JP5001894B2 - 建物の換気システム及びユニット建物 - Google Patents

Description

本発明は、建物内部の空気の換気をおこなう建物の換気システム、及びそれを備えたユニット建物に関するものである。

建物の換気方法の種別としては、第一種換気〜第三種換気がある。ここで、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。さらに、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、住宅の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させると共に、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、住宅における天井裏空間及び床下空間を気密な通気層とし、その通気層に接する外壁部に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通気層に連通する通気孔を設けた換気システムも知られている（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、従来の換気システムは、２時間に１回屋内の空気が入れ替わる程度の換気機能であり、一時的に大量に発生するたばこの臭いや料理の臭い、又はハウスダストや花粉などの埃を除去するには、別途、空気清浄機を設置して対応せざるを得ない。

そこで、本発明は、一時的に換気量を増加させることで脱臭、除塵効果を得ることが可能な建物の換気システム、及びそれを備えたユニット建物を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の建物の換気システムは、屋外から空気を給気手段で取り入れて屋内に給気する一方、その屋内の空気を排気手段を介して屋外に排気する際に、前記給気と前記排気とで熱交換をおこなう給排気手段と、前記給気手段の吐出側に接続されるファンを備えた補助給気手段と、前記排気手段を介さずに前記屋内の空気を前記屋外へ排気するファンを備えた補助排気手段とを備え、前記補助給気手段と前記補助排気手段とは、連動するとともに作動時が選択可能に構成されることを特徴とする。

ここで、前記補助給気手段と前記補助排気手段とは、連動するとともに作動時が選択可能に構成されたものが好ましい。

また、前記補助給気手段は、建物の床下空間に設置されるものであってもよい。

さらに、前記補助給気手段の吐出口は、前記床下空間に向けて開口され、前記屋内と前記床下空間を仕切る床部には連通口が形成される構成とすることもできる。

また、前記給気手段と前記補助給気手段との間には、除湿ユニットが接続されていてもよい。

さらに、前記屋内には下階の居室及び上階の居室が形成され、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居室に供給する給気口が設けられ、前記補助給気手段は前記下階の床下空間において前記給気口に接続され、前記補助排気手段は前記下階の居室に吸込み口が形成される構成とすることもできる。

また、本発明のユニット建物は、上記建物の換気システムのいずれかを備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明の建物の換気システムは、給気と排気とで熱交換をおこなう給排気手段に加えて、給気手段に換気量を増加させるための補助給気手段が接続されるとともに、屋内の空気を排出する補助排気手段が設けられている。

このため、常時は熱効率のよい換気を給排気手段によっておこない、必要に応じて補助給気手段と補助排気手段を作動させることで、急速に屋内の空気を換気することができ、その結果、屋内の脱臭及び除塵をおこなうことができる。

また、補助給気手段と補助排気手段とを連動させることで、換気量を迅速に増加させることができる。さらに、スイッチ又はセンサなどによって作動時を選択できるようにすれば、必要なときだけ換気量を増加させることができる。

さらに、建物の床下空間に補助給気手段を設置することで、屋内への音漏れを少なくすることができるうえに、屋内側が補助給気手段によって占有されることがない。

また、床下空間を介して下階の床部の連通口から屋内に給気をおこなう構成であれば、床下空間の配管が不要となり、床下空間を有効に活用することができる。

さらに、給気手段と補助給気手段との間に除湿ユニットを接続することによって、屋外から取り入れた空気を除湿して屋内に供給することができる。

また、上階の居室と下階の居室の換気をおこなう換気システムにおいて、下階の床下空間で補助給気手段を接続することで、上階の静寂性をさらに高めることができる。

さらに、このような換気システムを備えたユニット建物であれば、必要に応じて屋内の急速換気をおこなうことで、屋内の広範囲の脱臭及び除塵をおこなうことができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の換気システムを備えた建物としてのユニット建物１の全体構成を説明する説明図である。

まず、構成から説明すると、このようなユニット建物１は、基礎断熱として構築される底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設される基礎梁１ｃとによって基礎が構築され、その基礎の上に複数の建物ユニットを設置することで構築される。

そして、基礎の上面を塞ぐ建物の床部４，６によって、その下方の床下空間４１と、上方の建物内部としての屋内とが区切られることになる。さらにこの屋内には、下階としての１階の居室２と、上階としての２階の居室３と、１階と２階が連続して繋がった吹抜け空間５とが形成される。

この１階の居室２と２階の居室３は、間仕切り壁２ｂ，３ｂによって仕切られて複数の部屋が形成される。また、１階の天井２ａと２階の床３ａとの間には、天井裏空間１０が形成される。さらに、居室２，３と吹抜け空間５との間は、仕切り壁５ａによって区切られる。

そして、本実施の形態の換気システムは、屋外から空気を給気手段で取り入れて屋内に給気する一方、その屋内の空気を排気手段を介して屋外に排気する際に、給気と排気とで熱交換をおこなう給排気手段と、その給気手段の吐出側に接続されて取り入れられた空気の一部を２階の居室３に案内する給気ダクト２５と、給気手段の吐出側に接続されるファン７１を備えた補助給気手段としてのダクトファン７と、居室２の空気を屋外へ排気するファン８１を備えた補助排気手段としての換気扇８とを備えている。

この給排気手段は、屋外から屋内に空気を取り入れる給気手段と、居室２，３や吹抜け空間５に供給された空気を屋外に排気する排気手段とを備えている。

この給気手段は、外壁１ａに外気を取り込む開口が設けられた取込みダクト２１と、それに接続されるフィルタボックス１６及びそこから延出されるダクト２２と、そのダクト２２に接続される送風装置１７に設けられる送風ファン２０とから主に構成される。

この送風装置１７は、図２に示すように、矩形箱形のケース１９の内部が送風路１９ａと排気路１９ｂとに区分けされており、送風路１９ａの内部には送風ファン２０が設けられている。

また、送風路１９ａと排気路１９ｂとの間には熱交換手段（図示せず）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、この送風ファン２０を作動させると、取込みダクト２１から外気（給気ＯＡ）が取り込まれてフィルタボックス１６及びダクト２２を通って送風路１９ａに流れ込み、さらに吐出側に接続されたダクト２３から流れ出る空気の流れが形成される。

また、このダクト２３は、除湿ユニット１８に接続される。この除湿ユニット１８は、取り込まれた外気の湿度を低下させる装置である。なお、除湿ユニット１８には、空気の加温及び冷却をおこなう温度調節機能を設けることもできる。

さらに、この除湿ユニット１８は、１階の居室２への給気と２階の居室３への給気を分岐する分岐ボックスとしての機能も備えている。すなわち、この除湿ユニット１８で分岐された空気は、一部が２階の居室３に向けて延出される給気ダクト２５に送られ、残りが１階の居室２に空気を供給する給気口としてのダクト２４に送られる。

ここで、給気ダクト２５は、仕切り壁５ａの内部で上方に向けて延出されるとともに、１階と２階の間の天井裏空間１０付近で分岐ダクト２５ａ，２５ａに分岐されて、それぞれの居室３，３の床３ａ，３ａに接続される。そして、給気ダクト２５を通った空気は、分岐ダクト２５ａ，２５ａを経由して２階の居室３，３にそれぞれ給気ＳＡ２，ＳＡ２として供給される。

他方、ダクト２４にはダクトファン７が接続され、ダクトファン７を通った空気は、床下空間４１に向けて開口される吐出口としての吐出ダクト２８から床下空間４１に向けて送り出される。ここで、ダクトファン７が作動していないときには、送風装置１７によって形成された流れによって吐出ダクト２８から空気が送り出される。

また、この床下空間４１の底盤コンクリート１ｂの上面には、調湿材４２を敷設する。この調湿材４２は、湿度が高い環境下では吸湿を、湿度が低くなったときには放湿をする機能を有している。

このような調湿材４２には、通過する空気との接触により調湿を行う調湿機能ボードなどが使用できる。この調湿機能ボードは、珪藻土、珪酸化化合物、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト又はこれらの混合物等によって成形されて、１ｍ²あたり２．５Ｌ程度の水分を吸収して、保持する含水機能を有している。

そして、床下空間４１に送り出された空気は、床部４に形成された連通口１１，１１を通って、１階の居室２，２に給気ＳＡ１，ＳＡ１として供給される。

この連通口１１には、図３（ａ）に示すように、上部にガラリ１３が着脱自在に嵌め込まれるとともに、下部にフィルタ１４が設置されている。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、かつ活性炭等からなる脱臭フィルタ１４ｂとを備えている。

すなわち、この床下空間４１内には粉塵が溜まっているおそれがあり、この粉塵が床下空間４１内に吐出された空気で巻き上げられることも考えられる。しかし、床下空間４１内に吐出される空気で粉塵が巻き上げられても、この粉塵を含む空気がフィルタ１４を通過する際に、粉塵はフィルタ１４の除塵フィルタ１４ａによって除去される。また、床下空間４１内には臭気が溜まっているおそれもある。この臭気を含む空気がフィルタ１４を通過する際に、臭気はフィルタ１４の脱臭フィルタ１４ｂに吸着される。これによって、居室２内に供給される給気ＳＡ１，ＳＡ１は、除塵及び脱臭された状態となる。

このようにして１階と２階の居室２，３に供給された給気ＳＡ１，ＳＡ２は、常時は、吹抜け空間５を通って排気手段から屋外へ排気（ＥＡ）される。

この排気手段は、床部６に形成された開口１２と、その開口１２に接続される排気ダクト２６と、その排気ダクト２６が接続される送風装置１７の排気路１９ｂと、屋外に向けて連通された排気ダクト２７とから主に構成される。

この開口１２には、図３（ｂ）に示すように、上部にガラリ１５が着脱自在に嵌め込まれるとともに、下部に排気ダクト２６の上端が取り付けられている。また、排気ダクト２６の下端は、図２に示すように、ケース１９の上面に取り付けられ、排気路１９ｂに連通されている。さらに、ケース１９の上面には排気ダクト２７の下端が取り付けられ、この排気ダクト２７は外壁１ａの内部を通って屋外に向けた開口まで延設される。

一方、１階の居室２の屋内と屋外との境界に位置する壁の上部には、補助排気手段としての換気扇８が取り付けられる。この換気扇８は、居室２側に吸込み口８ａが形成され、内部にはファン８１が配置される。

そして、ファン８１を作動させると、居室２の空気が吸込み口８ａに吸い込まれて急速排気ＥＡ１として屋外に排出される。

このファン８１は、スイッチ（図示せず）によって運転、停止、強弱などの操作がおこなえるように構成する。また、換気扇８を作動させると、連動してダクトファン７が作動するように接続しておく。

次に、本実施の形態の建物の換気システムの作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の建物の換気システムは、給気と排気とで熱交換をおこなう給排気手段に加えて、給気手段に換気量を増加させるためのダクトファン７が接続されるとともに、居室２の空気を屋外に直接排出する換気扇８が設けられている。

そして、常時は熱交換手段を備えた給排気手段によって、例えば２時間に１回程度、屋内の空気が入れ替わるように、熱効率のよい屋内換気をおこなう。これに対して、居室２でたばこを吸ったり、調理をしたりして臭いや煙が大量に発生したときには、換気扇８のスイッチを入れることで、換気扇８のファン８１を駆動させるとともに、それに連動するダクトファン７のファン７１も駆動させる。

すると、それまでに吐出ダクト２８から送り出されていた空気よりも大量の空気が、吐出ダクト２８から床下空間４１に流れ込むことになる。その結果、床下空間４１の内圧が高まって、連通口１１，１１から居室２に流れ込む給気ＳＡ１の量も増加することになる。

さらに、換気扇８が設けられた居室２では、換気扇８によって吸込み口８ａに吸引される空気の流れが形成され、給気ＳＡ１の増加と相俟って居室２の換気量が急速に増加することになる。

ここで、本実施の形態の換気システムでダクトファン７と換気扇８とを作動させた急速換気の効果を示すために、比較例とともにおこなった実験結果を図４に示した。

図４（ａ）は、ハウスダスト（粒径5μｍ）が排出されるまでの時間を比較した棒グラフである。ここで、比較例として、第三種換気（排気を強制的に行う一方、給気を自然に行う換気）、及び空気清浄機によってハウスダストを除去した場合の実験結果を示した。

なお、急速換気では、居室２の空気が１時間に３回入れ替わる換気がおこなわれた。他方、第三種換気では、２時間に１回程度しか空気が入れ替わらない。

その結果、図４（ａ）に示すように、第三種換気では、ハウスダストを排出するまでに１１０分程度費やしているが、急速換気では１８分程度でハウスダストが排出されている。この排出時間は、空気清浄機を使用した場合（排出時間：約５０分）の１／３程度であり、急速換気が空気清浄機よりも優れた除塵性能を発揮していることがわかる。

一方、図４（ｂ）は、たばこ臭が脱臭されるまでの時間、厳密にいうと臭いが不快でなくなるまでの時間を比較した棒グラフである。

この結果、第三種換気では、たばこ臭が脱臭されるまでに３６０分程度費やしているが、急速換気では２０分程度で脱臭されている。この脱臭時間は、空気清浄機を使用した場合（脱臭時間：約２００分）の１／１０程度であり、急速換気が空気清浄機よりも優れた脱臭性能を発揮していることがわかる。

このように、必要に応じてダクトファン７と換気扇８を作動させることで、急速に居室２の空気を入れ替えることができ、臭いの原因となる空気中の浮遊物質、煙、埃などを空気と一緒に屋外に排出することで、居室２の脱臭及び除塵を迅速におこなうことができる。

また、ダクトファン７と換気扇８とを連動させることで、換気量を迅速に増加させることができる。さらに、スイッチによって作動時を選択できるようにすれば、必要なときだけ換気量を増加させることができるので、在室者は快適に過ごすことができる。

さらに、ユニット建物１の床下空間４１にダクトファン７を設置することで、居室２，３への音漏れを少なくすることができる。すなわち、床部４，６を隔てた床下空間４１にダクトファン７を設置すれば、ファン７１の駆動音が１階の居室２に伝わり難い。さらに、２階の居室３であれば、１階の居室２と天井裏空間１０が介在されるので、ファン７１の音が伝達されることはほとんどない。

また、居室２内にダクトファン７のような補助給気手段を設置すると、居室２空間が占有されて居室２の利用スペースが制限されたり、見た目が悪くなったりするが、人目に触れることのない床下空間４１に設置するのであれば、そのような問題が起きることはない。

さらに、床下空間４１を介して１階の床部４の連通口１１から１階の居室２に給気ＳＡ１をおこなう構成であれば、床下空間４１のダクトの配管が不要となり、ダクトが床下空間４１を錯綜することがなくなるので、ダクトの配管距離が短くなって、メンテナンスが簡単になり、コストを削減することができる。

また、ダクトを配管しないので床下空間４１に自由に利用できるスペースができ、他の設備を設置したり、床下収納庫を設けたりして、床下空間４１を有効に活用することができる。

また、送風装置１７とダクトファン７との間に除湿ユニット１８を接続することによって、屋外から取り入れた外気（給気ＯＡ）を除湿して屋内の居室２，３や吹抜け空間５に供給することができる。

さらに、このような換気システムを備えたユニット建物１であれば、必要に応じて屋内の急速換気をおこなって、脱臭及び除塵を迅速におこなうことができる。特に、床部４に複数の連通口１１，・・・を設けて、ダクトファン７によって送り出された給気ＳＡ１，ＳＡ１によって一度に換気をおこなう構成であれば、１階全域の広範囲にわたって除塵及び脱臭をおこなうことが可能になる。この場合、各居室２，２に空気清浄機を設置しなくてもよいので、コストの削減ができるだけでなく、居室２空間が空気清浄機などの機器によって占有されることがない。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、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、前記実施の形態では、送風装置１７の排気路１９ｂにはファンを設けておらず、排気手段が自然排気となっているが、これに限定されるものではなく、排気路１９ｂにファンを設けるなどして強制排気をおこなう構成にすることができる。

また、前記実施の形態では、スイッチによってダクトファン７と換気扇８とを作動させる構成について説明したが、作動時が選択可能な構成とはこれに限定されるものではなく、居室２の臭いの元になる浮遊物質や埃をセンサで検出させて、許容値以上の検出値となった場合に、その検出値から生成される信号によってダクトファン７と換気扇８とを作動させる構成とすることもできる。

さらに、前記実施の形態では、ダクトファン７を通った空気は、吐出ダクト２８から床下空間４１に送り出されて連通口１１から居室２に供給されたが、これに限定されるものではなく、ダクトファン７と連通口１１とをダクトで接続して、ダクトを通した空気を居室２に供給することもできる。

また、前記実施の形態では２階建てのユニット建物１を例に説明したが、これに限定されるものではなく、平屋又は３階建て以上の建物にも本発明の換気システムを適用することができる。

本発明の最良の実施の形態の換気システムを配置したユニット建物の構成を説明する説明図である。 送風装置の構成を説明する斜視図である。 （ａ）は床部に設ける連通口の構成を示した断面図、（ｂ）は床部に設ける開口の構成を示した断面図である。 本発明の最良の実施の形態の換気システムの効果を説明する図で、（ａ）は除塵性能を比較した棒グラフ、（ｂ）は脱臭性能を比較した棒グラフである。

符号の説明

１ ユニット建物（建物）
１１ 連通口
１８ 除湿ユニット
１９ａ 送風路（給気手段、給排気手段）
２０ 送風ファン（給気手段、給排気手段）
２１ 取込みダクト（給気手段、給排気手段）
２２ ダクト（給気手段、給排気手段）
２３ ダクト（吐出側）
２４ ダクト（給気口）
２５ 給気ダクト
２６ 排気ダクト（排気手段、給排気手段）
２７ 排気ダクト（排気手段、給排気手段）
２８ 吐出ダクト（吐出口）
１９ｂ 排気路（排気手段、給排気手段）
２ １階（下階）の居室
３ ２階（上階）の居室
４ 床部
４１ 床下空間
７ ダクトファン（補助給気手段）
７１ ファン
８ 換気扇（補助排気手段）
８１ ファン
８ａ 吸込み口
ＳＡ１，ＳＡ２ 給気
ＥＡ 排気

Claims (6)

1. 屋外から空気を給気手段で取り入れて屋内に給気する一方、その屋内の空気を排気手段を介して屋外に排気する際に、前記給気と前記排気とで熱交換をおこなう給排気手段と、
   前記給気手段の吐出側に接続されるファンを備えた補助給気手段と、
   前記排気手段を介さずに前記屋内の空気を前記屋外へ排気するファンを備えた補助排気手段とを備え、
   前記補助給気手段と前記補助排気手段とは、連動するとともに作動時が選択可能に構成されることを特徴とする建物の換気システム。
2. 前記補助給気手段は、建物の床下空間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の建物の換気システム。
3. 前記補助給気手段の吐出口は、前記床下空間に向けて開口され、前記屋内と前記床下空間を仕切る床部には連通口が形成されることを特徴とする請求項２に記載の建物の換気システム。
4. 前記給気手段と前記補助給気手段との間には、除湿ユニットが接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建物の換気システム。
5. 前記屋内には下階の居室及び上階の居室が形成され、
   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居室に供給する給気口が設けられ、
   前記補助給気手段は前記下階の床下空間において前記給気口に接続され、前記補助排気手段は前記下階の居室に吸込み口が形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の建物の換気システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の建物の換気システムを備えたことを特徴とするユニット建物。
   

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