JP7287683B2 - 家屋 - Google Patents

Description

本発明は、暖房及び冷房機能を備えた家屋、更に詳しくは初期コスト及びランニングコストが充分に抑制されているにも拘わらず快適な暖房及び冷房が達成される家屋に関する。

下記特許文献１には、暖房及び冷房機能を備えた家屋として、床下通気層、天井板裏通気層及び一対の内壁裏通気層から構成された循環通気路と共に、かかる循環通気層を通して暖気及び冷気を循環させるための循環促進装置及び室内暖房器を含む家屋が開示されている。

特開２００７－１６３０２３号公報

而して、上記特許文献１に開示されている家屋においては、暖房の際には循環通気層を通して暖気を循環させ、冷房の際には循環通気層を通して冷気を循環させており、暖気及び／又は冷気が循環されることがない形態の家屋と比べて、比較的快適な暖房及び冷房が達成される。しかしながら上記特許文献１に開示されている家屋も、未だ充分に満足し得るものではなく、床下通気層（床下空間）に加えて天井板裏通気層と共に一対の内壁裏通気層を配設することが必要であること、及び循環通気層を通して暖気及び冷気を循環させることが必要である故に高出力の循環促進装置が必要であること、等に起因して初期コスト及びランニングコストが比較的高価である、という問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、初期コスト及びランニングコストを充分に抑制することができるにも拘わらず、より一層快適な暖房及び冷房を達成することができる、新規且つ改良された家屋を提供することである。

本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する家屋として、
床下空間に連通された下端から居住空間の上端部に連通された上端まで延在する縦流路と、該床下空間と該居住空間の下端部とを連通する連通路と、該居住空間の下部に配設された暖房器と、該居住空間の上端部から該縦流路を通して該床下空間に暖気を流動させるための暖気流動手段と、該床下空間から該縦流路を通して該居住空間の上端部まで冷気を流動させるための冷気流動手段とを備え、
該縦流路は、外周壁の内面、該外周壁の内面に対して間隔をおいて延在する対向壁、該対向壁の両端縁の各々を夫々該外周壁の内面に接続する一対の接続壁によって区画され、下端は該床下空間に連通され上端は該居住空間の上端部に連通されている流路空間と、該流路空間内を上下方向に延在し、下端は該床下空間に連通され上端は該居住空間の上端部に連通されている少なくとも１本のパイプとから構成されており、
該暖気流動手段は該流路空間の上端に配設され、該居住空間の上端部から暖気を該流路空間の上端部に流入する少なくとも１個の送風器から構成され、
該冷気流動手段は該パイプの下端に配設され、該床下空間から冷気を該パイプの下端に流入する少なくとも１個の送風器から構成されている、
ことを特徴とする家屋が提供される。

好ましくは、該対向壁及び該接続壁は断熱材及び該断熱材の該内面に配設され該流路空間に露呈する遮熱材を具備する。該床下空間の下面を規定する基礎コンクリート層の表面には自然素材塗料が施されているのが望ましい。

本発明の家屋においては、天井板裏通気路と共に一対の内壁裏通気路を含む循環通気路に代えて、床下空間に連通された下端から居住空間の上端部に連通された上端まで延在する、流路空間とパイプとから構成された縦流路を配設している故に、初期コストを抑制することができる。また、循環通気路を通して暖気及び冷気を循環させるための比較的高出力の循環促進装置を必要とすることなく、居住空間の上端部から縦流路の流路空間を通して床下空間に暖気を流動させるための比較的低出力でよい暖気流動手段と床下空間から縦流路のパイプを通して居住空間の上端部まで冷気を流動させるための比較的低出力でよい冷気流動手段とを配設すればよく、これによっても初期コストを抑制することができる。更に、暖気流動手段及び冷気流動手段は低出力のものでよく、ランニングコストを抑制ことができる。加えて、暖房の際には居住空間においては暖気の上昇が効果的に生成され、冷房の際には居住空間において冷気の下降が効果的に生成され、かくしてより一層快適な暖房及び冷房を達成することができる。

本発明に従って構成された家屋の好適実施形態の簡略断面図。 図１に示す家屋の１階の簡略平面図。 図１に示す家屋の２階の簡略平面図。 図１に示す家屋のロフト階の平面図。 図１に示す家屋における縦流路の上端部及び暖気流動手段を示す部分拡大図。 図１に示す家屋における縦流路の下端部及び冷気流動手段を示す部分拡大図。

以下、本発明に従って構成された家屋の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１乃至図４、特に図１を参照して説明すると、本発明に従って構成された家屋の好適実施形態である図示の家屋は、多数の砕石を敷設した砕石層２ａ、発泡ポリスチレン板の如き適宜の断熱層２ｂ及び防湿コンクリート層２ｃから構成された土間２を備えている。複数個の基礎構造体４は、地中に埋設された下部から土間２を通って上方に延出されており、かかる基礎構造体４上に家屋本体が構築されている。家屋の外郭は外周壁６及び屋根８によって区画されており、外殻内には１階１０、２階１２及びロフト１４が規定されている。図１と共に図２及び図３に図示する如く、外周壁６には複数個の窓１６が配設されていると共に玄関口に位置する扉１８が配設されている。

１階１０の下面は床２０、この床２０よりも幾分下方に変位した変位床２２及び土間２の一部２Ａによって規定されている。１階に直接的に露呈している土間２の一部２Ａの上面にはモルタルが施されている。床２０と土間２における床２０の下方に位置する領域との間には床下空間２４が規定されている（この床下空間２４について後に更に言及する）。１階１０の上面は天井２６によって規定されている。２階１２の下面は上階床２８によって規定され、ロフト１４の下面はロフト床３０によって規定され、２階１２の上面及びロフト１４の上面は上階天井３２によって規定されている。図２及び図３を参照することによって理解されるとおり、１階１０、２階１２及びロフト１４は、１階から２階に至る階段３４上の空間と共に２ケ所の吹き抜け３６及び３８によって直接的に連通されている。上述したとおりの家屋においては、複数個の窓１６と共に扉１８が配設されている外周壁６、１階の下面を規定している床２０、床２２及び土間２の一部２Ａ、並びに上階天井３２によって居住空間が規定されている。

而して、１階１０及び２階１２は適宜の仕切り壁（図示していない）によって寝室、居間、玄関、台所、トイレ及び浴室等が区画されているが、図示の家屋におけるかような区画並びに上述したとおりの構成は、本発明に従って構成された家屋の新規な特徴を構成するものではなく、そしてまた本発明が適用される家屋の典型例を示すものである故に、これらについては図示を省略すると共に詳細な説明を省略する。また、外周壁６、屋根８、床２０及び２２、天井２６、上階床２８、ロフト床３０並びに上階天井３２についても、図面においては簡略化して図示している。

本発明に従って構成された家屋においては、上記床下空間２４に連通された下端から居住区間の上端部（図示の実施形態においてはロフト１４の上端部）に連通された上端まで延在する縦流路４０が配設されていることが重要である。かかる縦流路４０について詳述すると、図示の実施形態においては、図１乃至図４において右側に位置する外周壁６の図２乃至図４において上下方向の略中間領域に、外周壁６の内面に対して平行に延在する対向壁４２並びにこの対向壁４２の両側縁を外周壁６の内面に接続する一対の接続壁４４ａ及び４４ｂが付設されており、外周壁６の一部、対向壁４２並びに一対の接続壁４４ａ及び４４ｂによって、横断面形状が矩形であり床下空間２４に連通された下端からロフト１４の上端に連通された上端まで鉛直に延在する流路空間４６が規定されている。上階床２８及びロフト床３０を貫通して延在する対向壁４２並びに一対の接続壁４４ａ及び４４ｂは、断熱材とかかる断熱材の内面に配設され流路空間４６に露呈する遮熱材（熱を反射する材料）の積層体から構成されているのが好ましい。断熱材の好適例としては、旭化成建材株式会社から商品名「ネオマゼウス」として販売されている発泡フェノール製断熱材を挙げることができ、遮熱材の好適例としては、プレイリーホームズ株式会社から商品名「アストロフォイル」として販売されているアムミニュウム製遮熱材を挙げることができる。図示の実施形態においては、外周壁６はウッドファイバ（木質繊維）製断熱材（図示していない）を含んでおり、従って後に詳述する如く流路空間４６を暖気が流動する際に暖気から熱が奪われることが可及的に防止される。

図示の実施形態においては、上記流路空間４６内に間隔をおいて鉛直に延在する２本のパイプ４８ａ及び４８ｂが配設されており、上記縦流路４０は上記流路空間４６並びに２本のパイプ４８ａ及び４８ｂから構成されている。パイプ４８ａ及び４８ｂはアルミニュウム製でよい。所望ならば、流路空間４６内に１本又は３本以上のパイプを配設することもできる。

上記対向壁４２並びに接続壁４４ａ及び４４ｂの上端は上階天井３２に接続されており、上記流路空間４６の上端面は上階天井３２によって閉じられている。一方、図５に図示する如く、対向壁４２の上端部には間隔をおいて２個の円形開口５０ａ及び５０ｂが形成されており、かかる開口５０ａ及び５０ｂの各々には送風器５２ａ及び５２ｂ（便宜上図５に二点鎖線で図示している）が付設されている。送風器５２ａ及び５２ｂは、居住空間の上端部、即ちロフト１４の上端部から流路空間４６内に暖気を送り込み、流路空間４６を通して床下空間２４に流動させるための暖気流動手段を構成する。送風器５２ａ及び５２ｂは送風強度を適宜に調整することができる形態であるのが好都合である。所望ならば、２個の開口５０ａ及び５０ｂ並びに２個の送風器５２ａ及び５２ｂを配設することに代えて１個又は３個以上の開口並びに１個又は３個以上の送風器を配設することもできる。上記開口５０ａ及び５０ｂよりも幾分下方にも２個の円形開口５４ａ及び５４ｂが形成されている。上記２本のパイプ４８ａ及び４８ｂの上端部は内方に折曲げられていて先端は開口５４ａ及び５４ｂ内に位置されている。２本のパイプ４８ａ及び４８ｂの外周面と開口５４ａ及び５４ｂの内周面との間は適宜の密封手段（図示していない）によって密封されている。

図６に図示する如く、流路空間４６を規定する対向壁４２並びに接続壁４４ａ及び４４ｂの下端は床２０に接続されており、流路空間４６は床２０に形成されている開口５６を通して床下空間２４に連通されている。開口５６の形状は流路空間４６の形状に合致しており、開口５６の周縁は適宜の密封手段（図示していない）によって密封されている。２本のパイプ４８ａ及び４８ｂの下端部は開口５６を通って床下空間２４内に延出し内方に折曲げられており、先端には送風器５８ａ及び５８ｂが付設されている（図６には一方のパイプ４８ａ及び送風器５８ａのみを図示している）。送風器５８ａ及び５８ｂは、床下空間２４内の冷気をパイプ４８ａ及び４８ｂに送り込み、パイプ４８ａ及び４８ｂを通して居住区間の上流部（即ちロフト１４の上流部）まで流動させる冷気流動手段を構成する。送風器５８ａ及び５８ｂも送風強度を適宜に調整することができる形態であるのが好都合である。

図１及び図２を参照して説明を続けると、本発明に従って構成された家屋においては、床下空間２４と居住区間の下部（図示の実施形態においては１階下部）とを連通する連通路が配設されていることが重要である。図示の実施形態においては、床下空間２４を規定している床２０の適宜の領域に通気開口６０（便宜上図２に二点鎖線で示す）が形成されており、かかる通気開口６０が連通路を規定している。更に、図示の実施形態においては、図２に破線で示す框６１の下端は土間から１０ｍｍ程度でよい所定寸法だけ上方に位置しており、框の下端縁に沿って連続した空隙（図示していない）が形成されており、かかる空隙も連通路を規定している。後に更に言及する如く、暖房時には床下空間２４から連通路を通して居住空間に空気が流動し、そしてまた冷房時には居住空間から連通路を通して床下空間２４内に空気が流動する。床下空間２４は上記流路空間４６、パイプ４８ａ及び４８ｂ並びに通気開口６０を除いて、実質上密閉されているのが好都合である。本発明に従って構成された家屋においては、床下空間２４が居住空間と連通されていて、床下空間２４内の空気が居住空間に流動される。それ故に、土間２を構成するコンクリート層を露呈させたままでは、コンクリートに起因する望ましくない臭気が居住空間に流動してしまう虞がある。かような問題を解決するために、床下空間２４を規定する土間２のコンクリートの表面に、植物又は動物等の自然系原料を主成分とする自然素材塗料、例えば畑中産業株式会社から商品名「友喜のしるし」として販売されている化石サンゴを含む塗料、を施すことが望ましい。更に、床下空間２４内の空気温度が外部の空気温度によって受ける影響を可及的に回避するために、図１に図示する如く、床下空間２４を規定する基礎構造体4の外面及び内面には、発泡ポリスチレン板の如き適宜の断熱板６２を配設するのが好適である。

更に、図示の実施形態においては、図２に図示する如く、１階の床の一部を構成している、土間２の一部２Ａ上に、暖房器を構成する薪ストーブ６４が配設されている。薪ストーブ６４の燃焼空間は適宜のダクト（図示していない）を介して、屋根８に付設されている煙突（図示していない）に連通されている。また、図１に二点鎖線で示すとおり、上記吹き抜け３８の上部には、上階天井３２から吊り下げられた正逆転可能な送風器６６が配置されている。更に、１階の外周壁６に換気ユニット６８ａ（図２）が配設され、２階の外周壁６に換気ユニット６８ｂ（図３）が配設されている。これらの換気ユニット６８ａ及び６８ｂは、換気に起因する居住空間の温度変化を可及的に回避する熱交換式換気ユニット、例えば省エネテック株式会社から商品名「ヴェントサン」として販売されている熱交換換気ユニットであるのが好都合である。

次に、主として図1を参照して、上述したとおりの家屋における暖房及び冷房作用について説明する。居住空間を暖房する際には、暖房器即ち薪ストーブ６４を作動させ、そしてまた暖気流動手段即ち送風器５２ａ及び５２ｂを作動させる。かくすると、居住区間の下部において薪ストーブ６４によって空気が加熱されて暖気が生成され、暖気は自然対流によって居住空間を上昇する。そして、送風器５２ａ及び５２ｂの送風作用によって流路空間４６内に送り込まれ、流路空間４６内を流下して床下空間２４内に流動し、連通路（通気開口６０及び図示していない空隙）を通って居住空間に戻される。薪ストーブ６４からの直接的輻射熱と共に暖気が上述したとおりに流動することによって、快適な暖房が達成される。暖房の程度は、薪ストーブ６４の作動度合い並びに送風器５２ａ及び５２ｂの送風強度を調整することによって調節することができる。必要ならば、上階天井３２から吊り下げられた送風器６６を正転させて、居住空間内における暖気の上昇を助長することができる。

居住空間を冷房する際には、冷気流動手段即ち送風器５８ａ及び５８ｂを作動する。かくすると、床下空間２４内の比較的低温の空気即ち冷気がパイプ４８ａ及び４８ｂ内に送り込まれ、横断面積が比較的小さいパイプ４８ａ及び４８ｂを高速で上昇し、開口５４ａ及び５４ｂから居住空間の上端部に放出される。居住空間の上端部に放出された冷気は自然対流によって居住空間を降下し、連通路（通気開口６０及び図示していない空隙を通って床下空間２４に戻される。冷気のかような流動によって快適な冷房が達成される。冷房の程度は、送風器５８ａ及び５８ｂの送風強度を調整することによって調節することができる。必要ならば、上階天井３２から吊り下げられた送風器６６を逆転させて、居住空間内における冷気の下降を助長することができる。本発明者等の経験によれば、北海道等における寒冷地においては床下空間２４は充分に低温であり、特に冷房器を配設することなく快適な冷房が達成される。しかしながら、必要に応じて例えば床下空間２４内或いは居住空間内の適宜の場所に冷房器を配設することもできる。

居住空間の換気は、１階の外周壁６に配設された換気ユニット６８ａと２階の外周壁に配設された換気ユニット６８ｂとを作動させることによって適宜に実行することができる。一方の換気ユニット６８ａを排気モードで作動させ、他方の換気ユニット６８ｂを吸気モードで作動させ、例えば７０秒程度でよい所定時間が経過すると、一方の換気ユニット６８ａを吸気モードに切り換え他方の換気ユニット６８ｂを排気モードに切り換え、かかる切り換えを繰り返し実行することによって所望の換気を実現することができる。

２：土間
４：基礎構造体
６：外周壁
８：屋根
１０：１階
１２：２階
１４：ロフト
２０：床
２４：床下空間
２６：天井
２８：上階床
３０：ロフト床
３２：上階天井
４０：縦流路
４２：対向壁
４４ａ：接続壁
４４ｂ：接続壁
４６：流路空間
４８ａ：パイプ
４８ｂ：パイプ
５２ａ：送風器（暖気流動手段）
５２ｂ：送風器（暖気流動手段）
５８ａ：送風器（冷気流動手段）
５８ｂ：送風器（冷気流動手段）
６０：通気開口（連通路）
６４：薪ストーブ（暖房器）
６６：送風器
６８ａ：換気ユニット
６８ｂ：換気ユニット

Claims (3)

1. 床下空間に連通された下端から居住空間の上端部に連通された上端まで延在する縦流路と、該床下空間と該居住空間の下端部とを連通する連通路と、該居住空間の下部に配設された暖房器と、該居住空間の上端部から該縦流路を通して該床下空間に暖気を流動させるための暖気流動手段と、該床下空間から該縦流路を通して該居住空間の上端部まで冷気を流動させるための冷気流動手段とを備え、
   該縦流路は、外周壁の内面、該外周壁の内面に対して間隔をおいて延在する対向壁、該対向壁の両端縁の各々を夫々該外周壁の内面に接続する一対の接続壁によって区画され、下端は該床下空間に連通され上端は該居住空間の上端部に連通されている流路空間と、該流路空間内を上下方向に延在し、下端は該床下空間に連通され上端は該居住空間の上端部に連通されている少なくとも１本のパイプとから構成されており、
   該暖気流動手段は該流路空間の上端に配設され、該居住空間の上端部から暖気を該流路空間の上端部に流入する少なくとも１個の送風器から構成され、
   該冷気流動手段は該パイプの下端に配設され、該床下空間から冷気を該パイプの下端に流入する少なくとも１個の送風器から構成されている、
   ことを特徴とする家屋。
2. 該対向壁及び該接続壁は断熱材及び該断熱材の該内面に配設され該流路空間に露呈する遮熱材を具備する、請求項１記載の家屋。
3. 該床下空間の下面を規定する基礎コンクリート層の表面には自然素材塗料が施されている、請求項１又は２記載の家屋。

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