JP3308472B2 - 住 宅 - 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、複数の部屋をまと
めて換気するセントラル換気設備を備えている住宅に関
する。

【０００２】

【背景技術】従来より、建物内部の空気の状態を居住者
にとって良好なものとするために、空調設備や換気設備
が利用されている。住宅においては、空調機を各居室に
設け、各居室毎に個別に冷暖房を行うのが一般的であ
り、各居室の広さに応じて空調機を選択している。ま
た、住宅の居室の換気は、窓を開けて行うのが普通であ
り、送風機による強制換気を行うことは殆どなく、厨
房、便所および浴室についてのみ、個別に換気ファンを
設け、個別に強制換気を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように個別に換気を行う住宅では、個々の部屋に、その
広さに応じた換気送風機が設置されるので、住宅内の人
員が各部屋に分散すると、全居室の換気送風機が運転さ
れたり、送風機が消し忘れられたりする。このため、住
宅全体の人員数に応じた換気量よりも多量の空気が換気
され、過剰の換気が行われ、室内の空調された空気が大
量に捨てられることとなり、住宅の断熱性能や気密性能
が向上しても、熱エネルギーのコスト削減は難しいとい
う問題がある。また、居室の広さに応じた空調機を各部
屋に設置すると、冷房時には、住宅内の人員が各部屋に
分散すると、全居室の空調機が運転されるとともに、実
際に居室で発生する空調負荷よりも空調機の能力が勝
り、空調機の負荷率が低くなり、住宅の断熱性能や気密
性能が向上し、外部からの熱負荷を遮断しても、熱エネ
ルギーの無駄が生じるという問題がある。ここで、夏季
や冬季における空調負荷のピークにあわせて空調機を選
択すると、空調機のイニシャルコストが増えるうえ、そ
の負荷率がさらに低くなり、空調機の効率が低下し、エ
ネルギーの無駄がさらに増えるという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、熱エネルギーの無駄の削
減が図れるようになる住宅を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、図面をも参照
して説明すると、住宅１において、内部を居住者の動線
に基づき居住者の数の変動を少なくする設定によりゾー
ニングし、同一ゾーンに属する複数の部屋（例えば、二
階の主寝室35と一階のリビング・ダイニング・キッチン
22）を、ダクトおよび／または開口（ドアに設けたドア
ガラリ等）で連通し、このゾーンを換気するために、当
該ゾーンに接続された送風機（例えば、全熱交換器48の
内蔵ファン）を備えていることを特徴とする。このよう
な本発明では、ゾーン毎に換気が行われるので、ゾーン
内において人員が各部屋に分散しても、ゾーン毎に設定
された換気量に変動はなく、過剰換気が防止され、空調
された空気が大量に捨てられることがなくなる。このた
め、住宅の断熱性能や気密性能が向上すれば、熱エネル
ギーのコスト削減が図れるようになる。

【０００６】以上において、前記ゾーンに接続された空
調機が備えられていることが望ましい。このようにすれ
ば、換気と同様に、ゾーン毎に空調が行われるので、ゾ
ーン内において人員が各部屋に分散しても、運転される
空調機の台数は変動せず、実際にゾーンで発生する空調
負荷に応じた空調が行われ、空調機の負荷率が低くなる
ことがない。このため、住宅の断熱性能や気密性能が向
上し、外部からの熱負荷が遮断されるようになれば、熱
エネルギーの無駄が生じなくなり、熱エネルギーのコス
ト削減が図れるようになる。

【０００７】また、前記ゾーンおよび前記送風機、前記
ゾーンおよび前記空調機、前記送風機および前記空調機
のいずれかが、扁平な断面形状を有し、壁内部に収納可
能な扁平ダクトを介して相互に接続されていることが好
ましい。このように扁平な形状のダクトを採用すれば、
壁内部や天井懐等の狭い空間にもダクトが設置可能とな
り、居室以外に利用可能なスペースが少ない住宅でも、
ダクトが設置できるようになる。 この際、当該住宅は２
以上の階数を有し、これら複数の階に渡って前記ゾーン
はゾーニングされ、これら同一ゾーンに属する上下階の
部屋は前記扁平ダクトおよび／または階段室を介して連
通されていることが好ましい。

【０００８】さらに、四隅の柱の上下端を梁で連結した
直方体状のフレームを備えた複数の建物ユニットを組み
合わせて建築され、外壁面に軽量気泡コンクリート製の
外壁材が設けられていることが望ましい。このような建
物ユニットで住宅を形成すれば、断熱性能や気密性能が
向上し、外部からの熱負荷が遮断されるようになり、ゾ
ーン毎の空調および換気を行うことにより、熱エネルギ
ーの無駄が生じなくなり、熱エネルギーのコスト削減が
図れるようになる。

【０００９】また、前記複数の建物ユニットの間に形成
される隙間には、扁平な断面形状を有する扁平ダクトが
配置されていることが好ましい。このように建物ユニッ
トの間に扁平ダクトが配置されるようにすれば、工場で
建物ユニットの側面に扁平ダクトを取り付けること、扁
平ダクトが取り付けられた建物ユニットを建築現場へ輸
送すること、および、下階の建物ユニットの上に上階の
建物ユニットを接合する際に、扁平ダクトを接続するこ
とが可能となり、建築現場での作業が軽減されるように
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態を
図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に
説明した部材と同じ部材には同一符号を付し、その説明
を省略もしくは簡略にする。図１には、本実施形態に係
る二階建てのユニット式住宅１が示されている。この住
宅１は、敷地に設けられた基礎２の上に複数の建物ユニ
ット10を載せて相互に接合して形成した居室部分３と、
二階を形成する建物ユニット10の上面に立設された図示
しない束に支持される屋根パネル11を相互に連結して形
成された寄棟式の屋根部４とを有するものである。な
お、住宅１の一階には、図中正面左側の角部に配置され
た玄関用建物ユニット10A により玄関12が形成され、他
の部分に配置された複数の居室用建物ユニット10B によ
り一階居室部3Aが形成されている。一方、住宅１の二階
には、複数の居室用建物ユニット10B により二階居室部
3Bが形成されている。この居室部3Bの図中正面には、バ
ルコニを形成するバルコニユニット13が外壁面から突出
するように設けられている。また、二階の建物ユニット
10B の上面には、当該建物ユニット10B に応じて四角枠
状に形成された図示しないサブフレームが載置されてい
る。このサブフレームについては、後で詳述する。さら
に、住宅１の外壁面には、軽量気泡コンクリート製の外
壁材が設けられ、この外壁材により、住宅１には、優れ
た断熱性能および気密性能が確保されるようになってい
る。

【００１１】各建物ユニット10は、工場で製造された箱
状のユニットであって、建築現場で他の建物ユニット10
と相互に接合されるものである。このうち、居室用の建
物ユニット10B は、図２に示されるように、四隅の柱14
の上下端を梁15で連結した直方体状のフレーム16を有す
るものである。このフレーム16の天井側に対向配置され
た長辺梁15A の間には、複数の天井小梁17が短辺梁15B
と平行に設けられている。天井小梁17は、建物ユニット
10B の天井を形成するための図示しない天井材を支持す
るものである。また、フレーム16の床側に対向配置され
た長辺梁15C の間には、複数の根太18が短辺梁15D と平
行に設けられている。根太18は、建物ユニット10B の床
を形成するための図示しない床材を支持するものであ
る。

【００１２】図３には、住宅１における居室の配置と、
空調・換気用のダクトの配置とが示されている。すなわ
ち、住宅１の一階の中心部分には、図３（Ａ）に示され
るように、階段室21が設けられ、この階段室21を囲むよ
うに、図中下方から右回りに、リビング・ダイニング・
キッチン22、和室23、浴室24、洗面室25、トイレ26およ
び玄関12が設けられている。これらのリビング・ダイニ
ング・キッチン22、和室23、浴室24、洗面室25およびト
イレ26は、その出入口に設けられたドアに、ガラリ等か
らなる開口が設けられ、階段室21と連通している。この
うち、リビング・ダイニング・キッチン22および和室23
の天井には、空調された空気を吹き出す吹出口27が設け
られている。これらの吹出口27の各々は、略水平方向に
延びるダクト28を介して略鉛直方向に折れ曲がったエル
ボダクト29に接続されている。また、リビング・ダイニ
ング・キッチン22に設けられたレンジ30の上方には、レ
ンジフードの内部に開口された吸込口31が設けられてい
る。この吸込口31は、排気ファン32に接続されている。
これにより、レンジ30で生じた煙が排煙されるようにな
っている。さらに、浴室24およびトイレ26の天井には、
吸込口33が設けられている。この吸込口33は、排気送風
機34に接続されている。これにより、浴室24およびトイ
レ26の排気が行われるようになっている。

【００１３】住宅１の二階には、図３（Ｂ）に示される
ように、二階の図中下側半分を占める主寝室35と、図中
上側半分の両側縁に沿った副寝室36，37と、これらの副
寝室36，37の間の階段室38と、主寝室35および副寝室37
の間のトイレ39とが備えられている。主寝室35、副寝室
36，37およびトイレ39は、その出入口に設置されたドア
に設けられたガラリ等の開口を備え、階段室38と連通し
ている。このうち、主寝室35および副寝室36，37の天井
には、空調された空気を吹き出す吹出口40が設けられて
いる。これらの吹出口40の各々は、略水平方向に延びる
ダクト41を介して分岐用チャンバ42に接続されている。
分岐用チャンバ42には、ダクト44を介して、主寝室35お
よび副寝室36の各々の上方に配置された空調機43の吹出
口に接続されるとともに、略水平方向に延びるダクト45
を介して略鉛直方向に下がるダクト46に接続されてい
る。このダクト46は、一階に設けられたエルボダクト29
に接続されている。階段室38の天井には、二つの吸込口
47が設けられている。また、主寝室35の図中左上方に設
けられたクローゼット35A の上方および階段室38の上方
には、それぞれ全熱交換器48が設けられている。

【００１４】この全熱交換器48は、屋外に排出する屋内
の空気と、屋内に供給する屋外の新鮮な空気との間で、
潜熱および顕熱を交換するものであり、屋内の空気を屋
外に排出するための図示しない排気送風機と、屋外の新
鮮な空気を屋内に供給するための図示しない給気送風機
と、全熱交換用のエレメントとを備えている。ここで、
各空調機43の吸込口には、二つに分岐しているダクト49
が接続されている。ダクト49は、二つに分岐した一方の
端部が全熱交換器48の吹出口に接続され、他方の端部が
階段室38に設けられた吸込口47に接続されている。階段
室38の吸込口47は、ダクト50を介して全熱交換器48の吸
込口に接続されている。全熱交換器48は、室内空気の排
気口および屋内空気の取入口のそれぞれがダクト51，52
を介して屋外と連通している。なお、トイレ39の天井に
は、一階のトイレ26と同様に、排気送風機34に接続され
た吸込口33が設けられ、これらにより、トイレ39の排気
が行われるようになっている。

【００１５】空調機43、分岐用チャンバ42および全熱交
換器48は、図４に示されるように、二階の建物ユニット
10B の上面に載置されたサブフレーム53に取り付けら
れ、屋根部４のいわゆる小屋裏内に収納されている。こ
のサブフレーム53は、前述したように四角枠状のもので
ある。このサブフレーム53には、空調機43および分岐用
チャンバ42の他に、空調機43と分岐用チャンバ42とを接
続するダクト44、ならびに、分岐用チャンバ42と略鉛直
方向に下がるダクト46とを接続するためのダクト45等が
取り付けられている。ダクト46は、空調機43が取り付け
られた建物ユニット10B の側面に固定され、Ｌ字形に折
れ曲がったエルボダクト29を介してダクト45に接続され
ている。一方、二階の建物ユニット10B の天井には、前
述した吹出口40が取り付けられるとともに、吹出口40と
分岐用チャンバ42とを接続するダクト41が取り付けられ
ている。ダクト41の端部には、Ｌ字形に折れ曲がったエ
ルボダクト29が接続され、このエルボダクト29を介し
て、分岐用チャンバ42の下面に接続されている。また、
一階の建物ユニット10B の天井には、前述した吹出口27
が取り付けられるとともに、吹出口27と前述した一階の
エルボダクト29とを接続するダクト28が取り付けられて
いる。

【００１６】サブフレーム53に設けられるダクト44，45
は、断面が真円形となったダクトである。一方、建物ユ
ニット10Bに設けられるダクト28,41,46は、図５に示さ
れるように、断面が扁平にされたダクトであり、厚さ寸
法Ｔと幅寸法Ｗとの比率Ｔ：Ｗが１：１２から１：５ま
での範囲に設定されている。例えば、厚さ寸法Ｔおよび
幅寸法Ｗとしては、４３．５mmおよび４５０mmがそれぞ
れ採用できる。エルボダクト29は、図６に示されるよう
に、前述の扁平なダクト28,41,46と同一の断面形状を有
したものであり、端部にダクト28,41,46を接続するため
の継手部29A を備えている。ここで、図４戻って、ダク
ト28,41,46は、断面が扁平なので、天井５の懐内や間仕
切壁６の内部に設けることが容易となっている。また、
サブフレーム53に設けられるダクト45と、このダクト45
に接続されるエルボダクト29とは、断面形状が異なるの
で、ダクト45の端部には、一端がダクト45に応じた断面
形状とされ、他端がエルボダクト29に応じた断面形状と
されたアダプタ45A が設けられている。

【００１７】このような住宅１では、二階の主寝室35お
よび一階のリビング・ダイニング・キッチン22が一つの
空調・換気ゾーンに属し、二階の副寝室36，37および一
階の和室23が別の空調・換気ゾーンに属するようになっ
ている。具体的に説明すれば、図３の如く、二階の主寝
室35の上方に配置された空調機43で調和された空気は、
二階の主寝室35および一階のリビング・ダイニング・キ
ッチン22へ供給される。そして、主寝室35およびリビン
グ・ダイニング・キッチン22に供給された空気は、階段
室21，38の少なくとも一方を通って、階段室38の吸込口
47に吸入される。吸込口47へ吸入された空気は、一部が
全熱交換器48を通って屋外に排気される。吸込口47へ吸
入された残りの空気は、全熱交換器48から供給される新
鮮な屋外の空気とともに空調機43へ送られる。

【００１８】一方、副寝室36の上方に配置された空調機
43で調和された空気は、二階の副寝室36，37および一階
の和室23へ供給される。そして、副寝室36，37および和
室23に供給された空気は、階段室21，38の少なくとも一
方を通って、階段室38の吸込口47に吸入される。吸込口
47へ吸入された空気は、前述ののように、一部が全熱交
換器48を通って屋外に排気され、残りが、全熱交換器48
から供給される新鮮な屋外の空気とともに空調機43へ送
られる。

【００１９】また、建物ユニット10B およびサブフレー
ム53を工場で製作する際に、サブフレーム53には、空調
機43、分岐用チャンバ42、ダクト44, 45およびエルボダ
クト29を取り付けておき、二階の建物ユニット10B に
は、吹出口40、ダクト41, 46およびエルボダクト29を取
り付けておき、一階の建物ユニット10B には、吹出口4
0、ダクト28およびエルボダクト29を取り付けておく。
そうして、建築現場で住宅１を建築する際に、一階の建
物ユニット10B の上に建物ユニット10B を載置して接合
することにより、自動的に一階のエルボダクト29と二階
の略鉛直方向に延びるダクト46とが接続される（図４参
照）。また、二階の建物ユニット10B の上にサブフレー
ム53を載置して接合することにより、二階の略鉛直方向
に延びるダクト46と、サブフレーム53のエルボダクト29
との接続、および、二階のエルボダクト29とサブフレー
ム53の分岐用チャンバ42との接続が自動的に行われる。

【００２０】前述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果が得られる。すなわち、住宅１において、内部
をゾーニングし、各部屋の出入口のドアにガラリ等の開
口を設け、この開口を通じて階段室21，38に連通するこ
とで、同一ゾーンに属する複数の部屋を相互に連通さ
せ、かつ、各ゾーンを換気するために、当該ゾーンに接
続された送風機を備えた全熱交換器48をそれぞれ設けた
ので、各ゾーン内において人員が各部屋に分散しても、
ゾーン毎に設定された換気量に変動がなくなり、過剰量
の換気が防止されるようになる。このため、空調された
空気が大量に捨てられることがなく、断熱性能や気密性
能に優れたユニット式住宅１の熱エネルギーのコスト削
減を削減できる。

【００２１】また、ゾーンに接続された空調機43を設
け、換気と同様に、ゾーン毎に空調を行うようにしたの
で、ゾーン内において人員が各部屋に分散しても、運転
される空調機43の台数は変動せず、実際にゾーンで発生
する空調負荷に応じた空調が行われ、空調機の負荷率が
低くなることがない。このため、断熱性能や気密性能に
優れたユニット式住宅１においては、外部からの熱負荷
が遮断されることと相俟って、熱エネルギーの無駄が生
じなくなり、住宅１の熱エネルギーのコストをさらに削
減することができる。

【００２２】さらに、ゾーンと空調機43とを接続するダ
クトとして、扁平な断面形状を有し、壁内部に収納可能
なダクト28，41，46を採用したので、壁６内部や天井５
の懐内等の狭い空間にも設置することが可能となり、居
室以外に利用可能なスペースが少ない住宅１でも、ダク
ト28，41，46を容易に設置できる。

【００２３】また、複数の建物ユニット10B の間に形成
される隙間に、ダクト46を配置したので、工場で建物ユ
ニットの側面にダクト46を取り付けることが可能とな
り、ダクト28，42，44，45，46の取付作業のすべてが工
場で行えるようになり、ダクト28，42，44，45，46の取
付作業を建築現場で行う必要がなく、建築現場での作業
を軽減することができる。さらに、ダクト28，41，45等
の水平に延びるダクトの端部にエルボダクト29を設け、
ダクトの開口を下方または上方に向けたので、建築現場
で住宅１を建築する際に、建物ユニット10B の上に他の
建物ユニット10B を載置して接合することにより、水平
に延びるダクト28，45と鉛直に延びるダクト46との接
続、および、分岐用チャンバ42とダクト28との接続が自
動的に行われるようになり、この点からも、建築現場で
の作業を軽減できる。

【００２４】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明は、前記一実施形態に限られる
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々の改良並びに設計の変更が可能である。例えば、住
宅内の部屋同士の連通は、出入口に設けられたドアに、
ガラリ等からなる開口により行われるものに限らず、二
つの部屋にまたがって設けられたダクトにより行っても
よく、また、二つの部屋同士をダクトと開口とを併用し
て連通してもよい。また、各ゾーンの換気を行うための
送風機としては、全熱交換器に内蔵された送風機に限ら
ず、単独に設置される送風機でもよい。さらに、ダクト
としては、断面が真円形のものや、断面が扁平にされた
ものに限らず、断面が四角形のものでもよい。また、各
部屋に接続されるダクトの中間部分には、ＶＡＶ装置
（送風空気量可変装置）を設け、当該部屋に設けた温度
調節器でＶＡＶ装置を温度制御するようにし、かつ、空
調機の吹出口側のダクトに送風量センサを設け、この送
風量センサで送風機の回転数を制御してもよい。このよ
うにすれば、送風量の無駄をなくしつつ、各部屋の温度
が個別に自動制御され、無駄なエネルギーを使うことな
く、室内の快適環境をより向上できる。

【００２５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、ゾーン内
において人員が各部屋に分散しても、ゾーン毎に設定さ
れた換気量に変動がなくなるので、熱エネルギーの無駄
の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る住宅の全体を示した
斜視図である。

【図２】前記実施形態で用いられる建物ユニットのフレ
ームを示す斜視図である。

【図３】前記実施形態の各階を示す平面図である。

【図４】前記実施形態の要部を示す縦断面図である。

【図５】前記実施形態で採用された扁平ダクトを示す斜
視図である。

【図６】前記実施形態で採用されたエルボダクトを示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ 住宅 ６ 壁としての間仕切壁 10 建物ユニット 14 柱 15 梁 16 フレーム 28,41,46 扁平ダクト 43 空調機 44,45,49〜52 ダクト 48 換気用の送風機を内蔵する全熱交換器

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部を居住者の動線に基づき居住者の数の
   変動を少なくする設定によりゾーニングし、同一ゾーン
   に属する複数の部屋をダクトおよび／または開口で連通
   し、このゾーンを換気するために、当該ゾーンに接続さ
   れた送風機を備えていることを特徴とする住宅。
2. 【請求項２】請求項１に記載の住宅において、前記ゾー
   ンに接続された空調機を備えていることを特徴とする住
   宅。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の住宅にお
   いて、前記ゾーンおよび前記送風機、前記ゾーンおよび
   前記空調機、前記送風機および前記空調機のいずれか
   が、扁平な断面形状を有し、壁内部に収納可能な扁平ダ
   クトを介して相互に接続されていることを特徴とする住
   宅。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の住宅において、当該住宅は２以上の階数を有し、これ
   ら複数の階に渡って前記ゾーンはゾーニングされ、これ
   ら同一ゾーンに属する上下階の部屋は前記扁平ダクトお
   よび／または階段室を介して連通されていることを特徴
   とする住宅。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   の住宅において、四隅の柱の上下端を梁で連結した直方
   体状のフレームを備えた複数の建物ユニットを組み合わ
   せて建築され、外壁面に軽量気泡コンクリート製の外壁
   材が設けられていることを特徴とする住宅。
6. 【請求項６】請求項５に記載の住宅において、前記複数
   の建物ユニットの間に形成される隙間には、扁平な断面
   形状を有する扁平ダクトが配置されていることを特徴と
   する住宅。