JP3208689U - 高断熱高気密住宅の換気及び空調構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各部屋の気温の均一性を向上させることができる高断熱高気密住宅の換気及び空調構造を提供する。【解決手段】外壁構造体５が通気層１１を層間に有する多層構造をなし、通気層１１は、床下５０から小屋裏５３に通じている。床下と小屋裏には、空調装置２９、２３がそれぞれ設置される。小屋裏から床下へ通じるダクト２５が設けられ、ダクトには小屋裏から床下へ空気を送る送風機２７が設けられる。１階居室５１の床面には、床下から１階居室に通じる通気路３１が開口している。床下には換気装置４１が設けられ、換気装置には、１階及び２階居室５１、５２の床面３３、３７に開口するダクト４３が連結されている。換気装置４１は、ダクト４３を通じて各居室の空気を吸引して外部に排出するとともに、外部の空気を吸引して床下に吹き出し、かつ双方の空気の間で熱交換を行う。【選択図】図１

Description

本考案は、高断熱高気密住宅の換気及び空調構造に関し、特に、各部屋の気温の均一性を高める技術に関する。

従来、この種の技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の技術は、ストーブが主流の暖房は局所的であって各部屋に温度差を生じ、一方、従来のセントラルヒーティングシステムは、全室を一定温度に保つことはできるものの、施工費が高価である、等の問題点を解決するものとして、床下へ新鮮な空気を強制的に取り入れ、床下に設置した暖めたコンクリートにより新鮮な空気を暖めて、１階及び２階の各居室の床に設けられた暖気グリル（吹き出し口）及び２階居室上部に設けられた吹き出し口に送り込む、という構成を採っている。また、床下から１階天井空間への通気経路、及び１階天井空間から２階居室の上部の吹き出し口への通気経路として、１階及び２階それぞれの間仕切り壁の中に形成された縦空気通路が採用されている。特許文献１に記載の従来技術は、それにより、高断熱高気密住宅において、新鮮な空気を各室に送り込む換気を実現するとともに、各部屋の温度差を少なくした暖房を、低施工費で実現しようとしている。

しかし、この従来技術は、室内と屋外との間の壁をなす外壁構造体を、二層構造（二重構造）として、その層間に通気層が形成されているものの、この通気層を流れるのは外気であり、暖められた空気ではない。従って、暖房を要する寒期には、暖められた室内の空気が壁により冷却を受けることとなり、その分、室内の気温の均一性が保たれ難い、という問題点があった。

特開平１１−６６２９号公報

本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので、各部屋の気温の均一性を向上させる、高断熱高気密住宅の換気及び空調構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本考案のうち第１の態様によるものは、外壁構造体が通気層を層間に有する多層構造をなし、床下が基礎断熱構造をなし、小屋裏が屋根断熱構造をなす高断熱高気密住宅の換気及び空調構造であって、前記外壁構造体の前記通気層は、前記床下から前記小屋裏に通じている。そして、前記高断熱高気密住宅の換気及び空調構造は、前記小屋裏に設けられ、暖房と冷房のうち少なくとも冷房機能を有し、前記小屋裏に空気を吹き出す小屋裏空調装置と、前記小屋裏から前記床下へ通じる第１ダクトと、前記第１ダクトに連結しており、当該第１ダクトを通じて前記小屋裏から前記床下へ空気を送る送風機と、を有している。前記高断熱高気密住宅の換気及び空調構造は、さらに、１階の居室の床面に開口し、前記床下から当該１階の居室に通じる通気路と、前記床下に設けられ、熱交換機能を有する換気装置と、１階及び２階の居室の床面に開口し、当該１階及び２階の居室から前記換気装置へ通じる第２ダクトと、を備えている。そして、前記換気装置は、前記第２ダクトを通じて各居室の空気を吸引して外部に排出するとともに、外部の空気を吸引して前記床下に吹き出し、かつ双方の空気の間で熱交換を行うものである。

この構成によれば、暑い時期であっても、小屋裏の空気は小屋裏空調装置により冷却されて、涼しい温度に保たれる。この小屋裏の空気は、送風機により第１ダクトを通じて床下へ送られる。床下の空気のうちの一部は、外壁構造体の通気層を通り小屋裏へ戻り、他の一部は、１階の居室に通じる通気路を通じて、１階の居室に流れ込む。このように、１階の居室は、床下の空気が直接に流れ込むだけでなく、外壁構造体の通気層を流れる空気と床下の空気によって囲まれる。また、２階の居室は、外壁構造体の通気層を流れる空気と小屋裏の空気に囲まれる。床下の空気と通気層を流れる空気も、小屋裏を通るように循環するものであるから、暑い時期であっても、１階及び２階の居室は、涼しい空気に囲まれることとなる。このため、屋内全体が涼しく保たれるとともに、その気温の均一性が向上する。また、各室に空調装置を設けることを要しない。１階及び２階の居室の空気は、第２ダクトを通じて換気装置により吸引され、外部へ排出されるとともに、床下には、換気装置により吸引された外気が流れ込む。このため、住宅が高気密性であるにも関わらず、屋内の換気が行われる。換気装置を通じて床下に流れ込む外気は、外部へ排出される１階及び２階の居室の空気と、熱交換がなされるので、小屋裏空調装置の負荷が軽減される。なお、外壁構造体について「多層構造」とは、２層以上の構造である趣旨である。

本考案のうち第２の態様によるものは、第１の態様による高断熱高気密住宅の換気及び空調構造であって、前記床下に設けられ、暖房と冷房のうち少なくとも暖房機能を有し、前記床下に空気を吹き出す床下空調装置を、さらに備えている。

この構成によれば、寒い時期であっても床下の空気は、床下空調装置により加熱されて、暖かい温度に保たれる。床下の空気は、外壁構造体の通気層、小屋裏、第１ダクトを通じて循環する。このため、寒い時期であっても、１階及び２階の居室は、暖かい空気に囲まれることとなる。それにより、屋内全体が暖かく保たれるとともに、その気温の均一性が向上する。換気装置が熱交換機能を有するので、小屋裏空調装置と同様に、床下空調装置の負荷が軽減される。

本考案のうち第３の態様によるものは、第２の態様による高断熱高気密住宅の換気及び空調構造であって、屋内外の熱貫流値（Ｕ値）が０．７Ｗ／ｍ^２以下であり、屋内の気密度（Ｃ値）が０．５ｃｍ^２／ｍ^２以下であり、前記小屋裏及び床下空調装置の各々は、暖房及び冷房の双方の機能を有しており、かつ各々が、床面積１ｍ^２当たり０．２〜１ＫＷの暖房及び冷房能力を有している。

この構成によれば、住宅の断熱性及び気密性が十分に高いため、換気装置の熱交換の能力を、従来技術の範囲内で９０％程度の高い値に設定することにより、小屋裏及び床下空調装置の能力を、０．２〜１ＫＷ／ｍ^２に抑えることが可能である。

本考案のうち第４の態様によるものは、第１から第３のいずれかの態様による高断熱高気密住宅の換気及び空調構造であって、前記第１ダクトを通じて前記小屋裏から前記床下へ送られる空気の送風量が、前記換気装置の送風量の１〜３倍である。

この構成によれば、第１ダクトを通じて小屋裏から床下へ空気を送る送風機のパワーを無駄にすることなく、屋内の気温の均一性を良好に保つことができる。

以上のように本考案によれば、各部屋の気温の均一性を向上させる、高断熱高気密住宅の換気及び空調構造が実現する。

本考案の一実施の形態による、高断熱高気密住宅の換気及び空調構造を例示する概略垂直断面図である。 図１に例示する高断熱高気密住宅の換気及び空調構造の一部分を例示する概略水平断面図である。

図１は、本考案の一実施の形態による、高断熱高気密住宅の換気及び空調構造を例示する概略垂直断面図である。図１において、矢印は空気の流れを表している。この高断熱高気密住宅の換気及び空調構造１０１は、高断熱高気密性の二階建て住宅に適用されており、主要な屋内空間として、床下５０、１以上の１階居室５１、１以上の２階居室５２、及び小屋裏５３を有している。基礎１は、コンクリートにより、いわゆる「べた基礎」の形態に形成され、その内側の面に断熱材３が配設された基礎断熱構造をなしている。図１に例示する基礎断熱構造は、断熱材３が外周部に沿って、断面「Ｌ字状」に形成された一般的な形態である。寒冷地等において、断熱効果を高めるためには、断熱材３が基礎１の底面全体をも覆うように形成されていても良い。

屋外と屋内との間の壁をなす外壁構造体５は、図２の概略水平断面図に例示するように、外側と内側との二重の壁体７，９を有する二層構造をなしており、外側の壁体７と内側の壁体９との間に通気層１１が形成されている。通気層１１は、通し柱１３及び間柱（まばしら）１５によって、分割されている。また、外側の壁体７の内側には、断熱材１７が配設されている。図１に戻って、通気層１１は、床下５０から小屋裏５３に通じるように形成されている。

屋根１９の内側すなわち底面にも、断熱材２１が配設されている。すなわち、小屋裏５３には、屋根断熱構造が採用されている。断熱材２１は、例えば、垂木（たるき）の間に敷き詰める形態で配設される。断熱材３、１７及び２１の材料は、例えばグラスウール、あるいはＥＰＳ（発泡ウレタン）などである。

小屋裏５３には、空調装置２３が設置される。空調装置２３は、例えば市販の家庭用壁掛け型エアコンディショナーであり、冷房と暖房のうちの少なくとも冷房機能を有するものである。空調装置２３は、小屋裏５３の空気を吸気して、内蔵するフィン（図示略）により冷却し、冷却された空気を小屋裏５３に吹き出す。フィンは、屋外に設置される外部装置（図示略）により冷却される。空調装置２３が暖房機能をも有するときには、同様にフィンによって小屋裏５３の空気を加熱し、吹き出すことも可能である。

適度な温度に調整された小屋裏５３の空気は、小屋裏５３から床下５０に通じるダクト２５により、床下５０へ送られる。ダクト２５には、送風機２７が連結されており、送風機２７により、小屋裏５３から床下５０へ空気が送られる。ダクト２５は、図２に例示するように例えばパイプであり、例えば、壁や天井裏等に沿って配設可能なように適宜に屈曲させることのできる、柔軟なアルミパイプである。ダクト２５は、例えば、クローゼット内など、居住者の目に触れにくい場所に配設され、さらに壁体２８により覆われる。送風機２７は、例えば電動のシロッコファンであり、図１の例では、ダクト２５の吸気側、すなわち小屋裏５３側の開口部に設けられている。ダクト２５及び送風機２７は、部屋数に応じて、数を加減するのが望ましい。

床下５０には、別の空調装置２９が設置されている。空調装置２９は、空調装置２３と同様に例えば市販の家庭用壁掛け型エアコンディショナーであり、冷房と暖房のうちの少なくとも暖房機能を有するものである。空調装置２９は、床下５０の空気を吸気して加熱し、床下５０に吹き出す。空調装置２３が冷房機能をも有するときには、床下５０の空気を冷却し、吹き出すことも可能である。

床下５０と１階居室５１との間には、通気路３１が形成されている。通気路３１の上端は、１階居室５１の床面３３に開口しており、その開口部には、ガラリ３５が設けられている。

床下５０には、さらに、換気装置４１が設置されている。換気装置４１は、屋内と屋外との間で換気を行う装置である。換気装置４１には、ダクト４３が連結されている。ダクト４３は、１階居室５１の床面３３及び２階居室５２の床面３７に開口している。ダクト４３のこれら開口部には、ガラリ３９、４０が設けられる。ダクト４３は、例えばダクト２５と同様のパイプであり、図２に例示するように、ダクト２５と同様に配設される。換気装置４１には、さらに、屋外の空気を取り込むための吸気管４５、及び屋外に空気を排出するための排気管４７が連結されている。吸気管４５及び排気管４７は、基礎１の屋外面に開口している。これら吸気管４５及び排気管４７の屋外開口部には、ガラリ（図示略）が設けられる。換気装置４１は、ダクト４３を通じて居室５１、５３の空気を吸引し、排気管４７を通じて屋外へ排出するとともに、吸気管４５を通じて吸引した屋外の空気を、床下５０に吹き出す。換気装置４１は熱交換機能を有しており、屋外に排出する屋内の空気と、床下５０に吹き出す屋外の空気との間で熱交換を行う。熱交換の能力は、従来技術の範囲内で９０％に設定することが可能である。

高断熱高気密住宅の換気及び空調構造１０１は、以上のように構成されるので、以下のように動作する。暑い時期には、小屋裏５３の空気は、空調装置２３により冷却される。冷却された小屋裏５３の空気は、送風機２７によりダクト２５を通じて床下へ送られる。床下５０の空気のうちの一部は、外壁構造体５の通気層１１を通り小屋裏５３へ戻り、他の一部は、１階居室５１に通じる通気路３１を通じて、１階居室５１に流れ込む。このように、１階居室５１は、床下５０の空気が直接に流れ込むだけでなく、外壁構造体５の通気層１１を流れる空気と床下５０の空気によって囲まれる。また、２階居室５２は、外壁構造体５の通気層１１を流れる空気と小屋裏５３の空気に囲まれる。床下５０の空気と通気層１１を流れる空気も、小屋裏５３を通るように循環するものであるから、暑い時期であっても、１階居室５１及び２階居室５２はともに、冷却された空気に囲まれることとなる。このため、屋内全体が涼しく保たれるとともに、その気温の均一性が向上する。また、各室に空調装置を個別に設けることを要しない。床下５０に設置された空調装置２９が冷房機能を有する場合には、屋内の空気は、小屋裏５３と床下５０との双方において冷却されるので、各々の冷却能力を軽減することができる。

１階居室５１及び２階居室５２の空気は、ダクト４３を通じて換気装置４１により吸引され、外部へ排出されるとともに、床下５０には、換気装置４１を通じて外気が流れ込む。このため、住宅が高気密性であるにも関わらず、屋内の換気が行われる。換気装置４１を通じて床下５０に流れ込む外気は、外部へ排出される１階居室５１及び２階居室５２の空気と、熱交換がなされるので、空調装置２３の負荷が軽減され、空調装置２９も冷房機能を有する場合には、空調装置２９の負荷も合わせて軽減される。

寒い時期には、床下５０の空気は、空調装置２９によって加熱される。また、空調装置２３が暖房機能をも有する場合には、小屋裏５３の空気も空調装置２３によって加熱される。従って、上記したところと同様の理由により、寒い時期であっても、１階居室５１及び２階居室５２はともに、加熱された空気に囲まれることとなる。このため、屋内全体が暖かく保たれるとともに、その気温の均一性が向上する。換気装置４１が熱交換機能を有するので、空調装置２９の負荷が軽減され、空調装置２３も暖房機能を有する場合には、空調装置２３の負荷も合わせて軽減される。

本考案のさらに望ましい形態として、以下の形態を採ることが可能である。
（１） 屋内外の断熱性及び気密性を高めることにより、空調装置２３及び２９の能力を軽減することが可能である。例えば、空調装置２３、２９の各々が、冷房と暖房の双方の機能を有する場合に、屋内外の熱貫流値（Ｕ値）が、高断熱住宅では一般的となっている、０．７Ｗ／ｍ^２以下となるように断熱構造を設定し、屋内の気密度（Ｃ値）が、高気密住宅の中でも相当に優秀なレベルである０．５ｃｍ^２／ｍ^２以下となるように、気密構造を設定し、換気装置４１の熱交換の能力を、従来技術の範囲内で９０％程度の高い値に設定することにより、空調装置２３、２９の各々の暖房及び冷房能力を、床面積１ｍ^２当たり０．２〜１ＫＷに設定することが可能である。

（２） ダクト２５を通じて小屋裏５３から床下５０へ送られる空気の送風量を、換気装置４１の送風量の１〜３倍に設定することが、特に望ましい。ダクト２５を通じて送られる空気の送風量が、換気装置４１の送風量の１倍未満では、屋内の気温の均一性が悪くなり、３倍を超えると送風機２７のパワーが無駄となる。ダクト２５を通じて送られる空気の送風量を、換気装置４１の送風量の１〜３倍の範囲に設定することにより、送風機２７のパワーを無駄にすることなく、屋内の気温の均一性を良好に保つことができる。

１ 基礎、 ３ 断熱材、 ５ 外壁構造体、 ７，９ 壁体、 １１ 通気層、 １３ 通し柱、 １５ 間柱（まばしら）、 １７ 断熱材、 １９ 屋根、 ２１ 断熱材、 ２３ 空調装置、 ２５ ダクト、 ２７ 送風機、 ２８ 壁体、 ２９ 空調装置、 ３１ 通気路、 ３３ 床面、 ３５ ガラリ、 ３７ 床面、 ３９ ガラリ、 ４０ ガラリ、 ４１ 換気装置、 ４３ ダクト、 ４５ 吸気管、 ４７ 排気管、 ５０ 床下 、 ５１ １階居室、 ５２ ２階居室、 ５３ 小屋裏、 １０１ 高断熱高気密住宅の換気及び空調構造

Claims (4)

1. 外壁構造体が通気層を層間に有する多層構造をなし、床下が基礎断熱構造をなし、小屋裏が屋根断熱構造をなす高断熱高気密住宅の換気及び空調構造であって、
   前記外壁構造体の前記通気層は、前記床下から前記小屋裏に通じており、
   前記高断熱高気密住宅の換気及び空調構造は、
   前記小屋裏に設けられ、暖房と冷房のうち少なくとも冷房機能を有し、前記小屋裏に空気を吹き出す小屋裏空調装置と、
   前記小屋裏から前記床下へ通じる第１ダクトと、
   前記第１ダクトに連結しており、当該第１ダクトを通じて前記小屋裏から前記床下へ空気を送る送風機と、
   １階の居室の床面に開口し、前記床下から当該１階の居室に通じる通気路と、
   前記床下に設けられ、熱交換機能を有する換気装置と、
   １階及び２階の居室の床面に開口し、当該１階及び２階の居室から前記換気装置へ通じる第２ダクトと、を備え、
   前記換気装置は、前記第２ダクトを通じて各居室の空気を吸引して外部に排出するとともに、外部の空気を吸引して前記床下に吹き出し、かつ双方の空気の間で熱交換を行う、高断熱高気密住宅の換気及び空調構造。
2. 前記床下に設けられ、暖房と冷房のうち少なくとも暖房機能を有し、前記床下に空気を吹き出す床下空調装置を、さらに備える、請求項１に記載の高断熱高気密住宅の換気及び空調構造。
3. 屋内外の熱貫流値（Ｕ値）が０．７Ｗ／ｍ^２以下であり、屋内の気密度（Ｃ値）が０．５ｃｍ^２／ｍ^２以下であり、前記小屋裏及び床下空調装置の各々は、暖房及び冷房の双方の機能を有しており、かつ各々が、床面積１ｍ^２当たり０．２〜１ＫＷの暖房及び冷房能力を有する、請求項２に記載の高断熱高気密住宅の換気及び空調構造。
4. 前記第１ダクトを通じて前記小屋裏から前記床下へ送られる空気の送風量が、前記換気装置の送風量の１〜３倍である、請求項１から３のいずれかに記載の高断熱高気密住宅の換気及び空調構造。