JP2738441B2 - 家 屋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術〕 従来の家屋では、居住性を向上するために壁体等に断
熱材を配設し、家屋の内外部の熱の出入を遮断すること
が行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような家屋での暖房は居住空間で
のストーブ等の暖房機を用いて行われるが、この場合、
熱源に近いほど暖かく、離れるに従って温度が低くなる
温度分布、また天井付近は暖かく、床付近は温度が低く
なる温度分布となり、これを解決するため過度の暖房を
行い、室内環境の悪化を招く欠点があった。また、この
場合局所的な暖房となるため、各部屋間への移動に伴っ
てヒートショックを受ける不利があった。しかも、この
場合居住空間は気密化が図られている場合が多く、居住
空間で発生する汚れた空気を換気する必要が生まれ、こ
の換気に伴って熱を外部へ放出してしまう欠点があっ
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、小屋裏空間
と床下空間を壁内空間で連通化すると共に、外壁、屋根
に断熱材を配設し、かつ、床下空間には土間断熱層、コ
ンクリート層、およびコンクリート層に埋設された熱媒
体用パイプからなる土間暖房部を形成し、この土間暖房
部にて床下空間の空気を加温することにより、床面から
居住空間を暖房し、また、暖められた空気がその上昇力
によって壁内空間を上昇する際に内壁を介して居住空間
を暖房することによって、居住空間の温度ムラを防止
し、かつ、窓下において壁内空間を上昇する空気を直接
居住空間に入れることにより暖房効果を向上しながら、
壁内空間での空気の停滞を防止することで、内壁面から
の暖房をほぼ一様にし、また家屋内の任意位置に熱交換
器を配し、この熱交換器と居住空間の少なくとも１ケ所
に配した排気口、および床下空間とを結び、居住空間の
空気を熱交換器を介して外部へ放出すると共に、外部の
空気を熱交換器を介して床下空間に放出することによ
り、家屋の換気と、壁内空間の空気の上昇力を助長し、
さらに熱交換器を介して取り入れた外気の一部を集熱出
窓に供給し太陽熱により加温し、これを床下空間に供給
することにより、省エネルギーを図った家屋を提案する
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図は上記家屋Ａの代表的一実施例を示す
説明図であり、１は小屋裏空間、２は居住空間、３は床
下空間で、それぞれ天井17、床18によって区切られた家
屋Ａの内部空間である。４は断熱層で少なくとも家屋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、防火性を有するものである。さらに
説明すると、断熱層４は屋根断熱層５と外壁断熱層６と
からなり、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
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を形成するものである。勿論、後者
のパネルを前者の断熱層４上に配設した構造でもよい。
７は壁内空間で、外壁断熱層６と内壁19間に設けたもの
であり、小屋裏空間１と床下空間３とを連通化し、自然
対流等によって空気が流れる空間であり、冬期において
土間暖房部８によって加温された空気によって、内壁19
面から居住空間２を暖房するのに役立つものである。土
間暖房部８は冬期において床下空間３内を加温すると共
に、地面からの湿気の浸入を遮断するものである。この
土間暖房部８は第２図に抽出して示すように土間断熱層
９、コンクリート層10、熱媒体用パイプ13から構成され
たものである。さらに説明を加えると、土間断熱層９
は、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。この土間断熱層９は熱媒体用パイプ13
内に温水等の熱媒体を通して土間暖房を行う場合、この
熱が地面に放出されるのを阻止するためのものである。
なお、土間断熱層９は独立気泡発泡組織の硬質プラスチ
ックフォーム等からなる場合には防湿性を有し、地面か
らの水分が家屋Ａ内に浸入することがないが、ALC板、
木毛セメント板のように透湿性の素材を用いた場合は、
２点鎖線で示すように、あるいは土間断熱層９とコンク
リート層10の中間（図示せず）に防湿シート14を敷設す
ることが好ましいものである。コンクリート層10は、蓄
熱材、熱媒体用パイプ13からの熱の分散材として機能す
ると共に熱媒体用パイプ13を埋設することにより、熱媒
体用パイプ13内に万一水分が貯留し、これが凍った際に
熱媒体用パイプ13が破裂するのを防止するのにも役立つ
ものである。なお、コンクリート層10は、便宜上補強ベ
ースコンクリート層11と土間コンクリート層12に区分さ
れる。補強ベースコンクリート層11は、主に熱媒体用パ
イプ13の配管を容易にするための層である。この補強ベ
ースコンクリート層11は、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。また、土間
コンクリート層12は、熱媒体用パイプ13を埋設すると共
に床下空間３内の空気を一様に暖めるための放熱部とし
て機能するものである。熱媒体用パイプ13は、例えば第
３図（ａ）、（ｂ）に示すように配管するものであり、
熱源15から補強ベースコンクリート層11上の出入口まで
は、断熱材16で被覆することが好ましいものである。こ
の熱媒体用パイプ13は、銅管、プラスチック管等からな
り、内部に水、不凍液、熱媒体ガス等の熱媒体を通すこ
とにより、土間暖房を行うものである。さらに説明を加
えると、土間暖房部８によって加温された床下空間３の
空気は、床18面から居住空間２を暖房すると共に、加温
されたことによる上昇力によって壁内空間７を小屋裏空
間１に向かって上昇する。この際、内壁19を介して居住
空間２を暖房する。このため居住空間２では床18、内壁
19の相方から暖房されることになり、ほぼ均一に暖房さ
れることとなる。しかも家屋Ａ内の居住空間２全体に暖
房が施されるため、各部屋が一様な温度となり、ヒート
ショックも防止でき、快適な居住空間２となる。20は通
気口で、壁内空間７と居住空間２とを連通化し、壁内空
間７を上昇する空気の一部を居住空間２へ取り入れるた
めのものである。さらに説明すると、通気口20は窓21の
下部に設けるものであり、居住空間２に土間暖房部８で
加温された空気を直接取り入れると共に、壁内空間７を
上昇する空気が窓21によって上昇を止められ、停滞する
のを防止し、内壁19の温度ムラを阻止するためのもので
ある。なお、通気口20にはルーバー、開閉機構、ファン
等を内蔵することも可能である。22は排気口であり、例
えば天井17に少なくとも１ケ所配設すると共にパイプ24
によって熱交換器23と結ばれたものである。この排気口
22は居住空間２で発生した汚れた空気を排出するための
ものであり、通気口20と共に居住空間２を空気の循環の
１経路とすることにより換気を行うものである。熱交換
器23は小屋裏空間１、床下空間３等の家屋Ａ内の任意位
置に配設し、冬期において居住空間２から外部へ放出す
る空気と、外部から家屋Ａ内に取り入れる空気との間で
熱交換を行うものである。なお熱交換器23を介して取り
入れられた空気はパイプ25によって床下空間３に放出さ
れる。これは床下空間３の空気は土間暖房部８によって
加温され、壁内空間７を上昇するが、この上昇力を助長
すると共に、通気口20を介して居住空間２に新鮮な空気
を供給するためである。なお、排気口22、熱交換器23、
あるいはパイプ24、25にはファン（図示せず）を配す
る。またパイプ25の床下空間３側には第４図、第５図
（ａ）、（ｂ）に示すような分散ダクト26を取り付け、
熱交換器23を介して取り入れた外部の空気の放出を広範
囲で行うことが好ましいものである。すなわち、第４図
は金属、プラスチックからなるパイプ状のものをアンテ
ナ状、あるいは図示しないが、渦巻状等に形成し、四角
形状、円形状、長円形状等のスリット26aを有するもの
である。また第５図（ａ）、（ｂ）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、
連通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面リ
ング状、四角性状、三角形状、多角形状等のパイプ状に
形成したものからなり、これを第６図（ａ）、（ｂ）に
示すように配したものである。この場合、連通組織の空
隙がスリット26aの役目を果たすため、均一的な吸引、
放出を行うことができるものとなる。27は集熱出窓で家
屋Ａの南側面などの陽あたりのよい位置に配するもので
あり、太陽熱を集熱し、家屋Ａ内の暖房を助長するため
のものである。すなわち集熱出窓27は第７図に概略図と
して示すように、外壁面6aあるいは屋根上に配設するも
ので、枠28とガラス29、および集熱面30からなるもので
ある。この集熱出窓27ではガラス29面から差し込んでく
る太陽熱を黒色、あるいは濃い色の集熱面30により、枠
28、ガラス29、集熱面30によって囲まれた空間αの空気
を加温するものである。さらに説明を加えると、集熱出
窓27は、パイプ31、32によって熱交換器23、床下空間３
と結ばれており、熱交換器23を介して取り入れられた外
気の一部を太陽熱によって加温し、床下空間３に放出す
ることにより、暖房に役立てるものである。このため、
家屋Ａの暖房は土間暖房部８と共に太陽熱の利用を図る
ことができ、省エネを図ることができる。なお、パイプ
31、32にはファン、逆止弁（図示せず）をつけると共に
空間αに温度センサーを取り付け、空間α内の温度が一
定以上になった場合にファンを稼動させることが好まし
いものである。また、ガラス29は、ペアガラス等を用
い、集熱出窓27が放熱面となることを阻止することが好
ましいものである。33は床下換気口で少なくとも開閉機
構を有するものであり、通常冬期は閉塞し、外気が直接
床下空間３に流れないようにし、また夏期は開放し、外
気を床下空間３に取り入れることができるようにするた
めのものである。なお、床下換気口33にはファンを内蔵
することも可能である。

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図に点線で示すように、小屋裏空間１に集気
ダクト34を配設し、小屋裏空間１の空気を居住空間２の
空気と共に熱交換器23を介して外部へ放出することも可
能である。また第８図に示すように小屋裏空間１から床
下空間３にダクト29を配設し、ファン（図示せず）によ
って冬期は小屋裏空間１の空気を床下空間３に送風した
り、また夏期において床下空間３の空気を小屋裏空間１
に送風することによって、冷暖房を行うこともできる。
さらに、第８図に示すように、居住空間２の中で浴室、
台所のように湿気を多く発生する場所に換気扇35を配設
し、外部へ直接水分を放出することも可能である。この
場合、熱交換器23で熱交換を行う際に、外部へ放出する
空気に水分が多く含まれていると熱交換器23内で結露が
発生し、効率の低下を招くので、これを阻止することを
可能とすると共に、台所、浴室で発生した水分が居住空
間２全体に拡がるのを阻止し、居住性、家屋Ａの耐久性
の向上を図るのにも役立つものである。なお、換気扇35
は熱交換型換気扇を用いることが好ましいものである。
また、換気扇35は湿度センサーによって、湿度が高くな
った時のみ稼動させることも可能である。さらに、土間
暖房部８では、夏期において熱媒体用パイプ13内に冷却
水、冷却ガス等の冷たい熱媒体を循環させることによ
り、家屋Ａ内の冷房を図ることも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る家屋によれば、外
壁、屋根に断熱層を形成するため、効率よく冷、暖房を
行うことができる。土間暖房部により居住空間は床
面、内壁面の相方から暖房が行われ、均質な暖房を行う
ことができる。土間暖房部により家屋全体の暖房を行
うため、ヒートショックがなく健康的な環境となる。
壁内空間と居住空間を通気口で結んだため、土間暖房部
によって加温された空気を直接居住空間に取り入れ、暖
房に利用でき、効率よく暖房することができる。通気
口を窓下に設けたため、壁内空間で空気が停滞すること
がなく、内壁面からの暖房を一様に行うことができる。
居住空間の換気も行うことができ、居住性が向上す
る。換気は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。熱交換器を介して取り入れた外部
の空気を床下空間に放出するため、空気の上昇を助長
し、より内壁面からの暖房を一様にすることができる。
暖房は土間暖房部による暖房と、集熱出窓による太陽
熱を利用するため、省エネ化を図ることができる。土
間からの湿気の浸入を遮断することができ、耐久性のよ
い家屋とすることができる。等の効果、特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る家屋の代表的一例を説明する説明
図、第２図、第３図（ａ）、（ｂ）は土間暖房部を説明
する説明図、第７図は集熱出窓を説明する説明図、第４
図、第５図（ａ）、（ｂ）、第６図（ａ）、（ｂ）、第
８図はその他の実施例を説明する説明図である。 Ａ……家屋、１……小屋裏空間、２……居住空間、３…
…床下空間、７……壁内空間、８……土間暖房部、20…
…通気口、21……窓、22……排気口、23……熱交換器、
27……集熱出窓。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小屋裏空間、居住空間、床下空間からな
   り、かつ、小屋裏空間と床下空間を内壁、外壁間の壁内
   空間にて連通化した家屋において、前記空間を囲んでい
   る屋根、外壁に断熱層を形成すると共に、床下空間の土
   間を、土間断熱層上にコンクリート層を積層し、かつ、
   該コンクリート層中に熱媒体用パイプを埋設し、該熱媒
   体用パイプ内に熱媒体を通す土間暖房部とし、また前記
   内壁の窓下に壁内空間と居住空間を結ぶ通気口を配し、
   かつ、前記居住空間の少なくとも１ケ所に排気口を配設
   し、該排気口と家屋内に配した熱交換器とを連結するこ
   とで、居住空間の空気を熱交換器を介して外部へ放出
   し、一方、外部の空気を該熱交換器を介して床下空間へ
   放出するようにし、かつ、集熱出窓を配設すると共に、
   暖房時に熱交換器を介して取り入れた外気の一部を集熱
   出窓を介して床下空間へ供給するようにしたことを特徴
   とする家屋。