JP6524506B2 - 換気システム及び家屋 - Google Patents

Description

本発明は、換気システム及び家屋に関する。特に、本発明は、一戸建て家屋において、複雑なダクト配管を必要とせず、排気時の熱損失を低減しながら部屋の換気を行う換気システム及び家屋に関する。

化石燃料の枯渇、化石燃料を大量に使用することによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化が大きな社会問題となっている現在、省エネルギー化の必要性はますます高まっている。中でも、住宅やビルでのエネルギー消費量は冷暖房を利用した快適な生活空間を望む傾向が強まるとともに上昇していることから、建物の高気密高断熱化による省エネルギー化が求められている。一方で、高気密高断熱化により密閉された空間においては、生活活動によりその空気質が悪化することから、高気密高断熱化の建物に対して計画換気が必要とされ、両者の機能を併せ持つ設計及び材料が求められている。

従来、一般的に行われている換気は、壁に換気装置を設ける方法が主流であるが、換気によって熱損失が生じる。これを解決する１つの方法として、換気口に熱交換器を設置し、排気時の熱損失を低減させる装置もある。しかしながら、この装置は、熱回収能力が低く、また壁に開けられた換気口が小さいために空気の流れが局所的になり、部屋の隅々まで換気することが困難である。

また、高気密高断熱住宅のメリットを最大限に活かすことができるのが全館空調と言われている。そして、市販の壁掛けルームエアコン１台で冷暖房ができ、同時に換気、空気浄化、加湿、除湿を行うことができる、省エネで快適な室内環境を可能にした次世代全館空調システムが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。この全館空調システムでは、例えば図８に示すように、ダクトを全部屋にわたってタコ足のように張り巡らせ、空気をダクトで引き回すことにより換気及び空調（冷房、暖房）を行っている。

特許第５０９４８９４号公報 特許第５０６７７６９号公報

しかしながら、この全館空調システムでは、空気をダクトで引き回すので、換気という観点からは確実性が高いが、以下のような欠点がある。
例えばダクトを全部屋にわたってタコ足のように張り巡らせなければならず、配管が複雑になるとともに初期投資が高価である。空調ユニットの全熱交換装置自体の交換効率は、近年の性能向上によって改良されているが、構造上、部屋全体の熱交換効率には限界がある。また、定期的にフィルターを交換しなければならないなど、メンテナンスの手間やコストがかかり面倒である。春や秋などにシステムを休止させた場合、休止期間中にダクトに汚れた空気が滞留するおそれがあり、運転を再開したとき、ダクトに滞留していた汚れた空気が室内に流れ込んでしまう。

そこで本発明は、このような従来技術の有する課題を解決するものであり、一戸建て住宅などの建物において、複雑なダクト配管の必要がなく、優れた断熱性能による省エネルギー化が実現でき、室内への新鮮な空気の導入による空気質の改善と同時に、排気時の熱損失の低減が実現できる換気システム及び家屋を提供することを目的とする。

［１］
１つ又は複数の床部と、前記床部のうち、最下層の床部の下側に画成された床下空間と、相対向する一対の庇直下の壁部とを有する家屋の換気システムであって、
前記庇直下の壁部を構成し、室外空間と室内空間とを通気可能に区画する無機発泡体と、
前記一対の庇直下の壁部をそれぞれ第１領域と第２領域とに分離するとともに、前記家屋の居住空間を縦方向に、前記第１領域と連接する第１空間、及び、前記第２領域と連接する第２空間に略気密に分離する空間分離壁と、
前記床下空間を、前記第１空間と空間的に接続する第１床下空間、及び、前記第２空間と空間的に接続する第２床下空間に分離する床下分離壁と、
前記床下分離壁に配された、正逆方向に送風可能な送風機と、
前記送風機の送風方向を所定のタイミングで切り替える送風制御部と、を備え、
前記送風機により前記第１床下空間から前記第２床下空間に向けて送風することにより、
（１）前記一対の庇直下の壁部の前記第１領域から前記無機発泡体を通じて給気した空気を、前記第１空間を介して前記第１床下空間まで移動させ、
（２）第１床下空間まで移動した空気を、前記送風機によって前記第１床下空間から前記第２床下空間まで移動させ、
（３）前記第２床下空間に移動させた空気を、前記第２床下空間から前記第２空間まで移動させ、
（４）前記第２空間に移動させた空気を、前記一対の庇直下の壁部の前記第２領域から前記無機発泡体を通じて室外空間に排気し、
前記送風機の送風方向を切り替えて前記第２床下空間から前記第１床下空間に向けて送風することにより、空気の流れが前記（１）〜（４）とは逆になること、を特徴とする換気システム。
［２］
前記第１領域と前記第２領域とは略同じ面積となるように分けられている、［１］に記載の換気システム。
［３］
前記床下分離壁と前記空間分離壁とは、上下方向でほぼ同じ位置となるように設けられている、［１］又は［２］に記載の換気システム。
［４］
前記庇直下の壁部は妻壁である、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の換気システム。
［５］
前記無機発泡体は、通気型無機断熱コンクリート（ＢＩＣ）である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の換気システム。
［６］
前記送風制御部は、前記送風機の送風方向を６０分以内の間隔で切り替える、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の換気システム。
［７］
前記床下空間において、前記送風機の近傍に配された温度・湿度調節装置を備える、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の換気システム。
［８］
前記床部には、第２床下空間及び第２空間と接続し、縦方向へ空気を通過させる通気口が設けられている、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の換気システム。
［９］
前記居住空間は、間仕切り壁によって区画されており、該間仕切り壁には、前記区画された空間同士を横方向に連通する連通口が設けられている、［１］〜［８］のいずれか一項に記載の換気システム。
［１０］
［１］〜［９］のいずれか一項に記載の換気システムを備えた家屋。

本発明の換気システム及び家屋では、一対の庇直下の壁部に機発泡体を配することにより、複雑なダクト配管の必要がなく、優れた断熱性能による省エネルギー化が実現でき、室内への新鮮な空気の導入による空気質の改善と同時に、排気時の熱損失の低減が実現できる。

本発明の換気システムが適用される家屋の一例を示す斜視図である。 本発明の換気システムが適用される家屋の一例を示す断面図である。 本発明の換気システムにおいて空気の流れを説明するための分解斜視図である。 本発明の換気システムにおいて空気の流れを説明するための分解斜視図である。 本発明の換気システムにおいて空気の流れを説明するための分解斜視図である。 本発明の換気システムにおいて空気の流れを説明するための分解斜視図である。 本発明の換気システムにおいて空気の流れを説明するための分解斜視図である。 従来の全館空調システムの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る換気システムは、ダイナミックインシュレーション（Dynamic Insulation：以下、ＤＩと称する）を利用している。
ダイナミックインシュレーションとは、熱容量が大きく通気性がある大面積の建物外皮から給排気を取る手法である。建物外皮から逃げる室内の熱（貫流熱）及び湿度を回収する（全熱回収）ことによる省エネルギー効果、給気分散化による気流感の緩和、壁面自然換気口の削減による美観向上などの利点がある。

特に本発明では、ＤＩを給気と排気とを交互に行う呼吸型にしている。この手法では、換気の排気熱も回収し、高い省エネルギー性と乾燥感の改善に貢献すると考えられる。
例えば建物が鉄筋コンクリート（ＲＣ：Reinforced-Concrete）造であれば、基本的に高気密であるし、集合住宅であれば、南面と北面とが外気に接しているので、呼吸型ＤＩの特徴である二方向給排気口が確保できる。しかし、開口部の多い一戸建てに呼吸型ＤＩを適用することが困難であった。これは、つぎのような理由による。すなわち、まず、一戸建てには四面の壁に不規則に窓が存在し、まとまった壁面を確保しにくい。また、窓をよけて壁面を確保しても、その室内側は収納家具、ユニットバス・洗面化粧台等の設備、絵画や壁掛け等によって有効な換気面積を確保しにくい。このように、一戸建て住宅におけるＤＩの実用化は難しかった。
そこで本発明者らは、壁が豊富にある一戸建て家屋において、呼吸型ＤＩを実用化するためのモデルを考えた。

すなわち、本発明の換気システムは、
１つ又は複数の床部と、前記床部のうち、最下層の床部の下側に画成された床下空間と、相対向する一対の庇直下の壁部とを有する家屋の換気システムであって、
前記庇直下の壁部を構成し、室外空間と室内空間とを通気可能に区画する無機発泡体と、
前記一対の庇直下の壁部をそれぞれ第１領域と第２領域とに分離するとともに、前記家屋の居住空間を縦方向に、前記第１領域と連接する第１空間、及び、前記第２領域と連接する第２空間に略気密に分離する空間分離壁と、
前記床下空間を、前記第１空間と空間的に接続する第１床下空間、及び、前記第２空間と空間的に接続する第２床下空間に分離する床下分離壁と、
前記床下分離壁に配された、正逆方向に送風可能な送風機と、
前記送風機の送風方向を所定のタイミングで切り替える送風制御部と、を備え、
前記送風機により前記第１床下空間から前記第２床下空間に向けて送風することにより、
（１）前記一対の庇直下の壁部の前記第１領域から前記無機発泡体を通じて給気した空気を、前記第１空間を介して前記第１床下空間まで移動させ、
（２）第１床下空間まで移動した空気を、前記送風機によって前記第１床下空間から前記第２床下空間まで移動させ、
（３）前記第２床下空間に移動させた空気を、前記第２床下空間から前記第２空間まで移動させ、
（４）前記第２空間に移動させた空気を、前記一対の庇直下の壁部の前記第２領域から前記無機発泡体を通じて室外空間に排気し、
前記送風機の送風方向を切り替えて前記第２床下空間から前記第１床下空間に向けて送風することにより、空気の流れが前記（１）〜（４）とは逆になること、を特徴とする。

本発明の換気システムでは、床下空間を有する建物を、間仕切りによって縦方向に２つの空間にわけ、それぞれに付属する庇直下の壁部の無機発泡体を利用して呼吸型ＤＩとしている。空気の出し入れが建物屋根付近になるので、それぞれ無機発泡体の面積を確保しやすい。
すなわち、屋根の背中合わせとなる２か所の庇直下の壁部分を無機発泡体により構成し、この無機発泡体は通気層に開かれている。片方の無機発泡体を貫通してきた空気は、他方の空気と混ざることの無いように閉じた空間において、最下階の床下に導かれる。送風機（ファン）は１階の床下を分割した境となる基礎の立ち上がり部分（床下分離壁）に設置する。
庇直下の壁部の無機発泡体の一方の領域から給気するときは、他方の領域から排気する。その空気の動きは床下の送風機によるものであり、送風方向（換気方向）を定期的に変えることにより全熱交換機能が生かされ、フィルター機能も働く。
室内の空気が無機発泡体を通して室外に排気されるため、室内の空気が持つ熱が無機発泡体に熱交換され、無機発泡体に蓄熱される。

本発明の換気システムは、１つ又は複数の床部と、前記床部のうち、最下層の床部の下側に画成された床下空間と、相対向する一対の庇直下の壁部を有する一戸建て住宅（家屋）に適用される。庇直下の壁の一例としては、例えば妻壁が挙げられる。
なお、以下の説明では２階建ての家屋を例に挙げて説明するが、床下空間を有する家屋であれば、１階建て（平屋建て）の家屋、及び３階建て以上の家屋においても、本発明は同様に適用可能である。また、以下の説明では庇直下の壁として、本発明を妻壁に適用した家屋を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１及び図２は、本発明の換気システムが適用される家屋の一例を示す図であり、図１は全体外観を示す斜視図、図２は断面図である。また、図３〜図７は、本発明の換気システムにおいて空気の流れを説明するための分解斜視図である。
家屋１は、基礎部１０、床部（第１床部２０、第２床部２１）、壁部３０、及び、妻壁部３１（庇直下の壁部）、及び、屋根部４０を有している。基礎部１０と第１床部２０とで囲まれた空間が床下空間１２を成しており、床部２０，２１、屋根部４０及び壁部３０で囲まれた空間が、居住空間（１階の居住空間２２，２階の居住空間２３）を成している。ここでは、天井板が張られず屋根部４０まで吹き抜けになっている。居住空間２２，２３は、間仕切り壁３３によって複数の部屋あるいは廊下などに区画されている。また、１階と２階とを結ぶ階段（図示略）が設けられ階段室２６となっている。さらに、１階と２階とを貫通する吹き抜け２７が設けられていてもよい。
なお、以下の説明では、上述した床下空間１２及び居住空間を含む、家屋１の内側を「室内」とし、家屋１の外側を「室外」とする。

妻壁部３１（庇直下の壁部）は、切妻壁であることが好ましい。
特に、本発明の換気システムが適用される住宅において、屋根部４０は、二つの傾斜面が山形に合わされた、いわゆる切妻屋根である。屋根部４０を切妻構造とすることで、屋根部４０の斜面に沿って空気の流れを形成することができ、妻壁部３１からの換気（特に給気）を効率よく行うことができる。

妻壁部３１は、室外空間と室内空間とを通気可能に区画する無機発泡体によって構成されている。無機発泡体は妻壁又はその近傍の外壁に設置され、さらに家屋１の通気層に開放されている。
妻壁部３１に無機発泡体を配することにより、広い面積を確保することができ、給排気を効率よく行うことができる。
妻壁部３１に配された無機発泡体を通して外気が室内に給気される。このとき、室内から無機発泡体に伝達された熱が無機発泡体を通気する空気に熱交換され、室内から無機発泡体に伝達された熱を回収することができる。即ち、無機発泡体を通して外気を取り入れることで、無機発泡体を通気する外気を室内空間の温度と同じ或いは同程度にすることができ、室内空間の温度の変動を抑えることができる。これと同時に、新鮮な外気が室内に導入されることにより、高い空気質を維持することができる。
例えば、無機発泡体は、多数の気泡を有しており、外気が無機発泡体を通過する際、外気に含まれる汚染物質（例えば、花粉、埃などの微粒子状物質）がフィルタリングされる。これにより室内には、汚染物質の低減された清澄な空気が導入される。
壁面等に設置される、通常の換気扇が、数百ｃｍ^２程度のフィルター面積であるのに対し、壁面に無機発泡体を配して換気を行うことにより、例えば１０ｍ^２以上という大きなフィルター面積を確保することができ、効率の良い換気及びフィルタリングを行うことができ、有利である。また、室内の空気が、妻壁部３１に配された無機発泡体を通して室外に排気されるため、室内の空気が持つ熱が無機発泡体に熱交換され、無機発泡体に蓄熱される。

また、無機発泡体の材料である無機材料は親水性が高いため、湿気を材料内部に吸着等によって保持することが可能である。無機発泡体を通して、室内から室外、室外から室内に空気が移動する際に湿気も移動するため、室内の湿度を保持することができる。また、無機発泡体内部で結露が発生することを防ぐこともできる。

また、無機発泡体は、発泡体という多数の微小空間（気泡）を有する形状に形成されていることにより、材料自身が軽くなり、またパネル形状を得ることも可能になる。例えば、繊維系材料では、パネル形状を維持できず、かつ荷重を負担することが困難であるので、枠材などの中に、フィルター的に置くことしかできない。また、繊維系材料では、通気量が大きくなり、熱容量が小さいため、厚さを大きくしないと使えないことになる。一方、無機発泡体であれば、それだけで熱回収もでき、風荷重も負担できる単一壁が構成できる。このように、無機発泡体を用いることにより、ハンドリング性及び施工性が、繊維質材料と比較して格段に向上する。さらに、軽量であることから、建築物の重量低減につながって耐震性も増す。さらに、外気が無機発泡体を通気する際、外気に含まれる汚染物質が無機発泡体で除去され、フィルターの効果も期待できる。

このような無機発泡体としては、通気型無機断熱コンクリート（ＢＩＣ）が好ましい。具体的には、例えば厚さ１５０ｍｍ以下で比重が０．２５〜０．４０程度の、通気性を有する軽量気泡コンクリートが挙げられる。これによれば、防耐火上、生産上の問題もない。

また、無機発泡体の通気率を５×１０^−４〜１ｍ^２ｈ^−１Ｐａ^−１とし、かつ、熱伝導率を０．０２〜０．１Ｗ／ｍＫとすることで、最適な換気効果、及び熱回収効果を得ることができる。

また、無機発泡体の熱容量を、２〜４０Ｋｃａｌ／℃とすることで、最適な熱回収効果を得ることができる。

一対の妻壁部３１は、空間分離壁３２によって、それぞれ第１領域３１Ａと第２領域３１Ｂとに分離されている。第１領域３１Ａと第２領域３１Ｂとは、略同じ面積となるように分けられることが好ましい。これにより給気と排気とのバランスをとることができる。
空間分離壁３２は、さらに、居住空間を、空気が混ざらないように第１空間と第２空間とに略気密に分離する。ここで、空間分離壁３２によって分離された１階の居住空間２２を第１空間２２Ａ，第２空間２２Ｂとし、空間分離壁３２によって分離された２階の居住空間２３を第１空間２３Ａ，第２空間２３Ｂとする。第１空間２３Ａは妻壁部３１の第１領域３１Ａに連接し、第２空間２３Ｂは妻壁部３１の第２領域３１Ｂに連接する。この空間分離壁３２の気密性は極めて重要であり、建具にも高度な気密性が求められる。

図３に示すように、床下空間１２は、床下分離壁１１によって、第１床下空間１２Ａと第２床下空間１２Ｂとに分離されている。具体的には後述するように、第１床下空間１２Ａは第１空間２２Ａ，２３Ａに連通し、第２床下空間１２Ｂは第２空間２２Ｂ，２３Ｂに連通する。
床下分離壁１１は、空間分離壁３２の真下でほぼ同じ位置となるように設けられる。

本発明の換気システムでは、室内空間を分離壁（床下分離壁１１及び空間分離壁３２）によって縦に気密に分け、それぞれに付属する妻壁を利用して呼吸型ＤＩとする。
１枚の妻壁を面内で第１領域３１Ａと第２領域３１Ｂとに分け、一方の領域で給気を行い、他方の領域で排気を行う。一定のタイミングで、給気側と排気側とを切り替える。
空気を第１空間２２Ａ，２３Ａと第１床下空間１２Ａとの間で一方向に移動させ、第２空間２２Ｂ，２３Ｂと第２床下空間１２Ｂとの間で逆方向に移動させることにより、階ごとにおける空気の流れが、空間分離壁３２を挟んで逆方向となるため、空間分離壁３２を境にして部屋間の差圧が発生する。このため、部屋間の建具に差圧が生じやすく、例えばドアの開閉に影響を与える場合がある。また、空間分離壁３２に気密性が要求されるので、間取りプランの自由度は低くなる。
また、この換気システムでは、ダクトを有していない。ダクトを配さないことにより、構造が簡単になるとともに、初期費用やメンテナンスの手間を抑えることができるなど、メリットは大きい。

床下空間１２を第１床下空間１２Ａと第２床下空間１２Ｂとに分離する床下分離壁１１には、送風機５０が配されている。この送風機５０は、送風制御部（図示略）によって第１床下空間１２Ａと第２床下空間１２Ｂとの間で正逆方向に送風方向が切り替え可能である。
この換気システムでは、送風機５０を作動させることにより、第１床下空間１２Ａと第２床下空間１２Ｂとの間で空気が移動し、第１床下空間１２Ａ及び第２床下空間１２Ｂのうちの一方が減圧空間となり他方が加圧空間となる。加圧空間は、室外空間の空気圧力よりも高い圧力を有し、減圧空間は室外空間の空気圧力よりも低い圧力を有する。
送風機５０によって作り出される、減圧空間と加圧空間との圧力差が、空気を移動させる動力となっている。

床下空間１２において、送風機５０の近傍に温度・湿度調節装置５２が配されている。
床下空間１２のいずれか、特に送風機５０の近傍に温度・湿度調節装置５２を設置し、空気の温度及び／又は湿度の調節を行う。居住空間２２，２３と比べて狭い床下空間１２に温度・湿度調節装置５２を配置することで、送風される空気の温度及び／又は湿度の調整を行うことができ、熱効率が向上する。また、床下空間１２に配置することで、騒音の問題もない。このような温度・湿度調節装置としては、放熱式暖房システム等でもよいが、効率よく空気の冷暖房ができる点から、エアーコンディショナーが好ましい。
特に、例えば建物がＲＣ（鉄筋コンクリート）造りである場合、床下空間に温度・湿度調節装置５２及び送風機５０を配することで、ＲＣの熱容量を利用することができ、家屋１の蓄熱性を高めることができる。

なお、床下空間１２に送風機５０及び温度・湿度調節装置５２が配置されるので、送風機５０及び温度・湿度調節装置５２のメンテナンスのための点検口が必要となる。この場合、点検口の気密性は重要となる。

床部（第１床部２０、第２床部２１）には、縦方向へ空気を通過させる通気口２４（２４Ａ，２４Ｂ），２５（２５Ａ，２５Ｂ）が設けられている。
この通気口２４，２５を通じて、床下の送風機５０の圧力によって、空気は、床下空間１２及び居住空間２２，２３の間を移動する。これにより床下空間１２は居住空間２２，２３に空間的に接続する。
通気口２４，２５が設けられる位置は、特に限定されるものではないが、例えば、通気口２４，２５がカーペットや家具等で覆われたりしないように、部屋の端部、特に、外壁側に配されていることが好ましい。
通気口２４，２５は、区画された各部屋に少なくとも１つは設けられていることが好ましく、階全体でみれば、外壁に沿ってできるだけ均等になるように配されていることが好ましい。これにより、各階において均一に空気を循環することができる。
また、下層階と上層階とをつなぐ階段室２６及び吹き抜け２７があれば、これらの空間は、空気の移動に大きな役割をはたす。

居住空間２２，２３は、気密に分離された第１空間２２Ａ，２３Ａ及び第２空間２２Ｂ，２３Ｂ内において、間仕切り壁３３によって部屋及び廊下等の空間に区画されており、間仕切り壁３３には、前記区画された空間同士を横方向に連通する連通口３４が設けられている。
これにより、区画された各部屋を横方向で連通し、横方向の空気の流れを作り出すことができ、各空間全体に新鮮な空気を行きわたらせることができる。したがって、換気をより効率的に行うことができる。連通口３４の位置としては特に限定されるものではないが、例えば、連通口３４が家具等で覆われたりしないように、間仕切り壁３３の上部に配されていることが好ましい。

つぎに、本発明の換気システムにおける、空気の流れについて説明する。
＜正方向＞
まず、一対の妻壁部３１の第１領域３１Ａから給気した空気を、第１空間２２Ａ，２３Ａを通じて床下空間１２（第１床下空間１２Ａ）に移動させ、床下の空気を第２空間２２Ｂ，２３Ｂを通じて移動させ、一対の妻壁部３１の第２領域３１Ｂから排気する場合の空気の流れについて説明する。
図３に示すように、送風機５０により第１床下空間１２Ａから第２床下空間１２Ｂに向けて送風する。これにより、第１床下空間１２Ａは減圧空間、第２床下空間１２Ｂは加圧空間となる。そして、減圧空間となった第１床下空間１２Ａに通気口２４Ａから空気が流れ込み、加圧空間となった第２床下空間１２Ｂでは通気口２４Ｂから空気が流れ出す、一連の空気の流れが発生する。

すなわち、空気は、一対の妻壁部３１のうち、第１領域３１Ａを通じて、室外空間から２階の居住空間（第１空間２３Ａ）に給気される（図２、図７参照）。妻壁部３１に配された無機発泡体を通して外気が室内に給気される。このとき、室内から無機発泡体に伝達された熱が無機発泡体を通気する空気に熱交換され、室内から無機発泡体に伝達された熱を回収することができる。
２階の居住空間２３Ａに給気された空気は、第２床部２１に設けられた通気口２５Ａ、階段室２６及び吹き抜け２７を通じて１階の居住空間（第１空間２２Ａ）まで移動する（図２、図６参照）。
１階の居住空間２２Ａに移動した空気は、第１床部２０に設けられた通気口２４Ａを通じて、第１床下空間１２Ａまで移動する（図２、図５、図４参照）。
第１床下空間１２Ａまで搬送された空気は、送風機５０によって第１床下空間１２Ａから第２床下空間１２Ｂに移動する（図２、図３参照）。このとき、空気は、温度・湿度調節装置５２によって適当な温度及び／又は湿度に調節される。

第２床下空間１２Ｂに移動した空気は、第１床部２０に設けられた通気口２４Ｂを通じて、第２床下空間１２Ｂから１階の居住空間（第２空間２２Ｂ）まで移動する（図２、図４参照）。通気口２４Ｂからはすべて暖気が給気される。
１階の居住空間２２Ｂに移動した空気は、第２床部２１に設けられた通気口２５Ｂ、階段室２６及び吹き抜け２７を通じて２階の居住空間（第２空間２３Ｂ）まで移動する（図２、図５、図６参照）。ここで、図７に示すように２階の各部屋は、間仕切り壁３３に設けられた連通口３４によって横方向に連通しているため、分離された空間において新鮮な空気を行きわたらせることができる（１階においても同様である）。
２階の居住空間２３Ｂまで移動した空気は、空間上部の一対の妻壁部３１のうち、第２領域３１Ｂを通じて室外空間に排気される（図２、図７参照）。妻壁部３１に配された無機発泡体を通して室外に排気されるため、室内の空気が持つ熱が無機発泡体に熱交換され、無機発泡体に蓄熱される。全熱交換されるため、無機発泡体からの排気は冷気である。

ここで、送風制御部は、送風機５０の送風方向を所定のタイミングで切り替える。送風機５０によって作り出される空気の流れは、一方的ではない。送風制御部によって送風機５０（ファン）の回転方向を正逆反転させることにより送風方向を逆にした場合、空気の流れ（移動方向）も正逆反転し、上述した流れとは逆になる。
室内空間では室内の空気の熱が無機発泡体に熱交換され、無機発泡体で蓄熱されるが、この状態が長時間続くと、無機発泡体の熱容量を超える熱は室外に放出され、熱を損失してしまう。そこで、送風制御部が、送風機５０による送風の向きを切り替えることで、第１床下空間１２Ａ及び第２床下空間１２Ｂのうち、加圧空間であった空間が減圧空間に切り替わる。これにより空気の流れも反転する。排気側から切り替えられた給気側では、無機発泡体を通して外気を室内に給気する際に、無機発泡体に蓄えられた熱を外気に熱交換して空内に取り込むことで、全体の熱回収能力を高めることができる。このように、送風機５０の送風方向を切り替えることにより、いずれの空間でも新鮮な外気を室内に取り入れることができ、室内空間全体において高い空気質を維持することもできる。

送風制御部が、送風機５０の運転方向を正逆反転させる間隔は、室内空間の大きさ、室外と室内との圧力差、無機発泡体の熱容量、無機発泡体を通気する空気量に依存するが、室内空間から室外空間に放出される熱量を大きくしないよう、６０分以内の間隔で送風方向を切り替えることが好ましい。通常の一戸建て住宅規模であれば、１０分以上３０分以内であることが好ましい。切り替える時間が１０分未満の場合、家屋全体の空気の流れを十分に反転させることには不十分となる場合がある。また、切り替える時間が３０分を超えると、室内空間から室外空間に放出される熱が大きくなり、全体の熱回収能力が低下する。１０分以上３０分以内の間隔で送風方向を切り替えることにより、家屋全体の空気の流れを十分に反転させることができ、全体の熱回収能力も向上する。
また、送風機５０を正逆反転運転させ、空気の流れを正逆反転させることにより、無機発泡体の目詰まりを解消し、無機発泡体が本来持つフィルター機能（例えば、花粉等の除去機能）を長持ちさせる効果もあると考えられる。

また、送風制御部は、送風機５０の送風量を可変に制御することで、上下階層、室内空間の広さ、気候、及び、温度等に対応して、無機発泡体を通して給排気できる空気量を所定の値に調節し、室内全体の熱回収率を向上させることができる。

特に本発明の換気システムでは、給気側の空間も排気側の空間も空気の位置エネルギーが変わらないため、正転反転に同じ能力の送風機５０を使うことができる。

＜逆方向＞
つぎに、一対の妻壁部３１の第２領域３１Ｂから給気した空気を、第２空間２２Ｂ，２３Ｂを通じて床下空間１２（第２床下空間１２Ｂ）に移動させ、床下の空気を第１空間２２Ａ，２３Ａを通じて移動させ、一対の妻壁部３１の第１領域３１Ａから排気する場合の空気の流れについて説明する。なお、この場合、図示は省略するが、空気の流れる向きは、図２〜図７における矢印の向きとは反対向きになる。
送風機５０により第２床下空間１２Ｂから第１床下空間１２Ａに向けて送風する。これにより、減圧空間となった第２床下空間１２Ｂに空気が流れ込み、加圧空間となった第１床下空間１２Ａから空気が流れ出す、一連の空気の流れが発生する。

すなわち、一対の妻壁部３１の第２領域３１Ｂを通じて室外空間から２階の居住空間（第２空間２３Ｂ）に給気された空気は、第２床部２１に設けられた通気口２５Ｂ、階段室２６及び吹き抜け２７を通じて１階の居住空間（第２空間２２Ｂ）まで移動する。
１階の居住空間２２Ｂに移動した空気は、第１床部２０に設けられた通気口２４Ｂを通じて、第２床下空間１２Ｂまで移動する。
第２床下空間１２Ｂに移動した空気は、送風機５０によって第２床下空間１２Ｂから第１床下空間１２Ａに移動する。
第１床下空間１２Ａに移動した空気は、第１床部２０に設けられた通気口２４Ａを通じて、１階の居住空間（第１空間２２Ａ）まで移動する。
１階の居住空間２２Ａに移動した空気は、第２床部２１に設けられた通気口２５Ａ、階段室２６及び吹き抜け２７を通じて２階の居住空間（第１空間２３Ａ）まで移動する。
２階の居住空間２３Ａまで移動した空気は、一対の妻壁部３１の第１領域３１Ａを通じて室外空間に排気される。

このように、本発明の換気システムでは、一対の庇直下の壁部を無機発泡体から構成することで、一戸建てにおける呼吸型ＤＩを実用化することができた。これによれば、複雑なダクト配管の必要がなく、優れた断熱性能による省エネルギー化が実現でき、室内への新鮮な空気の導入による空気質の改善と同時に、排気時の熱損失の低減が実現できる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明による換気システムを用いることで、複雑なダクト配管の必要がなく、優れた断熱性能による省エネルギー化が実現でき、室内への新鮮な空気の導入による空気質の改善と同時に、排気時の熱損失の低減が実現できるものとなり、床下空間を有する一戸建て住宅などの建物における換気システムとして広く利用することができる。

１ ：家屋
１０ ：基礎部
１１ ：床下分離壁
１２Ａ ：第１床下空間
１２Ｂ ：第２床下空間
２０ ：第１床部
２１ ：第２床部
２２ ：１階の居住空間
２２Ａ ：第１空間
２２Ｂ ：第２空間
２３ ：２階の居住空間
２３Ａ ：第１空間
２３Ｂ ：第２空間
２４Ａ ：通気口
２４Ｂ ：通気口
２５Ａ ：通気口
２５Ｂ ：通気口
２６ ：階段室
２７ ：吹き抜け
３０ ：壁部
３１ ：妻壁部（庇直下の壁部）
３２ ：空間分離壁
３３ ：間仕切り壁
３４ ：連通口
４０ ：屋根部
５０ ：送風機
５２ ：温度・湿度調節装置

Claims (10)

1. １つ又は複数の床部と、前記床部のうち、最下層の床部の下側に画成された床下空間と、相対向する一対の庇直下の壁部とを有する家屋の換気システムであって、
   前記庇直下の壁部を構成し、室外空間と室内空間とを通気可能に区画する無機発泡体と、
   前記一対の庇直下の壁部をそれぞれ第１領域と第２領域とに分離するとともに、前記家屋の居住空間を縦方向に、前記第１領域と連接する第１空間、及び、前記第２領域と連接する第２空間に略気密に分離する空間分離壁と、
   前記床下空間を、前記第１空間と空間的に接続する第１床下空間、及び、前記第２空間と空間的に接続する第２床下空間に分離する床下分離壁と、
   前記床下分離壁に配された、正逆方向に送風可能な送風機と、
   前記送風機の送風方向を所定のタイミングで切り替える送風制御部と、を備え、
   前記送風機により前記第１床下空間から前記第２床下空間に向けて送風することにより、
   （１）前記一対の庇直下の壁部の前記第１領域から前記無機発泡体を通じて給気した空気を、前記第１空間を介して前記第１床下空間まで移動させ、
   （２）第１床下空間まで移動した空気を、前記送風機によって前記第１床下空間から前記第２床下空間まで移動させ、
   （３）前記第２床下空間に移動させた空気を、前記第２床下空間から前記第２空間まで移動させ、
   （４）前記第２空間に移動させた空気を、前記一対の庇直下の壁部の前記第２領域から前記無機発泡体を通じて室外空間に排気し、
   前記送風機の送風方向を切り替えて前記第２床下空間から前記第１床下空間に向けて送風することにより、空気の流れが前記（１）〜（４）とは逆になること、を特徴とする換気システム。
2. 前記第１領域と前記第２領域とは略同じ面積となるように分けられている、請求項１に記載の換気システム。
3. 前記床下分離壁と前記空間分離壁とは、上下方向でほぼ同じ位置となるように設けられている、請求項１又は２に記載の換気システム。
4. 前記庇直下の壁部は妻壁である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の換気システム。
5. 前記無機発泡体は、通気型無機断熱コンクリート（ＢＩＣ）である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の換気システム。
6. 前記送風制御部は、前記送風機の送風方向を６０分以内の間隔で切り替える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の換気システム。
7. 前記床下空間において、前記送風機の近傍に配された温度・湿度調節装置を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の換気システム。
8. 前記床部には、第２床下空間及び第２空間と接続し、縦方向へ空気を通過させる通気口が設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の換気システム。
9. 前記居住空間は、間仕切り壁によって区画されており、該間仕切り壁には、前記区画された空間同士を横方向に連通する連通口が設けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の換気システム。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の換気システムを備えた家屋。

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