイプ33
に通し、土間暖房部28を冷房用に用いることも可能であ
る。なお、図示しないが通気空間４、パイプ24〜27、コ
レクター空間６内にファン等の強制送風装置を配するこ
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。土間暖房部と空気の
流れにより、家屋全体を加温することができる。土間
からの湿気の浸入を遮断することができ、耐久性のよい
家屋とすることができる。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説明図、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、第
８図（ａ）（ｂ）は土間暖房部を説明する説明図、第９
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、28……土間暖房部、
29……土間断熱層、30……コンクリート層、33……熱媒
体用パイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−13935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−119063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−131948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−213534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−213533（ＪＰ，Ａ)

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、かつ家屋
   Ａの内外部を結ぶ吸排気口17を少なくとも１ヶ所形成
   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、また
   床下空間３の土間を土間断熱層29上にコンクリート層30
   を積層し、かつ、コンクリート層30中に熱媒体用パイプ
   33を埋設し、熱媒体用パイプ33内に熱媒体を通す土間暖
   房部28を有することを特徴とする家屋。