JP2002286270A - 給排気口および換気装置とそれを用いてなる換気システムおよび可変風路住宅 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換機能を組み込んだ第１種方式の換気シ
ステムを組み込んだ住宅において、必要に応じて換気方
式、換気経路の変更が可能である換気システムを構築
し、室内に外気を直接導入する事を可能とし、臭気の速
やかな排出および中間期から夏期における室内の効率的
な冷却、換気ファンの消費電力低減を可能とする住宅を
提供する。 【解決手段】 開閉可能な給排気口と、給気ファンと
排気ファンの風量調節を独立して行なう事ができる換気
装置本体とを用いて、給排気口の開閉とファンの風量調
節とにより、給気または排気経路を切り替える事が可能
となる換気システムを構築し、効果的な外気導入を可能
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、戸建て住宅におけ
る換気システムとそれに用いる給排気口に関し、詳しく
は自然エネルギーを有効に利用し、壁内の空間に空気流
を生じさせ、この空気流により排湿、排熱を行なうシス
テムを備えた断熱気密建物に適用した戸建て住宅用換気
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高気密化住宅においては、建物の
すきまからの漏気による換気が期待できなくなり、常時
機械的に換気する事で、室内の空気汚染を防止するよう
になっている。このような高気密住宅に設置される換気
装置には、給気と排気部分における送風機の有無に応じ
て第１種、第２種、第３種方式があり、給排気ともに送
風機を用いる事で設計換気量が得やすい第１種方式が広
く普及している。また家全体でみると換気を必要とする
部屋は複数あるので、送風機を各室に設置するのではな
く、図１０に示すように各部屋をダクト配管でつなげて
送風機を共用するセントラル方式が一般的であり、第１
種方式の場合は給排気ファンが換気装置本体としてまと
められている。その為、換気装置本体には給気と排気と
の間で潜熱および顕熱の熱交換装置を組み合わせる事も
可能で、暖房時の排気が保持している熱を利用して給気
を暖める事も可能となっている。

【０００３】一方、図１１に示した第２種および第３種
方式の場合は、給気または排気部分のみを集約したもの
で、熱交換機能を持たない為、排熱利用ができない。し
かし夏季に冷涼な外気が期待できる地域では、直接室内
に外気を導入できるので、第１種方式に比べ室内温度を
速やかに下げる事が可能である。

【０００４】また近年の木造建築物では、自然エネルギ
ーを有効に利用したシステムの建築物が提案されてい
る。このような建築物では、例えば、図１２に示したよ
うに、断熱材１６が効果的に使用され、快適な居住環境
が作り出されている。すなわち、建築物の外側に高性能
の断熱材１６と気密材とを施すことで、家の内と外を温
熱的に完全に区分し、暑さ寒さを遮断している。

【０００５】具体的には、断熱材１６より室内側の壁内
に内側通気層１５を形成し、この内側通気層１５は、冬
には室内温度による壁内の自然な空気循環によって部屋
間の温度差を減らし、中間期から夏期には壁内の通気に
よって排湿、排熱を行なうといった、いわば室内の温湿
度環境を間接的に調整する機能を持っている。

【０００６】さらに従来の高気密高断熱住宅に設置する
給排気口は、換気運転が停止された時の気密性のみに重
点がおかれ、断熱性まで配慮したものは少なかった。断
熱気密性について配慮した換気扇の排気口の例としては
特開平１０―２６７３４５が挙げられるが、排気口のダ
クト部分を断熱材で囲んだもので、壁での納まりが悪く
かつ開閉機構そのものに断熱気密性を付与したものでは
なかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】１つの住宅に設置する
換気システムは、ある１種類の換気方式を選択する事が
一般的である。しかし各換気方式には適、不適があり、
１種類のみを選択するのには問題があった。例えば熱交
換機能付きの第１種セントラル方式の換気装置を設置し
た高気密住宅では、冬季は排気の熱エネルギーの有効利
用が図られるが、夏季においては給気の温度をより高い
温度にしてしまい、室内温度の上昇を招くという問題が
あった。この事は日射量が多い中間期においても当ては
まり、冷房期間を長くしてしまう問題となる。このため
熱交換部にバイパスを設けて排気を熱交換させないもの
もあるが、給気がダクト内を長い距離にわたって通過す
るため室内の熱で暖まってしまい、冷涼な外気が室内に
供給され難い問題があった。また湿気を通す潜熱交換タ
イプの場合は熱交換時に湿気とともに臭気も交換される
ため、局所的に発生する臭気が家全体に流れるといった
問題があった。さらに、第１種換気方式では給気用と排
気用のファンが運転されているので、他の換気方式に比
べ、ファン動力にかかる電力が多い事が問題とされてい
る。

【０００８】また壁内の通気により室内を温湿度調節す
る機能をもつ住宅では、あくまでも室内に対して間接的
であるゆえに、即効性のある温湿度調節が難しいという
問題があり、この問題の解決の為に専用のファンを設け
る事は、電力を使うという点で自然エネルギーを有効に
利用した住宅には適さない面があった。

【０００９】本発明はこのような実状に鑑み、熱交換機
能を組み込んだ第１種方式の換気システムを組み込んだ
住宅においても、必要に応じて換気方式、換気経路の変
更が可能である換気システムを構築し、他の換気方式と
同様に室内に冷涼な外気を直接導入する事を可能とし、
臭気の速やかな排出および中間期から夏期における室内
の冷却、換気ファンの消費電力低減を可能とする住宅を
提供する事を目的としている。

【００１０】あわせて断熱気密性に配慮した開閉可能な
給排気口を提供する事を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】開閉可能な給排気口と、
給気ファンと排気ファンの風量調節を別々行なう事がで
きる換気装置本体とを用いて、給排気口の開閉操作とフ
ァンの風量調節とにより、給気または排気経路を切り替
える事が可能となる換気システムを構築し、効果的な外
気導入を可能とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の換気システムは、開閉可
能な給排気口と、給気ファンと排気ファンの風量調節を
別々に行なう事ができる換気装置本体とを用いて、給排
気経路を適時切り替える事を可能としている。

【００１３】

【実施例】本発明の換気システムは第１種セントラル換
気装置とは別に設けた開閉可能な給排気口の開閉操作
と、換気装置の風量調節により、室内の全般換気におい
て給気または排気経路を切り替える事が最大の特徴であ
る。よって、全般換気が著しく損なわれなければ、第１
種換気装置とは別に局所換気などを設置したり、居室以
外に小屋裏や床下空間を含んだ換気経路としても良い。
例えば図１から図５および図８、図９に示してあるの
は、ほんの一例である。以下、図面を参照しながら本発
明の実施例を説明する。

【００１４】図１は本発明による換気システムの第１の
実施例を示したもので、換気システムを組込んだ住宅の
断面を示したものである。

【００１５】換気システムは、換気装置本体２と換気ダ
クト７で連結された室内側本体給気口３と室内側本体排
気口４と室外側本体給気口５および室外側本体排気口６
とからなる第１種セントラル換気装置および、それとは
別に外壁に設置した給排気口１とで構成される。給排気
口１は、開閉が可能なものとなっており、閉鎖した状態
で第1種セントラル換気装置を運転すると、図２のよう
に室内１０の汚染された空気が室内側本体排気口４から
吸い込まれ、この空気と室外側本体給気口５から入る外
気とが換気装置本体２の熱交換機能により熱交換し、室
内側本体給気口３を通して室内１に空気が供給される第
１種換気方式による換気経路が形成される。

【００１６】この建物で、給排気口１を開放し、かつ換
気装置本体２に組込まれた給気ファン８と排気ファン９
の内、給気ファン８のみを停止させると、排気ファン９
の吸引により室内が負圧状態となり、図３に示すように
給排気口１から外気が直接導入され、全般換気としては
第３種換気方式の換気経路が形成される。この時、給排
気口１は給気口として機能する。逆に排気ファン９のみ
を停止させた場合は、給気ファン８により供給される空
気が室内を加圧状態にするので、給排気口１から空気が
押し出されて、第２種換気方式の換気経路が形成され、
この時の給排気口１は排気口として機能する。

【００１７】このように給排気口１と換気装置のファン
風量とを操作することで、換気経路を変える事が可能と
なり、給気温度を上昇させる熱交換部を通らずに、冷涼
な外気の取り入れが可能となる。

【００１８】また必ずしも給気ファン８または排気ファ
ン９を完全に停止する必要ななく、定常の風量よりも少
なくした運転でも良い。例えば、図４は本発明の換気シ
ステムを組込んだ建物において給排気口１を開放して第
３種換気方式の運転を行なった場合の換気風量を説明し
たもので、室内１０は給排気口１から給気がされ室内側
排気口４を経由して室外側排気口６から排気されてい
る。その時の換気風量は、各給気、排気口ともほぼ同じ
（説明のため１００とする）である。

【００１９】一方図５に示したように排気ファン９によ
る換気風量（１００）に対し、給気ファン９による換気
風量をその半分（５０）に調節すると、排気ファン９と
給気ファン８の換気風量とがバランスせず、この時、給
排気口１を開放する事で、バランスしていない換気風量
に相当する給気量（５０）が給排気口１から導入され
る。このように室内に対する給気を給排気口１と室内側
本体給気口３とに適宜分ける事で、外気取り入れ量の調
整も可能となり、臭気などの室内の空気汚染状況に応じ
た外気取り入れも可能となる。

【００２０】図６および図７は本発明に用いられる開閉
可能な給排気口の実施例を示したもので、外壁に取り付
けた状態を示したものである。

【００２１】本発明に用いる給排気口１は、断熱気密化
された住宅の外壁部分に取付けられるもので、一般の給
排気口のようなシャッター機構を保持した気密性のみで
なく断熱性を有しており、図６のように断熱材１６で形
成される断熱気密境界と略一致した状態で給排気口１の
蓋部２１ａが閉鎖できる構造としている。なお断熱材に
ポリスチレンやポリウレタンなどの発泡系プラスチック
断熱材を用いているので、断熱気密境界は断熱材１６と
なり、蓋部２１ａにも同断熱材を使用する事で、両者の
断熱気密境界はほぼ一致させる事が可能である。また蓋
部２１ａは所定位置に固定した状態で止める事ができる
機能を備えている事が望ましく、例えば図６に示すよう
に蓋部２１ａと操作具２３とが一体化され、操作具２３
の回転操作により蓋部２１ａも回転し、蓋部２１ａとス
リーブ管２４の一部にネジ山をきって形成した気密保持
部２２ａにねじ込まれて所定位置に固定されて蓋部２１
ａをしっかりと閉鎖可能としている。なお給排気口１を
開放する時は、蓋部２１ａを外部フード２５側に押し出
すようにする。

【００２２】図７は給排気口１の別の実施例を示したも
ので、蓋部２１ｂは円筒形の操作具２３ｂを引く毎に図
中の矢印方向に９０度回転し、開放と閉鎖を切り替える
ものとしている。気密保持部２２ｂは蓋部２１ｂの周囲
に突出して取付けたもので、柔軟性を有し、閉鎖時にス
リーブ管２４と蓋部２１ｂとの隙間を塞ぐ機能を有して
いる。なお上記実施例における蓋部２１ａおよび蓋部２
１ｂは冬季に結露が発生しない断熱性を有している事が
望ましい。

【００２３】以上、給排気口１は閉鎖した状態で冬季に
結露が発生しない断熱性、換気経路を乱さない程度の漏
気防止が可能な気密性を保持し、取り付けられる壁等の
断熱気密境界とほぼ同じ位置で閉鎖可能なものであれ
ば、本実施例に示した形状、開閉方法に限定されるもの
ではない。

【００２４】図８は本発明の第２の実施例を示したもの
で、風量調節機能に太陽電池の出力を利用した換気シス
テムを組込んだ住宅を示していいる。

【００２５】住宅の屋根などに設置した太陽電池４０と
換気装置本体２とをインバーター４１を介して電気配線
で接続し、太陽電池４０からの出力電圧に応じて換気風
量を増加させるものである。出力電圧は換気装置本体２
の排気ファン９とは別に、同じ換気ダクトの延長上に設
けた第２排気ファン９‘の駆動力として用い、発電量が
多い時に第２排気ファン９‘が作動し、排気ファン９と
の併用により室内が高温になる時間帯に排気を増加させ
る。この時、給排気口１を開放しておく事により冷涼な
外気をより多く導入する事が可能となる。なお地域や住
宅の日除けの状況により、太陽電池出力が大きい時間帯
において外気温度が室内温度よりも低くない場合もある
事から、太陽電池の出力による換気運転をタイマーなど
で時間を遅らせても良い。

【００２６】また太陽電池出力が直流電気である事か
ら、第２排気ファン９‘は直流ファンとすればインバー
ター４１を用いなくてもよい。もちろん本実施例のよう
に、排気だけではなく給気ファンまたは給気ファンと排
気ファンの両方に太陽電池出力を用いて外気導入量を増
加させてもよい。

【００２７】図９は本発明の第３の実施例を示したもの
で、壁内通気路を備えた自然エネルギーを有効に利用し
た住宅に本発明の換気システムを適用したものである。
自然エネルギーを有効に利用した住宅は、断熱材１６の
室内側および室外側に壁内通気路を備え、室内側の内側
通気層１５は床下１１と小屋裏１２とに連通し、小屋裏
１２は開閉可能な小屋裏ダンパー１３、床下１１は開閉
可能な床下ダンパー１４によって外気と連通させる事が
可能となっている。換気装置本体は、小屋裏等に設置
し、換気装置本体２と換気が必要な室内１０とを換気ダ
クトにより接続し、給排気口１を室内１０の外壁に取り
付けている。このような住宅において、夏期および中間
期に小屋裏ダンパー１３および床下ダンパー１４を開放
し、冷涼な外気を空気の浮力や風力によって壁内に導入
するとともに、給排気口１を開放し、かつ換気装置の排
気ファン９のみを運転して第３種方式の換気運転とする
事で、室内１０に外気を導入する。これにより室内１０
に対して、壁内通気による間接的な冷却効果と、給排気
口１からの換気による直接的な冷却効果を得る事を可能
としている。

【００２８】なお冬季は給排気口１および小屋裏ダンパ
ー１３、床下ダンパー１４を閉鎖し、第１種方式の換気
運転を基本とし、臭気などの空気汚染状況により給排気
口１および換気装置ファンの換気風量を操作し、第３種
方式の換気運転を行なう。

【００２９】以上、本発明の換気システムを組込んだ住
宅について、１部屋のみを有するような実施例で説明し
たが、当然ながら複数の部屋を有し、各部屋に給排気口
および室内側給気口および室内側排気口が設置されてい
るものについても適用できる。さらに本発明の開閉可能
な給排気口を電力を利用した換気装置との組み合せによ
る利用方法のみを説明したが、冬季に停電などの原因で
換気装置が動かない場合に、給排気口１を開放する事
で、温度差による自然換気として利用しても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る換気
システムでは、開閉可能な給排気口と第１種換気方式の
換気装置とを用いる事で、必要に応じて換気方式、換気
経路の変更が可能である換気システムが構築でき、しか
も中間期から夏期の室内冷却および室内と室外との速や
かな空気の入れ替えなど、外気の導入を効果的に行なう
を可能としている。 また第１種方式の換気ファンの給
気、排気いずれかのファンを必要に応じて止める事がで
きるので、ファンで消費される電力を節約できる。さら
に壁内通気が可能な住宅に組込んだ場合は、換気を兼ね
たファンにより室内の空気を直接冷却できるので、より
効果的な自然エネルギーの利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による換気システムを組
込んだ住宅を示す図である。

【図２】同実施例による換気システムにおける換気経路
を示したもので、第１種方式の運転時の例を示した図で
ある。

【図３】同実施例による換気システムにおける換気経路
を示したもので、第３種方式の運転時の例を示した図で
ある。

【図４】同実施例による換気システムにおける換気風量
のバランスを示したもので、第３種方式の運転時の例を
示した図である。

【図５】同実施例による換気システムにおける換気風量
のバランスを示したもので、第１種方式と第３種方式の
混合運転時の例を示した図である。

【図６】本発明に用いる給排気口の実施例を示したもの
で、壁に取付けた状態での縦断面図である。

【図７】本発明に用いる給排気口の別の実施例を示した
もので、壁に取付けた状態での縦断面図である。

【図８】本発明の第二の実施例による換気システムを組
込んだ住宅を示したもので、太陽電池を搭載した住宅に
適用した図である。

【図９】本発明の第三の実施例による換気システムを組
込んだ住宅を示したもので、壁内の通気が可能な住宅に
適用した図である。

【図１０】第１種方式の換気経路を示す図である。

【図１１】第２種および第３種方式の換気経路を示す図
である。

【図１２】自然エネルギーを有効に利用したシステムを
施工した住宅の断面を示した図である。

【符号の説明】

１ 給排気口 ２ 換気装置本体 ３ 室内側給気口 ４ 室内側排気口 ５ 室外側給気口 ６ 室外側排気口 ７ 換気ダクト ８ 給気ファン ９ 排気ファン ９‘ 第２排気ファン １０ 室内 １１ 床下 １２ 小屋裏 １３ 小屋裏ダンパー １４ 床下ダンパー １５ 内側通気層 １６ 断熱材 １７ 外側通気層 １８ 外装材 １９ 内装材 ２１ａ、２１ｂ 蓋部 ２２ａ、２２ｂ 気密保持部 ２３ａ、２３ｂ 操作具 ２４ スリーブ管 ２５ 外部フード ４０ 太陽電池 ４１ インバーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E001 DB02 DD01 DD02 DD04 DD12 FA03 FA13 FA17 FA24 FA35 GA01 NA04 NA07 NB01 NB05 NC06 ND01 ND11 ND12 ND17 ND21

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給排気口の断熱気密境界と、該給排気口
   が設置される壁または屋根または基礎の断熱気密境界と
   が略同位置で閉鎖可能である事を特徴とする開閉可能な
   給排気口。
2. 【請求項２】 給気ファンおよび排気ファンを一体的に
   まとめた換気装置であって、各ファンを別々に風量調節
   する事が可能である事を特徴とする換気装置。
3. 【請求項３】 前記開閉可能な給排気口と前記換気装置
   とからなり、該給排気口の開閉と該換気装置の風量調節
   とによって給排気経路の切り替えが可能である事を特徴
   とする換気システム。
4. 【請求項４】 太陽電池出力に比例して風量調節が可能
   である事を特徴とする請求項３に記載の換気システム。
5. 【請求項５】 壁体内に通気路を備えた自然エネルギ
   ーを有効に利用した住宅に前記換気システムを組込んだ
   事を特徴とする請求項３および請求項４に記載の換気シ
   ステム付き住宅。