JPH0635731B2

JPH0635731B2 - 建築物の空気循環構造

Info

Publication number: JPH0635731B2
Application number: JP1539788A
Authority: JP
Inventors: 義彦小池; 良夫松村; 正夫石井
Original assignee: ARUTE JUGEN; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: ARUTE JUGEN; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH01190851A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、建築物の空気循環構造に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点近年、住宅の気密化、断熱化及び冷暖房化が進むにつれ
て、住宅の壁内における結露の発生が大きな問題となっ
ている。そこで、この結露の発生を防止する手段とし
て、壁内に通気層を設けた技術が知られている。

雑誌「建築技術」No.４０１，１９８５年１月号，株式
会社建築技術発行、第１１５〜１２７ページには、住宅
等の建築物の内部結露を防ぐための技術が述べられてい
る。そして、この文献の第１２３〜１２７ページに、通
気構法と空気循環構法とが紹介されている。通気構法に
あっては、壁の外装材側に空間を設け、この空間を上下
に通気させ、水蒸気を屋外に放出させようとしている。
具体的には、壁の室内側を断熱層とし、室外側を通気層
とすることが提案されており、断熱材の通気側の面には
失熱防止のための防風層を設けることが必要とされてい
る。

この通気構法では次のような問題点が指摘されている。
通気構法における空気移動のエネルギー源には、風力と
太陽熱とがある。２階建住宅においては通気抵抗が相当
大きくなるため、風力換気はあまり期待できず、もっぱ
ら温度差換気、それも日射側の換気しか期待できない。
従って、非日射側では思ったような効果が生じ難い。ま
た、外気を直接壁から導入する場合、壁の取入口付近の
温度が低下するため、この部分に結露が発生する虞があ
る。また、日中には屋根裏内に多くの蒸気が存在するこ
とがわかっている。従って、屋根裏に面する非日射側の
壁の木材は、乾燥することがない。

そこで、上述の通気構法の有する問題点を解決するため
に、空気循環構法が提案されている。空気循環構法は、
冬には、壁面、屋根面で、太陽熱を吸収し、その熱で住
宅の躯体内の空気を循環させて、その結果屋根裏にある
暖かい空気を北壁、床下面等の冷えた部位に回すことに
よって、熱を室内に供給し、温度を高めようとするシス
テムである。また、夏には、壁面及び屋根面に吸収され
た日射熱を通気によって排熱するシステムになる。この
空気循環構法は、住宅内の結露を防止すると共に、自然
のエネルギーによる冷暖房効果を得ることができる。

第８図は従来の空気循環構法の第１の例を示す部分垂直
断面図であって、同図において、壁内の通気層８０は、
床下空間８２及び小屋裏空間８４と連通しており、さら
に１階８６と２階８８の間の通気層９０とも連通してい
る。壁の外装材９２及び屋根材９４には、多くのポケッ
ト部材９６が設けられており、このポケット部材９６は
上方では開口して下方で閉じている。したがって、ポケ
ット部材９６内で暖められた空気は開口部を通過して上
昇するが、ポケット部材９６内で冷えた空気はポケット
部材９６内にとどまるようにされている。この従来例
は、冬の寒冷地では外装材９２及び屋根材９４に照射す
る太陽熱を部屋の暖房に有効に利用できる。しかし、夏
には、太陽熱によって暖められたポケット部材９６内の
暖気が通気層８０に入り、内装材１０６の温度が上昇し
て室内に熱が放出されることになるので、この空気循環
構法は夏の温暖地には適さない。

そこで、このような欠点を改善した空気循環構法の第２
の例として、第９図(a)、(b)に示すように、壁を構成す
る外装材９２と内装材１０６との間に内外二重の通気層
９８，１００が形成された壁構造が提案されている。す
なわち、室外側の通気層９８と室内側の通気層１００と
は、板状の断熱材１０２によって仕切られた壁構造にな
っている。

このように住宅等の建築物の壁内部を断熱材１０２によ
って仕切り、二重の通気層９８，１００を形成すること
により、日射や温度等の外気条件の影響をいったん室外
側の通気層９８のみに伝達した後に、各通気層９８，１
００内の空気を循環させ、小屋裏空間８４もしくは床下
空間８２で混合させるようにしているので、壁表面もし
くは壁内の湿気を有効に取り除き、各室１２内を均一に
夏は涼しく冬は暖かくすることが理論的には可能であ
る。

しかし、このような二重の通気層９８，１００を有する
空気循環構法でも、外側通気層９８と内側通気層１００
とが床下空間８２および小屋裏空間８４で互いに連通し
ているので、夏の日中に外側通気層９８と屋根材９４の
内側で暖められた暖気の一部が第９図(a)に示す如く小
屋裏空間８４を通って内側通気層１００に流れたり、冬
の夜間に外側通気層９８と屋根材９４内側で冷却された
寒気が第９図(b)に示す如く床下空間８２及び小屋裏空
間８４を通って内側通気層１００に流れる。したがっ
て、各部屋１０４の内装材１０６が夏の日中には暖めら
れ、冬夜間は冷やされることになり、断熱保温性能の面
で十分でなかった。

発明の目的本発明は、上述した問題点を有効に解決すべく創案する
に至ったものであって、その目的とするところは空気循
環構法の利点を生かしつつ、その断熱保温性能を向上さ
せると共に、室内側の通気層を独立して温度制御可能と
することによって、好ましい室内温熱環境を形成するこ
とにある。

発明の概要上述した目的を達成するために、本発明は、第１に、 (a)１または２以上の部屋の内部空間を画する内被材
と、 (b)建築物の外郭を画する外被材と、 (c)上記外被材と内被材との間に、上記内被材を包括的
に囲繞して相互に連通せず密閉するよう張設した断熱区
画材とにより、 (d)上記断熱区画材と上記内被材との間に形成された内
側通気層と、 (e)上記外被材と上記断熱壁との間に形成された外側通
気層と、をそれぞれ具備することを特徴としている。

また第２に、本発明は、 (a)１または２以上の部屋の内部空間を画する内被材
と、 (b)建築物の外郭を画する外被材と、 (c)上記外被材と内被材との間に、上記内被材を包括的
に囲繞して相互に連通しないように密閉するよう張設し
た断熱区画材とにより、 (d)上記断熱区画材と上記内被材との間に形成された内
側通気層と、 (e)上記外被材と上記断熱壁との間に形成された外側通
気層と、 (f)上記外側通気層を貫通して内側通気層と建築物の外
被材外とを連通させる連通路と、をそれぞれ具備することを特徴としている。

上述の如く構成することにより、外側通気層と内側通気
層は、断熱材より成る断熱区画材によって完全に遮断さ
れて相互対流がなくなるとともに熱移動も抑制されるの
で、各部屋の断熱保温性が格段に向上する。しかも外側
通気層が外被材の内側にくまなく行渡り、また内側通気
層が内被材の裏側にくまなく行渡る構成となっているの
で、内外被材に結露が生じるのを有効に防止できる。ま
た、内側通気層を外側通気層と独立して温度制御可能な
ため、たとえば、内側通気層の下端部を床下空間と連通
したり、また、土中の冷温を利用するためのクール・チ
ューブ等と接続したりして、上端部を外気と連通するこ
とにより、夏季において、床下冷気を内側通気層に導入
して各部屋の均一な自然冷房が図られる。また、内側通
気層を太陽熱との熱交換機能を有する熱交換部と連通路
を通して連通することにより、冬季において太陽熱で暖
められた空気を内側通気層に導入して各部屋の均一な自
然暖房が図られる。

発明の具体的説明第１図(a)、(b)は本発明の第１の実施例を示す建築物の
概略断面図、第２図は同建築物の外壁の水平断面平面図、第３図は同建築物の壁の下部の垂直断面側面図、第４図は第３図のIV−IV線矢視断面図、第５図(a)、(b)は本発明の第２の実施例を示す建築物の
概略断面図、第６図(a)、(b)は本発明の第３の実施例を示す建築物の
概略断面図、第７図は第６図の熱交換部の部分拡大断面図である。

第１図(a)、(b)に示す如く、本発明では各部屋１０，１
２，１４，１６の内部空間を画する内被材１８と建物の
外郭を画する外被材２０との間に断熱区画材２２を配設
している。この断熱区画材２２は、たとえば板状の発泡
ポリスチレンに代表される発泡スチレン系樹脂、その他
の発泡プラスチックの断熱材から成り、たとえば４つの
部屋を包括的に囲繞する密閉形で構成され、これにより
断熱区画材の内外両側に相互に連通しない二重の通気層
２４，２６が形成されている。外側通気層２６は、断熱
区画材２２の側面周囲にくまなく行渡っているととも
に、小屋裏空間２８および土間空間３０とも相互に連通
している。なお外側通気層２６は外被材２０下部に形成
された換気口３２と屋根材３４の近くに形成された換気
口３６により外気と連通可能にされている。これら換気
口３２，３６は必要に応じて蓋３８，４０で閉じること
ができるようになっている。

一方、内側通気層２４は各部屋の内被材１８の裏側にく
まなく行渡っており、内被材１８と断熱区画材２２は一
部の支持部材（図示せず。）を除いて互いに接触しない
構造とされている。なお、天井側の断熱区画材２２ａは
内側通気層２４を有する完全に浮構造とするのは施工上
困難なので、部屋１０，１２の天井側内被材１８に当接
させる構造としてもよい。

なお、本発明で用いる「内被材」なる概念は、１または
２以上の部屋の内部空間を画する部材という意味であ
り、壁内被材、天井内被材、ないし床内被材を含む広い
意味で用いられる。また、本発明で用いる「外被材」な
る概念は、建築物の外郭を画する部材という意味であ
り、壁外被材、屋根外被材ないし床外被材を含む広い意
味で用いられる。

上述した建築物の実際の壁構造は、第２図に示すように
なっている。同図に示す如く、壁の外被材２０を構成す
る壁外被材２０ａの内側にやや薄い外側通気層２６が形
成され、この外側通気層２６の内側に２層の断熱区画材
２２を挾んでやや広い内側通気層２４が形成されてい
る。そしてこの内側通気層２４の内側に各部屋の内壁を
構成する内被材１８としての壁内被材１８ａが配設され
る構造となっている。壁内被材１８ａの裏面には必要に
応じて蓄熱材４２を付設してよい。なお第２図で４４，
４６は柱材である。

一方、壁の下部および床の構造は第３図および第４図に
示すようになっている。すなわち、土間コンクリート４
８の上に断熱区画材２２が配設され、この断熱区画材２
２の上にたとえば発泡ポリスチレン製の床材５０が配設
され、この床材５０の上にコンクリート等の蓄熱材４２
を挾んで床の内被材１８を構成する床内被材１８ｂが配
設される構造となっている。床の外被材２０としての土
間コンクリート４８の中には、土間空間をなすボイド
（void）５２がくまなく形成され、このボイド５２は外
側通気層２６の一部を構成している。また床材５０の中
には通路５４がくまなく形成され、この通路５４が内側
通気層２４の一部を構成している。なお、発泡ポリスチ
レンは断熱性、耐久性に優れた材料であるため、本発明
のこのような目的に良好に使用できる。

以上のように構成された建築物では、夏季において太陽
熱や外気によって壁外被材２０ａが加熱されると外側通
気層２６の空気が熱せられて小屋裏空間２８まで上昇す
る。しかし、小屋裏空間２８は断熱区画材２２によって
内側通気層２４と隔絶されているので、高温空気が内側
通気層２４に侵入することがなく、また断熱区画材２２
によって熱伝達も抑制される。このため、外側通気層２
６で熱せられた高温空気は内側通気層２４にほとんど影
響を及ぼすことなく、換気口３６から外部へ排出され
る。したがって各部屋１０，１２，１４，１６の冷房費
が節約できる。

なお、下側の換気口３２からは比較的低い温度の外気が
外側通気層２６内に導入されるので、外側通気層２６内
の空気温度は壁外被材２０ａの温度よりも低くなり、し
たがって、断熱区画材２２を壁外被材２０ａの裏側に直
接配設する場合に比べると、内側通気層２４に伝達する
熱量も低減できる。

次に、上述した建築物は、冬季においては、第１図(b)
に示す如く換気口３２，３６を蓋３８，４０で閉じてお
くことにより、十分な保温性を維持できる。すなわち、
換気口３２，３６を閉じることにより、外側空気層２６
が密閉状態となり、これによりたとえば日中の太陽熱で
壁外被材２０ａや屋根の外被材２０としての屋根外被材
３４が加熱されると、外側通気層２６や小屋裏空間２８
で暖まった空気が逃げにくく、いわゆる蓄熱作用を果す
ことにより、内側通気層２４から失われる熱量を抑制す
ることができる。なお、壁内被材１８ａの裏側に蓄熱材
４２を配設しておけば冬季夜間の暖房性能が一段と向上
する。

次に本発明の第２の実施例を第５図(a)、(b)に基づいて
説明する。この実施例は内側通気層２４の下端部を外被
材外と連通させる第１通路５６によって、建築物と地面
６０との間の床下空間５８に連通するとともに、内側通
気層２４の上端部を外被材外と連通させる第２通路６２
によって外気と連通したものである。その他は第１の実
施例と同様である。この実施例は夏季ないし温暖地にお
いて好適なもので、床下空間５８の冷気を利用して自然
冷房し、冷房費の大幅削減ないしは不要化を図るもので
ある。すなわち、床下空間５８は夏季あるいは温暖地で
も外気温より若干低温の空気が存在するので、この空気
を第１通路５６で内側通気層２４に導入すると、各部屋
の内装材１８の熱を奪った後、第２通路６２から自然に
または強制的に外部へ排出される。さらには、土中の低
温も利用して土中にパイプを埋め込み、空気を通して冷
風を作る、いわゆるクール・チューブ等を利用すれば、
この効果がより一層期待出来る。したがって、各部屋の
温度が外気温よりも低くなる。

床下空間５８の冷気の導入を効率的に行なうには、第１
通路５６に吸気手段としての吸気ファン６４を配設する
か、第２通路６２に排気手段としての排気ファン６６を
配設すればよい。なお、吸気ファン６４、排気ファン６
６の動力源としては、たとえば屋根などに配設した太陽
電池６８を使えばきわめて経済的である。

なお外側通気層２６を流れる空気の状態と作用は第１の
実施例と同様である。

次に第５図(b)は、冬季のときの第２の実施例の状態を
示したものであって、この場合は、第１通路５６および
第２通路６２に蓋７０，７２をして内側通気層２４の熱
が逃げないようにする。なお地面に蓄熱用の石７４を配
設するなどして、床下空間５８の温度が室内温度よりも
高い場合は、床下暖気を内側通気層２４に取り込むよう
にしてもよい。

次に本発明の第３の実施例を第６図(a)、(b)および第７
図に基づいて説明する。この実施例は南側の壁外被材２
０ａの外側に太陽熱を集める熱交換部７６を配設し、こ
の熱交換部７６の上下両端部を第１連通路７７及び第２
連通路７８によって内側通気層２４とを連通（連結）し
たものである。その他は第１の実施例と同様である。上
記熱交換部７６は屋根材３４の上に配設してもよい。こ
の実施例は冬季ないし寒冷地において好適なもので、太
陽熱を利用して自然暖房し、暖房費の大幅削減ないし不
要化を図るものである。すなわち、熱交換部７６で暖め
られた空気は、第１連通路７７を通って内側通気層２４
に導入され、内側通気層２４内を自然対流しながら各部
屋の内装材１８を暖めるので、各部屋の温度が上昇す
る。この場合、換気口３２，３６には蓋３８，４０をし
ておき、内側通気層２４の熱が外部へ逃げにくくしてお
く。なお、天気が悪いときや夜間は内側通気層２４の熱
が熱交換部７６から逃げないように、第６図(b)に示す
如く第１連通路７７、第２連通路７８に蓋７９をしてお
く、第７図は第１通路７７付近の壁の断面を示したものであ
って、このように第１連通路７７の高さを１階の部屋１
４（１６）の天井よりもやや下の所に位置させておけ
ば、熱交換部７６で暖められた空気が１階の天井と、２
階の床および天井に行渡って全体的な暖房効果が得られ
る。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、
上記実施例にのみ限定されるものでなく、その技術的思
想の範囲内において、各種の変形が可能である。たとえ
ば上記実施例では、４つの部屋１０，１２，１４，１６
を有する建築物を示したが、部屋数は１つであっても本
発明の効果は得られる。

発明の効果本発明は第１に、外被材と内被材との間に相互に連通し
ない内外二重の通気層を形成しているので、両通気層の
空気の対流を防止できるとともにこれら通気層が断熱作
用をなし、加えて両通気層が断熱区画材で隔絶されてい
るので外被材と内被材との間の熱伝達を大幅に低減で
き、これにより厳しい外部環境を緩和した、いわゆる二
次環境を内被材の周囲に形成できて断熱、保温性に優れ
た建築物を実現でき、また外側通気層と内側通気層はそ
れぞれ外被材、内被材の裏側にくまなく行渡る構成であ
るから、上記断熱作用と相埃って内外被材に結露が生ず
るのを防止でき、建築物の耐久性を向上させることがで
きる。

また、本発明は第２に、上述した効果に加え、内側通気
層の下端部を第１通路で床下空間と連通するとともに、
内側通気層の上端部を第２通路で外気と連通しているの
で、内側通気層内に床下冷気を導入して、上述した断熱
性と相埃って各部屋の効果的自然冷房を図ることができ
る。

また本発明は第３に、上述した効果に加え、太陽熱との
熱交換をなす熱交換部を内側通気層に適宜連通できるよ
うにしたので太陽熱で内側通気層を暖めることができ、
上述した保温性と相埃って効果的自然暖房を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)、(b)は本発明の第１の実施例を示す建築物の
概略断面図、第２図は同建築物の外壁の水平断面平面図、第３図は同建築物の壁の下部の垂直断面側面図、第４図は第３図のIV−IV線矢視断面図、第５図(a)、(b)は本発明の第２の実施例を示す建築物の
概略断面図、第６図(a)、(b)は本発明の第３の実施例を示す建築物の
概略断面図、第７図は第６図の熱交換部の部分拡大断面図、第８図は空気循環構法に係る従来の建築物の壁の断面
図、第９図(a)、(b)は二層式空気循環構法に係る従来の建築
物の概略縦断面図である。１０，１２，１４，１６……部屋１８……内被材、２０……外被材２２……断熱壁、２４……内側通気層２６……外側通気層、３２，３６……換気口５６……第１通路、６２……第２通路７６……熱交換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】(a)１または２以上の部屋の内部空間を画
する内被材と、 (b)建築物の外郭を画する外被材と、 (c)上記外被材と内被材との間に、上記内被材を包括的
に囲繞して相互に連通せず密閉するよう張設した断熱区
画材とにより、 (d)上記断熱区画材と上記内被材との間に形成された内
側通気層と、 (e)上記外被材と上記断熱壁との間に形成された外側通
気層と、をそれぞれ具備したことを特徴とする建築物の空気循環
構造。
【請求項２】(a)１または２以上の部屋の内部空間を画
する内被材と、 (b)建築物の外郭を画する外被材と、 (c)上記外被材と内被材との間に、上記内被材を包括的
に囲繞して相互に連通しないように密閉するよう張設し
た断熱区画材とにより、 (d)上記断熱区画材と上記内被材との間に形成された内
側通気層と、 (e)上記外被材と上記断熱壁との間に形成された外側通
気層と、 (f)上記外側通気層を貫通して内側通気層と建築物の外
被材外とを連通させる連通路と、をそれぞれ具備したことを特徴とする建築物の空気循環
構造。
【請求項３】上記内側通気層の下端部に、外被材外と連
通する第１通路と、上記内側通気層の上端部に外被材外と連通する第２通路
と、をそれぞれ具備したことを特徴とする請求項第２項に記
載の建築物の空気循環構造。
【請求項４】内側通気層の下端部の第１通路が建築物の
床下空間と連通した請求項第３項に記載の建築物の空気
循環構造。