JP2678001B2 - 家 屋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエアサイクル家屋の全空気を１つの閉塞空間
に構成し、この空間にさらにエアサイクルの補助機能と
新鮮な空気を熱交換した状態で供給し、また床下空間の
土間を土間暖房構造とすることにより、外気条件に左右
されずに安全、衛生的にエアサイクルを行うことのでき
る家屋に関するものである。

〔従来の技術〕

この種構造の家屋は自然通風のみでエアサイクルを行
うもの、もしくはこの構造に強制循環装置を１個介在さ
せるかのいずれかであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従前の構成のエアサイクル家屋では冬
期のように、ある限られた部屋しか暖房されない場合、
家屋全体のエアサイクルは行われなかった。これは家屋
の一部屋だけでは家屋の一内壁面と天井、および廊下側
の障子などが加湿等され、この部分の内部空間のみが温
度上昇するだけであり、家屋全体のエアサイクルを生起
する原動力となり得ず、上昇した温度がその壁面のある
高さまでいくと他の冷たい空気によって低下せしめられ
てその位置で結露水となる欠点があった。勿論、ストー
ブ等は床上にあるため、この近傍のエアサイクル空間は
床下空間からの低温と高湿度で加湿された空気との接触
によって直ちに結露し、土台の腐食、断熱材（グラスウ
ールのヌレ雑巾化）を促進する欠点があった。さらに、
天井から透過した温湿度の熱気は小屋裏の野地板近傍の
冷気と接触し、除湿による熱交換が行われず結露水を野
地板、屋根構造材に付着せしめる不利があった。さらに
全空間を閉塞空間とした際は新鮮な空気の取り込み構成
がなされていないし、エアサイクル空間にエアを全面的
に分散される構造ともなっていなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような欠点を除去するため、床下空間の
土間を土間暖房構造とし、また小屋裏空間、あるいは床
下空間には熱交換器を配して、熱損失が少なく、また新
鮮空気の供給により安全な居住環境とすると共に、夏
期、冬期を通じて家屋内の湿気を外部へ放出することに
より、結露の発生を阻止し、耐久性を向上させ、特に冬
期では熱損失を最小にして換気を行うことのできる家屋
を提案するものである。

〔実施例〕

以下に図面を用いて本発明に係る家屋について詳細に
説明する。第１図（ａ）、（ｂ）は上記家屋Ａの代表的
な一実施例を示す説明図であり、１は小屋裏空間、２は
居住空間、３は床下空間、４は通気空間、５は屋根断熱
層、６は外壁断熱層、７は熱交換器、８はダクト、９は
ファン、12は床下換気口、13は小屋裏換気口である。す
なわち、小屋裏空間１、居住空間２、床下空間３、通気
空間４は家屋Ａの内部の空間であり、それぞれ天井14、
内壁15、床16によって区切られた空間で、小屋裏空間１
は後述するように熱交換器７を経て吸気された外気を既
存の暖かい空気と撹拌、混合するためのエアーダム的機
能、および熱交換器７による吸排気と、ダクト８、ファ
ン９による家屋Ａ内部の空気の強制循環とを同調するこ
となく各々独立して働かせ、熱損失を最小限に押さえる
のに役立つものである。また居住空間２は居住者が日常
生活を営む空間、床下空間３は床16より下部の空間で、
後述する土間暖房部17により空気を加温する空間であ
る。屋根断熱層５、外壁断熱層６は少なくとも家屋Ａの
内部と外部の熱の出入を遮断するものであり、副次的に
防音性、気密性、防火性をも有するものである。さらに
説明すると、屋根断熱層５、外壁断熱層６はそれぞれボ
ード状、マット状、シート状のもの、あるいは屋根材、
外壁材と一体になっているもの等である。前者の例とし
ては、ポリスチレンボード、ポリウレタンボード、ポリ
イソシアヌレートフォームボード、シージングボード、
シージングインシュレーションボード、木片セメント
板、木毛セメント板、グラスウールマット等、もしくは
これらの複合板等であり、これらの表面に金属製屋根
材、瓦等を配することによって屋根を、また金属系パネ
ル、タイル、窯業系パネル、ALC板、モルタル等を配す
ることにより外壁を形成するものである。また後者の例
としては、表面材と断熱芯材および必要に応じて裏面材
とを一体に形成したパネル、ALC外装パネル、木片セメ
ントパネル、木毛セメントパネル等で、これらを主柱、
間柱等の躯体上に配することによって外壁断熱層６、屋
根断熱層５をも形成するものである。７は熱交換器で小
屋裏空間１、あるいは図示しないが床下空間３に配設
し、家屋Ａ内の空気と新鮮な外気とを熱交換を行って吸
排気するものである。さらに説明すると、熱交換器７
は、例えば第３図（ａ）〜（ｃ）に示すように内気はパ
イプ7a内を通過させ、外気はパイプ7aの回りの空間7bを
通過させるようにしたものであり、その径、長さは適宜
目的に応じて設定したものである。なお、熱交換器７に
よって行われる外気の吸気と内気の排気は妻換気口、あ
るいは床下換気口12に熱交換器７を直結することで行わ
れる。また熱交換器７は小屋裏空間１、床下空間３のど
ちらにも配することができるが、新鮮な外気を小屋裏空
間１に放出し、また、小屋裏空間１内に内気を外部へ放
出するように配することが好ましいものである。これ
は、家屋Ａ内の湿気は小屋裏空間１内に溜りやすいため
であり、この湿気を外部に放出することにより結露発生
を防止するためである。８はダクトで小屋裏空間１と床
下空間３とを連通化するものであり、少なくとも１ケ所
にファン９を介在させたものである。このダクト８は小
屋裏空間１内の暖かい空気、熱交換器７によって取り入
れられた新鮮な外気を強制的にファン９によって床下空
間３に送るものであり、小屋裏空間１と床下空間３の湿
度差を解消することにより、居住空間２の温度差をなく
し、居住性を向上するためのものである。また10は吸気
ダクトでダクト８の小屋裏空間１側先端部に連結し、小
屋裏空間１内の空気を集めるものであり、必要に応じて
設けるものである。この吸気ダクト10は、例えば第４図
に示すように、外周にスリット10aを穿設したものを１
本、あるいは複数本を配設し、スリット10aより空気を
吸気するように形成したものである。また、11は分散ダ
クトでダクト８の床下空間３側先端に、必要に応じて設
けるものであり、小屋裏空間１からダクト８を介して送
られてきた空気を床下空間３内に一様に分散させ、温度
の均一化を図るのに有効なものである。その形状は、例
えば第５図に示すように金属、プラスチックからなるパ
イプをアンテナ状に形成し、それぞれに四角形状、長円
形状、円形状等のスリット11aを有するもの、あるいは
連通組織からなる空隙を有する素材、例えばグラスファ
イバー、プラスチックファイバー、鉱物繊維、金属繊維
等の繊維質材料、連続気泡組織のポリウレタンフォー
ム、ポリウレアフォーム等の合成樹脂発泡体、多孔質セ
ラミック等を断熱リング状、四角形状、三角形状、多角
形状等のパイプ状に形成したものを第６図（ａ）、
（ｂ）に示すように配したもの等である。この分散ダク
ト11から放出された空気は、ファン９による圧力のた
め、居住空間２、あるいは通気空間４を通って小屋裏空
間１に抜けるものである。床下換気口12は、蓋装置12a
を内蔵したものであり、夏期において蓋装置12aを開放
にし、外気を床下空間３内に取り入れ、また、冬期は蓋
装置12aを閉塞して床下空間３を密封するものである。
なお、図示するように床下換気口12を床下換気扇12b、
弁装置12cを介して分散ダクト11に連結し、夏期に外気
をコンクリート層19上に分散させて供給することによ
り、外気を床下空間３の全面に供給すると、より放熱効
果を得ることができる。また13は小屋裏換気口で小屋裏
換気扇13aを有して小屋裏空間１に少なくとも１個以上
設けたものであり、夏期において家屋Ａ内の熱、湿気を
放出するものである。17は土間暖房部で床下空間３内を
加温するものであり、床16、内壁15を介して居住空間２
を暖房するためのものである。この土間暖房部17は第７
図に示すように断熱層18、コンクリート層19、温水パイ
プ20から構成されたものである。さらに説明を加える
と、断熱層18は、例えばポリスチレンフォーム、ポリウ
レタンフォーム、フェノールフォーム等の硬質プラスチ
ックフォームで独立気泡発泡組織で密度が30〜100kg/m³
程度の圧縮強度のあるもの、あるいはALC板、木片セメ
ント板、木毛セメント板等の少なくとも一種からなり、
厚さが10〜100mm程度のものである。この断熱層18は温
水パイプ20内に温水を通水して土間暖房を行う場合、こ
の熱が地面に放出するのを阻止するためのものである。
またコンクリート層19は主に蓄熱層、熱分散層、および
温水パイプ20の破壊防止層として機能するものであり、
便宜上補強ベースコンクリート層19aと土間コンクリー
ト層19bとに分けられる。補強ベースコンクリート層19a
は主に温水パイプ20を配管する際の土台として機能する
ものであり、コンクリートの打込、あるいはPC板を用い
て形成することも可能である。土間コンクリート層19b
は、補強ベースコンクリート層19a上に配管した温水パ
イプ20を埋設するものであり、蓄熱層、温水パイプ補強
層、防水、防湿層として機能するものである。また、温
水パイプ20は、例えば第８図（ａ）、（ｂ）に示すよう
に配管するものであり、熱源21から補強ベースコンクリ
ート層19a上の出入口までは、断熱材20aで被覆すること
が好ましいものである。この温水パイプ20は、銅管、プ
ラスチック管等からなり、内部に不凍液、熱媒体ガス等
を通すことにより、土間暖房を行うものである。さら
に、床下空間３に配設した断熱層18を基礎αに接するよ
うに垂直に立ち上げて配設した基礎断熱層18aを形成し
たものである。この基礎断熱層18aは外壁断熱層６と共
に、断熱の弱点部となる基礎αを両側から挟持して２重
の断熱層を形成することにより、断熱性能を大幅に向上
させるものである。

ここで家屋Ａ内の空気の流れについて第１図（ａ）、
（ｂ）、第２図（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。まず
冬期においては、第１図（ａ）に示すように、床下換気
口12の蓋装置12aを閉塞し、また小屋裏換気口13の小屋
裏換気扇13aを止め、家屋Ａ内を閉塞空間にする。そこ
で第２図（ａ）に示すように外部Ｂの空気は熱交換器７
を介して小屋裏空間１に入り、既存の小屋裏空間１内の
空気と混合する。これは熱交換器７を介して外気を取り
入れても100％熱交換が行われるものではなく、小屋裏
空間１内をすべて換気すると大幅な熱損失に撃り、暖房
のためのエネルギーコストが増加するため、必要量の空
気のみを取り入れることにより、熱損失を最小限に押さ
えることができる。小屋裏空間１内の空気は吸引ダクト
10によって集められ、ファン９によりダクト８内を移動
し、床下空間３に配した分散ダクト11に運ばれ、床下空
間３内に均一に分散される。床下空間３では土間暖房部
17より空気が加温され、この加温された空気の上昇力、
および分散ダクト11によって供給される空気の圧力によ
り通気空間４、および一部居住空間２内に入り、小屋裏
空間１に移動する。この小屋裏空間１の空気のうち、一
部は熱交換器７を介して外部Ｂへの湿気と共に放出され
る。このように、冬期においては、小屋裏空間１と床下
空間３との温度差を解消し、居住空間２をより快適に暖
める強制エアサイクルと、家屋Ａの換気を別々に行うこ
とができ、エネルギーコストを少なくすることができ
る。また夏期においては、第１図（ｂ）に示すように床
下換気口12の蓋装置12aを開放し、また小屋裏換気口13
の小屋裏換気扇13aを作動させる。そこで第２図（ｂ）
に示すように、外部Ｂの空気は床下換気口12を通り、床
下空間３に入る。床下空間３に入った空気は小屋裏換気
扇13aによる吸い上げのため、通気空間４、一部居住空
間２を通り小屋裏空間１に入り、小屋裏換気口13より外
部Ｂへ放出させる。このように、夏期において床下換気
口12から取り入れられた外気が家屋Ａ内の熱、湿気を伴
って小屋裏換気口13より外部に排出するものである。な
お、第１図（ｂ）に示すように床下換気口12より取り入
れた空気を床下換気扇12b、弁装置12cを介して分散ダク
ト11によりコンクリート層19上に分散させた場合は、外
気が床下空間３の全面に供給することができ、かつ、床
下換気扇12bにより強制的に取り入れられるため、より
放熱効果を得ることができる。

以上説明したのは、本発明に係る家屋Ａの一実施例に
すぎず、第１図（ａ）に点線で示す位置の少なくとも１
ケ所に通気孔22（単なる孔状、あるいは強制ファン付）
を設け、床下空間３からの空気を居住空間２に通すこと
も可能である。また、図示しないが熱交換器７による
吸、排気をファンを介して行うこともできる。さらに分
散ダクト11として連通組織からなる空隙を有する素材を
用いた場合は、第９図（ａ）〜（ｈ）に断面図を用いて
概略を示したように形成することができる。すなわち
（ａ）図は連通組織の空隙を有する素材からなる主体11
bのみからなる分散ダクト11、（ｂ）、（ｃ）図は主体1
1bの内側面、あるいは外側面、もしくは両面（図示せ
ず）を通気性のあるシート11cで被覆して保形性を向上
した分散ダクト11、（ｄ）〜（ｈ）図は主体11bの外側
面をシート状物11dで被覆したものであり、（ｄ）図は
スリット11eを形成した分散ダクト11、（ｅ）〜（ｇ）
図はシート状物11dの一部にフリー端11fを形成した分散
ダクト11、（ｈ）図は主体11bの一部を露出させた分散
ダクト11である。なお、（ｄ）〜（ｈ）図におけるシー
ト状物11dは通気性、不通気性のどちらでもよいが、
（ｄ）〜（ｇ）図において不通気性のものを用いた場
合、スリット11e、フリー端11fが弁的機能を果たし、分
散ダクト11内の空気を外部へ放出するだけの一方通行と
なり好ましいものとなる。また、図示しないが、コンク
リート層19上の分散ダクト11の回りに砂、砂利、玉石、
大石などを敷設し、これらを蓄熱材として機能させるこ
とも可能である。さらに第７図に２点鎖線で示すように
防湿シート23を敷設し、その上に断熱層18を敷設するこ
ともできる。また熱源21としてヒートポンプ式のものを
用い、夏期において冷水等を通すことも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る家屋によれば、家屋
の外壁および屋根に断熱層を形成し、かつ、冬期は内外
の空気の出入を熱交換器を介して行うため、効率よく暖
房を行うことができる。家屋内の湿気を外部に放出す
るため、結露の発生を阻止し、耐久性が向上する。冬
期においては土間暖房を働かせるため、居住空間を足下
から温め、居住性が向上する。ダクト、ファンを介し
て小屋裏空間の空気を床下空間に送風するため、小屋裏
空間と床下空間の温度差がなくなり、居住空間での温度
差を解消し、居住性が向上する。空気の換気と、ファ
ンは連動していないため、熱損失を最小限に留めながら
換気を行うことができる。夏季においても熱の溜りや
すい小屋裏空間の空気を放出するため、放冷効果を得る
ことができる。床下空間に配設した断熱層を基礎に接
するように垂直に立ち上げて配設した基礎断熱層を形成
したので、外壁断熱層と共に断熱の弱点部となる基礎を
両側から挟持して２重の断熱層を形成し、断熱性能を大
幅に向上することができる。等の効果、特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る家屋の代表的一実
施例を示す説明図、第２図（ａ）、（ｂ）は第１図
（ａ）、（ｂ）における空気の流れを示すブロック図、
第３図（ａ）〜（ｃ）は上記家屋に用いられる熱交換器
の例を示す説明図、第４図は吸気ダクトの一例を示す説
明図、第５図、第６図（ａ）、（ｂ）は分散ダクトの例
を示す説明図、第７図、第８図（ａ）、（ｂ）は土間暖
房部を説明する説明図、第９図（ａ）〜（ｈ）は分散ダ
クトのその他の例を示す説明図である。 Ａ……家屋、１……小屋裏空間、３……床下空間、４…
…通気空間、５……屋根断熱層、６……外壁断熱層、８
……ダクト、９……ファン、12……床下換気口、13……
小屋裏換気口、17……土間暖房部、18a……基礎断熱
層、α……基礎。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも小屋裏空間、居住空間、床下空
   間を有する家屋において、外壁、および屋根に外壁断熱
   層、屋根断熱層を形成すると共に、該外壁断熱層と居住
   空間の壁である内壁間には小屋裏空間と床下空間を連通
   化するための通気空間を形成し、かつ、小屋裏空間ある
   いは床下空間に、家屋内の空気と家屋外の空気を熱交換
   を行いながら吸、排気する熱交換器を配し、しかも前記
   小屋裏空間と床下空間をファンを伴ったダクトで連結
   し、また床下空間における土間を硬質のプラスチックフ
   ォームからなる断熱層と、コンクリート層、および該コ
   ンクリート層に埋設した温水パイプとを積層して一体に
   形成した土間暖房構造とし、しかも、前記床下空間に配
   設した断熱層には基礎に接するように垂直に立ち上げて
   配設した基礎断熱層を形成し、さらには、床下空間には
   蓋装置を有する床下換気口を少なくとも１ヶ所設け、小
   屋裏空間には小屋裏換気扇を有する小屋裏換気口を設け
   たことを特徴とする家屋。