JP2000304328A - 寒冷地住宅における換気の吸排気経路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房装置によって暖められた室内空気を屋外
に排出する際に、排気熱の熱損失を最小限に抑えつつ玄
関ドアまわりの融雪を行う。 【解決手段】 床下空間に外気を導入し、床下空間の空
気を家屋内に循環させる一方、排気経路は、各室内の空
気を床下空間において集約し、集約した排気を玄関ドア
の外側近傍箇所において排出する。また排気経路の端末
吹出口は、玄関ドアの直下に、地面と略平行に空気を吹
き出すよう配する場合がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高気密住宅における換気
構造に係り、特に寒冷地住宅における排気による融雪を
図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】高気密住宅における換気構造は各種のシ
ステムが提案されているが、寒冷地の住宅換気は一般に
外気導入のためのファンモータを、吸排気の開口部装置
とは別に設けることが多い。吸排気の開口部分にファン
モータを設けると、マイナス温度の外気温とプラス温度
の室内空気とが衝突して結露を生じ、ファンモータを凍
結ロックさせる等の問題が生じるからである。

【０００３】このため一般に寒冷地の住宅換気システム
は、室内の適当箇所に、自然換気に近いゆるやかな換気
を実現するための小型のファンモータを配し、そこにお
いて単位時間少量の強制排気を行い、一方の吸気は、室
内負圧を利用して自然換気に近い状態で外気を導入する
という方式をとる。

【０００４】ここで問題となるのは、吸入外気の温度を
より高める手段である。従来の技術では、吸入外気の温
度を高めることによって、室内暖房との間での熱交換の
効率を高める必要から、図３に示すように、床下空間１
に外気導入用のパイプ２を配し、このパイプ２を室内３
に引き回して換気を行った。４は外気導入パイプの開口
部。尚、外気導入用パイプ２は壁５の内側を通す等、目
立たないように配設することは当然である。これは本発
明においても同じである。一方、排気は適宜箇所に設け
たファンモータによる室内負圧を利用し、メインルーム
から又は各室独立に行う。符号７はファンモータを内蔵
するベンチレータである。排気ポイントが多いほど換気
効率は高まるが、逆に熱効率が悪くなる。これらのバラ
ンスを図って換気構造を決定するのが寒冷地における住
宅設計の基本となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の換気
構造は、汚れた室内空気を単に屋外に排出すること、特
に、その際の室内空気の熱損失を最大限に防止する点に
重点をおいて設計されることが多い。

【０００６】このため従来の換気構造は、吸気温度と室
内暖房の効率、排気と室内空気の熱損失などの計算が重
視され、排気熱は、外気に自動的に一定量が捨てられる
因数として扱われる。つまり換気が潜在的に備え持つ熱
量は、換気設計の温度計算には重要な要素としてカウン
トされないのが常である。

【０００７】もちろん、排気がもつ熱量を有効利用する
試みは少なくない。例えば、排気熱を天井に回して、天
井および屋根の温度を高めることにより、室内温度の維
持を図る工夫はなされている。

【０００８】しかしながら、近時の高気密住宅やマンシ
ョン構造を考えれば、天井に換気空気を引き回すシステ
ムは汎用性に欠けるという問題がある。寒冷地では落雪
事故を防止するため近時特に切妻屋根や寄棟屋根といっ
た伝統的な傾斜屋根構造が減少し、天井面がフラットな
無落雪住宅が増えている。しかも気密性が格段に増して
いるため、排気熱を利用した傾斜屋根の融雪や家屋暖房
の保持といった要素は、その需要が漸減しているのが実
状である。

【０００９】そこで本発明の目的は、暖房装置によって
暖められた室内空気を屋外に排出する際に、排気熱をさ
らに有効利用する手段を提供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の吸気経路は、床下空間に外気を導入し、床
下空間の空気を家屋内に循環させる一方、排気経路は、
各室内の空気を床下空間において集約し、集約した排気
を玄関ドアの外側近傍箇所において排出する。また排気
経路の端末吹出口は、玄関ドアの直下に、地面と略平行
に空気を吹き出すよう配する場合がある。

【００１１】

【作用】本発明に係る換気構造は、導入外気を温める手
段として第一に家屋の床下空間に導入する。第二に、床
下空間それ自体の雰囲気温度を上昇させるため、室内排
気もまた床下空間を通過させる。排気の熱量により、床
下空間は厳冬期（外気温マイナス１０〜２０℃）におい
ても摂氏プラス温度（２〜５℃）を維持することが可能
となる。従って、床下空間の空気は、新鮮な外気を蓄え
つつ、常に雰囲気温度を摂氏プラス温度に保つ。

【００１２】床下空間の空気は、適宜箇所、例えば一階
の床面に設けた小さな開口から室内に供給する。排気用
の小型ファンが作動している限り、室内負圧によって床
下空気は自然に室内に導入される。このときの導入空気
の温度は摂氏プラス温度となっている。好ましくは、こ
の床下空気の供給開口はセントラルヒータ等、暖房装置
の空気吸入口の近傍に配し、出来るだけ居室内の人間に
冷気を感じさせないように配慮する。

【００１３】一方、本発明に係る換気構造は、排気の熱
量を有効利用するため、第一に排気を床下に集め、吸入
外気を温める作用を営ませる。これはすでに述べた。

【００１４】第二に、床下空間で集約した各室の排気
を、玄関ドアの外側に吹き出し、玄関ドア近くに降り積
もった雪を融かす作用を営ませる。

【００１５】北海道および東北地方の降雪地では、一晩
に１５ｃｍを越える降雪日が何日もあり、そこに屋根雪
の落下が加わるなど、雪によって玄関ドアが開かない日
がある。軽い新雪の場合はドアを何度も開け閉めして少
しづつドアを開けるが、湿った雪や屋根雪の落下による
重い雪が溜まっていると、ドアを開けるのも一苦労する
ことが少なくない。そこで本発明は、玄関ドアの外側の
雪を、排気熱によって継続的に融雪し、出入りの際の煩
雑を解消する。寒冷地住宅内の室内温度は一般に高く、
摂氏プラス２５〜３０℃程度であり、従って排気の温度
はプラス１５〜２０℃を保ち、この程度の温度空気が継
続的に吹き出されれば、降雪は短時間で消滅するし、落
下した屋根雪も１０分程度で玄関ドアが開く程度に減少
する。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明に係る換気構造の一例を示す
ものである。まず全体の構造を説明する。１０は家屋、
１１は一階のメインルーム、１２は一階の床面、１４は
一階の床面１２に配した外気供給開口、１５はメインル
ーム１１に配したセントラルヒータ、１６は一般居室、
１７は排気用開口（ベンチレータ）である。この排気用
開口１７は、従来の換気システムと異なりファンモータ
を必要としない。１８はメインルーム１１の空気を二階
の各居室に導入するための開口である。

【００１７】また、２０は床下空間、２１は外気導入用
の吸気パイプ、２２，２３は吸気用パイプの端部開口、
２５は各居室の排気用開口１７に接続させた複数の排気
用パイプ、２６は排気用パイプ２５を一箇所において集
める集約器、２７は当該集約器２６で集めた居室排気を
屋外に排出するための一本以上の排気管である。尚、排
気用パイプ２５は出来るだけ目立たない箇所を通して配
するが、図１では原理を簡単に説明するため太い実線を
もって表現した。

【００１８】また符号３０は、排気管２７の経路途上に
配した小型のファンモータ、３１は玄関ドア、３２は玄
関ドア３１の直下に配した吹出開口である。吹出開口３
２にはゴミ避けのグリル等を配する。

【００１９】次に主要な各部の構成を説明する。一階の
床面開口１２に設ける外気供給開口１４は、小さくて構
わない。常時、自然換気に近い換気状態を実現できれば
良いからである。形状も自由である。例えば直径５〜１
０ｃｍの円形、一辺５〜１０ｃｍ程度の方形とする等で
ある。この寸形は家屋の建坪、全体の居室空間量に応じ
て設計する。

【００２０】また外気供給開口１４は、セントラルヒー
タ１５（暖房装置）の近傍に設け、直接暖房吸気に供す
ることが望ましい。電気熱や蒸気熱を利用するパネルヒ
ータを使用する場合も、その背後に配する等、居住者が
直接冷気を感じなくて済むよう配慮する。

【００２１】外気導入用の吸気パイプ２１は、短寸で良
い。従来この吸気パイプは、その距離長を大きくするこ
とによって導入外気温を高めることが好ましいとの提案
があったが、現実には、床下温度が低い限り導入外気温
も所期の上昇効果を得ない。本発明では排気熱による床
下空間の温度上昇を図るので、導入外気を無理に加温す
る必要はないことがわかっている。勿論、本発明におい
ても従来通り導入長を長くしても構わないことは当然で
ある。但し実験によれば、せいぜい１０〜２０ｃｍ程度
の長さがあれば外気導入という目的は達成でき、爾後の
換気効率に著しい影響を与えないことの所見を得た。

【００２２】床下に設けた小型のファンモータ３０は、
最終の排気管２７の経路上に設けてあり、これが家屋全
体の換気用モータとなる。従って、居室の排気用ベンチ
レータ（１７）には吸引用のファンモータを設ける必要
はない。

【００２３】玄関ドア３１の近傍に設ける吹出開口３２
は、玄関ドア３１の直下部分に、地面に略水平方向に空
気を吹き出すよう設けることが望ましい。施工が容易で
あり、近傍周囲の雪を融かすという点での効率が最も高
まるからである。但し、図２に示すように、玄関ドア３
１の外側に凹部４１を形成し、凹部上面にメッシュ又は
スリットを備える剛性のある金属板４５を配し、雪を凹
部４１内に落とし込みつつ、当該凹部内の雪を排気によ
って融かしてもよい。凹部４１を設ける場合は、玄関ド
ア３１まわりの雪の問題はきわめて簡単に解消できる
が、凹部底面に融雪水を排除するための排水管を設ける
等、施工面での煩雑とコストの難が残る。ユーザの希望
に応じて適宜設計選択することが望ましい。尚、ファン
モータ３０の下流において排気管２７を分岐し、吹出開
口３２を二つ設けても良い。

【００２４】従って、かかる構成によれば、ファンモー
タ３０が作動している限り、排気用パイプ２５を介して
各居室の空気が単位時間当たり少量ではあるが徐々に吸
引され、床下空間を通って集約器２６および排気管２７
を通り、玄関ドア３１の直下に配した吹出開口３２から
外気に排出される。本発明においては、室内に負圧を与
える小型のファンモータ３０を、この床下の集約器２６
の下流に設けた点に特徴があり、これによって排気の流
れのスムースなコントロールが可能となった。構造全体
も単純化できる。ファンモータ３０は、玄関ドア近傍の
吹出開口３２よりも奥まった位置に配し、しかも排気専
用であって外気吸引を行わないから結露やモータの凍結
ロックといった障害も発生させない。この排気熱によ
り、玄関ドア３１まわりの雪は、常に玄関ドア３１の開
閉を妨げない程度に融け、寒冷地家屋の品質を格段に向
上させることが出来る。

【００２５】一方、ファンモータ３０の作動による排気
に伴い、家屋内空間は外気との間で圧力差が生まれる。
この室内負圧により、床下空間２０の空気が一階の床面
１２に配した外気供給開口１４を通してメインルーム１
１に流入すると同時に、吸気パイプ２１を介して屋外外
気が床下空間２０に導入される。

【００２６】本発明では、排気経路を床下に通すことに
よって床下温度を高めてある。従って、一階床部分の外
気供給開口１４を通して一階のメインルーム１１に流入
する空気温度は摂氏プラス温度を保ち、外気導入による
換気時の熱損失を最小限に抑えることが出来る。これは
単に暖房装置の燃費の節減に止まらない。床下温度を高
めることによって排気熱量の損失を最小限に防ぎ、玄関
ドアまわりの融雪効率を最大限に高めることが可能とな
るからである。また各ベンチレータ（１７）がファンモ
ータを必要とせず、一個の吸引ファン（３０）によって
自然に近い換気が可能となるので、各居室のベンチレー
タ部分の設備コストは確実に低減する。尚、吸引ファン
（３０）は集約器２６の下流に配することが望ましい。
上流に配した場合は、吸引力が低下しがちとなり、装置
が大型化する難があるからである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る換気の
吸排気構造によれば、暖房装置によって暖められた室内
空気を屋外に排出する際に、排気熱の熱損失を最小限に
抑えつつ玄関ドアまわりの融雪を行うことが可能とな
り、寒冷地住宅の降雪日の悩みを格段に低減することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る家屋の換気構造を例示する原理図
である。

【図２】本発明に係る玄関ドア回りの吹出開口の他の実
施例を示す図である。

【図３】従来の家屋の換気構造を例示する原理図であ
る。

【符号の説明】

１０ 家屋 １１ メインルーム １２ 一階の床面 １４ 外気供給開口 １５ セントラルヒータ １６ 一般居室 １７ 排気用開口 ２０ 床下空間 ２１ 吸気パイプ ２２，２３ 端部開口 ２５ 排気用パイプ ２６ 集約器 ２７ 排気管 ３０ ファンモータ ３１ 玄関ドア ３２ 吹出開口 ４１ 凹部 ４５ 金属板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】家屋内に外気を導入する吸気開口および該
   吸気開口に接続させた吸気経路と、家屋内の空気を室外
   へ排出する排気開口および該排気開口に接続させた排気
   経路とを備える住宅用の換気経路であって、 前記吸気経路は、床下空間に外気を導入し、床下空間の
   空気を家屋内に循環させる一方、 前記排気経路は、各室内の空気を床下空間において集約
   し、集約した排気を玄関ドアの外側近傍箇所において排
   出することを特徴とする寒冷地住宅における換気の吸排
   気経路構造。
2. 【請求項２】排気経路の端末吹出口は、玄関ドアの直下
   に、地面と略平行に空気を吹き出すよう配することを特
   徴とする請求項１記載の寒冷地住宅における換気の吸排
   気経路構造。