JP2908060B2 - 家 屋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家屋の内外部の熱の出入
を最小とし、冷暖房を効率よく行うと共に、耐久性を向
上し、かつ、居住空間の換気をも行うことのできる家屋
に係るものである。

【０００２】

【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。

【０００３】

【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。

【０００４】

【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床下空
間暖房部を形成し、この床下空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、しかも、この
壁内空間の空気を一部居住空間に入れることにより暖房
効果を高め、また家屋内の任意位置に熱交換型換気扇を
配し、この熱交換型換気扇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
の空気を熱交換型換気扇を介して外部へ放出すると共
に、外部の空気を熱交換型換気扇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、かつ、居住空間内に配設したセンサーに
よって熱交換型換気扇の熱交換換気と通常換気の切り換
えと換気量の制御、および床下空間暖房部の制御を行う
ことにより、居住空間の換気と温度調整を可能とした家
屋を提案するものである。

【０００５】

【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。図１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。

【０００６】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、
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を形成するものである。

【０００７】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、冬期において床下空間暖房部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。

【０００８】床下空間暖房部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。この床下空間暖房部８は図２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３０〜１
００kg／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。

【０００９】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浸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。むろん、硬質プラス
チックフォームと防湿シート１４を並用することも可能
である。

【００１０】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、放熱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。熱媒体用パイプ１３は、例えば図３、図４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。

【００１１】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。な
お、熱媒体用パイプ１３は土間断熱層９上に配設し、こ
れをコンクリート層１０にて埋設したり、図２に示すよ
うに、コンクリート層１０を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に区分し、補強ベ
ースコンクリート層１１上に配設し、土間コンクリート
層１２で埋設することも可能である。特に後者の場合、
補強ベースコンクリート層１１はコンクリートの打込だ
けでなく、ＰＣ板を用いることも可能である。

【００１２】さらに説明を加えると、床下空間暖房部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に
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。

【００１３】２０は通気口で、内壁１９、床１８、天井
１７等に形成し、居住空間２と床下空間３、小屋裏空間
１、壁内空間７を連通化し、床下空間暖房部８によって
加温された空気の一部を直接居住空間２へ取り入れるた
めのものである。特に通気口２０を図１のように窓２１
の下部に設けた場合は居住空間２に床下空間暖房部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。

【００１４】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
換型換気扇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。

【００１５】熱交換型換気扇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、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
型換気扇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に放出する。これは床下空間３の空
気は床下空間暖房部８によって加温され、壁内空気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のもの
である。また、熱交換型換気扇２３自身には吸、排気用
のファンを内蔵しているが、補助的に排気口２２、パイ
プ２４、２５にファンを配することもできる。

【００１６】またパイプ２５の床下空間３側には図５、
図６（ａ）、（ｂ）に示すような分散ダクト２６を取り
付け、熱交換型換気扇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、図５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２６
ａを有するものである。また図６（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、これを図７
（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。

【００１７】２７はセンサーであり居住空間２に配設す
るものであり、主に温度を測定し、副次的に湿度、空気
の汚染度等を計測するものである。このセンサー２７は
居住空間２の温度の変化等に応じて熱交換型換気扇２３
および床下空間暖房部８を制御するためのものである。
すなわち、日射量が多い時、あるいは床下空間暖房部８
が加温しすぎた場合、居住空間２における温度が高くな
ってしまうが、この場合熱交換型換気扇２３を熱交換換
気から通常換気に切り換え、かつ、換気量を増大させる
ことにより冷たい外気を取り入れ速やかに設定温度に戻
したり、床下空間暖房部８の熱媒体用パイプ１３内を流
れる温水等の熱媒体の流量や、熱源１５における熱媒体
の加熱の調整を行うものである。また居住空間２の空気
がタバコ等によって汚染されたり、湿度が外部より高く
なった場合は熱交換型換気扇２３の換気量を増大させる
ことにより、これらを解消することができる。また、パ
イプ２４、２５、排気口２２にファンを装着した場合は
連動させることもできる。

【００１８】ここで空気の流れについて簡単に説明す
る。まず冬期においては、図１に示すように外部から取
り入れた空気は熱交換型換気扇２３を通って床下空間３
に放出される。床下空間３では床下空間暖房部８による
加温と、熱交換型換気扇２３からの空気の供給によって
圧力が加わるため、壁内空間７を上昇し、小屋裏空間
１、および通気口２０を通って居住空間２に移動する。
居住空間２に移動した空気は拡散し、最終的には排気口
２２を通り熱交換型換気扇２３を介して外部へ放出され
る。なお、熱交換型換気扇２３では外部から取り入れる
空気と、外部へ放出する空気とで熱交換が行われる。夏
期においては、床下空間暖房部８を停止し、熱交換型換
気扇２３による換気を行うことになる。なお、居住空間
２より外気温が低い場合は熱交換型換気扇２３にて通常
換気を行うものである。

【００１９】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、図１に点線で示すように、小屋裏空間
１に集気ダクト２８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型換気扇２３を介して外部
へ放出することも可能である。また図８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、冷暖房の
助長を行うこともできる。さらに、図８に点線で示すよ
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３０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、熱交換型換気扇
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型換気扇２３内で結露が発生
し、高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３０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３０は湿気センサーによって、湿度が高くな
った時のみ稼動させることも可能である。また床下空間
３に開閉機構付きの床下換気口３１、小屋裏空間１に開
閉機構付きの小屋裏換気口（図示せず）を設け、夏期に
自然対流による換気を行うようにすることも可能であ
る。

【００２０】

【発明の効果】上述したように、本発明に係る家屋によ
れば、（１）外壁、屋根に断熱層を形成するため、高率
よく冷、暖房を行うことができる。（２）床下空間暖房
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。（３）床下空間暖
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。（４）壁内空間や床下空
間、小屋裏空間の少なくとも１つ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、高率よく暖房す
ることができる。（５）居住空間の換気も行うことがで
き、居住性が向上する。（６）換気は熱交換器を介して
行うため高率よく冷、暖房を行うことができる。（７）
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。（８）夏期においては夜
間窓を開放しなくとも自然冷房を行うことができ、か
つ、防犯上も安全である。（９）夏期においても居住空
間の換気を行うことができる。（１０）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。（１１）日射量の変化、床下空間暖房部
の加温のしすぎをセンサーによって感知し、熱交換型換
気扇および床下空間暖房部を制御できるため、迅速に設
定温度にもどすことができる。等の作用、効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る家屋の代表的な一例を示す説明図
である。

【図２】図１における床下空間暖房部を説明する説明図
である。

【図３】床下空間暖房部における熱媒体用パイプの配設
例を示す説明図である。

【図４】床下空間暖房部における熱媒体用パイプの配設
例を示す説明図である。

【図５】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図６】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図７】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図８】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 小屋裏空間 ２ 居住空間 ３ 床下空間 ７ 壁内空間 ８ 床下空間暖房部 ２０ 通気口 ２２ 排気口 ２３ 熱交換型換気扇 ２７ センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 3/00 F24F 11/02 102

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床下空間暖房部とし、また
   内壁、床、天井等に通気口を形成して居住空間と床下空
   間、壁内空間、あるいは小屋裏空間を結び、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型換気扇とを連結すること
   で、居住空間の空気を熱交換型換気扇を介して外部へ放
   出し、一方、外部の空気を該熱交換型換気扇を介して床
   下空間へ放出するようにし、かつ、居住空間内に配設し
   たセンサーによって熱交換型換気扇の熱交換換気と通常
   換気の切り換えと換気量の制御、および床下空間暖房部
   の制御を行うことを特徴とする家屋。