JP5108351B2 - 建物の換気システム及びユニット建物 - Google Patents

Description

本発明は、建物の換気システムと、ユニット建物に関するものである。

従来、冬季において、ヒーターなどの暖房器具によって空気を暖めることで、建物内の居室空間の湿度が低下してしまうことが問題となっている。

湿度が低下すると、快適さが損なわれること、ウイルスの活動が活発になって空気感染しやすくなること、静電気が発生して電子機器の故障の原因になること、などの様々な問題が生じる。

これらの問題を解決するために、特許文献１には、１つのユニット内に送風機と加湿器とを有して天井裏に設置される換気装置が開示されている。 このように、送風機と加湿器を有する換気装置によって、建物内の居室空間の湿度を集中的に管理することができる。
特開平１０−２８８３５７号公報

しかしながら、上記の特許文献１の構成では、天井裏の狭い空間に、送風機と加湿器とが一体のユニットとなった換気装置を設置するため、加湿用のフィルタの大きさが制限され、建物全体を加湿するための能力が不足する場合があった。

そこで、本発明は、建物全体を加湿するための充分な能力を備えた建物の換気システム、換気システム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、本発明の換気構造は、空気を取り入れて部屋に供給する換気装置と、該換気装置と前記部屋とを連通する給気ダクトと、を最下階の床下空間に備える建物の換気システムであって、前記換気装置の前記部屋に通じる下流側に加湿装置が接続されて、該加湿装置の下流側に前記給気ダクトが連結されるとともに、前記加湿装置が床下空間に配置されることを特徴とする。

また、前記加湿装置は、給水装置によって給水滴下されるフィルタを備え、取り入れた空気の少なくとも一部が前記フィルタを通過することを特徴とする。

さらに、前記換気装置の下流側かつ前記加湿装置の上流側に、除湿装置、加温装置又は除湿・加温装置のいずれかひとつが接続されて床下空間に配置させることができる。

そして、前記加湿装置には、取り入れた空気が前記フィルタを通過しないで迂回する迂回路を設けることができる。

また、本発明のユニット建物は、上記した換気システムを備えることを特徴とする。

このように、本発明の換気システムは、換気装置の下流側に加湿装置が設置されて、この換気装置及び加湿装置が床下空間に配置されている。

したがって、床下空間の広い空間を利用することで、加湿装置のフィルタとして大型のものを用いることができるため、建物全体を加湿するための充分な能力を備えた換気システムを構築することができる。

また、加湿装置は、給水装置によって給水滴下されるフィルタを備えるタイプとすることで、加湿する能力が高くなるとともに、結露の発生を抑えることができる。

さらに、換気装置の下流側かつ加湿装置の上流側に、除湿装置、加湿装置又は除湿・加温装置のいずれかひとつが接続されて床下空間に配置されることで、加湿された空気が換気装置や除湿装置、加湿装置又は除湿・加温装置を通過しないため、効率よく加湿することができる。

また、加湿装置に、取り入れた空気がフィルタを通過しないで迂回する迂回路を設けることで、迂回する空気には圧力損失が生じないため、加湿装置を通過する空気の圧力損失を抑制することができる。

さらに、上記したような換気システムを備えるユニット建物は、充分な湿度を有する快適な建物となる。

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。

まず、図１，２を用いて、ユニット建物Ｕの構成を説明する。

このユニット建物Ｕは、図１に示すように、土台となる基礎２と、１階の床３１と、１階の壁３２と、２階の床３３と、２階の壁３４と、屋根３５と、を備えている。

従来の在来建物Ｃでは、土台としては、図２（ａ）に示すような、いわゆる布基礎９１が採用されていたため、床下の空間が布基礎９１によって分断されていた。

一方、本実施の形態の換気システムＳを備えるユニット建物Ｕの基礎２は、図２（ｂ）に示すように、外周部となる枠状基礎部２１と、この枠状基礎部２１の内側に点在する柱状基礎部２２と、底面を覆う底版部２３と、を備えており、図１に示すように、枠状基礎部２１と底版部２３と１階の床３１とによって、床下空間２４を形成している。

そして、本実施の形態の換気システムＳを備えるユニット建物Ｕは、図１に示すように、床下空間２４に、取り入れた外気をろ過するフィルタボックス５と、このフィルタボックス５の下流側に接続された換気装置としての熱交換換気扇６と、この熱交換換気扇６の下流側に接続された除湿・加温装置７と、この除湿・加温装置７の下流側に接続された加湿装置８と、を備えている。

なお、ここにおいて、下流側とは、熱交換換気扇６を起点とし、部屋１１，１２を終点とした場合における、終点に近い側をいうものとする。

このフィルタボックス５は、床下空間２４に配置され、内部に複数種類のフィルタを備えることで、外気取入ダクト４２によって取り入れた外気に含まれる粉塵や窒素酸化物などを取り除くものである。

また、外気取入ダクト４２は、一端がウェザーカバー４１によって雨水が吹き込まないようにされた屋外側の１階の壁３２に取り付けられ、他端が熱交換換気扇６に取り付けられて、屋外と熱交換換気扇６とを連通するとともに、中途部にはフィルタボックス５が設置されている。

この外気取入ダクト４２は、大部分が床下空間２４に配置されるが、中途部において、ホール１３や１階の部屋１１を通過する際には、配管ボックス３７が設けられて屋内に直接露出しないように覆われる。

さらに、フィルタボックス５の上方近傍の１階の床３１には、フィルタの点検や交換を行うための点検口３６が開閉可能に設けられる。

また、熱交換換気扇６は、床下空間２４に配置されて、内部には、給気及び排気のための送風機を備えるとともに、屋内側から屋外側に至る排気のための経路と、屋外側から屋内側に至る給気のための経路と、が互いに略直交するように形成され、この交差部に熱交換器を設けて給気と排気の熱交換をするものである。

そして、この熱交換換気扇６には、上記した外気取入ダクト４２が連結されている他、排気のための排気ダクト４３と、内気を取り入れる内気取入ダクト４４と、除湿・加温装置７に接続する除湿・加温装置接続管７２と、が連結されている。

この排気ダクト４３は、一端が熱交換換気扇６に取り付けられ、他端がウェザーカバー４１によって雨水が吹き込まないようにされた屋外側の１階の壁３２に取り付けられることで、熱交換換気扇６と屋外とを連通している。

そして、排気ダクト４３は、大部分が床下空間２４に配置されるが、上記した外気取入ダクト４２と同様に、屋内を通過する際には、屋内に直接露出しないように配管ボックス３７によって覆われる。

また、内気取入ダクト４４は、床下空間２４に配置され、一端がユニット建物Ｕ内のホール１３に設けられたグリル４６に取り付けられ、他端が熱交換換気扇６に取り付けられることで、屋内と熱交換換気扇６とを連通している。

さらに、除湿・加温装置接続管７２は、熱交換換気扇６と除湿・加温装置７とを連通している。

そして、この外気取入ダクト４２と除湿・加温装置接続管７２とは、熱交換換気扇６を介して繋がっていて給気のための経路を形成するとともに、内気取入ダクト４４と排気ダクト４３とは、熱交換換気扇６を介して繋がっていて排気のための経路を形成している。

この給気のための経路と排気のための経路とは相互に分離されているため、給気と排気とが混合されることはないが、熱交換換気扇６の内部において、給気の顕熱と排気の顕熱とを交換するように形成されている。

また、除湿・加温装置７は、外気取入ダクト４２を通じて取り入れられた後に熱交換換気扇６によって熱交換された空気を、除湿及び加温するもので、除湿・加温装置接続管７２によって熱交換換気扇６と接続され、加湿装置接続管８８，８８によって加湿装置８と接続されている。

さらに、この除湿・加温装置７には、屋外に配置されて熱交換を行う室外機７１が、連結手段（図示せず）によって連結されている。

そして、本実施の形態の換気システムＳが備える加湿装置８は、床下空間２４に配置されて、除湿・加温装置７を通過した外気を加湿するもので、加湿装置接続管８８，８８によって除湿・加温装置７と接続されるとともに、給気ダクト４５１，４５２，４５３，４５４によって１階の部屋１１や２階の部屋１２に設けられたグリル４６，・・・に連結されている。

この加湿装置８は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、全体を収納するケース８１と、加湿装置接続管８８，８８が接続された方向に面を向けた３つのフィルタ８２，８２，８２と、このフィルタ８２，８２，８２に給水する給水管８３と、通過する空気に吸収されずにフィルタ８２，８２，８２の下まで流下した水を排水する排水管８４と、排水管８４が配置された側の空間に空気が流れるのを防止して圧力損失が生じないようにする仕切板８５と、を備えている。

この給水装置としての給水管８３は、床下空間２４に配置されて、水道管から分岐されるもので、途中に電磁弁４８が設置されているため、給水量を調整できるように形成されている。

また、排水管８４は、床下空間２４に配置されて、末端が下水道に連結されているため、自然流下によって加湿の際に余った水を下水に流すことができる。

そして、このフィルタ８２は、図４に示すように、全体の形状を保持するケース部８２１と、ケース部８２１に格納されたフィルタ８２の本体を構成するハニカム構造部８２２と、を備えており、ケース部８２１の上部には給水管８３が挿入されている。

このケース部８２１の上部に挿入された給水管８３は、水道管に連結された給水管４７に接続されるとともに、側面に複数の小孔８３ａ，・・・が設けられ、給水管８３に通水した際にはこの小孔８３ａから水が放出されて、この水がハニカム構造部８２２の全体を流下する。

ハニカム構造部８２２は、合成繊維などを折り重ねることによって、断面六角形状に形成された小部屋を多数備えるものであり、この小部屋が傾斜して形成されているため、加湿する際には、取り入れた空気がこの傾斜した小部屋を上方に移動しつつ通過することとなる。

また、図１に示すように、給気ダクト４５１は床下空間２４に配置されて、一端が加湿装置８に連結されるとともに、他端が給気ダクト４５２に連繋している。

この給気ダクト４５２は、１階の壁３２の内部に配置されて、一端が給気ダクト４５１に連繋しているとともに、他端が給気ダクト４５３に連繋している。

そして、給気ダクト４５３は、２階の床３３の内部に配置されて、一端が給気ダクト４５２に連繋しているとともに、他端が２階の部屋１２に設けられたグリル４６に接続されている。

同様に、給気ダクト４５４は床下空間２４に配置されて、一端が加湿装置８に連結されるとともに、他端が一階の部屋１１に設けられたグリル４６に接続されている。

次に、本実施の形態の換気システムＳの作用について説明する。

まず、図５を用いて、給気及び排気の際の空気の流れを説明する。

給気においては、外気取入ダクト４２を通じて取入られた屋外の空気は、途中に設置されたフィルタボックス５によって粉塵や窒素酸化物などを除去された後に、熱交換換気扇６を経由し、除湿・加温装置７で除湿や加温され、加湿装置８によって加湿されて、給気ダクト４５１，４５２，４５３，４５４を通じて部屋１１，１２に導入され、グリル４６,・・・から放出される。

そして、加湿の際には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、加湿装置接続管８８，８８から取り入れられた空気は、フィルタ８２，８２，８２を通過し、それぞれのフィルタ８２を通過する際に、傾斜した略六角形状の小部屋内を上に向かって移動する。

この移動の際には、フィルタ８２に含まれつつ流下する水と対向して移動することとなるため、この流下する水を効率よく含水することができる。

その後、すべてのフィルタ８２，８２，８２を通過して含水した空気は、給気ダクト４５１，４５４に放出される。

一方、排気においては、グリル４６を通じて内気取入ダクト４４に取り入れられた屋内の空気は、熱交換換気扇６を経由し、排気ダクト４３を通じて屋外に放出される。

ここにおいて、給気と排気とは同時に行われて、熱交換換気扇６を経由する際に相互に熱交換されることで、冷気は暖められ、暖気は冷やされることになる。

したがって、例えば、冬季において、外気を取り入れる場合には、暖房によって暖められた内気の熱を、冷たい外気に与えることで、外気を暖めつつ取り入れることができるため、暖房の効率がよいとともに、屋内の温度差を少なくしてヒートショックを防止することもできる。

このように、本発明の換気システムＳは、換気装置としての熱交換換気扇６の下流側に加湿装置８が設置されて、この換気装置６及び加湿装置８が床下空間２４に配置されている。

そして、加湿装置８を備えて屋内に供給する空気を加湿することで、屋内でのウイルスの活動を抑制したり、静電気の発生を低減したりすることができるため、快適な住空間を構築することができる。

また、床下空間２４の広い空間を利用することで、加湿装置８のフィルタ８２として大型のものを用いることができるため、ユニット建物Ｕの全体を加湿するための充分な能力を備えることができる。

すなわち、図２（ａ）に示したような在来建物Ｃの布基礎９１では、床下の空間が布基礎９１によって分断されていたのに対して、ユニット建物Ｕの基礎２は、図２（ｂ）に示すように、外周部となる枠状基礎部２１と、この枠状基礎部２１の内側に点在する柱状基礎部２２，・・・と、底面を覆う底版部２３と、を備えるものであるため、床下空間２４が分断されることはない。

したがって、この床下空間２４という広い空間を利用して、加湿装置８のフィルタ８２として大型のものを用いることができる。

また、床下空間２４という広い空間を利用して、熱交換換気扇６や、除湿・加温装置７や、加湿装置８などの、多数の装置を備える換気システムＳを構築することができる。

そして、加湿装置８が床下空間２４に配置されることで、給水や排水に必要な給水管４７や排水管４９も床下空間２４に配置できるため、給水管４７や排水管４９を極めて容易に設置できる。

加えて、万が一、何らかの理由によって水漏れが発生した場合にも、加湿装置８が床下空間２４に配置されているため、床下空間２４が浸水するだけであり、家財道具などが水濡れするおそれがない。

さらに、加湿装置８は、給水管４７によって給水滴下されるフィルタ８２を備えることで、加湿する能力が高くなるとともに、結露の発生を抑えることができる。

つまり、本実施の形態の換気システムＳでは、加湿装置８として、フィルタ８２を備える、いわゆる気化式のものを用いるため、水が蒸発するための面積が広く、水蒸気の飽和効率が高くなる。

このように、加湿する能力が高くなることで、ユニット建物Ｕの全体を加湿することができる。

また、気化式の加湿装置８は、空気が自然の状態で保持できる水分量を与えるものであるため、飽和状態にはならず、結露の発生を抑えることができる。

このように、結露の発生を抑制できることで、加湿装置８と部屋１１，１２とを連結する給気ダクト４５１，４５２，４５３，４５４の内部にカビが発生することを抑制できる。

さらに、このフィルタ８２を備えた気化式の加湿装置８は、空気の持つ顕熱のみで蒸発・加湿するため、特別に熱エネルギーなどを加える必要もなく、省エネルギー化を図ることができる。

そして、水道管から分岐した給水管４７を用いて給水するため、手作業によって水を補給する必要がない。

また、本実施の形態の換気システムＳに設置される換気装置８は、フィルタ８２を複数備えることで、より高い加湿能力を備えるとともに、圧力損失を少なくすることができる。

つまり、加湿能力を高めようとすればフィルタ８２の通風方向の厚みを増加すればよいが、フィルタ８２の厚みを増加すると、六角形状の小部屋は傾斜しているため、フィルタ８２の上端近傍及び下端近傍の小部屋は利用されなくなって、蒸発のために有効な面積が少なくなる。

そこで、フィルタ８２を複数備えて、フィルタ８２の厚みの総和を増加させることで、蒸発のために有効な面積を極端に減少することなく、加湿する能力を高めることができる。

さらに、換気装置としての熱交換換気扇６の下流側かつ加湿装置８の上流側に除湿・加温装置７が接続されて床下空間２４に配置されることで、加湿された空気が熱交換換気扇６や除湿・加温装置７を通過しないため、効率よく加湿することができる。

つまり、仮に、加湿装置８の下流側に除湿・加温装置７が配置されていれば、加湿装置８によって加湿しても、下流側で除湿されてしまうこととなって、部屋１１，１２の湿度を高めることはできない。

また、仮に、加湿装置８の下流側に熱交換換気扇６が設置されていれば、冷たく飽和水蒸気量の少ない外気を加湿装置８によって加湿することとなって、加湿の効率が低いとともに、この冷たい外気を熱交換換気扇６で暖めることで、湿度が低下してしまうこととなる。

一方、熱交換換気扇６の下流側に除湿・加温装置７が配置され、この除湿・加温装置７の下流側に加湿装置８が配置されていれば、上記のような問題はなく、効率よく空気を加湿して部屋１１，１２の湿度を高めることができる。

また、除湿・加温装置７によって一旦除湿された空気を加湿することで、加湿装置８は、安定して空気を加湿することができる。

すなわち、除湿しない場合には加湿装置８に取り入れる空気の湿度は安定しないが、除湿する場合には加湿装置８に取り入れる空気の湿度は安定するため、加湿装置８によって加湿する際に、電磁弁４８によって給水量を調整することで湿度を調整できる。

次に、図６（ａ）（ｂ）を用いて、前記実施の形態とは別の形態の加湿装置８Ａを備える換気システムＳ１について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

前記実施の形態では、加湿装置８のケース８１の内部に仕切板８５が設置される場合について説明したが、本実施例では、加湿装置８のケース８１の内部にスライドドア８７が設置される場合について説明する。

図６（ａ）に示すように、本実施例の加湿装置８Ａは、ケース８１の内部に、スライドドア８７を備えている。

このスライドドア８７は、ケース８１の内部において、最も上流側にある一番目のフィルタ８２の側方に配置されるもので、フィルタ８２の面と同一面を形成し、フィルタ８２の側方の隙間を埋めている。

さらに、スライドドア８７は、空気の流れに直交する方向にスライドして、フィルタ８２の側方の隙間を開閉することができる。

そして、加湿する際には、このスライドドア８７をスライドさせることで、空気がフィルタ８２を通過しないで迂回する迂回路８９を設けることができる。

すなわち、建物の一部のみを換気する場合、図６（ｂ）に示すように、開閉装置８６，８６を設けて、一方の加湿装置接続管８８と一方の給気ダクト４５４とを閉鎖する。

そうすると、他方の加湿装置接続管８８のみを通じて送風することができるが、逆に、全体の風量が減少することで、加湿した空気が屋内の部屋１１，１２まで届かない可能性が生じる。

そこで、本実施例では、ケース８１の内部のスライドドア８７の開閉を調整することで必要な風量を得ることができる。

つまり、片方の加湿装置接続管８８と片方の給気ダクト４５４とを開閉装置８６，８６によって閉塞する場合には、スライドドア８７をスライドさせてフィルタ８２の側方に迂回路８９に通じる隙間を開けておく。

そうすると、この隙間を通過する空気は、ほとんど圧力損失が生じることなく、もとの圧力を保持したままで、フィルタ８２，８２，８２を通過した空気と混合されて、給気ダクト４５１に放出されることとなる。

したがって、給気ダクト４５１に放出される空気は、全体としては、所定の圧力を備えることができるため、加湿した空気を、屋内の部屋１１，１２まで導入することができる。

そして、このスライドドア８７を開閉することで、フィルタ８２，８２，８２を通過する空気の量を調整することができるため、これによって湿度を調整することもできる。

なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、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、本実施の形態及び実施例では、加湿装置８としてフィルタ８２の本体がハニカム構造に形成されるフィルタ８２を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、気化式の加湿装置であれば、どのようなフィルタを用いたものであってもよい。

また、本実施の形態及び実施例では、除湿・加温装置７が配置される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、除湿装置であってもよいし、加温装置であってもよい。

さらに、本実施の形態及び実施例では、換気システムＳ，Ｓ１を、ユニット建物Ｕに適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、在来工法の建物や、ビルなどに適用するものであってもよい。

本発明の最良の実施の形態の換気システムを備えるユニット建物の全体構成を説明する説明図である。 ユニット建物の基礎の構造を説明する斜視図であって、（ａ）は在来建物の基礎であり、（ｂ）はユニット建物の基礎である。 本発明の最良の実施の形態の換気システムに配置される換気装置の内部構造を説明する断面図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の最良の実施の形態の換気システムに配置される換気装置のフィルタの構造を説明する斜視図である。 本発明の最良の実施の形態の換気システムの吸気及び排気の流れを説明する説明図である。 実施例の換気システムに配置される換気装置の内部構造を説明する断面図である。（ａ）は建物全体を加湿する場合であり、（ｂ）は建物の一部を加湿する場合である。

符号の説明

Ｕ ユニット建物
Ｓ，Ｓ１ 換気システム
１１，１２ 部屋
２４ 床下空間
４５１，４５２，４５３，４５４ 給気ダクト
６ 熱交換換気扇（換気装置）
７ 除湿・加温装置
７２ 除湿・加温装置接続管
８，８Ａ 加湿装置
８２ フィルタ
８３ 給水管（給水装置）
８７ スライドドア
８８ 加湿装置接続管

Claims (3)

1. 空気を取り入れて部屋に供給する換気装置と、該換気装置と前記部屋とを連通する給気ダクトと、を最下階の床下空間に備える建物の換気システムであって、
   前記換気装置の前記部屋に通じる下流側に加湿装置が接続されて、該加湿装置の下流側に前記給気ダクトが連結されるとともに、
   前記加湿装置が床下空間に配置されており、
   前記加湿装置は、給水装置によって給水滴下される複数のフィルタを備え、取り入れた空気の少なくとも一部が前記フィルタを通過し、
   前記複数のフィルタは全て、空気の通過方向と水の流下方向とが対向するように縦方向に傾斜した断面六角形状の複数の小部屋を有するハニカム構造部を備えているとともに、
   前記換気装置としての熱交換換気扇の下流側かつ前記加湿装置の上流側に、除湿・加温装置が接続されて床下空間に配置されることを特徴とする建物の換気システム。
2. 前記加湿装置には、取り入れた空気が前記フィルタを通過しないで迂回する迂回路が設けら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. 請求項１又は請求項２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ユニット建物。

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