JP2004308312A - 建物の自然換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】有害化学物質濃度の低減と室内温度の低減の双方を効果的に実現でき、また防犯面にも配慮した自然換気システムを提供する。
【解決手段】この自然換気システムは、屋内外の温度差を利用して、部屋（１）の壁面（２）に形成した一方の自然換気用の開口部（３）から室内へ外気を取り入れるとともに、部屋（１）の壁面（２）に形成した他方の自然換気用の開口部（３）から室内の空気を排出するようにしている。そして、開口部（３）（３）は、室内の有害化学物質濃度及び室内の温度を適正値に調整可能とする必要有効開口面積を有するとともに、その開口部（３）（３）から室内への人の侵入を規制しつつ常時開放可能としてあり、これら開口部（３）（３）を、部屋（１）の一壁面（２）の上部位置及び下部位置に夫々設けるようにしている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、屋内外の温度差や外気の風力を利用して室内を自然換気する建物の自然換気システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の住宅における高断熱高気密化は、冬期における省エネルギー性及び室内の温熱環境の向上をもたらしている。しかし、その一方で、ホルムアルデヒド等の有害化学物質が室内に滞留し易くなって、室内の空気汚染が顕在化したり、夏期における室内の温度上昇を招いている。
【０００３】
室内の空気汚染を防止するためには、建材等からの有害化学物質の放散量を低減したり、放散した有害化学物質を吸着除去するといった対策が考えられるが、いずれも現状では有効な対策と言えるものではない。また、次世代省エネルギー基準に基づいて、常時機械換気により約０．５回／ｈ相当の必要換気量を維持しても、建材からの有害化学物質の放散量は、温度の上昇とともに増える傾向にあることから、夏期における気密化した環境下では、上記のような必要換気量では有害化学物質濃度を十分に低下させることができない恐れがある。
【０００４】
一方、夏期における室内の温度上昇の防止に際しては、冷房機器の運転による冷房が挙げられるが、エネルギー消費量が増大し、また不快感を感じることもある。そこで、通風によって外気を室内に積極的に取り入れて、室内の温度を低下させることが考えられるが、この場合、居住者による窓の開放行為が必要であり、不在時には窓を閉めざるを得ない。また、窓をどの程度開ける必要があるのか判断できないといった問題がある。
【０００５】
これらのことを考慮すると、ランニングエネルギーを必要としない自然換気を積極的に取り入れて、しかも在宅時、不在時に関わらず、有害化学物質濃度の低減や室内温度の低減のための適正な換気量を常に確保することができる換気システムが望まれる。
【０００６】
この種のシステムとしては、例えば特許文献１に開示されているように、部屋の壁面に複数の自然換気用のダンパー付き開口部を設けて、これら開口部の開口面積を屋内外の温度差や外風の風速に応じて常時制御し、換気回数０．５回／ｈに相当する換気量を常に確保するようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５７３９０号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の換気システムにおいては、所定の換気回数に相当する換気量を維持することができるものの、有害化学物質濃度の低減と室内温度の低減の双方を効果的に実現していると言えるものではなかった。また、常に所定の換気回数に相当する換気量を維持するためには、開口部を常時開放可能とする必要があるが、この場合、防犯上の問題を解決する必要があった。
【０００８】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、有害化学物質濃度の低減と室内温度の低減の双方を効果的に実現でき、また防犯面にも配慮した自然換気システムの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明の自然換気システムは、屋内外の温度差を利用して、部屋の壁面に形成した一方の自然換気用の開口部から室内へ外気を取り入れるとともに、部屋の壁面に形成した他方の自然換気用の開口部から室内の空気を排出するようにしたものであって、前記の各開口部は、室内の有害化学物質濃度及び室内の温度を適正値に調整可能とする必要有効開口面積を有するとともに、その開口部から室内への人の侵入を規制しつつ常時開放可能としてあり、これら開口部を、部屋の一壁面の上部位置及び下部位置に夫々設けるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、前記の各開口部の必要有効開口面積を、予め測定した建物の換気回数と室内の有害化学物質濃度との関係、予め測定した建物の換気回数と室内の温度低下との関係、屋内外の温度差毎に予め測定した建物の換気回数と必要有効開口面積との関係に基づいて設定している。
【００１１】
さらに、前記の各開口部を、矩形で、且つ、横長に形成している。さらにまた、前記の一方の開口部と他方の開口部を、上下方向に少なくとも１ｍ以上の間隔をあけて設けている。
【００１２】
別の発明の自然換気システムは、外気の風力を利用して、部屋の壁面に形成した一方の自然換気用の開口部から室内へ外気を取り入れるとともに、部屋の壁面に形成した他方の自然換気用の開口部から室内の空気を排出するようにしたものであって、前記の各開口部は、室内の有害化学物質濃度及び室内の温度を適正値に調整可能とする必要有効開口面積を有するとともに、その開口部から室内への人の侵入を規制しつつ常時開放可能としてあり、これら開口部を、部屋の異なる二つの壁面に夫々設けるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
具体的には、前記の各開口部の必要有効開口面積を、予め測定した建物の換気回数と室内の有害化学物質濃度との関係、予め測定した建物の換気回数と室内の温度低下との関係、外気の風速毎に予め測定した建物の換気回数と必要有効開口面積との関係に基づいて設定している。
【００１４】
さらに、前記の各開口部を、矩形で、且つ、横長又は縦長に形成している。さらにまた、前記の各開口部を、室内の対角部に設けている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
この発明の第１実施形態に係る自然換気システムは、図１（ａ）に示すように、部屋（１）の一壁面（２）における上部位置及び下部位置に自然換気用の開口部（３）（３）を夫々設けるようにしている。
【００１７】
そして、屋内外の温度差を利用して、一方の開口部（３）から室内へ外気を取り入れ、他方の開口部（３）から室内の空気を排出させることで、室内を換気するようになっており、特に、夏期や中間期において、寝室等に夜間の冷気を導入するのに適している。
【００１８】
開口部（３）（３）は、図１（ｂ）に示すように、例えば窓部分における引違い式の障子（４）の上部及び下部に、少なくとも１ｍ以上の間隔をあけて夫々設けられている。このように上側と下側の開口部（３）（３）の間隔をあけることで、室内の空気が全体的にスムーズに流れて、換気効率を高めることができる。
【００１９】
各開口部（３）の形状は、例えば矩形で且つ横長で、その大きさは、例えば高さ１０ｃｍ程度、横幅１２０ｃｍ程度となっており、これにより開口部（３）から室内への人の侵入を規制している。このように防犯面に配慮することで、常時開放可能な開口部（３）（３）となっている。これら開口部（３）（３）には、例えば開閉式若しくは着脱式の遮蔽板（５）（５）が夫々取り付けられており、雨の日等に開口部（３）（３）を閉じることができるようになっている。
【００２０】
各開口部（３）の必要有効開口面積は約１２００ｃｍ^２になっているが、これは室内のホルムアルデヒド濃度、及び、室内の温度を適正値に調整可能とする面積であり、以下に示すようなデータに基づいて設定されている。
【００２１】
図４は、開口部（３）の必要有効開口面積を設定するためのデータを示しており、予め測定した建物の換気回数とホルムアルデヒド濃度との関係、及び、予め測定した建物の換気回数と温度低下（換気回数０．５回／ｈの場合と比較した平均室温度差）との関係を夫々表した第１グラフ（１０）と、外気の風速毎に予め測定した建物の換気回数と必要有効開口面積との関係を表した第２グラフ（１１）と、屋内外の温度差毎に予め測定した建物の換気回数と必要有効開口面積との関係を表した第３グラフ（１２）とが、互いに関係付けられて上下方向に連続して表示されている。
【００２２】
具体的に、第１グラフ（１０）には、建物の換気回数を横軸に、ホルムアルデヒド濃度及び換気回数０．５回／ｈの場合と比較した平均室温度差を縦軸にした図表上に、日本農林規格（ＪＡＳ）によるホルムアルデヒド放散量の規格がＦｃ０の建材、Ｆｃ１の建材、及び実験棟の建材を使用した場合の換気回数とホルムアルデヒド濃度の関係線と、換気回数と温度差の関係線が夫々記載されている。
【００２３】
第２グラフ（１１）には、建物の換気回数を横軸に、必要有効開口面積を縦軸にした図表上に、外気の風速が１ｍ／ｓ、２ｍ／ｓの場合の換気回数と必要有効開口面積の関係線が夫々記載されている。
【００２４】
第３グラフ（１２）には、建物の換気回数を横軸に、必要有効開口面積を縦軸にした図表上に、屋内外の温度差が２ｄｅｇ、４ｄｅｇ、６ｄｅｇの場合の建物の換気回数と必要有効開口面積の関係線が夫々記載されている。
【００２５】
そして、温度差換気における開口部（３）の必要有効開口面積の設定に際しては、第１グラフ（１０）と第３グラフ（１２）を用いる。まず、第１グラフ（１０）によって、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度が適正値となる建物の換気回数を求める。例えば建物の換気回数を４．５回／ｈ程度とした場合、Ｆｃ１の建材を使用しているときには、室内のホルムアルデヒド濃度が１５μｇ／ｍ^３程度となって、ホルムアルデヒド濃度の低減効果を十分に期待できる適正値となり、また室内の温度が換気回数０．５回／ｈの場合と比較して１．５℃程度低い温度となって、室温低減効果を十分に期待できる適正値となることがわかる。
【００２６】
次に、第３グラフ（１２）によって、上記の換気回数に対応する必要有効開口面積を求める。すなわち、４．５回／ｈ程度の換気回数に相当する室内の換気量を確保するには、例えば屋内外の温度差が４ｄｅｇ程度であるときには、開口部（３）（３）において夫々１２００ｃｍ^２程度の必要有効開口面積が必要となる。従って、開口部（３）（３）の必要有効開口面積を１２００ｃｍ^２程度に設定することによって、屋内外の温度差が４ｄｅｇ程度のときには、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度を上記適正値に調整することができる。
【００２７】
なお、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度の適正値を、上記の適正値よりも高い又は低い値に設定した場合には、それに応じて開口部（３）（３）の必要有効開口面積も変えるようにすれば良い。また、開口部（３）（３）にダンパーを設けて、このダンパーを屋内外の温度差に応じて制御し、これによって屋内外の温度差が変化しても、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度が常に適正値となるように開口部（３）（３）の開口量を調整するようにしても良い。
【００２８】
（第２実施形態）
この発明の第２実施形態に係る換気システムは、図２（ａ）に示すように、部屋（１）の異なる二つの壁面（２０）（２１）に、自然換気用の開口部（２２）（２２）を夫々設けるようにしている。
【００２９】
そして、外気の風力を利用して、一方の開口部（２２）から室内へ外気を取り入れ、他方の開口部（２２）から室内の空気を排出させることで、室内を換気するようになっており、特に、居室等における通風に適している。
【００３０】
開口部（２２）（２２）は、図１（ｂ）に示すように、例えば壁面（２０）及び壁面（２１）の窓部分において、それら引違い式の障子（２５）の上部に夫々設けられていて、室内の対角部に位置している。このように開口部（２２）（２２）を室内の対角部に設けることで、室内の空気が全体的にスムーズに流れて、換気効率を高めることができる。
【００３１】
各開口部（２２）の形状は、例えば矩形で且つ横長で、その大きさは、例えば高さ１０ｃｍ程度、横幅９０ｃｍ程度となっており、これにより開口部（２２）から室内への人の侵入を規制している。このように防犯面に配慮することで、常時開放可能な開口部（２２）（２２）となっている。これら開口部（２２）（２２）には、例えば開閉式若しくは着脱式の遮蔽板（２６）（２６）が夫々取り付けられており、雨の日等に開口部（２２）（２２）を閉じることができるようになっている。
【００３２】
各開口部（２２）の必要有効開口面積は約９００ｃｍ^２になっているが、これは室内のホルムアルデヒド濃度、及び、室内の温度を適正値に調整可能とする面積であり、図４に示す第１グラフ（１０）と第２グラフ（１１）に基づいて設定されている。すなわち、第１グラフ（１０）によって、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度が適正値となる建物の換気回数を求め、続いて第２グラフ（１１）によって、上記の換気回数に対応する必要有効開口面積が求められている。
【００３３】
例えば、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度が適正値となる建物の換気回数を、第１実施形態のときのように４．５回／ｈ程度とした場合、この換気回数に相当する室内の換気量を確保するには、例えば外気の風速が１ｍ／ｓ程度であるときには、開口部（２２）（２２）において夫々９００ｃｍ^２程度の必要有効開口面積が必要となる。従って、開口部（２２）（２２）の必要有効開口面積を９００ｃｍ^２程度に設定することによって、外気の風速が１ｍ／ｓ程度のときには、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度を上記適正値に調整することができる。
【００３４】
なお、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度の適正値を、上記の適正値よりも高い又は低い値に設定した場合には、それに応じて開口部（２２）（２２）の必要有効開口面積も変えるようにすれば良い。また、開口部（２２）（２２）にダンパーを設けて、このダンパーを外気の風速に応じて制御し、これによって外気の風速が変化しても、室内のホルムアルデヒド濃度及び室内の温度が常に適正値となるように開口部（２２）（２２）の開口量を調整するようにしても良い。
【００３５】
図３は、風力換気における別の開口部（３０）（３０）を示しており、このように矩形で且つ縦長の開口部（３０）（３０）を、例えば壁面（２０）及び壁面（２１）の窓部分において、それら引違い式の障子（２５）の端部に夫々設けて、室内の対角部に配置しても良い。
【００３６】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態においては、開口部を窓部分に一体に設けていたが、温度差換気又は風力換気における上記の各種条件を満たしていれば、窓部分とは関係のない別の箇所に設けるようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明の自然換気システムでは、室内の有害化学物質濃度及び室内の温度を適正値に調整可能とする必要有効開口面積を有するとともに、常時開放可能な自然換気用の開口部を用いて、温度差換気或いは風力換気を行うようにしているので、省エネルギー化を実現するとともに、有害化学物質濃度の低減と室内温度の低減の双方を効果的に実現でき、防犯性の向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る換気システムを示しており、（ａ）は換気システムの概略図、（ｂ）は開口部を示す正面図である。
【図２】第２実施形態に係る換気システムを示しており、（ａ）は換気システムの概略図、（ｂ）は開口部を示す正面図である。
【図３】同じくその変形例を示しており、（ａ）は換気システムの概略図、（ｂ）は開口部を示す正面図である。
【図４】開口部の必要有効開口面積を設定するためのデータを示す図である。
【符号の説明】
（１） 部屋
（２） 一壁面
（２０）（２１） 壁面
（３）（２２）（３０） 開口部

Claims (8)

1. 屋内外の温度差を利用して、部屋の壁面に形成した一方の自然換気用の開口部から室内へ外気を取り入れるとともに、部屋の壁面に形成した他方の自然換気用の開口部から室内の空気を排出するようにした自然換気システムであって、前記の各開口部は、室内の有害化学物質濃度及び室内の温度を適正値に調整可能とする必要有効開口面積を有するとともに、その開口部から室内への人の侵入を規制しつつ常時開放可能としてあり、これら開口部を、部屋の一壁面の上部位置及び下部位置に夫々設けるようにしたことを特徴とする建物の自然換気システム。
2. 前記の各開口部の必要有効開口面積を、予め測定した建物の換気回数と室内の有害化学物質濃度との関係、予め測定した建物の換気回数と室内の温度低下との関係、屋内外の温度差毎に予め測定した建物の換気回数と必要有効開口面積との関係に基づいて設定した請求項１記載の建物の自然換気システム。
3. 前記の各開口部を、矩形で、且つ、横長に形成した請求項１又は２記載の建物の自然換気システム。
4. 前記の一方の開口部と他方の開口部を、上下方向に少なくとも１ｍ以上の間隔をあけて設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の建物の自然換気システム。
5. 外気の風力を利用して、部屋の壁面に形成した一方の自然換気用の開口部から室内へ外気を取り入れるとともに、部屋の壁面に形成した他方の自然換気用の開口部から室内の空気を排出するようにした自然換気システムであって、前記の各開口部は、室内の有害化学物質濃度及び室内の温度を適正値に調整可能とする必要有効開口面積を有するとともに、その開口部から室内への人の侵入を規制しつつ常時開放可能としてあり、これら開口部を、部屋の異なる二つの壁面に夫々設けるようにしたことを特徴とする建物の自然換気システム。
6. 前記の各開口部の必要有効開口面積を、予め測定した建物の換気回数と室内の有害化学物質濃度との関係、予め測定した建物の換気回数と室内の温度低下との関係、外気の風速毎に予め測定した建物の換気回数と必要有効開口面積との関係に基づいて設定した請求項５記載の建物の自然換気システム。
7. 前記の各開口部を、矩形で、且つ、横長又は縦長に形成した請求項５又は６記載の建物の自然換気システム。
8. 前記の各開口部を、室内の対角部に設けた請求項５乃至７のいずれかに記載の建物の自然換気システム。

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