JP2006112650A - 換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】高気密・高断熱住宅の計画換気に使用される換気システムにおいて、住宅の居室において発生した汚染空気を速やかに排出することができ、居住者に対して十分な換気量を供給することのできる換気システムを提供することができる。
【解決手段】複数の居室に換気ユニット４と集中換気制御手段７と送風手段３と台所用換気扇５を備え、前記換気ユニット４は室内の空気を屋外へ排出する排気送風手段１２と室内に外気を給気する給気手段１３と排気流通管１０と給気流通管１１と前記排気流通管と前記排気流通管の開口面積変更手段１４を備え、前記集中換気制御手段７で前記換気ユニット４、送風手段３を用いて台所用換気扇の稼動に対応し、当該室内に外気を他室経由で給気するように制御することを特徴とする換気システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、高気密・高断熱住宅の換気システムに関する。

従来、この種の換気システムは、通常の住宅では建物自体にある程度隙間が存在するため、住宅の換気については排気を主体に考えればよく、極一般に行われているように空気の汚染しやすい台所を含むリビング、ダイニング、キッチンで構成されるＬＤＫやトイレなどといった部屋にそれぞれ換気装置を設置し、汚染空気が発生した際に、換気運転を行うことで対応することができていた。しかしながら、快適性の向上や省エネの向上から、近年において普及してきた高気密で高断熱な住宅では、上記に示した排気中心の単純な換気や、個別の部屋での換気のみでは快適な環境を得ることが困難になってきた。また、住宅の建材および家具などの建材から化学物質の放散がおこり居住者の健康を害するいわゆるシックハウスが問題視されるようになった。このような背景のもとで、建築基準法の改正により住宅内の居室においては換気設備の設置が義務化されるに至った。

建物の換気システムとしては、各居室に一定の換気経路で構成されたものが知られている。従来の換気システムは、一般居室をクリーンゾーンと考え給気室とし、トイレ、台所などの汚れやすい部屋をダーティーゾーンとして考えるのが一般的であった。クリーンゾーンに給気換気装置を設置し、ダーティーゾーンに排気装置を設置し、常時換気運転を行うことが一般的であった。

このうち、換気風量を変化させるものとして、一定の換気経路で構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図５をもって説明する。複数の居室１０１は廊下１０２と接続されている。居室であるクリーンゾーンに給気機器１０３に配置し、洗面１０４、浴室１０５、トイレ１０６のダーティーゾーンに排気設備１０７を配置されている。このような機器構成に基づき住宅全体で一定の換気量となるように運転されている。具体的には一居室での換気が一定になるように個々に差圧測定を行い、フィードバック制御することにより、住宅全体で一定の換気量とするように制御されるようにした換気システムである。
特開平９−４８９０号公報

しかし、このような従来の換気システムの場合、一定風量をクリーンゾーンからダーティーゾーンに空気を流すことで住宅内の換気量を満たすように計画がなされている。

居室をクリーンゾーンとして給気を行い、台所、トイレ、洗面をダーティーゾーンとして排気側とすることで規定されている。このため、各室で一時的に汚染物質が排出された場合、クリーンゾーンである居室エリアから、ダーティーゾーンである室まで汚染空気が、移動し排出されることが一般的であった。そのため、居室からの汚染空気が廊下空間などの他の空間に拡散されることになるという第一の課題があった。

また、居室内の汚染が発生した場合においてもダーティーゾーンでの排気風量の可変で担保するため、居室内の排気風量の可変性に乏しく速やかに汚染の発生した換気ができないという第二の課題があった。

また、台所などの局所換気設備において一時的に排気風量が増加した場合、建物内が負圧状態となり、居室内のドアの開閉が困難になったり、スイッチボックスや、幅木の隙間などからの隙間風が流入し不快感を生じるという課題がある。

また、居室に設置される窓が開状態にある場合においても、一定の換気風量が運転されるという課題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ＬＤＫ等において発生した汚染空気を速やかに排出することができ、また、居室以外の廊下を含む室等についても空気の流通が促進されることで住宅内に空気のよどみのない換気ができ、また居住者に対して十分な換気量を供給することのでき、不快感を生じることのない換気システムを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、複数の居室に換気ユニットと居室間に設けられた居室連通管と集中換気制御手段を備え、前記換気ユニットは室内の空気を屋外へ排出する排気送風手段と室内に外気を給気する給気手段と前記排気送風手段と屋外との間に設置された排気流通管と給気手段と屋外との間に設置された給気流通管と前記排気流通管の開口面積の排気開口面積変更手段と前記給気流通管の開口面積の給気開口面積変更手段とを備え、前記集中換気制御手段で前記換気ユニットにより室内空気を排気し当該室内に外気を他室経由で給気するように制御したものである。これにより、室内に発生した汚染空気を速やかに排気できるとともに、台所換気扇などの局所換気扇の運転により在室空間が負圧とならないため、室内ドアの開閉時に過大な圧力を生じないことや、外気の直接給気による夏季の暑熱感、あるいは冬季のドラフト感等を解消でき居住者に不快感を与えることがない換気システムを提供することができる。

また、請求項２の発明は、上記目的を達成するために、居室の開口面積を変更することのできる開口面積変更手段を備えることを特徴とするものである。これにより、複数室間の空気流動による換気を行う換気システムが得られる。

また、請求項３の発明は、上記目的を達成するために、居室の開口に送風できる送風手段を備えることを特徴とするものである。これにより、複数室間の空気流動を送風手段により行う換気システムが得られる。

また、請求項４の発明は、上記課題を達成するために、送風手段と集中換気制御手段をもって制御するものである。これにより、複数の居室の換気を集中換気制御手段により制御できる換気システムが得られる。

また、請求項５の発明は、上記課題を達成するために、居室と他空間とを連結する室内ドアに空気の通気可能な居室連通管を設けたものである。これにより、居室と他空間との空気流通できる換気システムが得られる。

また、請求項６記載の上記課題を達成するために、居室と他空間とを連結する室内ドアの床近傍に空気の通気可能な居室連通管を設けたものである。これにより、居室と他空間との空気流通できる換気システムが得られる。

また、請求項７の発明は、上記課題を達成するために、汚染物質を検知する汚染物質検知手段を備え、前記汚染物質検知手段により検知するものである。この検知手段により集中換気制御手段を制御することできる換気システムが得られる。

また、請求項８の発明は、上記課題を達成するために、汚染物質検知手段として、二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素検知センサを備えるものである。この検知手段により集中換気制御手段を制御することのできる換気システムが得られる。

また、請求項９の発明は、上記課題を達成するために、室内湿度を検知する室内湿度検知手段を備えるものである。この検知手段により、集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１０の発明は、上記課題を達成するために、窓の開閉を検知する窓開閉検知手段を備えるものである。これにより、集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１１の発明は、上記課題を達成するために、室内外気圧センサを備えるものである。これにより、集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１２の発明は、上記課題を達成するために、窓の開閉部にマグネットスイッチを備えるものである。これにより、集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１３の発明は、上記課題を達成するために、室外の音を検知する音検知手段を備えるものである。これにより、集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１４の発明は、上記課題を達成するために、台所用換気扇の運転情報を集中換気制御手段に送信するように設けたものである。これにより、集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１５の発明は、上記課題を達成するために、ＬＤＫに台所用換気扇を備え、台所用換気扇稼動時において、ＬＤＫの換気ユニットの排気送風機を運転停止するようにしたものである。これにより、ＬＤＫを含めた居室の集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

また、請求項１６の発明は、上記課題を達成するために、ＬＤＫまたは在室者不在の他室の給気開口面積を増加するようにしたものである。これにより、ＬＤＫまたは在室者不在の他室を含めた居室の集中換気制御手段を制御することができる換気システムが得られる。

本発明によれば、局所換気設備を設けるＬＤＫ等の居室において発生した汚染空気を速やかに排出することができ、また居室以外の廊下を含む室等についても空気の流通が促進されることで住宅内に空気のよどみのない換気ができ、居住者に対して十分な換気量を供給することのでき、不快感を生じることのない換気システムを提供することができる。

本発明の請求項１記載の発明は、複数の居室に換気ユニットと集中換気制御手段と居室間に設けられた居室連通管を備え、前記換気ユニットは室内の空気を屋外へ排出する排気送風手段と室内に外気を給気する給気手段と前記排気送風手段と屋外との間に設置された排気流通管と給気手段と屋外との間に設置された給気流通管と前記排気流通管の開口面積の排気開口面積変更手段と前記給気流通管の開口面積の給気開口面積変更手段とを備え、前記集中換気制御手段で前記換気ユニットにより室内空気を排気し当該室内に外気を他室経由で給気するように制御したものであり、これにより、住宅内の居室以外の廊下を含む室等についても空気の流通が促進されることで住宅内に空気のよどみのない換気システムを得ることができるという作用を有する。

また、請求項２記載の発明は、居室連通管の開口面積を自由に変更することができる居室間開口面積変更手段を備えたものであり、居室と他室との空気の連通手段の開口面積を可変することができるという作用を有する。

また、請求項３記載の発明は、居室連通管の開口に送風できる送風手段を備えたことを特徴としたものであり、居室と他室との空気の流通を送風手段により送風することができるという作用を有する。

また、請求項４記載の発明は、送風手段が集中換気制御手段により制御されることを特徴としたものであり、複数の換気ユニットと送風手段の運転により各居室の換気風量を制御することができるという作用を有する。

また、請求項５記載の発明は、居室連通管を室内ドアに備えたものであり、複数の換気ユニットと居室連通管により各居室の換気風量を制御することができるという作用を有する。

また、請求項６記載の発明は、居室連通管を室内ドアの床近傍部に備えたものであり、複数の換気ユニットと床近傍の居室連通管により開口部を意識させることなく各居室の換気風量を制御することができるという作用を有する。

また、請求項７記載の発明は、汚染物質を検知する汚染物質検知手段を備えたものであり、汚染物質濃度により、集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項８記載の発明は、汚染物質検知手段として、二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素検知センサを備えたものであり、二酸化炭素濃度の検知により集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項９記載の発明は、室内湿度を検知する室内湿度検知したものであり、室内湿度により、集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１０記載の発明は、窓の開閉を検知する窓開閉検知手段を備えたものであり、窓開閉検知により集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１１記載の発明は、窓開閉検知手段として、室内外の気圧を検知する室内外気圧センサを備えたものであり、室内外気圧センサにより集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１２記載の発明は、窓開閉検知手段として、窓の開閉部にマグネットスイッチを備えたものであり、マグネットスイッチの出力により、集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１３記載の発明は、窓開閉検知手段として、室外の音を検知する音検知手段を備えたものであり、音検知手段により集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１４記載の発明は、台所用換気扇を備え、前記台所用換気扇の運転情報を集中換気制御手段に送信するようにしたものであり、台所用換気扇の運転情報により集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１５記載の発明は、ＬＤＫに台所用換気扇を備え、台所用換気扇稼動時において、ＬＤＫの換気ユニットの排気送風機を運転停止するようにしたものであり、台所用換気扇の運転情報により集中換気制御手段を制御することができるという作用を有する。

また、請求項１６記載の発明は、台所用換気扇稼動により、ＬＤＫまたは在室者不在の他室の給気開口面積を増加するものであり、集中換気制御手段により台所用換気扇の運転情報を用いて換気ユニットを制御することができるという作用を有する。
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。

（実施の形態）
図１は実施の形態１における換気システムの概略平面図を示す。図２は換気ユニットについて示す。

図１に示す換気システムは、複数のＬＤＫ１と居室２により構成され各居室は送風手段３により空気流通が行われている。

居室２には換気ユニット４と台所用換気扇５が設置され、各居室に設置された換気ユニット４は、通信手段６によって集中換気制御手段７と接続されている。

また、ＬＤＫ１に設けられる開口部の窓８には窓開閉検知手段９が設けられている。窓開閉検知手段９は窓の開閉により屋外との通風ができているかを検知できればよく例えば、マグネットスイッチが窓枠と窓の稼動部に設置されて開閉により出力信号が通信されればよい。

また、窓の開閉状態を検知する手段としては、例えば圧力検知手段を設置し圧力差により窓の開閉状態を検知してもよい。また、別の検知手段としては、室内と室外に音検知手段を設置し検知される音の周波数の差により窓の開閉を検知することも考えられる。

送風手段３としては、空気が他の空間と流通すればよく例えば、間仕切り壁内に設けられた開口部にファンとモータからなる送風機である。また、この開口部の位置、形状については、居室と廊下に設置してもよい。送風手段３の運転風量は、予め決められた風量とし、居住者に不快感を生じないといわれる風速０．３ｍ／ｓ以下とするように、送風手段近傍の風速を設定する。

また、空気流通手段として居室間の開口面積変更手段としてもよく開口面積変更手段としては、例えば、モータとダンパーによる構成で、間仕切壁もしくは居室ドアの床近傍付近に設けられるアンダーカットなどに設置し集中換気制御手段７の指示により開閉を行う構造としてもよい。

通信手段６としては、換気ユニット４の運転情報を集中換気制御手段７と通信することができればよく、例えば無線による通信がある。集中換気制御手段７は、通信手段６に基づき運転の判断を行うための制御機能があればよく例えばマイコンによる制御があればよい。

図２には、換気ユニット４の内部構造の概略を示す。換気ユニット４は、排気流通管１０と給気流通管１１と排気送風手段１２と給気手段１３と開口面積変更手段１４とを備えている。排気流通管１０と給気流通管１１は、樹脂で円形に形成された二層管１５の構造となっている。二層管１５の屋内側端部には、給気流通管の開口面積を変更できる給気開口面積変更手段と排気流通管の開口面積を変更できる排気開口面積変更手段の両方の機能を有する開口面積変更手段１４が設置されている。開口面積変更手段１４は、モータとダンパー１６により構成され、「全開」、「全閉」、「標準」と３段階に給気開口面積と排気開口面積の設定ができるように構成されている。また、排気送風手段１２はファンとモータにより構成され、給気手段１３としては給気流通管からの空気を速やかに室内に供給できる構成となっていればよく例えばチャンバーボックスがある。

また、換気ユニット４には二酸化炭素濃度検知手段１７が備えられており、居室内の汚染の検知手段として検知される。この二酸化炭素濃度検知手段１７の検知濃度により室内の汚染濃度を推測し換気運転指示が集中換気制御手段７から指示がされる。換気運転の指示として、建築基準法などにより一般的に規定されている濃度を閾値として、二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍを上回った場合と１０００ｐｐｍ以下の場合とに分けて運転する制御とすることが考えられる。これらの検知手段は予め決められた単位時間毎に検知されることによって、居室内の汚染濃度を検知することができる。

二酸化炭素濃度検知手段１７としては二酸化炭素を検知する二酸化炭素検知センサがあり、例えばＮＤＩＲ方式をもちいることが考えられる。また、汚染物質の検知手段として、湿度を検知することも考えられる。このとき、湿度検知手段としては、高分子膜を利用した湿度センサーがある。

上記構成において、台所用換気扇５の運転がない場合の換気システムを図１に示す。このとき、ＬＤＫ１に設置された台所用換気扇５の運転がないことが検知される。通信手段６により運転していないことを、集中換気制御手段７に通信され、集中換気制御手段７から、通信手段６を介して換気ユニット４に「個別モード」とするように運転指示がされる。換気ユニット４は、個別モード時、開口面積変更手段１４のダンパー１６の設置位置は排気流通管１０、給気流通管１１ともに流通可能な「標準」の位置に設定される。排気送風手段１２は、予め０．５回／時間となる換気風量となるように運転される。このとき、居室内は排気により負圧になるため、給気流通管１１を介して給気手段１３から屋外の空気が供給される。そのため、各居室ともに換気風量が充足された空間を維持することが可能となる。このとき、送風手段３は、運転を停止し居室間の通気が行われないようにする。

図３に台所用換気扇５の稼動時を示す。このとき、台所用換気扇５の運転情報を通信手段６により、集中換気制御手段７に通信される。集中換気制御手段７は、台所用換気扇５の運転情報を確認し、通信手段６を介して各居室と換気ユニット４に「強制換気モード」とするようにそれぞれ運転指示がされる。このとき、ＬＤＫ１、居室２の換気ユニット４は、開口面積変更手段１４のダンパー１６の位置変更を行う。具体的には換気ユニット４内の排気流通管１０の経路を「全閉」とするとともに排気送風手段１２の運転を停止する。そのため排気経路として使用していた排気流通管１０も一時的に給気流通管１１として機能する。送風手段３は、ＬＤＫ１、居室２の通気が速やかになるように予め決められた一定風量にて通気される。この運転により、ＬＤＫ１、居室２内の給気不足が解消される。台所用換気扇５の排気により、ＬＤＫ１、居室２内の負圧を防止させ、予め設定した計画的な位置から給気風量を増加することができ速やかに換気することが可能となる。このため、台所用換気扇５の運転時において、居室が負圧となることで、居室のドアの開閉がしにくくなったり、居住者に隙間風による不快感を与えることがない換気システムを提供することができる。

図４にＬＤＫ１の窓８に窓開閉検知手段９の開放の検知情報がある場合を示す。このとき、ＬＤＫ１に設置された窓開閉検知手段９としてマグネットスイッチで窓８の開状態が検知されると通信手段６により、集中換気制御手段７に通信される。集中換気制御手段７は、ＬＤＫ１、居室２に通信手段６を介して換気ユニット４に「通風モード」とするようにそれぞれ運転指示がされる。ＬＤＫ１の換気ユニット４は、開口面積変更手段１４のダンパー１６の位置変更を行う。具体的には換気ユニット４内の排気流通管１０の経路を「全閉」とするとともに排気送風手段１２の運転を停止する。そのため排気経路として使用していた排気流通管１０も一時的に給気流通管１１として機能する。このことにより、窓８の開状態の場合は、換気ユニット４の運転を停止することができる。居室２の換気ユニット４は開口面積変更手段１４のダンパー１６の設定変更を行う。具体的には換気ユニット４内の開口面積変更手段１４の経路を「標準」とし、給気流通管１１と排気流通管１０の屋外との通気経路を確保し、排気送風手段１２の予め決められた設定で運転される。この設定により窓の開状態の場合は、通常の換気運転が可能となり、居室２内の換気清浄が維持できる。

なお、換気システムにおいては、排気流通管１０、給気流通管１１を一体でなく個々に配置してもよく、排気流通管１０に設置する排気開口面積変更手段、給気流通管１１に設置する給気開口面積変更手段を個別に運転した場合も同様の効果を得ることができる。また、換気ユニット４は屋外空間と室内空間の換気量を調整することができればよく、壁面に設置した場合のほか、天井面、床面設置することも可能である。また、二層管１５による開口面積変更手段１４のダンパー１６については、給気流通管１１による給気性能と排気流通管１０と排気送風手段１２の運転能力を考慮し、複数のダンパー設定位置を設けても同様の換気効果を得ることができる。

また、送風手段３は、ひとつのモータとファンで構成し、回転方向を変えることで通風方向を変更する手段であっても、通風方向を一定として設置位置を変えることで両居室との通風を可能にした複数のファンとモータであってもよい。要は、通気することが可能な手段であればよい。

また、居室間の開口面積変更手段は、他空間と通気するような形態であればよく、設置される位置、形状にはこだわらないが容易に他空間の活動状況が分からないようになっていることが望まれる。

また、通信手段６については、有線、無線を問わないが、無線を用いた通信の場合、換気システムの設置時の施工が短縮されることから好ましい。また、集中換気制御手段７は、ＬＤＫ１、居室２などの運転表示を行う機能を有してもよい。

また、台所用換気扇５としたが、別居室に設置した局所換気扇による運転についても同様の効果を得るものである。

本発明は、住宅内の換気システムについて複数の居室に備えた排気送風手段と給気設備と開口面積変更手段と給気流通管と排気流通管を備えた換気ユニットと検知手段と送風手段と台所用換気扇を用いることにより、住宅全体の換気扇の運転にもとづき各居室の換気量の調整も行うことができる。

実施の形態における換気システム概略平面図 実施の形態における換気ユニットの概略図 台所用換気扇稼動時の換気システム稼動時の概略平面図 窓開放時時の換気システム稼動時の概略平面図 従来の換気システムの概略図

符号の説明

１ ＬＤＫ
２ 居室
３ 送風手段
４ 換気ユニット
５ 台所用換気扇
６ 通信手段
７ 集中換気制御手段
８ 窓
９ 窓開閉検知手段
１０ 排気流通管
１１ 給気流通管
１２ 排気送風手段
１３ 給気手段
１４ 開口面積変更手段
１５ 二層管
１６ ダンパー
１７ 二酸化炭素濃度検知手段
１０１ 居室
１０２ 廊下
１０３ 給気機器
１０４ 洗面
１０５ 浴室
１０６ トイレ
１０７ 排気設備

Claims (16)

1. 複数の居室に換気ユニットと居室間に設けられた居室連通管と集中換気制御手段を備え、前記換気ユニットは室内の空気を屋外へ排出する排気送風手段と室内に外気を給気する給気手段と前記排気送風手段と屋外との間に設置された排気流通管と給気手段と屋外との間に設置された給気流通管と前記排気流通管の開口面積の排気開口面積変更手段と前記給気流通管の開口面積の給気開口面積変更手段とを備え、前記集中換気制御手段で前記換気ユニットにより室内空気を排気し当該室内に外気を他室経由で給気するように制御することを特徴とする換気システム。
2. 居室連通管の開口面積を自由に変更することができる居室間の開口面積変更手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の換気システム。
3. 居室連通管の開口に送風できる送風手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の換気システム。
4. 送風手段が集中換気制御手段により制御されることを特徴とする請求項１記載の換気システム。
5. 居室連通管を室内ドアに備えたことを特徴とする請求項１記載の換気システム。
6. 居室連通管を室内ドアの床近傍部に備えたことを特徴とする請求項５記載の換気システム。
7. 汚染物質を検知する汚染物質検知手段を備え、前記汚染物質検知手段により検知された汚染物質濃度により、集中換気制御手段を制御することを特徴とする請求項１記載の換気システム。
8. 汚染物質検知手段として、二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素検知センサを備えたことを特徴とする請求項７記載の換気システム。
9. 室内湿度を検知する室内湿度検知手段を備え、前記室内湿度検知手段により検知された室内湿度により、集中換気制御手段を制御することを特徴とする請求項１記載の換気システム。
10. 窓の開閉を検知する窓開閉検知手段を備え、前記窓開閉検知手段により検知された窓開閉状態により、集中換気制御手段を制御することを特徴とする請求項１記載の換気システム。
11. 窓開閉検知手段として、室内外の気圧を検知する室内外気圧センサを備えたことを特徴とする請求項１０記載の換気システム。
12. 窓開閉検知手段として、窓の開閉部にマグネットスイッチを備えたことを特徴とする請求項１０記載の換気システム。
13. 窓開閉検知手段として、室外の音を検知する音検知手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の換気システム。
14. 台所用換気扇を備え、前記台所用換気扇の運転情報を集中換気制御手段に送信するようにしてなることを特徴とする請求項１記載の換気システム。
15. ＬＤＫに台所用換気扇を備え、台所用換気扇稼動時において、ＬＤＫの換気ユニットの排気送風機を運転停止することを特徴とする請求項１１記載の換気システム。
16. ＬＤＫまたは在室者不在の他室の給気開口面積を増加することを特徴とする請求項１１または１２記載の換気システム。

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