JP4931493B2 - 建築物および建築物の換気方法 - Google Patents

Description

本発明は建築物および建築物の換気方法に関し、より詳細には、室内に換気装置を用いることなく建築物の室内環境をより的確に良好な状態に維持することを可能にする建築物および建築物の換気方法に関する。

現在施行されている建築基準法においては、シックハウスへの一対策として、最低限の換気設備の性能が定められている。具体的には、換気回数０．５回／ｈの２４時間換気システムの設置が義務付けられている。
このような換気システムとしては、例えば特許文献１のようなものがある。特許文献１の換気システムによれば、上記換気性能を満たすと共に室内に取り入れる外気や室内空気に含まれる浮遊細菌の除菌が可能であるため、シックハウス対策に好適であると共に、健康的な居住空間を確保することができる。
特開２００６―１３２８４２号公報

このような換気システムに採用されている換気装置は、少なくとも２時間で室内空気を入れ替える性能を有しているため、運転音がうるさいといった課題や、冷暖房のエネルギーのロスが大きいといった課題があり、快適な住環境を提供する換気システムであるとは言い難いのが現状である。

また、特許文献１の換気システムは、換気装置のフィルターに外気を透過させてから室内に取り込んでいるため、フィルターの清掃をこまめに行わなければならないといった課題も有している。
以上に説明したような課題があるため、換気システムのスイッチを切ってしまう居住者がいることもしばしば見受けられる。高気密住宅において換気システムを停止してしまうと、換気システムの運転音の問題、冷暖房のエネルギーロス、フィルター清掃の煩わしさに関する課題からは開放されるものの、今度はシックハウス症候群になってしまうおそれがあるといった課題もある。

本発明は、透過性を有する内壁や天井を用い、壁構造材と室内壁との間に形成した内部通気層や、屋根裏空間、上層階の床と下層階の天井との間に形成された階間通気層に十分な外気を流通させ、室内空間における空気の有害物質（ホルムアルデヒドなどに代表される揮発性物質）の濃度と、内部通気層、屋根裏空間、階間通気層における空気の有害物質の濃度の濃度勾配を利用して、室内壁と天井から室内空気を透過させて戸外へ排出させることが可能な建築物および建築物の換気方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、壁構造材と室内壁との間に設けられると共に、戸外に連通して設けられた床下空間と小屋裏空間に連通する内部通気層と、下層階の天井と上層階の床との間に設けられると共に、前記内部通気層に連通する階間通気層と、前記小屋裏空間、前記階間通気層、前記床下空間に配設され、戸外空気を取り込む吸気ファンと、空気の透過を許容する材料により形成された前記室内壁および天井と、前記小屋裏空間および前記階間通気層に設けられた排気ファンを具備し、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記内部通気層内の空気における揮発物質の濃度差を利用して、前記室内空間の空気を前記室内壁から前記内部通気層に透過させ、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記小屋裏空間の空気における揮発物質の濃度差と、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記階間空間の空気における揮発物質の濃度差と、を利用して、前記室内空間の空気を前記天井から前記小屋裏空間または前記階間通気層に透過させ、前記内部通気層、前記階間通気層、前記小屋裏空間に排出された前記室内空気が、前記小屋裏空間に設けた排気ファンにより戸外へ排出される建築物であって、前記外部空気が、前記階間通気層に配設された前記吸気ファンにより前記階間通気層に取り込まれ、前記外部空気と前記下層階の内部通気層から供給された空気が、前記階間通気層内に配設された前記排気ファンにより撹拌され、かつ、前記階間通気層内の空気における揮発性物質の濃度が希釈された後に前記上層階の内部通気層に排出されることを特徴とする建築物である。

また、他の発明は、壁構造材と室内壁との間に内部通気層が設けられ、該内部通気層が、戸外に連通して設けられた床下空間と小屋裏空間に連通し、下層階の天井と上層階の床との間に階間通気層が設けられ、該階間通気層が前記内部通気層に連通し、前記小屋裏空間、前記階間通気層、前記床下空間には、戸外空気を取り込む吸気ファンが設けられ、前記室内壁および天井は、空気の透過を許容する材料により形成されていて、前記小屋裏空間と前記階間通気層には排気ファンが設けられ、室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記内部通気層内の空気における揮発物質の濃度差を利用して、前記室内空間の空気を前記室内壁から前記内部通気層に透過させ、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記小屋裏空間の空気における揮発物質の濃度差と、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記階間空間の空気における揮発物質の濃度差と、を利用して、前記室内空間の空気を前記天井から前記小屋裏空間または前記階間通気層に透過させ、前記内部通気層、前記階間通気層、前記小屋裏空間に排出された空気を、前記小屋裏空間に設けた排気ファンが戸外へ排出する建築物の換気方法であって、前記吸気ファンにより前記階間通気層と前記小屋裏空間に戸外空気を取り込み、前記階間通気層と、前記小屋裏空間におけるそれぞれの空気の揮発物質濃度を希釈する希釈工程と、前記排気ファンにより前記戸外空気を取り込んだ前記階間通気層と、前記小屋裏空間におけるそれぞれの空気を撹拌する撹拌工程と、前記希釈工程および前記撹拌工程を経た空気が前記排気ファンにより前記小屋裏空間に排出される排出工程と、を有していることを特徴とする建築物の換気方法である。

また、前記床下空間と前記内部通気層との連通部には、前記床下空間からの空気が均等に分配される分配器が配設され、該分配器により、前記床下空間からの空気を前記内部通気層に均等に分配していることが好ましい。これにより、内部通気層の空気における揮発物質の濃度差を均等にすることができるため、室内空間から効率的に揮発物質を透過させることが可能になる。

本発明に係る建築物および建築物の換気方法によれば、室内空間に直接換気装置を配設することなく、室内空気に含まれるホルムアルデヒド等に代表される有害な揮発物質を戸外へ排出することができる。すなわち、排出ファンの騒音をなくすことができ、冷暖房のエネルギーロスを軽減させることができる。また、フィルターをこまめに清掃する必要がないため、メンテナンスの煩わしさからも開放される。

（参考実施形態）
以下、本発明の好適な実施の形態を、添付図面にしたがって詳細に説明する。
はじめに、本参考実施形態における建築物１００の基本構造を図１にしたがって説明する。図１に示す建築物１００は平屋構造であり、断熱材からなる壁構造材１０の外側に、壁構造材１０との間に通気層を設けて外壁１２を設置し、壁構造材１０の内側に、壁構造材１０との間に通気層を設けて室内壁１４を設置した構造を備える。壁構造材１０に沿って外壁１２と壁構造材１０とによって挟まれて形成された部位が外部通気層１６であり、壁構造材１０と室内壁１４とによって挟まれて形成された部位が内部通気層１８である。

外壁１２の上下端と壁構造材１０との間は開口して設けられるが、外壁１２の下端と壁構造材１０との開口部には自動開閉器５０が設けられている。この自動開閉器５０は外部通気層１６における通気を制御するために設けられているものであり、外壁１２と壁構造材１０との間に形成された外部通気層１６と外部とを連通させあるいは連通を遮断する作用をなす。本参考実施形態においては、形状記憶合金からなるバネ材と通常のスプリングとを組み合わせて形成したモジュールを用いて自動開閉器５０がオンオフ駆動され、夏期のように外気温が高いときには開口し、冬期のように外気温が低いときには閉止するように設けられている。

一方、室内壁１４および床材１５は、基礎２０に支持された土台２２との間に開口部を有する分配器６０が取り付けられている。内部通気層１８はその下端部で分配器６０を介して床下空間２３に連通するように設けられている。
この分配器６０は、オリフィス構造をなしていて、床下空間２３からの空気が内部通気層１８に均等に分配されるように設けられている。

室内空間１３は、空気の透過を許容する材料からなる室内壁１４と天井１９によって形成されている。内部通気層１８は室内壁１４の上部で天井１９の上方の小屋裏空間２５に連通するように設けられている。小屋裏空間２５には屋根２６の下方に屋根２６と同形態に断熱材からなる小屋裏材（図示せず）が配置されている。こうして、室内空間（居住室）１３は内部通気層１８および小屋裏空間２５によって周囲が囲まれる。小屋裏空間２５の頂部には、屋根２６と小屋裏空間２５とを連通する開口部（図示せず）が設けられ、小屋裏空間２５と屋根裏３０とは開口部を介して連通する。
小屋裏空間２５には戸外の空気を小屋裏空間２５に取り込む吸気ファン７０と小屋裏空間２５の空気を戸外へ排出する排気ファン７２が配設されている。

屋根裏３０に連通して設けられている軒先３２にも通気装置５２が取り付けられている。通気装置５２は軒先３２に設けた開口部に取り付けられ屋根裏３０を流通する空気を常に戸外に排出可能にしている。また、屋根裏３０の棟部分には開口部３０ａが設けられ、この開口部３０ａを覆うように屋根２６の棟の上部にハット部材３６が設置されている。ハット部材３６は開口部３０ａに雨風が進入しないように保護するとともに、開口部３０ａを介して屋根裏３０と戸外とが連通するように設けられている。ハット部材３６は常時室内と室外を連通させている。
積雪地においては、屋根２６に雪が積もり、ハット部材３６の通気が困難になる場合があるが、この場合には、軒先３２に設けられている通気装置５２からの通気がなされるため、空気の排出が滞ることはない。

床下空間２３には、床下空間２３と戸外を連通する連通ダクト８０が配設されている。連通ダクト８０の戸外側端部は下方に曲折されると共に、防虫網が配設されている。連通ダクト８０には戸外の空気を床下空間２３に取り込む吸気手段である吸気ファン８２が配設されていている。吸気ファン８２は戸外の新鮮空気を常時床下空間２３に取り込んでいる。
以上説明したように、本参考実施形態における建築物１００（住宅）は、床下空間２３に配設された吸気ファン８２により、床下空間２３に戸外の新鮮空気を取り込み、床下空間２３と室内空間１３の周囲に設けた内部通気層１８とを連通可能としている。また、内部通気層１８を小屋裏空間２５に連通させ、小屋裏空間２５と戸外とを連通させることにより建築物１００全体を通気構造にしている。さらに、自動開閉器５０および分配器６０や小屋裏空間２５に配設した吸気ファン７０および排気ファン７２を利用して各部の通気を制御する構造としたものであり、室内空間１３における住環境を通年にわたって好適な環境に維持することが可能になる。

すなわち、室内空間１３における空気の揮発物質（例えば、ホルムアルデヒド等）の濃度に比べ、内部通気層１８を流通する空気における揮発物質の濃度を常に低い状態にすることができる。また、室内壁１４は空気の透過を許容する材料により形成されているので、室内空間１３の空気と内部通気層１８の空気におけるそれぞれの揮発物質の濃度差により、室内空間１３の空気は内部通気層１８にむかって室内壁１４を透過するのである。また、内部通気層１８に連通する小屋裏空間２５に配設された吸気ファン７０と排気ファン７２により、小屋裏空間２５の空気における揮発物質の濃度を低くすることができる。そして、空気の透過を許容する材料からなる天井１９が採用されているので、天井１９からも室内空間１３の空気を透過させることができるのである。
そして、室内空間１３の室内壁１４から透過させた空気と、室内空間１３の天井１９から透過させた空気は、小屋裏空間２５に集積され、排出ファン７２により戸外へ排出されるのである。このようにして室内環境が快適な状態に維持されている。

本参考実施形態における建築物１００は、室内空間１３および内部通気層１８と戸外の間に外部通気層１６が存在し、外部通気層１８は戸外の気温に応じて空気の流通をオンオフすることができるようになっている。このような構成を採用しているので、外部通気層１８に存在する空気が断熱層として作用することになる。したがって、建築物１００の内部通気層１８に一年を通じて戸外の新鮮空気を流通させても、居住空間である室内空間１３の冷暖房のエネルギーロスを可及的に少なくすることができるので、冷暖房のロスは極わずかである。

（第１実施形態）
図２は第１実施形態における建築物１００を示している。本実施形態における建築物１００は総二階構造である。本実施形態において、先の参考実施形態と同じ構造部分については、参考実施形態の説明に用いた符号を付すことにより、ここでの詳細な説明は省略している。
本実施形態における建築物１００は、一階部分の室内空間１３の天井１９と二階部分の室内空間１３の床との間に階間通気層２９が形成されている点が参考実施形態と異なる部分であり、本実施形態の特徴点でもある。階間通気層２９は内部通気層１８に連通している。また階間通気層２９には戸外の新鮮空気を取り込む吸気ファン７０と、階間通気層２９の空気を内部通気層１８に排出するための排気ファン７２が配設されている。排気ファン７２は、一階部分の天井１９から透過してきた室内空間１３の空気と、戸外から取り込んだ新鮮空気を混合させる作用もなしている。

このように、階間通気層２９に設けられた吸気ファン７０が戸外の新鮮空気を取り込んでいるので、階間通気層２９および一階部分の内部通気層１８の揮発物質の濃度が確実に希釈される。これにより、二階部分の内部通気層１８における空気と、二階部分における室内空間１３における空気の揮発物質の濃度差を確保することができるため、二階部分であっても確実に室内空間１３から内部通気層１８に揮発物質を含む空気を透過させることができる。内部通気層１８に透過させた揮発物質を含む空気は、小屋裏空間２５とハット部材３６を介して戸外に排出することができる。

以上に、実施形態に基づいて本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではないのはもちろんである。例えば、以上の実施形態においては、総二階構造の建築物１００について説明しているが、三階構造以上の建築物１００や、部分的に上層階を有する建築物１００であっても本願発明を適用することができるのはもちろんである。三階構造以上の建築物１００においては、階間通気層２９が複数形成されるだけである。また、部分的に上層階を有する建築物１００であっても、同じ階数を有する建築物１００と同様の構成を採用することができる。各階間通気層２９には吸気ファン７０と排気ファン７２が必ず配設される。

また、本実施形態においては、ハット部材３６は室内外を常に連通する状態に形成されているが、内部に遮蔽板を配設し、遮蔽板を開閉して屋根裏３０と戸外との連通状態を調整可能にしても良い。遮蔽板の開閉による開口状態の調整は、先述の自動開閉器５０において採用されているモジュールを用いて外気温に応じて自動的になされるようにもできる。ただし、ハット部材３６は、完全な閉塞状態にはならないように形成されている。

参考実施形態における建築物の構造を示す説明図である。 第１実施形態における建築物の構造を示す説明図である。

１０ 壁構造材
１２ 外壁
１３ 室内空間
１４ 室内壁
１６ 外部通気層
１８ 内部通気層
２０ 基礎
２３ 床下空間
２５ 小屋裏空間
２９ 階間通気層
３０ 屋根裏
３０ａ 開口部
３２ 軒先
３６ ハット部材
５０ 自動開閉器
５２ 通気装置
６０ 分配器
７０，８２ 吸気ファン
７２ 排気ファン
８０ 連通ダクト
１００ 建築物

Claims (4)

1. 壁構造材と室内壁との間に設けられると共に、戸外に連通して設けられた床下空間と小屋裏空間に連通する内部通気層と、
   下層階の天井と上層階の床との間に設けられると共に、前記内部通気層に連通する階間通気層と、
   前記小屋裏空間、前記階間通気層、前記床下空間に配設され、戸外空気を取り込む吸気ファンと、
   空気の透過を許容する材料により形成された前記室内壁および天井と、
   前記小屋裏空間および前記階間通気層に設けられた排気ファンを具備し、
   前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記内部通気層内の空気における揮発物質の濃度差を利用して、前記室内空間の空気を前記室内壁から前記内部通気層に透過させ、
   前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記小屋裏空間の空気における揮発物質の濃度差と、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記階間空間の空気における揮発物質の濃度差と、を利用して、前記室内空間の空気を前記天井から前記小屋裏空間または前記階間通気層に透過させ、
   前記内部通気層、前記階間通気層、前記小屋裏空間に排出された前記室内空気が、前記小屋裏空間に設けた排気ファンにより戸外へ排出される建築物であって、
   前記外部空気が、前記階間通気層に配設された前記吸気ファンにより前記階間通気層に取り込まれ、
   前記外部空気と前記下層階の内部通気層から供給された空気が、前記階間通気層内に配設された前記排気ファンにより撹拌され、かつ、前記階間通気層内の空気における揮発性物質の濃度が希釈された後に前記上層階の内部通気層に排出されることを特徴とする建築物。
2. 前記床下空間と前記内部通気層との連通部には、前記床下空間からの空気が均等に分配される分配器が配設されていることを特徴とする請求項１記載の建築物。
3. 壁構造材と室内壁との間に内部通気層が設けられ、該内部通気層が、戸外に連通して設けられた床下空間と小屋裏空間に連通し、
   下層階の天井と上層階の床との間に階間通気層が設けられ、該階間通気層が前記内部通気層に連通し、
   前記小屋裏空間、前記階間通気層、前記床下空間には、戸外空気を取り込む吸気ファンが設けられ、
   前記室内壁および天井は、空気の透過を許容する材料により形成されていて、
   前記小屋裏空間と前記階間通気層には排気ファンが設けられ、
   室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記内部通気層内の空気における揮発物質の濃度差を利用して、前記室内空間の空気を前記室内壁から前記内部通気層に透過させ、
   前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記小屋裏空間の空気における揮発物質の濃度差と、前記室内空間の空気における揮発性物質の濃度と前記階間空間の空気における揮発物質の濃度差と、を利用して、前記室内空間の空気を前記天井から前記小屋裏空間または前記階間通気層に透過させ、
   前記内部通気層、前記階間通気層、前記小屋裏空間に排出された空気を、前記小屋裏空間に設けた排気ファンが戸外へ排出する建築物の換気方法であって、
   前記吸気ファンにより前記階間通気層と前記小屋裏空間に戸外空気を取り込み、前記階間通気層と、前記小屋裏空間におけるそれぞれの空気の揮発物質濃度を希釈する希釈工程と、
   前記排気ファンにより前記戸外空気を取り込んだ前記階間通気層と、前記小屋裏空間におけるそれぞれの空気を撹拌する撹拌工程と、
   前記希釈工程および前記撹拌工程を経た空気が前記排気ファンにより前記小屋裏空間に排出される排出工程と、
   を有していることを特徴とする建築物の換気方法。
4. 前記床下空間と前記内部通気層との連通部には、前記床下空間からの空気が均等に分配される分配器が配設され、
   該分配器により、前記床下空間からの空気を前記内部通気層に均等に分配していることを特徴とする請求項３記載の建築物の換気方法。

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