JPH01179833A - 家屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気の流れを利用した、所謂エアサイクルを用
いた家屋に係るものである。さらに詳しくは熱損失の少
なく、かつ、居住空間の換気機能をも有すると共に、土
間暖房を行う家屋に関するものである。

〔従来の技術〕

この種構造の家屋は床下空間、小屋裏空間を壁体内空間
で連通化し、これら空間を自然通気によって、あるいは
強制的に空気を循環させることによって行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従前の構成のエアサイクル家屋で、自然
通気を利用している家屋では冬期のように、ある限られ
た部屋しか暖房されない場合、家屋全体のエアサイクル
は行われなかった。これは家屋の一部屋だけでは家屋の
一内壁面と天井、および廊下側の障子などが加温等され
、この部分の内部空間のみが温度上昇するだけであり、
家屋全体のエアザイクルを生起する原動力となり得す、
−」−昇した温度がその壁面のある高さまでいくと他の
冷たい空気によって低下せしめられてその位置で結露水
となる欠点があった。勿論、ストーブ等は床上Ｑこある
ため、この近傍のエアザイクル空間は床下空間からの低
温と高湿度で加温された空気との接触によって直ちに結
露し、土台の腐食、断熱材（グラスウールのヌレ雑巾化
）を促進する欠点があった。さらに、自然通気によるエ
アサイクル家屋、強制通気によるエアサイクル家屋の相
方とも、室内空間への空気の取り込み構成がなされてい
ないし、エアザイクル空間にエアを全面的に分散される
構造ともなっていなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような欠点を除去するため、居住空間もエ
アザイクルの経路の１つとすることにより熱損失の少な
い換気を行・うと共に、外壁および屋根において太陽熱
を集熱することにより、冬期におけるエネルギーの低減
を図り、かつ、床下空間では土間暖房部を設け、しかも
家屋内の空気は熱交換器を介し、て吸、排気を行うこと
により、家屋内の熱の人出を■止し、居住性、耐久性を
向」ニした家屋を提案するものである。

〔実施例〕

以下に図面を用いて本発明に係る家屋の一実施例につき
詳細に説明する。第１図は上記家屋Ａの代表的−例を説
明する説明図であり、１は小屋裏空間、２は居住空間、
３は床下空間、４は気密断熱層、上はコレクター空間、
１１は通気空間、１２は吸排気口、１３は熱交換器、１
５ば給気口、１６は換気扇、１７は妻換気ダクト、１８
はドラフトダク］・、１９は集熱ダクト、２０は分散ダ
クト、２１はファン、２２から２５はパイプ、訃は土間
暖房部である。すなわち、小屋裏空間１、居住空間２、
床下空間３、通気空間１１は家屋Ａの内部で気密断熱層
４によって囲まれた空間で、内壁１０、天井２６、床２
７によって分割された三つの空間であり、小屋裏空間１
は後述するように熱交換器］３を経て吸気された外の空
気を拡散ファン１４によって既存の暖かい空気と攪拌、
混合するためのエアーダム的機能、および居住空間２、
コレクター空間上へ空気を送り出すための経路の１つで
ある。また居住空間２は居住者が日常生活を営む空間で
あり、床下空間３とは給気口１５によって結ばれている
。この給気口１５は床下空間３内の空気を居住空間２に
送るための通路であり、単なる礼状、あるいは強制送風
ファンを伴ったもの等である。また居住空間２の少なく
とも１ケ所には換気扇１６を配設している。この換気扇
１６ばパイプ２４によって熱交換器１３と連結されてお
り、居住空間２において居住者の呼吸、ストーブ等の暖
房器からの排気による汚れた空気、湿度を含んだ空気を
熱交換器１３を介して外部へ排出するためのものである
。床下空間３は居住空間２と床２７によって区分された
空間であり、通気空間１１を介して小屋裏空間１と連通
化されている空間である。また、小屋裏空間１、居住空
間２、床下空間３は気密断熱層４によって囲まれている
。この気密断熱層４は、少なくとも断熱性、密封性を有
し、副次的に遮音性、吸音性、防湿性を有する素材、例
えばシージングボード、シージングインシュレーション
ボード、Ａ　Ｌ　Ｃ板、各種合成樹脂板、木片セメント
板、グラスウール板等、あるいはこれらの複合板から形
成されるものである。さらに説明を加えると、気密断熱
層４は家屋Ａの内部を小屋裏空間１、居住空間２、床下
空間３のグループと、壁コレクター空間７、屋根コレク
ター空間９からなるコレクター空間上の２つに区分し、
互いのグループ間での空気、熱の流通を阻止するもので
ある。コレクター空間】は壁コレクター空間７と屋根コ
レクター空間９からなり、壁コレクター空間７は外壁６
と気密断熱層４とによって囲まれた空間であり、屋根コ
レクター空間９は屋根８と気密断熱層４との間の空間で
ある。この壁コレクター空間７と屋根コレクター空間９
は外壁６、屋根８を介して太陽熱によって集熱する部分
である。さらに説明すると、コレクター空間上は小屋裏
空間１に設置した妻換気ダクト１７とドラフトダクト１
８によって連結されており、小屋裏空間１内の空気の一
部を供給されるものである。壁コレクター空間７では外
壁６を介して、また屋根コレクター空間９では屋根８を
介して太陽熱によって暖められた空気は屋根コレクター
空間９の棟付近に配設した集熱ダクト１９によって集め
られ、ファン２１を介し、パイプ２５を通って床下空間
３に運ばれる。すなわち、壁コレクター空間７、屋根コ
レクター空間９は冬期において太陽熱を集熱し、家屋Ａ
の暖房用として利用するためのものである。なお、集熱
ダク目９、ファン２１は冬期において屋根コレクター空
間９内の空気の温度が、小屋裏空間１、居住空間２、床
下空間３内の少なくとも１ケ所の温度以上になった場合
のみ作動するものであり、また夏期において、外気温が
低（なった場合に作動し、壁コレクター空間７、屋根コ
レクター空間９を放熱用として利用するものである。ド
ラフトデク１司８は小屋裏空間１内の空気を壁コレクタ
ー空間７の土台付近、屋根コレクター空間９の軒付近に
移動させるものである。なお、集熱ダクト１９、妻換気
ダクト１７の動作は、図示しないがセンサーと組み合わ
されたコンピュータによって行われるのが好ましいもの
である。また、ドラフトダクト１８は第１図では途中で
枝別れした１本で示しているが、壁コレクター空間７と
屋根コレクター空間９用のそれぞれ別のドラフトダクト
１８とすることもできる。分散ダクト２０は床下空間３
内に配設されたものであり、集熱ダクト１９、ファン２
１とパイプ２５によって連結されており、壁コレクター
空間７、屋根コレクター空間９によって暖められた空気
を床下空間３内に分散させるだめのものである。その形
状は、例えば第３図に示すように、金属、プラスチック
からなるパイプをアンテナ状に形成し、それぞれに四角
形状、長円形状、円形状等のスリット２０ａを有するも
の、あるいは、連通組織からなる空隙を有する素材、例
えばグラスファイバー、プラスチックファイバー、鉱物
繊維、金属繊維等の繊維質材料、連続気泡組織のポリウ
レタンフォーム、ポリウレアフオーム等の合成樹脂発泡
体、多孔質セラミック等を、断面リング状、四角形状、
三角形状、多角形状等のパイプ状に形成したものを第４
図（ａ）、（１１１に示すように配したちの等である。

通気空間１１は内壁１０と気密断熱層４間に形成された
空間であり、下部は床下空間３と、上部は小屋裏空間１
と連続した空間である。この通気空間１１は小屋裏空間
１に分散された暖かい新鮮な空気を床下空間３に移動さ
せることにより、居住空間２の内壁１０付近の冷気を除
去するためのものである。熱交換器１３は例えば第５図
に示すような構造で、ダクト１３ａ、１３ｂを吸排気口
１２とパイプ２２．２３で連結し、またダク）　１３ｄ
を換気扇１６とパイプ２４で連結し、ダクト　１３ｃを
拡散ファン１４と連結したものである。すなわち熱交換
器１３は吸排気口１２、パイプ２２を介してダク）　１
３ａから新鮮な空気を取り入れ、ダクト１３ｃから拡散
ファン１４によって小屋裏空間１に空気を放出する際に
ダクト１３ｄからダク）　１３ｂを通って外部へ排出す
る暖かい空気の熱を交換して熱の放出を防ぐためのもの
である。なお、拡散ファン１４は小屋裏空間１にて、熱
交換器１３を介して得られた新鮮な空気を拡敗させるこ
とにより、小屋裏空間１内の温度を一様化するためのも
のである。土間暖房部用は床下空間３内を加温すると共
に、地面からの湿気の浸入を遮断するものである。この
土間暖房部用は第６図に抽出して示すように、断熱層２
９、補強ベースコンクリート層３０、温水パイプ３１、
土間コンクリート層３２から構成されたものである。さ
らに説明を加えると、断熱層２９は、ポリスチレンフオ
ーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフオーム等の
硬質プラスチックフオームで独立気泡発泡組織で密度が
３０〜１００ｋｇ／ｎ（程度の圧縮強度のあるもの、あ
るいはＡＬＣ板、木片セメント板、木毛セメント板等の
少なくとも一種からなり、厚さが１０〜１００＋ｕ程度
のものである。この断熱層２９は温水パイプ３１内に温
水を通水して土間暖房を行う場合、この熱が地面に放出
するのを阻止するためのものである。補強ベースコンク
リート層３０は温水パイプ３１内に万−水が貯留し、こ
れが凍った際に温水パイプ３１が破裂するのを土間コン
クリート層３２とサンドイッチすることによって防水す
るためと、温水パイプ３１の配管を容易にするため、お
よび、土間コンクリート層３２と共に蓄熱材として機能
するものである。この補強ベースコンクリート層３０は
、コンクリートの打込、あるいはＰＣ板を用いて形成す
ることも可能である。また、温水パイプ３１は、例えば
第７図に示すように配管するものであり、熱源３３から
補強ベースコンクリート層３０上の出入口までは、断熱
材３１ａで被覆することが好ましいものである。この温
水パイプ３１は、銅管、プラスチック管等からなり、内
部に不凍液、熱媒体ガス等を通すことにより、土間暖房
を行うものである。土間コンクリート層３２は、補強へ
一スコンクリート層３０上に配管した温水パイプ３１を
埋設するものであり、蓄熱層、温水パイプ補強層、防水
、防湿層として機能するものである。

ここで空気の流れについて第２図（ａｌ、（ｂ）を用い
て説明する。第２図（ａｌは冬期における空気の流れを
示すものであり、外部Ｂから家屋Ａ内に吸排気口１２を
通って取り入れられた空気は熱交換器１３を介し、拡散
ファン１４によって小屋裏空間１に拡散され、供給され
る。小屋裏空間１内の空気は、熱交換器１３から供給さ
れる空気のため、圧力が増加し、この圧力により通気空
間１１を通って床下空間３に入る。一方小屋裏空間１の
空気のうち一部は妻換気ダクト１７を介してドラフトダ
クト１８により壁コレクター空間７、屋根コレクター空
間９に運ばれる。壁コレクター空間７、屋根コレクター
空間９ではそれぞれ外壁６、屋根８を介して太陽熱によ
り暖められ棟部分に設けた集熱ダク１〜１９に移動する
。この暖められた空気は集熱ダクト１９によりファン２
１を介してパイプ２５を通り床下空間３に配した分散ダ
クト２０に運ばれ、床下空間３内に均一に分散される。

床下空間３では土間暖房部邪によって加温すると共に、
分散ダクト２０から放出される空気の圧力と暖められた
空気の一ト昇力等により給気口１５を通って居住空間２
に入る。居住空間２内に入った空気は各部屋間に分散し
、最終的に換気扇１６を介して熱交換器１３に運ばれ、
パイプ２３を通って吸排気口１２から外部Ｂに排出され
る。このように、冬期においては家屋Ａ内で発生した熱
の外部への流出を最少比に行うことができると共に、換
気も同時に行うことができる家屋Ａとなる。

また夏期においては第２図（ｂ）に示すようにコレクタ
ー空間上を切り離し、２つのエアサイクルを形成する。

すなわち、１つのサイクルとしては、妻換気ダクト１７
と集熱ダクト１９を外部Ｂと結ふようにし、外部Ｂから
妻換気ダクト１７、ドラフトダク１〜１８を通って壁コ
レクター空間７、屋根コレクター空間９に入り、この空
気が集熱ダクト１９を通って外部へ放出されるサイクル
である。またもう１つのサイクルは、外部Ｂから吸排気
口１２、熱交換器１３を通って小屋裏空間１に入り、次
に小屋裏空間１内の圧力により通気空間１１を通って床
下空間３に移動し、次に給気口１５を通って居住空間２
に移り、居住空間２の換気扇１６を介して熱交換器１３
、吸排気口１２を通って外部Ｂに排出させるサイクルで
ある。この場合においても居住空間２と外部Ｂの熱は遮
断され、効率よく冷房を行うことができる。また夏期の
夜間のように外気温が低くなった場合ば（ａ）図に示す
サイクルとし、コレクター空間土を放熱用として用いる
こともできる。

以上説明したのは、本発明に係る家屋の一実施例にすぎ
ず、第１図において点線で示すように、集熱ダクト１９
と分散ダクト２０を結ぶパイプ２５の一部を居住空間２
内における放熱器３４とすることもできる。また吸排気
口１２は第１図では土台付近に形成しているが、軒天等
の屋根８近傍に設けることもできる。さらに熱交換器１
３は図では小屋裏空間１内に配設しているが、壁体内の
一部、あるいは床下空間３内に配設することも可能であ
る。また分散ダクト２０として連通組織からなる空隙を
有する素材を用いた場合は、第８１１（ａｌ〜（ｈｌに
断面図を用いて概略を示したように形成することができ
る。すなわち（ａ）図は連通組織の空隙を有する素材か
らなる主体２０ｂのみからなる分散ダクト２０、（ｂ）
、（Ｃ１図は主体２０ｂの内側面、あるいは外側面、も
しくは両面（図示せず）を通気性のあるシート２０Ｃで
被覆した保形性を向上した分散ダクト２０、（ｄ）〜［
ｈ）図は主体２０ｂの外側面をシート状物２０ｄで被覆
したものであり、ｆｄ１図はスリット２０ｅを形成した
分散ダクト２０、（ｅｌ〜（ｇ）図はシート状物２０ｄ
の一部にフリ一端２Ｏｆを形成した分散ダクト２０、Ｆ
ｈ１図は主体２０ｂの一部を露出させた分散ダクト２０
である。

なお、（ｄｉ〜（ｈ１図におけるシート状物２０ｄは通
気性、不通気性のどちらでもよいが、（ｄｌ〜（ｇ）図
において不通気性のものを用いた場合、スリット２０ｅ
、フリ一端２Ｏｆが弁的機能を果たし、分散ダクト２０
内の空気を外部へ放出するだけの一方通行となり好まし
いものとなる。また、ドラフトダクト８には逆止弁を設
けて空気の逆流を防くことも可能である。さらに、温水
パイプ３１は第９図に示すように配管したり等、任意に
行うことが可能である。また図示しないが、土間コンク
リート層３２上に砂、砂利、玉石、石灰、大面、炭化物
などを敷設し、これらを蓄熱材として機能させることも
可能である。さらに第６図において２点鎖線で示すよう
に、防湿シート３５を敷設することもできる。また熱源
３３としてヒートポンプ方式のものを用い、夏期におい
て温水パイプ３１内に冷たい熱媒体を通すことも可能で
ある。さらに、冬期において屋根８上に積雪があった場
合は、集熱ダクト１９を外部Ｂと接続し、妻換気ダクト
１７から小屋裏空間１内の暖かい空気を屋根コレクター
空間９に送ることにより融雪を行うこともできるもので
ある。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る家屋によれば、■外部と
の吸、排気はすべて熱交換器を介して行われるため、熱
の出入がなく、暖、冷房を効率よく行うことができる。

■冬期においては壁コレクター空間、屋根コレクター空
間によって太陽熱の利用を図ることができ、暖房費の低
減を図ることができる。■夏期においてはコレクター空
間を放熱用として利用することができる。■居住空間の
換気も同時に行うことができる。■冬期において行われ
る土間暖房による加温が家屋全体に行き渡り、居住性、
耐久性に好条件となる。■床下空間に地面からの湿気が
直接浸入するのを防止でき、結露の発生を抑制できる。

■床下空間の加温を外部の熱源により必要に応じて調節
でき、効率よく加温できる。等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る家屋の代表的−例を示す説明図、
第２図（ａｌ、（ｂ）は空気の流れを説明するブロック
図、第３図、第４図（ａ）、（ｂｌは分散ダクトの例を
示す説明図、第５図は熱交換器の一例を示す説明図、第
６図、第７図は土間暖房部を説明する説明図、第８図（
８１〜（ｈ）、第９図はその他の実施例を示す説明図で
ある。 Ａ・・・家屋、１・・・小屋裏空間、２・・・居住空間
、３・・・床下空間、４・・・気密断熱層、上・・・コ
レクター空間、１１・・・通気空間、１３・・・熱交換
器、１６・・・換気扇、１８・・・ドラフトダクト、２
８−・・土間暖房部、３１・・・温水パイプ、３２・・
・土間コンクリート層。 特許出願人　株式会社アイジー技術研究所第１図 グＬｒＰＬ八御 第２図 第３図 第４図 （Ｏ、ン 第Ｓ図 第６図 げ 第７図 第８図 （α）　　　　（し）　　　　（Ｃ） （ν　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒ）＋ン
第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）家屋内部を気密断熱層によって小屋裏空間、居住
   空間、床下空間、通気空間と、壁コレクター空間、屋根
   コレクター空間からなるコレクター空間とに分割し、ま
   た、前記小屋裏空間と床下空間は内壁と気密断熱層間の
   通気空間によって連通化し、また床下空間と居住空間と
   は給気口によって結ばれており、また小屋裏空間には妻
   換気ダクト、屋根コレクター空間には集熱ダクト、床下
   空間には分散ダクト、居住空間には換気扇を配設すると
   共に、家屋内部の任意位置に熱交換器を配設し、かつ家
   屋の内外部を結ぶ吸排気口を少なくとも１ヶ所形成して
   おり、該吸排気口と熱交換器、集熱ダクトと分散ダクト
   、換気扇と熱交換器をそれぞれパイプによって連結する
   と共に、屋根コレクター空間、壁コレクター空間には妻
   換気ダクトからのドラフトダクトを配設し、かつ、床下
   空間における土間を、断熱層、補強ベースコンクリート
   層、温水パイプ、土間コンクリート層の順に積層した土
   間暖房部としたことを特徴とする家屋。