JPH01256739A - 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（、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ｗｉ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、
家屋全体のエアサイクルを生起する原動力となり得す、
上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、ストーブ等は床上にあるため、
この近傍のエアサ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
、エアサ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
アサイクルの経路の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、床下空間に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阻止し、居住性、耐久性を向上
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図は上記室ｆｆ１Ａ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、工はコレクター空
間、１１は通気空間、１３はドラフトダクト、１４は熱
交換器、１６は集気ダクト、１７は換気扇、１８は給気
口、２０から２２はパイプ、益は土間暖房部である。す
なわち、小屋裏空間ｌ、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２３、床２４によって分散さ
れた三つの空間であり、小屋裏空間ｌは後述するように
外の空気、あるいはコレクター空間上の空気が熱交換器
１４を経て得られた空気と、床下空間３から集気ダクト
Ｌ６を経て送られた空気とをミキシングダクト１５で混
合した後に放出される空間であり、居住空間２へ、およ
び通気空間１１を介して床下空間３へ空気を送るための
エアーダム的機能を果たすものである。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、あ
るいは小Ｍｍ空間１と給気口１８によって結ばれている
。この給気口１８は床下空間３内の空気あるいは小屋裏
空間Ｉ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１７
を配設している。この換気扇１７はパイプ２２によって
熱交換器１４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１４を介して外部
Ｂ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２４によって区分された空間であり、通気空間１
１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Ｎ４によって囲まれている。この気密断熱Ｎ４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、ＡＬＣ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Ｎ４は家屋Ａの内部を小屋裏
空間ｌ、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。

なお、気密断熱層４の外側面（コレクター空間ｌ個の面
）、あるいは内側面に、ポリエチレンシート、アルミ蒸
着シートのような気密フィルムを貼着することも可能で
ある。コレクター空間工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ｆＩ８を介して太陽熱を集熱する部分であ
る。さらに説明すると、コレクター空間工は換気口１２
から取り入れられた空気をドラフトダクト１３によって
壁コレクター空間７、屋根コレクター空間９の下端、先
端で放出し、それぞれ外壁６、屋根８を介して空気を暖
める部位である。

この暖められた空気は上昇し、図示しないが集熱ダクト
等で集められ、熱交換器１４を介して家屋Ａ内の暖房用
として利用される。なお、冬期において、コレクター空
間１内で集熱できなくとも、外気温と同じ温度の空気が
熱交換器Ｉ４で家屋Ａ内の空気によって暖められ、かつ
、ミキシングダクト１５内で既存空気と混合された後に
小屋裏空間１内に放出されるため、暖房効率を低下する
ことがない。また、コレクター空間工は夏期においては
、作動させないものであり、完全に停止、あるいは換気
口１２からドラフトダクト１３によって分散させた空気
を換気口１２より排出するようにする。また、ドラフト
ダクト１３は第１図では途中で技別れした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１３とすることもできる
。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Ｉに分散された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１４は例えば第３図に示
すような構造で、ダクト１４ａをコレクター空間工、あ
るいは換気口１２、もしくは別の吸気口（図示せず）と
選択的に連結し、またダク）　１４ｂは排気口（図示せ
ず）、ダク）　１４ｄを換気扇１７と、ダクト１４ｃを
ミキシングダクト１５に連結したものである。すなわち
、熱交換器１４はコレクター空間ｊ、あるいは外部Ｂか
ら直接新鮮な空気をダクト１４ａを介して取り入れ、ダ
クト１４ｃからミキシングダクト１５に送風する際に、
ダクト１４ｄからダクト１４ｂを通って外部Ｂへ排出す
る暖かい空気の熱を交換して、熱の出入を防ぐためのも
のである。

ミキシングダクト１５は熱交換器１４を経て家屋Ａ内に
取り入れられた空気と床下空間３から送られた既存の暖
かい空気とを混合した後、小屋裏空間ｌに放出するもの
である。これは、熱交換器１４を経て取り入れられた空
気は、熱交換器１４を介して排出される空気との間に熱
交換により暖められても、熱交換率の大きさにより、家
屋Ａ内の空気より低い温度であるため、ミキシングダク
ト１５内にて既存空気と混合することにより、より暖め
られた状態で小Ｍ裏空間ｌに放出し、新鮮空気を取り入
れることにより温度の低下を防止するためのものである
。このため、小屋裏空間ｌの温度分布に変化を起こすこ
とがなく、部分結露が防止できるようになる。集気ダク
ト１６は床下空間３の土間暖房部２５によって暖められ
た空気をミキシングダクト１５に送風するためのもので
あり、単なる筒状、あるいは第４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７　）
　１６ａを有するもの、あるいは第５図（ａ）、（ｂ）
に示すように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６図
（ａｌ、（ｂ）に示すように配したもの等である。土間
暖房部…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。この土間暖房部門は
第７図に抽出して示すように断熱層２６、コンクリート
層２７、温水パイプ３０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２６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１０〜１００１程度の
ものである。この断熱層２６は温水パイプ３０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。なお、断熱層２５は
独立気泡発泡組織の硬質プラスチックフオーム等からな
る場合防湿性を有し、地面からの水分が家屋Ａ内に浸入
することがないが、ＡＬＣ１木毛セメント板のように浸
潤性の素材を用いた場合は、２点鎖線で示すように、あ
るいは断熱層２６とコンクリート層２７の中間（図示せ
ず）に防湿シー）３１を敷設することが好ましいもので
ある。コンクリート層２７は、蓄熱材、温水パイプ３０
からの熱の分散材として機能すると共に温水パイプ３０
を埋設することにより、温水バイブ３０内に万−水が貯
留し、これが凍った際に温水パイプ３０が破裂するのを
防水するのにも役立つものである。なお、コンクリート
Ｎ２７は、便宜上補強ベースコンクリート層２８と土間
コンクリート７１１２９に区分される。補強ベースコン
クリートＪＷ２９は、主に温水パイプ３０の配管を容易
にするための層である。この補強ベースコンクリート層
２８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、土間コンクリートＮ
２９は、温水パイプ３０を埋設すると共に床下空間３内
の空気を一様に暖めるための放熱部として機能するもの
である。温水パイプ３０は、例えば第８図、第９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２８上の出入口までは、断熱材３２で被
覆することが好ましいものである。この温水パイプ３０
は、鋼管、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。

ここで空気の流れについて第１図および、第２図を用い
て説明する。まず冬期における空気の流れについて説明
する。外部Ｂから換気口１２を経て取り入れられた空気
はドラフトダクト１３によってコレクター空間上に送給
される。コレクター空間上では壁コレクター空間７、屋
根コレクター空間９内にて太陽熱によって暖められて上
昇し、熱交換器１４を介してミキシングダクト１５に供
給する。

ミキシングダクト１５内では熱交換器１５からの空気と
床下空間３からの空気が混合され、この混合された空気
は小屋裏空間１に放出される。この際、コレクター空間
】で暖められた空気は熱交換器１４を通過する際に、熱
交換器１４を介して外部Ｂに放出される家屋Ａ内の空気
の熱を受は取り、より暖められた状態でミキシングダク
ト１５に移動し、また、ミキシングダクト１５内で、家
屋Ａ内の暖かい空気と混合された後に小屋裏空間ｌに放
出されるため、小屋裏空間１の温度をほとんど低下させ
ることがなく、結露現象を防止することができる。

小屋裏空間１内の空気は、ミキシングダクト１５からの
空気の供給による圧力、および居住空間２の換気扇１７
による吸引力、床下空間３の集気ダクト１６による吸引
力により、通気空間１１内を下降し、床下空間３へ移動
する流れと、給気口１８を通って居住空間２へ移動する
流れが生起される。床下空間３では土間暖房部益が稼動
しており、土間暖房部益によって加温された空気の一部
が集気ダクト１６によりミキシングダクト１５ヘパイブ
２１を通って移送され、再び小屋裏空間１に放出される
。また一部は給気口１８を通って居住空間２に移動する
。

居住空間２の空気は、人体や暖房器から発する水分、ガ
ス等といっしょに、例えば台所、浴室等に設けた換気扇
１７を通り、熱交換器１４を介して外部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
も同時に行い、熱ロスのない暖房、および、新鮮な空気
の取り入れを行うことができる家屋Ａとなる。また、夏
期においては土間暖房部益を停止し、第２図に点線で示
すように、外部Ｂの空気を、コレクター空間上を介さず
直接熱交換器１４を介してミキシングダクト１５に送る
ことにより、外部Ｂの熱が家屋Ａ内に伝わることなく換
気を行うことができる。なお、前述したように、この場
合コレクター空間上は停止、あるいは単独に外部Ｂ→換
気口１２−ドラフトダクト１３−コレクター空間ニー換
気口１２−外部Ｂと動かすことができる。特に後者の場
合、コレクター空間ｉ内は太陽熱によって温度が上昇し
ても居住空間２内の温度に影響を与えることがない。

以上説明したのは本発明に係る家屋Ａの一実施例にすぎ
ず、第１図に示すように、集気ダクト１６とミキシング
ダクト１５を結ぶバイブ２１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。

また給気口１８は、天井２３、床２４の一方にのみ形成
することも可能である。さらに熱交換器１４は第１図で
はコレクター空間工に配設しているが、小屋裏空間１に
設けることも可能である。またバイブ２０〜２２、ドラ
フトダクト１３、および通気空間１１にファン１９（図
ではバイブ２１にのみ介在した例を示している）を介在
させることも可能である。さらに、熱源３３としてヒー
トポンプ方式のものを用い、夏期において温水バイブ３
０内に冷たい熱媒体を通すことで、冷房を行うことも可
能である。この場合、床下空間３で冷された空気はミキ
シングダクト１５を経て小屋裏空間１に放出されるため
、家屋Ａ全体を冷房することが可能となる。

〔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。■冬期においてコレクター空間
の集熱機能が果たせなくとも、熱交換器による熱交換、
およびミキシングダクト内での土間暖房部によって加温
された暖かい空気との混合により、小屋裏空間内の部分
的な温度低下を大幅に減少させ、結露を防止することが
できる。■居住空間の換気も同時に行うことができる。

■気密断熱層を形成するため、隙間風がなく、効率よく
冷、暖房をすることができる。■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図は空気の流れを説明するブロック図、第３図は熱
交換器の一例を示す説明図、第４図、第５図（ａ）、ｆ
ｂ）、第６図（ａｔ、（ｂ）は集気ダクトの例を示す説
明図、第７図は土間暖房部を抽出して示す説明図、第８
図、第９図は温水バイブの配管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、工・・・コ
レクター空間、１１・・・通気空間、１３・・・ドラフ
トダクト、１４・・・熱交換器、１５・・・ミキシング
ダクト、１６・・・集気ダクト、１７・・・換気扇、１
８・・・給気口、益・・・土間暖房部、３０・・・温水
パイプ。 第１図 ＋、気乞ＩＦｒ熱屋 第２図 第３図 第牛図 ＩＧ 第Ｓ図 （Ｑ） ダ１６ （′ｂ） 、−１６ 第６図 （α） 第７図 〜否 第８図 第ｃ１図 り３０

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あ
   るいは小屋裏空間と居住空間の少なくとも一方を給気口
   で結び、またコレクター空間には換気口およびドラフト
   ダクトとを、小屋裏空間にはミキシングダクト、床下空
   間には集気ダクト、居住空間には換気扇を配設し、かつ
   前記床下空間における土間を、断熱層、コンクリート層
   、温水パイプからなる土間暖房部とし、また家屋内の任
   意位置に熱交換器を配設し、該熱交換器と換気扇、ミキ
   シングダクト、コレクター空間を結び、外気をドラフト
   ダクトによってコレクター空間に分散し、コレクター空
   間内で加温された空気を熱交換器を介してミキシングダ
   クトに移送し、ミキシングダクトでは床下空間から集気
   ダクトによって送られた空気と混合した後小屋裏空間に
   分散させ、小屋裏空間から、あるいは通気空間を介して
   送られた床下空間への空気を居住空間内を通り、換気扇
   、熱交換器を介して外部に空気を放出することを特徴と
   する家屋。