JPH0833240B2

JPH0833240B2 - 家屋

Info

Publication number: JPH0833240B2
Application number: JP33561787A
Authority: JP
Inventors: 光彦荻野; 聖一富田; 英喜滝口
Original assignee: 株式会社アイジー技術研究所
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH01179832A

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が
少なく、かつ、居住空間の換気機能をも有すると共に、
土間暖房を有する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湿等さ
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
ず、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、居住空間と
小屋裏空間とを連通化したこと、また熱交換器を介し
て、吸、排気を行うことにより、熱損失の少なく換気を
可能にしたこと、床下空間の土間に土間暖房部を形成
し、これに外壁及び、屋根に設けた太陽熱を集熱するコ
レクターからの熱を加えられるよう集熱、分散ダクトを
形成し、冬期間のエネルギー使用を低減して家屋全体の
暖房を図ったこと、また夏期間にあっては集熱ダクトに
つながるファンを停止し、熱交換器、換気扇の作用によ
り、内外部の熱の流通を無くし、冷房効率を上げること
で、居住性、耐久性を向上した家屋を提案することであ
る。

〔作用〕

熱損失の少ない換気を可能にし、集熱コレクターをに
よって冬期間のエネルギー使用を低減して家屋全体の均
一暖房を図ったこと、夏期間では、外部からの熱の流入
を無くし、冷房効率を上げることで、居住性、耐久性を
向上する作用がある。

〔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の代表的一例を
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、６は壁コレクター
空間、８は屋根コレクター空間、10は通気空間、11は吸
排気口、12は熱交換器、14は給気口、15は換気扇、16は
妻換気ダクト、17は集熱ダクト、18は分散ダクト、19は
ファン、20から24はパイプ、27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は家屋
Ａの内部において内壁９、天井25、床26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12を経て吸気された外の空気を拡散ファン13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、壁コレクター空間６へ
暖かい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は居住者の日常生活を営む空間であり、小屋裏
空間１とは給気口14によって結ばれている。この給気口
14は小屋裏空間１内の空気を居住空間２に送るための通
路であり、単なる孔状、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ヶ所に
は換気扇15を配設している。この換気扇15はパイプ22に
よって熱交換器12に連結されており、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12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26によって区分された空間であり、通気空間10を
介して小屋裏空間１と連通化された空間である。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
によって囲まれた部分である。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、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６、屋根コレクター空間８のグループの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。壁コレクター空間６は外壁５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
８は屋根７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６と屋根コレクター空間８は連続したも
のであり、外壁５、屋根７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、壁コレクター空間
６の下部（土台付近）は、小屋裏空間１内に配設された
妻換気ダクト16とパイプ23によって連結されており、小
屋裏空間１内の空気が直接壁コレクター空間６に供給さ
れる。この供給された空気は、壁コレクター空間６では
外壁５を介して、また屋根コレクター空間８では屋根７
を介して太陽熱によって暖められ、屋根コレクター空間
８の棟付近に配設した集熱ダクト17によって集められ、
ファン19を介し、パイプ24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６、屋根コレクター空
間８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、集熱ダクト17、
ファン19は屋根コレクター空間８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
ヶ所の温度以上になった場合のみ作動するものである。
分散ダクト18は床下空間３内に配設されたものであり、
集熱ダクト17、ファン19とパイプ24によって連結されて
おり、壁コレクター空間６、屋根コレクター空間８によ
って暖められた空気を床下空間３内に分散させるための
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18a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）、（ｂ）に示すように配したも
の等である。通気空間10は内壁９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10は床下
空間３に分散された暖かい空気を小屋裏空間１に移動さ
せることにより、居住空間２の内壁９付近の冷気を除去
するためのものである。熱交換器12は例えば第５図に示
すような構造で、ダクト12a、12bを吸排気口11とパイプ
20、21で連結し、またダクト12dを換気扇15とパイプ22
で連結し、ダクト12cを拡散ファン13と連結したもので
ある。すなわち熱交換器12は吸排気口11、パイプ20を介
してダクト12aから新鮮な空気を取り入れ、ダクト12cか
ら拡散ファン13によって小屋裏空間１に空気を放出する
際にダクト12dからダクト12b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13は小屋裏空間１にて、熱交換器
12を介して得られた新鮮な空気を拡散させることによ
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27は床下空間３内を加温するものであ
り、居住空間２に床26、内壁９を通して暖房するもので
ある。この土間暖房部27は第６図に示すように断熱層2
8、補強ベースコンクリート層29、温水パイプ30、土間
コンクリート層31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28、主に硬質のプラスチックフォ
ーム、例えば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独立気泡発泡組織で圧縮
強度のある素材の少なくとも１種からなり、厚さ10〜10
0mm程度、密度30〜100kg/m³程度である。補強ベースコ
ンクリート層29は温水パイプ30内に、万一水が貯留し、
これが凍った際に、温水パイプ30が破裂するのを土間コ
ンクリート層31とサンドイッチすることによって防止す
るためと、温水パイプ30の配管を容易にするためのもの
である。また温水パイプ30は、例えば第７図に示すよう
に配管するものであり、熱源32から補強ベースコンクリ
ート層29上の出入口までは、断熱層30aで被覆した構成
としたものである。土間コンクリート層31は補強ベース
コンクリート層29上に配管した温水パイプ30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１図および第２図を用い
て説明する。まず、冬期について説明すると、第２図に
示すように、外部Ｂから家屋Ａ内に吸排気口11から取り
入れられた空気は熱交換器12を介し、拡散ファン13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内は、熱交換器12から供給される空気のため圧力が増
加し、この圧力により給気口14を通って居住空間２に入
る。居住空間２内の空気は各部屋間に分散し、最終的に
換気扇15を介して熱交換器12に運ばれ、パイプ21を通っ
て吸排気口11から外部に放出される。一方小屋裏空間１
内の空気は妻換気ダクト16からパイプ23を通り壁コレク
ター空間６の下部にも導かれる。壁コレクター空間６で
は外壁５を介して太陽熱によって暖められ上昇し、屋根
コレクター空間８に移動する。屋根コレクター空間８で
は屋根７を介して太陽熱により、より暖められ棟部分に
設けた集熱ダクト17に移動する。この暖められた空気は
集熱ダクト17によりファン19を介してパイプ24を通り床
下空間３に配した分散ダクト18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27によ
って空気が暖められ、床26を介して居住空間２を暖める
と共に、分散ダクト18から放出される空気の圧力、およ
び暖かい空気の持つ性質により通気空間10に移動し、通
気空間10内を上昇し、小屋裏空間１に移動する。この小
屋裏空間１に移動した空気は、前記したように居住空間
２へ、あるいは壁コレクター空間６へと移動する。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
の流出を最小限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、特に外部Ｂが家屋Ａ内より暑い場合集熱ダクト17か
ら分散ダクト18への途中のファン19を停止することによ
り、壁コレクター空間６、屋根コレクター空間８の空気
の流れを止め、これらを断熱層として利用することによ
り、家屋Ａの内、外部の熱の流通を無くし、冷房を効率
よく行うことができるものである。また、外部Ｂの気温
が家屋Ａ内より低くなった場合は、第２図に示すように
空気を循環させ、屋根コレクター空間８、壁コレクター
空間６を放熱層として利用することもできる。

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図において点線で示すように、集熱ダクト
17と分散ダクト18を結ぶパイプ24の一部を居住空間２内
における放熱器33とすることもできる。また吸排気口11
は第１図では土台付近に形成しているが、軒天等の屋根
７近傍に設けることもできる。さらに熱交換器12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18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８図（ａ）〜（ｈ）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18
bのみからなる分散ダクト18、（ｂ）、（ｃ）図は主体1
8b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18cで被覆して保形性を向上
した分散ダク18、（ｄ）〜（ｈ）図は主体18bの外側面
をシート状物18dで被覆したものであり、（ｄ）図はス
リット18eを形成した分散ダクト18、（ｅ）〜（ｇ）図
はシート状物18dの一部にフリー端18fを形成した分散ダ
クト18、（ｈ）図は主体18bの一部を露出させた分散ダ
クト18である。なお、（ｄ）〜（ｈ）図におけるシート
状物18dは通気性、不通気性のどちらでもよいが、
（ｄ）〜（ｇ）図において不通気性のものを用いた場
合、スリット18e、フリー端18fが弁的機能を果たし、分
散ダクト18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、温水パイプ30は第９図
に示すように配管することも可能である。また、図示し
ないが土間コンクリート層31上に砂、砂利、玉石、石
灰、もみ殻、大石、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34を敷設し、
その上に断熱層28を敷設することもできる。また、外壁
５の土間部分に、蓋機能を備えた開口部を設け、冬期は
閉塞し、夏期は開放すると共に集熱ダクト17を外部Ｂと
連続するようにして第10図に示すような空気の流れとす
ることもできる。すなわち、家屋Ａの空気の流れを２つ
とし、１つは外部Ｂ→熱交換器12→小屋裏空間１→居住
空間２→熱交換器12→外部Ｂとし、もう１つを外部Ｂ→
壁コレクター空間６→屋根コレクター空間８→外部Ｂと
することもできる。また熱源32としてヒートポンプ式の
ものを用い、夏期において温水パイプ30内に冷水を通水
することも可能である。

〔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、排気はすべての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。夏期においては気密断
熱層と共に壁コレクター空間、屋根コレクター空間をも
断熱層として機能させることができる。居住空間の換
気も同時に行うことができる。冬期においては土間暖
房を働かせるため、居住空間における床付近、および内
壁付近の冷気を除去し、居住性が向上する。床下空間
に地面からの湿気が直接に供給されるのを防止でき、結
露の発生を抑制できる。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一例を示す説明図、
第２図は空気の流れを説明するブロック図、第３図、第
４図（ａ）、（ｂ）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（ａ）〜（ｈ）、
第９図、第10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、６……壁コレクター空
間、８……屋根コレクター空間、10……通気空間、12…
…熱交換器、15……換気扇、27……土間暖房部、28……
断熱層、29……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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−115634（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−142427（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−294833（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小屋裏空間１、居住空間２、床下空間３を
気密断熱層４によって閉塞すると共に、該気密断熱層４
と外壁５間には壁コレクター空間６を形成し、また気密
断熱層４と屋根７間には屋根コレクター空間８を形成
し、かつ、該壁コレクター空間６と屋根コレクター空間
８を連通化し、また、前記気密断熱層４と内壁９間には
床下空間３と小屋裏空間１とを連通化させるための通気
空間10を形成し、小屋裏空間１と居住空間２とは給気口
14によって連通化しており、また小屋裏空間１には妻換
気ダクト16、屋根コレクター空間８には集熱ダクト17、
床下空間３には分散ダクト18、居住空間２には換気扇15
を配設すると共に、家屋Ａ内部の任意位置に熱交換器12
を配設し、かつ家屋Ａの内外部を結ぶ吸排気口11を少な
くとも１ヶ所形成しており、該吸排気口11と熱交換器1
2、集熱ダクト17と分散ダクト18、妻換気ダクト16と壁
コレクター空間６の下部、換気扇15と熱交換器12をそれ
ぞれパイプ20〜24によって連結すると共に、床下空間３
における土間を、硬質のプラスチックフォーム等からな
る断熱層28と、補強ベースコンクリート層29、温水パイ
プ配管30、この温水パイプ30をコンクリートで埋設した
土間コンクリート層31の順に積層して一体に形成してい
ることを特徴とする家屋Ａ。