JP3132807B2 - 建築物における通気構造 - Google Patents

建築物における通気構造

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    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/70Drying or keeping dry, e.g. by air vents
    • E04B1/7069Drying or keeping dry, e.g. by air vents by ventilating
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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00Ventilation
    • F24F7/04Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、建築物における
通気構造に関し、さらに詳細には、居室空間に発生する
熱による自然通気の利用を図った通気構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の建築物は戸建て、集合住宅を問わ
ず、断熱性を高めて省エネルギーを図るために、高気密
化が進んでいる。その反面、生活空間への新鮮な空気を
取り入れ、臭気の放出等をするために居室内の通気、換
気が一層要求されるようになっている。この通気、換気
及びその制御には一般に電気、機械エネルギーが使用さ
れ、省エネルギーに反する結果となっている。
【0003】また、地震等の災害時には、いわゆるライ
フラインが停止し、電気の供給も停止することから、通
気、換気機能が失われ、酸欠による生命の危険も考えら
れないことではない。さらに、高気密化された戸内で火
災が発生すると、排煙機能が停止し、煙充満による生命
の危険が生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。
【0005】この発明の目的は、近年の高気密化した建
築構造に鑑み、通気、換気の観点で省エネルギーを図っ
た建築物における通気構造を提供することにある。
【0006】この発明の別の目的は、災害時にライフラ
インが停止しても、通気、換気機能が失われることのな
い建築物における通気構造を提供することにある。
【0007】この発明のさらに別の目的は、通気路及び
それを形成する部材を種々の用途に兼用した建築物にお
ける通気構造を提供することにある。
【0008】この発明のさらに別の目的は、コンクリー
ト梁を少なくして構造の簡素化を図りつつも、建築構造
物の耐震性を向上させた、建築物における通気構造を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】<この発明の原理> 図1に示すように、居室1の下部に外気に開口する給気
孔2が、給気孔2と高低差Hをおいた居室1の上部に排
気孔3がそれぞれ設けられているとする。ここで、外気
の比重量γd、温度Td、室内空気の比重量γr、温度Tr
とすると、居室1内に生じる通気力Pchは、 Pch=H・(γd−γr) (1) で示される。気体圧力をP、比容積をV、ガス定数をR
とすると、気体の状態方程式はPV=RTで示され、ま
たV=1/γであることから、(1)式は、 Pch=PoH/R・(1/Td−1/Tr) (2) と書き替えることができる。但し、Poは大気圧を示
す。
【0010】ところで、居室1に人間が居住すると、そ
の体温により、また熱を発生する各種器具類により居室
1には内部発熱が生じ、Td<Trとなる。したがって、
(2)式において、Pch>0となり、居室1には図1に
矢印で示すような通気力生じる。すなわち外気が給気孔
2から流入し、排気孔3から排出される。なお、空気は
居室1内で温度上昇し、膨脹するため、排気孔3の断面
積は給気孔2の断面積以上とする。
【0011】一方、図2に示すように垂直通路4、5及
び水平通路6からなるU字形の空気通路において、垂直
通路4の空気の比重量γd、温度Td、垂直通路5の空気
の比重量γu、温度Tuとすると、点a−b−c−dに沿
って流れる空気の通気力Pchは、(1)式と同様に、 Pch=H・(γd−γu) (3) で示され、これは(2)式と同様に、 Pch=PoH/R・(1/Td−1/Tu) (4) と書き替えることができる。(4)式において、Td=
Tuであれば、Pch=0となり、通気力は生じない。
【0012】ここで、図2に示すU字形空気通路の水平
通路6部分に、図1に示した居室1を配置し、給気孔2
を垂直通路4側に、排気孔3を垂直通路5側に開口させ
たとする。前記のように居室1では内部発熱があること
から、垂直通路4内の空気が給気孔2を介して居室1に
流入し、加温された空気が排気孔3を介して垂直通路5
に排出されるという空気の流れが生じる。その結果、
(4)式において、Td<Tuとなり、すなわちPch>0
となり、点aから点b、cを経て点dへと空気が流れる
通気力が生じる。
【0013】この発明の発明者は、上記のように居室内
での内部発熱による自然通気力が生じるのに着目し、こ
のような知見により、この発明を完成させたものであ
る。
【0014】すなわちこの発明は、各階に居室を有する
多層階からなる建築物における通気構造であって、前記
各居室の下部に外気を導入するための給気孔が、上部に
排気孔がそれぞれ設けられ、各階における前記各居室の
前記給気孔及び前記排気孔とそれぞれ連通する、それぞ
れ縦向きの給気通路及び排気通路を備え、前記給気通路
及び排気通路が建築物躯体の内部にあって、各階におけ
る前記居室を貫通して形成された内外筒からなる二重筒
の内部に区画され、前記建築物躯体の屋根部分に雨水を
集める集水部が形成され、前記内外筒が前記集水部に突
出するとともに、前記集水部に開口する雨水の排水管が
前記排気通路に収容されていることを特徴とする建築物
における通気構造にある。
【0015】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を用
いて以下に説明する。図3はこの発明の参考例を示す鉛
直方向の断面図、図4は図3のA−A線断面図である。
建築物10は各階に居室11を有する多層階構造のコン
クリート構造物からなっている。各居室11の下部には
給気孔12が設けられ、上部には給気孔12と高低差H
をおいて排気孔13が設けられている。給気孔12及び
排気孔13は互いに反対側の壁体に設けられている。
【0016】建築物10の躯体10a外部には外面に接
して給気筒14が、また反対側の外面に接して排気筒1
5がそれぞれ設置されている。いずれも断面角形でコン
クリート製の給気筒14及び排気筒15は、内部にそれ
ぞれ給気通路16及び排気通路17を区画し、これらの
給気通路16及び排気通路17は各階の居室11の給気
孔12及び排気孔13とそれぞれ連通している。給気通
路16の断面積F0と排気通路17の断面積F1との関係
は、F1≧F0となっている(以下の各参考例についても
同様)。図3において符号18は排水ドレーンを示して
いる。
【0017】上記構造によれば、図1及び図2で説明し
たように、給気流路16、給気孔12を経て外気が居室
11に流入し、排気孔13、排気流路17を経て排出さ
れるという自然通気が生じる。
【0018】図5はこの発明の別の参考例を示す水平断
面図である。この参考例は、躯体10aの同一外側面
に、給気筒14及び排気筒15を並列して設けたもので
ある。
【0019】図6はこの発明のさらに別の参考例を示す
水平断面図である。この参考例は、二重筒により構成さ
れた給気筒(内筒)14及び排気筒(外筒)15が各階
の居室11を貫通している。排気通路17は給気筒14
と排気筒15との間に区画されている。給気孔12及び
排気孔13は排気筒15に設けられ、給気孔12と給気
通路16とはパイプ22を介して連通している。この二
重筒により構成される給気筒14及び排気筒15は、図
3、図4に示した参考例のように、躯体10aの外部に
設けることもできる。
【0020】図7はこの発明のさらに別の参考例を示す
水平断面図である。この参考例は、各階において互いに
隣接する2つの居室11、11の一部を占めるように断
面角形でコンクリート製の給排気筒14、15が貫通
し、給気通路16及び排気通路17を共用としたもので
ある。
【0021】図8はこの発明のさらに別の参考例を示す
水平断面図である。この参考例は、断面円形の給排気筒
23が各階の居室11を貫通し、給排気筒23内を仕切
体24により仕切って、給気通路16及び排気通路17
を区画したものである。
【0022】図9はこの発明のさらに別の参考例を示す
水平断面図である。この参考例では、断面円形の二重筒
により給気筒14及び排気筒15が構成され、給排気筒
14、15は各階の居室11を貫通している。給気孔1
2及び排気孔13は排気筒15に複数個設けられ、給気
孔12と給気通路16とはパイプ22を介して連通して
いる。
【0023】図10はこの発明のさらに別の参考例を示
す水平断面図である。この参考例は、図9に示した参考
にさらに部材を付加したものである。すなわち、給排
気筒14、15は居室11のほぼ中央を貫通し、排気筒
15と躯体10aの柱27との間に梁部材28が設けら
れている。梁部材28は、この参考例ではターンバック
ルからなっているが、コンクリート製としてもよい。
【0024】この参考例の場合、排気筒15は梁部材と
一体となって建築物の構造支柱として機能する。なお、
図10において、符号29は共用廊下を、符号30はベ
ランダを示す。
【0025】図11はこの発明のさらに別の参考例を示
す水平断面図である。この参考例は、図10に示した
考例にさらに部材を付加したものである。すなわち、給
気通路16及び排気通路17を区画する給排気筒14、
15の外周に全体として三重筒となるようにパイプシャ
フト31を配置したものである。
【0026】給排気筒25、26及びパイプシャフト3
1は鋼管からなっている。給気孔12及び排気孔13は
パイプシャフト31に設けられ、給気孔12と給気通路
16とはパイプ22を介して連通し、排気孔13と排気
通路17とはパイプ32を介して連通している。
【0027】梁部材28はパイプシャフト31と柱27
との間に設けられ、パイプシャフト31は構造支柱とし
て、また各種設備機器及び設備配管の収容空間として機
能する。すなわち、パイプシャフト31と排気筒15と
の間に区画される空間33には給湯器34、空調機の冷
媒管35、ガス管、水道管、配水管等の配管類37が収
容されている。給湯器34は燃焼式のものの場合、パイ
プ38を介して給気通路16に連通させる。
【0028】図12はこの発明のさらに別の参考例を示
す鉛直方向断面図、図13は水平断面図である。この
考例は、居室11に区画されるメータボックス40内に
給排気筒14、15、給湯器34、冷媒管35、配管類
37を収容したものである。図11に示した参考例と同
様に、給気孔12と給気通路16とはパイプ22を介し
て連通し、排気孔13と排気通路17とはパイプ32を
介して連通している。なお、図12において符号41は
空調機の室外機を示し、図13において符号42は室内
機を示している。
【0029】図14はこの発明のさらに別の参考例を示
す鉛直方向断面図、図15は図14のB−B線断面図で
ある。この参考例は図3及び図4に示した参考例にさら
に部材を付加したものである。給気通路16の入口43
及び排気通路17の出口44は横方向を向き、排気通路
17の出口44は2つの出口44a、44bからなって
いる。そして、一方の出口44aには排気ファン45が
設けられている。排気ファン45により強制排気がなさ
れるが、停電時には他方の出口44bから排気がなされ
る。
【0030】図16はこの発明の実施の形態を示し、建
築物の屋根部の正面図であり、図17は図16のC−C
線断面図である。建築物10の屋根面50はV字形とな
っていて、中央に雨水の集水部51が形成されている。
二重筒により構成された給排気筒14、15は居室を貫
通して、集水部51の上方に突出している。給排気筒1
4、15の頂部には、周面に通気開口52を有する通気
蓋53が被着されている。
【0031】排気通路17には排水管54が収容され、
この排水管54の上端は排気筒15を貫通して集水部5
1に開口している。降雨時には雨水は集水部51に集め
られ、排水管54を経て流下する。
【0032】なお、この実施の形態の場合、降雨時には
排水管54を雨水が流れることにより排気通路17内が
温度低下し、前記(4)式のTdとTuとの差が大きくな
り、通気が促進される。したがって、常時、大きな通気
力を得るために、前記各実施の形態において、給気通路
16には水、ガス、冷媒等の冷却管を収容し、排気通路
17には暖房、給湯、セントラル熱水等の加温管を収容
することができる。
【0033】給排気筒を二重筒で構成した上記各実施の
形態において、内筒を給気筒とし、外筒を排気筒とした
が、これとは逆に内筒を排気筒とし、外筒を給気筒とし
てもよい。
【0034】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、通気、
換気の観点で省エネルギーを図ることができ、また災害
時にライフラインが停止しても、通気、換気機能が失わ
れることがない。さらに、通気路及びそれを形成する部
材を種々の用途に兼用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の原理説明図である。
【図2】図2は、この発明の原理説明図である。
【図3】図3は、この発明の参考例を示す鉛直方向の断
面図である。
【図4】図4は、図3のA−A線断面図である。
【図5】図5は、この発明の別の参考例を示す水平断面
図である。
【図6】図6は、この発明のさらに別の参考例を示す水
平断面図である。
【図7】図7は、この発明のさらに別の参考例を示す水
平断面図である。
【図8】図8は、この発明のさらに別の参考例を示す水
平断面図である。
【図9】図9は、この発明のさらに別の参考例を示す水
平断面図である。
【図10】図10は、この発明のさらに別の参考例を示
す水平断面図である。
【図11】図11は、この発明のさらに別の参考例を示
す水平断面図である。
【図12】図12は、この発明のさらに別の参考例を示
す鉛直方向断面図である。
【図13】図13は、水平断面図である。
【図14】図14は、この発明のさらに別の参考例を示
す鉛直方向断面図である。
【図15】図15は、図14のB−B線断面図である。
【図16】図16は、この発明の実施の形態を示し、建
築物の屋根部の正面図である。
【図17】図17は、図16のC−C線断面図である。
【符号の説明】
1…居室 2…給気孔 3…排気孔 10…建築物 10a…躯体 11…居室 12…給気孔 13…排気孔 14…給気筒 15…排気筒 16…給気通路 17…排気通路 22…パイプ 27…柱 28…梁部材 31…パイプシャフト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04B 1/70 E04F 17/04 - 17/08 F24F 7/00 - 7/08 E04C 3/30 - 3/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各階に居室を有する多層階からなる建築物
    における通気構造であって、 前記各居室の下部に外気を導入するための給気孔が、上
    部に排気孔がそれぞれ設けられ、 各階における前記各居室の前記給気孔及び前記排気孔と
    それぞれ連通する、それぞれ縦向きの給気通路及び排気
    通路を備え、 前記給気通路及び排気通路が建築物躯体の内部にあっ
    て、各階における前記居室を貫通して形成された内外筒
    からなる二重筒の内部に区画され、 前記建築物躯体の屋根部分に雨水を集める集水部が形成
    され、 前記内外筒が前記集水部に突出するとともに、前記集水
    部に開口する雨水の排水管が前記排気通路に収容されて
    いることを特徴とする建築物における通気構造。
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