JP2002267218A - 換気システム、換気システムの制御方法及び建物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建物内の部屋の空気が汚染された
場合に排気用換気扇の風量だけを制御していたため、排
気風量の総量が給気風量の総量を上回って室内圧力が低
下してたり、隙間風が増大して、コールドドラフトによ
る肌寒さ感や部分的な室内結露が生じたりする点が問題
であった。 【解決手段】 建物内の排気用換気扇の風量と給
気用換気扇の風量の両方を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は建物内部の換気システ
ム、その換気システムの制御方法及びその換気システム
を用いた建物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建物内部の換気システムとしては特開平
９−４８９０号公報に記載されたものがある。ここで
は、高気密住宅の複数の部屋を換気する多室換気システ
ムとして、建物内の複数の部屋を空気の汚れにくい居室
や寝室などのクリーンゾーンと、空気の汚れ易い台所や
トイレや浴室などのダーティゾーンとに大別し、クリー
ンゾーンの各部屋には給気を強制的に行なう給気用換気
扇を、ダーティゾーンの各部屋には排気を強制的に行な
う風量可変の排気用換気扇を設けている。

【０００３】これにより、例えばダーティゾーンにおけ
る台所の排気用換気扇が運転した時にはクリーンゾーン
の給気用換気扇を停止させ、台所以外の特定の排気用換
気扇を一定風量とし、これと連動して他の排気用換気扇
も一定量となるよう制御していた。従って、一つの部屋
における排気風量の制御により、住宅全体を一定風量で
クリーンゾーンからダーティゾーンへ向って空気を流し
て、住宅全体を常時換気していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように排
気用換気扇の風量だけを制御する方法では浴室、洗面所
の排気風量を増大した場合に、住宅全体の排気風量の総
量が給気風量の総量を上回って室内圧力が低下して排気
風量が設定より減じて計画的な換気ができなかったり、
隙間風が増大して、コールドドラフトによる肌寒さ感や
部分的な室内結露が生じたりする点が問題であった。

【０００５】この発明は前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、建物内部全体の給排気バランス
を乱すことなく調和した換気を実現する簡易な換気シス
テム、この換気システムの制御方法及びこの換気システ
ムを備えた建物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】空気を換気する換気手段
と、換気手段の給気量と排気量の少なくとも一方を設定
する給排気量設定手段とを有する複数のエリア制御手段
と、全ての換気手段について給気量の総和と排気量の総
和を算出し、その差が一定範囲外の場合には、予め定め
られた換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つを
変更し、一定範囲内となるように指令するシステム制御
手段とを有する。

【０００７】空気を換気する換気手段と、空気中の成分
及び温度の少なくとも一つを検知する検知手段とを有
し、検知手段で検知した値が予め設定された範囲外であ
る場合は、換気手段の運転を変更する複数のエリア制御
手段と、全ての換気手段の給気量の総和と排気量の総和
とを算出し、その差が一定範囲外の場合には、予め定め
られた換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つを
変更し、一定範囲内となるように指令するシステム制御
手段とを有する。

【０００８】また、予め定められた換気手段は、廊下及
び階段の少なくとも一つに位置している。

【０００９】換気手段の給気量と排気量とを把握し、全
ての換気手段の給気量の総和と排気量の総和とを算出す
るステップと、その差が一定範囲外の場合には、予め定
められた換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つ
を変更し、一定範囲内となるように指令するステップと
を有する。

【００１０】検知手段で検知した値を読み込むステップ
と、値が予め設定された値を超えていれば、換気手段の
給気量及び排気量の少なくとも一方を変更するステップ
とを有する。

【００１１】エリアは相互に空気流通自在でありエリア
制御手段は複数のエリアの各エリアに設けられている。

【００１２】実施の形態１．図１は実施の形態１におけ
る高気密住宅の概略断面図、図２は実施の形態１におけ
る高気密住宅の一階部分の平面図、図３は実施の形態１
における高気密住宅の二階部分の平面図である。

【００１３】図１〜図３に示すこの高気密住宅の二階
は、子供部屋１と書斎２と寝室３とトイレ４ａとを有
し、これらの部屋は廊下１０を介して空間的に連結され
ている。一階は、トイレ４ｂと浴室５と洗面所６とＬＤ
Ｋ（空間としてはリビング７と台所８とに区別する。）
と和室９とを有し、これらの部屋は廊下１０を介して空
間的に連結されている。また、一階と二階とは階段１１
によって空間的に連結され、一階、二階の各部屋の壁は
少なくとも一つが屋外に面している。これら全ての換気
対象となる部屋や廊下等をエリアと称する。

【００１４】このような各部屋を日常の生活活動におけ
る空気の汚染されやすさによって二種類に大別し、汚染
されやすいトイレ４ａ、４ｂと浴室５と洗面所６とリビ
ング７と台所８の各エリアはダーティゾーンと称し、汚
染されにくい子供部屋１と書斎２と寝室３と和室９の各
エリアはクリーンゾーンと称し、廊下１０と階段１１と
を換気量調整のための特定エリアとする。

【００１５】また、子供部屋１、書斎２、寝室３、洗面
所６、リビング７、台所８、和室９は、部屋内の空気を
換気するための換気手段１２として、それぞれ外気を給
気する給気手段１３と室内空気を排気する排気手段１４
とを備えている。一方、トイレ４ａ、４ｂと浴室５はそ
の部屋の空気が建物内部の他の部屋へ漏れ出すと衛生上
好ましくないので、換気手段１２は排気手段１４のみを
備えている。

【００１６】さらに、廊下１０、階段１１といった共用
部にも換気手段として給気手段１３及び排気手段１４を
各階毎に備えられ、各部屋は廊下１０、階段１１又は隣
室に通ずる個々の出入口のドア又はこれに類する部分に
通気開口部がそれぞれ設けられ、通気開口部と廊下１０
及び階段１１により全ての部屋は相互に空間的に連結し
ている。即ち、この建物の全てのエリアは給気手段１３
及び排気手段１４の少なくとも一方により構成される換
気手段１２によって換気が可能となっており、これ以外
の箇所からの住居に対する給排気は実質的には無いもの
となっている。なお、給気手段１３や排気手段１４の具
体例としては換気扇がある。

【００１７】次に、このような構成の建物の各部屋に配
置された給気手段１３と排気手段１４とを制御する制御
手段の構成について説明する。図４はこの実施の形態に
おける換気システムのブロック構成図である。図中、換
気システムは、主に各エリア毎に設けられた複数のエリ
ア制御手段１５と、エリア制御手段１５からの情報に基
いて運転状態を集中管理するシステム制御手段１６とか
ら構成されている。また、エリア制御手段１５は、エリ
アの使用者がそのエリア内の換気手段１２の風量を任意
に設定できる給排気量設定手段１７と、給排気量設定手
段１７を通して入力された情報をシステム制御手段１６
に送信し、システム制御手段１６から給排気風量の制御
情報を受信し給気手段１３と排気手段１４とを制御する
換気制御手段１８とを有している。

【００１８】図５はシステム制御手段１６とエリア制御
手段１５との間での送受信を示すブロック構成図であ
る。図中、システム制御手段１６と各エリア制御手段１
７とは制御情報を伝達する伝達手段である通信線で結ば
れ、この通信線を介してエリア制御手段１５から制御情
報として運転要求がシステム制御手段１６に送られ、シ
ステム制御手段１６から制御情報として運転指示がエリ
ア制御手段１５へ送られる。

【００１９】なお、図４中の各部屋は給気手段１３と排
気手段１４とを両方とも有している構成だが、前述した
ように部屋によってはいずれか一方のみを備えるものも
ある。また、図５で説明した通信線が無線であっても構
わない。

【００２０】このような換気システムを有する建物は、
はじめ各部屋は少風量の必要換気量が確保されるように
運転されて定常状態を保っている。しかし、喫煙や多人
数集会などのため、もともとクリーンゾーンと設定され
ているエリアであっても、空気が汚染されることがあ
り、エリアの使用者がそのエリア（例えば子供部屋１）
の運転状態を給気から排気に切り換えることがある。こ
のような場合の換気システムでの動作について図６のフ
ローチャートを用いて説明する。

【００２１】各エリア毎の給排気量設定手段１７の設定
が変更されると換気制御手段１８からシステム制御手段
１６に通知される。システム制御手段１６は全てのエリ
ア制御手段１５での風量設定について把握し（Ｓｔｅｐ
（以下、Ｓ）１）、各エリアでの設定から建物全体での
総給気要求量（ΣＮｉｎ）と総排気要求量（ΣＮｅｘ）
とを求める（Ｓ２）。次に、この総排気要求量（ΣＮｅ
ｘ）と総給気要求量（ΣＮｉｎ）との差が予め設定され
た範囲内（ΔｍａｘとΔｍｉｎの間）であるか否かを判
定する（Ｓ３）。Ｓ３で、範囲内であると判定されれば
処理は終了するが、範囲外であると判定されれば、範囲
内に納まるように予め指定された特定エリア（廊下１
０、階段１１）の換気制御手段１８に給気手段１３、排
気手段１４を調整するための、運転指令を送り（Ｓ
４）、処理を終了する。

【００２２】次に、各エリアでの給排気運転状態が図７
に記載された状態であった場合の制御について具体的に
説明する。図７は各部屋毎の換気状態を給気運転と排気
運転とに分け、各換気扇による風量をレベルで表示して
いる。図中、給気運転による総風量が４で、排気運転に
よる総風量が４であり釣り合っている状態を定常換気状
態とする。

【００２３】今、子供部屋１の空気が汚れたため給排気
量設定手段１７から給気運転の停止、排気運転の開始指
示が入力された場合、この部屋は給気運転による風量レ
ベルが１であった状態から排気運転による風量レベルが
１となる。従ってシステム制御手段１６は給気運転によ
る総風量が３で、排気運転による総風量が５であると計
算する。ここまでが前述した図６のフローチャート内の
処理Ｓ１及びＳ２に相当する。

【００２４】次に、総排気量と総給気量との差を求め
（この場合は５−３＝２となる。）、 予め設定された範囲との比較を行う。例えば予め室内が
負圧寄りとなるよう下限Δｍｉｎが０、上限Δｍａｘが
１と設定されていたならば、総給気量を増やす必要があ
る。ここでは予め給排気量の調整のために設定した給気
手段１３として、特定エリアである廊下１０及び階段１
１における給気手段１３の風量を調整する。この場合は
廊下１０の給気量、階段１１の給気量をそれぞれ１とす
る。これにより、総排気量と総給気量との差は０となり
予め設定された範囲に納まる。ここまでが前述した図６
のフローチャート内の処理Ｓ３及びＳ４に相当する。

【００２５】このようにすることで排気過多状態が解消
され、建物全体として適切なバランスを保った換気が維
持されるようになる。

【００２６】また、建物全体の換気バランスを釣り合わ
せるための風量調整を特定エリアの換気量だけで行うた
め換気システムの制御を簡易なものとすることができ
る。さらに、換気量調整のための特定エリアを廊下１０
及び階段１１といった人間の生活の中で長い時間滞在し
ない場所とすることで、換気量調整により風が生じても
住人が不快と感じることはあまりない。同様の理由から
特定エリアとして台所を設定することもできる。

【００２７】さらにまた、総排気量と総給気量との差に
よって調整するため、複数の部屋で運転変更した場合や
給気量を増やした場合や給排気量の両方を変化させた場
合であっても、特定エリアの換気量を調整することで給
排気バランスを保つことができる。

【００２８】実施の形態２．図８は実施の形態２におけ
る換気システムの制御手段のブロック構成図であり、図
４の換気システムにおいて総給排気量の調整を自動に行
えるようにしたものである。なお、建物の構成や換気手
段１２の配置は実施の形態１で用いた図１〜図３と同様
であるため説明を省略する。

【００２９】図８中、１９は検知手段であり、各エリア
の空気状態を検知している。

【００３０】なお、検知手段としてどのようなものを用
いるかは空気中のどの成分を検知するかによって変わっ
てくる。例えば、体に影響を及ぼす二酸化炭素や一酸化
炭素ガスを検知することを目的とすれば二酸化炭素や一
酸化炭素濃度を検知するセンサが必要となり、煙草の煙
や料理により生じる煙を検知するセンサであれば煙検知
センサが必要となる。さらに、部屋内に人が密集するこ
とにより室温が上昇した場合や台所で調理することで室
温が上昇した場合などであれば温度を検知するセンサが
必要となる。この実施の形態では検知手段１９を温度セ
ンサとする

【００３１】図中、給気手段１３及び排気手段１４とと
もに室内に設置された検知手段１９から検知した値を信
号に変え、エリア制御手段１５からシステム制御手段１
６へ送っている。図９は、この検知手段１９を使用した
制御方法である。まず、検知手段１９で検知した現在の
部屋の空気状態（成分濃度や温度）を示す値を読み込む
（Ｓ１１）。次に、各部屋毎に空気状態の基準となる値
を設定したテーブルの数値と比較する（Ｓ１２）。この
結果、現在の空気状態が設定値を超えていればその部屋
の排気運転を行い（Ｓ１３）、超えていなければ排気運
転は行わないで処理を終了する。

【００３２】この図９の制御で現在の空気状態が設定値
を超えていて排気運転されれば、建物全体での総給気量
と総排気量との関係が変化するので、これを定常状態に
するように実施の形態１での図６、図７の制御を行う。

【００３３】なお、予め基準として設定する値は、検知
した値と数学的な関係を持たせて、使用者が認識しやす
いような単位で設定してもよい。この場合は、制御手段
内で検知した値を基準となる値と同じ単位に変換して比
較するか、逆に基準となる値を検知した値と同じ単位に
変換して比較すればよい。

【００３４】図１０は、前述の基準となる値を「クリー
ン度」として、予め設定された各部屋のクリーン度を記
憶したテーブルと、現在のその部屋のクリーン度とを具
体的な例（子供部屋１）を用いて比較をしている。図
中、予め設定されたクリーン度の基準値及び現在のクリ
ーン度はレベル表示としている。いま、子供部屋１のク
リーン度が悪化して、設定値を超えたため子供部屋１の
排気手段１４を予め設定してある排気風量で運転させ
る。

【００３５】これにより、総給気量（ΣＮｉｎ）と総排
気量（ΣＮｅｘ）とが変化するため、図６の運転制御フ
ローチャートに従い建物全体の給排気量の調整を行う。

【００３６】なお、前述のテーブルはエリア制御手段１
５及びシステム制御手段１６のどちらに記憶させてもよ
く、あるいは、設定はシステム制御手段１６で行い、こ
れをもとに比較はエリア制御手段１５で行うようにして
もよい。

【００３７】

【発明の効果】空気を換気する換気手段と、換気手段の
給気量と排気量の少なくとも一方を設定する給排気量設
定手段とを有する複数のエリア制御手段と、全ての換気
手段について給気量の総和と排気量の総和を算出し、そ
の差が一定範囲外の場合には、予め定められた換気手段
の給気量及び排気量の少なくとも一つを変更し、一定範
囲内となるように指令するシステム制御手段とを有する
ので、個々の部屋の局所的な急速換気の要求に対して、
全体の給排気バランスを乱すことなく簡易に換気でき
る。

【００３８】空気を換気する換気手段と、空気中の成分
及び温度の少なくとも一つを検知する検知手段とを有
し、検知手段で検知した値が予め設定された範囲外であ
る場合は、換気手段の運転を変更する複数のエリア制御
手段と、全ての換気手段の給気量の総和と排気量の総和
とを算出し、その差が一定範囲外の場合には、予め定め
られた換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つを
変更し、一定範囲内となるように指令するシステム制御
手段とを有するので、室内の空気の状態に合わせて自動
的に風量の調整が可能である。

【００３９】また、予め定められた換気手段は、廊下及
び階段の少なくとも一つに位置しているので、住人が長
時間滞在しない場所であり給排気による風量の増加の影
響が少ない。

【００４０】換気手段の給気量と排気量とを把握し、全
ての換気手段の給気量の総和と排気量の総和とを算出す
るステップと、その差が一定範囲外の場合には、予め定
められた換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つ
を変更し、一定範囲内となるように指令するステップと
を有するので、個々の部屋の局所的な急速換気の要求に
対して、全体の給排気バランスを乱すことなく簡易に換
気できる。

【００４１】検知手段で検知した値を読み込むステップ
と、値が予め設定された値を超えていれば、換気手段の
給気量及び排気量の少なくとも一方を変更するステップ
とを有するので、部屋内の空気の状態が基準値を超えて
いれば自動的に換気することが可能である。

【００４２】エリアは相互に空気流通自在でありエリア
制御手段は複数のエリアの各エリアに設けられているの
で、個々の部屋の局所的な急速換気の要求に対して、全
体の給排気バランスを乱すことなく簡易に換気できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における高気密住宅
の概略断面図

【図２】 この発明の実施の形態１における高気密住宅
の一階部分の平面図

【図３】 この発明の実施の形態１における高気密住宅
の二階部分の平面図

【図４】 この発明の実施の形態１における換気システ
ムの制御手段のブロック構成図

【図５】 この発明の実施の形態１における制御内容の
応答を示すブロック構成図

【図６】 この発明の実施の形態１における運転制御の
フローチャート

【図７】 この発明の実施の形態１における給排気バラ
ンスの管理図

【図８】 この発明の実施の形態２における換気システ
ムの制御手段のブロック構成図

【図９】 この発明の実施の形態２における自動換気の
制御フローチャート

【図１０】 この発明の実施の形態２における各部屋毎
のクリーン度の管理図

【符号の説明】

１ 子供部屋、 ２ 書斎、 ３ 寝室、 ４ トイ
レ、 ５ 浴室、 ６洗面所、 ７ リビング、 ８
台所、 ９ 和室、 １０ 廊下、 １１ 階段、 １
２ 換気手段、 １３ 給気手段、 １４ 排気手段、
１５ エリア制御手段、 １６ システム制御手段、
１７ 給排気量設定手段、 １８ 換気制御手段、
１９ 検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 全 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 加藤 愛一郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L056 BD04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気を換気する換気手段と、前記換気手段
   の給気量と排気量の少なくとも一方を設定する給排気量
   設定手段とを有する複数のエリア制御手段と、全ての前
   記換気手段について給気量の総和と排気量の総和を算出
   し、その差が一定範囲外の場合には、予め定められた換
   気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つを変更し、
   前記一定範囲内となるように指令するシステム制御手段
   とを有することを特徴とする換気システム。
2. 【請求項２】空気を換気する換気手段と、空気中の成分
   及び温度の少なくとも一つを検知する検知手段とを有
   し、前記検知手段で検知した値が予め設定された範囲外
   である場合は、前記換気手段の運転を変更する複数のエ
   リア制御手段と、全ての前記換気手段の給気量の総和と
   排気量の総和とを算出し、その差が一定範囲外の場合に
   は、予め定められた換気手段の給気量及び排気量の少な
   くとも一つを変更し、前記一定範囲内となるように指令
   するシステム制御手段とを有することを特徴とする換気
   システム。
3. 【請求項３】予め定められた換気手段は、廊下及び階段
   の少なくとも一つに位置していることを特徴とする請求
   項１及び請求項２記載の換気システム。
4. 【請求項４】空気を換気する換気手段と前記換気手段の
   風量を設定する給排気量設定手段とを有する複数のエリ
   ア制御手段と、前記複数のエリア制御手段を制御するシ
   ステム制御手段とを有する換気システムの制御方法にお
   いて、前記換気手段の給気量と排気量とを把握し、全て
   の換気手段の給気量の総和と排気量の総和とを算出する
   ステップと、その差が一定範囲外の場合には、予め定め
   られた換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一つを
   変更し、前記一定範囲内となるように指令するステップ
   とを有する換気システムの制御方法。
5. 【請求項５】空気を換気する換気手段と、空気中の成分
   及び温度の少なくとも一つを検知する検知手段とを有す
   る複数のエリア制御手段と、前記複数のエリア制御手段
   を制御するシステム制御手段とを有する換気システムの
   制御方法において、前記検知手段で検知した値を読み込
   むステップと、前記値が予め設定された値を超えていれ
   ば、換気手段の給気量及び排気量の少なくとも一方を変
   更するステップとを有することを特徴とする換気システ
   ムの制御方法。
6. 【請求項６】仕切により区分けされた複数のエリアと、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の換気システム
   とを有する建物において、前記エリアは相互に空気流通
   自在でありエリア制御手段は前記複数のエリアの各エリ
   アに設けられていることを特徴とする建物。