JP4172773B2 - 建物の換気システム及び換気方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２階建て住宅等の上下層階を備えた建物に適用される換気システム及び換気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の住宅における高気密化は、省エネルギーを実現するとともに、室内の温熱環境の向上をもたらしている。しかし、その一方で、建材から発生するホルムアルデヒド等の有害化学物質の滞留による空気汚染や、水蒸気の滞留による結露等の問題が発生し易くなっている。このため、送風機や換気扇を利用した機械換気によって、室内を常時換気するといった対策が採られるようになってきている。
【０００３】
この種の機械換気には、給気用送風機によって外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、排気用送風機によって室内空気を屋外へ強制的に排出する第１種換気方式と、給気用送風機によって外気を室内へ強制的に取り入れる第２種換気方式と、排気用送風機によって室内空気を屋外へ強制的に排出する第３種換気方式がある。
【０００４】
一方、２階建て住宅において、例えば冬期の暖房時のように屋内外で気温差が生じると、外気と室内空気の密度差によって１階の隙間から室内に低温の重い外気が流入し、２階の隙間から屋外へ高温の軽い室内空気が流出するといった温度差換気による空気の流れが生じる。なお、冬期の暖房時とは逆に、夏期の冷房時のように室内の気温が外気温より低温である場合には、１階の隙間から屋外へ低温の重い室内空気が流出し、２階の隙間から室内に高温の軽い室内空気が流入するといった温度差換気による空気の流れが生じる。
【０００５】
ここで、２階建て住宅において、機械換気による常時換気が必要換気量で稼働中に温度差換気がなされた場合の室内の空気の流れ及び差圧分布を、図５乃至図１０に基づいて説明する。
【０００６】
なお、図５乃至図１０に示す数値は、２階建て住宅の１階部分及び２階部分の床面積が約７０m2、床から天井までの高さが約２．５m、相当隙間面積が約４．０cm2／m2、隙間特性値が約１．５、外周壁部分に隙間が一様に分布していると仮定した場合の空気量、及び屋内外の圧力差を示している。
【０００７】
この場合、必要換気回数を０．５回／ｈとすると、各階の必要換気量は、７０m2×２．５m×０．５回／ｈ≒８８m3／ｈとなる。また、屋内外の圧力差が１mmＡｑのときの温度差換気による通気量は、相当隙間面積×延床面積÷０．６８９＝４×２×７０÷０．６８９≒８１３m3／ｈとなる。
【０００８】
そして、温度差が約８℃のときの流入量及び流出量は、
８１３×（０．０５）１／１．５／２≒５６m3／ｈとなり、
温度差が約１５℃のときの流入量及び流出量は、
８１３×（０．１０）１／１．５／２≒８８m3／ｈとなる。
【０００９】
図５及び図６は、各階において外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、室内空気を屋外へ強制的に排出する第１種換気方式の機械換気を適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示している。まず、第１種換気方式の機械換気のみでは、図５(ａ)及び図６(ａ)に示すように、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの室内空気を屋外へ強制的に排出する。このとき、屋内外の圧力差は生じない。
【００１０】
また、温度差換気のみでは、例えば冬期の暖房時で屋内外の気温差が約８℃のときには、図５(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなる。気温差が約１５℃のときには、図６(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなる。
【００１１】
そして、上記の第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約８℃の温度差換気がなされると、図５(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、中性帯の位置は移動せず、１階では新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動して、２階から室内空気が過排気される。
【００１２】
また、上記の第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約１５℃の温度差換気がなされると、図６(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、中性帯の位置は移動せず、１階では新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動して、２階から室内空気が過排気される。
【００１３】
図７及び図８は、各階において外気を強制的に取り入れる第２種換気方式の機械換気を適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示している。まず、第２種換気方式の機械換気のみでは、図７(ａ)及び図８(ａ)に示すように、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの外気を室内へ強制的に取り入ることで、各階の隙間から約８８m3／ｈの室内空気が排出される。このとき、１階及び２階の室内が正圧になって屋外との圧力差は、（２×８８／８１３）１．５≒０．１mmＡｑとなる。
【００１４】
また、温度差換気のみでは、例えば冬期の暖房時で屋内外の気温差が約８℃のときには、図７(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階の室内が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなり、２階の室内が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなる。気温差が約１５℃のときには、図８(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階の室内が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなり、２階の室内が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなる。
【００１５】
そして、上記の第２種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約８℃の温度差換気がなされると、図７(ｃ)に示すように、１階の隙間から屋外へ約５８m3／ｈの室内空気が流出し、１階から２階へ約３０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約１１８m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、１階及び２階ともに新鮮な外気が十分に供給されるが、中性帯の位置が１階下部に移動して、１階では機械換気による正圧と温度差換気による負圧が打ち消し合い、供給された外気分の室内空気を排出させることができなくなり、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動することになる。
【００１６】
また、上記の第２種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約１５℃の温度差換気がなされると、図８(ｃ)に示すように、１階の隙間から屋外へ約１８m3／ｈの室内空気が流出し、１階から２階へ約７０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約１５８m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、１階及び２階ともに新鮮な外気が十分に供給されるが、中性帯の位置が１階に移動して、１階では機械換気による正圧と温度差換気による負圧が打ち消し合って供給された外気分の室内空気をほとんど排出させることができなくなり、これによって１階の汚染された空気が２階へ大量に流動することになる。
【００１７】
図９及び図１０は、室内空気を屋外へ強制的に排出する第３種換気方式の機械換気を適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示している。まず、第３種換気方式の機械換気のみでは、図９(ａ)及び図１０(ａ)に示すように、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの室内空気を屋外へ強制的に排出させることで、各階の隙間から約８８m3／ｈの外気が流入する。このとき、１階及び２階の室内が負圧になって屋外との圧力差は、（２×８８／８１３）１．５≒０．１mmＡｑとなる。
【００１８】
また、温度差換気のみでは、例えば冬期の暖房時で屋内外の気温差が約８℃のときには、図９(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなる。気温差が約１５℃のときには、図１０(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大０．２mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなる。
【００１９】
そして、上記の第３種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約８℃の温度差換気がなされると、図９(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約１１８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約３０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から室内へ約５８m3／ｈの外気が流入する。すなわち、中性帯の位置が２階上部に移動して、１階では機械換気による負圧と温度差換気による負圧が加算されて機械換気による排気量を超えた新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動することになる。
【００２０】
また、上記の第３種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約１５℃の温度差換気がなされると、図１０(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約１５８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約７０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から室内へ約１８m3／ｈの外気が流入する。すなわち、中性帯の位置が２階に移動して、１階では機械換気による負圧と温度差換気による負圧が加算されて機械換気による排気量を超えた新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動することになる。
【００２１】
このように、機械換気による常時換気稼働中に温度差換気がなされた場合、余分な換気による不快な冷気や熱気の侵入により快適さが損なわれたり、暖房や冷房負荷が増大したりするだけでなく、ある階には必要換気量を超える空気が供給されたり、ある階には他の階で汚染された空気が供給されたり、またある階では新鮮な外気が十分供給されなかったりするといった不具合が生じる。
【００２２】
そこで、このような不具合を解消するために、住宅自体の気密性を十分に高めて温度差換気を生じさせないようにすることが考えられるが、実際の現場での施工実態を考えると、安定したレベルの高い気密性を要求するのは現実的ではない。
【００２３】
次に考えられるのが、機械換気による換気量を制御して、温度差換気による空気の流れを制御できないかと言うことであるが、特に強制給気のみの第２種換気方式や、強制排気のみの第３種換気方式の機械換気では、温度差換気による空気の流れは制御できない。すなわち、常時換気状態で屋内外に圧力差が生じる第２種換気方式や第３種換気方式の機械換気では、屋内外の気温差の変化により中性帯の位置が移動してしまうし、気温差が一定で中性帯の位置が一定でも、機械換気による換気量を変化させると屋内外の圧力差が変化して中性帯が移動してしまう。このように時々刻々と中性帯の位置が移動してしまうと、隙間の特性により圧力差と通気量が単純に正比例しない住宅が多く、住宅の隙間分布も十分に解明されていない現状では、各階の換気量を把握し各階の換気量を制御するのは困難だからである。
【００２４】
一方、外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、室内空気を屋外へ強制的に排出する第１種換気方式の機械換気の場合には、屋内外の圧力差が生じない常時換気状態を実現できる。
【００２５】
しかしながら、例えば特許文献１に開示されているように、第１種換気方式の機械換気で給気用送風機による給気量のみを制御したり、或いは排気用送風機による排気量のみを制御するだけでは、機械換気による給排気量のバランスがくずれて、屋内外に圧力差が生じることになり、第２種換気方式や第３種換気方式の場合と同様に、温度差換気によって生じる空気の流れは制御できない。また、給気量と排気量の双方制御するにしても、例えば特許文献２及び３に開示されているように、単に住宅全体の給排気バランスを保つようにするだけでは、上記のような１階と２階の間での汚れた室内空気の移動や過換気を防止することはできない。
【００２６】
【特許文献１】
特開2002-277020公報
【特許文献１】
特開2002-267218公報
【特許文献１】
特開2002-267219公報
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、第１種換気方式の機械換気を採用して、屋内外の気温差を利用した温度差換気による空気の流れを制御することで、上層階と下層階との間での汚れた室内空気の移動や過換気を防止するとともに、常時換気に際しての消費電力の低減も図ることができる建物の換気システム及び換気方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明の換気システムは、建物の上層階及び下層階に、外気を室内へ取り入れる給気手段と、室内の空気を屋外へ排出する排気手段とを夫々備え付けて、第１種換気を行うようにした換気システムであって、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段と、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段と、屋内外の気温差を利用した温度差換気によって生じる上層階と下層階との間での空気流動を消滅させるように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御して給排気量を調整する給排気制御手段とを設け、前記給排気制御手段は、前記屋外温度検知手段及び屋内温度検知手段によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、前記上層階と下層階のうちの一方における温度差換気による室内への外気の流入量と、前記上層階と下層階のうちの他方における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、前記上層階と下層階のうちの一方における給気手段による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、前記上層階と下層階のうちの一方における排気手段による排気量とを略等しくするとともに、前記上層階と下層階のうちの他方における排気手段による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、前記上層階と下層階のうちの他方における給気手段による給気量とを略等しくするように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御することを特徴とする。
【００２９】
また、前記上層階の給気手段と前記下層階の排気手段とを連動させるとともに、前記上層階の排気手段と前記下層階の給気手段とを連動させるようにしている。
【００３０】
この発明の換気方法は、建物の上層階及び下層階に、外気を室内へ取り入れる給気手段と、室内の空気を屋外へ排出する排気手段とを夫々備え付けて、第１種換気を行うようにした機械換気と、屋内外の気温差を利用して、上層階と下層階のうちの一方において外気を室内に取り入れて、上層階と下層階のうちの他方において室内の空気を屋外へ排出する温度差換気とを組み合わせた換気方法であって、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段と、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段とを設けて、前記屋外温度検知手段及び屋内温度検知手段によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、前記上層階と下層階のうちの一方における温度差換気による室内への外気の流入量と、前記上層階と下層階のうちの他方における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、前記上層階と下層階のうちの一方における給気手段による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、前記上層階と下層階のうちの一方における排気手段による排気量とを略等しくするとともに、前記上層階と下層階のうちの他方における排気手段による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、前記上層階と下層階のうちの他方における給気手段による給気量とを略等しくするように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御して給排気量を調整することで、前記温度差換気によって生じる上層階と下層階との間での空気流動を消滅させるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
また、前記上層階の給気手段と前記下層階の排気手段とを連動させるとともに、前記上層階の排気手段と前記下層階の給気手段とを連動させるようにしている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態にかかる換気システムを適用した２階建て住宅を示している。図において、(１)は、１階における例えば居室等のクリーンゾーンに備え付けられた給気手段として給気ファン、(２)は、１階における例えば浴室やトイレ等のダーティーゾーンに備え付けられた排気手段としての排気ファン、(３)は、２階における例えば居室等のクリーンゾーンに備え付けられた給気手段として給気ファン、(４)は、２階における例えば浴室やトイレ等のダーティーゾーンに備え付けられた排気手段としての排気ファンである。そして、１階の給気ファン(１)と２階の排気ファン(４)とが連動して駆動し、１階の排気ファン(２)と２階の給気ファン(３)とが連動して駆動するようになっている。
【００３３】
従って、この２階建て住宅においては、クリーンゾーンに新鮮な外気を強制的に取り入れ、ダーティーゾーンにおいて汚染された室内空気を屋外に強制的に排出する第１種換気を、１階及び２階の双方において常時行うようになっている。
【００３４】
(５)は、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段としての屋外温度センサ、(６)は、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段としての屋内温度センサ、(７)は、給排気制御手段としての制御部である。そして、図２に示すように、制御部(７)の入力側には、屋外温度センサ(５)及び屋内温度センサ(６)が接続され、制御部(７)の出力側には、１階及び２階の給排気ファン(１)〜(４)が接続されている。
【００３５】
制御部(７)は、屋内外の気温差を利用した温度差換気によって生じる１階と２階との間での空気流動を消滅させるように、１階及び２階における給排気ファン(１)〜(４)の駆動を制御して給排気量を調整するようになっている。
【００３６】
具体的には、屋外温度センサ(５)及び屋内温度センサ(６)によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、例えば冬期の暖房時のように屋外の気温よりも屋内の気温が高くなる場合には、１階における温度差換気による室内への外気の流入量と、２階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、１階における給気ファン(１)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、１階における排気ファン(２)による排気量とを略等しくするとともに、２階における排気ファン(４)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、２階における給気ファン(３)による給気量とを略等しくするように、１階及び２階における給排気ファン(１)〜(４)の駆動を制御する。
【００３７】
また、例えば夏期の冷房時のように屋外の気温よりも屋内の気温が低くなる場合には、１階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量と、２階における温度差換気による室内への外気の流入量とを求めて、１階における排気ファン(２)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、１階における給気ファン(１)による給気量とを略等しくするとともに、２階における給気ファン(３)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、２階における排気ファン(４)による排気量とを略等しくするように、１階及び２階における給排気ファン(１)〜(４)の駆動を制御するようになっている。
【００３８】
上記の換気システムにおける換気方法を、図３のフローチャートに基づいて説明する。屋外温度センサ(５)によって屋外の気温(ｔ１)が検知され、屋内温度センサ(６)によって屋内の気温(ｔ２)が検知されると(Ｓ１)、それら検知結果から屋内外を気温差を求める(Ｓ２)。
【００３９】
そして、例えば冬期の暖房時のように屋外の気温(ｔ１)よりも屋内の気温(ｔ２)が高くなるような場合には(Ｓ３)、屋内外の気温差に基づいて、１階における温度差換気による室内への外気の流入量と、２階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量を求める(Ｓ４)。例えば、図５及び図６で説明した第１換気方式の機械換気の場合を例にとると、第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に温度差換気がなされた状態において、屋内外の気温差が約８℃のときには、図５(ｃ)に示すように、１階の流入量及び２階の流出量はともに、８１３×（０．０５）１／１．５／２≒５６m3／ｈとなり、気温差が約１５℃のときには、図６(ｃ)に示すように、１階の流入量及び２階の流出量はともに、８１３×（０．１０）１／１．５／２≒８８m3／となる。
【００４０】
このままの状態では、１階が過給気、２階が過排気となり、１階から２階へ汚染された室内空気が流動する。そこで、図４に示すように、１階における給気ファン(１)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、１階における排気ファン(２)による排気量とを略等しくするとともに、２階における排気ファン(４)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、２階における給気ファン(３)による給気量とを略等しくするように給排気ファン(１)〜(４)を駆動する。すなわち、１階の給気ファン(１)による給気量を前記流入量分だけ減らし、これと同時に２階の排気ファン(４)による排気量を前記流出量分だけ減らすことで、機械換気による屋内外の圧力差を生じさせることがないようにして、すなわち中性帯の位置が変化することがないようにして、温度差換気による空気の流れを制御する(Ｓ５)。
【００４１】
すると、屋内外の気温差が約８℃、約１５℃のいずれの場合においても、１階及び２階における給排気量がともに必要換気量である約８８m3／ｈとなり、これによって温度差換気による１階から２階への汚れた室内空気が流れ込むことがなくなり、また１階及び２階における過給気や過排気を防止することができる。
【００４２】
逆に、例えば夏期の冷房時のように屋外の気温(ｔ１)よりも屋内の気温(ｔ２)が低くなる場合には、屋内外の気温差に基づいて、１階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量と、２階における温度差換気による室内への外気の流入量を求める(Ｓ６)。
【００４３】
そして、第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に温度差換気がなされた状態においては、１階が過排気状態、２階が過給気状態となり、２階から１階へ汚染された室内空気が流動するので、１階における排気ファン(２)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、１階における給気ファン(１)による給気量とを略等しくするとともに、２階における給気ファン(３)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、２階における排気ファン(４)による排気量とを略等しくするように、給排気ファン(１)〜(４)を駆動する。すなわち、１階の排気ファン(２)による排気量を前記流出量分だけ減らし、これと同時に２階の給気ファン(３)による給気量を前記流入量分だけ減らすようにしている(Ｓ７)。この場合においても、温度差換気による２階から１階への汚れた室内空気の流れ込みをなくし、また１階及び２階における過給気や過排気を防止することができる。
【００４４】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明では、第１種換気方式の機械換気を上層階及び下層階の双方の換気に適用して、その給気量及び排気量を調整することによって、温度差換気による空気の流れを精度良く制御して、上層階と下層階との間での空気流動をなくしているので、上層階と下層階との間で汚れた室内空気の移動や過換気を防止することができる。しかも、温度差換気を効果的に利用することで、機械換気による給排気量を減らすことができ、これによって常時換気に際しての消費電力も節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る換気システムを適用した２階建て住宅の概略図である。
【図２】同じくその換気システムのブロック図である。
【図３】同じくその換気システムの制御フローチャートである。
【図４】同じくその換気システムを適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図５】従来の第１種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約８℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図６】従来の第１種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約１５℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図７】従来の第２種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約８℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図８】従来の第２種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約１５℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図９】従来の第３種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約８℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図１０】従来の第３種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約１５℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【符号の説明】
(１) １階給気ファン(下層階の給気手段)
(２) １階排気ファン(下層階の排気手段)
(３) ２階給気ファン(上層階の給気手段)
(４) ２階排気ファン(上層階の排気手段)
(５) 屋外温度センサ(屋外温度検知手段)
(６) 屋内温度センサ(屋内温度検知手段)
(７) 制御部(給排気制御手段)
【発明の属する技術分野】
この発明は、２階建て住宅等の上下層階を備えた建物に適用される換気システム及び換気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の住宅における高気密化は、省エネルギーを実現するとともに、室内の温熱環境の向上をもたらしている。しかし、その一方で、建材から発生するホルムアルデヒド等の有害化学物質の滞留による空気汚染や、水蒸気の滞留による結露等の問題が発生し易くなっている。このため、送風機や換気扇を利用した機械換気によって、室内を常時換気するといった対策が採られるようになってきている。
【０００３】
この種の機械換気には、給気用送風機によって外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、排気用送風機によって室内空気を屋外へ強制的に排出する第１種換気方式と、給気用送風機によって外気を室内へ強制的に取り入れる第２種換気方式と、排気用送風機によって室内空気を屋外へ強制的に排出する第３種換気方式がある。
【０００４】
一方、２階建て住宅において、例えば冬期の暖房時のように屋内外で気温差が生じると、外気と室内空気の密度差によって１階の隙間から室内に低温の重い外気が流入し、２階の隙間から屋外へ高温の軽い室内空気が流出するといった温度差換気による空気の流れが生じる。なお、冬期の暖房時とは逆に、夏期の冷房時のように室内の気温が外気温より低温である場合には、１階の隙間から屋外へ低温の重い室内空気が流出し、２階の隙間から室内に高温の軽い室内空気が流入するといった温度差換気による空気の流れが生じる。
【０００５】
ここで、２階建て住宅において、機械換気による常時換気が必要換気量で稼働中に温度差換気がなされた場合の室内の空気の流れ及び差圧分布を、図５乃至図１０に基づいて説明する。
【０００６】
なお、図５乃至図１０に示す数値は、２階建て住宅の１階部分及び２階部分の床面積が約７０m2、床から天井までの高さが約２．５m、相当隙間面積が約４．０cm2／m2、隙間特性値が約１．５、外周壁部分に隙間が一様に分布していると仮定した場合の空気量、及び屋内外の圧力差を示している。
【０００７】
この場合、必要換気回数を０．５回／ｈとすると、各階の必要換気量は、７０m2×２．５m×０．５回／ｈ≒８８m3／ｈとなる。また、屋内外の圧力差が１mmＡｑのときの温度差換気による通気量は、相当隙間面積×延床面積÷０．６８９＝４×２×７０÷０．６８９≒８１３m3／ｈとなる。
【０００８】
そして、温度差が約８℃のときの流入量及び流出量は、
８１３×（０．０５）１／１．５／２≒５６m3／ｈとなり、
温度差が約１５℃のときの流入量及び流出量は、
８１３×（０．１０）１／１．５／２≒８８m3／ｈとなる。
【０００９】
図５及び図６は、各階において外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、室内空気を屋外へ強制的に排出する第１種換気方式の機械換気を適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示している。まず、第１種換気方式の機械換気のみでは、図５(ａ)及び図６(ａ)に示すように、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの室内空気を屋外へ強制的に排出する。このとき、屋内外の圧力差は生じない。
【００１０】
また、温度差換気のみでは、例えば冬期の暖房時で屋内外の気温差が約８℃のときには、図５(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなる。気温差が約１５℃のときには、図６(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなる。
【００１１】
そして、上記の第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約８℃の温度差換気がなされると、図５(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、中性帯の位置は移動せず、１階では新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動して、２階から室内空気が過排気される。
【００１２】
また、上記の第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約１５℃の温度差換気がなされると、図６(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、中性帯の位置は移動せず、１階では新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動して、２階から室内空気が過排気される。
【００１３】
図７及び図８は、各階において外気を強制的に取り入れる第２種換気方式の機械換気を適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示している。まず、第２種換気方式の機械換気のみでは、図７(ａ)及び図８(ａ)に示すように、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの外気を室内へ強制的に取り入ることで、各階の隙間から約８８m3／ｈの室内空気が排出される。このとき、１階及び２階の室内が正圧になって屋外との圧力差は、（２×８８／８１３）１．５≒０．１mmＡｑとなる。
【００１４】
また、温度差換気のみでは、例えば冬期の暖房時で屋内外の気温差が約８℃のときには、図７(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階の室内が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなり、２階の室内が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなる。気温差が約１５℃のときには、図８(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階の室内が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなり、２階の室内が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなる。
【００１５】
そして、上記の第２種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約８℃の温度差換気がなされると、図７(ｃ)に示すように、１階の隙間から屋外へ約５８m3／ｈの室内空気が流出し、１階から２階へ約３０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約１１８m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、１階及び２階ともに新鮮な外気が十分に供給されるが、中性帯の位置が１階下部に移動して、１階では機械換気による正圧と温度差換気による負圧が打ち消し合い、供給された外気分の室内空気を排出させることができなくなり、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動することになる。
【００１６】
また、上記の第２種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約１５℃の温度差換気がなされると、図８(ｃ)に示すように、１階の隙間から屋外へ約１８m3／ｈの室内空気が流出し、１階から２階へ約７０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約１５８m3／ｈの室内空気が流出する。すなわち、１階及び２階ともに新鮮な外気が十分に供給されるが、中性帯の位置が１階に移動して、１階では機械換気による正圧と温度差換気による負圧が打ち消し合って供給された外気分の室内空気をほとんど排出させることができなくなり、これによって１階の汚染された空気が２階へ大量に流動することになる。
【００１７】
図９及び図１０は、室内空気を屋外へ強制的に排出する第３種換気方式の機械換気を適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示している。まず、第３種換気方式の機械換気のみでは、図９(ａ)及び図１０(ａ)に示すように、各階において必要換気量の約８８m3／ｈの室内空気を屋外へ強制的に排出させることで、各階の隙間から約８８m3／ｈの外気が流入する。このとき、１階及び２階の室内が負圧になって屋外との圧力差は、（２×８８／８１３）１．５≒０．１mmＡｑとなる。
【００１８】
また、温度差換気のみでは、例えば冬期の暖房時で屋内外の気温差が約８℃のときには、図９(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約５６m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約５６m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約５６m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．１mmＡｑとなる。気温差が約１５℃のときには、図１０(ｂ)に示すように、１階の隙間から室内に約８８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約８８m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から屋外へ約８８m3／ｈの室内空気が流出する。このとき、中性帯は１階と２階の中間位置にあって、１階が負圧になって屋外との圧力差が最大０．２mmＡｑとなり、２階が正圧になって屋外との圧力差が最大約０．２mmＡｑとなる。
【００１９】
そして、上記の第３種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約８℃の温度差換気がなされると、図９(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約１１８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約３０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から室内へ約５８m3／ｈの外気が流入する。すなわち、中性帯の位置が２階上部に移動して、１階では機械換気による負圧と温度差換気による負圧が加算されて機械換気による排気量を超えた新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動することになる。
【００２０】
また、上記の第３種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に、上記の気温差が約１５℃の温度差換気がなされると、図１０(ｃ)に示すように、１階の隙間から室内へ約１５８m3／ｈの外気が流入し、１階から２階へ約７０m3／ｈの空気が流動して、２階の隙間から室内へ約１８m3／ｈの外気が流入する。すなわち、中性帯の位置が２階に移動して、１階では機械換気による負圧と温度差換気による負圧が加算されて機械換気による排気量を超えた新鮮な外気が過給気され、これによって１階の汚染された空気が２階へ流動することになる。
【００２１】
このように、機械換気による常時換気稼働中に温度差換気がなされた場合、余分な換気による不快な冷気や熱気の侵入により快適さが損なわれたり、暖房や冷房負荷が増大したりするだけでなく、ある階には必要換気量を超える空気が供給されたり、ある階には他の階で汚染された空気が供給されたり、またある階では新鮮な外気が十分供給されなかったりするといった不具合が生じる。
【００２２】
そこで、このような不具合を解消するために、住宅自体の気密性を十分に高めて温度差換気を生じさせないようにすることが考えられるが、実際の現場での施工実態を考えると、安定したレベルの高い気密性を要求するのは現実的ではない。
【００２３】
次に考えられるのが、機械換気による換気量を制御して、温度差換気による空気の流れを制御できないかと言うことであるが、特に強制給気のみの第２種換気方式や、強制排気のみの第３種換気方式の機械換気では、温度差換気による空気の流れは制御できない。すなわち、常時換気状態で屋内外に圧力差が生じる第２種換気方式や第３種換気方式の機械換気では、屋内外の気温差の変化により中性帯の位置が移動してしまうし、気温差が一定で中性帯の位置が一定でも、機械換気による換気量を変化させると屋内外の圧力差が変化して中性帯が移動してしまう。このように時々刻々と中性帯の位置が移動してしまうと、隙間の特性により圧力差と通気量が単純に正比例しない住宅が多く、住宅の隙間分布も十分に解明されていない現状では、各階の換気量を把握し各階の換気量を制御するのは困難だからである。
【００２４】
一方、外気を室内へ強制的に取り入れ、且つ、室内空気を屋外へ強制的に排出する第１種換気方式の機械換気の場合には、屋内外の圧力差が生じない常時換気状態を実現できる。
【００２５】
しかしながら、例えば特許文献１に開示されているように、第１種換気方式の機械換気で給気用送風機による給気量のみを制御したり、或いは排気用送風機による排気量のみを制御するだけでは、機械換気による給排気量のバランスがくずれて、屋内外に圧力差が生じることになり、第２種換気方式や第３種換気方式の場合と同様に、温度差換気によって生じる空気の流れは制御できない。また、給気量と排気量の双方制御するにしても、例えば特許文献２及び３に開示されているように、単に住宅全体の給排気バランスを保つようにするだけでは、上記のような１階と２階の間での汚れた室内空気の移動や過換気を防止することはできない。
【００２６】
【特許文献１】
特開2002-277020公報
【特許文献１】
特開2002-267218公報
【特許文献１】
特開2002-267219公報
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、第１種換気方式の機械換気を採用して、屋内外の気温差を利用した温度差換気による空気の流れを制御することで、上層階と下層階との間での汚れた室内空気の移動や過換気を防止するとともに、常時換気に際しての消費電力の低減も図ることができる建物の換気システム及び換気方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明の換気システムは、建物の上層階及び下層階に、外気を室内へ取り入れる給気手段と、室内の空気を屋外へ排出する排気手段とを夫々備え付けて、第１種換気を行うようにした換気システムであって、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段と、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段と、屋内外の気温差を利用した温度差換気によって生じる上層階と下層階との間での空気流動を消滅させるように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御して給排気量を調整する給排気制御手段とを設け、前記給排気制御手段は、前記屋外温度検知手段及び屋内温度検知手段によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、前記上層階と下層階のうちの一方における温度差換気による室内への外気の流入量と、前記上層階と下層階のうちの他方における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、前記上層階と下層階のうちの一方における給気手段による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、前記上層階と下層階のうちの一方における排気手段による排気量とを略等しくするとともに、前記上層階と下層階のうちの他方における排気手段による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、前記上層階と下層階のうちの他方における給気手段による給気量とを略等しくするように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御することを特徴とする。
【００２９】
また、前記上層階の給気手段と前記下層階の排気手段とを連動させるとともに、前記上層階の排気手段と前記下層階の給気手段とを連動させるようにしている。
【００３０】
この発明の換気方法は、建物の上層階及び下層階に、外気を室内へ取り入れる給気手段と、室内の空気を屋外へ排出する排気手段とを夫々備え付けて、第１種換気を行うようにした機械換気と、屋内外の気温差を利用して、上層階と下層階のうちの一方において外気を室内に取り入れて、上層階と下層階のうちの他方において室内の空気を屋外へ排出する温度差換気とを組み合わせた換気方法であって、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段と、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段とを設けて、前記屋外温度検知手段及び屋内温度検知手段によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、前記上層階と下層階のうちの一方における温度差換気による室内への外気の流入量と、前記上層階と下層階のうちの他方における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、前記上層階と下層階のうちの一方における給気手段による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、前記上層階と下層階のうちの一方における排気手段による排気量とを略等しくするとともに、前記上層階と下層階のうちの他方における排気手段による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、前記上層階と下層階のうちの他方における給気手段による給気量とを略等しくするように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御して給排気量を調整することで、前記温度差換気によって生じる上層階と下層階との間での空気流動を消滅させるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
また、前記上層階の給気手段と前記下層階の排気手段とを連動させるとともに、前記上層階の排気手段と前記下層階の給気手段とを連動させるようにしている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態にかかる換気システムを適用した２階建て住宅を示している。図において、(１)は、１階における例えば居室等のクリーンゾーンに備え付けられた給気手段として給気ファン、(２)は、１階における例えば浴室やトイレ等のダーティーゾーンに備え付けられた排気手段としての排気ファン、(３)は、２階における例えば居室等のクリーンゾーンに備え付けられた給気手段として給気ファン、(４)は、２階における例えば浴室やトイレ等のダーティーゾーンに備え付けられた排気手段としての排気ファンである。そして、１階の給気ファン(１)と２階の排気ファン(４)とが連動して駆動し、１階の排気ファン(２)と２階の給気ファン(３)とが連動して駆動するようになっている。
【００３３】
従って、この２階建て住宅においては、クリーンゾーンに新鮮な外気を強制的に取り入れ、ダーティーゾーンにおいて汚染された室内空気を屋外に強制的に排出する第１種換気を、１階及び２階の双方において常時行うようになっている。
【００３４】
(５)は、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段としての屋外温度センサ、(６)は、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段としての屋内温度センサ、(７)は、給排気制御手段としての制御部である。そして、図２に示すように、制御部(７)の入力側には、屋外温度センサ(５)及び屋内温度センサ(６)が接続され、制御部(７)の出力側には、１階及び２階の給排気ファン(１)〜(４)が接続されている。
【００３５】
制御部(７)は、屋内外の気温差を利用した温度差換気によって生じる１階と２階との間での空気流動を消滅させるように、１階及び２階における給排気ファン(１)〜(４)の駆動を制御して給排気量を調整するようになっている。
【００３６】
具体的には、屋外温度センサ(５)及び屋内温度センサ(６)によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、例えば冬期の暖房時のように屋外の気温よりも屋内の気温が高くなる場合には、１階における温度差換気による室内への外気の流入量と、２階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、１階における給気ファン(１)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、１階における排気ファン(２)による排気量とを略等しくするとともに、２階における排気ファン(４)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、２階における給気ファン(３)による給気量とを略等しくするように、１階及び２階における給排気ファン(１)〜(４)の駆動を制御する。
【００３７】
また、例えば夏期の冷房時のように屋外の気温よりも屋内の気温が低くなる場合には、１階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量と、２階における温度差換気による室内への外気の流入量とを求めて、１階における排気ファン(２)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、１階における給気ファン(１)による給気量とを略等しくするとともに、２階における給気ファン(３)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、２階における排気ファン(４)による排気量とを略等しくするように、１階及び２階における給排気ファン(１)〜(４)の駆動を制御するようになっている。
【００３８】
上記の換気システムにおける換気方法を、図３のフローチャートに基づいて説明する。屋外温度センサ(５)によって屋外の気温(ｔ１)が検知され、屋内温度センサ(６)によって屋内の気温(ｔ２)が検知されると(Ｓ１)、それら検知結果から屋内外を気温差を求める(Ｓ２)。
【００３９】
そして、例えば冬期の暖房時のように屋外の気温(ｔ１)よりも屋内の気温(ｔ２)が高くなるような場合には(Ｓ３)、屋内外の気温差に基づいて、１階における温度差換気による室内への外気の流入量と、２階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量を求める(Ｓ４)。例えば、図５及び図６で説明した第１換気方式の機械換気の場合を例にとると、第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に温度差換気がなされた状態において、屋内外の気温差が約８℃のときには、図５(ｃ)に示すように、１階の流入量及び２階の流出量はともに、８１３×（０．０５）１／１．５／２≒５６m3／ｈとなり、気温差が約１５℃のときには、図６(ｃ)に示すように、１階の流入量及び２階の流出量はともに、８１３×（０．１０）１／１．５／２≒８８m3／となる。
【００４０】
このままの状態では、１階が過給気、２階が過排気となり、１階から２階へ汚染された室内空気が流動する。そこで、図４に示すように、１階における給気ファン(１)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、１階における排気ファン(２)による排気量とを略等しくするとともに、２階における排気ファン(４)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、２階における給気ファン(３)による給気量とを略等しくするように給排気ファン(１)〜(４)を駆動する。すなわち、１階の給気ファン(１)による給気量を前記流入量分だけ減らし、これと同時に２階の排気ファン(４)による排気量を前記流出量分だけ減らすことで、機械換気による屋内外の圧力差を生じさせることがないようにして、すなわち中性帯の位置が変化することがないようにして、温度差換気による空気の流れを制御する(Ｓ５)。
【００４１】
すると、屋内外の気温差が約８℃、約１５℃のいずれの場合においても、１階及び２階における給排気量がともに必要換気量である約８８m3／ｈとなり、これによって温度差換気による１階から２階への汚れた室内空気が流れ込むことがなくなり、また１階及び２階における過給気や過排気を防止することができる。
【００４２】
逆に、例えば夏期の冷房時のように屋外の気温(ｔ１)よりも屋内の気温(ｔ２)が低くなる場合には、屋内外の気温差に基づいて、１階における温度差換気による屋外への室内空気の流出量と、２階における温度差換気による室内への外気の流入量を求める(Ｓ６)。
【００４３】
そして、第１種換気方式の機械換気による常時換気稼働中に温度差換気がなされた状態においては、１階が過排気状態、２階が過給気状態となり、２階から１階へ汚染された室内空気が流動するので、１階における排気ファン(２)による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、１階における給気ファン(１)による給気量とを略等しくするとともに、２階における給気ファン(３)による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、２階における排気ファン(４)による排気量とを略等しくするように、給排気ファン(１)〜(４)を駆動する。すなわち、１階の排気ファン(２)による排気量を前記流出量分だけ減らし、これと同時に２階の給気ファン(３)による給気量を前記流入量分だけ減らすようにしている(Ｓ７)。この場合においても、温度差換気による２階から１階への汚れた室内空気の流れ込みをなくし、また１階及び２階における過給気や過排気を防止することができる。
【００４４】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明では、第１種換気方式の機械換気を上層階及び下層階の双方の換気に適用して、その給気量及び排気量を調整することによって、温度差換気による空気の流れを精度良く制御して、上層階と下層階との間での空気流動をなくしているので、上層階と下層階との間で汚れた室内空気の移動や過換気を防止することができる。しかも、温度差換気を効果的に利用することで、機械換気による給排気量を減らすことができ、これによって常時換気に際しての消費電力も節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る換気システムを適用した２階建て住宅の概略図である。
【図２】同じくその換気システムのブロック図である。
【図３】同じくその換気システムの制御フローチャートである。
【図４】同じくその換気システムを適用した場合の空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図５】従来の第１種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約８℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図６】従来の第１種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約１５℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図７】従来の第２種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約８℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図８】従来の第２種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約１５℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図９】従来の第３種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約８℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【図１０】従来の第３種換気方式の機械換気を適用した場合で、屋内外の気温差が約１５℃のときの空気の流れ及び差圧分布を示す図である。
【符号の説明】
(１) １階給気ファン(下層階の給気手段)
(２) １階排気ファン(下層階の排気手段)
(３) ２階給気ファン(上層階の給気手段)
(４) ２階排気ファン(上層階の排気手段)
(５) 屋外温度センサ(屋外温度検知手段)
(６) 屋内温度センサ(屋内温度検知手段)
(７) 制御部(給排気制御手段)
Claims (4)
- 建物の上層階及び下層階に、外気を室内へ取り入れる給気手段と、室内の空気を屋外へ排出する排気手段とを夫々備え付けて、第１種換気を行うようにした換気システムであって、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段と、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段と、屋内外の気温差を利用した温度差換気によって生じる上層階と下層階との間での空気流動を消滅させるように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御して給排気量を調整する給排気制御手段とを設け、前記給排気制御手段は、前記屋外温度検知手段及び屋内温度検知手段によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、前記上層階と下層階のうちの一方における温度差換気による室内への外気の流入量と、前記上層階と下層階のうちの他方における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、前記上層階と下層階のうちの一方における給気手段による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、前記上層階と下層階のうちの一方における排気手段による排気量とを略等しくするとともに、前記上層階と下層階のうちの他方における排気手段による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、前記上層階と下層階のうちの他方における給気手段による給気量とを略等しくするように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御することを特徴とする建物の換気システム。
- 前記上層階の給気手段と前記下層階の排気手段とを連動させるとともに、前記上層階の排気手段と前記下層階の給気手段とを連動させるようにした請求項１記載の建物の換気システム。
- 建物の上層階及び下層階に、外気を室内へ取り入れる給気手段と、室内の空気を屋外へ排出する排気手段とを夫々備え付けて、第１種換気を行うようにした機械換気と、屋内外の気温差を利用して、上層階と下層階のうちの一方において外気を室内に取り入れて、上層階と下層階のうちの他方において室内の空気を屋外へ排出する温度差換気とを組み合わせた換気方法であって、屋外の気温を検知する屋外温度検知手段と、屋内の気温を検知する屋内温度検知手段とを設けて、前記屋外温度検知手段及び屋内温度検知手段によって検知された屋内外の気温の差に基づいて、前記上層階と下層階のうちの一方における温度差換気による室内への外気の流入量と、前記上層階と下層階のうちの他方における温度差換気による屋外への室内空気の流出量とを求めて、前記上層階と下層階のうちの一方における給気手段による給気量と前記流入量とを合せた合計給気量と、前記上層階と下層階のうちの一方における排気手段による排気量とを略等しくするとともに、前記上層階と下層階のうちの他方における排気手段による排気量と前記流出量とを合せた合計排気量と、前記上層階と下層階のうちの他方における給気手段による給気量とを略等しくするように、前記上層階及び下層階における給排気手段の駆動を制御して給排気量を調整することで、前記温度差換気によって生じる上層階と下層階との間での空気流動を消滅させるようにしたことを特徴とする建物の換気方法。
- 前記上層階の給気手段と前記下層階の排気手段とを連動させるとともに、前記上層階の排気手段と前記下層階の給気手段とを連動させるようにした請求項３記載の建物の換気方法。
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