JP2004232999A

JP2004232999A - 気密性住宅の換気システム

Info

Publication number: JP2004232999A
Application number: JP2003024521A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kakegami; 恭掛上; Koji Okada; 浩次岡田
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】ダクトを用いずに効率よく、床下の木材の含水率が上昇するのを抑えてその木材の耐久性を向上できると共に、床下の汚染空気が室内に流入することを防止しできる、気密性住宅の換気システムを提供する。
【解決手段】本発明の気密性住宅１の換気システム１０は、建築物２に気密性をもたせ、且つ、床下３を基礎断熱した気密性住宅１を換気するシステムである。床下３の基礎４には、床下３の空気を外部に排出する排気ブロワ２０が設けられている。換気システム１０は、排気ブロワ２０の排気量を調節することにより、建築物２の室内空気が建築物２の床５に配設された床通気口２１を通して床下３に流れる換気経路を形成するように構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気密性住宅における計画換気に関し、特に、ダクトレス型の計画換気に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築物を気密化した気密性住宅においては、計画換気が行われている。この計画換気は、２時間に１回の割合で、住宅内の空気と同じ量の新鮮空気を室内に取り入れて汚染空気を外部に排出するもので、ダクト型計画換気と、ダクトレス型計画換気とに大別される。
【０００３】
ダクト型計画換気には、例えば、小屋裏に熱交換型換気ユニットを設け、これにより、小屋裏のダクトを通して給排気すると共に、床下の空気と小屋裏の空気とを、屋内のダクト等を通して循環させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
また、ダクト型計画換気には、密閉された床下に空調機を設け、これにより、床下のダクトを通して給排気すると共に、屋内に設けられた昇気路及び降気路を通して室内を循環させる技術も提案されている（特許文献２参照）
しかしながら、このような従来のダクト型計画場合においては、ダクト内で生じる圧力損失の分だけ計画換気に要する動力が増加する等の問題があった。
【０００４】
一方、ダクトレス型計画換気には、例えば、床下給気型として、床下に給気ファンを設け、これにより、床下を通して室内に給気した空気を天井や外壁から排気する技術（非特許文献３参照）や、天井排気型として、小屋裏に集中排気ファンを設け、これにより、外壁の給気口から室内に給気した空気を階段の吹き抜けを通して小屋裏のガラリから排気する技術（特許文献４参照）が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような従来のダクトレス型計画換気においては、床下から室内に貫流した空気が、床下で汚染されているおそれがあり、さらに、床下に床断熱を施した場合にあっては、床下空間が高湿化しているため、床下で土間等に用いられる木材は、含水率が上昇して耐久性が劣るおそれがあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９８６５５号公報
【特許文献２】
特開平７−１０２７９５号公報
【非特許文献３】
「建築知識」、株式会社エクスナレッジ、２００３年１月１日、ｐ．１８０―１８３
【特許文献４】
特開平８−９４１３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ダクトを用いずに効率よく、床下の木材の含水率が上昇するのを抑えてその木材の耐久性を向上できると共に、床下の汚染空気が室内に流入することを防止しできる、気密性住宅の換気システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、建築物に気密性をもたせ、且つ、床下を基礎断熱した気密性住宅を換気するシステムにおいて、前記床下の基礎には、前記床下の空気を外部に排出する排気用送風機が設けられており、該排気用送風機の排気量を調節することにより、前記建築物の室内空気が前記建築物の床に配設された床通気口を通して前記床下に流れる換気経路を形成するように構成されたことを特徴とする気密性住宅の換気システムを提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００９】
本発明によれば、床下を強制排気して、床下の圧力を室内の圧力より小さくすることにより、上記換気経路を形成したため、床下空気は、床通気口や床を通して逆流せず、また、床下の温度は、室内とほぼ同じ温度になり、床下の湿度は、気密性住宅特有の室内の低湿度と同程度になる。
その結果、ダクトを用いずに効率よく、床下の汚染空気が室内に流入するのを防止できると共に、床下の木材の含水率が上昇するのを抑えてその木材の耐久性を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の気密性住宅の換気システムの好ましい一実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の気密性住宅１の換気システム１０は、建築物２に気密性をもたせ、且つ、床下３を基礎断熱した気密性住宅１を換気するシステムである。
床下３の基礎４には、床下３の空気を外部に排出する排気ブロワ（排気用送風機）２０が設けられている。換気システム１０は、排気ブロワ２０の排気量を調節することにより、建築物２の室内空気が建築物２の床５に配設された床通気口２１を通して床下３に流れる換気経路を形成するように構成されている。
以下、かかる気密性住宅１の換気システム１０を詳細に述べる。
【００１１】
建築物２は、壁、天井、屋根の下地材に、耐候性ポリエチレンフィルム等のような防湿・気密シートやグラスウールのような断熱材（図示せず）を隙間なく張り巡らし、窓に、遮熱性及び断熱性を有するサッシ（図示せず）を取り付ける等により、気密性及び断熱性をもたせた構造である。
【００１２】
ここに、気密性の程度は、相当隙間面積の大小によって表される。気密性は、相当隙間面積の値が小さいほど高くなる。この相当隙間面積は、住宅全体の総隙間面積を延べ床面積で除した値であり、本実施形態の場合、０．５〜２．５ｃｍ^２／ｍ^２としている。
このように気密性の高い建築物２は、外気とほとんど遮断されるため、低湿度に保たれる。
【００１３】
床下構造６は、例えば断熱コンクリートを用いた基礎４を地盤上の基礎スラブ７とその周囲に立設する基礎立ち上がり８とで床下空間を囲むものとし、さらに、その基礎４の内面に断熱材９を敷設した構造、すなわち、床下３に基礎断熱を施した構造である。
【００１４】
この床下構造６に対し、地中に生じた水蒸気を遮断する観点から、基礎スラブの下面には、防湿シート（図示せず）が敷設されており、また、基礎４に含まれる水蒸気を建築物２側に移動させない等の観点から、基礎立ち上がり８の上面と建築物２の土台の下面との間には、防湿・気密パッキン（図示せず）が介在されている。
これにより、床下構造６は、床下空間を外気と遮断して密閉した構造でもある。
【００１５】
図１又は図３に示すように、建築物２内の１階の居室１１や２階の居室１１の外壁には、外壁給気口２２が複数形成され、それぞれに給気ファン（給気用送風機）２３が取り付けられている。本実施形態の場合、給気ファン２３は２個とする。
給気ファン２３は、それぞれの居室１１の空間体積に応じて、給気単位量ｑ_１、ｑ_２が１５〜３０ｍ^３／ｈの範囲内にある給気能力のものが選定されている。
【００１６】
例えば、トイレ、階段下等のような１階の非居室１２の床５には、床ガラリ１３が嵌め込まれており、この床ガラリ１３の直下に、非居室１２の室内空間と床下３の床下空間とを連通する床通気口２１が形成されている。
床通気口２１の開口面積は、床下通気量Ｑ_２を一定の範囲に調節（詳細後述）する観点から、０．０３〜０．０６ｍ^２に設定されている。
【００１７】
図１又は図２に示すように、床下構造６内における床通気口２１の近傍には、排気ブロワ２０が配設されている。排気ブロワ２０は、床５の下面及び基礎立ち上がり８の内面の入隅部分に取り付けられており、その導入口２０ａが床通気口２１の直下の空間に開口し、その排出口２０ｂが基礎立ち上がり８の外面に嵌め込まれた基礎ガラリ１４を通して外部空間に開口している。
【００１８】
排気ブロワ２０は、建築物の空間体積及び床下の空間体積に応じて、排気量Ｑ_３が６０〜１２０ｍ^３／ｈの範囲内にある排気能力のものが選定されている。
【００１９】
図３に示すように、換気システム１０は、排気ブロワ２０の排気量Ｑ_３及び各給気ファン２３、２３の給気単位量ｑ_１、ｑ_２を総合した総給気量Ｑ_１を制御する制御部３０を有している。この制御部３０は、排気ブロワ２０と、各給気ファン２３、２３とに、それぞれ電気的に接続されており、排気量Ｑ_１、給気単位量ｑ_１、ｑ_２（総給気量Ｑ_１）を独立して調節するように構成されている。
【００２０】
換気システム１０においては、大気圧Ｐ_０（１０１３２５Ｐａ）に対し、床下空間の圧力Ｐ_２、及び建築物２の全空間における室内空間の圧力Ｐ_１を共に負圧にする観点から、制御部１０の調節により、排気量Ｑ_３を総給気量Ｑ_１より大きくし、具体的には、総給気量Ｑ_１が７５〜１５０ｍ^３／ｈであるのに対し、排気量Ｑ_３を１５０〜３００ｍ^３／ｈに設定している。
なお、総給気量Ｑ_１は、１個の給気ファン２３の給気能力を超える場合、所定数の給気ファン２３の総給気量を意味し、排気量Ｑ_３は、１個の排気ブロワ２０の排気能力を超える場合、所定数の排気ブロワ２０の総排気量を意味する。
【００２１】
さらに、このような設定状況の下においては、床下空間の圧力Ｐ_２を室内空間の圧力Ｐ_１より小さくする観点、すなわち、「大気圧Ｐ_０＞室内空間の圧力Ｐ_１＞床下空間の圧力Ｐ_２」の関係式を満たす圧力バランスを保持する観点から、床下通気量Ｑ_２は、床通気口２１の開口面積の設定により、３０〜６０ｍ^３／ｈに調節されている。
【００２２】
なお、１階又は２階の非居室１２のうち、特にトイレや浴室のような場所には、局所換気用の換気扇１５が配設されているが、換気扇１５の換気量は、換気システム１０の使用状況下における換気経路（詳細後述）に影響を及ぼすものでない。
【００２３】
次に、本実施形態の気密性住宅１の換気システム１０の使用態様及び作用を説明する。
気密性住宅１においては、空気や熱の外部交換が自然にはほとんど行われず、換気システム１０により強制換気する。
【００２４】
制御部３０の調節により、排気ブロウ２０を常時運転させて床下３から汚染空気を排気量Ｑ_３分だけ排気するとともに、各給気ファン２３、２３を適宜又は常時運転させて外部から新鮮空気を総給気量Ｑ_１分だけ給気する。
【００２５】
この場合、総給気量Ｑ_１、床下通気量Ｑ_２、及び排気量Ｑ_３の三者関係、及び建物全体の総相当隙間面積、床面の総相当隙間面積により、床下空間の圧力Ｐ_２及び室内空間の圧力Ｐ_１は、共に負圧になり、また、床下空間の圧力Ｐ２が室内空間の圧力Ｐ１より小さくなり、上記圧力バランスが保持される。
【００２６】
この圧力バランスにより、気密性住宅に換気経路が形成される。この換気経路は、外部空気を１階、２階の居室１１に給気した室内空気が、床ガラリ１３及び床通気口２１を通して床下３に流れ、基礎ガラリ１４を通して外部に排気される経路である。
【００２７】
この換気経路について、さらに詳細に述べると、床下空間の圧力Ｐ_２と室内空間の圧力Ｐ_１との圧力差により、建築物２内には、上方から床５に向かう下降流が形成される。
【００２８】
この下降流に従い、外部から取り入れた新鮮空気は、建築物２の気密性のため外壁の隙間からほとんど漏れず、逃げ場を失って居室１１内をゆっくり循環した後、ドアの隙間等を通してトイレ、階段下等の非居室１２に移動して、床ガラリ１３及び床通気口２１から床下３に流入する。
【００２９】
床下３に流入した空気は、排気ブロワ２０により外部に排気されるまで、床下構造６の密閉性のため基礎４からほとんど漏れずに床下３をゆっくり循環するが、その際、床下空気と基礎スラブ７（断熱材９のない部分）との間で熱交換が行われ、基礎スラブ７が蓄熱する。
【００３０】
すなわち、上記換気経路に沿った空気の流れにより、建築物２内で生じた熱が、建築物２の断熱性のため外部にほとんど放熱されずに床下３に対流すると共に、基礎スラブ７に蓄えられた熱が、床下３の基礎断熱のため外部にほとんど放熱されず、床下３の温度は、室内とほぼ同じ温度に保たれる。
【００３１】
なお、上記換気経路に沿った空気の流れに伴い、居室１１で生じた粉塵等の汚染物は、非居室１２を通過した後に床下３から排出されるが、局所換気を行った場合、トイレ等で生じる臭気や湿気と共に換気扇１５からも排出される。
【００３２】
以上述べたように、本実施形態によれば、ダクトを用いずに効率よく、床下空間の圧力Ｐ_２を室内空間の圧力Ｐ_１より小さくする圧力バランスを保持することにより、上記換気経路に沿った空気の下降流を形成したため、床下空気は、床通気口２１や床５を通して逆流しない。
その結果、床下３の汚染空気が居室１１又は非居室１２の何れの室内にも流入するのを防止して、気密性住宅１における建築物２内を清潔に保つことができる。
【００３３】
特に、この場合において、総給気量Ｑ_１及び排気量Ｑ_３を制御すると共に、床下通気量Ｑ_２を調節することにより、上記圧力バランスを安定させ、ひいては、上記換気経路に沿った空気の下降流を安定させることができる。
また、気密性住宅１では、隙間風による自然換気はあまり生じないが、風速の大きさ等に起因して、上記圧力バランスが若干崩れることもあり得るため、このような外的因子による環境変化に対し、適宜、給気量Ｑ_１及び排気量Ｑ_３を微調整することにより、上記換気経路に沿った空気の下降流をより安定させることもできる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、上記換気経路に沿った空気の下降流に伴う熱対流作用と、床下３の基礎断熱における基礎スラブ７の蓄熱作用とが相俟って、床下３の温度を室内とほぼ同じ温度にして、床下３を室内と同程度の低湿度にできる。その結果、床下３の土間等に用いられる木材の含水率が上昇するのを抑えてその木材の耐久性を向上させることができる。
【００３５】
特に、この場合において、床下３の温度が室内の温度とほぼ同じことから、室内空間と床下空間との間で床５を介した熱交換がほとんど行われないため、床面の冷えを低減させることができる。
【００３６】
本発明は、上記実施形態に限られることなく、種々の変更等を行うことができる。
例えば、外壁給気口２２に給気ファン２３を設けずに、外壁給気口２２の開口面積の設定により総給気量Ｑ_１を調節しつつ、排気ブロワ２０の強制排気により自然給気させたり、あるいは、外壁給気口２２に、開口面積の調節機能や自動風量調節機能を備えた風量調節機構を設けることも可能である。
【００３７】
また、居室１１に応じて、各給気ファン２３、２３の給気単位量ｑ_１、ｑ_２を適宜変更することもできる。例えば、２階の居室１１の給気単位量ｑ_１を１階の居室１１の給気単位量ｑ_２より小さく、すなわち、２階の居室１１の圧力Ｐ_１１を１階の居室１１の圧力Ｐ_１２より小さくすることにより、上記換気経路をより明確にしたり、あるいは、リビング、寝室などの居室１１の使用時間帯に応じて、給気単位量ｑ_１、ｑ_２の変更により、新鮮空気の供給を居室１１の使用状況の変化に対応させることもできる。
【００３８】
さらに、給気ファン２３、床通気口２１、排気ブロワ２０について、数、給気・排気能力（又は開口面積）等の条件を、室内や床下３の空間体積、相当隙間面積等に応じて、適宜変更できる。
【００３９】
さらにまた、冬期においては、室内温度差に起因して生じた上方向の熱対流に対し、上記換気経路に沿った空気の下降の流れに負荷が生じるため、この負荷に応じて、制御部により、排気量Ｑ_３を通常の時期より大きく制御することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、ダクトを用いずに効率よく、床下の木材の含水率が上昇するのを抑えてその木材の耐久性を向上できると共に、床下の汚染空気が室内に流入することを防止しできる、気密性住宅の換気システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の気密性住宅の換気計画システムを備えた住宅構造の概略を示す図である。
【図２】本実施形態の気密性住宅の換気計画システムにおける排気ファンの廻りを示す図である。
【図３】本実施形態の気密性住宅の換気システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１気密性住宅
２建築物
３床下
４基礎
５床
１０換気システム
２０排気ブロワ（排気用送風機）
２１床通気口
２２外壁給気口
２３給気ファン（給気用送風機）
Ｑ_１総給気量（給気量）
Ｑ_２床通気量
Ｑ_３排気量
Ｐ_１室内空間の圧力
Ｐ_２床下空間の圧力

Claims

建築物に気密性をもたせ、且つ、床下を基礎断熱した気密性住宅を換気するシステムにおいて、
前記床下の基礎には、前記床下の空気を外部に排出する排気用送風機が設けられており、該排気用送風機の排気量を調節することにより、前記建築物の室内空気が前記建築物の床に配設された床通気口を通して前記床下に流れる換気経路を形成するように構成されたことを特徴とする気密性住宅の換気システム。
前記排気用送風機の排気量を前記建築物の外壁に配設された外壁給気口からの給気量より大きく調節することにより、前記床下の床下空間及び前記建築物の室内空間を共に負圧にし、前記床通気口を通過する床下通気量を調節することにより、該床下空間の圧力を該室内空間の圧力より小さくするように構成されたことを特徴とする請求項１記載の気密性住宅の換気システム。
前記外壁給気口には、外部空気を前記室内空間に供給する給気用送風機が設けられており、前記排気用送風機の排気量及び該給気用送風機の給気量を制御するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の気密性住宅の換気システム。