JP7131849B2

JP7131849B2 - 空気浄化機能付き住宅

Info

Publication number: JP7131849B2
Application number: JP2020148698A
Authority: JP
Inventors: 幸之助金子
Original assignee: Kaneko Co Ltd
Current assignee: Kaneko Co Ltd
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: JP7131849B6; JP2022043431A

Description

この発明は、建屋の外から空気を取り込み、これを浄化して居住空間に供給し、建屋の外に排出する換気システムを備えた空気浄化機能付き住宅に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されているように、屋外の空気を建物内部に供給する給気ファンと、建物内部の空気を屋外に排出する排気ファンと、給気ファンから供給される空気を居室に供給する給気経路とを備え、排気ファンが非居室空間のみに設けられた第一種換気設備を具えた建物の構造があった。図面には、屋外の空気を１階の床下空間に取り込み、取り込んだ空気を、２階の床下空間及び天井裏空間の給気経路を通じて１階及び２階の居住空間に循環させ、１階の非居室空間の壁から屋外に排出する構成が記載されている。

特許文献２には、１階の床下空間に空気浄化用の木炭を設置し、屋外の空気を１階の床下空間に取り込んで木炭により清浄化し、その空気をファンで１階の居住空間に送り、その後、居住空間の空気が１階の天井面から屋根裏構造部に流れ、内部排気ダンパーから建屋１４の外に排出されるように構成された木造住宅が開示されている。

特開２０１５－１９０６５６号公報特開２００２－１２１８３０号公報

特許文献１の建物の構造は、建屋内部を換気する機能は備えているが、屋外から取り込んだ空気を清浄化する機能は備えていない。

特許文献２の木造住宅は、屋外から取り込んだ空気を木炭で清浄化する構成を有しているが、空気清浄化機能をさらに向上させることが求められる。また、この木造住宅は、設置された木炭を簡単には交換できない構造になっているが、近年、特定の多孔質木材炭化物にインフルエンザウイルス等を吸着する効能があることが注目されており、この種の多孔質木材炭化物は自由に交換できるように設置されていることが好ましい。

この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、建屋の内部を効率よく換気することができ、非常にきれいな空気を各階の居住空間に送ることができる空気浄化機能付き住宅を提供することを目的とする。

本発明は、各階に居住空間が設けられた建屋と、建屋の中の各階の床下に設けられ、内部に空気浄化用の多孔質木材炭化物が設置された気密構造の床下空間と、建屋の中の最上階の天井裏に設けられ、内部に空気浄化用の多孔質木材炭化物が設置された気密構造の天井裏空間と、各階の前記床下空間及び前記天井裏空間を連結して１つの空間にする気密構造の通気路と、各階の前記床下空間とその階の前記居住空間とを連通させる送風口と、最上階の前記天井裏空間とその階の前記居住空間とを連通させる送風口と、前記建屋の外の空気を前記床下空間又は前記天井裏空間に取り込むための空気取入口と、前記居住空間の空気を建屋の外に排出するための空気排出口と、１つ以上の送風機を有し、前記空気取入口から空気を取り入れ、取り入れた空気が、少なくとも１つの前記床下空間又は天井裏空間を通って各階の前記居住空間に送られ、その後前記空気排出口から排出される、という空気の流れを生成する送風システムとを備える空気浄化機能付き住宅である。

前記送風システムは第一の送風機を有し、前記第一の送風機は、特定の又は全部の前記送風口に設置され、当該床下空間又は前記天井裏空間の空気を、当該送風口で連通している前記居住空間に送る構成にすることができる。また、前記送風システムは第二の送風機を有し、前記第二の送風機は、特定の又は全部の前記通気路の一端部又は途中の位置に設置され、当該通気路の一端部に位置する前記床下空間又は前記天井裏空間の空気を、当該通気路の他端部に位置する前記床下空間又は前記天井裏空間に送る構成にすることができる。

また、前記送風システムは熱交換装置を有し、前記熱交換装置で、前記空気取入口から取り入れた空気と前記空気排出口から排出する空気とを熱交換させる構成にすることが好ましい。また、前記送風口には開閉式のガラリが設けられ、前記多孔質木材炭化物は、前記床下空間又は前記天井裏空間の中に、前記ガラリを開閉することによって交換できるように設置されている構成にすることが好ましい。

本発明の空気浄化機能付き住宅は、空気浄化用の多孔質木材炭化物が各階の床下空間及び最上階の天井裏空間に設置され、建屋の中のデッドスペースのほとんどを有効活用して、空気を効果的に浄化することができる。そして、独特な送風システムにより、屋外から取り入れた空気が、少なくとも１つの床下空間又は天井裏空間で浄化してされてから各階の居住空間に送られ、その後、屋外に排出される構成になっている。したがって、２階以上の住宅であっても建屋内部を効率よく換気することができ、しかも、各階の居住空間に、非常にきれいな空気だけを供給することができる。特に、各階の居住空間が床下空間及び天井裏空間よりも気圧が高く屋外の気圧よりも高い状態におかれるので、浄化された居住空間に外部から汚れた空気や埃、花粉等が侵入することがない。

本発明の空気浄化機能付き住宅の第一の実施形態の内部構造と建屋内部の空気の流れを示す縦断面図である。本発明の空気浄化機能付き住宅の第二の実施形態の内部構造と建屋内部の空気の流れを示す縦断面図である。本発明の空気浄化機能付き住宅の第三の実施形態の内部構造と建屋内部の空気の流れを示す縦断面図である。

以下、本発明の第一の実施形態である空気浄化機能付き住宅１０ついて、図１に基づいて説明する。空気浄化機能付き住宅１０は、コンクリート基礎１２の上に設置された２階建ての建屋１４を有し、１階の居住空間１６(1)及び２階の居住空間１６(2)が、気密構造の外壁１８で囲まれている。

建屋１４の中の１階の床下には気密構造の床下空間２０(1)が設けられ、コンクリート基礎１２の特定位置に、建屋１４の外の空気を床下空間２０(1)に取り込むための空気取入口２２が設けられている。２階の床下には気密構造の床下空間２０(2)が設けられ、外壁１８の内部に設けた気密構造の通気路２４(1)を通じて床下空間２０(1)に連結されている。２階の天井裏には気密構造の天井裏空間２６が設けられ、外壁１８の内部に設けた気密構造の通気路２４(2)を通じて床下空間２０(2)に連結されている。

１階の居住空間１６(1)と床下空間２０(1)は、床の特定位置に設けた複数の送風口２８(1)で連通しており、各送風口２８(1)に開閉式のガラリ２８ａ(1)が設置されている。また、床下空間２０(1)の中の、各送風口２８(1)の下方の位置に、通気性を有したバケット３０(1)を吊り下げるように設置し、その中に、空気浄化用の多孔質木材炭化物３２が入れられている。住人は、ガラリ２８ａ(1)を開くとバケット３０(1)の中に手が届くので、古くなった多孔質木材炭化物３２を簡単に交換することができる。

２階の居住空間１６(2)と床下空間２０(2)は、床の特定位置に設けた複数の送風口２８(2)で連通しており、各送風口２８(2)に、開閉式のガラリ２８ａ(2)が設置されている。また、床下空間２０(2)の中の、各送風口２８(2)の下方の位置に、バケット３０(1)と同様のバケット３０(2)を設置し、その中に、空気浄化用の多孔質木材炭化物３２が入れられている。したがって、住人は、ガラリ２８ａ(2)を開くことによって、古くなった多孔質木材炭化物３２を簡単に交換することができる。

２階の居住空間１６(2)と天井裏空間２６は、天井の特定位置に設けた複数の送風口３４で連通しており、各送風口３４に、開閉式のガラリ３４ａが設置されている。また、天井裏空間２６の中の、各送風口３４の周縁部にトレイ３６を設置し、その中に、空気浄化用の多孔質木材炭化物３２が入れられている。住人は、ガラリ３４ａを開くとトレイ３６の中に手が届くので、古くなった多孔質木材炭化物３２を簡単に交換することができる。

１階の居住空間１６(1)を囲む外壁１８には、居住空間１６(1)の空気を建屋１４の外に排出するための空気排出口３８(1)が設けられ、図示しないガラリが設置されている。また、２階の居住空間１６(2)を囲む外壁１８にも、居住空間１６(2)の空気を排出するための空気排出口３８(2)が設けられ、図示しないガラリが設置されている。なお、空気排出口３８(1)，３８(2)は、換気扇でも良い。

さらに、空気浄化機能付き住宅１０には、建屋１４の中に所定の空気の流れを生成する送風システムが設けられている。送風システムは、各々モータとファン及びその他駆動回路等を備えた第一の送風機４０(1)，４０(2)，４２で構成され、第一の送風機４０(1)は１階の床の各送風口２８(1)に設置され、第一の送風機４０(2)は２階の床の各送風口２８(2)に設置され、第一の送風機４２は２階の天井の各送風口３４に設置されている。そして、第一の送風機４０(1)は、床下空間２０(1)の空気を居住空間１６(1)に送る働きをし、第一の送風機４０(2)は、床下空間２０(2)の空気を居住空間１６(2)に送る働きをし、第一の送風機４２は、天井裏空間２６の空気を居住空間１６(2)に送る働きをする。

次に、空気浄化機能付き住宅１０の送風システムが動作した時の、建屋の中の空気の流れを説明する。まず、第一の送風機４０(1)が動作することによって、建屋１４の外の空気が空気取入口２２を通じて床下空間２０(1)に取り込まれ、床下空間２０(1)に設置された多孔質木材炭化物３２により浄化される。そして、浄化された空気が送風口２８(1)を通じて居住空間１６(1)に送られ、空気排出口３８(1)から建屋１４の外に排出される。

また、第一の送風機４０(2)が動作することによって、建屋１４の外の空気が空気取入口２２及び通気路２４(1)を通じて床下空間２０(2)に取り込まれ、床下空間２０(2)に設置された多孔質木材炭化物３２により浄化される。そして、浄化された空気が送風口２８(2)を通じて居住空間１６(2)に送られ、空気排出口３８(2)から建屋１４の外に排出される。

また、第一の送風機４２が動作することによって、建屋１４の外の空気が空気取入口２２及び通気路２４(1)，２４(2)を通じて天井裏空間２６に取り込まれ、天井裏空間２６に設置された多孔質木材炭化物３２により浄化される。そして、浄化された空気が送風口３４を通じて居住空間１６(2)に送られ、空気排出口３８(2)から建屋１４の外に排出される。

このように、送風システムが動作することによって、空気取入口２２から空気を取り入れ、取り入れた空気が少なくとも１つの床下空間又は天井裏空間（２０(1)、２０(2)又は２６）を通って各階の居住空間１６(1)，１６(2)に送られ、その後、空気排出口３８(1)，３８(2)から排出される、という空気の流れが生成される。

以上説明したように、空気浄化機能付き住宅１０は、空気浄化用の多孔質木材炭化物３２が床下空間２０(1)，２０(2)及び天井裏空間２６に設置され、建屋１４の中のデッドスペースのほとんどを有効活用して、空気を効果的に浄化することができる。そして、独特な送風システムにより、建屋１４の外から取り入れた空気が、少なくとも１つの床下空間又は天井裏空間で浄化されてから各階の居住空間１６(1)，１６(2)に送られ、その後、建屋１４の外に排出される構成になっている。したがって、建屋１４の内部を効率よく換気することができ、しかも、各階の居住空間１６(1)，１６(2)に非常にきれいな空気だけを供給することができる。特に、各階の居住空間１６(1)，１６(2)が、床下空間２０(1)、２０(2)及び天井裏空間２６よりも気圧が高く屋外の気圧よりも高い状態におかれるので、浄化された居住空間１６(1)，１６(2)に外部から汚れた空気や埃、花粉等が侵入することがない。さらに、大量の多孔質木材炭化物３２により、吸湿機能も発揮され、湿度の高い梅雨時期にも室内の湿度を低下させることができる。

次に、本発明の第二の実施形態である空気浄化機能付き住宅４４について、図２に基づいて説明する。なお、空気浄化機能付き住宅４４の構成は、上記の空気浄化機能付き住宅１０と共通する点が多いので、同様の構成は同一の符号を付して説明を省略し、構成が異なる点を中心に説明する。

空気浄化機能付き住宅４４では、建屋１４の外の空気を床下空間２０(1)に取り込むための空気取入口２２が、図２における右側だけに設けられている。また、２階の床下空間２０(2)は、図２における左側の外壁１８の内側近傍に設置されたダクト等で成る通気路４６(1)を通じて床下空間２０(1)に連結されている。また、２階の天井裏空間２６は、図２における右側の外壁１８の内側近傍に設置されたダクト等で成る通気路４６(2)を通じて床下空間２０(2)に連結されている。

空気浄化機能付き住宅４４の送風システムは、第一の送風機４０(1)，４２及び第二の送風機４８で構成される。第一の送風機４０(1)，４２は、上記実施形態の空気浄化機能付き住宅１０の送風システムと同様に、１階の床の各送風口２８(1)及び２階の天井の各送風口３４に設置されている。第二の送風機４８は、１階の床下空間２０(1)の中の、通気路４６(1)の一端部に設置され、床下空間２０(1)の空気を床下空間２０(2)に送る働きをする。なお、空気浄化機能付き住宅４４の場合、第二の送風機４８を設けたので、２階の床の送風口２８(2)には上記実施形態の第一の送風機４０(2)が設置されていない。このため、２階の居住空間１６(2)への浄化空気の供給がスムーズに行われない場合、空気排出口３８(2)を換気扇にして、排気することにより、第二の送風機４８による浄化空気の供給が良好に行われる。

次に、空気浄化機能付き住宅４４の送風システムが動作した時の、建屋１４の中の空気の流れを説明する。まず、第一の送風機４０(1)が動作することによって、建屋１４の外の空気が空気取入口２２を通じて床下空間２０(1)に取り込まれ、床下空間２０(1)に設置された多孔質木材炭化物３２により浄化される。そして、浄化された空気が送風口２８(1)を通じて居住空間１６(1)に送られ、空気排出口３８(1)から建屋１４の外に排出される。

また、第二の送風機４８が動作することによって、床下空間２０(1)の空気が通気路４６(1)を通じて床下空間２０(2)に送られ、床下空間２０(2)に設置された多孔質木材炭化物３２によってさらに浄化される。そして、浄化された空気が送風口２８(2)を通じて居住空間１６(2)に送られ、空気排出口３８(2)から建屋１４の外に排出される。

さらに、第一の送風機４２が動作することによって、床下空間２０(2)の空気が通気路４６(2)を通じて天井裏空間２６に取り込まれ、天井裏空間２６に設置された多孔質木材炭化物３２によってさらに浄化される。そして、浄化された空気が送風口３４を通じて居住空間１６(2)に送られ、空気排出口３８(2)から建屋１４の外に排出される。

以上説明したように、空気浄化機能付き住宅４４においても、上記の空気浄化機能付き住宅１０と同様の優れた効果が得られる。

次に、本発明の第三の実施形態である空気浄化機能付き住宅５０について、図３に基づいて説明する。なお、空気浄化機能付き住宅５０の構成は、上記の空気浄化機能付き住宅４４と共通する点が多いので、同様の構成は同一の符号を付して説明を省略し、構成が異なる点を中心に説明する。

空気浄化機能付き住宅５０の大きな特徴は、送風システムが熱交換装置５２を備えた第１種換気設備であり、熱交換装置５２で、空気取入口２２から取り入れた空気と空気排出口３８から排出する空気とを熱交換させる点である。

空気浄化機能付き住宅５０では、２階の床下が、図３における右側に位置する床下空間２０(2)と、左側に位置する補助空間５４とに区切られ、広い床下空間２０(2)に多孔質木材炭化物３２が設置され、狭い補助空間５４に熱交換装置５２が設置されている。そして、補助空間５４を囲む外壁１８の部分に、建屋１４の外の空気を床下空間２０(2)に取り込むための空気取入口２２と、居住空間１６(1)，１６(2)の空気を建屋１４の外に排出するための空気排出口３８とが設けられている。

また、２階の床下空間２０(2)は、図２における右側の外壁１８の内側近傍に設置されたダクト等で成る通気路４６(1)を通じて床下空間２０(1)に連結され、同様の通気路４６(2)を通じて２階の天井裏空間２６に連結されている。

空気浄化機能付き住宅５０の送風システムは、第一の送風機４０(1)，４２と熱交換装置５２が有する給気ファン５２ａ及び排気ファン５２ｂとで構成される。第一の送風機４０(1)，４２は、空気浄化機能付き住宅４４の送風システムと同様に、１階の床の各送風口２８(1)及び２階の天井の各送風口３４に設置されている。給気ファン５２ａは、建屋１４の外の空気を取り込んで床下空間２０(2)に送る送風機となり、排気ファン５２ｂは、居住空間１６(1)，１６(2)の空気を取り込んで空気排出口３８に送る送風機となる。なお、空気浄化機能付き住宅５０の場合、給気ファン５２ａがある関係で、２階の床の送風口２８(2)には第一の送風機４０(2)が設置されていない。

次に、空気浄化機能付き住宅５０の送風システムが動作した時の、建屋１４の中の空気の流れを説明する。まず、熱交換装置５２の給気ファン５２ａが動作することによって、建屋１４の外の空気が空気取入口２２及び熱交換装置５２を通じて床下空間２０(2)に取り込まれ、床下空間２０(2)に設置された多孔質木材炭化物３２により浄化される。そして、浄化された空気が送風口２８(2)を通じて居住空間１６(2)に送られる。

また、第一の送風機４０(1)が動作することによって、床下空間２０(2)の空気が通気路４６(1)を通じて床下空間２０(1)に送られ、床下空間２０(1)に設置された多孔質木材炭化物３２によってさらに浄化される。そして、浄化された空気が送風口２８(1)を通じて居住空間１６(1)に送られる。

また、第一の送風機４２が動作することによって、床下空間２０(2)の空気が通気路４６(2)を通じて天井裏空間２６に取り込まれ、天井裏空間２６に設置された多孔質木材炭化物３２によってさらに浄化される。そして、浄化された空気が送風口３４を通じて居住空間１６(2)に送られる。

そして、熱交換装置５２の排気ファン５２ｂが動作することによって、居住空間１６(1)，１６(2)の空気が熱交換装置５２を通じて空気排気口３８から建屋１４の外に排出される。また、熱交換装置５２で、空気取入口２２から取り入れられた空気と空気排出口３８から排出される空気とが熱交換される。

このように、送風システムが動作することによって、空気取入口２２から空気を取り入れ、取り入れた空気が少なくとも１つの床下空間又は天井裏空間（２０(1)、２０(2)又は２６）を通って各階の居住空間１６(1)，１６(2)に送られ、その後空気排出口３８から排出される、という空気の流れが生成される。

以上説明したように、空気浄化機能付き住宅５０においても、上記の空気浄化機能付き住宅１０，４４と同様の優れた効果が得られ、さらに、熱交換型の換気を行うので、建屋１４の中を冷暖房する時の負荷が軽減され、省エネルギー化を図ることができる。その他、強制吸排気の上流側に気密構造の床下空間２０(1)，２０(2)、天井裏空間２６が位置して、空気の浄化が行われ、各階の居住空間１６(1)，１６(2)に給気されるので、空気供給用のダクト及び空気清浄用の高性能フィルタ等を省くことができ、各居住空間１６(1)，１６(2)への給気における圧力損失を少なくして吸排気効率を上げることができる。

なお、本発明の空気浄化機能付き住宅は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、多孔質木材炭化物は、各階の床下空間と最上階の天井裏空間に設置されていればよく、必ずしも開閉式のガラリを通じて交換可能でなくてもよい。さらに、居住空間への送風口に、空気を清浄化する抗菌・抗ウイルス機能を有するフィルタやその他の装置を設置してもよい。これにより、さらに清浄化した空気を室内に供給することができる。

各階の床下空間及び最上階の天井裏空間は、通気路を連結して全体として１つの空間になっていればよく、通気路の構造、数、配置等は自由に変更することができる。また、空気取入口は、建屋の外の空気を、特定の又は全部の床下空間又は天井裏空間に取り込めるように設けてあればよく、数や配置は自由に設定できる。また、空気排出口は、特定の又は全部の居住空間の空気を建屋の外に排出できるように設けてあればよく、数や配置は自由に設定することができる。また、床又は天井の送風口は、各階の床下空間及び最上階の天井裏空間の空気を居住空間に送ることができるように設けてあればよく、数や配置は自由に設定することができる。例えば、上記の各実施形態では、１階の天井裏空間（すなわち２階の床下空間２０(2)）と１階の居住空間１６(1)とを連通させる送風口が設けられていないが、必要があれば、この場所にも送風口を設けることができる。

送風システムは、空気取入口から空気を取り入れ、取り入れた空気が、少なくとも１つの床下空間又は天井裏空間を通って各階の居住空間に送られ、その後、空気排出口から排出される、という空気の流れを生成するものであればよく、送風機の数や配置、各送風機の送風量の設定は、通気路の数や配置、空気取入口及び空気排出口の数や配置に鑑みて、空気がスムーズに流れるように自由に設定することができる。

その他、本発明の空気浄化機能付き住宅は、木造住宅だけでなくコンクリート造住宅等にも適用できるものであり、何階建ての住宅かも問わない。

１０，４４，５０空気浄化機能付き住宅
１２コンクリート基礎
１４建屋
１６(1)，１６(2) 居住空間
１８外壁
２０(1)，２０(2) 床下空間
２２空気取入口
２４(1)，２４(2)，４６(1)，４６(2) 通気路
２６天井裏空間
２８(1)，２８(2)，３４送風口
２８ａ(1)，２８ａ(2)，３４ａガラリ
３０(1)，３０(2) 通気性を有したバケット
３２多孔質木材炭化物
３６トレイ
３８(1)，３８(2) 空気排出口
４０(1)，４０(2)，４２第一の送風機
４８第二の送風機
５２熱交換装置
５２ａ給気ファン
５２ｂ排気ファン
５４補助空間

Claims

各階に居住空間が設けられた建屋と、
建屋の中の各階の床下に設けられ、内部に空気浄化用の多孔質木材炭化物が設置された気密構造の床下空間と、
建屋の中の最上階の天井裏に設けられ、内部に空気浄化用の多孔質木材炭化物が設置された気密構造の天井裏空間と、
各階の前記床下空間及び前記天井裏空間を連結して１つの空間にする気密構造の通気路と、
各階の前記床下空間とその階の前記居住空間とを連通させる送風口と、
最上階の前記天井裏空間とその階の前記居住空間とを連通させる送風口と、
前記建屋の外の空気を前記床下空間又は前記天井裏空間に取り込むための空気取入口と、
前記居住空間の空気を建屋の外に排出するための空気排出口と、
１つ以上の送風機を有し、前記空気取入口から空気を取り入れ、取り入れた空気が、少なくとも１つの前記床下空間又は天井裏空間を通って各階の前記居住空間に送られ、その後前記空気排出口から排出される、という空気の流れを生成する送風システムとを備え、
前記送風システムは第一の送風機と第二の送風機を有し、
前記第一の送風機は、特定の又は全部の前記送風口に設置され、前記床下空間又は前記天井裏空間の空気を、前記送風口で連通している前記居住空間に送り、
前記第二の送風機は、特定の又は全部の前記通気路の一端部又は途中の位置に設置され、前記通気路の一端部に位置する前記床下空間又は前記天井裏空間の空気を、前記通気路の他端部に位置する前記床下空間又は前記天井裏空間に送ることを特徴とする空気浄化機能付き住宅。
前記送風システムは熱交換装置を有し、
前記熱交換装置で、前記空気取入口から取り入れた空気と前記空気排出口から排出する空気とを熱交換させる請求項１記載の空気浄化機能付き住宅。
前記送風口には開閉式のガラリが設けられ、
前記多孔質木材炭化物は、前記床下空間又は前記天井裏空間の中に、前記ガラリを開閉することによって交換できるように設置されている請求項１又は２記載の空気浄化機能付き住宅。