JP2001221487A - 住宅の換気方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 換気ファンなどの換気手段を用いた住宅の換
気方法において、換気手段の作動を適切に制御して、住
宅の換気を効率的に行う。 【解決手段】 複数の居住空間を備えた住宅の換気方法
であって、前記複数の居住空間１１〜１５のうち、居住
者の存在頻度が最も高いＬＤＫなどの主居住空間１２に
備えたＣＯ₂ センサなどの汚れ検知手段４０で空気の汚
染度を検知する工程(a) と、工程(a) で検知された空気
の汚染度の情報をもとにして、主居住空間１２および他
の居住空間に備えられた換気ファン３４、３５などの換
気手段の作動を制御する工程(b) とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の換気方法に
関し、換気扇や給排気装置などの換気手段を利用して住
宅全体の換気を行う方法を対象にしている。

【０００２】

【従来の技術】一般の住宅における換気には、窓や換気
口を通じて自然に空気が入れ代わる自然換気と、換気扇
などを用いた強制換気とがある。自然換気だけでは、季
節や天候などの環境条件によって変わる換気能力や必要
換気量の変動に対応し難い。また、住宅内における居住
者の移動や増減、居住者の活動状況などによっても必要
換気量は変動し、このような場合も自然換気だけでは対
応し難い。これらの様々な要因にもとづく自然換気の換
気能力および必要換気量の変動に対応するには、強制換
気を採用するか、自然換気と強制換気とを組み合わせる
ことが必要になる。

【０００３】強制換気には、個々の部屋毎に換気扇を取
り付けておき、それぞれの部屋における換気の必要性に
合わせて換気扇を作動させたり止めたりする方法があ
る。住宅全体の換気を賄える大規模な給気装置や排気装
置を備えておき、これらの給排気装置と各部屋とをダク
トなどでつないで、各部屋の換気を行う方法もある。さ
らに別の換気方法として、住宅外と連通する床下空間の
新鮮な空気を給気装置に取り込み、給気装置から廊下や
階段ホールなどの共用空間へと吹き出し、共用空間に供
給された空気が共用空間と連通する各部屋へ送り込ま
れ、各部屋の汚れた空気は住宅外に排出されるという換
気技術が提案されている。この換気技術は、共用空間か
ら各居室を経て住宅外へと至る１方向の自然な空気の流
れが主に形成されるので、住宅全体を適切で一様な換気
状態に維持することができる。床下空間で自然に温度調
整された空気を取り込むので、換気によって住宅内の温
度環境が損なわれることが少ない。隣接する部屋の間で
汚れた空気が移動することが少ない。

【０００４】換気扇などの強制換気手段の作動開始や停
止などの制御は、手動で行うこともできるが、タイマー
装置を用いて定時的に断続させたり、空気の温度や汚染
度をセンサで検知し、検知された情報にもとづいて作動
制御することも行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した何れの換気技
術においても、住宅内の居住状況に合わせて、強制換気
手段あるいは換気装置の作動開始や停止あるいは換気量
の増減などの制御を適切に行うことが望まれる。個々の
部屋毎に、汚れ検知センサとそれに連動する換気扇とを
備えておけば、個々の部屋を適切な換気状態に維持する
ことが可能である。しかし、部屋の数だけの換気扇と汚
れセンサとを設置する手間とコストがかかる。また、住
宅の外壁に面していない部屋の場合には換気扇による排
気は困難である。

【０００６】集中的な給排気装置を用いる場合、汚れセ
ンサが設置された特定の部屋の汚染度だけを基準にして
住宅全体の換気を制御するのでは、住宅全体を適切な換
気状態に維持することは難しい。汚れセンサが設置され
ていない部屋における換気の必要性を無視することにな
る。複数の部屋に設置された汚れセンサの検知情報をも
とに住宅全体の換気の必要性を判断するのは極めて複雑
な演算や制御設計が必要になり、やはり、設備が複雑に
なって稼働のコストも増大する。本発明の課題は、前記
した換気手段を用いた住宅の換気方法において、換気手
段の作動を適切に制御して、住宅の換気を効率的に行う
方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる住宅の換
気方法は、複数の居住空間を備えた住宅の換気方法であ
って、前記複数の居住空間のうち、居住者の存在頻度が
最も高い主居住空間に備えた汚れ検知手段で空気の汚染
度を検知する工程(a) と、工程(a) で検知された空気の
汚染度の情報をもとにして、主居住空間および他の居住
空間に備えられた換気手段の作動を制御する工程(b) と
を含む。 〔住宅および居住空間〕木造、鉄骨造、鉄筋コンクリー
ト造などからなる一般住宅あるいは集合住宅などの通常
の住宅に適用できる。在来工法および工業化工法による
住宅の何れに適用できる。

【０００８】複数の居住空間とは、住宅内において、居
住者が出入りするとともに、空気の流通あるいは換気の
上で互いに独立していると認められる複数の空間を意味
する。通常、居住空間同士は、壁や仕切り、ドア、襖、
障子などで分離されている。移動式あるいは取り外し式
の仕切りで分離および開放が自在になった居住空間もあ
る。具体的には、個人の居室、寝室、作業部屋、応接
室、娯楽室、食堂、居間、台所などが挙げられる。複数
の機能を兼ねる居住空間もあり、例えば、ＤＫ（ダイニ
ングキッチン：食堂と台所を兼用する部屋）、ＬＤＫ
（居間、食堂および台所に兼用される部屋）などがあ
る。廊下や階段、玄関ホールなど、居住者が自由に移動
できて空気の流通や換気が一体的に行われる、いわゆる
共用空間も一つの居住空間とみなせる。

【０００９】これらの居住空間には、必要に応じて、自
然換気手段および強制換気手段を備えておくことができ
る。居住空間の空気の汚染度を測定する汚れ検知手段を
備えておくこともできる。 〔主居住空間〕主居住空間は、居住者の存在頻度が最も
高い居住空間である。居住者の存在頻度は、居住者の人
数と時間との積によって定量的に評価することができ
る。住宅内の各居住空間において、１日を一定の時間毎
に区切り、各時間毎の存在者の人数を測定すれば、各居
住空間における居住者の存在頻度を求めることができ
る。建築設計図や人間の行動パターンなどの情報をもと
にシミュレーションして、各居住空間における居住者の
存在頻度を推定することも可能である。

【００１０】このようにして求められた存在頻度の数値
が最も高くなる居住空間が主居住空間である。一般的な
個人住宅の場合、居間、ＬＤＫあるいはＤＫが主居住空
間となることが多い。 〔換気手段〕換気手段としては、自然換気手段と強制換
気手段との両方を組み合わせる。住宅には、その構造上
あるいは使用上、住宅内外を通気する開口空間や隙間が
存在している。このような開口部分は自然換気手段の一
部となる。但し、上記した開口部分だけでは十分な自然
換気能力が達成できないため、換気用の開口すなわち自
然換気口が設けられる。自然換気口は、住宅の外壁に面
した居室の壁に設けることができる。床下空間や屋根裏
空間の壁面に設けることもできる。但し、この場合は、
床下空間や屋根裏空間と居室との間に通気路を設けてお
く。住宅内の各居室の間に、自然換気口から取り入れら
れた換気が流通する通気経路を備えておくことができ
る。

【００１１】自然換気口に開口面積あるいは通気量を制
御できるシャッターや開閉扉などの制御手段を備えてお
くこともできる。自然換気口に温度センサを備えてお
き、外気の温度によって換気量を調整する機能を備えて
おくことができる。強制換気手段は、ファンやブロアな
どを用いて、強制的に空気の流通すなわち換気を行う。
通常の換気扇や空調装置その他の換気装置が使用でき
る。換気装置は、住宅外から住宅内に空気を取り込む給
気型のもの、住宅内の空気を住宅外に排出する排気型の
もの、給気と排気を同時に行う同時給排型のものが何れ
も使用できる。

【００１２】強制換気手段は、前記した自然換気手段の
一部に並設しておくことができる。具体的には、例え
ば、ファンを作動させない場合には自然換気口として機
能し、ファンを作動させると強制換気手段として機能す
る装置が採用できる。 〔汚れ検知手段〕環境中の空気が換気が必要なほどに汚
れているか否か、あるいは換気量を増やすべきか減らす
べきかを知るために、汚れ検知手段を備えておく。空気
の汚れあるいは換気の必要性は、空気中のガス成分の分
析によって判断することができる。例えは、空気中のＣ
Ｏ₂ 濃度が高くなれば、空気は汚れていて換気が必要で
あると判断できる。この場合、汚れ検知手段として、Ｃ
Ｏ₂ センサが使用できる。空気の汚れを判断する指標と
して、ＣＯ₂ 以外のガス成分、例えばＣＯやＯ₂ などを
利用することもでき、それに応じて各種のガスセンサを
使用することができる。複数種類のガスセンサを組み合
わせて総合的に空気の汚れを判断することもできる。

【００１３】〔換気制御〕強制換気手段は、汚れ検知手
段からの情報にもとづいて、作動の開始および停止ある
いは送風量や風速などを制御できるようにしておく。例
えば、汚れ検知手段からの検知信号が一定のレベルを超
えれば強制換気手段が作動開始するようにしておくだけ
でもよい。検知信号の信号レベルに合わせて強制換気手
段に印加する電流や電力を調整することもできる。汚れ
検知手段と強制換気手段との間にマイクロコンピュータ
などを備えた制御装置を備えておき、汚れ検知手段から
の情報と他の情報とを演算処理して強制換気手段を制御
することもできる。

【００１４】前記した主居住空間に備えた汚れ検知手段
で、主居住空間の空気の汚染度を検知する。この主居住
空間における空気の汚染の程度を基準にして、主居住空
間および他の居住空間に備えられた換気手段の作動を制
御する。一般的な住宅では、最も空気の汚染が進みやす
いのは、居住者の存在頻度が最も高い主居住空間とな
る。この主居住空間における空気の汚染度を基準にし
て、住宅全体の強制換気を行うことで、効率的な換気制
御が可能になる。居住者の存在頻度が最も高い主居住空
間における空気の汚染度は、住宅全体における空気の汚
染状態を反映しているものと見なせる。主居住空間の汚
染度が高くなれば住宅全体の換気を促進させ、主居住空
間の汚染度が少なくなれば住宅全体の換気を抑えるよう
にすれば、個々の居住空間毎に汚れ検知手段を備えてお
く手間やコストが掛からず、汚れ検知手段からの情報の
処理も簡単になり、換気手段の制御装置などの設備を簡
略化することができる。

【００１５】なお、住宅全体の基本的な換気方法を、主
居住空間の汚れ検知手段による換気手段の制御で行って
いれば、補助的に、一部の居住空間においては独自の汚
れ検知手段を用いて独立した換気手段を作動させること
も可能である。

【００１６】

【発明の実施形態】〔住宅の換気構造〕図１は、換気の
対象となる住宅の模式的構造を示している。住宅は、２
階建ての一般住宅であり、複数の部屋１１〜１５が設け
られている。１階と２階とをつなぐ階段１６を備えてい
る。１階の部屋１１、１２および階段１６の下方には床
下空間１８が設けられている。２階の部屋１３〜１５の
上方には屋根裏空間１７が存在している。１階の部屋１
２は、台所と食堂および居間に兼用されるＬＤＫ室であ
る。

【００１７】住宅の各部屋１１〜１５のうち、住宅の外
壁に面している部屋１１〜１３には、自然換気口２０が
設けられている。住宅の外壁に面する一つの部屋１５に
は、同時給排換気扇３２が設置されている。住宅の中央
に配置された階段１６と隣接する部屋１１との間には通
気孔２２が設けられている。外壁に面していない２階の
部屋１４と隣接する部屋１３との間にも通気孔２２が設
けられている。床下空間１８にも外部と連通する換気口
２０が設けられ、屋根裏空間１７にも外部に通じる換気
口２０が設けられている。床下空間１８は換気ファン３
４を備えた換気塔３６に連通し、換気塔３６の給気口３
７が階段１６に連通している。また、ＬＤＫ室１２は、
上記換気塔３６の換気ファン３４とは別に設置された換
気ファン３５を介して床下空間１８と連通している。

【００１８】ＬＤＫ室１２は主居住空間であり、汚れ検
知手段となるＣＯ₂ センサ４０を備えている。ＣＯ₂ セ
ンサと、換気ファン３４、３５および同時給排換気扇３
２とは制御ケーブル４２で連結されている。ＣＯ₂ セン
サ４０の検知信号によって換気ファン３４などの作動が
制御される。 〔主居住空間の決定〕前記した住宅における主居住空間
の決定過程を説明する。図２は、前記した構造の住宅に
おいて、１日の時刻毎にＬＤＫとその他の部屋等との在
室者数を測定した結果を示す。このような測定は、実際
に使用中の住宅について測定を行ってもよいし、設計段
階で人間の行動パターンなどのデータをもとにしてシミ
ュレーション計算を行って求めてもよい。

【００１９】図２では、説明を簡単にするために、住宅
内のＬＤＫ室１２に存在する人と、住宅内のＬＤＫ室１
２以外の部屋１１、１３〜１５に存在する人との人数を
示している。例えば、就寝時から起床時（２２時〜６時
頃）は、居住者はそれぞれの寝室１５等に分かれて存在
している。朝食時（７〜８時）には居住者全員（４名）
がＬＤＫ室１２に存在している。昼間（８〜１６時）
は、居住者の一部が職場や学校などに出掛けて住宅内に
不在となる。このような住宅の在室パターンから、居住
空間毎の居住者の存在頻度を求めると、寝室など他の部
屋に比べてＬＤＫ室１２における居住者の存在頻度が最
も高いことが判る。

【００２０】また、各居住空間の空気の汚染度を考える
と、調理や食事を行ったり在室者が活発に活動を行うＬ
ＤＫ室１２では、寝室などの他の部屋に比べて、空気の
汚染が進み易く、換気の必要性も高くなることが判る。
なお、夜間はＬＤＫ室１２に在室者がいなくなるが、居
住者は各人の寝室で就寝して活動していないことが多い
ので、ＬＤＫ室１２を含む全ての部屋１２…で空気の汚
染は少なく、換気の必要性も少ない。ＬＤＫ室１２に備
えたＣＯ₂ センサ４０でＬＤＫ室１２内の空気の汚染度
を検知すれば、ＬＤＫ室１２における空気の汚染状態あ
るいは換気の必要性が判るのは当然であるが、後述する
ように、ＣＯ₂ センサ４０の情報をもとにして、住宅全
体の換気制御を行う。

【００２１】〔換気の流れ〕住宅内における換気の流れ
を矢印で示している。この状態は、強制換気手段を稼働
している場合である。まず、住宅の中央部に配置された
換気ファン３４を稼働させると、住宅外の空気が換気口
２０から床下空間１８へと強制的に取り込まれる。床下
空間１８から給気塔３６の給気口３７を経て階段１６へ
と新鮮な空気が送り込まれる。外気を床下空間１８に取
り込むことで換気の温度調整が行われる。床下空間１８
は、外気に比べて季節による温度変化が少ないので、冬
季などにおいては、室内に比べて低温の外気が床下空間
１８を通過する間に温められてから室内に供給される。
外気温の高い夏季などは、床下空間１８で冷やされた空
気が室内に取り込まれる。

【００２２】階段１７から通気孔２２を通って隣接する
部屋１１に空気が流れ、部屋１１の換気口２０から住宅
外に排出される。これよって、階段１７および部屋１１
の換気が果たされる。階段１７から２階の部屋１４に送
り込まれた空気は通気孔２２を経て部屋１３に送られ、
換気口２０から住宅外に排出される。これで、部屋１４
と部屋１３の換気が果たされる。部屋１４から部屋１５
へも通気孔２２を通して空気が送り込まれる。部屋１５
では同時給排換気扇３２を通じて外部の空気が取り込ま
れるとともに室内の空気が外部に排出される。同時給排
換気扇３２を稼働させることで、部屋１５の換気量は他
の部屋１３等に比べて高くなる。

【００２３】１階のＬＤＫ室１２へは、床下空間１８と
の間に設置された換気ファン３５から直接に新鮮な空気
が送り込まれ、換気口２０から排出される。したがっ
て、このＬＤＫ室１２の換気状態が最も良好になり易
い。屋根裏空間１７では、一方の換気口２０から他方の
換気口２０へと空気が流通することで、屋根裏空間１７
の換気を図るとともに、夏季などに太陽熱の照射で２階
の部屋１３〜１５が暑くなるのを抑える機能がある。以
上の説明は、換気ファン３４、３５および同時給排換気
扇３２を作動させた強制換気状態についての説明である
が、強制換気手段を作動させない自然換気状態でも、基
本的な空気の流れが図１に示すとおりである。換気ファ
ン３４等を作動させなくても、住宅内外における気圧や
温度の差によって、自然の対流あるいは気流が生じて、
外気が床下空間１８に取り込まれ、各部屋１１〜１５へ
と流れてから住宅外へ排出される。このとき、換気ファ
ン３４、３５あるいは同時給排換気扇３２は単なる換気
口あるいは開口として機能する。

【００２４】〔汚れ検知センサによる換気制御〕換気フ
ァン３４、３５あるいは同時給排換気扇３２の作動は、
汚れ検知センサ４０で検知されたＬＤＫ室１２の空気の
汚染度をもとにして制御される。一般の住宅では、冬季
には自然換気だけでも十分な換気量を確保することがで
きる場合が多い。在宅者が少ないときにも、自然換気だ
けで十分な換気が行われる場合が多い。このような条件
では、ＬＤＫ室１２における空気の汚染は進まず、汚れ
検知センサ４０で検知される汚染度が低くなる。その結
果、換気ファン３４等は作動させない。

【００２５】夏季などは自然換気だけでは必要換気量を
満足させることができない。在宅者が多い時間も、自然
換気だけでは換気が不十分になる。このような条件で、
ＬＤＫ室１２の空気の汚染度が高まると、汚れ検知セン
サ４０からの情報にもとづいて、換気ファン３４、３５
および同時給排換気扇３２が稼働され、住宅内全体の換
気を促進させる。なお、換気によってＬＤＫ室１２の空
気の汚染が少なくなれば、換気ファン３４等の作動を止
めたり回転数を落としたりすることができる。季節的な
要因あるいは在宅者の増減などによる必要換気量の変動
は、主居住空間であるＬＤＫ室１２において最も顕著に
表れ、換気不足はＬＤＫ室１２で最も起こり易い。

【００２６】したがって、ＬＤＫ室１２に備えた汚れ検
知センサ４０の情報をもとにして、ＬＤＫ室１２を含む
住宅全体の換気制御を行えば、ＬＤＫ室１２以外の部屋
１１…においても換気不足が発生することは確実に防止
できる。また、ＬＤＫ室１２で強制換気が必要のないよ
うな換気条件では、その他の部屋１１…においても強制
換気は不要であると推測できるから、住宅全体の強制換
気手段を停止させたり換気量を少なくしても問題は生じ
ない。なお、ＬＤＫ室１２以外の特定の部屋、例えば部
屋１５において、何らかの要因で換気が必要になった場
合には、その部屋１５に備えた同時給排換気扇３２など
の強制換気手段を独立して作動させれば、住宅全体の換
気条件とは別に特定の部屋１５における換気状態を調整
することも可能である。

【００２７】〔その他の実施形態〕 (a) 住宅の外壁に面する自然換気口２０には、外気温を
検知する温度センサと、温度センサからの検知情報に基
づいて開閉したり開閉量が調整されるシャッターを備え
ておくことができる。この場合、外気温が基準値よりも
低下したときには、シャッターを閉じたり開閉量を少な
いして、住宅内の温度低下を防ぐことができる。なお、
自然換気口２０が閉じた状態で、住宅内の換気を行うに
は、換気ファン３４による強制換気を行えばよい。換気
ファン３４は、床下空間１８である程度まで温められた
空気を取り込むので、外気を直接に取り込むよりも、住
宅内の温度低下が起こり難い。

【００２８】(b) 前記実施形態では、汚れ検知センサ４
０の検知情報にもとづいて、換気ファン３４、３５に加
えて、特定の部屋１５に備えた同時給排換気扇３２も制
御している。しかし、同時給排換気扇３２は、その部屋
１５に居住者が存在しているときだけに必要に応じて作
動させれば良いのであれば、汚れ検知センサ４０で制御
しなくても構わない。また、同時給排換気扇３２ととも
に専用の汚れ検知センサを設けて、住宅全体の換気制御
とは別個に、特定の部屋１５だけで汚れ検知センサと同
時給排換気扇３２とを連動させることもできる。

【００２９】

【発明の効果】この発明にかかる住宅の換気方法は、居
住者の存在頻度が最も高い主居住空間の汚れ検知手段で
測定された主居住空間における空気の汚染度の情報をも
とにして、複数の居住空間の換気手段を作動制御するこ
とにより、住宅全体を適切な換気状態に簡単かつ効率的
に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を表す住宅の換気構造

【図２】 住宅の在室状況を示すパターン図

【符号の説明】

１１〜１５ 部屋 １６ 階段 １８ 床下空間 ２０ 換気口 ２２ 通気孔 ３２ 同給排換気扇 ３４ 換気ファン ４０ 汚れ検知センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 正雄 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 横山 勝美 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 (72)発明者 永田 和寿 大阪府豊中市新千里西町１丁目１番４号 ナショナル住宅産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L061 BE02 BF08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の居住空間を備えた住宅の換気方法で
   あって、 前記複数の居住空間のうち、居住者の存在頻度が最も高
   い主居住空間に備えた汚れ検知手段で空気の汚染度を検
   知する工程(a) と、 工程(a) で検知された空気の汚染度の情報をもとにし
   て、主居住空間および他の居住空間に備えられた換気手
   段の作動を制御する工程(b) とを含む住宅の換気方法。
2. 【請求項２】前記工程(b) において、前記他の居住空間
   に備えられた換気手段が、住宅外と連通する床下空間か
   ら取り入れた住宅外の新鮮な空気を、住宅内の複数の居
   住空間と連通する共用空間を経て各居住空間へと送り込
   み、各居住空間から住宅外へと排気する換気手段である
   請求項１に記載の住宅の換気方法。
3. 【請求項３】前記工程(b) において、前記他の居住空間
   に備えられた換気手段が、少なくとも一つの居住空間と
   住宅外との間に配置された同時給排換気扇である請求項
   １または２に記載の住宅の換気方法。
4. 【請求項４】前記工程(a) において、ＣＯ₂ 濃度から空
   気の汚染度の検知する請求項１〜３の何れかに記載の住
   宅の換気方法。
5. 【請求項５】主居住空間がＬＤＫである請求項１〜４の
   何れかに記載の住宅の換気方法。