JPH081314B2

JPH081314B2 - 家屋

Info

Publication number: JPH081314B2
Application number: JP13682787A
Authority: JP
Inventors: 英喜滝口
Original assignee: 株式会社アイジー技術研究所
Priority date: 1987-05-30
Filing date: 1987-05-30
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPS63302232A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はエアサイクル構造の家屋において、省エネを
図ってより効率よく暖房、除湿、涼しくした家屋に関す
るものである。

〔従来の技術〕

パッシブエアサイクル家屋の暖房は太陽熱だけを壁面
から集熱し、床下換気口、小屋裏換気口を閉める構成で
あり、冷房は床下換気口と小屋裏換気口を開くだけの構
成であり、家屋内の中央部には特に太陽光、熱を導出す
ることもなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この家屋では冬、曇、雪、雨の日は暖
房の熱量が不十分であり、ストーブ等の補助暖房が必要
であった。しかし、この際は各換気口を閉塞しているた
め空気が悪くなり不健康となる。また、暖かい空気は小
屋裏空間に溜り、冷気が床下空間に溜り、小屋裏空間の
暖気を暖房のために床下に導出することもできるが、床
下に平均に分散して供給することができず、しかも、新
鮮空気でない汚れに空気を循環することになる欠点があ
った。さらに、夏は小屋裏換気口を開放し、換気扇で排
気するだけであり、床下空間および床下地面の冷熱源の
利用が生かされず、十分な涼しさを得ることができなか
った。しかも、冷暖房の両機能は蓄熱量が小さく、家屋
全体に平均に暖かさ、涼しさを得ることができなかっ
た。その上、家屋、特に密集地等での日射は家屋中央に
到達せず、薄暗く、衛生的にも良くない欠点があった。

〔問題点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、パッシブエ
アサイクル構造の家屋または外断熱構造の家屋に土間か
ら熱源を平均、かつ蓄熱量大のコンクリート内に平均に
分配して埋設した土間暖房機を設け、しかも、床下地面
に平均に分散配列し、その一端を開閉可能な床下換気口
に接続した外気供給用の吸、排気用パイプを設置し、こ
の吸、排気用パイプを小屋裏空間へ接続する送給ダクト
を設け、また小屋裏空間に内、外気の熱交換を行う熱交
換気を配設し、さらに、室内への太陽光、熱の少なくと
もいずれかを導出する照射機構とを備え、家屋全体を床
下から省エネルギーで、かつ健康的（自然に）冷暖房を
行い、しかも内、外気の換気を十分にして高気密、高断
熱による結露、有害ガスの発生、滞留を排除し、その
上、室内中央部の明るさを倍加してより明るく、健康的
で、自然環境に近い状態の居住空間とし、人間の健康と
家屋の耐久性を改善した家屋を提供するものである。

〔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
いて詳細に説明する。第１図、第２図は上記家屋の夏と
冬の場合の動作を示すものであり、図において、1は家
屋で外断熱構造、または図示しないパッシブエアサイク
ル構造のいずれかからなり、23は床暖房機、25はエアサ
イクル補強関連機器、37は照射機構である。すなわち、
家屋1は屋根２、外壁９、内壁11、小屋裏空間12、小屋
裏換気口13、部屋空間14、床下空間15、土間コンクリー
ト16、床下地面17、基礎18、床下換気口19、各換気口用
の開閉可能な蓋装置（逆止弁付き含む）20、コンクリー
ト可能な換気扇21、エアサイクル路22から構成したもの
である。さらに説明すると、屋根２は例えば第３図
（ａ）、（ｂ）、外壁９は例えば第４図（ａ）〜（ｃ）
に示すように形成するので、第３図（ａ）は屋根材３、
エアサイクル用の通気路４、ポリウレタンフォーム、フ
ェノールフォーム等のプラスチックフォーム、ロックウ
ール、グラスウール等の１種以上からなる断熱材５、ア
スファルトフェルト６、野地板237、垂木８からなり、
（ｂ）図は屋根材３、断熱材５、アスファルトフェルト
６、野地板７、垂木８から形成したものである。また、
外壁９は第４図（ａ）〜（ｃ）に示すようにエアサイク
ル用の通気路４を一層、または２層形成したものであ
り、（ａ）図は断熱材付外装材10、通気路４、内壁11と
した外壁９であり、（ｂ）図は外装材10aと断熱材５の
（単体、複合板、サンドイッチ構造）、通気路４、内壁
11とした外壁９である。また、（ｃ）図は集熱用外装
材、例えばモルタル壁10b、通気路４、4a、断熱材５、
内壁11のように形成し、通気路4aはパッシブエアサイク
ル構造の外壁９であり、エアサイクルをより増大させ、
かつ断熱性の強化に役立つものである。また、小屋裏空
間12には熱交換機34、送給ダクト32、吸気パイプ36等を
設置する構成としたものである。さらに、土間コンクリ
ート16は例えば第５図（ａ）〜（ｃ）に示すように形成
するものであり、（ａ）図は床下地面17の全面にコンク
リート下地層16a、プラスチックフォーム系、グラスウ
ール系、ロックウール系の断熱材５、土間暖房機23用の
中空パイプ24を埋設するコンクリート上地層16bとから
構成した土間コンクリート16、（ｂ）図は（ａ）図にお
いてコンクリート下地層16aを除去した土間コンクリー
ト16、（ｃ）図は床下地面17、防水シート16c、断熱材
５、コンクリート上地層16bのように形成したものであ
る。なお、土間暖房機28の中空パイプ24は平均に配設す
ると共に、少なくとも１系統以上の循環可能に例えば第
７図（ａ）、（ｂ）に示すように配設したものである。
また、基礎18は第６図（ａ）〜（ｃ）に示すように内、
外側にプラスチックフォーム系の断熱材５を貼着し、
内、外部への放熱を防止するものである。また、エアサ
イクル路22は小屋裏空間12、内、外壁11、９間の通気路
４、部屋空間14、床下空間15からなるものである。土間
暖房機23は図示しない熱源としてボイラ、地熱、太陽
熱、電気等を家屋1の内、外、屋根上に設け、これにポ
ンプ等を介して循環可能に熱媒体（水、フロン、蒸気
等）を循環させる中空パイプ24（ヒートパイプも含む）
を土間コンクリート16の全面、あるいはほぼ全体に、も
しくは主要部に平均に分配したものである。なお、土間
コンクリート16は蓄熱層としても機能するものである。
また、エアサイクル補強関連機器25は小屋裏換気口13、
床下換気口19に付加した換気扇21、床下換気口19に接続
したダクト26、土間コンクリート16上に配設した分配用
ダクト27、吸、排気用パイプ28、中間換気扇31、送給ダ
クト32、弁機構33、熱交換機34、連結パイプ35、吸気パ
イプ36とから構成し、エアサイクル路22の機能を強化す
ると共に、条件によってエアサイクル等をコントロー
ル、正逆転させたりして、家屋1内を平均に、かつ土間
から小屋裏空間12までを暖かく、もしくは自然の速さで
冷却すると共に、新鮮な空気を外部から家屋1内へ加
温、除湿して供給するのに有用なものである。さらに説
明すると、ダクト26の一端は第８図に示すように逆止弁
20aを有するものであり、床下換気口19に連結し、他端
は換気扇21を介して分配用ダクト27に連結したものであ
る。また、吸、排気用パピプ28は第９図に示すように分
配用ダクト27の左右に平均に配列し、上記パイプ28の周
囲に丸、角、長方形、直線の貫通孔、あるいはスリット
29を形成し、エアの吸、排気を平均に行えるようにし、
かつ必要に応じて端部にキャップ30を設けたものであ
る。また、送給ダクト32は分配用ダクト27の換気扇21
（ここでは中間換気扇機能）の出口に一端を接続し、他
端を小屋裏空間12に設け、この上端部に弁機構33（例え
ば逆止弁）、中間換気扇31とから構成したものである。
さらに、熱交換機34は新鮮な外気と内気間の熱交換を行
うものであり、例えば第10図（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に内気をパイプ34a内を通過させ、外気をその空間34bを
通過させるようにしたものであり、その径、長さは適宜
に目的に応じて設定し、連結パイプ35によって外気とそ
れぞれ連結されている。また、吸気パイプ36は小屋裏空
間12内の暖かい空気を吸引するパイプであり、例えば第
11図に示すように小屋裏空間12内に吸気しやすく１本、
もしくは第９図と同じように複数本を配設し、その外周
から空気を吸気するように形成したものである。なお、
第11図に示す吸気パイプ36は外周に前記したようなスリ
ット29を穿設し、かつ中間換気扇31を設け、吸気を確実
に行うものである。さらに、前記した連結パイプ35は第
１図、第２図に示すように連結して内、外気の熱交換を
行うものである。また、照射機構37は第12図に示すよう
に集熱部38と熱、光の伝導管41と反射部45とから構成し
たものであり、主に屋根２上に突出させて太陽光、熱の
集光、集熱すると同時に光、熱、あるいは必要に応じて
光だけを部屋空間14内に伝達するもので、部屋空間14内
の明るいさと健康の向上、および畳等の殺虫をも行うも
のである。さらに説明すると、集熱部38はプラスチッ
ク、ガラス等の透光なカバー39、集光レンズ40とからな
り、カバー39は防水性、防風性で、かつ全方位性の半
球、円錐、角錐の形状である。また、集光レンズ40は使
用、不使用を適宜に選択できると共に、集光した光によ
って発火等を生起しない構造とするものである。伝導管
41は反射効率のよいステンレス鋼筒、アルミニウム管自
体、あるいは銀筒、アルミニウム箔をガラス、鋼材で形
成した筒体内壁にコーテングした筒体42と断熱層43と必
要に応じて設ける外覆材44とからなり、反射部45はミラ
ー、プリズム等で光の方向を任意に変えるものである。
46は蓄熱石で吸、排気用パイプ28の周囲、あるいは土間
コンクリート16上に平均に分散せしめたものである。

次に家屋におけるエアの流れ、各機構の動作について
説明する。すなわち、第１図は夏の場合の動作等を示
し、第２図は冬の場合を示す。そこで、第１図におい
て、小屋裏換気口13、床下換気口19が全部開で、かつ各
換気扇21が駆動しており、弁機構33は閉、吸気パイプ36
側の中間換気扇31は必要に応じて稼動し、照射機構37の
集光レンズ40は着脱容易な機構によって取りはずされて
いるか不透光材で集光レンズ40で覆われ、土間暖房機23
は停止していると仮定する。そこで、床下換気口19の換
気扇21によって外気が分配用ダクト27、吸、排気用パイ
プ28、スリット29を介して床下空間15に圧力によって吹
き出し、土間コンクリート16付近の冷気と混合すると共
に、床下空間15に圧力を付加する。この際、床下換気口
19では図示しない逆止弁によって冷気、外気の外部への
漏洩が阻止されるためその圧力は通気路４を通って小屋
裏空間12へ伝導され、押し上げられた空気はそこから外
部へと放出される。一方、小屋裏換気口13と熱交換気34
からは矢印で示すように小屋裏空間12内の空気を外部へ
放出して圧力と熱気を低減し、エアサイクルを容易にす
る。勿論、小屋裏換気口13に換気扇21が装着されていな
い場合は、圧力による作用で外気へ放出される。従っ
て、日中の暑い時、夜間の熱帯夜の時に換気扇21を駆動
することで冷房効果を得ることができる。また、土間コ
ンクリート16に埋設した中空パイプ24の水を夜間冷却
し、土間コンクリート16に冷熱を蓄えておき、日中の高
温時に換気扇21が駆動して冷熱を取り出し、家屋全体を
自然の温度で涼しくする。勿論、照射機構37からは必要
に応じて光が部屋空間14の中央部、家屋1の中央部へ案
内されて明るい居住空間となる。

次に冬の場合について説明する。まず、全小屋裏換気
口13、全床下換気口19を閉とし、土間暖房機23はボイラ
によって加温され、エアサイクル補強関連機器25は全て
稼動し、照射機構37も光、熱を利用できる状態となって
いる。そこで、暖かい空気を土間→床下空間15→部屋空
間14→小屋裏空間12→吸気パイプ36から熱交換気34を経
て放出される。一方、新鮮で、冷たい外気は連結パイプ
35→熱交換機34→連結パイプ35→中間換気扇31→弁機構
33→送給ダクト32→分配用ダクト27→吸、排気用パイプ
28へと送給され、床下空間15にある程度加温された状態
で送給され、床下空間15へ放出される。そこで、土間暖
房による熱気と混合されて、前記した流れで上昇すると
共に、空気を新鮮なものとする。また、照射機構37は太
陽光と熱を部屋空間14に案内するため、暖かく、明るい
居住環境とする。

以上説明したのは本発明の一実施例にすぎず、エアサ
イクル路で、部屋空間14内に適宜のセンサを設置し、こ
れによって各機器をON−OFFすることもできる。また、
土間暖房の代わりに床暖を利用したり、照射機構37を第
13図（ａ）、（ｂ）に示すように夏、冬に分けた集熱部
38を形成することもできる。

また、本発明に係る構造を軸組構造、２×４構造、プ
レハブ構造においても用いることができる。さらに外壁
と通気路４間、内壁11と通気路４間に防水性、通気性の
あるシート、例えば商品名タイベック（デュポン社製）
を張設し、通気をより効果的にすることもできる。ま
た、照射機構37を前部除去した家屋とすることもでき
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、家屋全体
にエアサイクル路を形成すると共に、エアサイクル補強
関連機器を介在したため、家屋の空間を全体的にしか
も、平均にエアサイクルでき、夏は涼しく、冬は暖かい
家屋にすることができる。また、新鮮空気を床下空間に
供給し、かつ冬は熱交換してそこから上昇させるためガ
ス中毒などもなく、かつ結露の発生もない。さらに、土
間暖房の構造とし、しかも熱容量を大きくして蓄熱作用
を土間コンクリートにもたせたため省エネルギーが図れ
る。また、照射機構は家屋の中央部を明るくでき、健康
にすぐれる。その他、家屋内全体をエアサイクルするた
め、家屋の耐久性を向上できる。等の特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る家屋の一実施例を示す説
明図、第３図（ａ）、（ｂ）は屋根の一例を示す説明
図、第４図（ａ）〜（ｃ）は外壁の構造を示す説明図、
第５図（ａ）〜（ｃ）は土間コンクリートの構成を示す
説明図、第６図（ａ）〜（ｃ）の基礎部の一例を示す説
明図、第７図（ａ）、（ｂ）は床暖房機用の中空パイプ
の配列の一例を示す説明図、第８図は床下換気口の構成
例を示す説明図、第９図は分配用ダクトを示す斜視図、
第10図（ａ）〜（ｃ）は熱交換機の一例を示す説明図、
第11図は吸気パイプの一例を示す説明図、第12図は照射
機構の一例を示す説明図、第13図（ａ）、（ｂ）は集熱
部のその他の実施例を示す説明図である。1 ……家屋、９……外壁、11……内壁、12……小屋裏空
間、13……小屋裏換気口、15……床下空間、19……床下
換気口、21……換気扇、22……エアサイクル部、23……
土間暖房機、24……中空パイプ、25……エアサイクル補
強関連機器、27……分配用ダクト、28……吸、排気用パ
イプ、32……送給ダクト、34……熱交換機、35……連結
パイプ、37……照射機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パッシブエアサイクル構造、または外断熱
構造の家屋において、開閉可能な蓋装置を設置した床下
換気口と、該床下換気口に接続したダクトと、該ダクト
の出口に換気扇を介して接続した床下空間の床下地面に
ほぼ平均に分散配設した吸、排気用パイプと、上記換気
扇の出口と上記吸、排気用パイプ間に一端を、他端を小
屋裏空間に接続し、その小屋裏空間に弁機構と中間換気
扇とを介在した送給ダクトと、小屋裏空間の空気を吸引
する吸気パイプと、前記送給ダクトと吸気パイプの一端
に接続すると共に各端縁を家屋外へ導出する熱交換機
と、屋根上に突出し太陽光、熱を全方位で集光、集熱
し、部屋空間に伝導する照射機構と、前記床下地面に中
空パイプを循環可能に配列すると共にコンクリートに埋
設した土間暖房機とから構成したことを特徴とする家
屋。