JP2003328461A - 外断熱換気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】快適な居住環境と建物の耐久性を高めるには、
高断熱と高気密の要素に加えて換気の要素が必要とな
る、本発明は外気を除湿・浄化処理して屋内に導入し２
４時間安全で安定した適量の換気を供給するための換気
システム装置と、換気システム装置によって、外断熱壁
を非透湿性の耐火性断熱壁構造とすることで施工費の削
減を図った、また、温暖化対策に合致した省エネ住宅と
結露の無い健康趣向で耐久年数の極めて高い低コスト住
宅の実現を目的とした。 【構成】外気を活性炭の特性を活かして浄化・除湿処理
して換気とし、外断熱壁と内壁の間隙を通気層として、
通気層に滞留しようとする室内水蒸気を天井の排気口か
ら換気と共に屋外に自然排出する方法において、居住人
数に合わせて開度を調整して適量の換気を行う電動ダン
パーを排気口に設ける構成の外断熱換気システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木造およびコンクリー
ト造りの戸建および集合住宅用の換気を、汚れた外気を
浄化・除湿して屋内に供給する換気システム装置および
加湿や地下水熱利用も選択肢とすることができる、換気
システム装置は床下空間或いは地下室等に浄化・除湿し
た外気を放出し、断熱壁と内壁間に構成された通気層を
経て天井の開口部から吸引排気することで、通気層に滞
留しようとする水蒸気を伴って屋外に排出する、このよ
うに従来の外断熱が室内水蒸気を壁面から透過して屋外
に放出する方法とことなり、外断熱壁を非透湿性の耐火
性断熱壁とすることを可能とした。

【０００２】前記、天井の開口部には開度自在の電動ダ
ンパーを装着し、ダンパーの開度を調整することで換気
量を変える方法となる、換気システムは人が必要とする
空気量を浄化して適正量補給し続けながら室内除湿する
方法で、従来の壁面から水蒸気を透過させて除湿する方
法では解決できなかった外気湿度の高い季節の除湿も可
能とした、換気の通気層流動は換気の入出の位置による
高低差に従った自然通気となる。

【０００３】従来、市場の大半を占めてきた内断熱工法
は、断熱材で使用されるガラスウール等に水蒸気がこも
り結露するため、室内環境が悪化するばかりか建物の耐
久性を損なうなどの問題があった、こうした問題を改善
するために外断熱工法のニースが高まりつつある、しか
しながら、外断熱壁を透湿性で断熱性の高い発砲スチロ
ール等が使用されるため耐火性に劣り消防法に準じた耐
火基準値を満足させるためには、二次的な耐火処置が必
要となることから施工コストを押し上げる原因となって
いる。

【０００４】また、前記、従来型の室内換気は窓の開閉
やすき間からの意図しない空気の流入によるため、四季
における外気温度の高い夏期および湿度の高い梅雨期や
秋の長雨の季節には熱ロスの原因となってきた、こうし
た従来の外断熱工法の問題点を改善するために、本発明
の外断熱換気システムを提供しようとするものである。

【０００５】

【従来の技術】内断熱およひ外断熱は太陽の直射や外気
温度によって建物内部の温度が左右されることのない省
エネ工法として評価を受けてきた、但し、換気の問題に
対しては窓の開閉や隙間からの通気によるため汚れた空
気が直接室内に流入するなど快適な室内環境を維持する
ことが難しく、室内の保有熱も失われるなど外断熱の目
標となる高気密・高断熱の効果を果たしていない結果と
なっている。

【０００６】従来の外断熱壁は透湿性断熱材が使用され
るために耐火性に乏しく、二次的な耐火処置が必要とな
り必然的に施工コストの高騰を招く結果となっている、
また、室内水蒸気を外断熱壁を透過して屋外に放散する
ため梅雨期や秋の長雨の季節には外気湿度が室内湿度よ
り高くなり、湿度の内外バランスが崩れ除湿効果が果た
せず結露の原因をつくるなどの問題も残されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、屋外に換気システム装置を設置して外気を浄化・除
湿処理してダクトを通じて床下や地下室に導入し屋内換
気とする方法であり、床下など建屋内に換気システム装
置を設置することが難しい場合、或いはリニューアルな
ど既存建物を対象とする場合に適用する外断熱換気シス
テムである。

【０００８】請求項２記載の発明は、床下或いは地下室
に換気システム装置を設置し、ダクトで外気を導入して
除湿・浄化処理したうえで屋内換気に使用する外断熱換
気システムである。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記、外気導入ダ
クト内に軽量砕石等を充填し熱交換パイプを敷設して、
地下水利用の熱交換によって省エネを目的とした外断熱
換気システムである。

【００１０】本発明の外断熱換気システムは、従来の外
断熱工法が室内水蒸気を外断熱壁を透過して屋外に放出
するための透湿性断熱壁の構造に対して、外気を浄化・
除湿処理して室内の換気とし、同時に室内除湿も換気を
利用して行う方法とするもので、外断熱壁は非透湿性で
よく発砲スチロール等の可燃性断熱版に耐火性タイルや
レジンコーテングなど一体化した工場加工を可能とし、
消防法の規格に準じた耐火性外断熱壁の構造となる、ま
た、室内空気の汚れが激しいと感じた場合には換気扇を
稼働すれば短時間に浄化・除湿した清浄な空気と置換す
ることができる、そのためには通気層に面した内壁の下
辺部に所定数の通気孔を穿っておくことが必要である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の外断熱換気シス
テムは、換気用外気を活性炭の特性を活かして浄化・除
湿処理して、前記、外断熱壁と内壁間に構成される通気
層に滞留しようとする水蒸気を天井に設けた開度自在の
電動ダンパーから排気除去する方法となる、この方法に
よれば、居住人数に応じて安全で安定した適正な換気量
をダンパーの開度で調整することができる。

【００１２】換気システム装置は外気を導入するダクト
に接続する方形のボックスフレームに円筒形ケースを２
基装着し、円筒形ケース内に所定容積の活性炭を充填し
たバスケットを装填して、外気をバスケット内を通過さ
せるだけの簡単な構造となり、活性炭は所定量の水分を
吸着すると吸湿効果が低下する特性を持つために常時乾
燥再生させる必要がある、そのため建物の生活人数に応
じて一定の規格寸法の換気システム装置を２基或いは複
数基をセットにして交互に再生する必要がある、活性炭
は吸湿率が限界範囲に達したことを床下または地下室に
設置した湿度計センサーが感知して、バスケット内に装
着した複数の棒状ヒーター等を起動して乾燥を行う、乾
燥時間は実験の結果値を基に居住人数に見合う活性炭の
容積を定めてヒーターの稼働時間をタイマーによって自
動制御する方法となる。

【００１３】従って、活性炭の乾燥再生処理には建物の
容積および居住人数に適応した装置規模とし、前記、２
基以上の処理ケースを複数基セットとして交互に再生お
よび稼働を繰り返すことで、２４時間安定した適正量の
清浄空気を補給することができる、活性炭の乾燥再生処
理作動は処理ケースの蓋裏面に架装されたモーター軸に
直結した歯車とバスケットの中央部に固定した直立のバ
ーに結合されたラックとが噛み合って、モーターの正逆
回転に従って上下開閉作動を行う、即ち、蓋が開いたと
きは除湿・浄化処理中であり、閉のときは乾燥再生処理
中となる、乾燥再生時に発生する水蒸気は処理ケース上
辺側面部に接続した排気管を経て屋外に自然排気され
る。

【００１４】前記、本発明は換気量の調整を天井に設け
た開度自在の電動ダンパーの開度調整を遠隔操作にっ
て、居住人数に適応した換気量とすることができるため
に、排気による熱ロスを最小限に抑えることができる、
また、乾期には屋外に設置した湿度計センサーが外気湿
度を感知して、床下等に敷設した給水分岐管に装着した
複数個のノズルから水を噴霧して調湿する方法も選択肢
とした。

【００１５】本発明の外断熱換気システムは、前記、外
断熱壁と内壁間の通気層に換気処理した空気が自然流通
して通気層に滞留しようとする水蒸気を天井の排気口か
ら排気する除湿法となる、このため外断熱壁は非透湿性
でよく発砲スチロール等の断熱版に耐火性タイル或いは
耐火性塗料等を直貼りした工場加工の一体化とした耐火
性外断熱壁構造の確立を完成した。

【００１６】また、中高層集合住宅においては、各階の
住まいがコンクリートスラブで仕切られているために、
独立した共有換気ダクトを構築して階上まで延長し、地
下室に設置した換気システム装置を密閉ケースで覆い、
密閉ケースに設けた通気ダクトを共有ダクトの下辺部に
連結する、各階の住まいの通気層には共有換気ダクトか
ら分岐した通気管で連結され、換気の流入口とし流入口
から対象位置に排出口を設けて通気層に滞留しようとす
る室内水蒸気を換気流と伴に排出する、または排出口に
小型の電動ベンチレーターを装着して各階の高低差によ
る通気量を一定に調整する、通気層内の換気流動は緩慢
で除湿のみを目的とするものである。

【００１７】前記、通気層の下辺部にあたる内壁に通気
口を設け、室内空気の汚れを感じたら換気扇を稼働する
ことで、短時間に換気用清浄空気と強制的に置換するこ
とができる、また、独立構造の共有ダクトを構築する目
的は火災時の延焼や煙害から各階の住まいを守るための
非常用処置である。

【００１８】本発明による外断熱換気システムは、外断
熱の高断熱・高気密に加えて重要な要素となる換気の課
題を解決するための手段であり、１人当たりが必要とす
る空気量が１時間当たり約３０立法メーターとされ、こ
の換気量を窓の開閉を繰り返したりすきま風で補うこと
は、汚れた空気を導入するだけでなく熱損失も極めて大
きな値となる、本発明は２４時間安全で安定した適正量
の換気を供給することで空調機器類の稼働率を抑え、し
かも耐火性外断熱壁の構成によってランニングコストお
よびイニシアルコストを極端に抑えた経済性の高い住宅
を提供しようとするものである。

【００１９】

【作用】本発明は、外気を浄化・除湿処理し、加えて加
湿・地熱利用も選択肢とした外断熱換気システムに関す
る工法で、２４時間安全で安定した適正量の換気を建物
内に供給する、また、換気システム装置を採用すること
によって外断熱壁の内側に通気層が構成され、通気層に
滞留しようとする水蒸気は天井の開口部から換気に伴わ
れて自然流出するため、外断熱壁は必然的に非透湿性の
耐火性外断熱壁構造となり施工コストを抑え、健康趣向
で耐久性の高い住宅を実現することができる。

【００２０】

【実施例】図２及び図３は、本発明の外断熱換気システ
ムを採用した戸建住宅の断面説明図と床下に設置した換
気システム装置の拡大断面図である、図２および図３に
おいて、換気用外気の導入ダクト１を床下に延長し活性
炭２充填のメッシュ製或いはパンチングメタル等のバス
ケット３を装填した円筒形処理ケース４を方形ボックス
５に連結する、円筒形処理ケース４は２基備えて活性炭
２の吸湿率が飽和状態になると、床下に設置した湿度計
センサー６が感知してヒーター７に作動を指示して乾燥
再生処理を行う。

【００２１】乾燥再生作業は、円筒形処理ケース４の開
閉蓋８の裏面に架装したモーター９軸に直結したギヤー
１０とバスケット３の中央部に固定された直立バーに接
合したラック１１が噛み合ってモーター９の正逆回転に
より、蓋８を上下作動によって開閉する機構となる、蓋
８が閉のときは乾燥再生中であり、開のときは浄化・除
湿処理中である、前記、円筒形処理ケース４の蓋８の開
閉作動は床下等に設置した湿度計センサー６が感知し
て、モーター９に指示し蓋８の開閉を自動的に行う、ま
た、乾燥再生はバスケット３に装填された複数の棒状等
ヒーター７を蓋８を閉とすると同時に起動し、活性炭２
から発生した水蒸気を円筒形処理ケース４の上辺部に連
結された排気管１２に装着した電動ダンパー１３を開と
して屋外に排出される、このように交互に活性炭２を乾
燥再生して２４時間安定した清浄な換気を建屋内に供給
することができる。

【００２２】浄化・除湿処理空気は床下に放出され床板
を支持するタルキと土台との間隙を通過して、外断熱壁
１５と内壁１６間に構成される通気層１７を流動して天
井に設けた開度自在の電動ダンパー１８を経て屋外に排
気される、このとき通気層に滞留しようとする水蒸気も
排気に伴われて除かれる、また、室内空気の汚れが激し
いときには室内換気扇１９を稼働して通気層１７に面し
た内壁１６の下辺部に設けた所定断面積の通気孔２０か
ら通気層を流動する換気が流入して置換される。

【００２３】本発明の外断熱換気システムは、乾期には
しばしば外気湿度が室内湿度より低くなるために室内湿
度を調整する必要がある、この場合には水道管から分岐
した配管に小型ポンプ（図示せず）を連結し、床下等に
吐出管を延長して噴霧用ノズル（図示せず）を装着し湿
度計センサー６の湿度範囲を外れたら噴霧を続け、安定
湿度範囲に達したら湿度計センサー６の指示によりポン
プを停止する加湿方法も換気システムの選択肢とした。

【００２４】本発明の外断熱換気システムに附帯する省
エネ対策の方法に、外気導入ダクト１内に軽量砕石また
は蓄熱素材の小塊片を充填し、地下水を利用した熱交換
パイプ２１を敷設して外気温度に変化を与える方法も選
択肢とした、また、居住人数に合わせて換気を行うため
に、天井に設けた開度自在の電動ダンパー１８の開度を
人数に合わせて調整する方法を取ることで２４時間安定
した適量の換気を行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の外断熱換気システムは、汚れた
外気を除湿・浄化処理して屋内下辺部に放出して換気す
る方法であり、換気システムを採用することによって外
断熱壁と内壁間に構成された通気層に滞留しようとする
室内水蒸気を天井に設けた排気口から吸引して換気に伴
われて自然排気されることで、従来の外断熱の条件とし
た透湿性壁とする必要がなくなった、ことために消防法
の耐火基準値を満足させる外断熱を特徴とした。

【００２６】本発明は、前記、外断熱壁を非透湿性とし
たことで断熱版に直接耐火タイル或いは耐火性レジンの
コーテングを工場で一体化加工して現場に搬入するだけ
となり、二次的な耐火処置をとる必要がないために施工
コストを極端に低減することができる。更に、安全で安
定した適量の換気が行われることで冷暖房や換気機器の
稼働率を低減するなど省エネによる温暖化の施策に合致
し、健康趣向の居住環境と建物の耐久性を高めるなどの
効果をもたらす。

【００２７】どのような方法をとっても１人当たりの必
要空気量は一定であって、問題は換気をいかなる方法で
行うかが住居環境を快適にし、省エネに結びつくかであ
るが課題であった、前記、居住人数に合わせて２４時間
適正な空気量を供給するには、戸建住宅においては本換
気システムの天井に設けた電動ダンパーの開度を調整す
る方法とし、また、外出時には換気の必要がないためダ
ンパーを閉とすることで屋内の保有熱は長時間維持され
ることで省エネ対策となる、このようにして換気用外気
を除湿・浄化処理し加えて加湿・地熱利用等も選択肢と
した換気システムは、結露のない安全で安心できる快適
な生活環境を維持した省エネで耐久度の高い建物を提供
しようとするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の換気用システム図（ａ）、請求
項２記載の換気用システム図（ｂ）、請求項３記載の換
気用システム図（ｃ）。

【図２】外断熱換気システムを設置した戸建住宅の断面
説明図。

【図３】外断熱換気システムの断面拡大説明図。

【図４】換気システム装置の説明用斜視図。

【図５】木造住宅の通気層を構成する斜視図（Ａ）通気
層を構成する下辺部（Ｂ）通気層を構成する下辺部
（Ｃ）

【図６】コンクリート集合住宅地下室に設置した換気シ
ステム装置と換気流動図。

【符号の説明】

１ 外気導入ダクト ２ 活性炭 ３ バスケット ４ 円筒形処理ケース ５ 方形ケース ６ 湿度計センサー ７ ヒーター ８ ケース開閉蓋 ９ 正逆回転用モーター １０ ギヤー １１ ラック １２ 排気管 １３ 電動ダンパー １４ 布基礎 １５ 外断熱壁 １６ 内壁 １７ 通気層 １８ 排気電動ダンパー １９ 換気扇 ２０ 通気孔 ２１ 熱交換パイプ ２２ 床板 ２３ 断熱版接着用板 ２４ コンクリート躯体 ２５ 換気システム装置 ２６ 換気共有ダクト ２７ 連結管 ２８ 自然排気口 ２９ 外気導入口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】住宅用外断熱を構成するにおいて、屋外に
   設置した除湿・浄化装置により外気を処理して通気ダク
   トで建屋下方部に導入し、建屋内の換気および除湿目的
   に使用することを特徴とした外断熱換気システム。
2. 【請求項２】住宅用外断熱を構成するにおいて、床下或
   いは地下室に設置した除湿・浄化装置に外気導入ダクト
   を連結し、除湿・浄化処理して建屋内の換気および除湿
   目的に使用することを特徴とした外断熱換気システム。
3. 【請求項３】請求項２記載のダクト内に軽量砕石等を充
   填して地下水を利用した熱交換パイプを敷設し、外気の
   温度交換を行ったうえで除湿・浄化処理して屋内換気お
   よび除湿目的に使用とすることを特徴とした外断熱換気
   システム。