JP2995028B2 - 室内暖房構造 - Google Patents

室内暖房構造

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JP2995028B2
JP2995028B2 JP10068221A JP6822198A JP2995028B2 JP 2995028 B2 JP2995028 B2 JP 2995028B2 JP 10068221 A JP10068221 A JP 10068221A JP 6822198 A JP6822198 A JP 6822198A JP 2995028 B2 JP2995028 B2 JP 2995028B2
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堯 石川
正之 五十嵐
光彦 荻野
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株式会社アイジー技術研究所
正之 五十嵐
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、換気を行うことに
より室内空間の暖房を斑なく、かつ効率よく行い、室内
の居住性を向上させる室内暖房構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、室内の暖房は、室内の任意箇所に
配した石油や電気で熱を発生させるストーブやヒーター
等の暖房装置、もしくは電気で熱を発生させたり温水パ
イプにより温水を循環させたりする床暖房装置、もしく
は内壁際に付設するパネルヒーター等を用いて行うのが
一般的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
うちストーブやヒーターを用いて室内の暖房を行う場
合、暖房装置が邪魔になるのみならず、その近傍には安
全上物を置けないため家具等の配置に制約を受けるもの
であった。また、床暖房装置を用いる場合、温水パイプ
の破損等の故障が発生した際、その修復が大がかりな作
業になるもので、メンテナンスが大変であった。また、
パネルヒーター等を用いる場合、室内の景観を損なうば
かりでなく、パネルヒーターが位置する範囲には家具等
を配置することができずに制約を受けるものであった。
さらに、暖房装置自身や居住者から発生する二酸化炭素
等で汚れた空気を新鮮な外気と入れ換えるために窓を開
けたりして換気を行わねばならず、室温が下がる等して
温熱環境が損なわれるものであった。
【0004】本発明はこのような欠点を除去するため、
床下空間と壁内空間が不連続なプラットホーム工法にお
いて、天井裏空間に形成した給気口と、天井裏空間と連
通した壁内空間と、壁内空間の下部において壁内空間と
室内空間を連通した通気孔と、少なくとも屋外に面する
内壁の下部に沿う全域に配し、高さ50〜200mm、
奥行き10〜30mm程度で、内部に熱媒体を循環させ
るパイプを有する暖房装置と、室内空間の上方の所定箇
所に設けた換気口とから構成し、給気口、天井裏空間、
壁内空間を経た外気を通気孔から暖房装置を介して室内
空間に取り入れ、室内空間内の空気を換気口を経て外部
に放出する空気の流路を有する室内暖房構造を提案す
る。暖房装置は寸法が小さなものものであり、空気は、
暖房装置が作動している間は、連続的に流路に沿って動
かすことができる。
【0005】
【作用】小さな寸法の暖房装置を内壁の下部に沿って付
設したので、室内の外観を殆ど損なうことがなく、家具
等の配置に制約を受けない。また、暖房装置が室内空間
に露出しているので、メンテナンスが容易である。ま
た、暖房装置が内部に熱媒体を循環させるパイプを配し
た簡素な構成であるので、広範囲に亘った配設が容易で
ある。また、屋外に面する内壁の下部に沿う全域に配し
た暖房装置によって、室内空間は暖房装置によって暖め
られた空気と、暖房装置にて暖められた空気が内壁に沿
って上昇することにより暖められた内壁の熱輻射による
暖房が得られるため、室内空間の温度分布を均一に保つ
ことができる上に、経済的である。また、室内空間のみ
を暖房できるので、燃料を節約できる。さらに、通気孔
から取り入れられた新鮮な外気が、内壁下部に設けた暖
房装置で加温されてから室内空間に放出され、室内空間
を上昇して換気口から外部に放出されるので、均等な室
内空間の暖房と同時に常に換気が行うことができ、居住
の快適性を向上させる。また、ツーバイフォー工法など
に代表されるプラットホーム工法において、室内空間を
暖房すると共に室内空間と壁内空間を同時に換気でき、
住宅の耐久性を高めることができる。さらに、通気孔を
経た空気を暖房装置を介して室内空間に取り入れるた
め、暖房装置の放熱効率を向上させることができ、少な
い面積の暖房装置で効率良く、室内空間を暖房すること
ができる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明の室内
暖房構造について詳細に説明する。図1は本発明の代表
的一実施例を示す説明図で、Aは本発明の室内暖房構造
を有する建物で、Bは天井2と天井断熱層1aの間に形
成した天井裏空間、Cは内壁3と壁断熱層1bの間に形
成した壁内空間、Dは室内空間、Eは床下空間、Fは熱
媒体循環機構であり、4は床、5は基礎、6は屋根、7
は外壁を示す。また、11は給気口、12は排気口、1
3は通気孔、14は換気口、15はダクト、21は暖房
装置、51はボイラー、52はメインパイプ、53は分
散パイプを示す。
【0007】1a〜1cの各断熱層は、建物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、天井断熱層1aと
壁断熱層1bと床断熱層1cから構成され、天井裏空間
B、壁内空間C、室内空間Dを包囲する。
【0008】壁内空間Cは、上方を天井裏空間Bと連通
し、下方は床断熱層1cによって床下空間Eと分離され
るが、壁内空間Cの下端部の室内空間D側、すなわち内
壁3の下端部近傍において、所定範囲に設けた通気孔1
3によって、暖房装置21と連通している。
【0009】室内空間Dは天井2、内壁3、床4にて囲
まれた空間である。少なくとも屋外に面する内壁3の下
部の所定範囲には通気孔13を設け、少なくとも通気孔
13を隠蔽するように暖房装置21を配する。また、室
内空間Dの上方の所定箇所、例えば天井2に換気口14
を設ける。
【0010】床下空間Eは床断熱層1cと基礎5、及び
地面によって囲まれた空間で、暖房効果を及ぼす必要が
ない空間であり、暖房装置21の熱源をボイラー51か
ら供給する熱媒体βに依存する場合には、暖房装置21
へ熱媒体βを供給するメインパイプ52、分散パイプ5
3等を格納する空間となる。
【0011】熱媒体循環機構Fは、熱媒体βを加熱する
ボイラー51と、ボイラー51と接続して床下空間E内
に配し、熱媒体βを点線矢印で示すように循環させるメ
インパイプ52と、メインパイプ52から分岐して暖房
装置21に熱媒体βを送給する分散パイプ53とから構
成する。ボイラー51は熱媒体βを加熱し、暖房として
機能するのに適当な温度に引き上げるもので、石油、ガ
ス、電気、太陽熱等のうち任意のもの、もしくはそれら
を複合利用するものである。なお、各室内空間Dにはバ
ルブ等の開閉機構が取り付けられ、暖房のオン、オフを
調整するものである。勿論、オン、オフは手動、電動、
一ヶ所集中制御(屋内の制御板)、等何れでも良い。
【0012】給気口11は、外気を天井裏空間Bに供給
するもので、必要に応じてファンを伴うものである。排
気口12は、室内空間Dから排出された空気を外部に放
出するもので、必要に応じてファンを伴うものである。
ここでは、給気口11、排気口12共に天井裏空間B内
に設けた例を示しているが、壁内空間Dや小屋裏空間G
に設けても構わない。
【0013】暖房装置21は、少なくとも屋外に面する
内壁3の下部の所定範囲に設けた通気孔13を隠蔽する
ものであり、図2(a)に示すように壁内空間Cを下降
してきた空気αを、通気孔13を介して内部に取り
込み、熱媒体βによって温度が上昇した取付基材31、
表面材41、パイプ22等との熱交換によって温度を上
昇させ、空気αとして室内空間Dに放出する。な
お、暖房装置21は、内部に熱媒体βを循環させるパイ
プ22を配した簡素な構成であるので、広範囲に亘った
配設が容易である。なお、室内空間Dの暖房は、通気孔
13を経て暖房装置21の内部にて受熱した空気を室内
空間D内に送給することによって行うため、単に暖房装
置のみを配した場合よりも暖房装置21の放熱効率が向
上し、小さな暖房装置でも充分な暖房効果が得られるも
のである。
【0014】暖房装置21は、図2(b)に示すよう
に、少なくとも屋外に面する内壁3の下部に沿う全域に
配するものであり、必要に応じて屋外に面さない内壁3
の下部に沿う所定範囲、すなわち図中の通常の木材等に
よる巾木8の位置にも配するものである。暖房装置21
は、建物Aの屋外に面する内壁3の下部に沿う全域に配
して全ての室内空間Dを熱包囲することにより、室内空
間は暖房装置によって暖められた空気と、暖房装置にて
暖められた空気が内壁に沿って上昇することにより暖め
られた内壁の熱輻射による暖房が得られるため、室内空
間の温度分布を均一に保つことができる上に、経済的で
ある。また、暖房装置21は広範囲に亘って配され、か
つ、通気孔13を経て暖房装置21の内部にて受熱した
空気を室内空間D内に送給することによって行うため、
単に暖房装置のみを配した場合よりも暖房装置21の放
熱効率が向上しするため、高さ、奥行きが小さくても充
分な暖房効果が得られるものである。
【0015】暖房装置21は、ユニット化して任意箇所
に複数のユニットを連結して配したり、特に暖房を強化
したい室内空間Dに重点的に配したり、また弱暖房でも
十分な室内空間Dや暖房が不要な室内空間Dに対して
は、暖房装置21を少な目に配したりすることもでき
る。また、幅木8と表面材41を同調系の外観とするこ
とにより、美観を損ねることなく暖房装置21を配する
こともできる。
【0016】暖房装置21として、熱媒体βとして水、
もしくは不凍液等の液体を循環させる構成のものを使用
する、例えば図3に示すように取付基材31と、表面
材41と、パイプ22からなる構成を有するものを用い
る。なお、パイプ22としては、熱伝導率が良く変形が
容易なものが好ましいが、例えば軟質銅管が熱伝導性に
優れるのみならず、曲げ加工が容易なことから、室内空
間Dのコーナー部等においても別途の部材が必要でな
く、パイプ22同士の接合部を少なくできるため、施工
性に優れ、熱媒体βの漏れに対する安全性に優れるもの
である。また、内壁3の任意箇所には取付基材31の取
付を堅固にするために、当て木23を配するのが好まし
い。なお、暖房装置21の全高△Sは50〜200m
m、奥行き△Tは10〜30mm程度と小さく、室内空
間Dの外観を殆ど損なうことがなく、また家具等の配置
に制約を受けないものであり、さらに、暖房装置21が
室内空間Dに露出しているので、メンテナンスが容易で
ある。
【0017】取付基材31は、図4(a)、(b)に示
すような構成であり、32は上部取付面、32aは係止
部、33は下部取付面、33aは嵌合溝、33bはガイ
ド片、34は当接面、35は溝、36は孔、37は小フ
ィン、38は大フィンである。取付基材31は、アルミ
板を押出成形、折り曲げ成形したものを使用することが
強度、熱伝導率、コストの面で好ましい。
【0018】上部取付面32、下部取付面33はそれぞ
れ、基材31を内壁3の下部に取り付ける際にビス止め
を行う部分であり、図示しないが必要に応じてビス孔を
設けることもできる。係止部32aは、後述する表面材
41に設けた係止片45を係止し得る形状に上部取付面
32の一部を変形したものであり、嵌合溝33aは嵌合
片46と嵌合し得る形状に形成したものである。また、
ガイド片33bは、下部取付面33の下端部から内方に
延出したもので、基材31の取り付けの際に内壁3との
境界部における床4に載置し、基材31の位置決め、及
び取り付けを容易ならしめるものである。
【0019】当接面34は、表面材41の化粧面42の
裏面と当接する部分で、化粧面42の変形を防止すると
共に、取付基材31から表面材41への伝熱効率を高め
る。溝35は、パイプ22を嵌挿するもので、パイプ2
2とほぼ同一の径であり、当接面34の上下部に設ける
ものである。
【0020】孔36は、取付基材31の内部に取り入れ
た空気α1 を暖まった空気α2 として室内空間Dに放出
し、また、床4近傍のから冷気を吸気すると共に暖まっ
た空気α2 として室内空間Dに放出するもので、暖房装
置21の放熱効率を向上させると共に、室内空間Dの温
度の均一化に寄与する。なお、孔36は取付基材31の
取り付けの際に、ビス等の固定具γおよび工具を通過さ
せることができる。
【0021】小フィン37、大フィン38は、当接面3
4や溝35の裏面に形成する突出した部分で、パイプ2
2から取付基材31に伝わった熱の放熱効率を向上させ
るものである。また、大フィン8は温められた空気α2
を効率よく室内空間D内に放出する機能も具備するもの
である。また、取付基材31は長尺状が放熱機能的に有
効であるが、短尺状に形成し複数個を取り付けることも
できるものである。
【0022】表面材41は、室内空間D側から取付基材
31、パイプ22を隠蔽すると共に、室内空間Dへの熱
輻射を促進するものであり、図5(a)、(b)に示す
ような構成である。すなわち、42は化粧面、43は上
部化粧面、44は小孔、45は係止片、46は嵌合片で
ある。表面材41は、鉄、アルミニウム、銅、ステンレ
ス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロー鋼
板、クラッド鋼板、ラミネート鋼板(塩ビ鋼板等)、サ
ンドイッチ鋼板(制振鋼板等)等(各種色調に塗装した
カラー金属板を含む)の一種をロール成形、プレス成形
等して形成したもの、もしくはアルミニウム合金等を用
いて押出成形して形成したものである。また、合成樹脂
(プラスチック)、セラミック材の押出品を使用するこ
ともできるものである。
【0023】化粧面42は、室内空間D側に露出するも
ので、裏面が取付基材31の当接面34と当接し、下部
には小孔44を有する。上部化粧面43は、化粧面42
の上部を屈曲して形成するもので、小孔44を有する。
小孔44は、暖房装置21内で温められた空気を、空気
α2 として室内空間Dに放出するものである。
【0024】係止片45は、上部化粧面43の内方端部
を下方に延出した部分で、嵌合片46は、化粧面42の
下端部を屈曲、形成した部分である。係止片45を係止
部32aに係止し、嵌合片46を嵌合孔33aに嵌合し
て、表面材41を取付基材31に取り付ける部分であ
る。
【0025】暖房装置21の組み立ては、図6(a)の
ように行う。すなわち、取付基材31を孔36から固定
具γ及び工具を通過させて上部取付面32、下部取付面
33にて固定する。次に、パイプ22を溝35内に嵌挿
し、続いて係止片45を係止部32aに係止つつ嵌合片
46を嵌合溝33a内に嵌挿しすることによって表面材
41を取付基材31に取り付け、暖房装置21の取り付
けを完了する。
【0026】パイプ22は溝部35に嵌挿するが、図6
(b)に示すように溝部35との空隙に熱伝導性剤39
を充填して、パイプ22の放熱効率を向上させることが
できる。熱伝導性剤39の例としては放熱用のオイルコ
ンパウンドが挙げられる。なお、パイプ22は、溝部3
5や熱伝導性部材39のみならず、表面材41とも一部
を接触させ、放熱効率を高めることができる。
【0027】ここで、本発明に係る室内暖房構造を擁す
る建物A内の空気の流れについて、図1に基づいて説明
する。まず、給気口11にて、大矢印aに示すようにか
ら外気を取り入れ、天井裏空間Bに放出する。天井裏空
間Bに放出された空気α1 は、矢印に示すように壁内空
間Cを下降し、通気孔13を経て暖房装置21内に取り
入れられる。
【0028】暖房装置21内で受熱した空気α1 は、孔
36、小孔44を通過して空気α2として室内空間Dに
放出される。なお、空気α2 の一部は床4に沿って移動
し、室内空間Dの下部をも温めるので、居住者は足元近
傍も温められ、快適な居住空間Dを実現できる。室内空
間Dを上昇した空気α2 は、天井に設けた換気口14か
らダクト15、排気口12を経て、大矢印bに示すよう
に外部に放出される。
【0029】上述した空気の流れを建物A内に形成する
ことによって、室内空間Dでは通気孔13から取り入れ
られた新鮮な空気α1 が、内壁3下部に設けた暖房装置
21で加温されてから室内空間Dに放出され、温められ
た空気α2 として室内空間Dを上昇して換気口14から
外部に放出されるので、均等な室内空間Dの暖房と同時
に常に換気が行うことができ、居住の快適性を向上させ
る。さらに、シックハウス対策にも有効である。
【0030】なお、本発明の室内暖房構造21は、次の
ような構成を有する建物Aにも適用可能である。すなわ
ち図7は、図1で示した建物Aの天井断熱層1aに代わ
って屋根断熱層1dを配し、天井裏空間Bに代わって小
屋裏空間Gを形成した例である。給気口11、排気口1
2は小屋裏空間G内に配し、大矢印aに示すよう給気口
11から取り入れた外気は図1と同様に小屋裏空間G、
壁内空間C、通気孔13、暖房装置21、室内空間Dを
巡り、換気口14、ダクト15を経て、排気口12から
大矢印bに示すように外部に放出される。図7に示す構
成の建物Aは、躯体の構成材が移動する空気α1 に晒さ
れ易く、腐朽しにくいため耐用年数が向上する。
【0031】図8は、天井裏空間B及び壁内空間Cを有
さない建物Aに、本発明の室内暖房構造を施した例であ
り、通気孔13を外部と暖房装置21を連通するように
設け、小屋裏空間G内に排気口12を配した例である。
【0032】図9は、天井裏空間B及び壁内空間Cを有
さない建物Aに、本発明の室内暖房構造を施した例であ
り、通気孔13を有さず、大矢印aに示すように屋外に
設けた給気装置16から外気を取り入れ、床下空間Eに
配したダクト17及びダクト17と接続した通気孔13
によって各暖房装置21に空気α1 を送給するものであ
る。なおここでは、通気孔13は床4の内壁3の近傍に
設けたものであり、排気口12は小屋裏空間G内に設け
ている。
【0033】図10は、外気を建物Aの屋根6上に設け
た太陽熱集熱器19に大矢印aに示すように取り入れ、
ダクト18を経て給気口11に送給する例である。空気
α1は太陽熱集熱器19によってある程度温められてい
るため、暖房装置21の作動に要する燃料を節約できる
のはもとより、天井2、内壁3からの熱輻射によって室
内空間Dを暖めることができ、さらに建物Aは躯体の構
成材の乾燥を助長し、腐朽しにくくする効果を高めるこ
とができる。なお、太陽熱収集器19は、外壁7に配す
ることもでき、さらに通気工法を採った屋根6や外壁7
の通気層を太陽熱収集器19として利用することもでき
る。
【0034】建物Aが2階建て以上の場合には、図11
もしくは図12に示すような構成にすることができる。
すなわち、図11は建物Aが2階建てで、給気口11と
排気口12を各フロア毎に設けた例を示すものであり、
暖房が不要なフロアでの空気循環を停止することが可能
で、ランニングコストの削減に有効なのはもとより、施
工を容易にすることができる。
【0035】また、図12は建物Aが2階建てで、ダク
ト15、20で1階と2階を接続し、1組の給気口1
1、排気口12によって建物A全体をカバーする例であ
り、設備費が安価になるという長所を有する。なお、図
11、12においては、熱媒体循環機構Fは省略してい
る。
【0036】図13(a)〜(f)は、取付基材31の
変形例である。すなわち、(a)〜(c)図は小フィン
37、大フィン38を変形して変形フィン40とした例
であり、放熱効率の向上を図ったものである。(d)図
は係止部32a、嵌合溝33aを変形した例である。
(e)、(f)図は溝35を下方に傾斜させ、パイプ2
2の取り付けを容易ならしめ、かつ脱落を防止した例で
ある。
【0037】図14(a)〜(f)は、表面材41の変
形例である。(a)、(b)図は化粧面42を変形し、
パイプ22との接触面積を大きくして放熱効率の向上を
図ると共に、意匠性を向上させた例である。(c)〜
(e)図は化粧面42、上部化粧面43を変形した例
で、意匠性の向上を図った例である。(f)図は嵌合片
46を変形した例である。
【0038】なお、図示しないが、建物Aの基礎5にも
断熱層を形成し、床下空間Eに断熱を施すこともでき
る。また、本発明の室内暖房構造は、上述した各構成を
適宜、組み合わせることも勿論可能である。
【0039】
【発明の効果】上述したように、本発明の室内暖房構造
は、小さな寸法の暖房装置を内壁の下部に沿って付設
したので、室内の外観を殆ど損なうことがなく、家具等
の配置に制約を受けない。暖房装置が室内空間に露出
しているので、メンテナンスが容易である。暖房装置
が内部に熱媒体を循環させるパイプを配した簡素な構成
であるので、広範囲に亘った配設が容易である。屋外
に面する内壁の下部に沿う全域に配した暖房装置によっ
て、室内空間は暖房装置によって暖められた空気と、暖
房装置にて暖められた空気が内壁に沿って上昇すること
により暖められた内壁の熱輻射による暖房が得られるた
め、室内空間の温度分布を均一に保つことができる上
に、経済的である。室内空間のみを暖房できるので、
燃料を節約できる。通気孔から取り入れられた新鮮な
外気が、内壁下部に設けた暖房装置で加温されてから室
内空間に放出され、室内空間を上昇して換気口から外部
に放出されるので、均等な室内空間の暖房と同時に常に
換気が行うことができ、居住の快適性を向上させる。
ツーバイフォー工法などに代表されるプラットホーム工
法において、室内空間と壁内空間を同時に換気でき、住
宅の耐久性を高めることができる。通気孔を経た空気
を暖房装置を介して室内空間に取り入れるため、暖房装
置の放熱効率を向上させることができ、少ない面積の暖
房装置で効率良く、室内空間を暖房することができる。
等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る暖房構造を備えた建物の代表的な
一例を示す説明図である。
【図2】暖房装置の説明図である。
【図3】暖房装置の説明図である。
【図4】暖房装置の説明図である。
【図5】暖房装置の説明図である。
【図6】暖房装置の説明図である。
【図7】本発明に係る暖房構造を備えた建物の一例を示
す説明図である。
【図8】本発明に係る暖房構造を備えた建物の一例を示
す説明図である。
【図9】本発明に係る暖房構造を備えた建物の一例を示
す説明図である。
【図10】本発明に係る暖房構造を備えた建物の一例を
示す説明図である。
【図11】本発明に係る暖房構造を備えた建物の一例を
示す説明図である。
【図12】本発明に係る暖房構造を備えた建物の一例を
示す説明図である。
【図13】取付基材の変形例である。
【図14】表面材の変形例である。
【符号の説明】
A 建物 B 天井裏空間 C 壁内空間 D 室内空間 E 床下空間 F 熱媒体循環機構 G 小屋裏空間 α1 空気 α2 空気 β 熱媒体 γ 固定具 1a 天井断熱層 1b 壁断熱層 1c 床断熱層 1d 屋断熱層 2 天井 3 内壁 4 床 5 基礎 6 屋根 7 外壁 8 幅木 11 給気口 12 排気口 13 通気孔 14 換気口 15 ダクト 16 給気装置 17 ダクト 18 ダクト 19 太陽熱集熱器 20 ダクト 21 暖房装置 22 パイプ 23 当て木 31 取付基材 32 上部取付面 32a 係止部 33 下部取付面 33a 嵌合溝 33b ガイド片 34 当接面 35 溝 36 孔 37 小フィン 38 大フィン 39 熱伝導材 40 変形フィン 41 表面材 42 化粧面 43 上部化粧面 44 小孔 45 係止片 46 嵌合片 51 ボイラー 52 メインパイプ 53 分散パイプ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−10424(JP,A) 実公 昭58−18573(JP,Y2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床下空間と壁内空間が不連続なプラット
    ホーム工法において、天井裏空間に形成した給気口と、
    天井裏空間と連通した壁内空間と、壁内空間の下部にお
    いて壁内空間と室内空間を連通した通気孔と、少なくと
    も屋外に面する内壁の下部に沿う全域に配し、高さ50
    〜200mm、奥行き10〜30mm程度で、内部に熱
    媒体を循環させるパイプを有する暖房装置と、室内空間
    の上方の所定箇所に設けた換気口とから構成し、給気
    口、天井裏空間、壁内空間を経た外気を通気孔から暖房
    装置を介して室内空間に取り入れ、室内空間内の空気を
    換気口を経て外部に放出する空気の流路を有することを
    特徴とする室内暖房構造。
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