JP2017161208A - 空調システム、空調方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より少ない消費電力で、快適な室内環境を実現する空調システム、空調方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】空調システム１は、建物Ｈの床下Ｇに一端が設置され、建物Ｈの天井裏空間３０３に他端が設置されるダクト７００と、建物の天井に設けられ、建物Ｈの天井裏空間３０３に開口する第１のガラリ３１０と、天井３０２に設けられ、建物Ｈの小屋裏４０３に開口する第２のガラリ４１０と、１階の部屋３００および２階の部屋４００の壁に配置された第１のファン５００と、壁に設けた両端が開口した第１の通気層２００と、第１の通気層２００の上の開口に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層２１０と、第２の通気層２１０に繋がる棟に設けた棟換気部２２０と、で構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の空調システム、空調方法、及びプログラムに関する。

建物において、快適な室内環境を実現するために、壁構造材と透湿作用を有する室内壁との間に内部通気層を設け、室内の空気を、内部通気層を経て建物外に排出する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の構成では、加湿器及び除湿器を駆動して、室内の湿度が快適な状態に保たれる。

特開２００６−２０７１２６号公報

しかし、特許文献１に開示された構成は、室内の温度を制御する構成ではないため、特に、夏期又は冬期において、室内環境を快適に保つことは容易ではない。また、室内を快適な状態に保つために、例えばエアコンディショナー等の空調装置を設置し、高出力で稼働すると、多大な電力を消費してしまう。

本発明は、上記に鑑みて、より少ない消費電力で、快適な室内環境を実現する空調システム、空調方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る空調システムは、
建物の床下に一端が設置され、前記建物の部屋に他端が設置されるダクトと、
前記建物の天井に設けられ、前記建物の天井裏空間に開口する第１の換気部材と、
前記天井に設けられ、前記建物の小屋裏に開口する第２の換気部材と、
前記建物の部屋の壁に配置されたファンと、
前記壁に設けた両端が開口した第１の通気層と、
前記第１の通気層の上の開口に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層と、
前記第２の通気層に繋がる棟に設けた棟換気部と、
で構成した。

前記部屋の空気を調和する空気調和機をさらに備えてもよい。

本発明の第２の観点に係る空調方法は、
第１の観点に係る空調システムを備える建物の空調方法であって、
部屋の温度が第１の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記部屋と前記天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
前記部屋の温度が、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記部屋と前記天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記部屋と前記建物の小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる。

本発明の第３の観点に係る空調システムは、
２階建て以上の建物の１階の床下に一端が設置され、１階の天井裏空間に他端が設置される筒状のダクトと、
１階の部屋の天井に設けた第１の開口部と、
前記１階の部屋の天井に設け、前記天井裏空間に開口する第１の換気部材と、
前記建物の最上階の部屋の天井に設けた第２の開口部と、
前記最上階の部屋の天井に設けた第２の換気部材と、
前記１階の部屋、及び前記最上階の部屋の壁に配置されたファンと、
前記壁に設けた両端が開口した第１の通気層と、
前記第１の通気層の上に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層と、
前記第２の通気層に繋がる棟に設けた棟換気部と、
で構成した。

前記建物の各階の部屋の空気を調和する空気調和機をさらに備えてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第４の観点に係る空調方法は、
第３の観点に係る空調システムを備える建物の空調方法であって、
部屋の温度が第１の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
前記部屋の温度が、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記建物の小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる。

部屋の温度を計測する室温センサと、
前記室温センサから供給される信号に基づいて、前記ファン、前記第１の換気部材及び前記第２の換気部材を稼働することで前記部屋の空調制御を行う制御装置と、をさらに備えてもよい。

前記制御装置は、
前記部屋の温度が第１の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
前記部屋の温度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記建物の小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れるようにしてもよい。

前記床下の温度を計測する床下温度センサと、
前記建物の小屋裏の温度を計測する小屋裏温度センサと、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記部屋の温度と前記床下の温度との差分が第３の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
前記部屋の温度と前記小屋裏の温度との差分が第４の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れるようにしてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第５の観点に係る空調方法は、
部屋の温度を判別する室温判別ステップと、
前記室温判別ステップで判別した部屋の温度が第１の閾値以上の場合、１階の部屋の天井に設けられた第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記１階の部屋及び最上階の部屋に設けたファンを稼働することで、床下の空気を、一端を前記床下に配備し、他端を前記１階の天井裏空間に配備したダクトを介して部屋に取り入れる第１の空調ステップと、
前記室温判別ステップで判別した部屋の温度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記最上階の部屋の天井に設けられた第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる第２の空調ステップと、を備える。

床下の温度を判別する床下温度判別ステップと、
前記部屋の温度と前記床下の温度との差分を求める第１の温度差判別ステップと、
前記小屋裏の温度を判別する小屋裏温度判別ステップと、
前記部屋の温度と前記小屋裏の温度との差分を求める第２の温度差判別ステップと、をさらに備え、
前記第１の空調ステップは、前記第１の温度差判別ステップで特定した差分が第３の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
前記第２の空調ステップは、前記第２の温度差判別ステップで特定した差分が第４の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れるようにしてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第６の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
部屋の温度を判別する室温判別手段、
前記室温判別手段で判別した部屋の温度が第１の閾値以上の場合、１階の天井に設けられた第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記１階の部屋及び最上階の部屋に設けたファンを稼働することで、床下の空気を、一端を前記床下に配備し、他端を前記１階の天井裏空間に配備したダクトを介して部屋に取り入れる第１の空調手段、
前記室温判別手段で判別した部屋の温度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記最上階の部屋の天井に設けられた第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる第２の空調手段、として機能させる。

本発明によれば、より少ない消費電力で、室内環境を快適にすることができる。

本発明の実施の形態１に係る建物の模式図である。 建物の柱、土台、胴差し、軒桁及び屋根材の要部を示した一部省略の拡大斜視図である。 空調システムの構成を示すブロック図である。 建物の一部を示した斜視図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 夏期における建物内の空気の流れを説明するための模式図である。 冬期における建物内の空気の流れを説明するための模式図である。 夏期における建物の室内の温度を計測した結果を示す図で、（ａ）は本発明の実施の形態に係る建物の温度を示す図で、（ｂ）は空調システムを備えていない従来の建物の温度を示す図である。 冬期における、本発明の実施の形態に係る建物の小屋裏の温度を計測した結果を示す図で、（ａ）は本発明の実施の形態に係る建物の温度を示す図で、（ｂ）は空調システムを備えていない従来の建物の温度を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る建物の模式図である。 本発明の実施の形態２に係る建物で、夏期における建物内の空気の流れを説明するための模式図である。 本発明の実施の形態２に係る建物で、冬期における建物内の空気の流れを説明するための模式図である。

以下、本発明に係る空調システムを配備した建物の一実施の形態について、図１〜図９を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１、図２に示す建物Ｈは、例えば木造構造である。その要旨は、水切り、又は換気穴等を備えた土台１０と、土台１０に立設した柱２０と、柱２０間をつなぐ胴差し３０と、この柱２０の上端に設けた軒桁４０と、この軒桁４０に設けた断熱材５１、防水シート５３等を介して葺設した瓦等の屋根材５２と、１階と２階とを行き来するための階段６０と、で構築する。図１中の７０は軒天を示す。図１、図２に於いては、断面の主要な箇所にハッチングして明確とした。

基礎Ｆは、地面上にコンクリートが敷き固められてなり、床下Ｇの空気の通気経路となる孔１１が２カ所設けられている。土台１０は、複数の角材から構成され、基礎Ｆ又はその立上部に差渡し固定される。複数本の柱２０は、土台１０上に立設された角材である。胴差し３０は、１階と２階等の各階との間における複数の柱２０に架渡しされた横架材である。軒桁４０は、各柱２０の上部に架渡しされた横架材である。複数本の軒桁４０及び建物Ｈの頂部に設置された棟木５４上には、屋根５０が、頂部で開口部５０ａを形成するように設置される。断熱材５１の下端側には、複数本の垂木（母屋）５５が複数本設置される。

図１に示すように、複数本の柱２０などの室内側には、木質系ボード等の内壁２１が固定され、複数の柱２０及び軒桁４０等の室外側にはサイディング等の外壁２２が固定されている。壁体８０は、この内壁２１及び外壁２２から構成される。図２に示すように、壁体８０内には、断熱材マット８１が収納されている。柱２０と断熱材マット８１とで壁本体が構成される。この断熱材マット８１は、防水断熱性を有する袋内にグラスウール等の断熱性の高い材料を充填した定尺マットである。内壁２１の室外側の面には断熱材マット８１を覆うように防湿シート（図示略）が貼り付けられている。内壁２１と外壁２２の下端との間には開口を設け、例えば、１階の部屋３００の内気を、速やかに排除する。

外壁２２と柱２０及び胴差し３０と内壁２１との間には、通気経路となる第１の通気層２００が形成されており、この第１の通気層２００の上端側の開口は、屋根材５２と防水シート５３との間に形成した第２の通気層２１０に連なる。第２の通気層２１０は、後述する棟換気部２２０に連なる。また、第１の通気層２００の下端側は開放されている。また、第１の通気層２００は、断熱層としての機能を持つ。

土台１０には、図１に示すように、１階の床面３０１が固定され、胴差し３０には、１階の天井３０２が固定されている。また、胴差し３０上には、２階の床面４０１が固定され、軒桁４０には、２階の天井４０２が固定されている。これにより、１階の部屋３００及び２階の部屋４００は、それぞれ建物Ｈ内において、概ね直方体の空間で区切られる。また、１階の部屋３００と２階の部屋４００との間には、１階の天井裏空間３０３（開口部）が形成され、２階の部屋４００と屋根５０との間には、小屋裏４０３が形成される。また、１階の天井３０２には、１階の天井裏空間３０３に流れた空気が、１階の部屋３００に流れるための開口部３２０が設けられている。

屋根材５２の頂部には、棟カバー９０が設けられている。棟カバー９０は、棟に合わせて屈曲した板状に形成されているが、一例である。棟カバー９０と屋根材５２との間には、通気経路となる隙間２２１が設けられている。棟換気部２２０は、開口部５０ａと隙間２２１から構成され、第２の通気層２１０から流入する空気を建物Ｈの外へ排出する。

空調システム１は、１階の部屋３００の側壁及び２階の部屋４００の側壁に設けられた４基の第１のファン５００と、断熱材５１に設けられた２基の第２のファン６００と、金属、樹脂等の材質で筒状に形成されるダクト７００と、１階の部屋３００の天井３０２に設けられた第１のガラリ３１０と、２階の部屋４００の天井４０２に設けられた第２のガラリ４１０と、を備える。さらに、空調システム１は、図３に示すように、各換気部材（第１のファン５００、第２のファン６００、第１のガラリ３１０、第２のガラリ４１０）の制御を行う制御装置１０００と、室内の温度を計測する室温センサ１０１０と、を備え、室内の空調制御を行う。制御の詳細については後述する。

ダクト７００は、１階の部屋３００内に配備され、図示せぬ仕切りなどによって覆われている。ダクト７００の一端側の吸気端７００ａは、床面３０１を貫通し、床下Ｇ（床面３０１と基礎Ｆとの間）まで延び、他端側の排気端７００ｂは、１階の天井３０２を貫通し、１階の天井裏空間３０３まで延びている。なお、ダクト７００は、図４に示すように、１階の部屋３００の内壁２１と、例えば、隣接した他の部屋の内壁２１との間に配備されてもよい。あるいは、押し入れに配備されてもよいし、壁本体（柱２０及び断熱材マット８１）と内壁２１との間に空間を設け、その空間内にダクト７００を配備してもよい。

第１のファン５００は、例えば、円筒状のパイプファンである。第１のファン５００は、１階の部屋３００の内壁２１及び２階の部屋４００の内壁２１に設けられており、１階の部屋３００及び２階の部屋４００の空気を第１の通気層２００に排気する。第１のファン５００によって排気された空気は、第２の通気層２１０を経由して棟換気部２２０から建物Ｈ外へ排気される。又は、第１の通気層２００の下側から建物Ｈ外へ排気する。

第２のファン６００は、第１のファン５００と同様に、例えば、円筒状のパイプファンである。第２のファン６００は、断熱材５１に設けられており、小屋裏４０３の空気を、第２の通気層２１０を経由して棟換気部２２０から建物Ｈ外へ排気する。

１階の天井３０２に設けられた第１のガラリ３１０は、１階の天井裏空間３０３内の空気を１階の部屋３００内に取り入れる。２階の天井４０２に設けられた第２のガラリ４１０は、小屋裏４０３の空気を２階の部屋４００に取り入れる。第１のガラリ３１０及び第２のガラリ４１０は、複数基でもよく、全てか、その一部が、例えば排気用ファンでもよい。

次に、図５のフローチャート及び図６、図７を参照しつつ、空調システム１の動作について説明する。

小屋裏４０３は、１年を通して、建物Ｈ内でも、日光によって最も暖められやすい空間である。このため、小屋裏４０３は、建物Ｈの内部でも特に温度が高い。すなわち、小屋裏４０３の空気は暖気となる。また、床下Ｇは、夏期において、日光が屋根５０や壁体８０に遮られるため、また、小屋裏４０３や１階の部屋３００、２階の部屋４００の空気が断熱層として作用するため、日光の影響を受けにくく、日中でも温度上昇しにくい。そのため、床下Ｇの空気は冷気となる。

制御装置１０００は、図５に示すように、室温センサ１０１０から供給される信号に基づいて、室内の温度Ｔを特定する（ステップＳ１１）。

次に、制御装置１０００は、室温Ｔが所定の閾値Ｔ１（例えば、Ｔ１＝３２℃）以上であるかどうかを判別する（ステップＳ１２）。

室温Ｔが、閾値Ｔ１以上であると判別した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、制御装置１０００は、各換気部材を稼働する（ステップＳ１３）。

具体的には、制御装置１０００は、第１のガラリ３１０を開け、第１のファン５００を稼働する。

これにより、図６に示すように、１階の部屋３００及び２階の部屋４００の空気は、第１のファン５００によって排気され（矢印線ａ）、１階の部屋３００及び２階の部屋４００は負圧となる。負圧となった１階の部屋３００は、第１のガラリ３１０、１階の天井裏空間３０３、ダクト７００を介して、床下Ｇの空気を取り入れる（矢印線ｂ）。この空気は、開口部３２０を介して、２階の部屋４００にも流れる（矢印線ｃ）。これにより、床下Ｇも負圧となり、孔１１を介して外部から空気を取り入れる（矢印線ｄ）。１階の部屋３００および２階の部屋４００から排気された空気は、第１の通気層２００の下端から外部へ排気されるか（矢印線ｅ）、あるいは、第２の通気層２１０、隙間２２１を介して外部へ排気される（矢印線ｆ）。

また、制御装置１０００は、第２のガラリ４１０を閉じ、第２のファン６００を稼働して、小屋裏４０３の空気を排気する（矢印線ｇ）。

図５に戻り、ステップＳ１２で、室温Ｔが閾値Ｔ１未満であると判別した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、制御装置１０００は、室温Ｔが、閾値Ｔ１未満の所定の閾値Ｔ２（例えば、Ｔ２＝８℃）以下であるかどうかを判別する（ステップＳ１４）。

室温Ｔが閾値Ｔ２以下であると判断した場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、制御装置１０００は、各換気部材を稼働する（ステップＳ１５）。

具体的には、制御装置１０００は、第１のガラリ３１０と第２のガラリ４１０を開け、第１のファン５００を稼動する。

これにより、図７に示すように、１階の部屋３００及び２階の部屋４００の空気は、第１のファン５００によって排気され（矢印線ａ）、１階の部屋３００及び２階の部屋４００は負圧となる。負圧となった１階の部屋３００及び２階の部屋４００は、第１のガラリ３１０、１階の天井裏空間３０３、ダクト７００を介して、床下Ｇの空気を取り入れる（矢印線ｂ）。これにより、床下Ｇも負圧となり、孔１１を介して外部から空気を取り入れる（矢印線ｃ）。また、１階の部屋３００及び２階の部屋４００は、第２のガラリ４１０を介して小屋裏４０３の空気を取り入れる（矢印線ｄ）。１階の部屋３００および２階の部屋４００から排気された空気は、第１の通気層２００の下端から外部へ排気されるか（矢印線ｅ）、あるいは、第２の通気層２１０、隙間２２１を介して外部へ排気される（矢印線ｆ）。

図５に戻り、ステップＳ１４で、室温Ｔが閾値Ｔ２を超えると判別した場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、制御装置１０００は、稼働中の換気部材（第１のガラリ３１０、第２のガラリ４１０、第１のファン５００、第２のファン６００）があるかどうかを判別する（ステップＳ１６）。

稼働中の換気部材があると判別した場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、制御装置１０００は、稼働中の換気部材を停止し（ステップＳ１７）、ステップＳ１１に戻って一連の空調制御処理を繰り返す。また、全ての換気部材が停止していると判別した場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、制御装置１０００は、ステップＳ１１に戻って一連の空調制御処理を繰り返す。

夏期における空調システム１の効果について、図８を参照しつつ説明する。図８は、ある夏期の日における建物Ｈの各所の温度と、空調システム１を備えていない従来の建物の各所の温度と、をそれぞれ計測した結果を示す図である。なお、いずれも、空調システム１以外の、エアコンディショナーなどの空調機器は設置しない条件で温度を計測した。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、床下（床下Ｇ）の温度は、他の場所と比較して温度が低く安定している（図８では２５〜２８度）。これは、建物内の空気が断熱層として機能するため、日光の影響を受けにくいことに起因する。

空調システム１は、このことを利用している。すなわち、室温Ｔが閾値Ｔ１以上である場合、吸気端７００ａを床下Ｇに、排気端７００ｂを１階の天井裏空間３０３に配置したダクト７００を介して、床下Ｇの空気を１階の部屋３００及び２階の部屋４００に取り入れる。床下Ｇの空気は、１階の部屋３００及び２階の部屋４００と比較して低温であるため、この空気によって１階の部屋３００及び２階の部屋４００の空冷を図ることができる。

また、空調システム１は、小屋裏４０３の空調も可能であることを特徴としている。図８（ａ）に示すように、小屋裏４０３は、日光による影響や煙突効果などが相まって、建物内で最も温度が高くなる場所である。小屋裏４０３が高温のままであると、小屋裏４０３自身が熱源となってしまい、空調管理の観点から好ましくない。

空調システム１は、室温Ｔが閾値Ｔ１以上である場合、小屋裏４０３に配置された第２のファン６００を稼働することで、小屋裏４０３の排気を図る。小屋裏４０３の暖気を外部へ排気することで、小屋裏４０３の温度上昇を低減する。

次に、冬期における空調システム１の効果について、図９を参照しつつ説明する。図９は、ある冬期の日における建物Ｈの各所の温度と、空調システム１を備えていない従来の建物の各所の温度と、をそれぞれ計測した結果を示す図である。なお、いずれも、空調システム１以外の、エアコンディショナーなどの空調機器は設置しない条件で温度を計測した。

図９（ａ）に示すように、従来の建物において、１日を通して、床下Ｇの温度は室温よりも高く、かつ略一定である（図９（ａ）では１４〜１５度）。これは、地熱によって床下Ｇの空気が暖められるためである。

空調システム１は、このことを利用している。すなわち、室温Ｔが閾値Ｔ２以下である場合、吸気端７００ａを床下Ｇに、排気端７００ｂを１階の天井裏空間３０３に配置したダクト７００を介して、床下Ｇの空気を１階の部屋３００及び２階の部屋４００に取り入れる。床下Ｇの空気は、１階の部屋３００及び２階の部屋４００と比較して高温であるため、図９（ｂ）に示すように、この空気によって室内の暖房を図ることができる。

また、図９（ａ）に示すように、小屋裏４０３の温度は、室温よりも高い。これは、夏期と同様、日光による影響や煙突効果などが相まって、建物内でも特に温度が高くなるためである。

空調システム１は、このことも利用している。すなわち、室温Ｔが閾値Ｔ２以下である場合、第２のガラリ４１０を開け、小屋裏４０３の暖気を１階の部屋３００及び２階の部屋４００に取り入れ、対流させる。これにより、図９（ｂ）に示すように、室内の温度低下を抑制できる。

このように、床下Ｇ、又は小屋裏４０３の空気を利用して室温を調整するため、エアコンディショナー等のみで室温を調整した場合に比べて、より少ない消費電力で、快適な室内環境を実現することができる。また、この空調システム１によれば、部屋内の温度調整だけに限らず、空気を循環させることで、臭いや煙なども外部に排出することができ、快適な室内環境を実現できる。また、空調システム１によれば、換気のために窓を開ける頻度を低減できるため、防犯上も好ましく、かつ、前述の消費電力の軽減化に寄与できる。さらに、空調システム１を、１階の部屋３００、及び／又は、２階の部屋４００に設置し、本発明との併用で、真夏日／酷寒時等の環境整備に役立てること、或いはクローゼット、押し入れ又は玄関に適用することで、クローゼット等の内部に臭いがこもることなどを抑制できる。

また、この構成によれば、空調システム１の作動中は、第１の通気層２００及び第２の通気層２１０には常に空気が流れ続ける。これにより、壁体８０自身が断熱層として機能するため、また、建物Ｈ外の空気が室内に逆流することがないため、建物Ｈの外部からの熱の干渉を遮断し、１階の部屋３００及び２階の部屋４００の温湿度を維持する。また、結露防止を図ることができる。

（実施の形態２）
本発明に係る空調システム１は、１階建ての建物にも適用することができる。なお、以下では、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０は、空調システム１を備える建物Ｈ’を示す図である。実施の形態１との相違点は、建物Ｈ’は１階建てであり、階段６０が省略される。また、１階の天井裏空間３０３の直上に小屋裏４０３を有する構成となっており、１階の天井裏空間３０３と小屋裏４０３とで所謂二重天井の構造を呈する。そして、第２のガラリ４１０は、１階の部屋３００の天井３０２に設けられ、１階の天井裏空間３０３を貫通して小屋裏４０３まで連通する。

このように構成された建物Ｈ’において、空調システム１は、図５に示すフローチャートと同様の制御処理で建物Ｈ’の空調を管理することができる。すなわち、室温Ｔが所定の閾値Ｔ１以上であると判別した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、制御装置１０００は、第１のガラリ３１０を開け、第１のファン５００を稼動する（ステップＳ１３）。

これにより、図１１に示すように、１階の部屋３００の空気は、第１のファン５００によって排気され（矢印線ａ）、１階の部屋は負圧となる。負圧となった１階の部屋３００は、第１のガラリ３１０、１階の天井裏空間３０３、ダクト７００を介して、床下Ｇの空気を取り入れる（矢印線ｂ）。これにより、床下Ｇも負圧となり、孔１１を介して外部から空気を取り入れる（矢印線ｃ）。１階の部屋３００から排気された空気は、第１の通気層２００の下端から外部へ排気されるか（矢印線ｄ）、あるいは、第２の通気層２１０、隙間２２１を介して外部へ排気される（矢印線ｅ）。

さらに、第２のガラリ４１０を閉じ、第２のファン６００を稼働して、小屋裏４０３の空気を排気する（矢印線ｆ）。

また、室温Ｔが所定の閾値Ｔ２以下であると判別した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、制御装置１０００は、第１のガラリ３１０及び第２のガラリ４１０を開け、第１のファン５００を稼動する（ステップＳ１５）。

これにより、図１２に示すように、１階の部屋３００の空気は、第１のファン５００によって排気され（矢印線ａ）、１階の部屋３００は負圧となる。負圧となった１階の部屋３００は、第１のガラリ３１０、１階の天井裏空間３０３、ダクト７００を介して、床下Ｇの空気を取り入れる（矢印線ｂ）。これにより、床下Ｇも負圧となり、孔１１を介して外部から空気を取り入れる（矢印線ｃ）。同時に、第２のガラリ４１０を介して小屋裏４０３の空気を取り入れる（矢印線ｄ）。１階の部屋３００から排気された空気は、第１の通気層２００の下端から外部へ排気されるか（矢印線ｅ）、あるいは、第２の通気層２１０、隙間２２１を介して外部へ排気される（矢印線ｆ）。

このように、床下Ｇ又は小屋裏４０３の空気を利用して室温を調整するため、エアコンディショナー等のみで室温を調整した場合に比べて、より少ない消費電力で、快適な室内環境を実現することができる。また、この空調システム１によれば、部屋内の温度調整だけに限らず、空気を循環させることで、臭いや煙なども外部に排出することができ、快適な室内環境を実現できる。また、空調システム１によれば、換気のために窓を開ける頻度を低減できるため、防犯上も好ましく、かつ、前述の消費電力の軽減化に寄与できる。さらに、空調システム１を、１階の部屋３００に設置し、本発明との併用で、真夏日／酷寒時等の環境整備に役立てること、或いはクローゼット、押し入れ又は玄関に適用することで、クローゼット等の内部に臭いがこもることなどを抑制できる。

（変形例）
上記実施の形態では、棟換気部２２０から建物Ｈの外部に空気が排出したが、その他の部分、例えば、外壁２２に排気口（図示せず）を設けて、その排気口から建物Ｈ外に排出してもよい。また、この排気口に外部に空気を送るファンを新たに設けてもよい。

上記実施の形態に係る第１のファン５００は、ファンの能力や部屋の面積などを考慮して、適宜増設／省略してもよい。あるいは、１階の部屋３００のみに設置してもよいし、２階の部屋４００のみに設置してもよい。

上記実施の形態に係る第２のファン６００は、ファンの能力などを考慮して、適宜増設／省略してもよい。あるいは、第２のファン６００を設置しなくともよい。

上記実施の形態に係る空調システム１に、エアコンディショナーなどの空気調和機をさらに追加してもよい。例えば、実施の形態１に係る建物Ｈの１階の部屋３００の内壁２１に設置し、空調システム１と併用することで、空気調和機の空気を、１階の部屋３００のみならず、２階の部屋４００にも循環させることができる。これにより、より少ない基数の空気調和機で建物Ｈ全体の空調を図ることができる。

上記実施の形態では、２階建ての建物Ｈである例によって説明したが、これに限られず、例えば、３階建ての建物でもよい。また、例えば、３階建ての建物の場合、ダクト７００の排気端７００ｂ側を枝分かれさせ、排気端７００ｂのそれぞれを、最上階以外の天井裏空間のそれぞれまで延びるように構成してもよい。

上記実施の形態では、建物Ｈは、木造で説明したが、鉄骨又は鉄筋コンクリートの建物Ｈに、実施の形態に係る空調システム１を適用してもよい。

上記実施の形態に係る空調システム１に、湿度センサをさらに備えてもよい。また、例えば、湿度センサから供給される信号に基づいて、室内の湿度が、所定の閾値以上であると判別すると、第１のファン５００を稼働するように制御してもよい。制御装置１０００が湿度センサを備えることで、建物Ｈの湿度を監視し、室内を常に快適な環境に保つことができる。また、結露やカビ、ダニの発生を抑制できる。

上記実施の形態に係る空調システム１に、小屋裏温度センサと床下温度センサとをさらに備えてもよい。また、室温Ｔ、小屋裏４０３の温度及び床下Ｇの温度に基づいて、室内の空調を制御する構成としてもよい。

上記実施の形態に係る制御装置１０００は、室温センサ１０１０から供給される信号に基づいて各換気部材を稼働制御して、室内の空調を制御したが、これに限られず、例えば、室温センサ１０１０に代えて、外気温センサを備え、外気温センサから供給される信号に基づいて、室内の空調を制御する構成としてもよい。

上記実施の形態に係る制御装置１０００に、ユーザによって押し操作可能に設置された強制動作スイッチをさらに備えてもよい。制御装置１０００は、強制動作スイッチが押し操作されたことを認識すると、第１のファン５００及び第２のファン６００を駆動し、第１のガラリ３１０及び第２のガラリ４１０を開放する。この構成によれば、例えば、調理の際、部屋内に充満した匂い及び煙を迅速に、建物Ｈ外に排出できる。

上記実施の形態では、１階の部屋３００及び２階の部屋４００の空調を管理する例によって説明したが、これに限られず、例えば、クローゼット、押し入れ、玄関などが対象であってもよい。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施の形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 空調システム
１０ 土台
１１ 孔
２０ 柱
２１ 内壁
２２ 外壁
３０ 胴差し
４０ 軒桁
５０ 屋根
５０ａ 開口部
５１ 断熱材
５２ 屋根材
５３ 防水シート
５４ 棟木
５５ 垂木（母屋）
６０ 階段
７０ 軒天
８０ 壁体
８１ 断熱材マット
９０ 棟カバー
２００ 第１の通気層
２１０ 第２の通気層
２２０ 棟換気部
２２１ 隙間
３００ １階の部屋
３０１ 床面
３０２ 天井
３０３ 天井裏空間
３１０ 第１のガラリ
３２０ 開口部
４００ ２階の部屋
４０１ 床面
４０２ 天井
４０３ 小屋裏
４１０ 第２のガラリ
５００ 第１のファン
６００ 第２のファン
７００ ダクト
７００ａ 吸気端
７００ｂ 排気端
１０００ 制御装置
１０１０ 室温センサ
Ｆ 基礎
Ｇ 床下
Ｈ、Ｈ’ 建物

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る空調システムは、
建物の床下に一端が設置され、前記建物の天井裏空間に他端が設置されるダクトと、
前記建物の天井に設けられ、前記天井裏空間に開口する第１の換気部材と、
前記天井に設けられ、前記建物の小屋裏に開口する第２の換気部材と、
前記建物の部屋の壁に配置されたファンと、
前記壁に設けた両端が開口した第１の通気層と、
前記第１の通気層の上の開口に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層と、
前記第２の通気層に繋がる棟に設けた棟換気部と、
で構成した。

本発明の第３の観点に係る空調システムは、
２階建て以上の建物の１階の床下に一端が設置され、前記１階の天井裏空間に他端が設置される筒状のダクトと、
前記１階の部屋の天井に設けた開口部と、
前記１階の部屋の天井に設け、前記天井裏空間に開口する第１の換気部材と、
前記建物の最上階の部屋の天井に設けた第２の換気部材と、
前記１階の部屋、及び前記最上階の部屋の壁に配置されたファンと、
前記壁に設けた両端が開口した第１の通気層と、
前記第１の通気層の上に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層と、
前記第２の通気層に繋がる棟に設けた棟換気部と、
で構成した。

図５に戻り、ステップＳ１４で、室温Ｔが閾値Ｔ２を超えると判別した場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、制御装置１０００は、稼働中の換気部材（第１のガラリ３１０、第２のガラリ４１０、第１のファン５００、第２のファン６００）があるかどうかを判別する（ステップＳ１６）。尚、第１の換気部材は、第１のガラリ３１０と第１のファン５００で、第２換気部材は、第２のガラリ４１０と第２のファン６００で、それぞれ構成する。

Claims (12)

1. 建物の床下に一端が設置され、前記建物の部屋に他端が設置されるダクトと、
   前記建物の天井に設けられ、前記建物の天井裏空間に開口する第１の換気部材と、
   前記天井に設けられ、前記建物の小屋裏に開口する第２の換気部材と、
   前記建物の部屋の壁に配置されたファンと、
   前記壁に設けた両端が開口した第１の通気層と、
   前記第１の通気層の上の開口に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層と、
   前記第２の通気層に繋がる棟に設けた棟換気部と、
   で構成した空調システム。
2. 前記部屋の空気を調和する空気調和機をさらに備える請求項１に記載の空調システム。
3. 請求項１又は２に記載の空調システムを備える建物の空調方法であって、
   部屋の温度が第１の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記部屋と前記天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
   前記部屋の温度が、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記部屋と前記天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記部屋と前記建物の小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる空調方法。
4. ２階建て以上の建物の１階の床下に一端が設置され、１階の天井裏空間に他端が設置される筒状のダクトと、
   １階の部屋の天井に設けた第１の開口部と、
   前記１階の部屋の天井に設け、前記天井裏空間に開口する第１の換気部材と、
   前記建物の最上階の部屋の天井に設けた第２の開口部と、
   前記最上階の部屋の天井に設けた第２の換気部材と、
   前記１階の部屋、及び前記最上階の部屋の壁に配置されたファンと、
   前記壁に設けた両端が開口した第１の通気層と、
   前記第１の通気層の上に繋がる屋根裏に設けた第２の通気層と、
   前記第２の通気層に繋がる棟に設けた棟換気部と、
   で構成した空調システム。
5. 前記建物の各階の部屋の空気を調和する空気調和機をさらに備える請求項４に記載の空調システム。
6. 請求項４又は５に記載の空調システムを備える建物の空調方法であって、
   部屋の温度が第１の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
   前記部屋の温度が、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記建物の小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる空調方法。
7. 部屋の温度を計測する室温センサと、
   前記室温センサから供給される信号に基づいて、前記ファン、前記第１の換気部材及び前記第２の換気部材を稼働することで前記部屋の空調制御を行う制御装置と、をさらに備える請求項４又は５に記載の空調システム。
8. 前記制御装置は、
   前記部屋の温度が第１の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
   前記部屋の温度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記建物の小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる請求項７に記載の空調システム。
9. 前記床下の温度を計測する床下温度センサと、
   前記建物の小屋裏の温度を計測する小屋裏温度センサと、をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記部屋の温度と前記床下の温度との差分が第３の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
   前記部屋の温度と前記小屋裏の温度との差分が第４の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる、
   請求項７に記載の空調システム。
10. 部屋の温度を判別する室温判別ステップと、
    前記室温判別ステップで判別した部屋の温度が第１の閾値以上の場合、１階の部屋の天井に設けられた第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記１階の部屋及び最上階の部屋に設けたファンを稼働することで、床下の空気を、一端を前記床下に配備し、他端を前記１階の天井裏空間に配備したダクトを介して部屋に取り入れる第１の空調ステップと、
    前記室温判別ステップで判別した部屋の温度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記最上階の部屋の天井に設けられた第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる第２の空調ステップと、を備える空調方法。
11. 床下の温度を判別する床下温度判別ステップと、
    前記部屋の温度と前記床下の温度との差分を求める第１の温度差判別ステップと、
    前記小屋裏の温度を判別する小屋裏温度判別ステップと、
    前記部屋の温度と前記小屋裏の温度との差分を求める第２の温度差判別ステップと、をさらに備え、
    前記第１の空調ステップは、前記第１の温度差判別ステップで特定した差分が第３の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気を、前記ダクトを介して部屋に取り入れ、
    前記第２の空調ステップは、前記第２の温度差判別ステップで特定した差分が第４の閾値以上の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と前記小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる請求項１０に記載の空調方法。
12. コンピュータを、
    部屋の温度を判別する室温判別手段、
    前記室温判別手段で判別した部屋の温度が第１の閾値以上の場合、１階の天井に設けられた第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記１階の部屋及び最上階の部屋に設けたファンを稼働することで、床下の空気を、一端を前記床下に配備し、他端を前記１階の天井裏空間に配備したダクトを介して部屋に取り入れる第１の空調手段、
    前記室温判別手段で判別した部屋の温度が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合、前記第１の換気部材によって、前記１階の部屋と前記１階の天井裏空間とを通気可能にし、前記最上階の部屋の天井に設けられた第２の換気部材によって、前記最上階の部屋と小屋裏とを通気可能にし、前記ファンを稼働することで、前記床下の空気及び前記小屋裏の空気を部屋に取り入れる第２の空調手段、として機能させるためのプログラム。

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