JP2826348B2 - 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、これを壁内空間に供給
し、家屋内の空気の流れと一緒にすることにより、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。
なお、断熱層４は、家屋Ａ内の空気の流れを消失させな
いため、密封性を有することが好ましい。このため、前
記した断熱材と共にアスファルトフェルト、通気性シー
ト等のシート状物を併用し、断熱層４とすることも可能
である。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、各部室が一様な温度
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、床18、内壁19からの間接的暖房と共に直接
的暖房を行うものである。なお、通気口20を窓21の下部
に設けた場合は壁内空間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
ムラを阻止する副次的効果を奏する。もちろん通気口20
にはルーバー、開閉機構、ファン等を内蔵し、居住空間
２内の温度と連動させ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、その下端部とパイプ25、
あるいは熱交換器23とをパイプ32で連結し、また上端部
をパイプ31で壁内空間７に連結しており、熱交換器23を
介して取り入れた外気の一部を太陽熱によって加温し、
家屋Ａ内へ取り入れることにより、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35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36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。もちろん、他の
居住空間２に換気扇36を配設し、夏期における運用を図
ることも可能である。なお、換気扇36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36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
口を設けたため、内壁面、床面からの間接的暖房と、通
気口から暖かい空気を居住空間に取り入れる直接暖房を
併用して行うことができる。通気口を窓下に設けた場
合は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
   出窓に供給し、加温し、この空気を壁内空間へ供給する
   ようにしたことを特徴とする家屋。