JP2000046395A

JP2000046395A - 戸建住宅用自然換気建造物の構造及び自然換気システム

Info

Publication number: JP2000046395A
Application number: JP10211383A
Authority: JP
Inventors: Motoya Hayashi; 基哉林; Hiromi Yamada; 裕巳山田; Tsutomu Shimizu; 務清水; Hajime Yada; 肇矢田; Toshio Tani; 俊男谷
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-18
Anticipated expiration: 2018-07-27
Also published as: JP3201745B2

Abstract

(57)【要約】【目的】戸建住宅用自然換気建造物の構造及び自然換
気システムの提供【構成】上下階を貫通する竪穴部を有する建築物にお
いて、各階各部屋に屋外からの給気口、各部屋から竪穴
部利用換気路への通気口、竪穴部天井には吸込グリルを
設け、前記吸込グリル上部小屋裏に排気チャンバー、棟
に換気口を設けたことを特徴とする戸建住宅用自然換気
建造物の構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、低層住宅における
自然換気建造物の構造及びそれを用いた自然換気システ
ムに関するものである。特に、建物内に設けた構造（竪
穴部）自体を換気路として利用するため、自然換気建造
物の建設にあたって、省スペース・低コスト化を実現可
能としたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の住宅における換気システムには、
ダクト直結式集中換気システム及び予熱給気利用換気シ
ステム等が有り、ダクト直結式集中換気システムは給気
経路に建物隙間を利用し、洗面所・風呂・トイレ等から
の換気扇による常時排気あるいは、ダクトを換気経路と
して煙突へ連結することにより屋内の汚染空気を排出す
る換気システムである。また予熱給気利用換気システム
は主に寒冷地向け基礎断熱床を設けた住宅に用いられる
もので、外気取り入れ方法としては２種類あり、床下空
間を給気経路として利用した方法と、集中換気口を設け
予熱室経由で天井懐を利用し外気を取り入れる方法があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記２種類の提案にお
いて、ダクト直結式集中換気システムでは住宅の自然換
気は可能であるが、建物の構造自体を換気設備として利
用せず、換気経路であるダクトを各部屋から煙突へ接続
させ、また一般的に下層階に集中する洗面所・風呂・ト
イレからの汚染空気を排気口から煙突へ直接ダクトで連
結しているため、ダクト部材・ダクトスペースが必要に
なると同時にダクト工事も困難となり設置コストが高価
になる。

【０００４】また、床下空間を給気経路として利用した
予熱給気利用換気システムは寒冷地向け基礎断熱床以外
では利用が不可能で有り、予熱室及び天井懐利用方法で
は予熱室の確保が必要となる。従って構造上の制約によ
り建物の平面的自由度が低くなる。さらには、給気経路
は寒冷地の暖和措置の為に設けられており、東北地方以
南の比較的温暖な地域では実用性が低いなどの問題点が
あった。本発明は、このような従来の問題点に着目した
もので、その目的は、建物の竪穴部自体を換気経路とし
て利用することにより、各部屋の換気設備の合理化と設
置コストの低減及び比較的温暖な地域での設置を可能と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る戸建住宅用自然換気建造物の構造は、
上下階各部屋外壁部に給気口を設けて屋外の新鮮空気を
取り入れ、さらに各部屋に建物の竪穴部である階段室・
吹き抜けに通じる通気口、竪穴部天井に吸込グリルを設
けることにより換気経路を形成する。また、吸込グリル
上部小屋裏に建物内の換気流を集約させる排気チャンバ
ーと、建物内の汚染空気を自然作用により効率良く排出
するために、屋根に換気口、換気口下部には換気チャン
バーを設ける。さらには、排気チャンバーと換気チャン
バーを、ダクトで連結、あるいは棟換気チャンバーを無
くし、ダクトの長さを短くし、さらにはダクトを無くし
たことを要旨としている。

【０００６】また、本発明に係る戸建住宅用自然換気建
造物の構造は、竪穴部から棟に抜ける煙突を設けたこと
を要旨としている。さらに前記排気チャンバー内に、フ
ァンあるいはダンパー及び風量センサーを設けたことを
要旨としている。

【０００７】さらに、本発明に係る自然換気システム
は、排気チャンバー内にファン及び／又はダンパー及び
風量センサーを設け、建物外部より上下階各部屋、竪穴
部を通り、竪穴部吸い込みグリルから棟に抜ける屋内外
温度差・外部風力等の自然作用による換気量を人工的に
調整することを要旨としている。

【０００８】

【発明実施の形態】本発明の戸建住宅用自然換気建造物
の構造における、上下階を貫通する竪穴部としては、階
段室・吹き抜け等があり、本発明は各部屋から棟への換
気経路として、建物の竪穴部を利用するものである。屋
外からの新鮮空気を取り入れる上下階各部屋設置の外気
取入口は、一般には外壁に空気取り入れ用の貫通孔を形
成し、簡易な給気口を嵌め込んだものが多いが、その他
にサッシ換気框を利用することが可能である。またその
位置により換気流が変化するため、内外温度差・風量
等、地域に適した位置に設けるのが望ましい。また、各
室に取り込まれた外気は各部屋から竪穴部に対して設け
たドアアンダーカットあるいはガラリ等の通気口から排
出され、竪穴部天井に設けた吸込グリルから排出される
ので、給気口と通気口の位置関係を工夫することによ
り、各部屋内の換気の流れを調整することが可能とな
る。

【０００９】前記吸込グリル上部小屋裏の排気チャンバ
ーには素材が高温になるのを防ぐため、断熱性のある材
料を用いることが好ましい。また排気チャンバーと換気
チャンバーを接続するダクトの素材には、軟質塩化ビニ
ールや発泡ポリエチレン等の、断熱性のある素材を用い
ることが好ましい。さらには、排気チャンバー、換気チ
ャンバーに、軽量金属を用いることにより、自然換気シ
ステムの軽量化を計ることが可能になる。

【００１０】

【実施例】〔実施例１〕以下に、本発明の戸建住宅用
自然換気建造物の構造について図１〜図４に基づいて説
明する。図１〜図４は、請求項１に対応する本発明の第
１実施例による戸建住宅用自然換気建造物の構成及び効
果を示す図又はグラフで、図１は戸建住宅用自然換気建
造物の構造概略断面図、図２は小屋裏換気設備概略斜視
図、図３は換気棟部詳細図、図４は戸建住宅用自然換気
建造物使用時の５日間にわたる測定結果を示すグラフで
ある。

【００１１】図１において（１）は上下階各部屋に屋外
の新鮮空気を取り入れる給気口、（２）は竪穴部利用換
気路、（３）（４）は竪穴部利用換気路への通気口、
（５）は竪穴部天井に設けた吸込グリル、（６）は排気
チャンバー、（７）は換気口、（８）は換気チャンバ
ー、（９）はダクトである。

【００１２】本実施例は、図１に示すように竪穴部を有
する戸建住宅において、給気口から前記竪穴部を通って
棟へ抜ける換気経路を有した戸建住宅用自然換気建造物
の構造に関するものである。

【００１３】本実施例の給気口（１）は、約φ２０cm程
度の円形給気口を用いており、フィルターを装着するこ
とにより花粉・粉塵等、外部からの汚染物質を除去する
ことができる。

【００１４】また、各室から竪穴部への換気経路を確保
するため、ドアの上下両端部に隙間を設け通気口（３）
（４）としている。さらに前記竪穴部天井に吸込グリル
（５）を設け、その小屋裏には排気チャンバー（６）を
設け、両者が連結されている。また、図２に示すように
排気チャンバー（６）には棟に向かって約φ２００mmの
発泡ポリエチレンからなるダクト（９）で連結し、ダク
ト先端には換気チャンバー（８）を取り付ける。棟には
換気口（７ａ）（７ｂ）を設け、前記換気チャンバー
（８）から排出された空気が前記換気口より効率よく外
部に抜けるように、換気チャンバー（８）は換気口（７
ａ）（７ｂ）に近接した場所に設けるのが好ましい。こ
れら排気チャンバー（６）、ダクト（９）、換気チャン
バー（８）、換気口（７ａ）（７ｂ）で各室から竪穴部
を通って、棟へ抜ける建物屋外ヘの換気経路を形成して
いる。

【００１５】上記のような構造の建築物においては、換
気口から屋内外の温度差によって生じる浮力及び風力に
よって、換気口から屋内空気が吸い出され、建物竪穴部
と各階居室の排気グリルから空気が吸い出され、下階の
給気口から外気が導入される。従って、各部屋の空気が
自然に建物竪穴部あるいは排気グリルを経由して棟へ抜
けるため、効果的な自然換気型住宅が提供できる。また
屋外への最終換気口である（７ａ）（７ｂ）は、棟両側
に形成され風向による影響を受けず、また、屋根に沿っ
て風が流れるので負圧による吸引効果が生じる。この構
造を使用して換気量を５日間にわたり実測した結果を図
４（ａ）〜（ｃ）に示す。（ａ）は屋外の風速を示した
グラフであり、（ｂ）は外気温と平均室温の対比グラ
フ、（ｃ）は１時間おきの換気風量を示すグラフであ
る。このように温度と風速の変動に伴って本願の換気風
量は変動するが（９０〜２００ｍ³/ｈ）、一般に必要と
される換気回数０．３５〜０．５回/ｈは確保されてい
る。従って、本実施例のような建物構造を用いると、自
然の換気で必要な換気量をまかなうことができる。また
このように排気チャンバーで集めた空気をダクトで直接
屋外に排出するため、小屋裏に湿った空気等を排出する
ことが無く好ましい。

【００１６】〔実施例２〕本発明の第２の実施例を、
図５に基づいて説明する。本実施例は、請求項２に対応
するもので、実施例１記載のダクト及び換気チャンバー
（８）を無くし、竪穴部から棟に抜ける煙突（１３）を
設けたものである。このような構成にすると、煙突径を
しっかり確保することで、換気量を十分確保することが
でき、しかも小屋裏に汚れた空気を開放しないため、好
ましい。また棟部の開放面積も大きく確保できるため、
自然換気で十分な換気量が確保できる。なお本実施例は
平屋を想定しているが、複数階住宅でも同様である。

【００１７】〔実施例３〕本発明の第３の実施例を、
図６〜８に基づいて説明する。本実施例は、請求項３に
対応するもので、実施例１記載の排気チャンバー内に、
図６、７で示すようにファン（１０）、風量センサー
（１１）を設け、小屋裏中央までダクト（９）を設けた
以外は、実施例１と同様の構造を有していることを特徴
とする。本実施例の建物構造を利用すれば、風量センサ
ー（１１）で受信した信号が最適換気量かどうかを制御
装置（図示ぜず）内で判断し、自動的に運転をＯＮ・Ｏ
ＦＦさせることができる。このように最適換気量を自動
的に得られるようにする以外に、居住者の好みに応じて
ファンのスイッチでＯＮ・ＯＦＦまたは換気量の強弱を
設定し、調整することも可能となる。また、排気チャン
バーから小屋裏中央部にまで達するダクトを使用してい
るため、各部屋からの空気が小屋裏中央部で開放され、
棟の換気口のみでなく小屋裏換気口（１４）からも排出
されるので、効率的な換気が可能となる。本実施例の建
物構造を使用した換気量の年間測定値の変動推移を示し
たグラフが図８である。夏期及び中間期の風量が少ない
場合にファンを運転し、その結果、必要換気量が確保さ
れる。なお本実施例は風量の調節装置として、ファンを
用いて説明したが、ダンパーを用いても良く、又両方を
併用しても良い。

【００１８】〔実施例４〕本発明の第４の実施例を、
図９〜図１１に基づいて説明する。本実施例は、図９〜
１０に示すように実施例３の排気チャンバー（６）内
に、ファン（１０）及び風量センサー（１１）及びダン
パー（１２）を設け、その両方を換気風量に応じて制御
することで自然換気量を調整する自然換気システムに関
するものである。図１１に示すように、ファン（１０）
及びダンパー（１２）の両方を用いることにより最適換
気量が得られることとなる。また、図１２に示すように
その時の風量に合わせて、強風時はダンパー（１１）が
自動的に段階的に開閉し過剰な換気量を抑制させ、微風
時はファン（１０）が自動的に駆動し、必要換気量を保
つことで、きめ細かな段階的換気量制御が可能となる。
また居住者の好みに合わせ換気量を増加させることも可
能となる。なお本実施例では空気抵抗が発生するダクト
を無くしたため、竪穴部の吸い込みグリルを通って排気
チャンバーに集められた換気流はまったく阻害を受けず
に、小屋裏全体に大量に開放されることとなり、自然の
換気量が十分確保される。なお上記実施例１、３、４は
いずれも２階建住宅で説明したが、平屋でもまたアパー
ト等の上下完全分離型の上層階における換気についても
本発明は応用可能であるのはもちろんである。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、各部屋には屋外からの新鮮空
気を導入する給気口を設け、各部屋には各部屋から竪穴
部利用換気路へ通気口を設けることにより、各部屋全体
の換気量をほぼ一定にすることを可能にするとともに、
建物自体を換気経路として利用するため、建物外観を損
なわず、低コストによる自然換気を可能とした。また、
建物最上部に換気口を設けることにより、内外温度差及
び風力による吸引効果を利用し換気量を促進させること
が可能である。さらに室内空気を小屋裏の排気チャンバ
ーで集め、状況に応じてダクトを一部あるいは全体に使
用して換気口から屋外へ排気するため、使用地域の特性
を考慮した換気システムが可能となる。

【００２０】排気チャンバー内に、ダンパー及び風量セ
ンサーを設けることにより、真冬・強風時の過剰な換気
量を抑制させることが可能となった。また、排気チャン
バー内に、ファン及び風量センサーを設けることによ
り、空調中間期・夏期・無風時の換気量不足を改善する
換気が可能となった。さらには、排気チャンバー内にダ
ンパー及びファン及び風量センサーを設けることによ
り、年間を通じた換気量を自動的に最適値に保つ、ある
いは居住者が希望する値に保つことができる。さらに、
棟からの排気方法を煙突形状とすることで、煙突径をし
っかり確保することが可能となり、換気量を十分確保す
ることができ、しかも小屋裏に汚れた空気を開放しない
ため、好ましい。また、棟部の開放面積も大きく確保で
きるため、自然換気で十分な換気量が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の戸建住宅用自然換気建造物の
構造概略断面図

【図２】本発明実施例１の小屋裏換気設備概略斜視図

【図３】本発明実施例１の換気棟部詳細図

【図４】本発明実施例１の戸建住宅用自然換気型建造物
使用時の測定結果を示すグラフ

【図５】本発明実施例２の戸建住宅用自然換気建造物の
構造概略断面図

【図６】本発明実施例３の戸建住宅用自然換気建造物の
構造概略断面図

【図７】本発明実施例３の排気チャンバー内（ファン）
の概略断面図

【図８】本発明実施例３のファン使用時の換気量を示し
たグラフ

【図９】本発明実施例４の自然換気システム構成及び概
略断面図

【図１０】本発明実施例４の排気チャンバー内（ファン
・ダンパー）の概略断面図

【図１１】本発明実施例４の自然換気システム使用時の
換気量を示したグラフ

【図１２】本発明実施例４の自然換気システムの運転仕
様図

【符号の説明】

１給気口２竪穴部利用換気路３、４通気口５吸込グリル６排気チャンバー７換気口８換気チャンバー９ダクト１０ファン１１風量センサー１２ダンパー１３煙突１４小屋裏換気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水務大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内 (72)発明者矢田肇大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内 (72)発明者谷俊男大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番88号積水ハウス株式会社内Ｆターム(参考） 2E109 AA08 AB13 HA11 HA21 HA24 JA01 JB05 MA03 MA04 3L058 BA01 BA02 BA04 BB01 BB03 BB04 BC01 BC04 BC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下階を貫通する竪穴部を有する建築物
において、各階各部屋に屋外からの給気口、各部屋から
竪穴部利用換気路への通気口、竪穴部天井には吸込グリ
ルを設け、前記吸込グリル上部小屋裏に排気チャンバー
を設け棟に換気口を設けたことを特徴とする戸建住宅用
自然換気建造物の構造。
【請求項２】請求項１記載の換気口に代えて、竪穴部
から棟に抜ける煙突を設けたことを特徴とする戸建住宅
用自然換気建造物の構造。
【請求項３】請求項１又は２記載の排気チャンバー内
に、風量センサーを設け、さらにファン及びダンパーを
設けたことを特徴とする戸建住宅用自然換気建造物の構
造。
【請求項４】請求項３記載の戸建住宅用自然換気建造
物の構造を利用し、建物外部より各階各部屋を通り、竪
穴部吸込グリルから棟に抜ける自然作用による換気量を
前記ファン及びダンパーで人工的に調整することを特徴
とする自然換気システム。