JPH1172248A - 家 屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高気密型家屋において、家屋内外部の熱の出
入を最小とし、冷暖房を効率よく行うと共に、耐久性を
向上した家屋とし、かつ、人体に悪影響を与える有害化
合物を検出でき、速やかに居住者に対して警告、警報を
行える家屋とすることである。 【構成】 小屋裏空間１、居住空間２、床下空間３から
なり、小屋裏空間１と床下空間３を内壁８、外壁間の壁
内空間１０にて連通化し、空間を囲んでいる屋根、外壁
に屋根断熱気密層６、外壁断熱気密層７を形成すると共
に、また、居住空間２内に給気口９と排気口１１を配設
し、排気口１１と家屋Ａ内に配した熱交換器Ｄとを連結
することで、居住空間２の空気を熱交換器Ｄを介して外
部へ放出し、一方、外部の空気を熱交換器Ｄを介して床
下空間３へ放出するようにし、給気口９から居住空間２
内に取り入れ、かつ、家屋Ａ内の１ヶ所に、空気中に含
まれる有害化学物質を検出するセンサー２０と、センサ
ー２０からの信号により警告、警報を行う警告警報装置
２１とを備えた家屋Ａである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家屋の内外部の熱の出入
を最小とし、冷暖房を効率よく行うと共に、耐久性を向
上した家屋とし、高気密型家屋において、空気中に含ま
れるホルムアルデヒド、ＶＯＣ、農薬系防腐・防虫・白
蟻駆除剤等の人体に悪影響を与える有害化合物を検出出
来、速やかに居住者に対して警告、警報を行える家屋に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の家屋では、壁体等に断熱材を配設
すると共に高気密化することにより居住性を向上してき
た。そして、省エネルギーが叫ばれる現在、外壁や屋根
に気密層、断熱層を配し、開口部にはアルミや樹脂を用
い、かつ、ガラスをペアガラスとしたサッシを使用し
た、所謂、高断熱・高気密型の家屋が一般化し、熱損率
の少ない省エネルギー型の家屋が一般化してきている。
上記のように高断熱・高気密型の家屋とした際は、外気
と家屋内の内気とが気密層により遮断されるので、外気
と内気との換気を計画的に行わなければならない。しか
しながら、断熱や気密の面のみが重用視され、換気を無
視したアンバランスの家屋が建設されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな家屋では主柱、間柱等から発生した湿気、および居
住空間内で居住者や暖房器から発生した水分が小屋裏空
間内や壁体内部において結露し、家屋と耐久性を損なう
不利があった。しかも、特に冬期において、居住空間内
で発生した熱は天井を介して小屋裏空間に溜り、居住空
間の温度差を招く不利があった。また、近年社会問題化
になりつつあるのが、家屋内の室内空気汚染である。す
なわち、家屋の建築部材に使用される様々な接着剤、木
材にあらかじめ処理される防腐剤、防虫剤、防蟻剤等か
ら経時的に排出される有害化合物が、高気密の家屋内の
空気に停滞してしまい、換気されないまま、居住者の脳
・神経系や呼吸器系、免疫系にダメージを与えてしまう
という課題が発生してきた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するため、外壁および屋根に断熱気密層を形成す
ることにより家屋の内外の熱の出入を阻止すると共に、
小屋裏空間あるいは床下空間に熱交換器を設置し、家屋
内外の空気を熱交換器を介して吸排気することにより、
熱効率を損なうことなく換気を行い結露を防止し、耐久
性の向上を図ると共に、しかも、少なくとも家屋内の１
ヶ所に、空気中に含まれる有害化学物質を検出するセン
サーと、センサーからの信号により警告、警報を行う警
告警報装置とを備えた家屋とすることで、空気中の有害
化学物質が一定値を越えた際に、速やかに居住者にその
旨を警告、警報し、換気を促すと共に、必要な換気量の
目安を教え、省エネルギーを維持しつつ、居住者の健康
に配慮した家屋を提案するものである。

【０００５】

【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。図１、図２は上記家屋Ａ
の代表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４、床５によっ
て区切られた家屋Ａの内部空間である。

【０００６】６は屋根断熱気密層、７は外壁断熱気密層
で、少なくとも家屋Ａの内部と外部の空気の出入と熱の
出入りを遮断するものであり、副次的に防音性、防水
性、防火性、防湿性を有するものである。さらに説明す
ると、屋根断熱気密層６、外壁断熱気密層７はそれぞれ
ボード状、マット状、シート状のもの、あるいは屋根
材、外壁材と一体になっているもの、等である。

【０００７】前者の例としては、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、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、木片セメント板、木毛セメント板、グラスウ
ールマット等、もしくはこれらの複合板等であり、これ
らの表面に金属製屋根材、瓦等を配することによって屋
根を、また金属系パネル、タイル、窯業系パネル、ＡＬ
Ｃ板等を配することにより外壁を形成するものである。

【０００８】また後者の例としては、表面材と断熱芯材
および必要に応じて裏面材とを一体に形成したパネル、
ＡＬＣ外装パネル、木片セメントパネル、木毛セメント
パネル等で、これらを主柱、間柱等の躯体上に配するこ
とによって屋根断熱気密層６、外壁断熱気密層７を形成
するものである。

【０００９】さらに、屋根断熱気密層６、外壁断熱気密
層７を合成樹脂発泡体原料を施工現場にて直接吹き付け
て形成する現場発泡型としても良いものである。すなわ
ち、現場発泡型としては硬質のウレタンフォームや、難
燃２級、難燃３級（ＪＩＳ−Ａ−１３２１）合格品のフ
ェノールポリオール＋イソシアネート＋難燃材（フェノ
ールウレタン）等からなるものである。

【００１０】なお、図１に示す家屋Ａは一般的な木造の
軸組構造からなる家屋Ａであるが、この他にもパネル構
造、ツーバイフォー（２×４）構造、プレハブ構造、ス
チールハウス構造等の家屋Ａとすることも出来る。ま
た、屋根断熱気密層６および外壁断熱気密層７の配設
も、図では一般的な外断熱構造の例を示しているが、こ
の他にも、内断熱構造としたり、主柱、間柱、垂木等の
躯体の厚みにより生じるスペースに断熱気密材を充填
し、屋根断熱気密層６および外壁断熱気密層７を形成す
ることも出来る。

【００１１】また、居住空間２には空気中に含まれる有
害化学物質を検出するセンサーと、センサーからの信号
により警告、警報を行う警告警報装置とが組み込まれた
検出警告ユニットＢが配設されているものである。な
お、検出警告ユニットＢは居住空間２内の天井４、床
５、内壁８の任意位置に設けるものである。

【００１２】検出警告ユニットＢを構成するセンサー
は、居住空間２内の空気に含まれる種種の有害化学物質
を検出して、定性、定量するものであり、分光分析器、
クロマトグラフィー器（ガスクロマトグラフィー、液体
クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィー、薄層
クロマトグラフィー）、核磁気共鳴器、イオン交換樹脂
器等の１種以上からなるものである。

【００１３】また、センサーは所定の有害化学物質を一
定量を越えて検出した際には、警告警報装置に対して信
号を発するものである。警告警報装置はセンサーから信
号を受け取った際には、デスプレー表示や警報、アラー
ム、音声信号等の手段により居住者に対して、警告、警
報し、危険を表示すると共に、換気を促し、脳・神経系
や呼吸器系、免疫系に悪影響を与えないようし、シック
ビル症候群を防止するものである。

【００１４】なお、有害化学物質としては建築部材の製
造時に使用されたものや、家具、日常品等から経時的に
排出されるホルムアルデヒド、ＶＯＣ（揮発性有機化合
物）、農薬系防腐・防虫・白蟻駆除剤等である。さらに
具体的には、集成材、合板、壁紙、カーペット等の接着
剤に含まれるホルムアルデヒド。ペンキや水性ニス、ラ
ッカーの溶剤に含まれるトルエン、キシレン、トリメチ
ルベンゼン、ノナン、デカン、アセトン、ＩＳＯ−プロ
ピルアルコール、ｎ−ブタノール、酢酸ブチル。ビニー
ルクロスの可塑剤に含まれるフタル酸エステル系（ＤＢ
Ｐ、ＤＯＰ）、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）。壁紙類
の難燃加工剤に含まれるリン酸トリエステル系（ＴＢ
Ｃ、ＴＣＥＰ）。木工用接着剤に含まれる酢酸メチル、
酢酸ビニル、酢酸エチル。床ワックスに含まれるエチル
トルエン。

【００１５】そして、畳の防虫加工剤に含まれるナフタ
リン、フェンチオン、フェニトロチオン（スミチオ
ン）、ダイアジノン。木材や土壌の防蟻剤に含まれるク
ロルピルホス、Ｓ−４２１、ホキシム。

【００１６】さらに有機塩素系農薬に含まれるＤＤＴ、
ＢＨＣ、ディルドリン、クロルデン、リンデン、マノッ
ク、エンドリン、ＰＣＰ。有機水銀系農薬に含まれるセ
レサン石灰、アルキル水銀。有機硫黄系農薬に含まれる
ジネブ、マンネブ水和剤、ジクロンチウラム剤、ジラ
ム。有機リン系農薬に含まれるパラチオン、ホキシム、
クロルピリホス、ピリダフェンチオン、テトラクロルビ
ンホス、フェニトロチオン（ＭＥＰ）、プロペンタホ
ス、ダイアジノン、ＭＰＰ（フェンチオン）。

【００１７】有機ハロゲン系農薬に含まれるサンプラ
ス、ＩＦ−１０００。有機スズ系農薬に含まれるトリ−
ｎ−ブチル、スズフタレート。ビレスロイド系農薬に含
まれるアレスリン、ペルメトリン、トラロメトリン。カ
ーバイト系農薬に含まれるプロポクスル、バッサー。ト
リアジン系農薬に含まれるトリプロピルイソシアヌレー
ト、ナフタリン系農薬に含まれるモノクロールナフタリ
ン。タール系農薬に含まれるクレオソート。その他、有
機系物質（塩素系）を燃焼させたときに発生するダイオ
キシン。等である。

【００１８】９は給気口で、床下空間３もしくは外壁断
熱気密層７と内壁８の間の空間である壁内空間１０と居
住空間２とを連通化し、壁内空間１０を上昇する空気の
一部を居住空間２へ取り入れるためのものである。

【００１９】さらに説明すると、給気口９は床５の一部
もしくは窓Ｃの下部に設けるものであり、居住空間２に
床下空間３に放出された新鮮な空気を直接取り入れるも
のである。なお、給気口９を窓Ｃ下部に形成した際に
は、壁内空間１０を上昇する空気が窓Ｃによって上昇を
止められ、空気が効率よく居住空間２に流れ込むと同時
に、空気の流れが停滞するのを防止し、壁内空間１０の
温度ムラを阻止するためのものである。

【００２０】さらに、給気口９を窓Ｃ下に設けることに
より、コールドフラッシュ（寒い外気により断熱の弱点
部分である窓が冷やされ、室内の窓付近において、冷た
い風が天井から床方向へと対流する現象）を防止するも
のである。なお、給気口９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り、窓Ｃはペアガラ
ス、トリプルガラス等、サッシはプラスチックサッシ等
の断熱性の高い素材を使用するのが好ましい。

【００２１】１１は排気口であり、家屋Ａの略中心部分
に位置する天井４部分、すなわち、給気口９と略対称の
位置に少なくとも１ケ所配設すると共に、パイプ１２に
よって熱交換器Ｄと結ぶものである。この排気口１１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、給気口９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。

【００２２】さらに、給気口９と排気口１１とを居住空
間２の対称部分に形成するので、居住空間２内の換気の
均一性が図れると共に、空気の循環経路が略直線状にな
り、確実に居住空間２内の換気が行え、汚染空気が室内
に籠もることがないものである。このように家屋Ａ内部
で発生した湿気は外部に放出され、結露を防止すること
が出来、しかも、家屋Ａ内部で発生した有害化学物質も
外部に放出され、健康に配慮した家屋Ａとなるものであ
る。

【００２３】熱交換器Ｄは小屋裏空間１、床下空間３、
壁内空間１０等の家屋Ａ内の任意位置に配設し、居住空
間２から外部へ放出する空気と、外部から家屋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、
図では熱交換器Ｄを家屋Ａの中心部分に位置する小屋裏
空間１内に配設したものであり、これにより、家屋Ａ内
の各居住空間２の排気口１１と熱交換器Ｄの距離が短く
なり、これらを結ぶパイプ１２の長さを短く出来るの
で、コストおよび設置スペースを節約するものである。

【００２４】図３および図４は、熱交換器Ｄの例を示す
説明図であり、すなわち、図３に示す熱交換器Ｄは、静
止型の熱交換器Ｄであり、直交したフィン１３の間を仕
切板１４を背中合わせする形で給気と排気が直交する間
に熱を交換するものである。また、この仕切板１４のエ
レメントを透湿性のもとすれば水蒸気（潜熱）も交換す
るようになって全熱交換となり、不透湿性のもとすれば
顕熱交換となるものである。

【００２５】また、図４に示す熱交換器Ｄは、回転型の
熱交換器Ｄであり、図４（ｂ）に拡大して示すように、
積層ハニカム構造となったローター１５が毎分約８回転
ほどのスピードで回転し、そのローター１５が熱と湿度
を排気部分で受け取り、また給気部分で受け渡す形で交
換していくものである。勿論、ローター１５を透湿性の
もとすれば水蒸気（潜熱）も交換するようになって全熱
交換となり、不透湿性のもとすれば顕熱交換となるもの
である。

【００２６】さらに、熱交換器Ｄを介して取り入れられ
た空気はパイプ１２によって床下空間３に放出されるも
のである。これは床下空間３に空気を放出することによ
り空気を壁内空気１０を上昇させると共に、給気口９を
介して居住空間２に新鮮な空気を供給するためである。
なお、排気口１１、熱交換器Ｄ、あるいはパイプ１２、
２３にはファン (図示せず）を配することも出来る。

【００２７】さらに、パイプ１２の床下空間３側には図
５（ａ）、（ｂ）に示すような分散ダクト１６を取り付
け、熱交換器Ｄを介して取り入れた外部の空気の放出を
広範囲で行うことが好ましいものである。

【００２８】すなわち、図５（ａ）、（ｂ）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１７を有するものである。ま
たその他の素材として、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
を用いることも出来る。この場合、連通組織の空隙がス
リット２４ａの役目を果たすため、均一的な吸引、放出
を行うことが出来るものとなる。

【００２９】Ｅはセンサー兼コントロールパネルであ
り、家屋Ａ内にある居住空間２の少なくとも１つの室内
に設けるものであり、室内空間２の温度、湿度を感知
し、人間が任意に設定した温度、湿度に対応して、熱交
換器Ｄのオン−オフ、換気量の調整を自動で行ったり、
これら機器のオン−オフを強制的に行うものである。勿
論、このセンサー兼コントロールパネルＥに検出警告ユ
ニットＢと同様な機能を持たせることも可能であり、有
害物質を検出したら自動的に換気システムを稼動させる
ことも出来、この場合は、１ヶ所にての集中管理が可能
となるものである。

【００３０】以上説明したのは、本発明に係る家屋Ａの
一実施例であり、図６から図１６に示すような家屋Ａと
することも出来る。すなわち、図６に示す家屋Ａは、熱
交換器Ｄから延びる給気用のパイプ１２と排気用のパイ
プ１２をそれぞれ向かい合う妻側の壁面に形成して、換
気の効率を向上した家屋Ａの例である。

【００３１】また、図７は集気ダクト１８を小屋裏空間
１に設置し、パイプ１２にて熱交換機Ｄに連結した家屋
Ａの例である。この集器ダクト１８は小屋裏空間１内の
空気を集めるものであり、例えば図８（ａ）および図８
（ａ）の拡大図である図８（ｂ）に示すように、外周に
スリット１９を穿設したものを１本、あるいは複数本を
配設し、スリット１９より空気を吸気するように形成し
たものである。

【００３２】図９に示す家屋Ａは、床下空間２に、図１
０は壁内空間１０にそれぞれ熱交換器Ｄを配設した家屋
Ａの例を示すものである。

【００３３】図１１に示す家屋Ａは、検出警告ユニット
Ｂをセンサー２０と警告警報装置２１とを分離して、セ
ンサー２０と警告警報装置２１との信号のやり取りをリ
ード線や電波（図示せず）を用いて行う家屋Ａの例であ
る。

【００３４】図１２はセンサー２０を小屋裏空間１、床
下空間３、壁内空間１０の１つ以上の任意位置に配設し
たものであり、居住空間２以外の空間の有害化学物質も
検知出来る家屋Ａの例である。

【００３５】図１３は床下空間３の地面α（土間）に屋
根断熱気密層６および外壁断熱気密層７と同様な土間断
熱気密層２２を基礎β間に設置したものであり、気密
性、断熱性をさらに向上した家屋Ａの例である。

【００３６】図１４に示す家屋Ａは、熱交換機Ｄから床
下空間３に延びるパイプ１２の途中に、空調機Ｆを連結
したものである。空調機Ｆの例としては、暖房機、冷房
機、除湿器、調湿機等の機能の１つ以上を兼ね備えたも
のである。

【００３７】図１５に示す家屋Ａは、床下空間３に形成
した土間断熱気密層２２の上に土間暖房部Ｇを形成した
ものである。この、土間暖房部Ｇは冬期において床下空
間３内を加温するものであり、土間断熱気密層２２上に
コンクリート層２３を配設し、このコンクリート層２３
内に熱媒体用パイプ２４を埋設したものである。

【００３８】コンクリート層２３は、熱媒体用パイプ２
４からの熱の蓄熱材として機能すると共に、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。なお、コンクリート層２３は生コンクリート
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。

【００３９】熱媒体用パイプ２４は、例えば図１６に示
すように、コンクリート層２３内に埋設するように敷設
して配管するものであり、銅管、プラスチック管等から
なり、内部に温水ボイラ等の熱源２５から導かれる不凍
液、熱媒体ガス等の熱媒体を循環させることにより、土
間暖房を行うものである。

【００４０】このように、土間暖房部Ｇによって加温さ
れた床下空間３の空気は、床５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１０を小屋裏空間１に向かって上昇する。この際、
内壁８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５、内壁８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となる。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出来、快適な居住
空間２となるものである。

【００４１】勿論、これらの構成を各々組み合わせた家
屋Ａとすることも出来るものである。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る家屋に
よれば、外壁、屋根に断熱層を形成するため、効率よ
く冷、暖房を行うことが出来る。換気は熱交換器を介
して行うため効率よく暖房を行うことが出来る。熱交
換器を介して取り入れた外部の空気を床下空間に放出す
るため、空気の上昇を助長し、より内壁面からの暖房を
一様にすることが出来る。給気口と排気口とを居住空
間の対称部分に形成するので、居住空間内の換気の均一
性が図れると共に、空気の循環経路が略直線状になり、
確実に居住空間内の換気が行え、汚染空気が室内に籠も
ることがない。家屋内に空気中に含まれる有害化学物
質を検出するセンサーと、センサーからの信号により警
告、警報を行う警告警報装置とを配置することにより、
空気中の有害化学物質が一定値を越えた際に、速やかに
居住者にその旨を警告、警報し、換気を促すと共に、必
要な換気量の目安を教え、省エネルギーを維持しつつ、
居住者の健康に配慮した家屋とすることが出来る。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例を示す説明図であ
る。

【図２】本発明に係る家屋の代表例を示す説明図であ
る。

【図３】熱交換器の例を示す説明図である。

【図４】熱交換器の例を示す説明図である。

【図５】分散ダクトの例を示す説明図である。

【図６】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【図７】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【図８】図７で用いられた集気ダクトの例を示す説明図
である。

【図９】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図で
ある。

【図１０】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図
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その他の例を示す説明図
である。

【図１３】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図
である。

【図１４】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図
である。

【図１５】本発明に係る家屋のその他の例を示す説明図
である。

【図１６】図１５で用いられた熱媒体用パイプの配管の
例を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ 家屋 Ｂ 検出警告ユニット Ｃ 窓 Ｄ 熱交換器 Ｅ センサー兼コントロールパネル Ｆ 空調機 Ｇ 土間暖房部 α 地面 β 基礎 １ 小屋裏空間 ２ 居住空間 ３ 床下空間 ４ 天井 ５ 床 ６ 屋根断熱気密層 ７ 外壁断熱気密層 ８ 内壁 ９ 給気口 １０ 壁内空間 １１ 排気口 １２ パイプ １３ フィン １４ 仕切板 １５ ローター １６ 分散ダクト １７ スリット １８ 集気ダクト １９ スリット ２０ センサー ２１ 警告警報装置 ２２ 土間断熱気密層 ２３ コンクリート層 ２４ 熱媒体用パイプ ２４ａ スリット ２５ 熱源

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、小屋裏空間と床下空間を内壁、外壁間の壁内
   空間にて連通化した家屋において、前記空間を囲んでい
   る屋根、外壁に断熱気密層を形成すると共に、また、前
   記居住空間内に給気口と排気口を配設し、該排気口と家
   屋内に配した熱交換器とを連結することで、居住空間の
   空気を熱交換器を介して外部へ放出し、一方、外部の空
   気を該熱交換器を介して床下空間へ放出するようにし、
   給気口から居住空間内に取り入れ、かつ、家屋内の１ヶ
   所に、空気中に含まれる有害化学物質を検出するセンサ
   ーと、該センサーからの信号により警告、警報を行う警
   告警報装置とを備えたことを特徴とする家屋。