JP3930702B2 - トータル通風換気システム及びその住宅構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然換気を主として採用している住宅においても、機械換気の必要が発生し、両者を取り入れている住宅構造が実用化されている中で、外部の天候状態や、住宅開口部材の開閉状態等の住宅環境をトータルに制御可能とした住宅の通風換気システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、住宅の自然換気を促す方法としては、自然換気量を換気のための制御装置近傍に配置した風量センサー等で検知し、その検出値により、換気のための制御装置であるファンやダンパーを制御し、補助的に好ましい機械換気を採用しているものがある。
しかし、例えば、住宅外部に心地良い風が吹いている場合でも、窓が閉まっていると、換気量が少ないという換気結果により、換気のための制御装置が運転しているのが実情である。しかし、このような場合は、窓や戸を開放することで、住宅の外を吹いている風を取り込むことが可能となり、住宅内換気が達成できる。すなわちファンの運転の動力を省略することができる。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
さらに、家の外部に風の流れが検知されたとしても、どちら向きの風が吹いているかによって開放すべき窓の位置や数、さらには、開放程度や角度が変わってくる。さらに、台風等の外的条件の急変に対しては、急に開口部を閉じる作業が必要となり、この場合は、居住者に閉じる必要性を訴えたり、あるいは、自動的に閉じる窓や雨戸の機構としても良い。
このような住環境をトータルに評価して、換気制御するシステムというものが従来みられなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のトータル通風換気システムは住宅内の居室に外部からの自然給気口、居室から共用部分への排気口、上層階に抜ける共用部を利用した換気経路、補助換気装置を有する自然換気型住宅において、住宅開口部材の開閉状態を感知する開閉感知センサーを設け、該開口部材の開閉状態に応じて必要な補助換気装置の運転状況を制御するとともに、屋外の天候を感知する天候感知センサーを設け、該感知結果により、住宅内の開口部材の開閉状態を制御し、さらに、補助換気装置の運転状況を制御するトータル通風換気システムであって、該開閉感知センサー及び該天候感知センサーの感知と連動する住宅開口部材の開閉指示発信装置を設けて、屋外に換気に充分な風が吹いている場合に、該天候感知センサーが感知し、該開閉指示発信装置が居住者に住宅開口部材の開放を促すとともに、該開閉感知センサーが該開口部材の開放を確認し、必要であれば、該開閉指示発信装置が再度該開口部材の開放を促して、該開口部材が開放された後に、該補助換気装置の運転を停止して、通風換気を促進するようにしたことを要旨とする。
【０００６】
さらに、本発明のトータル自然換気住宅システムにおける、センサーの感知は、雨の有無、屋外風速、開口部材の状態、屋外温度等について行い、各感知段階において、開口部材開閉制御及び/又は補助換気装置の運転状況の制御を行い、最適な通風及び換気状態を実現するセンサーの検知と連動する住宅開口部材の開閉制御装置を設けたことを要旨とする。
【０００８】
そして、本発明の住宅のトータル通風換気システムは、該住宅開口部材は開閉困難な部材及び開閉容易な部材からなり、前者については、天候感知センサーにより開閉制御可能とし、後者については、住宅開口部材の開閉状態を感知する開閉感知センサーの結果に基づいて、補助換気装置の制御を行うことを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において、給気口とは、主に居室に設けられた窓、ドア、天窓、空気取り入れ口等、外部の空気が居室内に流入可能なものであればすべて含まれる。
また、共用部とは、廊下や階段、ホールのように住宅の主に中央部に位置し、棟や上階へ少なくとも部分的に貫通している構造部を意味する。従って、共用部への排気口とは、ドアのアンダーカットやガラリ、欄間等が考えられる。
換気のための補助換気装置とは、換気を促すファンや、換気を遮断するダンパー等が考えられる。住宅開口部材とは、戸、窓、雨戸、シャッター、簾、網戸、ブラインド等が考えられる。
通風換気住宅構造としては、住宅内を外気が流れて住宅内を換気し、主に共用部を換気経路として、最終的に棟あるいは、屋根部近傍等の住宅上部より住宅外に排出される住宅が考えられるが、これに限定されるものではない。また開口部材の開閉状態の感知装置としては、例えば、差し違えタイプのサッシ窓枠の重なり位置にセンサーを設置し、重なりの状況がセンサーでキャッチできれば、「閉じている」と判断し、キャッチできなければ「開いている」と判断するようなものが考えられる。さらに進んで一方の重なり窓枠までの距離が判断できるセンサーを取り付けることにより、どの程度窓が開放状態になっているかわかるため、窓の開き具合を細かな換気量の測定に利用することで、より細かな自然換気の制御が可能となる。そして、天候感知センサーとしては、雨の有無及び状態、風速、風向き、外気温、湿度等あらゆる天候情報の感知センサーが考えられる。なお、開閉感知センサー、天候感知センサーいずれの結果にもとずいても、住宅開口部材の開閉制御と補助換気装置の制御をおこなっても良いが、いずれか一方のみと関連づけても良いことはもちろんである。
住宅地域や、住宅形状、住人の特性等に合わせて、種々の通風換気制御が可能となる。
開閉指示発信装置とは、例えば、単にチャイム、あるいは、音声での注意換気のように住人に知らせるものでも良いし、光、映像、ドアホン等で知らせることも考えられる。
開閉困難な開口部材としては、天窓、高窓、たとえばハイサイドサッシ等があり、容易な開口部材としては、人の手の届く範囲に設置された各種窓、出入り口、換気口等が考えられる。
【００１１】
［実施例１］
本発明の第１の実施例について、図１にもとずいて説明する。
図１（ａ）は、本発明の通風換気システムの流れを示したフロー図である。
図１（ｂ）は、本発明の通風換気システムにおける、各段階での補助換気装置の運転モードを示した図である。図２は天窓を有した本システムの概要図であり、（１）は窓の開閉状態と、そこを通過する風量を感知するセンサー、（２）はファン（５）からなる補助換気装置、（３）は外部の天候状況を感知するセンサー、（４）は天窓、（６）は窓である。
なお、（１）及び（３）のセンサーは、補助換気装置（２）と連動している。さらに、開閉が困難な天窓（４）は各種センサーの検知結果より必要があれば、自動で開閉できるようになっている。
今、この住宅では、最適な通風換気を行うために、図１のフロー図にあるように、システムが判断と制御を行う。
すなわち、まず外部の天候感知センサー（３）が雨の有無を判断する（Ｓ０１）。次に雨が降っていれば、モード▲１▼が選択され、天窓（４）が開いていれば自動的に閉じられ、しかも補助換気装置が運転される。このとき、図示していないが、さらに、窓（６）の開閉状態を感知するセンサー（１）により、窓（６）が開いていれば、雨の強さや風の向きによっては、（６）を閉じる指示（お知らせ）を表示しても良い。
雨が降っていない場合は、次に屋外の風速をセンサリングする（Ｓ０２）。強風の場合は、モード▲１▼の運転制御を行い、天窓が開いていれば自動的に閉じ、補助換気装置を運転する（Ｓ０３）。強風でなければ、窓の開閉感知センサー（１）により、窓の開閉状態を判断し（Ｓ０４）、閉じていれば屋外温度の判断に移る（Ｓ０５）。その結果、屋外温度が低ければ、モード▲１▼の制御を行う。冷たい外気が入らないようにするためである。温度が高ければ、冷房運転をしているかどうかの判断に移り（Ｓ０６）、冷房していれば、モード▲１▼の制御とし、していなければモード▲４▼の運転制御と天窓制御とし、窓を開くようにお知らせ（Ｓ０７）をする。さらに、その結果窓が開かれたかどうかを確認する（Ｓ０８）作業を行う。
窓が開いていれば、屋外温度を計測（Ｓ０９）し、屋外温度が低ければモード▲３▼で運転制御と天窓制御とし、屋外温度が高ければ、モード▲２▼の運転制御と天窓制御を行い、通風を促進する。なお、本実施例と異なり、窓に風量センサーを設けず、開閉風量は予測で制御しても良い。又、感知項目と感知順序は図１のフロー図の順が好ましいが、これに限定されることはなく、又、他の項目を感知させても良い。住人にとり、又その地域特性に応じて快適な通風・換気のための制御であれば本発明の範囲に含まれる。
このようなシステムを使用すると、屋外天候あるいは住宅内の開閉部材の状況に応じたきめ細かな自然換気が可能となり、余分なエネルギーを使用することが無く好ましい。また、同じ換気量が得られる場合には、機械換気より自然の通風換気を優先するシステムとなる。
［実施例２］
本発明の第２の実施例を、図３（ａ）を参照しながら説明する。図３（ａ）は本発明のトータル通風換気システムを採用した住宅構造である。図３（ａ）において、図２と同様符号は同じ部材名を示す。屋外には換気に充分な風が吹いている場合を想定している。
窓（６）が開いており、通風換気を行っているときは、ファン（５）が運転されていれば、ファン（５）の換気を停止する。通風換気を行っていないときは、外部の天候センサー（３）が心地よい風が吹いていることを感知し、居住者に窓の開放を促す。そして、居住者に窓の開放を促した後も、図１（ａ）の（Ｓ０８）に示すように、居住者が窓を開けたかどうかをセンサーで確認し、さらに、必要であれば、再度窓の開放を促すメッセージを出す。居住者が窓を開ければ、自らファンを停止する（モード▲２▼）。
［実施例３］
図３（ｂ）は自然換気型構造の住宅において、天候が悪い場合の換気状態を示した説明図である。天候の悪い場合は、天候感知センサーにより天候状態が悪いことが感知され、自動制御の天窓（４）を閉鎖し、居住者に窓（６）の閉鎖を促し、補助換気装置であるファン（２）の運転を行う。
以上のような、本発明のシステムを用いると、自然換気型構造の住宅において、通風換気を行っているときには、機械換気は行わないため、省エネ効果が図れる。また、通風換気を行っていない時でも、外部の風の状態を判断して、通風換気を行うため、ファンの運転による電力の消費を最小限に抑えることができる。さらに、居住者に窓の開閉を促すことで、居住者の換気・通風に関する意識を高めることができ、居住者が積極的に居住環境に働きかけるきっかけとなり、システムと居住者の協動により、よりきめ細かな最適な通風・換気が可能となる。
【００１２】
【発明の効果】
以上、これまで説明してきたように、本発明のトータル通風換気システム及びその住宅構造を利用すれば、自然の通風・換気を最大限利用可能となり、居住者は外部の自然に大いに親しむことができ、住む人にとり非常に健康的な住環境を提案することができる。また、無駄な機械換気のためのエネルギーを消費することがなくなるとともに、きめ細かな換気が少ないエネルギーで可能となる。
またあらかじめ、当該住宅の個別要素（窓の位置、窓の個数、窓の大きさ、向き、センサーの種類、換気口の位置等）をシステム内に記憶させておくことにより、当該住宅にとり最適の制御システムを個別に実現制御することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のシステムの操作手順を示すフロー図である。
（ｂ）本発明の通風換気システムにおける、各段階での補助換気装置の運転モードを示した図である。
【図２】 実施例１に示すトータル通風換気住宅構造を示す説明図である。
【図３】 （ａ）本発明のトータル通風換気システムを採用した住宅構造において、外部に心地良い風が吹いている場合の説明概略図である。
（ｂ）該住宅において、天候が悪い場合の概略説明図である。
【符号の説明】
１ 開閉感知センサー
２ 補助換気装置
３ 天候感知センサー
４ 天窓
５ ファン
６ 窓

Claims (3)

1. 住宅内の居室に外部からの自然給気口、居室から共用部分への排気口、上層階に抜ける共用部を利用した換気経路、補助換気装置を有する自然換気型住宅において、
   住宅開口部材の開閉状態を感知する開閉感知センサーを設け、該開口部材の開閉状態に応じて必要な補助換気装置の運転状況を制御するとともに、屋外の天候を感知する天候感知センサーを設け、該感知結果により、住宅内の開口部材の開閉状態を制御し、さらに、補助換気装置の運転状況を制御するトータル通風換気システムであって、
   該開閉感知センサー及び該天候感知センサーの感知と連動する住宅開口部材の開閉指示発信装置を設けて、
   屋外に換気に充分な風が吹いている場合に、該天候感知センサーが感知し、該開閉指示発信装置が居住者に住宅開口部材の開放を促すとともに、該開閉感知センサーが該開口部材の開放を確認し、必要であれば、該開閉指示発信装置が再度該開口部材の開放を促して、該開口部材が開放された後に、該補助換気装置の運転を停止して、通風換気を促進するようにしたことを特徴とするトータル通風換気システム。
2. 該天候感知センサーの感知は、雨の有無、屋外風速、開口部材の状態、屋外温度等について行い、各感知段階において、開口部材開閉制御及び/又は補助換気装置の運転状況の制御を行い、最適な通風及び換気状態を実現することを特徴とする請求項１に記載のトータル通風換気システム。
3. 該住宅開口部材は開閉困難な部材及び開閉容易な部材からなり、前者については、天候感知センサーにより開閉制御可能とし、後者については、住宅開口部材の開閉状態を感知する開閉感知センサーの結果に基づいて、補助換気装置の制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のトータル通風換気システム。

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