JP2014169578A - Underfloor heat storage structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基礎断熱にて断熱処理された基礎部における床下空間に水槽を配した床下蓄熱構造に関する。 The present invention relates to an underfloor heat storage structure in which a water tank is arranged in an underfloor space in a base portion that is heat-insulated by basic heat insulation.
従来では、基礎断熱構造の住宅において、温度の昼夜変動が小さい床下空間に水槽を配して蓄熱に利用する建築方法が提案されている。たとえば、特許文献1には、土間コンクリートに水槽を配置して水槽水を蓄熱材として利用する技術が記載されている。
Conventionally, in a house with a basic heat insulation structure, a construction method has been proposed in which a water tank is arranged in an underfloor space where temperature fluctuations are small and used for heat storage. For example,
しかしながら、上記文献に記載された水槽水の熱利用はおもに冬季の暖房に関するものであり、給気や給水(給湯)のための熱交換手段として活用することまでは考慮されていない。また、夏季での利用についても考慮されていない。 However, the heat utilization of aquarium water described in the above-mentioned document is mainly related to heating in the winter season, and is not considered until it is used as heat exchange means for air supply or water supply (hot water supply). Also, the use in summer is not considered.
本発明は、このような事情を考慮して提案されたものであり、その目的は、基礎断熱工法にて断熱処理された基礎部における床下空間に水槽を配して、季節を問わず、給気、給水のための熱交換手段として活用できる床下蓄熱構造を提供することにある。 The present invention has been proposed in consideration of such circumstances, and its purpose is to arrange a tank in the underfloor space in the foundation part that has been heat-insulated by the foundation heat insulation method, regardless of the season. An object of the present invention is to provide an underfloor heat storage structure that can be used as a heat exchange means for air and water.
上記目的を達成するために、本発明の床下蓄熱構造は、基礎断熱工法にて断熱処理された基礎部における床下空間に水槽を配してなる床下蓄熱構造であって、水槽は、水中に給気配管を通した給気用水槽と、水中に給水配管を通した給水用水槽とより分離構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the underfloor heat storage structure of the present invention is an underfloor heat storage structure in which a water tank is arranged in an underfloor space in a foundation part that has been heat-insulated by a foundation heat insulating method. It is characterized by being configured to be separated from a water tank for water supply through an air pipe and a water tank for water supply through a water supply pipe in water.
また、本発明においては、給水配管の少なくとも出口側近傍部分を、前記給水用水槽内の平面視における中央部に配したものとしてもよい。 Moreover, in this invention, it is good also as what was distribute | arranged to the center part in planar view in the said water tank for water supply at least the exit side vicinity part of water supply piping.
さらに、本発明においては、給水配管は、給水用水槽内に平面視で渦巻き状に配され、その渦巻き状配管の外周部から中央部へと水が流れるような構成としてもよい。 Furthermore, in this invention, it is good also as a structure where water supply piping is distribute | arranged spirally by planar view in the water tank for water supply, and water flows into the center part from the outer peripheral part of the spiral piping.
またさらに、本発明においては、給気配管を給気用水槽の内底部側に配した構成としてもよい。 Furthermore, in the present invention, the air supply pipe may be arranged on the inner bottom side of the water supply tank.
本発明の床下蓄熱構造によれば、上述の構成としているため、床下空間に配した水槽を、季節を問わず、給気、給水のための熱交換手段として活用することができる。 According to the underfloor heat storage structure of the present invention, the water tank disposed in the underfloor space can be used as heat exchange means for supplying and supplying water regardless of the season because of the above-described configuration.
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に示した木造住宅は、住宅の下部構造をなす基礎部1を有している。この基礎部1における床下空間3には複数の水槽10、10が配されており、それらによって床下蓄熱構造が形成されている。
The wooden house shown in FIG. 1 has a
基礎部1は、床下底部1aおよび立上がり部1bよりなる鉄筋コンクリート基礎を含んで構成されている。基礎部1は基礎断熱工法にて断熱処理がなされている。つまり、立上がり部1bの外面には基礎断熱材2が施工してある。施工された基礎断熱材2のさらに外面には仕上げ材(不図示)が貼られている。なお、基礎断熱工法としては、立上がり部1bの内面に基礎断熱材2を施工する方法を採用してもよいし、床下底部1aの内外面に基礎断熱材2を施工する方法を採用してもよい。さらに、それらの施工方法を種々組み合わせた工法を採用してもよい。
The
また、本実施形態では、底部一面が鉄筋コンクリートで構成された、いわゆるベタ基礎を床下底部1aとして採用しているが、鉄筋コンクリートを用いない布基礎を床下底部1aとして採用したものでもよい。
Further, in this embodiment, a so-called solid foundation in which the entire bottom surface is made of reinforced concrete is adopted as the
床下空間3に配置された水槽10、10は、水中に給気配管14を通した給気用水槽13(図1では左側)と、水中に給水配管16を通した給水用水槽15(同右側)とより分離構成されている。図2(a)に示すように、この住宅の床下空間3には、3つの給気用水槽13、13、13と、1つの給水用水槽15の計4つの水槽10、・・・が設置されている。
The
給気配管14は、基礎部1の立上がり部1bの外側から給気用水槽13内を経由して居室空間5へ通じている。一方、給水配管16は、基礎部1の立上がり部1bの外側から給水用水槽15内を経由して外部に設置した給湯器18へ通じている。給気配管14には外気が取り込まれ、居室空間5へ送られる。また、給水配管16には上水が送り込まれ、給湯器18へ送られる。
The
各水槽10、・・・は、平面視形状を矩形とし、高さ寸法は床下空間3の深さを十分に生かしたものとなっている。なお、水槽10、・・・の平面視形状は住宅の平面視形状を考慮して矩形とすることが望ましいが、円形など他の形状であってもよい。水槽10内の外周部における水の温度分布を均一にすることを考慮すれば、円形の水槽を用いることが望ましい。
Each of the
各水槽10、・・・は、内部に水が充填11されている。たとえば、雨水を別タンク(不図示)に貯蔵しておき、それを水槽10、・・・に供給するようにしてもよいし、上水を直接、水槽10、・・・に供給するようにしてもよい。雨水を利用すれば水槽水11の供給費用を軽減できる。
Each
各水槽10、・・・内では、夏季(温暖時季)または冬季(寒冷時季)で異なる温度分布となる。
Within each of the
すなわち、夏季では床上(居室空間5)の温度が温度変動の小さい地中の温度よりも高いため、水槽10内では上部の水温が高く、下方側ほど水温が低い。なお、横(水平)方向においては、外気の影響を受けて側部側のほうが水温が高くなるおそれがあるが、基礎部1が断熱されているため上下方向ほどの温度差はない。
That is, in the summer, the temperature on the floor (the living room space 5) is higher than the temperature in the ground where the temperature fluctuation is small, so that the upper water temperature is higher in the
一方、冬季では居室空間5の温度が地中の温度よりも低いため、水槽10内でも下部の水温が高くなるが、その水温の高い水は上方へと移動するため、図2(b)の破線矢印で示すように水槽10内で対流が起きる。冬季では、水槽10の壁部10bによって水槽10内の壁部10b側の水温が低くなるため、このような水槽水11の循環によって平面視における中央部10cに比較的温かい水が集まる(図2(a)、(b)参照)。また、冬季では外気の影響を受けやすい基礎部1の立上がり部1a側の水温が低くなる可能性もあるため、温かい水が集まる位置(中央部10c)は、わずかに床下空間3の平面視中央寄りにずれることもある。
On the other hand, since the temperature of the
本実施形態では、このような時季によって温度分布が異なる水中に、その温度分布に応じて効率的に熱交換ができるように、給気用水槽13、給水用水槽15のそれぞれにおいて次に説明するような配管方法を採用した。 In the present embodiment, each of the water tank 13 and the water tank 15 will be described next so that heat can be efficiently exchanged according to the temperature distribution in the water whose temperature distribution varies depending on the season. The piping method like this was adopted.
給気用水槽13では、図3(a)に示すように、給気配管14が内底部10a側に配してある。これは、おもに居室空間5への冷気供給を必要とする夏季を想定した配置であり、配管が水温の低い内底部10a側で冷却されることを想定したためである。
In the water supply tank 13, as shown in FIG. 3A, the
配管内の水を効率的に冷却できるように、配管長をより長くし、底面積の広さを十分に利用して給気配管14の大部分を内底部10a側に配設することが望ましい。たとえば、図3(b)に示すような蛇行状に、または図3(c)に示すように渦巻き状に配すればよい。
In order to efficiently cool the water in the pipe, it is desirable to make the pipe length longer and to make most of the
このように内底部10a側に配する給気配管14を長くすることにより、空気を効率的に冷却することができる。
Thus, air can be efficiently cooled by lengthening the
冬季の場合には、上記のような給気配管14の配置では暖気を供給することはできない。そもそも水槽水11による熱交換だけでは暖房には不十分であるため、冬季を想定した場合でも、給気配管14を上記のように下方部に配置して、供給する空気を居室内の換気用として利用すればよい。たとえば給気配管14を図3(c)に示すような渦巻き状に配し、空気が配管の外周側から中央側へと流れるようにすれば、冬季においても、わずかに加熱された空気を居室空間5へ供給することができる。
In the winter season, warm air cannot be supplied with the arrangement of the
一方、給水用水槽15では、図4(a)に示すように、給水配管16の少なくとも出口側近傍部分16aが平面視における中央部10cに配されている。本実施形態では、図4(a)に示すように、渦巻き状に配した給水配管16の中央部分が平面視における中央部10cに配されている。これは、少しでも温められた水を供給することを想定したためであり、特に冬季や夜間に、給水用水槽15内で少しでも温められた水を給湯器18に供給して、給湯器18での加熱負荷を抑えるようにするためである。
On the other hand, in the water supply tank 15, as shown in FIG. 4A, at least the outlet
たとえば図4(a)に示すように、給水配管16を渦巻き状に配すれば出口近傍部分16aを平面視における中央部に配することができる。また、図4(b)のように、給水配管16を上部から下部に向けて広がるようにした、渦巻き状の一種である末広がりらせん状に配すれば、給水配管16を水槽内で安定的に配設することができる。また、図4(c)のように、給水配管16をらせん状(コイルばね状)にして、給水配管16の大部分を水温の高い中央部10cのみに配するようにしてもよい。
For example, as shown to Fig.4 (a), if the
なお、効率的な熱交換を実施するためには、給水配管16の出口側近傍部分16aを配する位置(中央部10c)を、水温測定により正確に決定しておくことが望ましい。
In order to carry out efficient heat exchange, it is desirable to accurately determine the position (
以上のように、床下空間3に給気用水槽13および給水用水槽15を配することで、水槽10、・・・を、季節を問わず、給気、給水のための熱交換手段として活用することができ、その結果、冷暖房負荷を軽減することができる。特に、給気用水槽13の使用により冷暖房機器の負荷を軽減でき、給水用水槽15の使用により給湯器18の負荷を軽減できる。もちろん、水槽水11による蓄熱効果も季節を問わず期待でき、居室空間5における快適性の向上を図ることができる。特に、基礎部1が基礎断熱工法にて断熱されているため、その効果は大きい。
As described above, by arranging the water supply tank 13 and the water supply water tank 15 in the
10 水槽
10a 内底部
10b 壁部
10c 中央部
11 水槽水
13 給気用水槽
14 給気配管
15 給水用水槽
16 給水配管
16a 出口近傍部分
18 給湯器
1 基礎部
1a 床下底部
1b 立上がり部
2 基礎断熱材
3 床下空間
5 居室空間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記水槽は、水中に給気配管を通した給気用水槽と、水中に給水配管を通した給水用水槽とより分離構成されていることを特徴とする床下蓄熱構造。 An underfloor heat storage structure in which a water tank is arranged in the underfloor space in the foundation part heat-insulated by the basic heat insulation method,
An underfloor heat storage structure characterized in that the water tank is configured to be separated from a water tank for supplying water through a water supply pipe and a water tank for supplying water through a water supply pipe.
前記給水配管の少なくとも出口側近傍部分を、前記給水用水槽内の平面中央部に配したことを特徴とする床下蓄熱構造。 In claim 1,
An underfloor heat storage structure characterized in that at least the vicinity of the outlet side of the water supply pipe is arranged at the center of the plane in the water tank.
前記給水配管は、前記給水用水槽内に平面視で渦巻き状に配され、その渦巻き状配管の外周部から中央部へと水が流れるようにしたことを特徴とする床下蓄熱構造。 In claim 2,
The underfloor heat storage structure, wherein the water supply pipe is arranged in a spiral shape in a plan view in the water tank for water supply, and water flows from an outer peripheral portion to a central portion of the spiral pipe.
前記給気配管を前記給気用水槽の内底部側に配したことを特徴とする床下蓄熱構造。 In any one of Claims 1-3,
An underfloor heat storage structure in which the air supply pipe is arranged on the inner bottom side of the water tank for supply.
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