JP2018124014A - 空調システム - Google Patents

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Osamu Tsuji
修 辻
直樹 柏
Naoki Kashiwa
直樹 柏
鈴木 健
Takeshi Suzuki
健 鈴木
長谷川 意法
Motonori Hasegawa
意法 長谷川
橋本 貴志
Takashi Hashimoto
貴志 橋本
田中 俊也
Toshiya Tanaka
俊也 田中
吉田 賢二郎
Kenjiro Yoshida
賢二郎 吉田
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Abstract

【課題】空気吹出口から吹き出された空調空気を床下空間で効率的に循環して空気調和することができる空調システムを提供すること。【解決手段】立上り壁部21と、基礎断熱部22と、前記立上り壁部21で囲まれたエリアに設けられた底盤部11と、前記底盤部11に立設された複数のコラム基礎12と、前記立上り壁部21と床部で囲まれたエリアの床下空間10Sに、空気吹出口110Aを通じて空調空気を吹き出す空気調和装置110とを備え、前記床部を含めた内部空間が外部空間に対して密閉された戸建建築物の床下を空気調和する空調システム100であって、前記コラム基礎12は、隣接するコラム基礎12体同士の間隔が大引長手方向に対して2m以下とされ、かつコラム基礎12の大引下が開放している割合が50%以上90%以下に構成されていることを特徴とする。【選択図】図3

Description

本発明は、空気吹出口から吹き出された空調空気を戸建建築物の床下空間で効率的に循環して空気調和することができる空調システムに関する。
周知のように、例えば、戸建建築物において、室内温度を効率的に維持するために、建築物自体の高断熱化、気密化の向上が進められている。
一方、戸建建築物において暖房機器等の空調装置により空気調和する場合、空調装置が広いスペースを占有するという問題がある。
そこで、床下空間に空調装置を配置して、床下空間に温風を吹き出して、床面を介して室内を暖める技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
このように床下空間を空調する場合には、戸建て建築物の床下空間全体にわたって空気を循環指せて、省エネルギーをはかる必要がある。
そこで、基礎構造に通気孔を形成して空気を通気させるための構造が開示されている(例えば、特許文献2、図2参照。)。
登録実用新案公報第3198850号 特開2007−139236号公報
しかしながら、特許文献2に記載された基礎構造に通気孔を形成して通気させる場合、床下空間において空気を効率的に循環させることは容易ではなく、床下空間の空調、ひいては戸建建築物の空調を効率的に行うことは困難であり、結果的にエネルギー効率が低下するという問題がある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、空気吹出口から吹き出された空調空気が床下空間でスムースに循環して効率的に空気調和することが可能な空調システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に記載の発明は、戸建建築物の周囲に立設された立上り壁部と、前記立上り壁部に設けられ外部との熱伝導を抑制する基礎断熱部と、前記立上り壁部で囲まれたエリアに設けられた底盤部と、前記底盤部に立設され前記戸建建築物の大引を支持する複数の柱状基礎構造体と、前記立上り壁部と床部で囲まれたエリアの床下空間に、空気吹出口を通じて空調空気を吹き出す空気調和装置と、を備え、前記床部を含めた内部空間が外部空間に対して密閉された戸建建築物の床下を空気調和する空調システムであって、前記柱状基礎構造体は、隣接する柱状基礎構造体同士の大引長手方向における間隔は2m以下とされ、かつ大引下における開放している割合が50%以上90%以下となるように配置されていることを特徴とする。
この発明に係る空調システムによれば、隣接する柱状基礎構造体同士の大引長手方向における間隔が2m以下とされ、かつ大引下における開放している割合が50%以上90%以下となるように配置されているので、空気吹出口から吹き出された空調空気を床下空間において効率的に循環することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の空調システムであって、前記空気吹出口に向かって空気を移送する第1サーキュレータを備えていることを特徴とする。
この発明に係る空調システムによれば、空気吹出口に向かって空気を移送する第1サーキュレータを備えているので、空気吹出口から吹き出された空調空気が空気吹出口近傍に停滞するのが抑制される。
その結果、空気吹出口から吹き出された空調空気を効率的に循環することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の空調システムであって、前記空気吹出口から離間する方向に空気を移送する第2サーキュレータを備えていることを特徴とする。
この発明に係る空調システムによれば、空気吹出口から離間する方向に空気を移送する第2サーキュレータを備えているので、空気吹出口から吹き出された空調空気を空気吹出口から離間した床下空間遠部まで効率的に移動させることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の空調システムであって、前記立上り壁部で囲まれたエリアにおける空気の流れを前記立上り壁部に沿って移動させるための整流手段を備えていることを特徴とする。
この発明に係る空調システムによれば、立上り壁部で囲まれたエリアにおける空気の流れを立上り壁部に沿って移動させるための整流手段を備えているので、床下空間の内壁面に沿って移動させることができる。
その結果、床下空間の内壁面近傍における空気の停滞を抑制して、床下空間の広い範囲で空調空気を効率的に循環することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の空調システムであって、前記床下空間と躯体内空間とが連通していることを特徴とする。
この発明に係る空調システムによれば、床下空間と躯体内空間とが連通しているので、空気吹出口から吹き出された空調空気を戸建建築物内の広い範囲にわたって効率的に循環させることができる。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の空調システムであって、前記戸建建築物のいずれかの室内空間は、直接に又は前記躯体内空間を介して前記床下空間と連通していることを特徴とする。
この発明に係る空調システムによれば、戸建建築物のいずれかの室内空間が、直接に又は躯体内空間を介して床下空間と連通しているので、床下空間の空調空気により室内空間を効率的に空調することができる。
その結果、省エネルギーを実現することができる。
本発明に係る空調システムによれば、空気吹出口から吹き出された空調空気を床下空間において効率的に循環することができる。
本発明の第1実施形態に係る空調システムの概略構成を説明する戸建建築物の概念図である。 本発明の第1実施形態に係る空調システムの床下空間における概略構成を説明する平面図である。 本発明の第1実施形態に係る空調システムにおける空調装置の設置を示す縦断面図であり、(A)は空調装置を側面から見た図であり、(B)は空調装置を正面から見た図である。 本発明の第1実施形態に係る空調システムの概略構成を説明する床下空間における空気の循環を示す斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る空調システムの床下空間における概略構成を説明する平面図である。 本発明の第3実施形態に係る空調システムの床下空間における概略構成を説明する平面図である。 本発明の第4実施形態に係る空調システムにおける整流板の概略構成を説明する斜視図である。
<第1実施形態>
以下、図1〜図4を参照して、本発明の第1実施形態に係る空調システムの概略構成について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る空調システムの概略構成を説明する戸建建築物の縦断面図であり、図2は空調システムの床下空間における概略構成を説明する平面図である。また、図3は第1実施形態に係る空調システムにおける空調装置の設置を示す縦断面図であり、図3(A)は空調装置を側面から見た図であり、図3(B)は空調装置を正面から見た図である。また、図4は第1実施形態に係る床下空間における空気の循環を示す斜視図である。図において、符号10は戸建建築物を、符号100は空調システムを、符号110は空調装置(空気調和装置)を示している。
戸建建築物10は、図1に示すように、例えば、底盤部11と、底盤部11に立設された複数のコラム基礎(柱状基礎構造体)12と、コラム基礎12上に配置される大引14と、戸建建築物10の周囲に立設される立上り壁部21と、立上り壁部21の上部に配置される土台13と、基礎断熱部22と、建築外壁部23と、建築内壁部24と、外壁25と、1階床板部(床部)30と、1階天板部31と、2階底板部32と、2階天板部33とを備えている。ここで、外壁25は、例えば、戸建建築物10の外面を形成する化粧板等により構成されている。
底盤部11は、立上り壁部21で囲まれたエリアに設けられていて、底盤部11の内部には地中梁11Aが形成されている。
また、立上り壁部21で囲まれ、底盤部11の上方に位置されるとともに1階床板部(床部)30の下方に位置される空間は床下空間10Sとされている。
コラム基礎(柱状基礎構造体)12は、図1、図2に示すように、直径φDの円柱形状に形成され地中梁11Aの上に配置されている。そして、コラム基礎12の上部には大引14が配置され、大引14を支持するように構成されている。
また、コラム基礎12は、図2の図面上の上下方向において、下側に位置する立上り壁部21及び隣接するコラム基礎12に対して、それぞれL11、L12、L13、L14の間隔をあけて配置されている。
また、コラム基礎12は、図2の図面上の左右方向において、左側に位置する立上り壁部21及び隣接するコラム基礎12に対して、それぞれL21、L22、L23、L24、L25の間隔をあけて配置されている。
この実施形態では、例えば、図面上において上下方向に隣接するコラム基礎12同士の間隔L12、L13、及び図面上において左右方向に隣接するコラム基礎12同士の間隔L22、L23、L24は、それぞれ2mの等間隔に設定されている。
なお、コラム基礎12同士の間隔L12、L13、及び間隔L22、L23、L24は2m以下の範囲で任意に設定することが可能である。また、それぞれのコラム基礎12同士の間隔を異なる寸法に設定してもよい。
また、コラム基礎12は、例えば、それぞれの大引14の下側が約85%の割合で開放するように設定されている。
すなわち、大引14の両端に位置されるそれぞれの立上り壁部21とコラム基礎12の間隔L11、L14(又はL21、L25)及び隣接するコラム基礎12同士の間隔L12、L13(又はL22からL24)の総和が、それぞれの大引14の下側において、大引14の長手方向の寸法L10(L20)に対して、約85%の割合となるように設定されている。
なお、それぞれの大引14の下側は、例えば、50%以上90%以下の範囲で開放されるように設定可能である。
ここで、大引14の下側が開放している割合とは、大引14の両側に位置される立上り壁部21と立上り壁部21の内寸法に対する開放(空気が流通可能)された寸法の割合であり、例えば、図2に示す上下方向において((L10−(3×φD))/L10)で示される。
立上り壁部21は、底盤部11に立設されたコンクリート製の壁部であり、戸建建築物10の周囲を囲むように形成されている。
また、立上り壁部21の上部には土台13が配置されるとともに柱(不図示)が立設され、土台13には大引14及び柱(不図示)が連結されている。
また、柱(不図示)の上部には梁(不図示)が連結されている。
基礎断熱部22は、立上り壁部21の外側に設けられていて、立上り壁部21を介して床下空間10Sから戸建建築物10の外部に熱が逃げるのを抑制するように構成されている。
建築外壁部23は、この実施形態において、例えば、躯体(図示しない柱、梁等)の外方に位置される耐力のための構造用合板と、屋根に配置されて平面視戸建建築物10の内方が高くなるように傾斜して形成された野路板とを備えており、戸建建築物10の内方と外方とを密閉して仕切るように構成されている。
また、建築外壁部23は、立上り壁部21と断熱材22と柱の間に配置され、底盤部11に立設されている。
また、建築内壁部24は、例えば、石膏ボード等により構成され、1階に配置された1階側壁部24Aと、2階に配置された2階側壁部24Bとを備えていて、建築外壁部23の内方に位置されるとともに、建築外壁部23と躯体を挟んで又は間隔をあけて形成されている。
1階側壁部24Aは、下方に1階床板部(床部)30が配置されるとともに、上方に1階天板部31が配置され、内方に1階室内空間11Rが構成されている。
また、2階側壁部24Bは、この実施形態において、例えば、二つ配置されていて、それぞれの2階側壁部24Bの下方に2階底板部32が配置されるとともに、上方に2階天板部33が配置されて、それぞれの2階側壁部24Bの内方に、2階室内空間12Rが構成されている。
また、この実施形態では、建築外壁部23と建築内壁部24、建築外壁部23と2階天板部33、1階天板部31と2階底板部32の間に躯体内空間20Sが構成されている。また、躯体内空間20Sの内部は、通気調和された空気G1が流通可能とされている。
なお、図1に示す躯体内空間20Sには、柱(不図示)、梁(不図示)等の躯体が適宜配置されている。
また、この実施形態では、例えば、床下空間10Sと1階室内空間11Rとを連通する流通孔10H、床下空間10Sと躯体内空間20Sを連通する流通孔11H、2階室内空間12Rと躯体内空間20Sを連通する流通孔12Hが形成されている。
空調システム100は、図2に示すように、空気調和装置110と、第1サーキュレータ121と、第2サーキュレータ122とを備えている。
空調装置(空気調和装置)110は、図3に示すように、例えば、建築内壁部24に取付けられ、床下空間10S内に向かって空調空気(例えば、暖気)を吹出す吹出口110Aを備えている。
そして、空気調和装置110は、空気吹出口110Aを通じて空調空気G0を床下空間10Sに吹き出すように構成されている。
また、空気調和装置110は、例えば、北側に位置する建築内壁部24に壁掛け式で取付けられている。また、空気調和装置110の上側には棚板が配置されて収納等に利用することができるようになっている。そして、棚板の下側にはメンテナンスにも利用可能な開口部10Mが形成されている。
なお、空気調和装置110は、床置き式やビルトイン式等、任意の方式で設けることができる。
この実施形態では、床下空間10Sを循環した循環空気G1は、流通孔10Hを介して室内空間11Rに流通するとともに、流通孔11Hを介して躯体内空間20Sに流入するようになっている。
また、躯体内空間20Sを流入した空気G1は躯体内空間20Sを流通し、躯体内空間20Sを流通した空気G2は流通孔12Hを介して室内空間12Rに流入するように構成されている。
第1サーキュレータ121は、図2に示すように、床下空間10Sの底盤部11に配置されている。
そして、第1サーキュレータ121は、空気調和装置110の空気吹出口110Aに向かって空気G121を移送し、空気G122は循環空気G1を構成している。
第2サーキュレータ122は、図2に示すように、床下空間10Sの底盤部11に配置されている。
そして、第2サーキュレータ122は、空気調和装置110の吹出口110Aから離間する方向に空気G122を移送し、空気G122は循環空気G1を構成している。
空気調和装置110から床下空間10Sに吹き出された空調空気G0は、図4に示すように、第1サーキュレータ121による空気吹出口110Aに向かう空気G121によって空気吹出口110Aの近傍に停滞することが抑制され、また、第2サーキュレータ122による空気吹出口110Aから離間する方向に向かう空気G122によって床下空間10Sを循環空気G1として循環する。
第1実施形態に係る空調システム100によれば、隣接するコラム基礎12同士の大引長手方向における間隔が2m以下とされ、かつ大引14の下側が85%(50%以上90%以下)の割合で開放するように構成されているので、空気吹出口110Aから吹き出された空調空気G0を床下空間10Sにおいて効率的に循環することができる。
第1実施形態に係る空調システム100によれば、空気吹出口110Aに向かって空気を移送する第1サーキュレータ121を備えているので、空気吹出口110Aから吹き出された空調空気G0が空気吹出口110A近傍に停滞するのが抑制される。
第1実施形態に係る空調システム100によれば、空気吹出口110Aから離間する方向に空気を移送する第2サーキュレータ122を備えているので、空気吹出口110Aから吹き出された空調空気G0を空気吹出口110Aから離間した床下空間10Sの遠部まで効率的に移動させることができる。
第1実施形態に係る空調システム100によれば、床下空間10Sと躯体内空間20Sとが連通しているので、空気吹出口100Aから吹き出された空調空気G0を戸建建築物10内の広い範囲にわたって効率的に循環させることができる。
第1実施形態に係る空調システム100によれば、戸建建築物10の室内空間11R、12Rが、躯体内空間20Sを介して床下空間10Sと連通しているので、床下空間10Sの空調空気G0により室内空間11R、12RSを効率的に空気調和することができる。その結果、省エネルギーを実現することができる。
<第2実施形態>
次に、図5を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2実施形態に係る空調システムの床下空間における概略構成を説明する平面図である。図5において、符号200は空調システムを示している。
空調システム200は、図5に示すように、例えば、空気調和装置110と、第1サーキュレータ121と、第2サーキュレータ122と、4枚の整流板(整流手段)231、232、233、234とを備えている。
整流板(整流手段)231、232、233、234は、例えば、それぞれ一方の面を床下空間10Sの中央部に対向させるとともに、他方の面を床下空間10Sのコーナ部に向かわせて、整流板231と整流板233、整流板232と整流板234がそれぞれ床下空間10Sの中央部を挟んで配置されている。
その結果、第2サーキュレータ122によって形成された空気吹出口110Aから離間する方向に向かう空気G122は、立上り壁部21の内壁面に沿って循環されやすくなり、床下空間10Sの広い範囲にわたって循環するとともに床下空間10Sのコーナ部に空気が停滞するのを抑制する用に構成されている。
その他は、第1実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
第2実施形態に係る空調システム200によれば、整流板231、232、233、234を備えているので、床下空間10Sの内壁面に沿って循環空気G1を移動させることができる。
その結果、床下空間10Sの内壁面近傍における空気の停滞を抑制して、床下空間10Sの広い範囲で空調空気G1を効率的に循環することができる。
<第3実施形態>
次に、図6を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る空調システムの床下空間における概略構成を説明する平面図である。図6において、符号300は空調システムを示している。
空調システム200は、図6に示すように、例えば、例えば、3基(複数)の空調装置(空気調和装置)310、311、312と、第1サーキュレータ121と、第2サーキュレータ122と、4枚の整流板(整流手段)231、232、233、234とを備えている。
そのほかは、第1実施形態及び第2実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
空調装置310は、第1実施形態における空調装置110と同様とされ、立上り壁部21に沿って配置されている。
そして、空調装置310は、吹出口310Aから空調空気G0を吹き出すように構成されている。
空調装置311は、床下空間10Sの中央部近傍における底盤部11に配置されている。そして、空調装置311は、吹出口311Aから空調装置310とは反対側に向かって空調空気G0を吹き出すように構成されている。
空調装置312は、床下空間10Sにおける第1サーキュレータ121と近接するコーナ部近傍に配置されている。
そして、空調装置312は、吹出口312Aから第1サーキュレータ121側に空調空気G0を吹き出すように構成されている。
第3実施形態に係る空調システム300によれば、空調装置311を備えているので、整流板(整流手段)231、232、233、234で挟まれる床下空間10Sの中央部近傍で空気が停滞するのを抑制することができる。
また、空調装置312を、床下空間10Sにおいて湿度が高くなりやすい領域や低温になりやすい領域に配置することにより、床下空間10Sにおける全体のバランスを向上させることができる。
<第4実施形態>
次に、図7を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。
図7は、本発明の第4実施形態に係る空調システムにおける整流板の概略構成を説明する斜視図である。
第4実施形態では、図7に示すように、コラム基礎12の外周に沿って整流板430を設置する構成とされている。
この実施形態において、整流板430は、例えば、コラム基礎12において、平面視して中心角度θ=90°離れた位置におけるそれぞれの接線を延伸する方向に形成されている。
第4実施形態によれば、コラム基礎12によって整流板430を安定して保持することができる。
また、第4実施形態によれば、整流板430がコラム基礎12に取付けられているので、整流板430の設置スペースを小さくすることができる。
また、第4実施形態によれば、それぞれのコラム基礎12の周囲の循環空気の流れに対応させて、それぞれの整流板430の向きを適切に調整することにより、コラム基礎12の周囲における空気抵抗を低減して空調空気の流れをスムースにすることができる。その結果、床下空間における空気循環を効率的に向上させることができる。
なお、本発明は、上記実施形態 に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施形態 においては、空調システム100、200、300が第1サーキュレータ121と第2サーキュレータ122とを備える場合について説明したが、第1サーキュレータ121、第2サーキュレータ122のいずれも備えない構成としてもよいし、第1サーキュレータ121と第2サーキュレータ122のいずれか一方のみを備える構成としてもよい。
また、第1サーキュレータ121、第2サーキュレータ122に加えて、他のサーキュレータを備える構成としてもよい。
また、第1サーキュレータ121、第2サーキュレータ122の配置、数については任意に設定することができる。
また、上記実施形態 においては、空調システム200、300が、整流板231、232、233、234を備えている場合について説明したが、整流板を備えるかどうか、整流板を配置する場合における整流板の数、配置する位置、整流板の形状等については任意に設定することができる。
また、上記実施形態 においては、戸建建築物10が2階建てである場合について説明したが、1階建てや3階建て以上の戸建建築物に適用してもよい。
また、上記実施形態 においては、コラム基礎(柱状基礎構造体)12が、平面視円形状に形成されている場合について説明したが、例えば、平面視三角形、四角形又はそれ以上の辺を有する多角形状(正多角形、不等辺多角形を含む)のコラム基礎を用いてもよい。
また、上記実施形態 においては、1階室内空間11Rが流通孔10Hを介して床下空間10と流通し、2階室内空間12Rが躯体内空間20S及び流通孔12Hを介して床下空間10Sと流通する場合について説明したが、1階室内空間11R、2階室内空間12R、躯体内空間20S、床下空間10Sをどのように流通させるか任意に設定可能であり、これらを流通させない構成としてもよい。
また、上記実施形態 においては、空調装置110が暖気を吹き出して暖房に供される場合について説明したが、空調システム100、200、300を冷房や除湿に適用してもよい。
この発明に係る空調システムによれば、空気吹出口から吹き出された空調空気を床下空間で効率的に循環して空気調和することができるので産業上利用可能である。
G0 空調空気
G1 循環空気
G121 空気吹出口に向かう空気
G122 空気吹出口から離間する方向に向かう空気
10 戸建建築物
11 底盤部
12 コラム基礎(柱状基礎構造体)
13 土台
14 大引
21 立上り壁部
22 断熱壁部
23 建築外壁部
24 建築内壁部
30 1階床板部(床部)
31 1階天板部
32 2階底板部
10S 床下空間
11R 1階室内空間
12R 2階室内空間
20S 躯体内空間
100、200、300 空調システム
110、310、311、312、 空気調和装置
110A、310A、311A、312A 空気吹出口
121 第1サーキュレータ
122 第2サーキュレータ
231、232、233、234、430 整流板(整流手段)

Claims (6)

  1. 戸建建築物の周囲に立設された立上り壁部と、
    前記立上り壁部に設けられ外部との熱伝導を抑制する基礎断熱部と、
    前記立上り壁部で囲まれたエリアに設けられた底盤部と、
    前記底盤部に立設され前記戸建建築物の大引を支持する複数の柱状基礎構造体と、
    前記立上り壁部と床部で囲まれたエリアの床下空間に、空気吹出口を通じて空調空気を吹き出す空気調和装置と、
    を備え、
    前記床部を含めた内部空間が外部空間に対して密閉された戸建建築物の床下を空気調和する空調システムであって、
    前記柱状基礎構造体は、
    隣接する柱状基礎構造体同士の大引長手方向における間隔は2m以下とされ、かつ大引下における開放している割合が50%以上90%以下となるように配置されていることを特徴とする空調システム。
  2. 請求項1に記載の空調システムであって、
    前記空気吹出口に向かって空気を移送する第1サーキュレータを備えていることを特徴とする空調システム。
  3. 請求項1又は2に記載の空調システムであって、
    前記空気吹出口から離間する方向に空気を移送する第2サーキュレータを備えていることを特徴とする空調システム。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の空調システムであって、
    前記立上り壁部で囲まれたエリアにおける空気の流れを前記立上り壁部に沿って移動させるための整流手段を備えていることを特徴とする空調システム。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の空調システムであって、
    前記床下空間と躯体内空間とが連通して構成されていることを特徴とする空調システム。
  6. 請求項5に記載の空調システムであって、
    前記戸建建築物のいずれかの室内空間は、直接に又は前記躯体内空間を介して前記床下空間と連通していることを特徴とする空調システム。
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