JP2001295386A - 建築物の構造および蓄熱システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２４時間冷暖房の補助をでき、低コストで省
エネルギー効果に優れた建築物の構造および蓄熱システ
ムを提案すること。 【解決手段】 本発明に係る建築物の構造は、建築物内
に設けられ、室内と通気する通気口１０が設けられた蓄
熱槽６０とこの蓄熱槽６０に連結する通気路４を有する
とともに、室内または室外からの空気を通気路４へ給気
する機構を有することをその要旨とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の構造およ
び蓄熱システムに関し、特には省エネルギー効果に優れ
た建築物の構造および蓄熱システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、居住空間における省エネルギーが
叫ばれ、太陽熱を利用した暖房や夜間の冷気を利用した
冷房などが提案されている。例えば、図７に示すように
日中の空気をファンで取り入れて、屋根下の空間で温
め、これを部屋内に給気して暖房の補助を行うシステム
がなどがある。また、特許登録第２９９８７４３号など
には、ファンのついた換気システムが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
システムでは、日中に夜間の冷気を利用したり、逆に夜
間に日中の熱を利用することができず、２４時間冷暖房
の補助をできるシステムとは言いがたかった。

【０００４】本発明は、２４時間冷暖房の補助をでき、
低コストで省エネルギー効果に優れた建築物の構造およ
び蓄熱システムを提案することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、建築物内に設けられた蓄熱槽とこの蓄
熱槽に連結する通気路を有するとともに、室内または室
外からの空気を通気路へ給気する機構を有することを特
徴とする建築物の構造、建築物内に設けられた蓄熱槽と
この蓄熱槽に連結する通気路を有するとともに、室内ま
たは室外からの空気を通気路へ給気し、給気された空気
が蓄熱槽を通過することにより、蓄熱槽に蓄熱を行うこ
とを特徴とする蓄熱システム、である。

【０００６】本発明では、夏期においては、夜間の室外
あるいは室内冷房時の冷えた空気を上階又は下階の部屋
天井壁内、床下等に設けられた吸気ダクトから天井裏
（小屋裏）へ吸気すると、この冷えた空気が通気路へ給
気され、通気路と蓄熱槽は連結しているので、冷えた空
気が蓄熱槽へ流れて蓄熱材に蓄熱（蓄冷）されるのであ
る。このため、夜間の冷気を蓄積しておくことができ、
日中には通気路に部屋の中の空気を送ることにより、部
屋の中の空気を夜間の冷気によって冷却することがで
き、冷房の補助を行うことが可能になる。また、蓄熱材
からの冷熱放射で室内の温度を下げることが可能で、室
内の温度差を少なくすることが可能になる。

【０００７】逆に冬期においては、日中の室外あるいは
室内の暖かい空気を部屋天井に設けられた吸気ダクトか
ら天井裏（小屋裏）へ吸気すると、この暖かい空気が通
気路へ給気され、通気路と蓄熱槽は連結しているので、
暖かい空気が蓄熱槽へ流れて蓄熱材に蓄熱されるのであ
る。このため、日中の熱を蓄積しておくことができ、夜
間には通気路に部屋の中の空気を送ることにより、部屋
の中の空気を日中の熱によって温めることができ、暖房
の補助を行うことが可能になる。また、蓄熱材からの熱
放射で室内の温度を上げることが可能になる。また、室
内の温度差を少なくすることが可能になる。さらに、部
屋の空気を蓄熱材に蓄熱するため、日中の室温がオーバ
ーヒートすることを防止できる。

【０００８】このようにこのシステムは、省エネルギー
効果に優れ、しかも、特別な装置や構造を必要とせず、
低コストで実現することができるのである。以下、発明
の実施の形態に従って説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１（夏期）、図２（冬期）の本
発明の建築物を示す。２階立てであり、１階にリビング
ルーム１００、２階に子供部屋１０１が設けられてい
る。

【００１０】上階の子ども部屋１０１の天井には、室外
あるいは室内の空気を天井裏（小屋裏）３へ吸気する吸
気ダクト１が形成されている。また、ここには図示して
いないが、吹き抜けや寝室からの空気を吸気する吸気ダ
クト１がそれぞれ各部屋に設けられており、排気された
空気は、天井裏３で集合する。天井裏３には断熱材とし
て厚さ２００ｍｍのセルロースファイバー９が敷き詰め
られており、断熱の効果を奏する。また、天井裏３には
ファン２が取り付けられており、このファン２で空気を
強制吸気する。天井裏３には上下階を貫通する通気路
｛通気管（フレキシブルダクトを使用する）｝４の一端
を有し、この通気管４が床下に設けられた蓄熱槽６０と
連結している。ファンによって強制吸気された空気は、
通気管を通って床下の蓄熱槽６へ送られる。

【００１１】蓄熱槽６０には、蓄熱材６が配設されてお
り、通気管４を通った空気がこの蓄熱材６を通過し、蓄
熱される。蓄熱材６としては、パラフィン系炭化水素、
硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウ
ム、硝酸亜鉛などを使用できるが、コストや付設費用か
らみてコンクリートが望ましい。コンクリートの内部に
は導風路（導風管）５が形成されてあり、この導風路５
に空気を通して蓄熱を実現するのである。蓄熱材６の厚
さは、５０〜５００ｍｍがよい。５０ｍｍ未満では蓄熱
効果が小さく、５００ｍｍを越えても蓄熱効果が飽和し
てしまい、厚くする意味が没却されてしまうからであ
る。

【００１２】導風路５の形成は、コンクリートに通気管
を埋設してコンクリートを硬化させてもよく、波型スレ
ートを埋設することで導風路を形成してもよい。蓄熱槽
を通過した空気は、蓄熱槽６０と下階の部屋を通気する
通気口１０から再び部屋の中に給気される。尚、蓄熱槽
を通過した空気を、部屋の中に戻す必要はなく、排気し
てもよい。また、排気の際に同時に室外の空気を取り入
れて、蓄熱しきれなかった熱を熱交換器を用いて室外か
ら取り入れた空気の熱と熱交換して利用することもでき
る。

【００１３】夏期においては、夜間の冷気が蓄熱材６に
蓄熱されるため、日中には通気管４に部屋の中の空気を
送ることにより、部屋の中の空気を夜間の冷気によって
冷却することができ、冷房の補助を行うことが可能にな
る。また、蓄熱材６からの冷熱放射で室内の温度を下げ
ることが可能で、室内の温度差を少なくすることができ
る。なお、夏期においては、低い温度の外気を取り込む
ため、夜間室温より外気温が低い場合は、夜間通風を行
う。また、エアコン等で室内の空気の温度が室外の空気
の温度よりも低い場合は室内の空気を利用する。

【００１４】また、冬期においては、日中の熱を蓄積し
ておくことができ、夜間には通気管４に部屋の中の空気
を送ることにより、また、蓄熱材からの放熱で部屋の中
の空気を温めることができ、暖房の補助を行うことが可
能になる。また、蓄熱材６からの熱放射で室内の温度を
上げることが可能で、室内の温度差を少なくすることが
できる。さらに、部屋の空気を蓄熱材６に蓄熱するた
め、日中の室温がオーバーヒートすることを防止でき
る。

【００１５】本発明の建築物では、太陽光が照射される
面には、通風を妨げず、かつ日射を調整できるように可
変ルーバー７が設けられており、図１、２にあるよう
に、夏期にはルーバー７を水平にして日射を遮蔽し、冬
期にはルーバー７を３０°程度傾けて日射を取り入れら
れるようにしておくことが望ましい。

【００１６】さらに、本発明の建築物では、太陽光が照
射される面は、壁の大部分、面積にして５０％以上がガ
ラスやアクリル樹脂などの透光性材料８で形成されるこ
とが望ましい。透光性材料８であるため、冬期において
は日射を取り入れることができるからである。なお、夏
期においてはルーバー７で日光を遮蔽できるため、透光
性材料８で形成されていても問題はない。

【００１７】本発明の蓄熱システムによる効果を示すデ
ータを図３〜図６に記載する。図３〜図５は、夏期に夜
間通風を行い、蓄熱システムを使用した場合とそうでな
い場合の最高室温（℃）、最低室温（℃）、平均室温
（℃）について示す図である。また、冷房を行い、２７
℃設定の場合の冷房負荷（ｋｃａｌ／ｈ）を図６に示
す。同じ外部風速であれば、平均室温も低く、また、最
低室温と最高室温との較差も小さく、冷房負荷が小さい
ことがわかる。冷房負荷が小さいので、冷房費用を削減
できる。

【００１８】図６は、冬期に蓄熱システムを使用した場
合とそうでない場合の最高室温（℃）、最低室温
（℃）、平均室温（℃）について示す図であり、また、
暖房を行い、２０℃設定の場合の暖房負荷（ｋｃａｌ／
ｈ）を同時に示す。蓄熱材厚さ０ｍｍが蓄熱システムを
使用しない場合である。平均室温は変わらないが、最低
室温と最高室温との較差も小さく、暖房負荷が小さいこ
とがわかる。また、暖房負荷が小さいので、暖房費用を
削減できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明のように、本発明の建築物の構
造および蓄熱システムでは、省エネルギー効果に優れ、
暖房費、冷房費を節約し、最低室温と最高室温との較差
も小さく快適な居住空間を実現できる。しかも特別な装
置を必要とすることもなく、低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冬期における本発明の建築物を示す図である。

【図２】夏期における本発明の建築物を示す図である。

【図３】夏期に蓄熱システムを使用した場合の最高室温
（℃）、最低室温（℃）、平均室温（℃）、２７℃設定
の場合の冷房負荷（ｋｃａｌ／ｈ）を示す図。

【図４】夏期に蓄熱システムを使用しない場合の最高室
温（℃）、最低室温（℃）、平均室温（℃）、２７℃設
定の場合の冷房負荷（ｋｃａｌ／ｈ）を示す図。

【図５】夏期に蓄熱システムを使用しない場合と使用し
ない場合の最高室温（℃）、最低室温（℃）、平均室温
（℃）、２０℃設定の場合の暖房負荷（ｋｃａｌ／ｈ）
を示す図。

【図６】冬期に蓄熱システムを使用しない場合と使用し
ない場合の最高室温（℃）、最低室温（℃）、平均室温
（℃）、２０℃設定の場合の暖房負荷（ｋｃａｌ／ｈ）
を示す図。

【図７】従来技術における建築物の換気システムを示す
図である。

【符号の説明】 １ 吸気ダクト ２ ファン ３ 天井裏（小屋裏） ４ 通気管（通気路） ５ 導風管 ６ 蓄熱材 ７ ルーバー ８ ガラス窓 ９ 断熱材 １０ 通気口 １００ リビングルーム １０１ 子ども部屋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E001 DD01 DD17 DD18 FA12 FA17 FA24 GA15 HA02 HA04 HA11 HD11 NA02 ND27 3L071 CD03 CE02 CF04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物内に設けられ、室内と通気する通
   気口が設けられた蓄熱槽とこの蓄熱槽に連結する通気路
   を有するとともに、室内または室外からの空気を通気路
   へ給気する機構を有することを特徴とする建築物の構
   造。
2. 【請求項２】 前記建築物が複数階層であり、上下階を
   貫通する通気路を有し、この通気路が床下に設けられた
   蓄熱槽と連結するとともに、室内または室外からの空気
   を通気路へ給気する機構を上階の天井裏に形成してなる
   請求項１に記載の建築物の構造。
3. 【請求項３】 前記室内または室外からの空気を通気路
   へ給気する機構は、部屋天井に吸気口を設け、ファンに
   よって部屋の空気を吸気し、２つの空気を通気路へ給気
   する請求項１に記載の建築物の構造。
4. 【請求項４】 建築物内に設けられ、室内と通気する通
   気口が設けられた蓄熱槽とこの蓄熱槽に連結する通気路
   を有するとともに、室内または室外からの空気を通気路
   へ給気し、給気された空気が蓄熱槽を通過することによ
   り、蓄熱槽に蓄熱を行うことを特徴とする蓄熱システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記建築物が複数階層であり、上下階を
   貫通する通気路を有し、この通気路が床下に設けられた
   蓄熱槽と連結するとともに、室内または室外からの空気
   を通気路へ給気する機構を上階又は下階の壁内、天井裏
   若しくは床下に形成してなる請求項４記載の蓄熱システ
   ム。
6. 【請求項６】 夏期においては、夜間の室外の空気又は
   室外の空気を通気路へ給気し、給気された空気が蓄熱槽
   を通過することで蓄熱を行う請求項４に記載の蓄熱シス
   テム。
7. 【請求項７】 冬期においては、日中の室内の空気を通
   気路へ給気し、給気された空気が蓄熱槽を通過すること
   で蓄熱を行う請求項４に記載の蓄熱システム。