JP3122022B2 - 空気循環建物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気循環建物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】住宅等の建物では室内の冷暖房効果を高
めるため壁体を断熱構造としたものが提供されている。
この断熱構造は一般には内壁と外壁との間に断熱材を入
れ、屋外の影響を受けないようにするとともに屋内の熱
が外部に逃げるのを防止する構造になっている。そのよ
うな住宅等の建物に係る工法の一例として、柱、土台、
梁等に使用される木材を規格化し、壁で耐荷重強度を得
るツーバイフォー工法（以下、「２×４工法」というこ
とがある。）がある。

【０００３】従来の２×４工法によって建築された建物
の構造の要部を図４に示す。２２は起立壁部であり、基
礎コンクリート部の一部を構成している。６７は土台で
あり、起立壁部２２にボルトで連結されている。７０は
端根太であり、土台６７上に（壁面に沿う方向へ）配設
され固定されている。７２は床根太であり、端部が土台
６７上に載ると共に、壁面に直交する方向へ延びるよう
に配設され固定されている。７４は床板であり、床根太
７２に固定されている。６２は間柱土台であり、端根太
７０上に床板７４を介して（壁面に沿う方向へ）固定さ
れている。この間柱土台６２に、複数の間柱６０がその
下端で固定されて、所定の間隔をおいて起立されてい
る。１１は外側壁材であり、少なくとも構造用合板の層
を有し、間柱６０に固定されている。この外側壁材１１
が固定されることで、壁によって耐荷重強度を得ること
ができる。この２×４工法によれば、断熱材２１を、床
下の根太の間、壁では外側壁材１１と内側壁材３２の
間、および天井３８では天板の上に配設し、空気の流通
を防止して断熱性を高めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２×４
工法の建物は、在来工法の建物に比べ、壁の中の空気が
固定されて動きにくいため、断熱性に優れている反面、
湿気の多い日本の気候において、壁体内の結露等の心配
もある。壁体内で結露が発生したり、乾燥過多になる
と、木材が腐るなど、いたみ易い。湿気の対策として
は、内側壁材３２の壁内側面にビニールを貼る場合もあ
るが、依然として壁体内には結露が発生したり、乾燥し
過ぎる等の問題が残る。なお、換気においては、室内の
空気を入れ換えるのみであり、壁体内の空気は固定され
たままであった。

【０００５】本発明はこれらの問題点を解消すべくなさ
れたものであり、その目的とするところは、室内の空気
を入れ換えるのみではなく、壁体内等の建物内全体の換
気が好適になされる空気循環建物を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、建物の壁部の心
材として上下方向に配設される柱と、該柱の内側に張ら
れる内側壁材と、前記柱の外側に張られる外側壁材と、
建物の壁部の心材として水平方向に配設され、壁面に直
交する方向の幅が前記柱よりも狭く設けられ、前記内側
壁材と前記外側壁材との間に上下方向に空気が流通する
壁内空気流路が形成されるように、前記外側壁材と間隙
を置いて固定される水平材と、前記壁内空気流路が形成
されるように、前記外側壁材と間隙を置くと共に前記水
平材の上で固定される床板とを具備する。

【０００７】また、前記壁内空気流路と床下空間とを連
通する床下通気口を設けるべく、外側壁材と間隙を置く
と共に、土台の長さ方向に断続的に固定された前記水平
材である通気用土台を具備することで、好適に床下空間
と連通できる。

【０００８】また、前記内側壁材と、屋根を支える桁と
が間隙を置いて固定されることで、前記壁内空気流路
が、屋根裏空間に連通していることで、好適に屋根裏空
間と連通できる。

【０００９】また、前記壁内空気流路、各室内、床下空
間及び屋根裏部屋を外部から断熱すべく、建物の側壁及
び屋根裏部屋の天面部に設けられた断熱材と、外気を前
記床下空間内に導入する外気導入ダクトと、前記床下空
間から前記壁内空気流路及び前記屋根裏部屋を通って循
環されると共に前記室内を通った空気を、外部へ排出し
て換気する排気ダクトと、前記外気導入ダクトから導入
される外気と前記排気ダクトから排出される排気とにつ
いて全熱交換する熱交換換気扇とを具備することで、よ
り好適に屋内の環境空間を快適に維持できる。

【００１０】また、前記建物が、いわゆるツーバイフォ
ー工法によって建築されることで、より合理的に空気循
環建物を建築できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
き添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に
係る空気循環建物の一実施例の要部を模式的に示す説明
断面図である。この実施例は２×４工法によって建築さ
れる建物である。６０は間柱であり、建物の壁部の心材
として上下方向に配設される柱である。この間柱６０は
規格木材を用いればよく、一例として２×４工法で使用
される材よりも幅広の幅が６インチで、厚さが２インチ
の角材に形成されている。

【００１２】３２は内側壁材であり、間柱６０の内側に
張られて内壁部を形成している。この内壁部材３２とし
ては、例えば石膏ボードを用いることができる。１１は
外側壁材であり、間柱６０の外側に張られている。この
外側壁材１１は、少なくとも構造用合板の層を有し、間
柱６０に固定されている。この外側壁材１１が固定され
ることで、耐荷重強度を備えた壁を得ることができる。

【００１３】６２は間柱土台であり、建物の壁部の心材
として水平方向に配設され、壁面に直交する方向の幅が
間柱６０よりも狭く設けられ、内側壁材３２と外側壁材
１１との間に上下方向に空気が流通する壁内空気流路３
４が形成されるように、内側壁材３２または外側壁材１
１と（本実施例では外側壁材１１と）間隙を置いて固定
される水平材の一つである。この間柱土台６２は規格木
材を用いればよく、一例として幅が４インチで、厚さが
２インチの角材（以下、「４×２角材」というように記
載する）に形成されていればよい。

【００１４】２２は起立壁部であり、基礎コンクリート
部の一部を構成している。６４は敷土台であり、起立壁
部２２にボルトで固定されている。この敷土台６４は、
６×２角材であり、壁面に沿う方向へ起立壁部２２に載
置されて固定されている。

【００１５】６６は通気用土台であり、床下通気口６５
を形成するよう敷土台６４上に断続的に固定された５×
２角材である。床下通気口６５は床下空間２５に連通し
ている。６８は根太土台であり、通気用土台６６上に固
定された５×２角材である。この通気用土台６６と根太
土台６８は、前記間柱土台６２と同様な水平材であり、
外側壁材１１と間隙をおいて固定されており、これによ
り、床下通気口６５は壁内空気流路３４に連通する。

【００１６】また、７０は端根太であり、根太土台６８
上に（壁面に沿う方向へ）２列に配設され固定されてお
り、６×２角材である。外側壁材１１に所定の間隔をお
いて壁内空気流路３４を形成するように配設されてい
る。７２は床根太であり、端部が根太土台６８上に載る
と共に、壁面に直交する方向へ延びるように配設され固
定されており、６×２角材である。この端根太７０と床
根太７２とは断面の長手方向が起立するように配設され
ており、床にかかる荷重を好適に受けることができる。

【００１７】７４は床板であり、端根太７０及び床根太
７２の上に載置されて固定されている。そして、前記間
柱土台６２が、端根太７０上に床板７４を介して（壁面
に沿う方向へ）固定されている。この間柱土台６２は、
内側壁材３２と当接し、外側壁材１１と間隙をおいて固
定されている。また、この間柱土台６２に、複数の間柱
６０がその下端で固定されて、所定の間隔をおいて起立
されている。

【００１８】７６は桁であり、複数の間柱６０の上端に
２層に固定されている。この桁７６は、外側壁材１１と
当接し、内側壁材３２と間隙をおいて固定されている。
これにより、内側壁材３２および天井３８と、桁７６の
間に屋根裏部屋７８に連通する天井通気口８０が形成さ
れる。また、１０ａは桁上の断熱材であり、８２は垂木
である。

【００１９】このように構成されているため、壁内空気
流路３４が、床下空間２５に好適に連通できると共に、
屋根裏空間７８とも好適に連通できる。すなわち、内側
壁材３２と外側壁材１１との間に上下方向に空気が流通
する壁内空気流路３４を、好適に形成することができ
る。従って、壁内空気流路３４と各室内８４とを連通す
る開口部を設ければ、壁内空気流路３４によって、建物
内全体の空気の流通および循環を好適に行うことができ
る。従って、建物内全体の換気が好適になされると共
に、空気の循環流によって建物内全体の冷暖房も好適に
することが可能であり、屋内の環境空間を快適に維持す
ることができる。特に、２×４工法による建物でありな
がら、壁体内の空気の流通が好適になされるため、壁体
内での結露および乾燥過多を防止でき、木材が劣化する
ことを防止できる。また、この壁内空気流路を備える空
気循環建物は、特別な建築工程およびダクト等の資材を
要せず、通常の２×４工法の工程によって合理的に建築
できる。

【００２０】図２は具体的な構造の要部の一例を詳細に
説明する斜視断面図である。図１にかかる実施例に示し
た構成と同一の構成については、図１で付した符号と同
一の符号を付して説明を省略する。１０は断熱材であ
り、ウレタンまたはポリスチレン等によって成形される
板状の断熱材である。１３は構造用合板であり、間柱６
０に釘で固定され、耐荷重強度を備えた壁を構成する。
６９は土台であり、４×４角材である。図１の実施例の
根太土台６８の代えて配設されている。６０ａは間材で
あり、間柱土台６２および端根太７０と、外側壁材１１
との間隙に縦方向に挿入された状態に配設され、両者の
間隔を好適に保持すると共に、壁の強度を向上させてい
る。この間材６０ａは、間柱６０と一体に形成されてい
てもよいし、別の角材（１×２角材）で間柱６０に継ぎ
足した状態に配設できるものでもよい。このように構成
することで、壁内空気流路３４を好適に設けることがで
きる。

【００２１】次に、本発明に係る空気循環建物の全体構
成について説明する。図３は、本発明に係る空気循環建
物の一実施例の全体構成を示す断面図である。この空気
循環建物は、前記の図１および図２にかかる実施例の構
成を採用すると共に、建物の室内空間を断熱材で取り囲
むようにして高度の気密性を保持し、外気を取り込んで
強制的に空気を流通させるようして換気する空気流路構
造と、熱交換手段とを備えている。この空気循環建物に
よれば、屋内に新鮮空気を好適に導入すると共に温湿度
を好適に調整できるため、屋内を快適環境に維持できる
ことを特徴とする。以下に詳細に説明する。なお、図１
および図２にかかる実施例に示した構成と同一の構成に
ついては、図１および図２で付した符号と同一の符号を
付して説明を省略する。

【００２２】７７は桁であり、一階の複数の間柱６０に
係る上端に２層に固定されている。この桁７７は、内側
壁材３２と当接し、外側壁材１１（図２参照）の構造合
板１３と間隙をおいて固定されている。また、２階の床
を支える端根太７０、および２階の間柱６０が固定され
る胴差８８も、内側壁材３２と当接して構造合板１３と
間隙をおいて固定されている。これにより、壁内空気流
路３４が１階と２階とに連通されている。１０は建物の
側面部の壁体を構成する断熱材であり、１０ａは屋根裏
部屋の天面部に設けた断熱材である。この建物の側面部
を構成する断熱材１０および天面部を構成する断熱材１
０ａは窓部等を除いて建物のほぼ全体を覆うように設置
する。これによって、建物の気密性および断熱性を向上
させることができる。

【００２３】１２は断熱材１０の外壁面との間に設けた
外部通気層である。この外部通気層１２は壁体を形成す
る断熱材１０との間に空気を流通させる層空間をあけて
外部壁体１４を取り付けることにより形成される。外部
通気層１２は壁体の外側面全体に設けるもので、図のよ
うに最下端を開口させ、上部で屋根裏内空間１６に連通
させる。屋根の最上部には排気口１８が設けられてお
り、外部通気層１２において外部壁体１４の下端から進
入した空気は屋根裏内空間１６に流入した後、排気口１
８から排気される。外部通気層１２では定常的にこのよ
うな空気の流れが生じている。

【００２４】２０は建物の基礎コンクリート部で、２２
は基礎コンクリート部２０と一体に設けた起立壁部であ
る。この起立壁部２２は前記壁体あるいは柱等の建物の
構造体を支持する目的と、建物の床下に空気の流通空間
を設ける目的で設ける。すなわち、本実施例の空気循環
建物は床下全体を建物全体で共通の空気の流通空間と
し、この床下空間から空気を上昇させるようにして壁体
の内面および各室内に空気を流通させる。

【００２５】起立壁部２２は床下内に空気を流通させる
に十分な空間を確保すれば十分であるが、実施例では基
礎コンクリート部２０が地面２４位置よりも低位になる
ようにし、起立壁部２２の高さを比較的大きくとって床
下空間２５を従来の建物よりも広くとっている。基礎コ
ンクリート部２０は床下面全体にコンクリートを打設
し、これによって床下部分から湿気が入り込むことを防
止している。また、基礎コンクリート部２２を一定の厚
さで設け基礎コンクリート部２２によって好適な蓄熱効
果が得られるようにしている。

【００２６】また、基礎コンクリート部２０を地面位置
よりも低位にすることによって地熱を利用できるように
し、季節によって基礎コンクリート部２０の温度変化が
できるだけ小さくなるようにしている。なお、基礎コン
クリート部２０からの湿気の進入を防止するため、基礎
コンクリート部２０の下面に防湿層２６を設けるように
してもよい。

【００２７】前記起立壁部２２は換気口を設けず完全に
閉止させた状態で形成する。これにより、建物の床下部
分は基礎コンクリート部２０と起立壁部２２で完全に密
閉され床下空間２５の気密性が確保される。また、起立
壁部２２の外側に前記断熱ボード等の断熱材１０を延設
し床下空間での断熱性が好適に得られるようにしてい
る。

【００２８】３０は室内の床部であり、大引材、根太材
上に張って構成される。３２は室内の内壁部を形成する
内側壁材である。この内側壁材３２と壁体を構成する断
熱材１０との間が、前述したように、床下空間２５から
のエアを通流させるエア流路である壁内空気流路３４と
なる。この壁内空気流路３４は、断熱材１０と内側壁材
３２との間で層空間として形成され、空気が上下方向に
流通できるように形成されている。

【００２９】３６は内側壁材３２に設けた開口部であ
り、壁内空気流路３４と室内とを連通する。この開口部
３６は室内にエアを流入させるためのもので、実施例で
は天井３８に近接して設置したが、壁面の低い位置に設
置してもよい。また、開口部３６は１か所のみでなく複
数個所設けてもよい。

【００３０】４０は天井３８の近傍に開口させて設けた
吸気口である。この吸気口４０からは一階の天井３８の
上方に設置した熱交換換気扇４２までダクト４４によっ
て連絡され、ダクト４４からは熱交換換気扇４２を通過
して端部が建物の外部まで延出する排気ダクト４６に連
絡される。なお、各室内の吸気口４０と熱交換換気扇４
２とはダクト４４ですべて連通して熱交換換気扇４２に
連絡するようになっている。

【００３１】５０は外気導入ダクトである。外気導入ダ
クト５０は一端を建物の外壁面から突出させ開口させて
設置するとともに、前記熱交換換気扇４２を通過するよ
うに配置し、熱交換換気扇４２の内部で外気と各室内か
らの排気とについて熱交換できるようにし、さらに床下
空間２５内まで他端を延出させ床下空間２５内で開口さ
せる。これによって、外気は外気導入ダクト５０を経由
して床下空間２５内に導入される。

【００３２】前記熱交換換気扇４２には各室内からエア
を排気するためのファンを設け、このファンを駆動する
ことによってエアを通流させ換気用のエアサイクルを形
成する。熱交換換気扇４２は全熱交換作用を有するもの
を使用する。全熱交換は排気と外気との温度および湿度
の両方について同時に交換するもので、排気と外気が通
流する細管を交互に連接し排気と外気とを相互に通流さ
せることによって温度と湿度を交換することができる。

【００３３】熱交換換気扇４２による熱交換は外気と排
気との温度、湿度の相互関係によってなされるものであ
り、冬期間で外気が冷たい場合には外気を温めて建物内
に導入し、夏期間で外気温が高い場合には外気を冷やし
て建物内に導入する作用をなす。たとえば、冬期間で外
気が０℃、湿度８０％程度といった場合、単なる熱交換
による場合は外気が２０℃程度に温められると湿度が３
０％といったかなり低湿度になるが、全熱交換によって
排気と外気とを湿度交換することにより湿度４０〜５０
％程度の好適な住環境にすることができる。

【００３４】本実施例ではこのように全熱交換する際に
排気と外気の湿度交換が効果的になされるように、各室
内からの排気を熱交換換気扇４２に集めるとともに、浴
室あるいは洗面所といった高湿度が発生しやすい室内か
らも排気を熱交換換気扇４２に集めて全熱交換するよう
にした。浴室等ではかなりの湿度が発生するから通常の
建物では結露等が多量に生じるが、本実施例の建物の場
合は断熱性が優れることから結露等が発生せず全熱交換
する熱交換換気扇４２に排気を戻しても装置に悪影響を
与えることなく効果的な熱交換ができる。

【００３５】本実施例の空気循環建物は上述したよう
に、外気を建物内に取り入れ、建物内の空気と外気とを
熱交換して建物内から排気する空気循環系を設けて換気
するように構成したものである。この空気循環サイクル
での空気の流れについてみると、外気導入ダクト５０か
ら取り入れられた外気は熱交換換気扇４２で建物の各室
内から排出されてきた空気と全熱交換された後、外気導
入ダクト５０を介して床下空間２５内に導かれる。外気
はこの床下空間２５内で放出され、床下空間２５内にた
められた後、床下から各室内に向けて上昇する。床下空
間２５内では基礎コンクリート部２０の蓄熱作用あるい
は湿度調整作用によって冬場であれば温められ、夏場で
あれば冷やされて各室内に供給される。

【００３６】床下空間２５から各室内に空気が流通する
場合は図の矢印で示すように床下から断熱材１０と内側
壁材３２との間に形成した壁内空気流路３４を通って開
口部３６から各室内に供給される。このように壁内空気
流路３４の下側から断熱材１０に沿わせて空気を上昇さ
せるようにするのは、これによって内側壁材３２や柱材
に空気を触れさせ各部材とよくなじませるようにするた
めである。このように床下からじかに各室内に空気を供
給せず、建物全体を包み込むように空気を循環させるよ
うにすることにより建物全体が好適に換気でき、これに
よって建物を長持ちさせることができる。

【００３７】また、断熱材１０、１０ａの作用によって
各室が外部から有効に断熱されているから室内での冷暖
房がきわめて効率的になされる。例えば、床下空間２５
に暖房装置を設置すれば、暖気は上昇するから、その暖
気流が壁内空気流路３４を通って好適に拡散でき、建物
内全体を好適に暖房できる。また、例えば、屋根裏部屋
７８の空間にエアコン（冷房装置）を設置すれば、冷気
は下降するから、その冷気流が壁内空気流路３４を通っ
て好適に拡散でき、建物内全体を好適に冷房できる。

【００３８】室内に供給された空気は室内を還流した
後、吸気口４０からダクト４４を介して熱交換換気扇４
２に排気される。熱交換換気扇４２では前述したように
外気と排気とが全熱交換され、外気が冷たい場合には外
気を温め、また所要の湿度にして外気を導入し、外気温
が高い場合には外気を冷やし湿度が高い場合には湿度を
下げて外気を導入する作用をなす。熱交換換気扇４２を
経由した後は排気ダクト４６から外部に放出される。こ
うして、外気を取り入れる空気循環が形成され、建物全
体の換気が行われる。

【００３９】上記のように、実施例の空気循環建物は断
熱材１０、１０ａによって各室を外部から熱的に遮断す
るように構成したこと、建物の基礎部分も完全に密閉し
て建物全体を密閉構造としたことにより、建物内全体を
包み込むように換気することが可能になり、季節をとお
して建物全体で好適な換気と室内環境を得ることが可能
になる。これによって各室内の冷暖房効果も有効に作用
し冷暖房にかかるランニングコストを効果的に下げるこ
とが可能になる。

【００４０】以上の実施例は２×４工法による建物に関
して説明してきたが、本発明はこれに限らず、前述した
ような壁構造を他の工法によって構築される建物にも適
用して同等の効果を得ることができるのは勿論である。
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明して
きたが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
く、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得
るのは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、内側壁材と前記外側壁
材との間に上下方向に空気が流通する壁内空気流路を、
好適に形成することができる。その壁内空気流路によっ
て、建物内全体の空気の流通および循環を好適に行うこ
とができる。従って、建物内全体の換気が好適になされ
ると共に、空気の循環流によって建物内全体の冷暖房も
好適にすることが可能であり、屋内の環境空間を快適に
維持することができる。特に、壁体内の空気の流通が好
適になされるため、壁体内での結露および乾燥過多を防
止でき、木材が劣化することを防止できるという著効を
奏する。また、この壁内空気流路を備える空気循環建物
は、特別な建築工程およびダクト等の資材を要せず、通
常の２×４工法の工程によって合理的に建築できるとい
う著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気循環建物の一実施例を模式的
に示す断面図である。

【図２】本発明に係る空気循環建物の一実施例の要部を
説明する斜視断面図である。

【図３】本発明に係る空気循環建物の一実施例の全体構
成を示す断面図である。

【図４】従来の建物の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ 断熱材 １１ 外側壁材 １２ 外部通気層 １４ 外部壁体 ２０ 基礎コンクリート部 ２２ 起立壁部 ２５ 床下空間 ３０ 床部 ３２ 内側壁材 ３４ 壁内空気流路 ３６ 開口部 ３８ 天井 ４０ 吸気口 ４２ 熱交換換気扇 ４４ ダクト ４６ 排気ダクト ５０ 外気導入ダクト ６０ 間柱 ６２ 間柱土台 ６４ 敷土台 ６５ 床板通気口 ６６ 通気用土台 ６８ 根太土台 ７０ 端根太 ７２ 床根太 ７４ 床板 ７６ 桁 ７８ 屋根裏空間 ８０ 天井通気口

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の壁部の心材として上下方向に配設
   される柱と、 該柱の内側に張られる内側壁材と、 前記柱の外側に張られる外側壁材と、 建物の壁部の心材として水平方向に配設され、壁面に直
   交する方向の幅が前記柱よりも狭く設けられ、前記内側
   壁材と前記外側壁材との間に上下方向に空気が流通する
   壁内空気流路が形成されるように、前記外側壁材と間隙
   を置いて固定される水平材と、 前記壁内空気流路が形成されるように、前記外側壁材と
   間隙を置くと共に前記水平材の上で固定される床板と を
   具備することを特徴とする空気循環建物。
2. 【請求項２】 前記壁内空気流路と床下空間とを連通す
   る床下通気口を設けるべく、外側壁材と間隙を置くと共
   に、土台の長さ方向に断続的に固定された前記水平材で
   ある通気用土台を具備することを特徴とする請求項１記
   載の空気循環建物。
3. 【請求項３】 前記内側壁材と、屋根を支える桁とが間
   隙を置いて固定されることで、前記壁内空気流路が、屋
   根裏空間に連通していることを特徴とする請求項１また
   は２記載の空気循環建物
4. 【請求項４】 前記壁内空気流路、各室内、床下空間及
   び屋根裏部屋を外部から断熱すべく、建物の側壁及び屋
   根裏部屋の天面部に設けられた断熱材と、 外気を前記床下空間内に導入する外気導入ダクトと、 前記床下空間から前記壁内空気流路及び前記屋根裏部屋
   を通って循環されると共に前記室内を通った空気を、外
   部へ排出して換気する排気ダクトと、 前記外気導入ダクトから導入される外気と前記排気ダク
   トから排出される排気とについて全熱交換する熱交換換
   気扇とを具備する ことを特徴とする請求項１、２または
   ３記載の空気循環建物。
5. 【請求項５】 前記建物が、いわゆるツーバイフォー工
   法によって建築されることを特徴とする請求項１、２、
   ３または４記載の空気循環建物。