JP4735451B2 - 通風建物 - Google Patents

Description

本発明は、強制的に建物内部を通風させることが可能な建物の技術に関し、詳しくは、夏場は強制的に大量の通風を行い、冬場は通風を遮断して建物内の熱を逃がさないようにすることができる建物の技術に関する。

従来より、住宅の外壁部に換気窓やガラリ等を設けて、自然な空気の循環により室内空間と室外空間との空気の往来を可能としていた。しかし、近年住宅の高気密化に伴って、空気の自然な流れを形成することが困難な空間が発生し、これらの空間では空気が淀みがちとなってしまう。そこで、室内用ファンを部屋の天井に取り付けたり、天窓を設けたりして、空気の流れを形成するよう工夫が施された住宅が散見されている。近年では、建物上部に換気ダクトや換気ファン等からなる換気機構を設けた住宅等が公知になっている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３３２７１２号公報

しかし、従来の換気機構を備えた建物は、あくまで建物内部の「換気」を目的とするものであるため、空気の流量が少なく、温度調節等の「通風」の目的を果たすものではなかった。具体的には、「換気」目的の場合の空気の流量は数百ｍ３／ｈｏｕｒ（小流量）で足りるが、「通風」目的の場合の空気の流量は数千ｍ３／ｈｏｕｒ（大流量）以上でないとその効果が得られない。即ち、例えば室内の温度が上がった場合であっても、少流量の「換気」しか行なえない場合は、快適な室内温度に達するまでに相当の時間を要するという不具合があった。そこで、本発明が解決しようとする課題は、夏季夜間等、風の吹いていないときの暑さ対策として、大流量の空気を室内上部や天窓を経て建物外部へと強制的に通風させることが可能な通風建物を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、屋根（９）に開閉自在な天窓（７）を配設し、該天窓（７）の下方に空間を挟んで透明板（３）を配設し、該空間の側方に建物内部と該空間とを連通する通風孔（６ｃ）を形成し、該通風孔（６ｃ）に有圧ファン（２）を配設し、該有圧ファン（２）によって建物（１）内部の空気を、該天窓（７）から建物（１）の外部へ排出可能とし、前記通風孔（６ｃ）下部に通風ガラリ（４）を配設したものである。

請求項２においては、前記透明板（３）若しくは前記通風ガラリ（４）を下方へ開閉可能としたものである。

請求項３においては、前記建物（１）の最上階の天井裏に断熱材（５）を敷設したものである。

請求項４においては、前記有圧ファン（２）の回動軸（２ａ）を略水平方向に配設したものである。

請求項５においては、降雨センサ（１１）と、温度センサ（１２）とを具備し、降雨が無く且つ温度が予め設定した開放温度以上である場合に、前記天窓（７）を自動で開放し、降雨時若しくは温度が該開放温度以下である場合に、該天窓（７）を自動で閉塞するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、屋根（９）に開閉自在な天窓（７）を配設し、該天窓（７）の下方に空間を挟んで透明板（３）を配設し、該空間の側方に建物内部と該空間とを連通する通風孔（６ｃ）を形成し、該通風孔（６ｃ）に有圧ファン（２）を配設し、該有圧ファン（２）によって建物（１）内部の空気を、該天窓（７）から建物（１）の外部へ排出可能としたので、シーリングファンやシロッコファンと比較して、有圧ファンにより建物内部の空気を大流量で天窓から排出することが可能となる。そのため、エアコン等を使用せずに夏場における建物内部の温度を素早く低下させることが可能となり、光熱費削減や温暖化対策やエアコン等による冷房病や体調不良対策にも効果がある。また、天窓から採光しつつ、有圧ファンが天窓からの光を遮ることがなく、該有圧ファン駆動時においても、回動している有圧ファンの影が室内に映らない。

また、前記通風孔（６ｃ）下部に通風ガラリ（４）を配設したので、建物内部の物等が有圧ファンに当接することが無くなり、安全性が向上する。

請求項２においては、前記透明板（３）若しくは前記通風ガラリ（４）を下方へ開閉可能としたので、透明板や通風ガラリの上面に埃や虫の死骸が溜まった場合であっても、該透明板や通風ガラリを下方に開放することによって、容易に透明板や通風ガラリ上面の掃除を行なうことができる。

請求項３においては、前記建物（１）の最上階の天井裏に断熱材（５）を敷設したので、天窓を閉めるだけで建物内部の熱を逃がし難い状態にすることができ、冬場における温度の低下を防ぐことができる。

請求項４においては、前記有圧ファン（２）の回動軸（２ａ）を略水平方向に配設したので、建物内部から有圧ファンが見え難くなり、建物内部のデザイン性を損なうことが無い。

請求項５においては、降雨センサ（１１）と、温度センサ（１２）とを具備し、降雨が無く且つ温度が予め設定した開放温度以上である場合に、前記天窓（７）を自動で開放し、降雨時若しくは温度が該開放温度以下である場合に、該天窓（７）を自動で閉塞するので、天候や温度によって自動で天窓が開閉するため、居住者がこまめに天窓の開閉を行なう必要がない。
また、居住者等が不在の場合であっても、自動で建物内部の温度を調節することができるので、帰宅時に建物内部が暑過ぎたり、寒過ぎたりすることを防止することができる。

次に、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係る通風建物全体の正面断面図、図２は天窓と有圧ファンの使用方法の一例を示す表である。

図１に示すように、本発明の実施例に係る建物１は一般の戸建て住宅等であって、該建物１内部の空気を後述する有圧ファン２を用いて強制的に天窓７から排出することができるものである。該有圧ファン２は建物１内の「通風」を目的として配設されるものであって、数百ｍ３／ｈｏｕｒ程度の排出が行なわれる「換気」の場合と異なり、排出される（「通風」される）空気の流量が１０００ｍ３／ｈｏｕｒ以上（以下、「大流量」とする。）であることが望ましい。具体的には、本実施例における建物１は２階建て構造になっており、２階の天井６の裏面には断熱材５が敷設されている。該天井６には、天窓７及び有圧ファン２用の吹き抜け部６ｂが形成されており、該吹き抜け部６ｂの上端、即ち吹き抜け部６ｂの屋外への開放箇所に天窓７が配設されている。

前記天窓７は開閉自在に配設されており、天窓７を構成するガラス７ｂの端部が吹き抜け部６ｂの上端部に枢支されている。本実施例においては、天窓７のガラス７ｂの枢支軸に開閉モータ１４が接続されており、後述する制御手段１３からの命令によって自動で天窓７の開閉が行なわれる構成となっている。但し、居住者等が手動で開閉する構成であっても良く、自動開閉に限定するものではない。該天窓７は、断熱性能が高いガラス７ｂ等から成るものであって、日中において自然の（太陽の）光を吹き抜け部６ｂを介して建物１内へと射し込ませることができるものである。

そして、前記吹き抜け部６ｂの下部には、前記天窓７の直下方に樹脂製若しくはガラス製の透明板３が配設されており、天窓７及び吹き抜け部６ｂを通って射し込んできた建物１外部からの光が遮られることなく建物１内部へと達するようになっている。該透明板３は、表面に凹凸を有する透明の型板等であっても良く、即ち、自然の光を建物１内部に取り入れることができる板状部材であれば良く、限定するものではない。

前記天井６の、該透明板３の側方には通風孔６ｃが形成されており、換言すれば、前記吹き抜け部６ｂが透明板３の側方まで延長して形成されている。該通風孔６ｃ内には有圧ファン２が配設されており、該通風孔６ｃ内の空気を吹き抜け部６ｂ方向へ流出させる構成となっている。即ち、天窓７と透明板３との間に吹き抜け部６ｂたる空間が設けられており、該通風孔６ｃによって、該吹き抜け部６ｂと建物１内部とが連通されている。

前記通風孔６ｃの下端には通風ガラリ４が配設されている。即ち、前記有圧ファン２の下方に通風ガラリ４が配設されており、該通風孔６ｃたる空間の下端部が該通風ガラリ４によって閉じられている。これによって、建物１内部の廊下や部屋に居る居住者等から、有圧ファン２が直接見えないようになり、建物１内部の物や人等が有圧ファン２に当接しない、また、室内から有圧ファン２が見え難い構成となっている。このため、通風ガラリ４の羽根形状をＬ字状としたり、羽根を斜めに固設すると好ましい。このように、前記通風孔６ｃ下部に通風ガラリ４を配設したので、建物１内部の物等が有圧ファン２に当接することが無くなり、安全性が向上する。

有圧ファン２は、通風孔６ｃ内に配設されるものであり、該通風孔６ｃから前記吹き抜け部６ｂ方向へ向けて配設されている。本実施例においては、有圧ファン２は通風孔６ｃの吹き抜け部６ｂ側の端部に配設されており、若しくは通風孔６ｃと吹き抜け部６ｂとの間に配設されており、該有圧ファン２の回動軸２ａが略水平方向となる姿勢に枢支されている。そして、図１に示すように、該有圧ファン２の駆動によって吹き抜け部６ｂの側方に位置する通風孔６ｃから該吹き抜け部６ｂへ向けて空気が送られる構成となっている。つまり、有圧ファン２の駆動時には、該有圧ファン２の通気孔６ｃ側は負圧となり、該有圧ファン２の吹き抜け部６ｂ側が正圧となる。具体的には、有圧ファン２の回動軸２ａは、吹き抜け部６ｂに固定されている電動モータ１５によって枢支されており、該電動モータ１５によって有圧ファン２が駆動する構成となっている。

このように、前記有圧ファン２の回動軸２ａを水平方向となるように配設したので、建物１内部から有圧ファン２が見え難くなり、建物１内部のデザイン性を損なうことが無い。但し、通風ガラリ４を設ける場合は、有圧ファン２を該通風ガラリ４の上方に配設し、その回動軸２ａが垂直方向となるように枢支しても良い。また、有圧ファン２の回動軸２ａを水平方向に配設する場合は、通風ガラリ４を配設しない構成としても良い。また、有圧ファン２の回動軸２ａは、通風の流れを良くする為に斜めに枢設したり、また、角度が変更可能な構成としても良いものとする。

前記透明板３及び通風ガラリ４は、その一端が天井６に枢支されている。詳しくは、透明板３の一側が吹き抜け部６ｂ下端の一側に枢支され、通風ガラリ４の一端が通気孔６ｃ下端の一側に枢支されている。そして、該透明板３の他側が吹き抜け部６ｂ下端の他側に係止可能となっており、該通風ガラリ４の他端が通気孔６ｃ下端の他側に係止可能となっている。つまり、透明板３及び通風ガラリ４は、下方へ（建物１内部方向へ）回動可能に、そして水平状態に係止可能に構成されている。このように、前記透明板３若しくは前記通風ガラリ４を下方へ開閉可能としたので、透明板３や通風ガラリ４の上面に埃や虫の死骸が溜まった場合であっても、該透明板３や通風ガラリ４を下方に開放することによって、容易に透明板３や通風ガラリ４上面の掃除を行なうことができる。

そして、建物１の屋根９上面には降雨センサ１１が設けられており、該降雨センサ１１によって降雨の有無が計測される。また、建物１内部には、温度センサ１２が設けられており、該温度センサ１２によって建物１内部の温度が計測される。

建物１には、制御手段１３が備えられており、該制御手段１３は天窓７の開閉モータ１４や、有圧ファン２の電動モータ１５や、降雨センサ１１や、温度センサ１２に接続されている。そして、降雨センサ１１や温度センサ１２によって測定された天候や室温等の状況に応じて、天窓７を開閉させたり、有圧ファン２を駆動させることができる。具体的には、制御手段１３には、降雨センサ１１及び温度センサ１２にて計測されたデータに対応した天窓７の開閉動作及び有圧ファン２の駆動方法が記憶されており、それらのセンサ１１・１２で計測された状況に応じて、自動的に建物１内部に最適な通風環境を実現するための命令を天窓７の開閉モータ１４や有圧ファン２の電動モータ１５へと送信するものである。

例えば、図２に示すように、制御手段１３は、降雨時や建物１の温度が予め設定された温度（以下、閉塞温度とする。）より低いときには天窓７を閉じて有圧ファン２を停止させ、降雨が無く且つ建物１内部の温度が予め設定された温度（以下、開放温度とする。）より高いときには天窓７を開放して有圧ファン２を駆動させ、降雨が無く且つ建物１内部の温度が比較的高いとき即ち建物１内部の温度が閉塞温度と開放温度との間の温度のときには天窓７のみを開放して有圧ファン２は駆動させない、等の命令を開閉モータ１４及び電動モータ１５へと送信する構成にすれば良い。

このように、降雨センサ１１と、温度センサ１２とを具備し、降雨が無く且つ温度が予め設定した開放温度以上である場合に前記天窓７を自動で開放し、降雨時若しくは温度が該開放温度以下である場合に該天窓７を自動で閉塞するので、天候や温度によって自動で天窓７が開閉するため、居住者がこまめに天窓７の開閉を行なう必要がない。また、居住者等が不在の場合であっても、自動で建物１内部の温度を調節することができるので、帰宅時に建物１内部が暑過ぎたり、寒過ぎたりすることを防止することができる。

図１に戻って、建物１下部の側壁等には内倒し小窓８が設けられており、該内倒し小窓８は、開放した状態においても建物１外部の雨等が室内へ入り込まない構成となっており、また人間等がすり抜けられない程度までしか開放できない構成となっているため、居住者等が該内倒し小窓８を開放したまま外出した場合であっても、天候及び防犯に対して安心である。但し、内倒し小窓８に限定するものではなく、建物１の側壁に滑り出し窓を設ける構成であっても良い。換言すれば、前記天窓７を開放したときに建物１内に空気が供給され易い構成となっていないと、天窓７を開放しても建物１内部へと空気が流れず、大流量の通風を行なえない。そのため、内倒し小窓８を常時開放しておきながら、天窓７の開閉や有圧ファン２の駆動を自動で制御する構成にすると好ましい。このように、前記建物１下部の側壁に内倒し小窓８若しくは滑り出し窓を配設したので、降雨時であっても雨が室内に入り難く、防犯性能も高い。

以下、本発明に係る建物１の天窓７及び有圧ファン２の使用態様の一実施例について説明する。図１及び図２に示すように、建物１の居住者等は、降雨が無く建物１内部の温度が高いときには、天窓７を開放して有圧ファン２を駆動する。これによって、建物１内部の空気を天窓７から建物１外部へと排出することができる。このとき、前記内倒し小窓８を開放しておくと、建物１外部の空気が建物１下部に流れ込み、建物１下部から天窓７へとスムーズに空気の流れを生じさせることが可能となる。

そして、降雨時や冬場の室内温度が低いときは、天窓７を閉塞しつつ有圧ファン２を停止させ、建物１内部の空気が外部へと流れ出し難い状態にする。本発明においては、前記天井６裏に断熱材５を敷設しているため、天窓７を閉塞した場合に建物１内部の熱が外部へ逃げ難いものにすることができる。降雨が無く室内温度が比較的暖かいときは、天窓７のみを開けて自然な風通しが生じ易い状態としても良い。

但し、前述した様に、居住者等による手動制御ではなく、制御手段１３によって自動で天窓７の開閉や内倒し小窓８の開放や有圧ファン２の駆動を行なう構成にしても良い。即ち、前記降雨センサ１１によって測定した建物１外部の天候や、前記温度センサ１２によって測定した建物１内部の温度等によって、制御手段１３が自動で天窓７の開閉や内倒し小窓８の開閉や有圧ファン２の駆動を行なう構成にしても良いし、内倒し小窓８のみを手動制御としても良い。

具体的には、図２に示すように、制御手段１３によって、降雨時や建物１の温度が閉塞温度より低いときには天窓７を閉じて有圧ファン２を停止させるものとし、降雨が無く且つ建物１内部の温度が開放温度より高いときには天窓７を開放して有圧ファン２を駆動させるものとし、降雨が無く且つ建物１内部の温度が比較的高い場合即ち建物１内部の温度が閉塞温度と開放温度との間の温度のときには天窓７のみを開放して有圧ファン２は駆動させない、等の自動制御を行なえば良いのである。

このように、屋根９に開閉自在な天窓７を配設し、該天窓７の下方に空間６ｂを挟んで透明板３を配設し、該空間６ｂの側方に建物１内部と該空間６ｂとを連通する通風孔６ｃを形成し、該通風孔６ｃに有圧ファン２を配設し、該有圧ファン２によって建物１内部の空気を該天窓７から建物１外部へ排出可能としたので、シーリングファンやシロッコファンと比較して、有圧ファン２により建物１内部の空気を大流量で天窓７から排出することが可能となる。そのため、エアコン等を使用せずに夏場における建物１内部の温度を素早く低下させることが可能となり、光熱費削減や温暖化対策やエアコン等による冷房病や体調不良対策にも効果がある。また、天窓７から採光しつつ、有圧ファン２が天窓７からの光を遮ることがなく、該有圧ファン２駆動時においても、回動している有圧ファン２の影が室内に映らない。

また、前記建物１最上階の天井６裏に断熱材５を敷設したので、天窓７を閉めるだけで建物１内部の熱を逃がし難い状態にすることができ、冬場における温度の低下を防ぐことができる。

本発明の一実施例に係る通風建物全体の正面断面図。 天窓と有圧ファンの使用方法の一例を示す表。

１ 建物
２ 有圧ファン
２ａ 回動軸
３ 透明板
４ 通風ガラリ
５ 断熱材
６ 天井
７ 天窓
８ 内倒し小窓
９ 屋根
１１ 降雨センサ
１２ 温度センサ
１３ 制御手段

Claims (5)

1. 屋根（９）に開閉自在な天窓（７）を配設し、該天窓（７）の下方に空間を挟んで透明板（３）を配設し、該空間の側方に建物内部と該空間とを連通する通風孔（６ｃ）を形成し、該通風孔（６ｃ）に有圧ファン（２）を配設し、該有圧ファン（２）によって建物（１）内部の空気を、該天窓（７）から建物（１）の外部へ排出可能とし、前記通風孔（６ｃ）下部に通風ガラリ（４）を配設したことを特徴とする通風建物。
2. 前記透明板（３）若しくは前記通風ガラリ（４）を下方へ開閉可能としたことを特徴とする請求項１に記載の通風建物。
3. 前記建物（１）の最上階の天井裏に断熱材（５）を敷設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通風建物。
4. 前記有圧ファン（２）の回動軸（２ａ）を略水平方向に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の通風建物。
5. 降雨センサ（１１）と、温度センサ（１２）とを具備し、降雨が無く且つ温度が予め設定した開放温度以上である場合に、前記天窓（７）を自動で開放し、降雨時若しくは温度が該開放温度以下である場合に、該天窓（７）を自動で閉塞することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の通風建物。

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