JP4435220B2

JP4435220B2 - 建物の換気システム及び建物

Info

Publication number: JP4435220B2
Application number: JP2007225027A
Authority: JP
Inventors: 宝平野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP2009008370A

Description

この発明は、床下空間を利用した建物の換気システムに関するものである。

従来、建物の換気方法としては第一種換気〜第三種換気がある。この第一種換気は、給気及び排気を共に強制的に行うようにしたものである。また、第二種換気は、給気を強制的に行うと共に、排気を自然に行うようにしたものである。更に、第三種換気は、排気を強制的に行う一方、給気を自然に行うようにしたものである。

従来の住宅換気システムとしては、外壁に外気を取り入れる給気口を設け、この給気口から取り入れた外気をフィルタボックス及びダクトを介して多数の各居室内に吹き出し可能に設けると共に、住宅内の空気を強制的に吸引して排気口から外部に排出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、住宅の換気構造としては、住宅における天井裏空間及び床下空間を気密な通気層とし、該通気層に接する外壁部に該通気層内を負圧にする排気ファンを設け、換気を必要とする各部屋に該通気層に連通する通気孔を設けた構造も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−４１８６号公報特開２０００−１４４９５５号公報

しかしながら、ダクト使用の住宅換気システムでは、各部屋全てにダクトを介して給気するようにしていたため、メンテナンスに手間がかかるものであった。しかも、この住宅換気システムでは、各部屋までのダクトの長さが異なるため、各部屋への通気が異なり、各部屋への風量が不均であった。

また、上述した住宅の換気構造では、排気ファンで居室内の空気を強制的に排気することで、外気を給気口から居室内に取り入れて、居室内の換気を行うようにしていた。しかし、この排気ファンは複数必要となるので、排気ファンの設置に工数・コストがかかり、メンテナンスにも手間がかかるものであった。

そこで、この発明は、簡単な構成で下階の居室の換気を行うことができると共に、下階と上階の居室の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる建物の換気システムを提供することを目的とするものである。

この目的を達成するため、この発明は、屋外から空気を給気手段で取り入れて下階の居室及び上階の居室に給気する一方、各居室の空気を排気風路を介して屋外に排気するようにした建物の換気システムにおいて、前記給気手段で取り入れられる前記空気の一部を前記上階の居室に案内する給気ダクトが前記給気手段の吐出側に設けられていると共に、前記給気手段で取り入れられる前記空気の残りを前記下階の床下空間内に給気する給気口が設けられ、前記下階の居室と前記床下空間を仕切る床部には連通口が形成され、前記連通口の風量を制限可能な通気抵抗手段が、前記給気手段から前記連通口に至る前記空気の残りが通る経路の途中に設けられている建物の換気システムとしたことを特徴とする。

この構成によれば、簡単な構成で下階の居室の換気を行うことができると共に、下階と上階の居室の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。しかも、下階の居室への換気を行う際に、床下空間からの空気の清浄化を図ることができる。

（実施の形態１）
以下、この発明の実施の形態１の建物の換気システムを図面に基づいて説明する。
[構成]
図１において、１は住宅等の建物、２は建物１の１階の居室、３は建物１の２階の居室、４は１階の居室２の床部材（床板）である。尚、居室２，３は複数設けられている。２Ａは居室２，２間の間仕切り、３Ａは居室３，３間の間仕切りである。この間仕切り２Ａ，３Ａ等には図示を省略したガラリ等の通気路が設けられている。

また、５は玄関ホールや廊下或いは１階と２階とにつながる階段（図示せず）等が設けられる空間、６は空間５の床部材（床板）である。この床部材６及び１階の居室２の床部材４の下方には、周囲を気密に密閉した床下空間７が形成されている。８は居室２，３と空間５とを区画する仕切壁、９は空間５の外壁、１０は居室２の天井２ａと居室３の床３ａとの間の上部空間である。尚、仕切壁８にも居室２，３と空間を連通させるガラリ等の通気路（図示せず）が設けられている。

更に、床部材４には居室２と床下空間７とを連通させる開口１１が形成され、床部材６の仕切壁８側の部分には空間５と床下空間７とを連通させる開口１２が形成されている。そして、開口１１には、図２に示したガラリ１３及びフィルタ１４が居室２側に着脱可能に装着されている。このフィルタ１４は、例えば不織布等からなる除塵フィルタ１４ａと、除塵フィルタ１４ａ上に配設され且つ活性炭等からなる脱臭フィルタ１４ｂを備えている。また、開口１２には、図３に示したガラリ１５が空間５側に着脱可能に装着されている。

更に、図１に示したように、床下空間７内には、床部材６の下方に位置させてフィルタボックス１６，送風装置１７が配設されていると共に、仕切壁８の下方に位置させて分岐ボックス１８が配設されている。この送風装置１７は、図４に示したように、内部が送風路１９ａと排気路１９ｂに区画されたケース１９と、送風路１９ａ内に配設された送風ファン２０を有する。

尚、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間には熱交換手段が配設されている。この熱交換手段は、夏期等においては排気路１９ｂから排出される冷気で送風路１９ａ内を流れる空気を冷却し、冬期等においては排気路１９ｂから排出される温風で送風路１９ａ内を流れる空気を暖めることにより、熱効率の無駄を無くすようにしている。

そして、フィルタボックス１６の流入側には一端を大気に連通させると共に外壁９内に配設した給気ダクト２１が接続され、フィルタボックス１６の流出側はダクト２２を介して送風路１９ａの上流側に接続されている。また、送風路１９ａの下流側にはダクト２３を介して分岐ボックス１８が接続されている。この分岐ボックス１８内には、温度調整用（加温、冷却用）の空調装置（図示せず）が配設されている。

この分岐ボックス１８は、空調装置（図示せず）で温度調整された空気を床下空間７へ吐出する吐出ダクト（給気口）２４を有する。また、分岐ボックス１８には仕切壁８内に配設された給気ダクト２５の一端部が接続されていて、分岐ボックス１８内の空調装置（図示せず）で温度調整された空気が給気ダクト２５に吐出されるようになっている。この給気ダクト２５は上部空間１０内に配設された複数の分岐ダクト部２５ａを有し、各分岐ダクト部２５ａは２階の居室３に接続されている。

また、図１の開口１２は図４の排気路１９ｂに排気ダクト２６を介して接続されていると共に、この排気路１９ｂは外壁９内に配設した排気ダクト２７を介して大気に連通させられている。尚、排気ダクト２６，排気路１９ｂ，排気ダクト２７は一連の排気風路を構成している。
[作用]
次に、このような構成の建物の換気システムの作用を説明する。

図４の送風ファン２０を作動させると、図１の外気が給気（ＯＡ）として給気ダクト２１を介してフィルタボックス１６内に吸い込まれ、吸い込まれた給気（ＯＡ）の塵埃がフィルタボックス１６内の図示しないフィルタにより除去される。この塵埃が除去された外気は、図１のダクト２２を介して図４の送風路１９ａ内に吸い込まれた後、送風ファン２０によりダクト２３を介して分岐ボックス１８内に給気される。

この分岐ボックス１８内に給気された外気の一部（ＳＡ２）は、給気ダクト２５を介して２階の複数の居室３に矢印で示したように給気される。また、分岐ボックス１８内に給気された外気の残り（ＳＡ１）は、吐出ダクト２４を介して床下空間７内に吐出された後、フィルタ１４及びガラリ１３を介して１階の複数の居室２内に矢印で示したように給気される。

尚、この床下空間７内には粉塵が溜まっている虞があり、この粉塵が床下空間７内に吐出される外気で巻き上げられることも考えられる。しかし、床下空間７内に吐出される外気で粉塵が巻き上げられても、この粉塵を含む外気がフィルタ１４を通過する際、粉塵はフィルタ１４の除塵フィルタ１４ａで除去される。また、床下空間７内には臭気が溜まっている虞もある。この臭気を含む外気がフィルタ１４を通過する際、臭気はフィルタ１４の脱臭フィルタ１４ｂに吸着される。従って、居室２内に給気される外気は除塵及び脱臭された状態となる。

一方、居室２，３内の空気は、居室２，３に外気を給気することで、間仕切り２Ａ，３Ａの図示しないガラリや仕切壁８の図示しないガラリ等を介して空間５内に排出される。この空間５内に排出された空気（ＲＡ）は、矢印で示したように排気ダクト２６を介して図４の排気路１９ｂ内に流入する。そして、この排気路１９ｂ内に流入した空気は、廃棄（ＥＡ）として、図１の排気ダクト２７を介して矢印で示したように大気に排気される。

このような構成において、フィルタ１４がなければ、１階の居室２に給気される外気（ＳＡ１）と２階の居室３に給気される外気（ＳＡ２）の圧力バランス及び換気風量が悪い（２階の居室３への風量が不足する）が、フィルタ１４を設けることで１階の居室２に給気される外気（ＳＡ１）と２階の居室３に給気される外気（ＳＡ２）の圧力バランス及び換気風量を均等配分することができる。

しかも、この圧力バランスをとるフィルタ１４で除塵及び脱臭を行うことで、給気ダクトを少なくするために、床下空間７内を１階の複数の居室２に給気される外気（ＳＡ）の案内路として使用しても、床下空間７から１階の複数の居室２に給気される外気（ＳＡ）を浄化できる。

ところで、１，２階の居室２，３への換気風量のバランスは、設計風量（給気（ＯＡ）ならびに上下の居室２，３に給気される外気（ＳＡ）に相当する設計換気量）とフィルタ１４の通気の損失係数ξの値を変化させることにより設定できる。この損失係数ξは、下記の式（１）から得られる。
ξ＝（ΔＰ／Ｖ^２）×（２／ρ） …（１）
ΔＰ：部材の圧力損失（Ｐａ）
Ｖ：風速（ｍ／ｓ）
Ｖ＝（Ｑ・Ｄ^２）×（４／３６００π）
ρ：空気密度（１．２１Ｋｇ／ｍ^３）
Ｑ：設計換気量（ｍ^３／ｈ）
Ｄ：ダクト径（ｍ）
以上説明したように、この発明の実施の形態１の建物の換気システムは、屋外から空気を給気手段（送風ファン２０）で取り入れて、下階（１階）の居室２及び上階（２階）の居室３に給気する一方、各居室（２，３）の空気を排気風路（排気ダクト２６，排気路１９ｂ，排気ダクト２７等）を介して屋外に排気するようにしている。また、この建物の換気システムにおいては、前記給気手段（送風ファン２０）で取り入れられる前記空気の一部を前記上階（２階）の居室３に案内する給気ダクト２５が前記給気手段（送風ファン２０）の吐出側に設けられている。しかも、前記給気手段（送風ファン２０）で取り入れられる前記空気の残りを前記下階の床下空間７内に給気する給気口が設けられ、前記下階の居室２と前記床下空間７間を仕切る床部（床部材４）には連通口（開口１１）が形成され、前記連通口（開口１１）に通気抵抗手段（フィルタ１４）が装着されている。

この構成によれば、簡単な構成で下階の居室２の換気を行うことができると共に、下階の居室２と上階の居室３との換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。また、下階は１階とし上階は２階とすることができる。この構成によれば、簡単な構成で１階の居室２の換気を行うことができると共に、１階と２階の居室２，３の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。更に、建物が３階建の場合、下階は１階とし上階は３階とすることもできる。この構成によれば、簡単な構成で１階の居室の換気を行うことができると共に、１階と３階の居室の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。

また、建物が３階建の場合、下階は２階とし上階は３階とすることもできる。この構成によれば、簡単な構成で２階の居室の換気を行うことができると共に、２階と３階の居室の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。更に、建物が３階建の場合、下階は１階とし上階は２階，３階とすることもできる。この構成によれば、簡単な構成で１階の居室の換気を行うことができると共に、１階と２階，３階の居室の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。

更に、通気抵抗手段としては、フィルタ１４であっても良いし、開口１１に設けられるガラリ１３であっても良い。このガラリ１３の場合、通常の設計のものよりも通風路の間隔を狭くして、通気抵抗を大きく設定して風量の均一化を行う構成とすると良い。また、通気抵抗手段としては、開口１１内に蛇行する風路を形成して通気抵抗を調節したものでも良い。

また、この発明の実施の形態１の建物の換気システムにおいて、前記通気抵抗手段は除塵用のフィルタ１４としている。この構成によれば、フィルタ１４により除塵を行って、空気の浄化を図ることができると共に、下階の居室に給気される空気の通気抵抗をフィルタ１４により調節して、下階と上階の居室の換気のための風量の均一化を容易に行うことができる。

更に、この発明の実施の形態の換気システムにおいて、前記フィルタ１４は脱臭用のフィルタを兼用している。この構成によれば、フィルタ１４は、除塵をする外に、給気される空気の脱臭を行うことができるので、臭気についても空気の浄化を図ることができる。

（実施の形態２）
次に、この発明の実施の形態２の建物の換気システムについて説明する。

なお、この実施の形態２は、実施の形態１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施の形態１と同様の構成および作用効果については説明を省略する。

この実施の形態２の建物の換気システムは、通気抵抗手段として図５に示す分岐チャンバ２０１を、吐出ダクト２４の先端の図示を省略した給気口（図６の２４ａ参照）に取り付けている。

分岐チャンバ２０１は、吐出ダクト２４から床下空間７への給気を、６方向へ分岐させる既存品で、本実施の形態２では、吐出ダクト２４に装着する管状の装着管２０１ａと、装着管２０１ａに連続する側方から視て円形のチャンバ部２０１ｂと、チャンバ部２０１ｂの外周に沿って放射状に配置された管状の６個の吐出部２０１ｃと、を備えている。

また、各吐出部２０１ｃは、キャップ２０１ｄを装着することで塞ぐことができるようになっており、６個の吐出部２０１ｃの５個以内の任意のものを塞ぐことで、流路断面積を変更し、吐出ダクト２４から床下空間７を介して１階の居室２へ供給される外気（ＳＡ１）の通気抵抗を６段階に調節可能となっている。

なお、実施の形態２では、他の構成については、実施の形態１の通気抵抗手段としてのフィルタ１４を設置していない点を除いて、実施の形態１と同様である。

以上のように構成された、実施の形態２では、吐出ダクト２４からの給気が、分岐チャンバ２０１により抵抗を受ける。この分岐チャンバ２０１およびガラリ１３による、下階の居室２側への外気（ＳＡ１）の通気抵抗を、上階の居室３に至る給気ダクト２５側の抵抗と相対的に調節することで、１階の居室２に給気される外気（ＳＡ１）と２階の居室３へ給気される外気（ＳＡ２）の圧力バランスを取り、風量の均一化を図ることができる。この場合、分岐チャンバ２０１の通気抵抗が不足している場合には、必要に応じた数の吐出部２０１ｃをキャップ２０１ｄで塞ぐことにより、圧力バランスを最適に設定することができる。

しかも、分岐チャンバ２０１として、既存品を用いたため、安価に製造が可能である。

さらに、実施の形態２では、フィルタ１４を廃止したため、フィルタ１４が存在するのと比較して、床下空間７の圧力が高まるのを抑えることができ、この圧力上昇による建物外部への漏気を防止し、漏気による換気量低減を防止することができる。

なお、実施の形態２において、キャップ２０１ｄを設定したものを説明したが、キャップ２０１ｄを設定することなく、分岐チャンバ２０１の通気抵抗は、初期設定のままで使用するようにしてもよい。さらに、この場合、分岐数が異なるものや、吐出部２０１ｃの径が異なるもの、すなわち、通気抵抗が異なるものを複数設定し、建物１の２階の居室３側の通気抵抗に応じ、最適の分岐数や最適の径、すなわち、最適の通気抵抗のものを用いるようにしてもよい。

（実施の形態３）
次に、この発明の実施の形態３の建物の換気システムについて説明する。

なお、この実施の形態３は、実施の形態２の変形例であるため、その相違点についてのみ説明する。

実施の形態３の建物の換気システムは、通気抵抗手段として、図６に示す風量ダンパ３０１を吐出ダクト２４の先端の給気口２４ａに取り付けている。

この風量ダンパ３０１は、給気口２４ａの開口面積を変更可能とするもので、給気口２４ａよりも小径のダンパ板３０１ａと、このダンパ板３０１ａを回動可能に支持する回動軸３０１ｂと、を備えている。そして、ダンパ板３０１ａは、給気口２４ａを塞いだ起立状態と、給気方向に略平行な倒伏状態との間で回動可能に支持され、かつ、回動軸３０１ｂと吐出ダクト２４との間には、図示を省略するが、ダンパ板３０１ａを、その任意の角度に回動させた状態を維持することができる固定手段が設けられている。

したがって、実施の形態３では、風量ダンパ３０１のダンパ板３０１ａを、任意の角度に回動させ、給気口２４ａの開口面積を調節して、床下空間７への給気の通気抵抗を調節することができる。これにより、実施の形態２と同様に、１階の居室２に給気される外気と２階の居室３へ給気される外気の圧力バランスを取り、風量の均一化を図ることができる。

加えて、実施の形態２と同様に、漏気による換気量低減を防止することができる。

（実施の形態４）
次に、この発明の実施の形態４の建物の換気システムについて説明する。

なお、この実施の形態４は、実施の形態２の変形例であるため、その相違点についてのみ説明する。

実施の形態４の建物の換気システムは、通気抵抗手段として図７に示すガラリ４０１を吐出ダクト２４の先端の給気口（図６の２４ａ）に装着させた例である。

このガラリ４０１は、横長の複数の通気口４０１ａが上下方向に並設されており、また、図示は省略するが、通気口４０１ａの開口面積を変更可能な開閉プレートが上下スライド可能に取り付けられている。

したがって、実施の形態４では、吐出ダクト２４から給気を行う際に、ガラリ４０１の図示を省略した開閉プレートをスライドさせて、通気口４０１ａの開口面積を最適に調節し、１階の居室２に給気される外気（ＳＡ１）と２階の居室３へ給気される外気（ＳＡ２）の圧力バランスを最適に設定し、風量の均一化を図ることができる。

なお、この実施の形態４では、図示を省略した開閉プレートにより、ガラリ４０１の通気口４０１ａの開口面積を変更可能なものを示したが、開閉プレートを省略して、通気口４０１ａの開口面積が一定であってもよい。また、この場合、ガラリ４０１として、通気口４０１ａの面積が異なるものを複数種類設定し、建物１の形態に応じて、最適のものを用いるようにしてもよい。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態１〜４について詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の形態１〜４に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施例１〜４では、通気抵抗手段を、連通口１１に設けた例、および給気口２４ａに設けた例を示したが、これに限定されない。すなわち、通気抵抗手段は、給気手段の給気において上階の居室に給気する残りの空気である下階の居室への給気の通気抵抗となって、連通口１１の風量を制限できればよいものであるから、上階の居室への給気と下階の居室への給気とが分岐した位置よりも下流の位置であって、連通口１１の風量を制限できる位置であれば、例えば、分岐ボックス１８の内部など、実施の形態で示した位置以外の位置に設けることができる。

また、実施の形態２〜４では、実施の形態１で示したフィルタ１４を廃止したものとして説明したが、上述の分岐チャンバ２０１、風量ダンパ３０１、ガラリ４０１のいずれかと、フィルタ１４とを並設してもよい。この場合、通気抵抗の設定要素が増えて、通気抵抗の設定自由度が高まるとともに、開口１１から居室２への除塵を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る建物の換気システムの模式図である。図１のフィルタ装着部の要部拡大断面図である。図１の排気側の説明図である。図１の送風装置の説明図である。この発明の実施の形態２に係る建物の換気システムに用いた通気抵抗手段としての分岐チャンバ２０１を示す側面図である。この発明の実施の形態３に係る建物の換気システムに用いた通気抵抗手段としての風量ダンパ３０１を示す斜視図である。この発明の実施の形態４に係る建物の換気システムに用いた通気抵抗手段としてのガラリ４０１を示す斜視図である。

符号の説明

４・・・床部材（床部）
２，３・・・居室
１１・・・開口（連通口）
１４・・・フィルタ（通気抵抗手段）
１９ｂ・・・排気室（排気風路の一部）
２０・・・送風ファン（給気手段）
２６，２７・・・排気ダクト（排気風路の一部）
２４・・・吐出ダクト（給気口）
２５・・・給気ダクト
２０１・・・分岐チャンバ（通気抵抗手段）
３０１・・・風量ダンパ（通気抵抗手段）
４０１・・・ガラリ（通気抵抗手段）

Claims

屋外から空気を給気手段で取り入れて下階の居室及び上階の居室に給気する一方、各居室の空気を排気風路を介して屋外に排気するようにした建物の換気システムにおいて、
前記給気手段で取り入れられる前記空気の一部を前記上階の居室に案内する給気ダクトが前記給気手段の吐出側に設けられていると共に、前記給気手段で取り入れられる前記空気の残りを前記下階の床下空間内に給気する給気口が設けられ、
前記下階の居室と前記床下空間を仕切る床部には連通口が形成され、
前記連通口の風量を制限可能な通気抵抗手段が、床下空間内に給気する前記給気口に取り付けられていることを特徴とする建物の換気システム。
請求項１に記載の建物の換気システムにおいて、前記給気口に取り付けられた通気抵抗手段が、前記給気口から給気される前記残りの空気を、複数に分岐させて複数の吹出口から前記床下空間へ給気する分岐チャンバであることを特徴とする建物の換気システム。
請求項２に記載の建物の換気システムにおいて、前記分岐チャンバの複数の吹出口が、キャップにより任意に閉塞可能に形成されていることを特徴とする建物の換気システム。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の建物の換気システムを備えることを特徴とする建物。