JP2004293863A

JP2004293863A - 建物換気構造およびその運転制御方法

Info

Publication number: JP2004293863A
Application number: JP2003085072A
Authority: JP
Inventors: Hideharu Omoto; 英晴尾本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】１年を通して省エネ換気を効率よく行なうことのできる建物換気構造を提供することを目的とする。
【解決手段】屋外４から床下空間１に空気を導入する給気手段を備え、床下空間４を介して室内空間１の換気をおこなう建物換気構造であって、給気送風機５と、室内温度を検知する室内温度センサ１２と、屋外温度を検知する屋外温度センサ１１を備え、室内温度と屋外温度の値により、冬期モードと夏期モードの運転モードを決定し、冬期モードは給気送風機５を停止することで自然給気経路として機能することができ効果的なパッシブ換気が行なわれ、夏期モードは給気送風機５を運転することで機械換気が行われ、１年を通して省エネ換気を効率よく行なうことができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気の揚力を最大限利用し、かつまた必要に応じた換気制御をすることで省エネ換気を実現できる建物換気構造およびその運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気の揚力を利用し省エネ換気を実現できる建物の換気構造としては、図６に示すものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その構成について図を参照しながら説明する。図６に示すように、建物の床下空間１０１と屋外１０２を連通する給気手段としての給気配管１０３を設け、床下空間１０１内に加熱手段としての加熱ヒータ１０４を設け、給気配管１０３から床下空間１０１に導入された外気を加熱ヒータ１０４で加熱し、建物の１階室１０５の床に設けた通気口１０６により、加熱ヒータ１０４で加熱された空気の揚力と建物内外空気の浮力差を利用し、加熱空気を１階室１０５および２階室１０６に送り、建物の屋根１０７を貫通して屋外１０２と貫通させた、排気手段としての排気管１０８によって屋外へ排気されるパッシブ換気が行なわれていた。
【０００４】
【非特許文献１】
「建築技術２００２年１０月号」株式会社建築技術、２００２年１０月、１５２−１５４頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の建物換気構造では、床下空間１０１に設けた加熱ヒータ１０４により外気を強制的に加熱し、加熱されて比重の軽くなった空気の揚力と建物内外空気の浮力差を利用するものであるので、冬期においてはパッシブ換気が効果的に機能するのであるが、夏期においては室１０５の温度上昇を防ぐ為に加熱ヒータを停止させる為にパッシブ換気ができないといった課題があり、１年を通して省エネ換気を効率よく行なえることが要求されている。
【０００６】
また、冬期に限りパッシブ換気を行い、夏期や中間期にはトイレや浴室などの局所換気扇の常時運転を使用することも考慮されているが、室内を負圧に保つことにより室内の換気を行なうために建物の壁面隙間が給気経路として機能し、夏期の日射で温度上昇した壁面建材などから発生したＶＯＣなどの空気汚染物質が給気空気混入しやすくなり居住者の健康被害が生じるといった課題があり、健康的な室内空気質を維持することが要求されている。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、１年を通して省エネ換気を効率よく行なうことができ、また、健康的な室内空気質を維持することができる建物換気構造を提供することを目的とする。
【０００８】
そして、従来の建物換気構造の運転制御方法では、居住者の判断で局所換気の発停を行なうことでパッシブ換気と局所機械換気を切り替えており、その発停条件の見極めが困難であるという課題があり、適切な自動運転がなされることが要求されている。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、適切な自動運転がなされる建物換気構造の制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の建物換気構造は上記目的を達成するために、屋外から床下空間に空気を導入する給気手段を備え、前記床下空間を介して室内空間の換気をおこなう建物換気構造であって、前記給気手段としての給気送風機と、室内温度を検知する室内温度検出手段と、屋外温度を検知する屋外温度検知手段を備え、前記室内温度と前記屋外温度の値により、冬期モードと夏期モードの運転モードを決定し、前記冬期モードは前記給気送風機を停止し、前記夏期モードは前記給気送風機を運転するものである。
【００１１】
本発明によれば、１年を通して省エネ換気を効率よく行なうことができ、また、健康的な室内空気質を維持することのできる建物の換気構造が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における建物換気構造の断面図である。
【００１４】
図１において、建物は床下空間１と室内空間２と小屋裏空間３により空間構成されており、床下空間１は屋外４に対し気密性を保つ構成であり、図では説明しないが床下空間１を構成する基礎コンクリートと土台の間に例えば気密パッキンなどの気密部材が挿入されている。
【００１５】
床下空間１は給気手段としての給気送風機５と通風路１３を介して屋外４に連通している。給気送風機５にはダンパや弁などは設けられておらず、運転停止時においては自然給気径路として機能することができる。室内空間２は室内給気手段としての床通気口６を介して床下空間１に連通しており、床通気口６は一階床面７に複数個設けられている。また同様に、室内空間２は室内排気手段としての天井通気口８を介して小屋裏空間３に連通しており、天井通気口８は２階天井面９に複数個設けられている。小屋裏空間３は排気手段としての自然排気口１０を介して屋外４に連通している。
【００１６】
また、室内空間２には室内温度を検知するための室内温度検知手段としての室内温度センサ１１が、また屋外４には屋外温度を検知するための屋外温度検知手段としての屋外温度センサ１２が設置されている。なお、屋外温度センサ１４は給気送風機５の通気風路１３の中に設けられると、日射など輻射の影響を受けずに正確な屋外温度を検出できるといった点で好ましい。運転制御装置１４は室内空間２に設けられ、室内温度センサ１２と屋外温度センサ１３にて検知された測定温度を信号入力し、給気送風機５の運転制御を行なう。図１において運転制御装置１４は室内空間２に設けられているが、これに限る必要はなく、床下空間１または小屋裏空間３または屋外４に設けても良い。
【００１７】
次に、このような建物における建物換気構造の制御動作について図１と図２を参照に説明する。室内温度センサ１２で検知された室内温度Ｔｉと、Ｔｉと屋外温度センサ１３で検知された屋外温度Ｔｏとの温度差（Ｔｉ−Ｔｏ）によって運転モードを決定する。
【００１８】
Ｔｉが予め設定された温度ｔ１より高い場合、または（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ２より小さい場合は夏期モードとなり、給気送風機５を運転する。屋外４の空気は給気送風機５を介して床下空間１に強制的に取り込まれ、床下空間１が屋外４に対して効果的に正圧に保たれ、床下空間１の空気が複数個設けられた床通気口６を介して室内空間２に供給される。また、室内空間２は床下空間１を介して給気送風機５により間接的に加圧されることで、夏期の日射で温度上昇した壁面建材などから発生したＶＯＣなどの空気汚染物質が室内空間２への混入を防止できると共に、室内空間２の空気が複数個設けられた天井通気口８、小屋裏空間３を介して屋外４へ排出される。また、室内空間２には通常居住者が存在するため、居住者の生活行為に伴う室内空気汚染や生活発熱が生じることとなり、室内空間２では生活発熱による揚力も室内空間２の空気が排出される換気駆動力として作用することとなる。
【００１９】
また、（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ２より高い場合は冬期モードとなり、給気送風機の運転を停止する。給気送風機５は自然給気経路として機能する。冬期では室内空間２の空気温度と屋外４の空気温度の温度差（Ｔｉ−Ｔｏ）が大きくなるため、屋外４と室内空間２との室内浮力差に基づく煙突効果によるパッシブ換気力が発生し、屋外４の空気はパッシブ換気力により床下空間１へ取り込まれ、床下空間１の空気が複数個設けられた床通気口６を介して室内空間２に供給される。また同様に、パッシブ換気力により室内空間２の空気は複数個設けられた天井通気口８、小屋裏空間３を介して屋外へ排気される。また、室内空間２には通常居住者が存在するため、居住者の生活行為に伴う室内空気汚染や生活発熱が生じることとなり、室内空間２では生活発熱による揚力も室内空間２の空気が排気される換気駆動力として作用することとなる。
【００２０】
かかる構成によれば、冬期においては給気送風機５を停止することで自然給気経路として機能することができ効果的なパッシブ換気が行なわれ、夏期においては給気送風機５を運転することで床下空間１を給気加圧チャンバーとして活用することで室内空間３への給気が確実に行なわれ、一年を通じて省エネ換気を効率よくおこなうことができる。また、夏期モードで給気送風機５を運転することにより室内を加圧状態に保つことができ、特に建材等からの化学物質発生量が多くなる夏期において壁体内から発生する化学物質を抑制し、健康的な室内空気質を維持することができる。また、冬期モードで給気送風５の運転を停止することにより、室内側から壁体内側への空気流動に伴なう水蒸気の流入により発生する壁体内結露を防止することができる。
【００２１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における建物換気構造の断面図である。
【００２２】
図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２３】
図３において、給気送風機５とは別に設置された給気手段としての自然給気口１５を介して床下空間１は屋外４に連通しており、自然給気口１５の通気風路１６には電動ダンパ１７が設けられており、通気風路１６を任意に遮断することができる構造となっている。電動ダンパ１７は給気送風機５と同様に運転制装置１４にて運転制御されている。
【００２４】
次に、このような建物における建物換気構造の制御動作について図３と図４を参照に説明する。室内温度センサ１２で検知された室内温度Ｔｉと、Ｔｉと屋外温度センサ１３で検知された屋外温度Ｔｏとの温度差（Ｔｉ−Ｔｏ）によって運転モードを決定する。
【００２５】
Ｔｉが予め設定された温度ｔ１より高い場合、または（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ２より小さい場合は夏期モードとなり、給気送風機５を運転すると同時に電動ダンパ１７を閉鎖する。屋外４の空気は給気送風機５を介して床下空間１に強制的に取り込まれ、同時に電動ダンパ１７を閉鎖することで自然給気口１５の通風経路１６が遮断される為、床下空間１のチャンバー機能を損なうことなく機械換気が作用する。
【００２６】
また、（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ２より高い場合は冬期モードとなり、給気送風機５の運転を停止すると同時に電動ダンパ１７を開放することで、運転停止している給気送風機５と自然給気口１５の通風経路１６が自然給気経路として作用することとなる。
【００２７】
かかる構成によれば、冬期においては給気送風機６の運転を停止し電動ダンパ１７を開放することで自然給気経路としての開口面積を大きく確保することができ、浮力差が小さい場合でも効果的にパッシブ換気を実現することが可能となる。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における構成要素は、実施の形態２と同じ構成要素であるので、説明を省略する。
【００２９】
次に、このような建物における建物換気構造の制御動作について図３と図５を参照に説明する。室内温度センサ１２で検知された室内温度Ｔｉと、Ｔｉと屋外温度センサ１３で検知された屋外温度Ｔｏとの温度差（Ｔｉ−Ｔｏ）によって運転モードを決定する。夏期モードに関しては実施の形態２と同じ動作となるので説明を省略する。
【００３０】
（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ２より高い場合、かつ（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ３より低い場合は冬期モードとなり、給気送風機５の運転を停止すると同時に電動ダンパ１７を開放することで、運転停止している給気送風機５と自然給気口１５の通風経路１６が自然給気経路として作用することとなる。
【００３１】
また、（Ｔｉ−Ｔｏ）が予め設定された温度ｔ３より高い場合は厳冬期モードとなり、給気送風機５の運転を停止すると同時に電動ダンパ１７を閉鎖することで、自然給気経路の開口面積を冬期モードより小さくする事ができる。なお、予め設定する温度差ｔ２とｔ３の関係は、ｔ２＜ｔ３である事が必要である。
【００３２】
かかる構成によれば、冬期においては給気送風機６の運転を停止し電動ダンパ１７を開放することで自然給気経路としての開口面積を大きく確保することができ、浮力差が小さい場合でも効果的にパッシブ換気を実現することができる。また、厳冬期においては給気送風機６の運転を停止し電動ダンパ１７を閉鎖することで自然給気経路としての開口面積を冬期モードより小さくすることができる為、冬期から厳冬期のパッシブ換気の制御をきめ細かく行なうことが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の建物換気構造によれば、一年を通じて省エネ換気を効率よくおこなうことができ、また、健康的な室内空気質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における建物の断面図
【図２】同実施の形態１における運転動作のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における建物の断面図
【図４】同実施の形態２における運転動作のフローチャート
【図５】同実施の形態３における運転動作のフローチャート
【図６】従来の住宅の換気構造の構成を示す概略図
【符号の説明】
１床下空間
２室内空間
３小屋裏空間
４屋外
５給気送風機
１１屋外温度センサ
１２室内温度センサ
１５自然給気口
１７電動ダンパ

Claims

屋外から床下空間に空気を導入する給気手段を備え、前記床下空間を介して室内空間の換気をおこなう建物換気構造であって、
前記給気手段としての給気送風機と、室内温度を検知する室内温度検出手段と、屋外温度を検知する屋外温度検知手段を備え、
前記室内温度と前記屋外温度の値により、冬期モードと夏期モードの運転モードを決定し、前記冬期モードは前記給気送風機を停止し、前記夏期モードは前記給気送風機を運転することを特徴とする建物換気構造。
前記給気手段としては前記給気送風機に加えて自然給気口を備え、前記自然給気口は流入する給気を任意に遮断できる電動ダンパを有し、
前記冬期モードは前記給気送風機の停止に加えて前記電動ダンパを開放し、前記夏期モードは前記給気送風機の運転に加えて前記電動ダンパを閉鎖することを特徴とする請求項１記載の建物換気構造。
前記運転モードに厳冬期モードを追加し、
前記厳冬期モードは前記給気送風機の停止に加えて前記電動ダンパを閉鎖することを特徴とする請求項１または２記載の建物換気構造。
前記室内温度と前記屋外温度から演算される内外温度差により、前記運転モードを決定することを特徴とする、請求項１、２または請求項３記載の建物換気構造の運転制御方法。
前記室内温度が、予め設定された温度より高い場合には、前記夏期モードとすることを特徴とする、請求項１、２または請求項３記載の建物換気構造の運転制御方法。