JP2008002708A - 換気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自然の力を利用して簡単な構成で住宅建物内の換気を効率良く行うことができる換気構造を提供する。
【解決手段】住宅建物１の屋上１１に塔屋１２が設けられてなり、この塔屋１２の各面には、塔屋１２の屋外を吹く風に応じて形成される負圧部位Ａを開くことができるようになされた窓２が周設されて、住宅建物１内の空気を屋外に排出することができるようになされた換気構造である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、住宅建物の屋上に設けられる塔屋を利用した換気構造に関するものである。

一般に、気密性が向上した住宅建物の内部では、空気の流れが無いため、窓を開けて部屋毎に換気したり、浴室、キッチン、便所などのように換気扇を設けて強制換気することが行われている。

しかし、建物全体で評価した場合、例えば、二階建てや三階建て住宅などだと、下層階と上層階との温度差があったり、快適な居住環境を形成することができない。

そこで、従来より、季節に応じた快適な換気を実現するものとして、階段室最上部に排気ファンを設けるとともに、各部屋に給気ファンを設け、階段室の煙突効果によって生じる自然換気の気流を、排気ファンおよび給気ファンで補助するようになされた換気構造が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−１４８６９３号公報

しかし、上記従来の換気構造の場合、階段室最上部に排気ファンを設けたり、各部屋に給気ファンを設けたりしなければならず、設備の設置管理が煩わしく、設置費が嵩むこととなる。

また、上記従来の換気構造の場合、階段室の煙突効果によって生じる自然換気の気流を、排気ファンおよび給気ファンで補助するものなので、一階の室温に対して最上階の室温が、夏季の太陽光によって既に暖められて空気の対流が活発ではない状況では、十分な煙突効果を生じないこととなる。このような状況で最上階の熱気を取り除くためには、排気ファンや給気ファンを積極的に運転して、この最上階の居室の換気を行わなければならない。しかし、この場合、換気に時間がかかることとなる。そのため、能力の高い排気ファンおよび給気ファンを用いることが考えられるが、この場合、運転音がうるさくなるとともに、設置場所や設置費がより嵩むこととなってしまう。

本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、自然の力を利用して簡単な構成で住宅建物内の換気を効率良く行うことができる換気構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明の換気構造は、住宅建物の屋上に塔屋が設けられてなり、この塔屋の各面には、塔屋屋外を吹く風に応じて形成される負圧部位を開くことができるようになされた窓が周設されて、住宅建物内の空気を屋外に排出することができるようになされたものである。

上記換気構造において、塔屋は、六角柱またはそれ以上の多角形柱状に形成されるとともに、塔屋の全周には、風を逃がすことなく有効に負圧を集中させるための庇状の軒が設けられたものである。

上記換気構造において、住宅建物は複層階数となされ、塔屋の住宅建物内は、最下階から最上階までを貫通するように形成された階段室となされたものである。

上記換気構造において、階段室に螺旋階段が設けられ、この螺旋階段の外周手摺り壁部は、隣接する部材間に間隙を形成した複数本の長板によって円筒状に形成され、外周手摺り壁部に隣接する居室と連通するようになされるとともに、この螺旋階段の中心軸部は、隣接する部材間に間隙を形成した複数本の長板鋼材によって円筒状に形成され、中央部に最下階から最上階まで連通する空隙を形成してなるものである。

以上述べたように、本発明によると、塔屋屋外を吹く風に応じて形成される負圧部位の窓を開くことで、その窓から、住宅建物内の空気を屋外に効率良く排出することができる。この負圧を利用した排気は、塔屋屋外を吹く風を利用して排気するため、駆動音も無く快適に排気することができる。

また、六角柱またはそれ以上の多角形柱状に形成されるとともに、全周には、風を逃がすことなく有効に負圧を集中させるための庇状の軒が設けられた塔屋を用いることで、窓からの排気時に、効率よく負圧を発生させるとともに、その発生させた負圧を有効利用することができる。

さらに、塔屋の住宅建物内は、最下階から最上階までを貫通するように形成された階段室とすることで、複層階数の住宅建物内全体の自然換気を実現することができる。

さらに、階段室に螺旋階段を設け、この螺旋階段の外周手摺り壁部は、隣接する部材間に間隙を形成した複数本の長板によって円筒状に形成し、外周手摺り壁部に隣接する居室と連通させるとともに、この螺旋階段の中心軸部は、隣接する部材間に間隙を形成した複数本の長板鋼材によって円筒状に形成し、中央部に最下階から最上階まで連通する空隙を形成することで、住宅建物内の自然換気能力を飛躍的に向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、換気構造の全体構成の概略を示している。

すなわち、この換気構造は、住宅建物１の屋上１１に塔屋１２が設けられてなり、この塔屋１２の各面には、塔屋１２の屋外を吹く風に応じて形成される負圧部位Ａを開くことができるようになされた窓２が周設されて、住宅建物１内の空気を屋外に排出することができるようになされたものである。

住宅建物１は、一階建てであってもよいし、二階建てであってもよいし、三階建て以上であってもよい。また、住宅建物１は、塔屋１２に設けられた窓２からの排気で換気を行うため、この排気量に相当する空気を各居室内に取り込むことができるように、通気性が考慮された居室でなければならない。例えば、各居室に窓が設けられていることは勿論、窓を閉めた状態でも通気性が確保できるように、壁に通気管を設けたり、通気スリットを有する窓サッシを使用する。また、居室と廊下との間の通気性も確保できるように、居室のドアには、通気スリットを形成したものを使用する。また、塔屋１２が設けられることとなる住宅建物１の屋上１１は、平滑となった陸屋根であってもよいし、切り妻や寄棟などの勾配屋根であってもよい。

塔屋１２は、この住宅建物１の屋上１１に設けられる。この塔屋１２は、屋上１１へ出入するための階段室を兼用するものであっても良いし、単に屋上１１に突出するように設けただけのものであってもよい。また、住宅建物１に対して、塔屋１２は、１箇所であってもよいし、複数箇所に設けられてもよい。ただし、塔屋１２の屋外に吹く風で塔屋１２の周辺に負圧部位Ａを形成しなければならないので、塔屋１２を複数箇所に設ける場合は、負圧部位Ａの形成を邪魔しないように考慮して設けなければならない。

窓２は、塔屋１２の屋外を吹く風に応じて負圧部位Ａを開くことができるようになされたものが用いられる。

負圧部位Ａは、塔屋１２の屋外に風向計（図示省略）を設置しておき、この風向計から、塔屋１２の風下部分を負圧部位Ａとして特定するものであってもよいし、塔屋１２に設けられた各窓２の内外に気圧センサ (図示省略）を設けておき、外の気圧の方が低くなった各部を負圧部位Ａとして特定するものであってもよい。

負圧部位Ａの窓２の開閉は、窓２自体を電動開閉窓としておき、上記した風向計 (図示省略）や気圧センサ (図示省略）の情報を基に特定した負圧部位Ａの窓２を自動で開閉するようにしておくことで開閉制御することができる。また、負圧部位Ａの情報を、住宅建物１内の少なくとも１箇所以上の居室で確認できるようにしておき、この情報を確認してから、居住者が負圧部位Ａの窓２を選択してボタン操作で開閉制御するものであってもよい。この場合、窓２は、ボタン操作による電動開閉窓でなくても、特定された負圧部位Ａに応じて居住者が手動で開閉するものであってもよい。

このようにして構成される窓２は、塔屋１２の各外壁面に設けられる。そして、図１に示すように、塔屋１２の屋外を吹く風で塔屋１２の周辺に負圧部位Ａが形成されると、その部位Ａの窓２を開けることで、住宅建物１内の空気が屋外に排出され、住宅建物１内の換気が行われることとなる。なお、塔屋１２の屋外に十分な風か吹かない場合には、窓２を開けた状態にしておいて、塔屋１２の天井部分に設けられたファン２０によって強制排気することができる。

なお、塔屋１２の屋外を吹く風で塔屋１２の周辺に効率良く負圧部位Ａを形成することを考えた場合、図１に示すような断面四角形状よりも、図２に示すような断面六角形状や断面八角形状にして、各面に窓２を設けることが好ましい。理想的には、断面円形状であることが負圧部位Ａを形成するために最も好ましいので、図２（ｂ）に示すように、断面八角形状にして、各面に窓２を設けた上で、外側を曲面を有する外壁材１２ａで被覆して断面円形状に仕上げるようにしてもよい。

また、塔屋１２に設ける窓２の大きさとしては、特に限定されるものではなく、腰窓程度の大きさであってもよいし、掃きだし窓クラスの大きさであってもよいし、スリット窓程度の小さいものであってもよい。窓２が大きければ、開いた際の換気効率が良いが、あまり大きくなりすぎると、換気過剰となり、また、窓２の自重で、開閉制御時の負担が増してしまう。したがって、住宅建物１の規模や立地条件（その土地の風の強弱）に合わせて決定することが好ましい。ただし、塔屋１２の屋外に吹くあらゆる方向からの風に対して対応できるように、窓２は、塔屋１２の外周全体に周設されていることが好ましい。この場合、窓２は、塔屋１２の一壁面に対して１箇所に設けることに限定されるものではなく、一壁面に左右または上下に隣接して２箇所以上設けても良い。

また、塔屋１２の全周には、風を逃がすことなく有効に負圧を集中させるための庇状の軒１０が設けられていてもよい。この場合、軒１０の形状としては、平板状に延設されたものであってもよいし、図３示すように、軒先１０ａに向かうに従って上るようになされたテーパ面１０ｂが形成され、負圧をより有効に発生させるために空気抵抗が考慮されたものであってもよい。

さらに、この塔屋１２に設けた窓２からの排気が行われる住宅建物１は、住宅建物１の特定の居室（図示省略）の天井部に塔屋１２を設けて、この居室（図示省略）の換気を中心に行うように構成しものであってもよいし、図３に示すように、屋上１１に出入する階段室１３が塔屋１２となるようにして、一階１４、二階１５および三階１６までを貫通するように形成された階段室１３の最上部に塔屋１２を設けてもよい。この場合、横回転窓２からの排気が、階段室１３を介して、各階の自然換気を補助することとなるが、階段室１３に面した居室に対して階段室の裏側に相当する居室の換気は、換気効率が低下することが懸念される。

そのため、図４に示すような階段室１３にしてもよい。すなわち、この階段室１３は、螺旋階段３によって構成されている。螺旋階段３は、一階１４から二階１５、二階１５から屋上１１へと半周で上り下りができるように段板３１が設けられており、各段板３１の内側の柱部分は、塔屋１２の天井から吊り下げられた複数本の長尺の長板鋼材３２で構成されている。隣接する各長板鋼材３２は、間隙を形成して円筒状に配置されており、この間隙から円筒内部を介して一階１４から塔屋１２までの十分な通気性が確保できるようになっている。また、各段板３１の外周手摺り壁部分も、複数本の長尺の長板３３で構成されている。隣接する各長板３３は、間隙を形成して円筒状に配置されており、この間隙から円筒内部を介して各階の居室と階段室１３との間の十分な通気性が確保できるようになっている。特に、この螺旋階段３の場合、外周手摺り壁部分を、間隙を形成した複数本の長尺の長板３３で構成しているので、この外周手摺り壁背後の部屋からでも階段室１３を介して塔屋１２からの換気が容易に行えることとなる。

また、図４に示す螺旋階段３の場合、一階１４から二階１５、二階１５から屋上１１へと半周で上り下りができるように段板３１が設けられているが、図５に示すように、一階１４から二階１５、二階１５から屋上１１へと一周で上り下りができるように段板３１が設けられた螺旋階段３であってもよい。

このようにして構成される換気構造によると、塔屋１２の屋外を吹く風で塔屋１２の周辺に負圧部位Ａが形成されると、その部位Ａの窓２を開け、住宅建物１内の空気を屋外に効率良く排出することができる。この負圧を利用した排気は、単に塔屋１２の屋外を吹く風を利用する窓２を設けるだけで、簡単に構成することができる。しかも、塔屋１２の屋外を吹く風によって排気するため、駆動音も無く快適に排気することができる。また、負圧によって住宅建物１内の空気を排気するだけで、屋外から塔屋１２を介して空気が侵入することも無いので、虫や埃が侵入する心配もない。

また、負圧による換気を行いたくない場合には、単に窓２を閉じた状態にしておくことで、簡単に換気を停止することができる。また、塔屋１２の屋外に吹く風によって換気を行うため、十分な風が吹かない場合には、窓２を開けても十分に換気ができないこととなる。このような場合には、窓２を開けた状態にしておいて、塔屋１２の天井部分に設けられたファン２０によって強制排気することができる。

また、図２に示すように、六角形、八角形、またはそれ以上の多角形柱状に形成されるとともに、全周には、風を逃がすことなく有効に負圧を集中させるための庇状の軒が設けられた塔屋１２を用いることで、窓２からの排気時に、効率よく負圧を発生させるとともに、その発生させた負圧を有効利用することができる。特に、塔屋１２の外側を曲面を有する外壁材１２ａで被覆して断面円形状にすることで、負圧の発生を最も効率的にすることができる。

さらに、塔屋１２の住宅建物１内は、最下階から最上階までを貫通するように形成された階段室１３とすることで、階段室１３を介して各階の居室からの自然換気を実現することができる。

さらに、この階段室１３を利用する場合、図４に示すような螺旋階段３を利用することで、最下階から最上階まで連通する空隙を形成することがてき、手摺り壁背後の居室からも通気性を確保することができるので、各居室からの換気能力に差を生じさせることなく、住宅建物１内全体の自然換気能力を飛躍的に向上させることができる。

なお、本実施の形態において、窓２は、風向計 (図示省略）や気圧センサ (図示省略）の情報を基に負圧部位Ａを特定して開閉するようになされているが、図６に示すように、このような風向計 (図示省略）や気圧センサ (図示省略）を用いずに開閉するようになされた横回転窓２ａを用いるものであってもよい。

すなわち、この横回転窓２ａは、枠２１の左右中間の取付横軸２２を中心に窓本体２３が回動するように構成されており、窓本体２３は横軸２２より下側の下半部２３ａが、上半部２３ｂよりも大きくなるように、横軸が枠左右の中心よりも上側に偏心した位置に設けられている。そして、窓本体２３の下半部２３ａが外側、上半部２３ｂが室内側に回動することで開くようになされている。また、窓本体２３の上半部２３ｂの室内側にはバランサ２４が設けられている。このバランサ２４は、窓本体２３がフリーの状態で、窓本体２３の下半部２３ａとバランスを取って開くようになされており、窓本体２３の下半部２３ａに少しでも室内方向に付勢する力が加わることで、窓本体２３が閉じることができるようになされている。

また、枠２１の横軸２２付近には、二股に分岐して窓本体２３の回動と同様に回動するアーム部材２５が設けられている。このアーム部材２５は、それぞれの先端部に弾性ローラ２６が設けられている。このアーム部材２５は、駆動モータ（図示省略）によって回動するようになされており、アーム部材２５の駆動で、弾性ローラ２６を介して窓本体２３の下半部２３ａや上半部２３ｂを押圧することで、バランサ２４によってバランスが取られてフリーになっている窓本体２３を強制的に開けたり、閉めたりすることができるようになされている。また、窓本体２３の下半部２３ａの一側部には、窓本体２３を閉じた状態で当接するようにセンサー２７が設けられている。このセンサー２７によって、窓本体２３の開閉状態を確認できるようになされている。この横回転窓２の場合、通常時は全ての横回転窓２が開いた状態となっており、塔屋１２の屋外に風が吹くと、この風の正圧を受けた部位の横回転窓２が閉まることとなり、負圧となった部位の横回転窓２は開いた状態を維持することとなり、この開いた横回転窓２から、住宅建物１内の空気が屋外に排気されることとなる。

また、この横回転窓２では、バランサ２４は、窓本体２３がフリーの状態で、窓本体２３の下半部２３ａとバランスを取って開くようになされているため、窓本体２３の下半部２３ａに少しでも室内方向に付勢する力が加わることで、窓本体２３が閉じるようになされているが、窓本体２３がフリーの状態で、窓本体２３の下半部２３ａとバランスを取って閉じるようになされていてもよい。この場合、窓本体２３の下半部２３ａに少しでも外方向に付勢する力が加わることで、窓本体２３が開くこととなる。つまり、通常時は全ての横回転窓２は閉じた状態となされており、塔屋１２の屋外に風が吹いた場合に、負圧部位Ａのみが開いてこの開いた横回転窓２から、住宅建物１内の空気が屋外に排気されることとなる。

住宅建物の換気設備として利用できる。

（ａ）は本発明に係る換気構造の全体構成の概略を示す部分断面図、（ｂ）は同塔屋の部分を示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明に係る換気構造に用いられる塔屋の他の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る換気構造を用いた住宅建物を示す概略断面図である。 （ａ）は本発明に係る換気構造を用いた他の住宅建物を示す概略断面図、（ｂ）は同住宅建物の螺旋階段部分の水平断面図である。 本発明に係る換気構造を用いた図４の住宅建物に用いる他の螺旋階段を示す水平断面図である。 本発明に係る換気構造に用いられる窓の他の実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 住宅建物
１１ 屋上
１２ 塔屋
１３ 階段室
１４ 一階
１５ 二階
１６ 三階
２ 横回転窓
２１ 枠
２２ 横軸
２３ 窓本体
２３ａ 下半部
２３ｂ 上半部
２４ バランサ
３ 螺旋階段
３２ 長板鋼材
３３ 長板
Ａ 負圧部位

Claims (4)

1. 住宅建物の屋上に塔屋が設けられてなり、
   この塔屋の各面には、塔屋屋外を吹く風に応じて形成される負圧部位を開くことができるようになされた窓が周設されて、住宅建物内の空気を屋外に排出することができるようになされたことを特徴とする換気構造。
2. 塔屋は、六角柱またはそれ以上の多角形柱状に形成されるとともに、塔屋の全周には、風を逃がすことなく有効に負圧を集中させるための庇状の軒が設けられた請求項１記載の換気構造。
3. 住宅建物は複層階数となされ、塔屋の住宅建物内は、最下階から最上階までを貫通するように形成された階段室となされた請求項１または２記載の換気構造。
4. 階段室に螺旋階段が設けられ、この螺旋階段の外周手摺り壁部は、隣接する部材間に間隙を形成した複数本の長板によって円筒状に形成され、外周手摺り壁部に隣接する居室と連通するようになされるとともに、この螺旋階段の中心軸部は、隣接する部材間に間隙を形成した複数本の長板鋼材によって円筒状に形成され、中央部に最下階から最上階まで連通する空隙を形成してなる請求項３記載の換気構造。

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