JP2021162228A - 湿度環境改善装置およびそれを用いた建物 - Google Patents

Abstract

【課題】天井裏の湿度環境を改善することが可能な湿度環境改善装置およびそれを用いた建物を提供すること。
【解決手段】湿度環境改善装置（１）は、空調された空気を含む空調空間（１１）と、空調空間の天井裏に位置する天井裏空間（１２）と、空調空間から天井裏空間内へ空調空気を放出する排気口（２１）と、天井裏空間に配置され、一端が屋外に露出し、他端が空調空間に露出する外気取入流路（２２）と、天井裏空間に配置され、一端が天井裏空間に露出し、他端が屋外に露出する空調空気排出流路（２５）と、天井裏空間に配置され、外気取入流路と空気排出流路との間で、外気取入流路を通る空気と、空調空気排出流路を通る空気とを熱交換する熱交換機（２８）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、湿度環境改善装置およびそれを用いた建物に関する。

従来から、建物の換気システムとしては様々な方法が挙げられるが、その中でも、一般的な住宅では、ファンなどの機械で給気および排気を行う第１種換気という技術が知られている。

たとえば特開２００９−１６８３１６号公報（特許文献１）および特開２００９−２８１１１６号公報（特許文献２）には、天井裏に熱交換ボックスが設けられ、屋外からダクトを通して吸気された外気と屋内からダクトを通して還気された空気とを熱交換し、それぞれダクトを通して屋内と屋外に送り込まれることが開示されている。

特開２００９−１６８３１６号公報 特開２００９−２８１１１６号公報

特許文献１の換気構造は、天井裏に熱交換ボックスが設けられ、室内環境の改善を行っているものの、天井裏の湿度環境については改善の余地がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、天井裏の湿度環境を改善することが可能な湿度環境改善装置およびそれを用いた建物を提供することである。

本発明の一態様に係る湿度環境改善装置は、空調された空気を含む空調空間と、空調空間の天井裏に位置する天井裏空間と、空調空間から天井裏空間内へ空調空気を放出する排気口と、天井裏空間に配置され、一端が屋外に露出し、他端が空調空間に露出する外気取入流路と、天井裏空間に配置され、一端が天井裏空間に露出し、他端が屋外に露出する空調空気排出流路と、天井裏空間に配置され、外気取入流路と空気排出流路との間で、外気取入流路を通る空気と、空調空気排出流路を通る空気とを熱交換する熱交換機とを備える。

好ましくは、空調空間は、窓と、窓に沿う窓際空間を他の空間と仕切る仕切り部材とを含み、排気口は、窓に隣接する天井に設けられている。

好ましくは、仕切り部材は、その下端縁が上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材である。

本発明の一態様に係る他の湿度環境改善装置は、空調された空気を含む空調空間と、空調空間の天井裏に位置する天井裏空間と、天井裏空間に配置され、一端が屋外に露出し、他端が空調空間に露出する外気取入流路と、天井裏空間に配置され、一端が空調空間に露出し、他端が天井裏空間に露出する空調空気排出流路と、天井裏空間に配置され、外気取入流路と空調空気排出流路との間で、外気取入流路を通る空気と、空調空気排出流路を通る空気とを熱交換する熱交換機とを備える。

本発明の一態様に係る建物は、複数人が居住する建物において、複数人が共用して利用する共用領域と、複数人それぞれが個別に利用する複数の個別居室領域とを備え、共用領域は、上述の空調空間と、天井裏空間と、外気取入流路と、空調空気排出流路と、熱交換機とを有する湿度環境改善装置を含み、個別居室領域は、空調された空気を含む個別空調空間と、個別空調空間の天井裏に位置する個別天井裏空間と、個別空調空間から個別天井裏空間へ空調された空気を放出する個別排気口と、個別天井裏空間の空気を屋外へ強制排気する強制排気手段とを含む。

好ましくは、共用領域と個別居室領域との間には、廊下領域が設けられており、共用領域の天井裏空間の空気は、パスダクトを介して廊下領域に放出され、廊下領域の空気は、自然給気によって個別空調空間へ送られる。

本発明の湿度環境改善装置およびそれを用いた建物によれば、天井裏の湿度環境を改善することができる。

本発明の実施の形態１に係る湿度環境改善装置を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る湿度環境改善装置を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る湿度環境改善装置を用いた建物を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
まず、図１を参照して、本実施の形態１に係る湿度環境改善装置１について説明する。湿度環境改善装置１は、たとえば一戸建ての住宅、集合住宅、ホテル、老健施設、病院などの建物に適用される。居室には、空調された空気を含む空調空間１１と、空調空間１１の天井裏に位置する天井裏空間１２とが設けられる。

空調空間１１は、除湿された空気（空調空気）が分散する空間であり、かつ、外壁および間仕切り壁などによって区画された領域である。空調空気は、空調機２０によって除湿されたものであってもよいし、他の領域で除湿された空気がダクトなどによって送り込まれたものであってもよい。

空調空間１１は、外壁１３と間仕切り壁１５と天井１６と床１７とによって区切られた空間である。天井１６には、空調空間１１の空気を除湿する空調機２０が設けられる。空調機２０は、少なくとも除湿機能を備えていればよく、冷房、暖房、送風などの機能を備えていてもよい。

空調空間１１は、外壁１３の開口部に窓１４が設けられてもよい。窓１４は、たとえば窓枠と、窓枠に取り付けられたガラスとを含む。ガラスは透明であり、日射を取り込むことができる。

図１を参照して、湿度環境改善装置１は、排気口２１と、外気取入流路２２と、空調空気排出流路２５と、熱交換機２８とを備える。排気口２１は、空調空間１１から天井裏空間１２内へ空調空気を放出する。排気口２１は、天井１６に設けられる。排気口２１は、典型的には天井ガラリであるが、空気流動機構としての排気ファンが設けられていてもよい。排気口２１は、窓１４の近傍に設けられていることが好ましい。

外気取入流路２２は、熱交換機２８を通過する。外気取入流路２２は、天井裏空間１２に配置される。外気取入流路２２は、一端および他端を有する長尺状の空気流路であり、具体的にはダクトである。外気取入流路２２の一端は吸気口２３であり、吸気口２３は屋外に露出する。外気取入流路２２の他端は吹出し口２４であり、吹出し口２４は空調空間１１に露出する。

空調空気排出流路２５は、外気取入流路２２と同様に熱交換機２８を通過する。空調空気排出流路２５は、天井裏空間１２に配置される。空調空気排出流路２５は、外気取入流路２２と同様に一端および他端を有する長尺状の空気流路であり、具体的にはダクトである。空調空気排出流路２５の一端は吸気口２６であり、吸気口２６は天井裏空間１２に露出する。空調空気排出流路２５の他端は吹出し口２７であり、吹出し口２７は屋外に露出する。吸気口２６は、排気口２１と一定間隔以上離れていることが好ましい。排気口２１から放出された空調空気を天井裏空間１２に均等に分散させるためである。

熱交換機２８は、天井裏空間１２に配置される。熱交換機２８は、典型的には全熱交換機であり、潜熱および顕熱を交換する。熱交換機２８は、外気取入流路２２と空調空気排出流路２５との間で、外気取入流路２２を通る空気と、空調空気排出流路２５を通る空気とを熱交換する。

夏期の場合では、熱交換機２８では、屋外から吸気された外気取入流路２２の高温多湿の空気（たとえば、温度３０℃、湿度８０％）と、天井裏空間１２から吸気された空調空気排出流路２５の低温低湿の空気（たとえば、温度２８℃、湿度７０％）とが熱交換されるため、空調空間１１への吹出し口２４からは、熱交換後の低温低湿の空気（たとえば、温度２９℃、湿度７５％）が排気される。さらに、空調空間１１では、熱交換した外気よりも低温低湿の空気をさらに空調機２０で冷房および除湿して低温低湿の空気（たとえば、温度２６℃、湿度６０％）にし、その空気を排気口２１から天井裏空間１２に放出している。

従来の熱交換機は、通常屋内の空気を天井裏を介さずに排気するため、居室と天井裏と屋外との温度差が大きく、居室を除湿したとしても、天井裏では結露が発生するという問題があった。

これに対し、本実施の形態では、空調空間１１では空調機２０で冷房および除湿を行い、その除湿した空調空気を排気口２１から天井裏空間１２に放出している。そのため、空調空間１１で空調された空調空気が天井裏空間１２に分散するため、天井裏空間１２の空気の温度と湿度を屋外と空調空間１１の中間とすることができ、空調空間１１と天井裏空間１２との温度差および湿度差を小さくすることができる。これにより、天井裏空間１２での結露を防ぐことができ、結果として天井裏空間１２の湿度環境を改善することができる。また、既存の熱交換機の施工を若干変えるだけで済むため、特殊な施工が不要であり、施工が容易となる。

（実施の形態２）
図２を参照して、本実施の形態２に係る湿度環境改善装置１について説明する。上記実施の形態１の湿度環境改善装置１と本実施の形態２の湿度環境改善装置１Ａとの相違点は、窓１４近傍の構造と排気口２１Ａである。上記実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を繰り返さない。

本実施の形態２に係る空調空間１１は、上述した窓１４に加えて、仕切り部材１８Ａを含む。仕切り部材１８Ａは、窓１４に沿う窓際空間１９Ａを他の空間と仕切る部材である。仕切り部材１８Ａは、その下端縁が上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材である。つまり、仕切り部材１８Ａは、下方から開口するように構成されている。このため、仕切り部材１８Ａは、下方からの開口面積（開口度合）を任意に調整することができる。窓際空間１９Ａは、窓１４と仕切り部材１８Ａとに囲まれる空間である。

仕切り部材１８Ａは、たとえばブラインド、グラデーションブラインド、ロールスクリーン、プリーツスクリーン、カーテンなどを用いることができる。仕切り部材１８Ａは、日射を遮蔽する材質であることが好ましく、日射反射率の高い材質であることがより好ましい。

排気口２１Ａは、窓１４に隣接する天井１６に設けられている。排気口２１Ａは、天井裏空間１２に空調空気を放出する。本実施の形態では、排気口２１Ａは、窓際空間１９Ａの直上に設けられる。

この排気口２１Ａには、気流を安定させる機構としての排気チャンバーが設けられてもよい。日射熱により窓際空間１９Ａの空気が窓際空間１９Ａ以外（仕切り部材１８Ａよりも屋内側）の空気よりも高温になると、煙突効果により排気口２１Ａに向けて窓際空間１９Ａ内を空気が移動する。排気チャンバーは、このような煙突効果によって排気口２１Ａに到達した空気を安定させた状態で天井裏空間１２に送り込むことができる。また、排気口２１Ａには、空気流動機構としてのファンが設けられていてもよい。

特に夏期では、窓際空間１９Ａは、仕切り部材１８Ａの屋内側よりも環境が悪く、高温かつ低湿である。そのため、窓際空間１９Ａに分散している空気は煙突効果により上昇し、図２の矢印Ａに示すように、仕切り部材１８Ａの屋内側の空気が窓際空間１９Ａに供給され、窓際空間１９Ａを上昇した空気が排気口２１Ａから天井裏空間１２に排出される。このように、窓際空間１９Ａの高温低湿な空気を、排気口２１Ａを介して天井裏空間１２に送り出すことができるので、窓際空間１９Ａの熱負荷を低減することができるとともに、天井裏を低湿にすることができる。これにより、天井裏空間１２での結露を防ぐことができ、結果として天井裏空間１２の湿度環境を改善することができる。

（実施の形態３）
図３を参照して、本実施の形態３に係る湿度環境改善装置１Ｂについて説明する。実施の形態３の湿度環境改善装置１Ｂは、建物１００に用いられる。実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して説明を繰り返さない。

建物１００は、複数人が居住する設備であり、たとえば集合住宅、ホテル、老健施設、病院などである。建物１００は、共用領域１Ｂと、複数の個別居室領域５と、共用領域１Ｂと個別居室領域５との間に設けられる廊下領域３とを備える。共用領域１Ｂは、複数人が共用して利用する領域であり、たとえば談話室、会議室など複数人が一時的に利用する居室である。個別居室領域５は、複数人それぞれが個別に利用する領域であり、たとえば寝室などプライベートな空間であり、各個人が長時間滞在する居室などである。

共用領域１Ｂ、個別居室領域５および廊下領域３には、空調空間と天井裏空間とがそれぞれ設けられている。以下の説明において、個別居室領域５の空調空間を個別空調空間５１といい、その天井裏空間を個別天井裏空間５２といい、廊下領域３の空調空間を廊下空調空間３１といい、その天井裏空間を廊下天井裏空間３２という。

共用領域１Ｂは、本実施の形態の湿度環境改善装置を含む。本実施の形態の湿度環境改善装置と上述した実施の形態１の湿度環境改善装置１とは、空調空気排出流路２５において異なる。具体的には、実施の形態１の空調空気排出流路２５の吸気口２６は天井裏空間１２に露出していたが、本実施の形態の空調空気排出流路２５Ｂの吸気口２６Ｂは、空調空間１１に露出している。さらに、実施の形態１の空調空気排出流路２５の吹出し口２７は、屋外に露出していたが、本実施の形態の空調空気排出流路２５Ｂの吹出し口２７Ｂは、天井裏空間１２に露出している。吹出し口２７Ｂは、廊下天井裏空間３２近傍に設けられることが好ましい。これにより、熱交換機２８で熱交換した空気を廊下領域３に効率よく送り込むことができる。なお、本実施の形態では、実施の形態１で設けられた排気口２１は設けられていなくてもよい。

共用領域１Ｂの天井裏空間１２と廊下天井裏空間３２とは、第１仕切り壁３３によって仕切られていてもよい。このような場合、廊下天井裏空間３２には、パスダクト４１が設けられる。

パスダクト４１は、一端および他端を有する長尺状の空気流路であり、具体的にはダクトである。パスダクト４１の一端は吸気口４２であり、吸気口４２は第１仕切り壁３３を貫通し、共用領域１Ｂの天井裏空間１２に露出する。パスダクト４１の他端は吹出し口４３であり、吹出し口４３は天井１６を貫通し、廊下空調空間３１に露出する。共用領域１Ｂの空調空間１１と廊下空調空間３１との間に設けられる間仕切り壁１５は、たとえば開閉可能なドアなどであってもよい。なお、廊下空調空間３１の天井１６には、廊下空調空間３１の空気を除湿する空調機４０が設けられていてもよい。

廊下天井裏空間３２と個別天井裏空間５２とは、第２仕切り壁５３によって仕切られていてもよい。廊下空調空間３１と個別空調空間５１との間には、たとえばドア部５４が設けられていてもよい。ドア部５４の下端と床１７との間には、隙間５５が設けられている。この隙間５５を介して、廊下空調空間３１の空気が個別空調空間５１および個別天井裏空間５２へ自然給気される。自然給気とは、直接的に機械を用いずに空気を他の空間に供給することであり、間接的に機械を用いること（たとえば、他の領域で機械を用いて吸気すること）は含まれる。また、パスダクト４１の吹出し口４３と隙間５５とは、間隔をあけて配置されることが好ましく、より具体的には対角線に設けられるなど、比較的遠い位置に配置されることが好ましい。

個別居室領域５には、個別排気口６１と、強制排気手段６２とが設けられる。個別排気口６１は、個別空調空間５１から個別天井裏空間５２へ空調された空気を放出する。強制排気手段６２は、個別天井裏空間５２の空気を屋外へ強制排気する。強制排気手段６２は、たとえば換気扇、排気ファンなど機械的に空気を排気する手段である。強制排気手段６２は、個別空調空間５１に露出する第１吸気口６３と、個別天井裏空間５２に露出する第２吸気口６４と、屋外に露出する吹出し口６５とを含む。隙間５５と第１吸気口６３は、間隔をあけて配置されることが好ましく、より具体的には比較的遠い位置に配置されることが好ましい。

なお、第１吸気口６３および第２吸気口６４は、少なくとも一方が設けられていればよいが、第２吸気口６４が設けられていれば、個別天井裏空間５２に空調空気を送り込むことができる。また、個別空調空間５１の天井１６には、個別空調空間５１の空気を除湿する空調機６０が設けられていてもよい。

次に、本実施の形態の建物１００内の空気の流れについて説明する。

共用領域１Ｂの空調空間１１の空調空気は、熱交換機２８で熱交換された空気が空調空気排出流路２５Ｂの吹出し口２７Ｂから天井裏空間１２に放出される。共用領域１Ｂの天井裏空間１２の空気は、パスダクト４１を介して廊下空調空間３１に放出される。さらに、個別居室領域５の個別天井裏空間５２には、強制排気手段６２が設けられているため、廊下空調空間３１の空気は、図３の矢印Ｂで示すように、ドア部５４の隙間５５を通って、自然給気によって個別空調空間５１へ送られる。このように、共用領域１Ｂで熱交換された空気を廊下空調空間３１、個別空調空間５１および個別天井裏空間５２で有効活用することができる。

一般的に熱交換機２８は、建物１００の中でも比較的広い領域を占める共用領域１Ｂの天井裏空間１２に配置され、各個別居室領域５には配置されないことが多く、熱交換機２８で熱交換した空気を共用領域１Ｂでしか利用できなかった。これに対し、本実施の形態では、従来のように熱交換機２８を共用領域１Ｂの天井裏空間１２に配置しながらも、熱交換機２８で熱交換した空気を天井裏空間１２に放出することで、廊下空調空間３１、個別空調空間５１および個別天井裏空間５２でも有効活用することが可能となる。

なお、本実施の形態３では、すべての空間１Ｂ，３，５に空調機２０，４０，６０が設けられたが、少なくとも空調機２０，６０が設けられていればよい。

また、本実施の形態３の建物１００では、共用領域１Ｂと個別居室領域５との間に廊下領域３が設けられたが、共用領域１Ｂと個別居室領域５が隣り合っていてもよい。また、共用領域１Ｂと個別居室領域５との間に設けられるのは、廊下領域３に限定されず、たとえば収納スペースなどの廊下以外の非居室などであってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 湿度環境改善装置、１Ｂ 共用領域（湿度環境改善装置）、３ 廊下領域、５ 個別居室領域、１１ 空調空間、１２ 天井裏空間、１４ 窓、１５ 間仕切り壁，１８Ａ 仕切り部材，１９Ａ 窓際空間，２０，４０，６０ 空調機，２２ 外気取入流路，２５，２５Ｂ 空調空気排出流路，２８ 熱交換機、４１ パスダクト、５１ 個別空調空間、５２ 個別天井裏空間、５４ ドア部、５５ 隙間、６２ 強制排気手段、１００ 建物。

Claims (6)

1. 空調された空気を含む空調空間と、
   前記空調空間の天井裏に位置する天井裏空間と、
   前記空調空間から前記天井裏空間内へ空調空気を放出する排気口と、
   前記天井裏空間に配置され、一端が屋外に露出し、他端が前記空調空間に露出する外気取入流路と、
   前記天井裏空間に配置され、一端が前記天井裏空間に露出し、他端が屋外に露出する空調空気排出流路と、
   前記天井裏空間に配置され、前記外気取入流路と前記空調空気排出流路との間で、前記外気取入流路を通る空気と、前記空調空気排出流路を通る空気とを熱交換する熱交換機とを備える、湿度環境改善装置。
2. 前記空調空間は、窓と、前記窓に沿う窓際空間を他の空間と仕切る仕切り部材とを含み、
   前記排気口は、前記窓に隣接する天井に設けられている、請求項１に記載の湿度環境改善装置。
3. 前記仕切り部材は、その下端縁が上下方向に変位可能なように設けられた窓遮蔽部材である、請求項２に記載の湿度環境改善装置。
4. 空調された空気を含む空調空間と、
   前記空調空間の天井裏に位置する天井裏空間と、
   前記天井裏空間に配置され、一端が屋外に露出し、他端が前記空調空間に露出する外気取入流路と、
   前記天井裏空間に配置され、一端が前記空調空間に露出し、他端が前記天井裏空間に露出する空調空気排出流路と、
   前記天井裏空間に配置され、前記外気取入流路と前記空調空気排出流路との間で、前記外気取入流路を通る空気と、前記空調空気排出流路を通る空気とを熱交換する熱交換機とを備える、湿度環境改善装置。
5. 複数人が居住する建物において、
   複数人が共用して利用する共用領域と、
   複数人それぞれが個別に利用する複数の個別居室領域とを備え、
   前記共用領域は、請求項４に記載の前記空調空間と、前記天井裏空間と、前記外気取入流路と、前記空調空気排出流路と、前記熱交換機とを有する湿度環境改善装置を含み、
   前記個別居室領域は、空調された空気を含む個別空調空間と、前記個別空調空間の天井裏に位置する個別天井裏空間と、前記個別空調空間から前記個別天井裏空間へ空調された空気を放出する個別排気口と、前記個別天井裏空間の空気を屋外へ強制排気する強制排気手段とを含む、建物。
6. 前記共用領域と前記個別居室領域との間には、廊下領域が設けられており、
   前記共用領域の天井裏空間の空気は、パスダクトを介して前記廊下領域に放出され、
   前記廊下領域の空気は、自然給気によって前記個別空調空間へ送られる、請求項５に記載の建物。

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