JP6942173B2 - 換気システムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、外窓と内窓を備える換気システムの製造方法に関する。

建物の室内環境は、空調設備で制御していたが、窓からの熱の出入りが多く電気代がかかるため、経済的に優れたものが求められていた。

本発明は以上に述べた実情に鑑み、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房効率を高めることのできる換気システムの提供を目的とする。

請求項１記載の発明による換気システムの製造方法は、既存の外窓の室内側に室内外に連通する通気部を有する内窓を取付ける工程と、室内外に連通した既存の換気口から外窓・内窓間の中間層に通じる連通路を設ける工程とを有することを特徴とする。

請求項２記載の発明による換気システムの製造方法は、外窓の室内側に室内外に連通する通気部を有する内窓を取付ける工程と、外壁に設けた換気口から外窓・内窓間の中間層に通じる連通路をパイプで形成すると共に、パイプを中間層の換気口側の一端から他端までのばす工程とを有することを特徴とする。

請求項１記載の発明による換気システムの製造方法は、既存の外窓の室内側に室内外に連通する通気部を有する内窓を取付け、室内外に連通した既存の換気口から外窓・内窓間の中間層に通じる連通路を設けることで、換気口及び連通路と外窓・内窓間の中間層と内窓の通気部を通じて室内外を空気が流れ、冬期には室内から室外に伝わる熱を中間層の空気の流れによって回収し室内に戻し、夏期には室外から室内に伝わる熱を中間層の空気の流れによって回収し室外に捨てることで、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房効率を高めることができる。外窓は改修が不要で、且つ既存の換気口を利用することで、外壁に新たに孔を開ける必要がなく、専有部分の改修だけで済むので、リフォームするにあたって管理組合への申請・承認が必要なマンション等の集合住宅でも実施しやすい。

請求項２記載の発明による換気システムの製造方法は、外窓の室内側に室内外に連通する通気部を有する内窓を取付け、外壁に設けた換気口から外窓・内窓間の中間層に通じる連通路をパイプで形成すると共に、パイプを中間層の換気口側の一端から他端までのばすことで、換気口及び連通路と外窓・内窓間の中間層と内窓の通気部を通じて室内外を空気が流れ、冬期には室内から室外に伝わる熱を中間層の空気の流れによって回収し室内に戻し、夏期には室外から室内に伝わる熱を中間層の空気の流れによって回収し室外に捨てることで、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房効率を高めることができる。パイプを用いることで、換気口から中間層に通じる連通路を容易に形成できる。

図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の換気システムの第１実施形態を示す室内側正面図である。 同換気システムの施工手順を示す横断面図である。 同換気システムの施工手順（図５−１の続き）を示す横断面図である。 同換気システムを備えた住宅の見取り図である。 （ａ）は同換気システムの換気口の室内側から見た正面図であり、（ｂ）は点検蓋及び圧力チャンバーの蓋を取外した状態を示す。 改修前の建具の室内側正面図である。 図８のＤ−Ｄ断面図である。 図８のＥ−Ｅ断面図である。 図８のＦ−Ｆ断面図である。 本発明の換気システムの第２実施形態を示す室内側正面図である。 図１２のＧ−Ｇ断面図である。 同換気システムの中間層に設けられる空気吹き出しパイプの横断面図である。 改修前の建具の室内側正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜４は、本発明の換気システムの第１実施形態を示している。本換気システムは、アパート・マンション等の集合住宅の窓に適用したものであって、図１〜３と図８〜１１に示すように、外窓１と換気口４を有する既存の壁３３の室内側に内壁３２を設け、窓開口部の見込み寸法を室内側に大きくした上で、窓開口部の室内側に内窓２を取付けて二重窓とすると共に、壁全体に断熱材７を入れて断熱改修を行ったものである。なお、図８〜１１は、改修を行う前の状態を示している。
本住宅は、図６に示すように、浴室の上部に設けた換気設備３４により室内の空気を室外に排気し、各部屋の壁の換気口４から入った空気（外気）を外窓１と内窓２の間の中間層５を通してから室内に取り入れて、家全体の換気を行う第３種換気システムを備える。

外窓１は、図１，２に示すように、躯体開口部に固定される枠８と、枠内８に引違い状に開閉自在に収めた外障子９及び内障子１０を備えている。枠８は、上枠１１と下枠１２と左右の縦枠１３，１３とを枠組みして構成されている。枠８と障子９，１０の框は、アルミ製である。

内窓２は、図１，２に示すように、四周の額縁１４の内周側面に取付けた上枠１５と下枠１６及び左右の縦枠１７，１７と、上下枠１５，１６間に引違い状に開閉自在に収めた外障子１８及び内障子１９を備えている。枠１５，１６，１７と障子１８，１９の框は、樹脂製である。障子１８，１９のガラス２０は、複層ガラスである。
図１，４に示すように、上枠１５の上部には、換気ブレス２１を備えている。換気ブレス２１は、室外側と室内側の見付面に多数の通気孔２２を設け、室内外に連通する通気部３が設けてある。通気部３の室内側には、埃や花粉等の侵入を防ぐフィルターが設けてある。

図３，４に示すように、外壁２３の建具上部の側方に隣接する位置には、外気を室内に取り込んだり、室内の空気を室外に排出したりするための換気口４が設けてある。この換気口４は、外壁２３にもともと形成してあった換気口４（図８，１１参照）を利用したものであり、図３に示すように、外壁２３を貫通して円形の孔２４が設けてあり、孔２４の室外側はフード２５で覆ってあり、孔２４の室内側に外気を吸い込んだり室内の空気を室外に排出したりするためのファン２６が取付けてある。孔２４の室内側の内壁部にはファン取付用空間２７が形成してあり、その室内側の内壁３２の開口部は点検蓋２８を取付けて塞いである。

点検蓋２８の室外側のファン取付用空間２７には、図３に示すように、ファン２６を囲むように圧力チャンバー３５が設けてある。圧力チャンバー３５は、発泡スチロール等の断熱性を有する板材で６面体の箱状に形成され、断熱性と気密性を有するものとなっている。圧力チャンバー３５の室内側の壁３５ａは、着脱できるようになっている。このように圧力チャンバー３５を設けることで、ファン２６で吸い込んだ空気が圧力チャンバー３５内の空間に閉じ込められることで、圧力を高める働きがある。

外窓・内窓間の中間層５の上部には、図１に示すように、樹脂製の丸パイプで形成した連通路６が設けてある。連通路６は、図２に示すように、一端部が額縁１４を貫通し圧力チャンバー３５内の空間３６に連通している。連通路６は、下部に空気出入口２９が長手方向に間隔をおいて複数設けてある。連通路６の室内側に隣接する位置には、整流板３０が額縁１４より垂下して設けてある。

次に、本建具の施工手順を説明する。まず、図５−１（ａ）に示すように、既存の換気口４の室内側に取付けてあるカバー３１を取外す。次に、図５−１（ｂ）に示すように、ファン取付用空間２７を残して、既存の壁３３の室内側に内壁３２を設け、壁全体に断熱材７を入れる。また、額縁１４を見込み寸法の長いものに取り換える。次に、図５−２（ｃ）に示すように、換気口４の孔２４に室内側からファン２６と圧力チャンバー３５を取付け、圧力チャンバー３５内の空間３６に連通するように連通路６を取付ける。その後、換気口４の室内側の内壁３２の開口部に点検蓋２８を取付けてファン取付用空間２７を塞ぐ。その後、図５−２（ｄ）に示すように、整流板３０、内窓２を取付ける。

本換気システムは、樹脂製の枠１５，１６，１７及び框と複層ガラス２０を用いた内窓２を設けたことに加え、換気口４及び連通路６と外窓・内窓間の中間層５と内窓２の通気部３を通じて室内外を空気が流れることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱移動が妨げられ、より一層の断熱効果を発揮する。
冬期の場合について説明すると、浴室上部の換気設備３４により室内を負圧に調整すると共に、換気口４のファン２６を回すことで、図２に示すように、外気が圧力チャンバー３５に吸い込まれ、圧力チャンバー３５は気密性を持たせてあるので圧力が高められ、吸い込まれた外気は連通路６へと流れ、図１に示すように、連通路６下部に設けた空気出入口２９より下向きまたは外窓１に向けて斜め下向きに吹き出す。吹出された冷たい外気は、温度が低く下降流の勢いが強い外窓１のガラス３７の内側面に沿う流れに引き寄せられながら下降する。その後、冷たい外気は中間層５の下まで流れてから折り返し、内窓２のガラス２０から室内の熱が伝わることで暖められ、ガラス２０の室外側面に沿って上昇し、この間にガラス２０から室外に逃げる熱を空気の流れによって回収する。また、窓に日射を受ける場合は、このように中間層５を空気が外窓１の内側面と内窓２の外側面に沿うように流れる間に、日射熱を取得することができる。上昇した空気は、内窓２上部に設けた換気ブレス２１の通気部３より室内に流入する。空気が通気部３を通過する際にも、室内の熱で暖められた換気ブレス２１や上枠１５の熱を空気の流れによって回収する。整流板３０があることで、上昇した空気が室外側に流れるのを防ぎ、効率よく室内に流入させられる。
このように、中間層５内を外窓１と内窓２に沿うように迂回して空気が流れることで、室内から室外に伝わる熱を空気の流れによって回収し、室内に戻すことで、室内から室外への熱の損失がほとんどなくなるので、非常に高い断熱性が得られる。また、外気を暖めて室内に採り込めるので、室内に居る人が冷たい風を感じることがなく、暖房効率も良い。なお、図中の矢印は空気の流れを示している。

夏期には、浴室上部の換気設備３４により室内を正圧に調整すると共に、換気口４のファン２６を逆転させ、冬期とは逆に室内から室外に空気が流れるようにする。内窓２の通気部３から中間層５に流れ出た空気（内気）は、整流板３０に当たって下向きに流れを変え、室内の空気の温度は室外よりも低いので、内窓２のガラス２０の室外側面に沿って下向きに流れる。その後、空気は中間層５の下部で折り返し、外窓１のガラス３７等の熱が伝わることで外窓１のガラス３７の室内側面に沿って上昇し、この間にガラス３７を通じて室外から室内に入ってくる熱と日射熱を空気の流れによって回収する。その後、連通路６と換気口４を通って空気が室外に放出される。そして、空気が室外に放出されることで、ガラス３７等から回収した熱と日射熱を室外に捨てる。このように日射熱及び室外から室内に伝わる熱を空気の流れによって回収し、室外に捨てることで、日射熱の取得を抑制でき、空気が流出する方向とは逆方向である室外側から室内側への熱輸送が妨げられるので、優れた断熱効果を発揮して、室内が涼しく保たれ、冷房負荷を抑えることができる。

図１２，１３は、本発明の換気システムの第２実施形態を示しており、図１５は、改修前の状態を示している。図１５に示すように、壁には上部位置にエアコン用の孔（貫通孔）２４ａが、下部位置にガスストーブ用の孔２４ｃが、上下方向の中央部に２４時間換気の換気口４用の孔２４ｂが設けてあり、本実施形態では中央部の孔２４ｂを換気口４として利用する。使用しない壁上部の孔２４ａと下部の孔２４ｃは埋められる。

図１３に示すように、換気口４は、第１実施形態と同様に、外壁２３に形成された孔２４ｂの室内側にファン２６を取付け、ファン２６を囲むように圧力チャンバー３５が設けてある。換気口４の室内側の内壁３２の開口部は、点検蓋２８を取付けて塞いである。

本換気システムは、図１２，１３に示すように、圧力チャンバー３５から中間層５に亘って連通路６が設けてあり、連通路６は中間層５の上部に左右方向にわたって設けた空気吹き出しパイプ６ａと、空気吹き出しパイプ６ａと圧力チャンバー３５とを繋ぐ中継パイプ６ｂとで構成してある。空気吹き出しパイプ６ａと中継パイプ６ｂは樹脂製の丸パイプで形成してあり、空気吹き出しパイプ６ａより中継パイプ６ｂの方が太くなっている。中継パイプ６ｂは、壁内部に配置されている。
空気吹き出しパイプ６ａは、図１３に示すように、先端部が額縁１４に埋め込まれ、基端部がエルボ３８で中継パイプ６ｂと連結してあり、下部に空気出入口２９が長手方向に間隔をおいて設けてある。空気出入口２９同士の間隔は、図１４に示すように、先端側の間隔ａを基端側の間隔ｂよりも広くしてある。

第２実施形態の換気システムは、第１実施形態と同様、冬期には浴室上部の換気設備３４により室内を負圧に調整するとともに、換気口４に組み込んだファン２６により外気を圧力チャンバー３５に吸い込み、圧力を高めた上で連通路６（中継パイプ６ｂ及び空気吹き出しパイプ６ａ）を通じて外気を外窓・内窓間の中間層５に導入し、空気吹き出しパイプ６ａの下面に設けた空気出入口２９より下向きまたは外窓１に向けて斜め下向きに外気を吹き出す。その際、中継パイプ６ｂを空気吹き出しパイプ６ａより太くしてあることで、連通路６が長くなっても圧力損失を軽減でき、空気吹き出しパイプ６ａの空気出入口２９より吹き出す空気量を減らさないですみ、所定の流量を確保できる。空気吹き出しパイプ６ａは、基端側の空気出入口２９より先端側の空気出入口２９からの方が空気が出やすいため、先端側の空気出入口２９同士の間隔ａを基端側の空気出入口２９同士の間隔ｂよりも広くしてあることで、中間層５の左右方向の全体に均一に空気を送り出すことができる。
その後、冷たい外気は外窓１のガラス３７の内側面に沿って下降した後、中間層５の端部で折り返し、内窓２のガラス２０の室外側面に沿って上昇し、この間に室内から室外に逃げる熱を回収する。その後、暖められた外気が内窓２の通気部３を通じて室内に流入する。このように、室内から室外に逃げる熱を空気の流れによって回収し室内に戻すことで、非常に高い断熱性能が得られ、暖房負荷を削減できる。

夏期においては、冬期とは逆に浴室上部の換気設備３４により室内を正圧に調整すると共に、換気口４のファン２６を逆転させ、冬期とは逆に室内から室外に空気が流れるようにする。その際に、中間層５を空気が内窓２のガラス２０の外側面と外窓１のガラス３７の内側面に沿って迂回して流れることで、日射熱及び室外から室内に伝わる熱を空気の流れによって回収し、室外に捨てることができ、これにより日射熱の取得を抑制でき、空気が流出する方向とは逆方向である室外側から室内側への熱輸送が妨げられるので、優れた断熱効果を発揮して、室内が涼しく保たれ、冷房負荷を抑えることができる。

以上に述べたように本換気システム（第１・第２実施形態）は、外壁２３に設けた換気口４と連通路６と外窓・内窓間の中間層５と内窓２の室内外に連通する通気部３を通じて室外から室内に空気が流れ、室内から室外に伝わる熱を中間層５の空気の流れによって回収し室内に戻すことで、窓から出ていく熱を減らし、暖房効率を高めることができる。外窓１に通気部が不要なため、防火上の問題がない。
連通路６の室内側に整流板３０を設けたことで、中間層５の空気の流れを外窓１と内窓２に沿わせられ、熱の回収を効率よく行える。

また、本換気システム（第１・第２実施形態）は、外壁２３に設けた換気口４と連通路６と外窓・内窓間の中間層５と内窓２の室内外に連通する通気部３を通じて室内から室外に空気が流れ、室外から室内に伝わる熱を中間層の空気の流れによって回収し室外に捨てることで、窓から入ってくる熱を減らし、冷房効率を高めることができる。外窓１に通気部が不要なため、防火上の問題がない。
連通路６の室内側に整流板３０を設けたことで、中間層５の空気の流れを外窓１と内窓２に沿わせられ、熱の回収を効率よく行える。

また、本換気システム（第１・第２実施形態）は、外窓１と換気口４を有する既存の壁３３の室内側に内壁３２を設け、窓開口部の見込み寸法を室内側に大きくして、窓開口部の内側に内窓２を設置するものであるため、内窓２を容易に設置することができ、換気口用に新たに壁に穴を開ける必要もないので、施工が容易である。また、内壁３２を施工するにあたって壁内に断熱材７を入れて壁の断熱改修を同時に行うことも容易である。
本換気システム（第１・第２実施形態）は、換気口４の室内側の内壁３２の開口部を蓋（点検蓋）２８で塞いであり、蓋２８の室外側に圧力を高めるための空間３６を有するので、内観視で換気口４が目立たない上、外気を効率よく中間層５に送ることができる。
換気口４は、外気を取り入れるためのファン２６と、連通路６が接続される空間３６を有することで、連通路６をパイプで形成した場合でも、外気を中間層５に効率よく送り込むことができる。
連通路６はパイプで形成してあり、パイプの下面側に空気出入口２９が長手方向に間隔をおいて設けてあるので、連通路６を安価に形成できる上、中間層５の左右方向の全体に外気を送り込むことができる。空気出入口２９の間隔は、パイプの先端側が基端側よりも広いことで、中間層５に空気を均一に送ることができる。

第２実施形態の換気システムは、換気口（ファン２６及び圧力チャンバー３５を含む）４が壁の高さ方向の中央部に設けてあるので、メンテナンス性が向上する。連通路６は、外窓１と内窓２間の中間層５に設けた空気吹き出しパイプ６ａと、空気吹き出しパイプ６ａと換気口４を繋ぐ中継パイプ６ｂとを有し、中継パイプ６ｂを空気吹き出しパイプ６ａより太くしてあることで、連通路６が長くなっても圧力損失を軽減でき、空気吹き出しパイプ６ａより吹き出す空気量を減らさないですみ、所定の流量を確保できる。

本換気システムの製造方法は、既存の外窓１の室内側に室内外に連通する通気部３を有する内窓２を取付け、室内外に連通した既存の換気口４から外窓・内窓間の中間層５に通じる連通路６を設けることで、換気口４及び連通路６と外窓・内窓間の中間層５と内窓２の通気部３を通じて室内外を空気が流れ、冬期には室内から室外に伝わる熱を中間層５の空気の流れによって回収し室内に戻し、夏期には室外から室内に伝わる熱を中間層５の空気の流れによって回収し室外に捨てることで、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房効率を高めることができる。外窓１は改修が不要で、且つ既存の換気口４を利用することで、外壁２３に新たに孔を開ける必要がなく、専有部分の改修だけで済むので、リフォームするにあたって管理組合への申請・承認が必要なマンション等の集合住宅でも実施しやすい。
連通路６にパイプを用いることで、連通路６の形成が容易である。連通路６の下部に空気出入口２９を設けることで、外気を外窓１に沿うように斜め下向きに吹き出すことができる。

また、本換気システムの製造方法は、外窓１と換気口４を有する既存の壁３３の室内側に内壁３２を設ける工程と、見込寸法を室内側に大きくした窓開口部の室内側に室内外に連通する通気部３を有する内窓２を取付ける工程と、室内外に連通した既存の換気口４から外窓・内窓間の中間層５に通じる連通路６を設ける工程を有するので、換気口４及び連通路６と外窓・内窓間の中間層５と内窓２の通気部３を通じて室内外を空気が流れ、冬期には室内から室外に伝わる熱を中間層５の空気の流れによって回収し室内に戻し、夏期には室外から室内に伝わる熱を中間層５の空気の流れによって回収し室外に捨てることで、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房効率を高めることができる。外窓１は改修が不要で、且つ既存の換気口４を利用することで、外壁２３に新たに孔を開ける必要がなく、専有部分の改修だけで済むので、リフォームするにあたって管理組合への申請・承認が必要なマンション等の集合住宅でも実施しやすい。さらに、既存の壁３３の室内側に内壁３２を設けて窓開口部の見込寸法を室内側に大きくすることで、内窓２の設置が容易に行えると共に、壁の内部に断熱材７を入れて壁の断熱改修を同時に行うことも容易である。
また、本換気システムの製造方法は、換気口４の室内側の内壁３２の開口部を蓋２８で塞ぎ、蓋２８の室外側に圧力を高めるための空間３６を形成することで、内観視で換気口４が目立たない上、外気を効率よく中間層５に送ることができる。

本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。外窓と内窓の構造は問わない。内窓の室内外に連通する通気部は、障子の框（例えば上框）に設けることもできる。換気口から中間層に通じる連通路は、中間層の下部に設け、上向きに空気を吹き出すようにしてもよいが、実施形態のように連通路を中間層の上部に設け、空気を外窓と内窓に沿うように迂回させることで、熱回収が効率よく行える。本発明の換気システムは、空気が流れる向きが室外から室内だけのもの、室内から室外だけのもの、室外から室内と室内から室外の両方向に空気が流れるものの何れであってもよい。換気口にファンを有しておらず、別の場所に設けてある換気扇等を利用して室内を正圧又は／及び負圧に調整することで、換気システムに空気が流れるものであってもよい。実施形態では、内窓を設置するのに合わせて、壁に断熱材を入れて内壁を仕上げているが、そのような壁の改修は必ずしも必要ない。本発明は、既存の窓に後から内窓を取付ける場合に限らず、新築の建物に外窓と内窓を同時に設置する場合にも適用することができる。

１ 外窓
２ 内窓
３ 通気部
４ 換気口
５ 中間層
６ 連通路
２３ 外壁

Claims (2)

1. 既存の外窓の室内側に室内外に連通する通気部を有する内窓を取付ける工程と、室内外に連通した既存の換気口から外窓・内窓間の中間層に通じる連通路を設ける工程とを有することを特徴とする換気システムの製造方法。
2. 外窓の室内側に室内外に連通する通気部を有する内窓を取付ける工程と、外壁に設けた換気口から外窓・内窓間の中間層に通じる連通路をパイプで形成すると共に、パイプを中間層の換気口側の一端から他端までのばす工程とを有することを特徴とする換気システムの製造方法。

Images