JP6990107B2 - 建物の換気システム - Google Patents

Description

本発明は、建物の換気システムに関する。

住宅等の建物には、屋内の換気を行う換気システムが設けられている場合がある（例えば特許文献１参照）。換気システムとしては、一の換気装置により複数の屋内空間の換気を行う全館式の換気システムがある。かかる換気システムでは、換気装置により屋外の空気を取り込むとともに、その取り込んだ空気を各屋内空間へダクトを通じて搬送することで各屋内空間の換気を行うものとなっている。なお、換気システムにより換気される上記屋内空間には、リビングやダイニング、寝室といった居室空間が含まれる。

特開平９－７９６４８号公報

ところで、上述した換気システムは、通常、昼夜を問わず常時（２４時間）運転される。このため、夜間におけるユーザの就寝時においては、換気装置により寝室に空気が供給されることになる。しかしながら、その場合、換気装置の運転音や、寝室への空気の吹出音等が騒音となってユーザの睡眠が妨げられるおそれがある。

そこで、そのような点に鑑み、ユーザの就寝時においては、換気装置の運転を停止したり換気装置を弱モードで運転したりすることで、換気装置の運転に伴う騒音の低減を図ることが考えられる。この場合、上記騒音によりユーザの睡眠が妨げられるのを抑制することが可能となる。

ただ、ユーザが就寝している間中、換気装置の運転を停止したり換気装置を弱モードで運転したりすると、夜間において換気量の低減を招くこととなる。そのため、夜間において、建築基準法で定められた必要換気量を確保できなくなる等の問題が生じるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、夜間における換気量の低減を抑制しながら、ユーザの睡眠が妨げられるのを抑制することができる建物の換気システムを提供することを主たる目的とするものである。

上記課題を解決すべく、第１の発明の建物の換気システムは、建物内の寝室に屋外の空気を供給することで、前記寝室の換気を行う換気装置を備える建物の換気システムであって、前記寝室において睡眠状態にあるユーザの睡眠深さを判定する睡眠判定手段と、その睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さに応じて、前記換気装置による空気の供給を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

ユーザの睡眠状態には、眠りの浅い状態と、眠りの深い状態とがあり、睡眠中はそれらの状態が周期的に現れる。また、ユーザの眠りが深い場合には、ユーザは周囲で音が発生しても比較的起きにくいのに対し、眠りが浅い場合には、周囲で音が発生すると起きてしまい易いことが考えられる。

そこで本発明では、このような点に着目し、寝室で眠るユーザの睡眠深さ（眠りの深さ）を判定し、その判定されたユーザの睡眠深さに応じて、換気装置による寝室への空気の供給を制御している。この場合、ユーザの睡眠深さが深い場合には、ユーザが起きにくい状態となっているため、換気装置による寝室への空気の供給を促進することで、寝室の換気を促すことができる。その一方、ユーザの睡眠深さが浅い場合には、ユーザが起き易い状態となっているため、換気装置による空気の供給を制限することで、換気に伴う騒音の発生を抑制することができる。よって、この場合、夜間における換気量の低減を抑制しながら、ユーザの睡眠が妨げられるのを抑制することができる。

第２の発明の建物の換気システムは、第１の発明において、前記換気装置は、前記寝室へ供給する空気の供給量を調整する調整機能を有しており、前記制御手段は、前記睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さに応じて、前記換気装置による空気の供給量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの睡眠深さに応じて、換気装置による寝室への空気の供給量が制御される。したがって、例えばユーザの睡眠深さが深い場合には、換気装置による寝室への空気の供給量を多くすることで、寝室の換気量を多くすることができる。また、ユーザの睡眠深さが浅い場合には、換気装置による空気の供給量を少なく（制限）することで、換気に伴う騒音の発生を抑制することができる。この場合、ユーザの睡眠深さにかかわらず寝室に空気が供給されるため、ユーザの睡眠時において寝室を常時換気することができる。このため、夜間における換気量低減をより一層抑制しながら、ユーザの睡眠が妨げられるのを抑制することができる。

第３の発明の建物の換気システムは、第１又は第２の発明において、前記制御手段は、前記睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さが浅いほど、前記換気装置による空気の供給を制限することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの睡眠深さが浅いほど換気装置による空気の供給が制限される。これにより、ユーザが起き易い状態となっているほど、換気に伴う騒音が低減されるため、ユーザの睡眠が妨げられるのを好適に抑制することができる。なお、換気装置による空気の供給の制限としては、換気装置による空気の供給量を少なくすることや、換気装置による空気の供給を停止すること等が挙げられる。

第４の発明の建物の換気システムは、第１乃至第３のいずれかの発明において、所定期間の間に前記換気装置により前記寝室に供給が必要な空気の量が必要空気量として予め定められており、その必要空気量に対する不足が生じるか否かを判定する不足判定手段を備え、前記制御手段は、前記不足判定手段により前記必要空気量に対する不足が生じると判定された場合には、前記睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さに関わらず、前記換気装置による前記寝室への空気供給を優先する空気供給優先処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、所定期間の間に換気装置により寝室に供給が必要な空気の量が必要空気量として予め定められており、その必要空気量に対する不足が生じると判定された場合には、ユーザの睡眠深さにかかわらず、換気装置による寝室への空気供給を優先する空気供給優先処理が行われるようになっている。この場合、ユーザの睡眠深さに応じて寝室への空気供給が制御される構成にあって、寝室の換気量が目標換気量を下回ってしまうことを回避できる。

第５の発明の建物の換気システムは、第１乃至第４のいずれかの発明において、前記睡眠判定手段は、前記寝室内のユーザの睡眠深さに加え、ユーザが前記寝室内で睡眠状態にあるのか覚醒状態にあるのかを判定し、前記制御手段は、前記睡眠判定手段によりユーザが覚醒状態にあると判定された場合に、前記換気装置による前記寝室への空気の供給制限を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが寝室において覚醒状態にある場合に、換気装置による寝室への空気の供給が制限される。これにより、ユーザが寝室で眠ろうとしている場合、つまりユーザの寝入りばなにおいて、換気に伴う騒音の発生を低減することができる。そのため、ユーザは速やかに眠りにつくことが可能となる。なお、換気装置による空気の供給の制限としては、換気装置による空気の供給量を少なくすることや、換気装置による空気の供給を停止すること等が挙げられる。

第６の発明の建物の換気システムは、第５の発明において、前記睡眠判定手段によりユーザが覚醒状態にあると判定された場合に、そのユーザが睡眠前なのか睡眠後なのかを判定する睡眠前後判定手段を備え、前記制御手段は、前記睡眠前後判定手段によりユーザが睡眠前であると判定されたことを条件に、前記換気装置による前記寝室への空気の供給制限を行うことを特徴とする。

本発明によれば、覚醒状態のユーザが睡眠前であることを条件に、換気装置による寝室への空気の供給が制限される。そのため、ユーザが睡眠後である場合、つまりユーザの起床時においては、かかる空気供給の制限が行われない。ユーザは起床時においては換気に伴う騒音を気にすることがないため、この場合、寝室への空気供給を促すことで、換気量の低減を抑制することができる。

第７の発明の建物の換気システムは、第５又は第６の発明において、前記制御手段は、前記睡眠判定手段によりユーザが覚醒状態にあると判定された場合に、前記換気装置による前記寝室への空気の供給を停止し、前記睡眠判定手段は、ユーザの睡眠深さが浅い状態であるのか深い状態であるのかを判定し、前記制御手段は、前記睡眠判定手段によりユーザの睡眠深さが浅い状態であると判定された場合にその浅い状態がユーザの睡眠開始直後であるか否かを判定し、睡眠開始直後である場合には前記換気装置による前記寝室への空気の供給を停止することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが寝室において覚醒状態にある場合には、換気装置による寝室への空気の供給が停止される。また、ユーザの睡眠深さが浅い状態であると判定された場合には、その浅い状態がユーザの睡眠開始直後のものであるか否かが判定され、ユーザの睡眠開始直後である場合には換気装置による寝室への空気の供給が停止される。この場合、ユーザが眠ろうとしている睡眠前の覚醒状態時に加え、その覚醒状態から浅い睡眠状態へと移行した後も、換気装置による寝室への空気の供給が停止される。これにより、ユーザが深い眠りに入るまでは換気に伴う騒音が発生しないため、ユーザは速やかにかつ快適に眠りにつくことが可能となる。

第８の発明の建物の換気システムは、第１乃至第７のいずれかの発明において、前記換気装置には、前記寝室を含む複数の屋内空間へそれぞれ通じる複数のダクトが接続されており、前記換気装置は、それらダクトを通じて前記複数の屋内空間へ屋外の空気を供給することで、それら各屋内空間の換気を行うことを特徴とする。

建物の換気システムとしては、共通の換気装置により複数の屋内空間にダクトを通じて屋外の空気を供給し換気を行うものがある。こうしたシステムで用いる換気装置は、空気の供給能力が比較的大きいため、運転時に発生する騒音がそれに伴い大きくなると考えられ、その騒音がダクトを通じて寝室に伝わることが想定される。その点本発明では、こうした換気システムに第１の発明を適用しているため、かかるシステムを備える建物にあって、上述した第１の発明の効果を得ることができる。

第１の実施形態における換気システムが設けられた建物を示す図。 換気制御処理を示すフローチャート。 運転時間計測処理を示すフローチャート。 換気制御処理が行われる場合の一連の作用を示すタイムチャート。 第２の実施形態における換気制御処理を示すフローチャート。 換気制御処理が行われる場合の一連の作用を示すタイムチャート。 他の実施形態における換気制御処理が行われる場合の一連の作用を示すタイムチャート。

〔第１の実施形態〕
以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図１は、換気システムが設けられた建物を示す図である。

図１に示すように、住宅等の建物１０は、一階部分１１と二階部分１２とを有する二階建ての建物となっている。一階部分１１には、屋内空間として、居室１４と寝室１５と洗面室１６とが設けられている。居室１４は、仕切壁２１により寝室１５と仕切られており、その仕切壁２１には居室１４と寝室１５とを連通する通気部２２が形成されている。また、居室１４は、仕切壁２１により洗面室１６と仕切られており、その仕切壁２１には居室１４と洗面室１６とを連通する通気部２２が形成されている。通気部２２は、仕切壁２１に通気口として形成されていたり、仕切壁２１に設けられた出入口ドアのアンダーカットとして形成されていたりする。また、寝室１５には、就寝用のベッド１７が設けられている。

各屋内空間１４～１６の上方には天井裏空間１８が設けられている。天井裏空間１８は、一階部分１１と二階部分１２との間の階間に位置する階間空間として形成されている。また、図示は省略するが、二階部分１２には、一階部分１１と同様、複数の屋内空間が設けられている。

本実施形態の建物１０には、一階部分１１及び二階部分１２にそれぞれ全館式の換気システムが設けられている。以下においては、これら換気システムのうち、一階部分１１の換気システム３０について説明する。なお、二階部分１２にも、一階部分１１と同様の換気システムが設けられている。

換気システム３０は、一階部分１１における複数の屋内空間を対象として換気を行うシステムとなっており、天井裏空間１８に設置されている。換気システム３０は、換気装置３１を備える。換気装置３１は、天井裏空間１８において洗面室１６の上方に設置されている。詳しくは、洗面室１６の天井は居室１４及び寝室１５の天井よりも低い位置に設定された下がり天井となっており、その下がり天井の上方に換気装置３１が設置されている。

換気装置３１には、取込ダクト３２と排出ダクト３３とが接続されている。取込ダクト３２と排出ダクト３３とはいずれも屋外に通じている。また、換気装置３１には、複数の給気ダクト３４が接続されている。各給気ダクト３４はそれぞれ居室１４及び寝室１５に設けられた給気グリル３６に接続されている。給気グリル３６は、居室１４及び寝室１５の天井部に設けられている。また、洗面室１６の天井部には、吸込グリル３７が設けられている。吸込グリル３７は、換気装置３１と接続されている。

換気装置３１は、取込ファン３８と排出ファン３９とを有している。取込ファン３８が作動すると、取込ダクト３２を介して屋外の空気（外気）が換気装置３１に取り込まれ（導入され）、その取り込まれた空気が各給気ダクト３４を介して各給気グリル３６へ供給される。そして、それら供給された空気が各給気グリル３６より居室１４及び寝室１５にそれぞれ吹き出される（供給される）。

各給気グリル３６より居室１４及び寝室１５に吹き出された（供給された）空気は、その後、仕切壁２１に形成された通気部２２を通じて洗面室１６へと流れ込む（還流する）。排出ファン３９が作動すると、洗面室１６へ流れ込んだ空気が吸込グリル３７を介して換気装置３１に取り込まれ、その取り込まれた空気が排出ダクト３３を介して屋外へ排出される。このようにして、本換気システム３０では、一階部分１１の各屋内空間１４～１６の換気が行われるようになっている。

また、本換気システム３０では、常時換気装置３１による換気運転（つまり２４時間換気運転）が行われるものとなっている。換気装置３１の作動時（運転時）には、取込ファン３８と排出ファン３９とがいずれも作動状態とされ、換気装置３１の作動停止時には各ファン３８，３９の作動がいずれも停止状態とされるようになっている。

換気装置３１（取込ファン３８）は、給気ダクト３４を通じて屋内空間１４，１５へ供給する空気（外気）の供給量を調整する調整機能を有している。この場合、換気装置３１により屋内空間１４，１５への空気の供給量が調整されることで、屋内空間１４，１５の換気量が調整されるようになっている。屋内空間１４，１５への空気の供給量の調整は、取込ファン３８の回転速度（風量）を調整することにより行われる。具体的には、換気装置３１は、その運転モードとして、強モードと弱モードとを有しており、その運転モードの切替により取込ファン３８の回転速度を調整する。換気装置３１の運転モードが強モードにある場合には、弱モードにある場合と比べ、取込ファン３８の回転速度が高くなり、屋内空間１４，１５への空気の供給量が多くなる。

また、排出ファン３９は、取込ファン３８の運転モード（回転速度）に合わせて回転速度が切り替えられるようになっている。具体的には、排出ファン３９は、当該ファン３９により屋外へ排出される空気の量が、取込ファン３８により屋内空間１４，１５に取り込まれる空気の量と同じとなるよう回転速度が切り替えられるようになっている。

ここで、本換気システムでは、居住者が寝室１５で就寝する就寝時においては、居住者の睡眠深さ（眠りの深さ）に基づき、換気装置３１の運転制御が実施されるようになっている。そこで、以下では、その点に関する構成について説明する。

換気システムは、換気装置３１の制御を行うコントローラ４０を備える。コントローラ４０は、ＣＰＵ等を有する周知のマイクロコンピュータを有して構成され、例えば換気装置３１に内蔵されている。なお、コントローラ４０が制御手段に相当する。

寝室１５には、ベッド１７で就寝する居住者（ユーザに相当）の生体情報を検出する生体センサ４１が設けられている。生体センサ４１は、例えばベッド１７のマットレスに内蔵された圧力センサからなり、その圧力センサによりユーザの睡眠深さに応じて変化する圧力の変化を検出する構成となっている。

なお、生体センサ４１は必ずしも上記のような圧力センサである必要はなく、ベッド１７で就寝する居住者の脈拍や体温、血圧等の生体情報を検出するものであってもよい。また、生体センサ４１は必ずしもマットレス内蔵型である必要はなく、例えば居住者の身体に装着される身体装着型であってもよい。身体装着型である場合、例えばユーザの手首や指に装着されるものが考えられる。

コントローラ４０には、生体センサ４１が接続されている。コントローラ４０には、その生体センサ４１により検出された居住者の生体情報が逐次入力される。コントローラ４０は、その入力された居住者の生体情報に基づき、当該居住者が睡眠状態にあるか覚醒状態（非睡眠状態）にあるかを判定する。また、コントローラ４０は、居住者が睡眠状態にある場合、居住者の生体情報に基づき、当該居住者の睡眠深さを判定する。一般に、居住者が睡眠状態にある場合には、睡眠深さが浅い状態と深い状態とが交互に現れる（図４参照）。そこで、本実施形態では、居住者が眠り（睡眠深さ）の浅い浅睡眠状態にあるのか、眠り（睡眠深さ）の深い深睡眠状態にあるのかを判定することとしている。

なお、国際基準では、睡眠の段階が、覚醒段階、レム睡眠段階、ノンレム睡眠段階１～４の６段階に分類されている。本実施形態における「覚醒状態」とは、例えばこの６段階の分類における覚醒段階に相当し、「浅睡眠状態」とは、レム睡眠段階とノンレム睡眠段階１及び２とに相当し、「深睡眠状態」とは、ノンレム睡眠段階３及び４に相当する。

また、コントローラ４０は、生体センサ４１から居住者の生体情報が入力されているか否かに基づき、居住者がベッド１７に入っているか否かを判定する。つまり、居住者が寝室１５にて入床しているか否かを判定する。なお、かかる判定は、必ずしも生体センサ４１を用いて行う必要はなく、例えばベッド１７上に人がいることを検知する人検知センサを設け、その人検知センサの検知結果に基づき行ってもよい。

コントローラ４０には換気装置３１が接続されている。コントローラ４０は、生体センサ４１から入力される生体情報等に基づいて、換気装置３１の運転モードを強モード又は弱モードに切り替える（設定する）。

次に、コントローラ４０により実行される換気制御処理の内容について図２に示すフローチャートに基づき説明する。なお、本処理は所定の周期で繰り返し実行される。

図２に示すように、まずステップＳ１１では、生体センサ４１から居住者の生体情報が入力されているか否かに基づき、居住者が寝室１５にてベッド１７に入っているか否かを判定する。居住者がベッド１７に入っていない場合、つまり居住者が起きている場合にはステップＳ１８に進み、換気装置３１の運転モードを強モードに設定する。その後、本処理を終了する。

一方、居住者がベッド１７に入っている場合にはステップＳ１２に進み、睡眠判定処理を行う（睡眠判定手段に相当）。睡眠判定処理では、生体センサ４１から入力された居住者の生体情報に基づいて、ベッド１７上の居住者が睡眠状態にあるのか覚醒状態にあるのかを判定する。また、睡眠判定処理では、居住者が睡眠状態にある場合、さらにその居住者の睡眠深さを判定する。

睡眠判定処理の結果、居住者が覚醒状態にある場合には、ステップＳ１３の判定を否定しステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、今現在が朝時間帯であるか夜時間帯であるかを判定する。ここで、今現在が朝時間帯である場合には覚醒状態の居住者が睡眠後の目覚めの状態であるとみなすことができる。また、今現在が夜時間帯である場合には覚醒状態の居住者がこれから眠ろうとしている睡眠前の状態であるとみなすことができる。したがって、本ステップでは、要するに、覚醒状態にある居住者が睡眠前の状態であるのか睡眠後の状態であるのかを判定することとなっている（睡眠前後判定処理に相当）。

今現在が夜時間帯である場合、つまり覚醒状態にある居住者が睡眠前の状態である場合にはステップＳ１７に進み、換気装置３１の運転モードを弱モードに設定する。これにより、居住者の睡眠前においては、つまり居住者が眠りにつこうとしているときには換気装置３１の運転に伴う騒音の発生が抑制される。その後、本処理を終了する。なお、換気装置３１の運転時に生じる騒音としては、給気ダクト３４を通じて寝室１５へ伝播する換気装置３１の運転音や、給気グリル３６からの空気の吹出音等が考えられる。

一方、今現在が朝時間帯である場合、つまり覚醒状態にある居住者が睡眠後の状態である場合にはステップＳ１８に進み、換気装置３１の運転モードを強モードに設定する。これにより、居住者の睡眠後においては、つまり居住者が目覚めたときには換気装置３１による寝室１５への空気の供給量が多くされる。その後、本処理を終了する。

先のステップＳ１３において、居住者が睡眠状態であると判定した場合には、ステップＳ１４に進み、睡眠状態の居住者が深睡眠状態であるのか浅睡眠状態であるのかを判定する。居住者が深睡眠状態である場合にはステップＳ２１に進み、換気装置３１の運転モードを強モードに設定する。これにより、居住者の眠りが深い場合には、換気装置３１による寝室１５への空気の供給量が多くされる。その後、本処理を終了する。

一方、ステップＳ１４において睡眠状態の居住者が浅睡眠状態である場合にはステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、上限フラグがセットされているか否かを判定する。ここで、本実施形態では、所定時間Ｔ（本実施形態では３時間）の間に換気装置３１により寝室１５へ供給が必要な空気の量が必要空気量として予め定められている。換言すると、所定時間Ｔの間に寝室１５において換気が必要な必要換気量（最低換気量）が予め定められている。そして、本実施形態では、それに伴い、所定時間Ｔの間に換気装置３１を弱モードで運転できる運転時間の上限（上限時間Ｔａ）が定められており、弱モードでの運転時間がその上限時間Ｔａに達すると上限フラグがセットされるようになっている（後述する図３のステップＳ３８参照）。したがって、本ステップでは、要するに、所定時間Ｔの間における弱モードでの運転時間が上限時間Ｔａに達しているか否かを判定することとなっている。さらに言うと、本ステップでは、所定時間Ｔの間に換気装置３１により寝室１５へ供給する空気の量について、必要空気量に対する不足が生じるか否かを判定することとなっている（不足判定手段に相当）。

ステップＳ１９において上限フラグがセットされていない場合にはステップＳ２０に進み、換気装置３１の運転モードを弱モードに設定する。これにより、居住者の眠りが浅く、しかも弱モードでの運転時間がまだ上限時間Ｔａに達していない場合には、騒音の発生が少ない弱モードで換気装置３１が運転される。その後、本処理を終了する。一方、上限フラグがセットされている場合にはステップＳ２１に進み、換気装置３１の運転モードを強モードに設定する。これにより、居住者の眠りが浅くても、弱モードでの運転時間が上限時間Ｔａに達している場合には、換気装置３１が強モードで運転される（空気供給優先処理に相当）。その後、本処理を終了する。

次に、コントローラ４０により実行される運転時間計測処理について説明する。運転時間計測処理は、所定時間Ｔ（３時間）の間に、換気装置３１が弱モードで運転する運転時間を計測する処理であり、以下では、当該処理の内容について図３に示すフローチャートに基づき説明する。なお、本処理は、居住者がベッド１７に入ったと判定されたことをトリガとして開始される。また、本処理は、居住者がベッド１７から出たと判定されるまで所定の周期で繰り返し実行される。居住者がベッド１７に入ったことの判定、及びベッド１７から出たことの判定は、生体センサ４１からの生体情報の入力の有無に基づき行う。

図３に示すように、まずステップＳ３１では、換気装置３１による弱モードでの運転時間の計測がすでに行われているか否かを判定する。運転時間の計測がまだ行われていない場合にはステップＳ３２に進み、換気装置３１による弱モードでの運転時間の計測を開始する。

続くステップＳ３３では、タイマをセットする。これにより、弱モードでの運転時間の計測開始からの経過時間がタイマにより計測される。続くステップＳ３４では、上記運転時間の計測開始からの経過時間が所定時間Ｔ（３時間）を超えたか否かを判定する。つまり、上記運転時間の計測開始から所定時間Ｔが経過したか否かを判定する。計測開始から所定時間Ｔが経過していない場合には本処理を終了する。一方、所定時間Ｔが経過した場合にはステップＳ３５に進み、運転時間の計測を終了する。その後、本処理を終了する。したがって、本運転時間計測処理においては、弱モードでの運転時間の計測が所定時間Ｔの間継続して行われるようになっている。また、ステップＳ３５では、運転時間の計測終了とともに、タイマをリセットする。また、上限フラグがセットされている場合には上限フラグもリセット（消去）する。

先のステップＳ３１において、弱モードでの運転時間の計測が既に行われている場合にはステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、計測中の弱モードでの運転時間が上限時間Ｔａに達したか否かを判定する。この上限時間Ｔａは、上述したように、所定時間Ｔの間に換気装置３１により弱モードで運転できる運転時間の上限となっている。換言すると、この上限時間Ｔａは、仮に当該上限時間Ｔａを超えて弱モードでの運転を続けた場合に、所定時間Ｔの間における換気装置３１による寝室１５への空気供給量が必要空気量に対して不足してしまう時間に設定されている。弱モードでの運転時間がまだ上限時間Ｔａに達していない場合にはステップＳ３４に進む。一方、弱モードでの運転時間が上限時間Ｔａに達した場合にはステップＳ３８に進み、上限フラグをセットする。その後、ステップＳ３４に進む。

次に、コントローラ４０により換気制御処理（図２）及び運転時間計測処理（図３）が行われる場合の一連の作用について図４を用いながら説明する。図４は、かかる作用を説明するためのタイムチャートである。

図４に示すように、タイミングｔ１以前では、居住者がベッド１７に入っておらず、換気装置３１が強モードで運転している。タイミングｔ１において、居住者がベッド１７に入る（入床する）と、換気装置３１の運転モードが強モードから弱モードに切り替わる。これにより、居住者の寝入りばなにおいて、換気装置３１の運転に伴う騒音の発生を低減することができる。

また、タイミングｔ１では、換気装置３１の弱モードでの運転時間の計測が開始される。これにより、弱モードでの運転中においては、時間の経過に伴い、弱モードの運転時間（の計測値）が増えていく。なお、タイミングｔ１では、夜時間帯になっている。

その後タイミングｔ２において、居住者は睡眠状態（眠り）に入る。詳しくは、居住者は浅睡眠状態となる。その後タイミングｔ３において、居住者は深睡眠状態になる。すると、換気装置３１の運転モードが弱モードから強モードに切り替わる。これにより、居住者が比較的起きにくい深睡眠状態にある場合には、寝室１５への空気の供給量を多くすることができる。

その後タイミングｔ４において、居住者は深睡眠状態から浅睡眠状態となる。すると、換気装置３１の運転モードが強モードから弱モードに切り替わる。このように、タイミングｔ４以降も、居住者が深睡眠状態になると換気装置３１が強モードに設定され、居住者が浅睡眠状態になると換気装置３１が弱モードに設定される。したがって、居住者の睡眠中は、居住者の睡眠深さに応じて、換気装置３１の運転モードが強弱切り替えられるようになっている。

タイミングｔ１から所定時間Ｔが経過した後のタイミングｔ５において、弱モードの運転時間の計測が終了する。そして、このタイミングｔ５では、計測終了と同時に、新たに弱モードの運転時間の計測が開始される。このように、居住者がベッド１７に入っている間は、所定時間Ｔごとに、弱モードの運転時間の計測が行われる。図４の例では、居住者がベッド１７に入っている間に、かかる運転時間の計測が計３回行われている。ここで、２回目の計測においては、タイミングｔ６にて、計測した運転時間が上限時間Ｔａに達している。このタイミングｔ６では、居住者は浅睡眠状態にあるが、それにもかかわらず換気装置３１の運転モードが弱モードから強モードに切り替えられる。

その後タイミングｔ７において、居住者は睡眠状態（詳しくは浅睡眠状態）から覚醒状態となる。すると、換気装置３１の運転モードが弱モードから強モードに切り替わる。なお、タイミングｔ７では、朝時間帯となっている。その後タイミングｔ８において、居住者はベッド１７から出る。すると、換気装置３１の弱モードでの運転時間の計測が終了する。

以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。

寝室１５で眠る居住者の睡眠深さ（眠りの深さ）を判定し、その判定した居住者の睡眠深さに応じて、換気装置３１の運転モードを強モード又は弱モードに切り替え、換気装置３１による寝室１５への空気の供給量を制御した。具体的には、居住者が深睡眠状態にある場合には、居住者が起きにくい状態となっているため、換気装置３１の運転モードを強モードとし、換気装置３１による寝室１５への空気の供給量を多くした。この場合、寝室１５の換気を促すことができる。一方、居住者が浅睡眠状態にある場合には、居住者が起き易い状態となっているため、換気装置３１の運転モードを弱モードとし、換気装置３１による寝室１５への空気の供給量を少なく（制限）した。この場合、換気装置３１の運転に伴う騒音の発生を抑制することができる。よって、以上より、夜間における換気量の低減を抑制しながら、居住者の睡眠が妨げられるのを抑制することができる。

ここで、居住者が浅睡眠状態にある場合には、換気装置３１の運転を停止し同装置３１による寝室１５への空気の供給を停止することも考えられるが、上記の実施形態では、居住者が浅睡眠状態にある場合には、換気装置３１の運転モードを弱モードに設定するようにした。この場合、居住者の睡眠深さにかかわらず寝室１５に空気が供給されるため、居住者の睡眠時において寝室１５を常時換気することができる。このため、夜間における換気量低減をより一層抑制しながら、居住者の睡眠が妨げられるのを抑制することができる。

居住者が浅睡眠状態にある場合には、所定時間Ｔにおける弱モードでの運転時間が上限時間Ｔａに達したか否かを判定し、上限時間Ｔａに達した場合には、居住者が浅睡眠状態にあるにもかかわらず換気装置３１を強モードに設定することとした。つまり、上限時間Ｔａに達した場合には、居住者の睡眠状態にかかわらず、換気装置３１による寝室１５への空気供給を優先するようにした。この場合、居住者の睡眠深さに応じて寝室１５への空気供給が制御される構成にあって、所定時間Ｔにおける寝室１５の換気量が必要換気量（目標換気量に相当）を下回ってしまうことを回避できる。

居住者が寝室１５において覚醒状態にある場合に、換気装置３１を弱モードに設定した。換言すると、居住者が覚醒状態にある場合には、換気装置３１による寝室１５への空気の供給を制限する（少なくする）ようにした。これにより、居住者が寝室１５で眠ろうとしている場合、つまり居住者の寝入りばなにおいて、換気に伴う騒音の発生を低減することができる。そのため、居住者は速やかに眠りにつくことが可能となる。

居住者が寝室１５において覚醒状態にある場合に今現在が夜時間帯であるか否かを判定し、夜時間帯であると判定された場合に換気装置３１を弱モードに設定した。この場合、覚醒状態の居住者が睡眠前であることを条件に、換気装置３１が弱モードとされる。そのため、覚醒状態の居住者が睡眠後である場合、つまり居住者の起床時においては、換気装置３１が弱モードに設定されず換気装置３１が強モードとされる。居住者は起床時においては換気に伴う騒音を気にすることがないため、この場合、寝室１５への空気供給を促すことで、換気量の低減をさらに抑制することができる。

全館式の換気システムでは、共通の換気装置３１により複数の屋内空間１４，１５に空気を供給し換気を行うため、換気装置３１の空気の供給能力が比較的大きい。そのため、運転時に発生する騒音もそれに伴い大きくなると考えられ、その騒音が給気ダクト３４を通じて寝室１５に伝わることが想定される。その点、上記の実施形態では、こうした換気システムに、睡眠深さに応じて換気装置３１の運転モードを切り替える制御を適用しているため、かかるシステムを備える建物１０にあって、換気量の低減を抑制しながら、居住者の睡眠が妨げられるのを抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、コントローラ４０により実行される換気制御処理の内容が上記第１の実施形態の処理（図２）と相違する。そこで、以下においては、かかる本実施形態における換気制御処理について図５に示すフローチャートに基づき説明する。なお、本処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

図５に示すように、まずステップＳ５１では、生体センサ４１から居住者の生体情報が入力されているか否かに基づき、居住者が寝室１５にてベッド１７に入っているか否かを判定する。居住者がベッド１７に入っていない場合、つまり居住者が起きている場合にはステップＳ６３に進み、換気装置３１の運転モードを強モードに設定する。その後、本処理を終了する。一方、居住者がベッド１７に入っている場合にはステップＳ５２に進み、睡眠判定処理を行う（睡眠判定手段に相当）。この判定処理は、上記第１の実施形態における睡眠判定処理（図２のステップＳ１２）と同じ処理であるため、ここでは説明を割愛する。

睡眠判定処理の結果、居住者が覚醒状態にある場合には、ステップＳ５３の判定を否定しステップＳ５７に進む。ステップＳ５７では、今現在が朝時間帯であるか夜時間帯であるかを判定する。今現在が夜時間帯である場合、つまり覚醒状態にある居住者が睡眠前である場合にはステップＳ５８に進み、換気装置３１の運転を停止させる。これにより、居住者の睡眠前においては、換気装置３１による寝室１５への空気の供給が停止され、換気に伴う騒音が生じない状態となる。その後、本処理を終了する。

一方、今現在が朝時間帯である場合、つまり覚醒状態にある居住者が睡眠後の状態である場合にはステップＳ６３に進み、換気装置３１の運転モードを強モードとする。その後、本処理を終了する。

先のステップＳ５３において、居住者が睡眠状態にある場合には、ステップＳ５４に進み、睡眠状態の居住者が深睡眠状態であるのか浅睡眠状態であるのかを判定する。居住者が浅睡眠状態である場合にはステップＳ５５に進み、その浅睡眠状態が居住者の睡眠開始直後のものであるか否かを判定する。ここで、居住者の睡眠開始直後の浅睡眠状態とは、居住者が睡眠状態になってからはじめに訪れる浅睡眠状態のことである。換言すると、睡眠開始直後の浅睡眠状態とは、居住者が睡眠（浅睡眠状態）を開始してから最初の深睡眠状態に入るまでの間の状態をいう。

居住者の浅睡眠状態が居住者の睡眠開始直後である場合にはステップＳ５８に進み、換気装置３１の運転を停止させる。これにより、居住者の寝入りばなにおいては、居住者が深睡眠状態となるまで換気装置３１の運転が継続して停止される。一方、居住者の浅睡眠状態が居住者の睡眠開始直後でない場合にはステップＳ５６に進み、換気装置３１の運転モードを弱モードとする。その後、本処理を終了する。

先のステップＳ５４において、居住者が深睡眠状態にある場合にはステップＳ６１に進み、換気装置３１の運転が停止中であるか否かを判定する。換気装置３１の運転が停止中である場合にはステップＳ６２に進み、換気装置３１の運転を実行させる。その後、ステップＳ６３に進み、換気装置３１を強モードに設定する。また、換気装置３１が運転中である場合には、そのままステップＳ６３に進み、換気装置３１を強モードに設定する。その後、本処理を終了する。

次に、コントローラ４０により換気制御処理が実行される場合における一連の作用について図６に基づいて説明する。図６は、かかる作用を説明するタイムチャートである。

図６に示すように、タイミングｔ１１において、居住者がベッド１７に入る（入床する）と、換気装置３１の運転が停止される。その後タイミングｔ１２において、居住者は睡眠状態（眠り）に入り、浅睡眠状態となる。その後タイミングｔ１３において、居住者は深睡眠状態となり、すると換気装置３１の運転が実行（開始）され、換気装置３１の運転モードが強モードに設定される。この場合、居住者がベッド１７に入ってから眠りの深い状態となるまでは換気装置３１の運転が停止されるため、居住者の寝入りばなにおいて換気に伴う騒音の発生をなくすことができる。

その後タイミングｔ１４において、居住者は深睡眠状態から浅睡眠状態となる。すると、換気装置３１の運転モードが強モードから弱モードに切り替わる。また、タイミングｔ１５において、居住者は浅睡眠状態から深睡眠状態となる。すると、換気装置３１の運転モードが弱モードから強モードに切り替わる。このように、タイミングｔ１５以降も、居住者の睡眠中は、居住者が深睡眠状態にあるか浅睡眠状態にあるかに応じて（つまり居住者の睡眠深さに応じて）、換気装置３１の運転モードが強弱切り替えられる。

その後タイミングｔ１６において、居住者は睡眠状態（詳しくは浅睡眠状態）から覚醒状態となる。すると、換気装置３１の運転モードが弱モードから強モードに切り替わる。その後タイミングｔ１７において、居住者はベッド１７から出る。

上述した本実施形態の構成では、居住者が寝室１５において覚醒状態にある場合には、換気装置３１の運転を停止した。また、居住者が浅睡眠状態にある場合には、その浅睡眠状態が居住者の睡眠開始直後のものか否かを判定し、睡眠開始直後である場合には換気装置３１の運転を停止した。この場合、居住者が眠ろうとしている睡眠前の覚醒状態時に加え、その覚醒状態から浅睡眠状態へと移行した後も、換気装置３１による寝室１５への空気の供給が停止されるため、居住者が深い眠りに入るまでは換気に伴う騒音が発生しない。このため、居住者は速やかにかつ快適に眠りにつくことが可能となる。

〔他の実施形態〕
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。

（１）上記各実施形態では、換気装置３１の運転モードを弱モードと強モードとに切り替えることで、換気装置３１により寝室１５へ供給する空気の供給量を段階的に調整するようにしたが、換気装置３１としては、寝室１５への空気の供給量を無段階に調整できるものもある。そこで、そのような換気装置３１に本発明を適用してもよい。例えば、図７の例では、換気装置３１による空気の供給量を強と弱との間で無段階に（連続的に）調整可能となっている。そして、コントローラ４０が、寝室１５における居住者の睡眠深さに応じて、換気装置３１による空気の供給量を連続的に制御するようになっている。具体的には、居住者の睡眠深さが浅いほど換気装置３１による空気の供給量を制限（少なく）し、換言すると、居住者の睡眠深さが深いほど換気装置３１による空気の供給量を多くしている。この場合にも、上記各実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

（２）上記各実施形態では、居住者の睡眠深さに応じて、換気装置３１の運転モードを強弱切り替えることで、換気装置３１による寝室１５への空気の供給量を制御するようにしたが、これを変更してもよい。例えば、居住者の睡眠深さに応じて、換気装置３１の運転を実行又は停止させることで、換気装置３１による寝室１５への空気の供給を実施又は停止させるようにしてもよい。具体的には、居住者が深睡眠状態にある場合には換気装置３１の運転を実行し、居住者が浅睡眠状態にある場合には換気装置３１の運転を停止するようにする。この場合、居住者の睡眠深さが深い場合には、寝室１５の換気が行われる一方、居住者の睡眠深さが浅い場合には、寝室１５の換気が行われず換気に伴う騒音が発生しない。よって、この場合にも、夜間における換気量の低減を抑制しながら、居住者の睡眠が妨げられるのを抑制することができる。

（３）上記第１の実施形態では、居住者が覚醒状態であると判定された場合に、その居住者が睡眠前なのか睡眠後なのかを判定し、その判定の結果、睡眠前である場合に換気装置３１を弱モードとしたが、居住者が覚醒状態であると判定された場合に一律に換気装置３１を弱モードとするようにしてもよい。その場合にも、（覚醒状態の）居住者が眠ろうとしている場合に、換気に伴う騒音の発生を低減することができるため、居住者は速やかに眠りにつくことが可能となる。ただ、このような構成とすると、居住者が睡眠後において覚醒状態にある場合にも、換気装置３１が弱モードとされるため、換気量の低減を抑制する上では好ましくない。そのため、その点を鑑みると、上記第１の実施形態のように、居住者が睡眠前であることを条件に換気装置３１を弱モードとするのが望ましい。

また、居住者が覚醒状態であると判定された場合に、換気装置３１を弱モードとすることに代えて、換気装置３１の運転を停止させるようにしてもよい。その場合、居住者の寝入りばなにおいて換気に伴う騒音がなくなるため、居住者はより速やかに眠りにつくことが可能となる。

（４）ところで、上記実施形態の換気システムでは、屋外から換気装置３１へ延びる取込ダクト３２と、換気装置３１より寝室１５へと延びる給気ダクト３４とを含んで、屋外から寝室１５へ通じる空気通路が形成されている。かかる構成では、夜間に建物１０周辺で騒音（例えば車の走行音等）が発生すると、その騒音が上記空気通路を通じて寝室１５へ入り込むことが考えられ、その場合、その騒音により居住者の睡眠が妨げられるおそれがある。

そこで、こうした点に鑑み、上記空気通路を開閉する開閉装置と、建物１０周辺で発生した屋外の騒音を検出する騒音センサとを設けることが考えられる。そして、コントローラ４０により居住者が睡眠状態にあると判定された場合に、騒音センサにより所定以上の騒音が検出されたか否かを判定し、所定以上の騒音が検出された場合には、同コントローラ４０により、上記空気通路を開閉装置により閉鎖する制御を行うことが考えられる。その場合、居住者の睡眠時に建物１０周辺で騒音が発生した場合に、その騒音が上記空気通路を介して寝室１５に入り込むのを抑制することができる。そのため、換気装置３１の騒音だけでなく、屋外の騒音により居住者の睡眠が妨げられるのを抑制することもできる。なお、開閉装置は、例えばダンパ装置により構成し、寝室１５へ通じる給気ダクト３４内に設けることが考えられる。

（５）上記実施形態では、共通の換気装置３１により寝室１５を含む複数の屋内空間１４，１５に屋外の空気を供給し換気を行う全館式の換気システムに本発明を適用したが、本発明は必ずしも全館式の換気システムに適用する必要はない。例えば、換気システムとしては、寝室１５にのみ屋外の空気を供給し当該寝室１５の換気を行う換気装置を備えたものも考えられる。そこで、このような寝室専用の換気システムに本発明を適用してもよい。

１０…建物、１５…寝室、３１…換気装置、３４…ダクトとしての給気ダクト、４０…制御手段としてのコントローラ。

Claims (7)

1. 建物内の寝室に屋外の空気を供給することで、前記寝室の換気を行う換気装置を備える建物の換気システムであって、
   前記寝室において睡眠状態にあるユーザの睡眠深さを判定する睡眠判定手段と、
   その睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さに応じて、前記換気装置による空気の供給を制御する制御手段と、を備え、
   前記睡眠判定手段は、前記寝室内のユーザの睡眠深さに加え、ユーザが前記寝室内で睡眠状態にあるのか覚醒状態にあるのかを判定し、
   前記制御手段は、前記睡眠判定手段によりユーザが覚醒状態にあると判定された場合に、前記換気装置による前記寝室への空気の供給制限を行うことを特徴とする建物の換気システム。
2. 前記換気装置は、前記寝室へ供給する空気の供給量を調整する調整機能を有しており、
   前記制御手段は、前記睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さに応じて、前記換気装置による空気の供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の建物の換気システム。
3. 前記制御手段は、前記睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さが浅いほど、前記換気装置による空気の供給を制限することを特徴とする請求項１又は２に記載の建物の換気システム。
4. 所定期間の間に前記換気装置により前記寝室に供給が必要な空気の量が必要空気量として予め定められており、その必要空気量に対する不足が生じるか否かを判定する不足判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記不足判定手段により前記必要空気量に対する不足が生じると判定された場合には、前記睡眠判定手段により判定されたユーザの睡眠深さに関わらず、前記換気装置による前記寝室への空気供給を優先する空気供給優先処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建物の換気システム。
5. 前記睡眠判定手段によりユーザが覚醒状態にあると判定された場合に、そのユーザが睡眠前なのか睡眠後なのかを判定する睡眠前後判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記睡眠前後判定手段によりユーザが睡眠前であると判定されたことを条件に、前記換気装置による前記寝室への空気の供給制限を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の建物の換気システム。
6. 前記制御手段は、前記睡眠判定手段によりユーザが覚醒状態にあると判定された場合に、前記換気装置による前記寝室への空気の供給を停止し、
   前記睡眠判定手段は、ユーザの睡眠深さが浅い状態であるのか深い状態であるのかを判定し、
   前記制御手段は、前記睡眠判定手段によりユーザの睡眠深さが浅い状態であると判定された場合にその浅い状態がユーザの睡眠開始直後であるか否かを判定し、睡眠開始直後である場合には前記換気装置による前記寝室への空気の供給を停止することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の建物の換気システム。
7. 前記換気装置には、前記寝室を含む複数の屋内空間へそれぞれ通じる複数のダクトが接続されており、
   前記換気装置は、それらダクトを通じて前記複数の屋内空間へ屋外の空気を供給することで、それら各屋内空間の換気を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の建物の換気システム。

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