JPH06299712A - 家 屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自然エネルギー（地熱、水、ソーラ）を高断
熱、高気密家屋にクリーンな補助エネルギーとして活用
し、居住性、エネルギーコストの低減を図ることであ
る。 【構成】 高断熱、高気密構造の家屋において、前記土
間もしくは土間と床１８間の空間に床下空間暖房部８を
設け、かつ土間の一部に補助熱源となるクリーンエネル
ギー供給部２８を形成し、また、内壁１９、床１８、天
井１７等に通気口２０を形成して居住空間２と床下空間
３、壁内空間７、および小屋裏空間１を連通化し、かつ
前記居住空間２の少なくとも１ケ所に排気口２２を設
け、排気口２２と外部および外部と床下空間３の壁内空
間７の間に熱交換型換気扇２３を一体に連結した家屋Ａ
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高断熱、高気密構造の家
屋において、夏、冬ともクリーンエネルギーの補助熱源
で省エネルギーを図ると共に、ダニ、カビの発生もな
く、しかも酸素濃度も確実に維持でき、さらに居住空間
内の天井、床間の温度差も少なくて快適で安全で衛生的
なセントラル換気型の家屋に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】高断熱、高気密構造の家屋は省エネルギ
ーが図れ、かつ換気思想を持つ家屋としては、特公昭
６４−６３６７号公報、特開昭６４−５８９４９号公
報、実開平１−１５８０３８号公報、特開平３−９
９１４７号公報、特開平４−２１６７３８号公報が知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような家屋には下記するような諸点において不利があ
った。すなわち、前記では小屋裏空間と床下空間を連
結したダクトの小屋裏空間に切替弁付の通気ファンを設
け、しかも冬の暖房の熱源として太陽熱を利用し、夏場
の冷房法としては小屋裏の排熱と北側の冷気の利用を図
る構造のためその温度低下（冷房）は最大でも外気温ま
でであり、快適な涼しさを得るには無理があった。勿
論、冬場、寒冷地においてはソーラ熱だけの熱源による
暖房は不十分であり、主暖房としてのストーブ等の排気
ガスの発生を考慮すると安全、衛生上セントラル換気が
不可欠であった。

【０００４】また、前記は大要量の小屋裏空間を利用
せず、しかも内、外壁間の通気路の活用も全くなく、地
熱を居住空間に放出し、換気と排熱利用を図った構造で
ある。この構造では木造、鉄骨に活用できず、設備費が
膨大で、維持費も高くなる不利があった。

【０００５】さらに前記は断熱構造の建物で熱交換を
行う構成だけであり、前記はソーラと生活排熱の活用
と蓄熱材としての床下空間の利用等であり、地下空間の
冷気を夏季に利用し、快適居住空間としたり、ダニ、カ
ビの発生しない構造も付加されない家屋である。

【０００６】前記は冬季に対し十分な対策が採られて
いるが夏、冬季の省エネルギーに地熱を利用する思想が
全く存在せず、さらに梅雨時、夏季の快適性、省エネル
ギーのメリットも享受できない不利があった。

【０００７】

【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、家屋全体を高断熱、高気密構造とし、
かつセントラル換気と熱交換型換気扇による有効な廃熱
利用と安全性の強化を図り、さらに年間の平均温度が約
５〜１５℃の地熱を活用してより省エネルギーを強化す
ると共に、自然の温度による快適な居住空間とした家屋
を提案するものである。

【０００８】

【実施例】以下に、図面を用いて本発明に係る家屋につ
いて詳細に説明する。図１は上記家屋Ａの代表的な一実
施例を示す説明図であり、１は小屋裏空間、２は居住空
間、３は床下空間で、それぞれ天井１７、床１８、内壁
１９によって区切られた家屋Ａの内部空間である。

【０００９】４は断熱層で少なくとも家屋Ａの内部と外
部ａの熱の出入を遮断するものであり、副次的に防音
性、気密性、防火性を有するものである。さらに説明す
ると、断熱層４は屋根断熱層５と外壁断熱層６とからな
り、それぞれボード状、マット状、シート状の部材、
あるいは屋根材５ａ、外壁材６ａと一体になった部
材、もしくは現場吹付のポリウレタンフォーム、ポリイ
ソシアヌレートフォーム等である。

【００１０】具体的に説明すると、上記としてはポリ
スチレンボード、ポリウレタンボード、ポリイソシアヌ
レートフォームボード、フェノールフォームボード、塩
ビフォームボード等の単体、もしくはこれらの少なくと
も片面にシート材を一体に固着した部材等である。

【００１１】また、上記としてはの少なくとも片面
に表面処理鋼板、アルミ亜鉛合金メッキ鋼板（アルミ含
有量５５％、５％位のｗｔ％）、ステンレス板、アルミ
ニウム板、チタン合金板、銅板等の１種以上を一体に接
着した複合板（カナッペ構造、サンドイッチ構造等）で
ある。なお、屋根材５ａとしては金属系、瓦、コンクリ
ート系、セメント系のいずれでもよく、外壁材６ａとし
ては金属系、窯業系、ＡＬＣ系、木毛系の１種からなる
ものである。

【００１２】さらに、屋根断熱層５、外壁断熱層６を形
成するには垂木、母屋上、または主柱、間柱等の躯体Ｂ
上に直接、もしくは後記する防湿シートを介在し、かつ
高気密を有して施工するものである。

【００１３】７は壁内空間で図２に示すように外壁断熱
層６と内壁１９間に躯体Ｂ間の空間を利用して形成した
ものであり、小屋裏空間１と床下空間３とを連通化し、
自然対流等によって空気が流れる空間であり、冬期にお
いて床下空間暖房部８によって加温された空気によっ
て、内壁１９面から居住空間２を暖房するのに役立つも
のである。

【００１４】床下空間暖房部８は冬期において床下空間
３内を加温すると共に、地面からの湿気の侵入を遮断す
るものであり、この床下空間暖房部８は例えば図３に抽
出して示すように土間断熱層９、コンクリート層１０、
熱媒体用パイプ１３から構成されたものである。さらに
説明を加えると、土間断熱層９は、ポリスチレンフォー
ム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム等の硬
質プラスチックフォームで独立気泡発泡組織で密度が３
０〜１００ｋｇ／ｍ³ 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１０〜１００ｍｍ程度の
ものである。この土間断熱層９は熱媒体用パイプ１３内
に温水等の熱媒体を通して土間暖房を行う場合、この熱
が地面に放出されるのを阻止するためのものである。な
お、土間断熱層９は独立気泡発泡組織の硬質プラスチッ
クフォーム等からなる場合には防湿性を有し、地面から
の水分が家屋Ａ内に侵入することがないが、ＡＬＣ板、
木毛セメント板のように浸湿性の素材を用いた場合は、
２点鎖線で示すように、あるいは土間断熱層９とコンク
リート層１０の中間（図示せず）に防湿シート１４を敷
設することが好ましいものである。勿論、硬質プラスチ
ックフォームと防湿シート１４を併用することも可能で
ある。

【００１５】コンクリート層１０は、蓄熱材、熱媒体用
パイプ１３からの熱の分散、放熱材として機能すると共
に熱媒体用パイプ１３を埋設することにより、熱媒体用
パイプ１３内に万一水が貯留し、これが凍った際に熱媒
体用パイプ１３が破裂するのを防止するのにも役立つも
のである。熱媒体用パイプ１３は、例えば図４、図５に
示すように配管するものであり、ボイラー等の熱源１５
から補強ベースコンクリート層１１上の出入口までは、
断熱材１６で被覆することが好ましいものである。

【００１６】この熱媒体用パイプ１３は、鋼管、プラス
チック管等からなり、内部に不凍液、熱媒体ガス等の熱
媒体を通すことにより、土間暖房を行うものである。な
お、熱媒体用パイプ１３は土間断熱層９上に配設し、こ
れをコンクリート層１０にて埋設したり、図３に示すよ
うに、コンクリート層１０を便宜上補強ベースコンクリ
ート層１１と土間コンクリート層１２に区分し、補強ベ
ースコンクリート層１１上に配設し、土間コンクリート
層１２で埋設することも可能である。特に後者の場合、
補強ベースコンクリート層１１はコンクリートの打込だ
けでなく、ＰＣ板を用いることも可能である。

【００１７】また、床下空間暖房部８としてはコンクリ
ート層１０上に図６に示すようにＦＦストーブ、パネル
ヒータのように排気ガスを外部ａへ導出するか、排気ガ
スを排出しない放熱機Ｃを載置し、この熱源を必要によ
りパイプ等で床下空間３に分散して送給することもでき
る。

【００１８】さらに説明を加えると、床下空間暖房部８
によって加温された床下空間３の空気は、床１８面から
居住空間２を暖房すると共に、加温されたことによる上
昇力によって壁内空間７を小屋裏空間１に向かって上昇
する。この際、内壁１９を介して居住空間２を暖房す
る。このため居住空間２では床１８、内壁１９の相方か
ら暖房されることになり、ほぼ均一に暖房されることに
なる。しかも家屋Ａ内の居住空間２全体に暖房が施され
るため、各部室が一様な温度となり、ヒートショックも
防止でき、快適な居住空間２となる。

【００１９】２０は通気口で、内壁１９、床１８、天井
１７等に形成し、居住空間２と床下空間３、小屋裏空間
１、壁内空間７を連通化し、床下空間暖房部８によって
加温された空気の一部を直接居住空間２へ取り入れるた
めのものである。特に通気口２０を図１のように窓２１
の下部に設けた場合は居住空間２に床下空間暖房部８で
加温された空気を直接取り入れると共に、壁内空間７を
上昇する空気が窓２１によって上昇を止められ、停滞す
るのを防止し、内壁１９の温度ムラを阻止するためのも
のである。なお、通気口２０にはルーバー、開閉機構、
ファン等を内蔵することも可能である。

【００２０】２２は排気口であり、例えば天井１７に少
なくとも１ケ所配設すると共にパイプ２４によって熱交
換型換気扇２３と結ばれたものである。この排気口２２
は居住空間２で発生した汚れた空気を排出するためのも
のであり、通気口２０と共に居住空間２を空気の循環の
１経路とすることにより換気を行うものである。

【００２１】熱交換型換気扇２３は小屋裏空間１、床下
空間３等の家屋Ａ内の任意位置に配設し、居住空間２か
ら外部ａへ放出する空気と、外部ａから家屋Ａ内に取り
入れる空気との間で熱交換を行うものである。なお、熱
交換型換気扇２３を介して取り入れられた空気はパイプ
２５によって床下空間３に放出する。これは床下空間３
の空気は床下空間暖房部８によって加温され、壁内空間
７を上昇するが、この上昇力を助長すると共に、通気口
２０を介して居住空間２に新鮮な空気を供給するための
ものである。また、熱交換型換気扇２３自身には吸、排
気用のファンを内蔵しているが、補助的に排気口２２、
パイプ２４、２５にファンを配することもできる。

【００２２】またパイプ２５の床下空間３側には図７、
図８（ａ）〜（ｈ）に示すような分散ダクト２６を取り
付け、熱交換型換気扇２３を介して取り入れた外部ａの
空気の放出を広範囲で行うことが好ましいものである。
すなわち、図７は金属、プラスチックからなるパイプ状
のものをアンテナ状、あるいは図示しないが、渦巻状等
に形成し、四角形状、円形状、長円形状等のスリット２
６ａを有するものである。また図８（ａ）、（ｈ）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、連通気泡組織のポリウレタンフォーム、
ポリウレアフォ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、四角性状、三角形状、多角形状
等のパイプ状に形成したものからなり、これを図９
（ａ）、（ｂ）に示すように配したものである。この場
合、連通組織の空隙がスリット２６ａの役目を果たすた
め、均一的な吸引、放出を行うことができるものとな
る。

【００２３】２７はセンサーで、主に温度を測定し、副
次的に湿度、空気の汚染度等を計測するものである。こ
のセンサー２７は居住空間２の温度の変化等に応じて熱
交換型換気扇２３を制御するためのものである。すなわ
ち、日射量が多い時、あるいは床下空間暖房部８を加温
しすぎた場合、居住空間２における温度が高くなってし
まうが、この場合、熱交換型換気扇２３を熱交換換気か
ら通常換気に切り換え、かつ、換気量を増大させること
により冷たい外気を取り入れ速やかに設定温度に戻すた
めのものである。また居住空間２の空気がタバコ等によ
って汚染されたり、湿度が外部ａより高くなった場合は
熱交換型換気扇２３の換気量を増大させることにより、
これらを解消することができる。なお、このセンサー２
７は床下空間暖房部８の制御も行い兼用することも可能
である。またパイプ２４、２５、排気口２２等にファン
を装着した場合は連動させることもできる。

【００２４】２８はクリーンエネルギー供給部（以下、
単に供給部という）で、例えば地熱、水等のクリーンエ
ネルギーを例えば地下室的空間から集熱するように家屋
Ａの土間コンクリート層１２の一部、例えば図１に示す
位置、もしくは土間コンクリート層１２の外部ａ、例え
ば敷地内に防水、防湿構造で図１０に示すように形成し
たものである。この供給部２８は平均の年間温度が５〜
１５℃内の例えば地熱Ｄを冬は暖房に、夏は冷房用に活
用する空気を供給する集熱空間凹部Ｅであり、容積は地
域によって約３〜１００ｍ³ 位の大きさとし、構造例と
しては図１０に示すように地下室的空間２９に開閉可能
な蓋３０を設置し、かつこの蓋３０に、もしくは一点鎖
線で示すように地下室的空間２９の外に設置した送風機
３１ａ、あるいは除湿機付送風機もしくは熱交換型換気
扇等の送風機３１を装着し、地熱Ｄを家屋Ａ内の各空間
１、２、３、７に送給し、これら空間の温度を上昇、も
しくは低下させて快適にするものである。なお、効率の
強化を図るためには目的位置までの導出パイプ３２を植
設するものである。また、前記凹部壁内は断熱層４、コ
ンクリート層１０によって形成された槽状のものであ
る。

【００２５】ここで空気の流れについて簡単に説明す
る。まず冬期においては、図１に示すように外部ａから
取り入れた空気は熱交換型換気扇２３を通って床下空間
３に放出される。床下空間３では床下空間暖房部８によ
る加温と、供給部２８からの地熱Ｄ（約１３℃）による
加温および熱交換型換気扇２３からの空気の供給によっ
て圧力が加わるため、床下空間３内の加温された空気は
壁内空間７を上昇し、小屋裏空間１、および通気口２０
を通って居住空間２に移動する。居住空間２に移動した
空気は拡散し、最終的には排気口２２を通り熱交換型換
気扇２３を介して外部ａへ放出される。なお、熱交換型
換気扇２３では外部ａから取り入れる空気と、外部ａへ
放出する空気とで熱交換が行われる。夏期においては、
床下空間暖房部８を停止し、熱交換型換気扇２３による
換気を行う。なお、居住空間２より外気温が低い初秋、
晩春は熱交換換気扇２３の稼動を停止させ、必要により
供給部２８の送風機３１を稼動させ、自然環境による快
適空間とするものである。

【００２６】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、図１に点線で示すように、小屋裏空間
１に集気ダクト３３を配設し、小屋裏空間１の空気を居
住空間２の空気と共に熱交換型換気扇２３を介して外部
ａへ放出することも可能である。また図１１に示すよう
に小屋裏空間１から床下空間３にダクト３４を配設し、
ファン（図示せず）によって冬期は小屋裏空間１の空気
を床下空間３に送風したり、また夏期において床下空間
３の空気を小屋裏空間１に送風することによって、冷暖
房の助長を行うこともできる。さらに、図１１に点線で
示すように、居住空間２の中で浴室、台所のように湿気
を多く発生する場所に換気扇３５を配設し、外部ａへ直
接水分を放出することも可能である。この場合、熱交換
型換気扇２３で熱交換を行う際に、外部ａへ放出する空
気に水分が多く含まれていると熱交換型換気扇２３内で
結露が発生し、効率の低下を招くので、これを阻止する
ことを可能とすると共に、台所、浴室で発生した水分が
居住空間２全体に拡がるのを阻止し、居住性、家屋Ａの
耐久性の向上を図るのにも役立つものである。なお、換
気扇３５は熱交換型換気扇２３を用いることが好ましい
ものである。また、換気扇３５は湿気センサーによっ
て、湿度が高くなった時のみ稼動させることも可能であ
る。また床下空間３に開閉機構付きの床下換気口３６、
小屋裏空間１に開閉機構付きの小屋裏換気口（図示せ
ず）を設け、夏期に自然対流による換気を行うようにす
ることも可能である。

【００２７】また、集熱空間凹部Ｅは図１１に示すよう
に家屋Ａ外へ形成し、外気Ｆを閉塞された上記集熱空間
凹部Ｅに除湿機付の送風機３１、パイプ３７を介して供
給し、この集熱空間凹部Ｅ内の冷気、あるいは暖気を送
風機３１、パイプ３７を経て土間コンクリート層１０上
に配した複数のスリットを有するパイプ３７ａ、もしく
はパイプ２５へ直結して熱交換型換気扇２３へ送給し冷
房、暖房の各機能を季節によって発揮するものである。

【００２８】さらに、その他の地下室的空間２９の実施
例としては図１２、図１３、図１４および図１５の構造
に形成することもできるものである。すなわち、図１２
は土間断熱層９とコンクリート層１０とした土間の一
部、もしくは全体面積の１／３位に空気、水等の１種以
上を循環する埋設パイプ３８に送風機、あるいは送水ポ
ンプ等の供給機３９を直結したり、図１３に示すように
地中に埋設した中空パイプ４０の外周面に水、空気を循
環させるパイプ４１を複数本土中に埋設し、これらを連
続して床下空間３を冷、暖房する構造にすることもでき
る。なお、供給機３９（除湿機付も含む）は外部ａのメ
ンテナンス容易なところへの設置が好ましい。

【００２９】図１４は土間上に防湿シート１４と蓄熱材
４２を積層した土間である。図１５は家屋Ａの土間の外
部ａ、もしくはその近傍に集熱空間凹部Ｅを設け、この
集熱空間凹部Ｅに水Ｇを約半分以上供給して循環させ、
この水中もしくは水面から蓋３０までの空間Ｈに導出パ
イプ３２を介在し、水、冷気による暖房、冷房を補助的
に作用する構造としたものである。なお、この場合ヒー
トポンプ４３、除湿送風機４４、水供給機４５は目的に
応じて設置するものである。

【００３０】さらに、図１６に示すようにソーラ４６を
利用し、その熱エネルギーを空気、水等に置換、伝導す
ると共に、床下空間３の冷、暖房に活用することもでき
る。なお、４７は水あるいはエアの導管、４８はポン
プ、４９は循環パイプ２５、５０はポンプである。

【００３１】

【発明の効果】上述したように本発明に係る家屋によれ
ば、（１）高断熱、高気密構造とし、かつクリーンエネ
ルギーの地熱、水等をクリーンエネルギー供給部によっ
て年間に亘り、システムの中に組み込まれるため、安全
で、快適な、その上、省エネルギーとランニングコスト
の大幅な改善が図れる。（２）クリーンエネルギー、無
尽蔵エネルギーで、かつ各地域に対応した熱源を使用す
るため自然環境とマッチングする。（３）空気循環シス
テムに地熱等のクリーンエネルギーを補助熱源として採
用したため快適性がより強化される。（４）結露、ダ
ニ、カビの発生もなく、家屋の腐食もなく、耐久性に富
む。等の特徴、効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る家屋の代表的な一例を示す説明図
である。

【図２】図１における壁構造の一例を示す斜視図であ
る。

【図３】図１における床下空間暖房部を示す説明図であ
る。

【図４】床下空間暖房部における熱媒体用パイプの配設
例を示す説明図である。

【図５】床下空間暖房部における熱媒体用パイプの配設
例を示す説明図である。

【図６】床下空間暖房部のその他の実施例を示す説明図
である。

【図７】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図８】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図９】床下空間に配設される分散ダクトの例を示す説
明図である。

【図１０】気密可能な地下室的空間の一例を示す説明図
である。

【図１１】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図
である。

【図１２】本発明に係る家屋の地下室的空間のその他の
実施例を示す説明図である。

【図１３】本発明に係る家屋の地下室的空間の空間を極
少とし、受熱面を大きくした一例を示す説明図である。

【図１４】本発明に係る家屋の床下、土間構成の一例を
示す説明図である。

【図１５】本発明に係る地下室的空間（水を活用）のそ
の他の実施例を示す説明図である。

【図１６】本発明に係る家屋においてソーラをも地下室
的空間に活用した一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 小屋裏空間 ２ 居住空間 ３ 床下空間 ７ 壁内空間 ８ 床下空間暖房部 ２０ 通気口 ２２ 排気口 ２３ 熱交換型換気扇 ２７ センサー ２８ クリーンエネルギー供給部 ２９ 地下室的空間 ３１ 送風機 ３２ 導出パイプ ３８ 埋設パイプ ３９ 供給機 ４３ ヒートポンプ Ａ 家屋 Ｂ 躯体 Ｃ 放熱機 Ｄ 地熱 Ｅ 集熱空間凹部 Ｆ 外気 Ｇ 水 Ｈ 空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小屋裏空間、居住空間、床下空間からな
   り、かつ小屋裏空間、床下空間、および内、外壁間等を
   連通化すると共に、外壁材および屋根材の内側と土間上
   に断熱層等を設けた高断熱、高気密構造の家屋におい
   て、前記土間もしくは土間と床間の空間に床下空間暖房
   部を設け、かつ土間の一部に補助熱源となるクリーンエ
   ネルギー供給部を形成し、また、内壁、床、天井等に通
   気口を形成して居住空間と床下空間、壁内空間、および
   小屋裏空間を連通化し、かつ前記居住空間の少なくとも
   １ケ所に排気口を設け、該排気口と外部および外部と床
   下空間の壁内空間の間に熱交換型換気扇を一体に連結し
   たことを特徴とする家屋。