WO2002027106A1

WO2002027106A1 - Structure utilisant l'energie geothermique

Info

Publication number: WO2002027106A1
Application number: PCT/JP2001/008544
Authority: WO
Inventors: Kenji Kugemoto
Original assignee: Kenji Kugemoto
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2002-04-04
Also published as: JPWO2002027106A1; ATE430842T1; CA2423422C; KR20030036807A; EP1321584B1; DE60138631D1; AU2001292296A1; EP1321584A4; US20050247431A1; CN1466644A; US20030178175A1; CN1466644B; JP3946634B2; EP1321584A1; CA2423422A1; US7407004B2

Description

明細書地熱利用構造物技術分野

本発明は、地熱を建築物の冷暖房等に利用する地熱利用構造物に関する。背景技術

従来の地熱利用には、例えば空気又は水を熱媒体とした熱交換用のダクト又はパイプを、地下室、地中埋設パイプ等から建築物内へと延ばし、地中内で加温又は冷却した熱媒体を建築物内に循環させて冷暖房の用に供したり、熱交換により作動する装置により動力を取出す態様のものが多かった。また、低温の地中恒温層 (年間を通じて温度変化の少ない地中部分)を利用して、この地中恒温層に達する洞窟に食料等を保存したり、保存物を穴に収納し、覆土埋設する等して、地熱を利用していた。

地中の温度変化は、主として太陽熱の照射により地表面から一定深さの範囲で生じている。前記一定深さより深い地中では、季節によって温度変化がほとんどない地中恒温層になっており、深くなるほどに熱エネルギーは上昇する。地表面から一定深さ、すなわち地中恒温層表層は、相対的に、夏季においては地表面より低温で、冬季においては地表面より高温である。こうした地中恒温層の熱エネルギーを建築物内へ導くと、夏季には冷房、冬季には暖房の用に供することができる。そして、前記地中恒温層の熱エネルギーは事実上無尽蔵な自然エネルギーであり、他の自然エネルギー (太陽熱又は光、風力、水力等）に比ベて安定かつ利用しゃすい利点 (建築物直下に存在するため、熱エネルギーを導きやすい）がある。上記地熱利用の例は、こうした地熱の利点に着目したものであるが、まだ十分に利用されているとは言い難い。そこで、限りある石油、ガス、石炭等、化石エネルギーの枯渴を防止するため、ヒー夕、エアコンディショナー等や、太陽熱又は光、風力、水力等の自然エネルギーを補助的に用いながら、地中恒温層の熱エネルギーをより有効に利用する手段について検討した。発明の開示

検討の結果開発したものが、地表面から地中恒温層まで延びる断熱壁が建築物を囲んで埋設してなる地熱利用構造物である。具体的には、断熱壁は、建築物の基礎を囲んで埋設する。この場合、（a)断熱壁は、基礎の地上露出部位及び地下埋設部位に密着して埋設してもよいし、（b)基礎の地上露出部位又は地下埋設部位から離隔して埋設してもよい。更に、断熱壁を基礎の地上露出部位から離隔して埋設した場合、地表面から突出する断熱壁上部と基礎との間に空間ができるので、この空間と建築物内とを連通する内側換気部を前記地上露出部位又は建築物の壁面に設け、この空間と外部とを連通する外側換気部を断熱壁に設けるとよい。例えば、内外側換気部それぞれに換気ファンを設けたり、内外側換気部を連通する熱交換ダク卜を配してもよい。

本発明は、地中の深度方向における温度分布に従って、温度変動が安定する地中恒温層まで埋設した断熱壁で建築物の四方を囲むことにより、建築物内と建築物下の地面との熱交換範囲を建築物直下の領域に限定し、建築物内の温度変化をもたらす無駄な熱交換を抑制する。夏季における断熱壁は、建築物周囲の地面、とりわけ建築物周囲の地表面に照射する太陽熱による熱エネルギーが地中を介して基礎から建築物内に取込まれる熱交換を遮断し、建築物直下の地面を建築物に対して相対的低温に保つことで、建築物内の冷房効果を高める。また、冬季における断熱壁は、基礎を通じて建築物周囲の地中に逃げようとする暖房の熱ェネルギ一の離散を防止し、建築物内の暖房効果を高める。

表 1は日本各地の 1月（冬季)及び 7月（夏季）における地表面 (深さ 0. Om)〜地中恒温層（3. Om)の範囲での温度分布をまとめたものであり、広島における冬季の地中温度分布を図 53に、そして同じく広島における夏季の地中温度分布を図 54 に示す。例えば広島 (表 1中太枠線内）の冬季 1月平均温度は、表 1及び図 53に見られるように、地表面 39で 5. 0°C,深さ l m層 40で 7. 4° (、深さ 2 m層 41で 13. 9°C、そして深さ 3 m層地中恒温層） 42で 16. 0°Cで、地中恒温層 42は地表面 39に比べて 11. 0°Cの高温である。しかし、外気との熱交換が盛んな床下 47は 2. 3°Cと地表面より低温になっている。また、広島の夏季 7月平均温度は、表 1及び図 54に見られるように、地表面 43では 29. 6°C、深さ l m層 44で 25. 4°C、深さ 2 m層 45で 19. 5°C、そして深さ 3 m層（-地中恒温層) 46で 17. 3°Cで、地中恒温層 46は地表面 43に比べて 12. 3°Cの低温である。この夏季においても、熱交換が盛んな床下 49は 24. 3°Cであり、地表面 43からの熱輻射等により日陰であるにも拘わらず、かなり温度が高くなつている。表 1 地面及び地中温度（°C) 分布表統計年次（1886-1945年）

資料「地名別日本気候表」中央気象台編 1950年 5月表 1から明らかなように、各地域共に深さ 2〜 3 m付近で夏季及び冬季の地中温度が略等しくなつている。土壌の種類や周辺環境によっても異なるが、およそ深さ 2〜3 mを地中恒温層と見ることができる。逆に言えば、これより浅い地中及び地表面は周辺の地中の温度変化、特に外気の影響を受ける地表面からの熱交換の影響を受ける。これから、特に太陽光に曝されない建築物直下の地面の前記熱交換を防ぎ、地中恒温層より上層、すなわち地表面から地中恒温層までの温度変化を抑制することとした。

こうした本発明の適用可能な建築物は、（1)建築物底面が断熱壁に囲まれた地表面に直接接触していてもよいし、（2)建築物底面と断熱壁に囲まれた地表面との間に砕石を充填していてもよいし、）建築物底面の部分又は全部に及ぶベタ基礎が断熱壁に囲まれた地表面に直接接触していてもよいし、更に (4)建築物底面の部分又は全部に及ぶベタ基礎と断熱壁に囲まれた地表面との間に砕石を充填していてもよい。このように、本発明による建築物内と建築物周囲の地面との熱交換の遮断は建築物周囲の断熱壁によって実現するため、建築物の基礎部分がどのようであっても本発明は利用可能である。

本発明を特徴付ける断熱壁は、（A)合成樹脂製断熱パネルである場合を基本とする。具体的には、断熱壁は複数の合成樹脂製断熱パネルを連接してなり、各合成樹脂製断熱パネルは相互に連接する突き合せ縁の一方に嵌合条、残る他方に嵌合溝を有する構造とする。この合成樹脂製断熱パネルには、断熱壁の内外を連通する通湿孔を設けてもよい。一般に、断熱パネルは通気性又は通水性が劣り、建築物周囲を断熱パネルで囲むと建築物直下の水はけが悪くなる虞れがあるため、通湿孔を設けるとよい。このほか、断熱壁は、（B)合成樹脂又は金属製中空パイプを相互に密着状態で連設して構成してもよい。この合成樹脂又は金属製中空パイプにも、断熱壁の内外を連通する通湿孔を設けることができる。複数本のパイプを建築物内外方向に並べて断熱壁を構成する場合、各パイプの通湿孔は直線状に連通する必要はなく、各パイプの通湿孔が互い違いになっても、断熱壁全体として通気性又は通水性を発揮できればよい。発明を実施するための最良の形態

以下、図面に示す実施の形態により本発明を詳細に説明する。

図 1は本発明に用いる断熱パネルを示した斜視図、図 2は別例の断熱パネルを示した,斜視図、図 3は断熱パネルを埋設して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 4は断熱パネルを埋設して断熱壁を構築した状態を示す平面図、図 5 は別例の断熱パネルを示した斜視図、図 6は別例の断熱パネルを示した斜視図、図 Ίは別例の断熱パネルを埋設して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 8 は別例の断熱パネルを埋設して断熱壁を構築した状態を示す平面図、図 9は別例の断熱パネルを示した斜視図で、図 10は別例の断熱パネルを示した斜視図、図 11は別例の断熱パネルを埋設して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 12は別例の断熱パネルを埋設して断熱壁を構築した状態を示す平面図、図 13は建築物の基礎に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 14は建築物の基礎から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 15は別例の建築物の基礎に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 16は別例の建築物の基礎から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 Πは別例の建築物の基礎に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 18は別例の建築物の基礎から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 19は建築物の基礎に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 20は建築物の基礎に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 21は地中梁を有する基礎に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 22は地中梁を有する基礎から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 23は地中梁を有する基礎から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 24は地中梁を有する基礎から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 25は地熱利用地上構造物に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 26は地熱利用地上構造物から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 27は地熱利用地下構造物に密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 28は地熱利用地下構造物から離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 29はビニールハウスに密接して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 30はビニールハウスから離隔して断熱壁を構築した状態を示す断面図、図 31は断熱壁と地中温度分布との関係を表した断面図、図 32は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 33は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 34は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 35は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 36は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 37は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 38は断熱壁と地中温度分布との関係を表した別例の断面図、図 39は建築物と断熱壁との空間を介して外気を導入する状態を示す断面図、図 40は建築物と断熱壁との空間を介して外気を導入する状態を示す平面図、図 41は建築物と断熱壁との空間を介して補助冷暖房設備を利用する状態を示す断面図、図 42は建築物と断熱壁との空間を介して補助冷暖房設備を利用する状態を示す平面図、図 43はより実際的な本発明の適用例を示す断面図、図 44はより実際的な本発明の別の適用例を示す断面図、図 45は耐震構造の建築物の断面図、図 46は本発明を適用した耐震構造の建築物の断面図、図 47は別例の耐震構造建築物の断面図、図 48は本発明を適用した別例の耐震構造の建築物の断面図、図 49は建築物外壁に沿つて断熱壁を延長した例を示す断面図、 ¾50は建築物外壁に沿って断熱壁を延長した別例を示す断面図、図 51は中空パイプからなる断熱壁を示す断面図、図 52は中空パイプからなる断熱壁を示す平面図、図 53は広島における冬期地中温度分布帯を示す断面図であり、そして図 54は広島における夏期地中温度分布帯を示す断面図である。

また、各図中、符号 1は断熱パネル、符号 2は通湿孔、符号 3は地中、符号 4は地表面、符号 5は基礎、符号 6は土台、符号 7は柱、符号 8は内壁、符号 9 は外壁、符号 10は水切、符号 11は空間、符号 12は床下、符号 13は鉄骨、符号 14は土間、符号 15はビニールハウス、符号 16は畝、符号 1.7は床、符号 18·は室内、符号 19は深さ l m層、符号 20は深さ 2 m層、符号 21は深さ 3 m層（地中恒温層）、符号 22は建築物、符号 23は屋根、符号 24は天井、符号 25はハウス内、符号 26は外気、符号 27は建築物壁、符号 28は空気浄化装置、符号 29は換気装置、符号 30はダクト、符号 31は熱媒体、符号 32は基礎コンクリート、符号 33は割栗石、符号 34は防湿シ —ト、符号 35は上部断熱パネル、符号 36は中空パイプ、符号 37は建築物上部、符号 38は地下室、符号 39は地表面（5. 0°C)、符号 40は深さ 1 m層 4°C)、符号 41は深さ 2 m層（13. 9°C)、符号 42は深さ 3 m層 6. 0°C、地中恒温槽)、符号 43は地表面 (29. 6°C)、符号 44は深さ 1 ml (25. 4°C)、符号 45は深さ 2 m層 (19. 5°C)、符号 46は深さ 3 m層（17. 3°C、地中恒温槽）、符号 47は床下 (2. 3°C)、符号 49は床下 (24. 3°C) , 符号 50は嵌合条、符号 51は嵌合溝、符号 52は地中梁であり、符号 Aは断熱壁を表す。

本発明では、図 1及び図 2に見られる合成樹脂断熱パネル 1を用いて、図 3 及び図 4に見られる断熱壁 Aを構築する。図 1及び図 2に例示する断熱パネル 1は、地表面 4から地中 3に向けて深く埋設できる高さを有する合成樹脂製断熱パネルであって、左側縁画 1中奥)及び上縁に嵌合条 50、右側縁幅 1中手前）に嵌合溝 51を有し、横並びの断熱パネル: I , 1相互を嵌合状態で連接する。また、断熱パネル面には内外に連通する通湿孔 2を設けている。図 2の例は、図 1の断熱パネル 1に対して下右角部を切り欠いている。

断熱パネル 1相互は連接できればよく、嵌合条及び嵌合溝は必須の構成ではない。よって、図 1又は図 2の断熱パネル 1に代えて、上縁の嵌合条を省いた図 5又は図 6の断熱パネル 1を用いて、図 7及び図 8に見られる断熱壁 Aを構築してもよい。また、湿度の低い地域であれば、地中 3における通気性又は通水性を気にしなくてもよいので、図 5又は図 6の断熱パネルから更に通湿孔を省いた図 9又は図 10の断熱パネル 1を用いて.、図 11及び図 12に見られる断熱壁 Aを構築してもよい。

次に、本発明の具体的な適用例について説明する。

本発明の建築物 22への適用は、図 13に見られるように、基本的には基礎 (本例は逆 T字斬面の標準的な布基礎） 5に密接して断熱パネル 1を埋設し、好ましくは外壁 9に及ぶように断熱パネル 1を延設して断熱壁 Aを構築するとよい。すなわち、地表面 4を境として上下に断熱壁 Aを延ばす。この場合、断熱壁 Aの埋設部分には通湿孔 2を設けた断熱パネル 1を用いながら、同断熱壁 Aの地上部分の断熱パネル 1には通湿孔 2が必要なく、断熱壁 Aの最上端は水切 10で覆っておくとよい。こうして、地中 3 (正確には地中恒温層）から地上に至る範囲で断熱壁 A に囲まれた範囲の基礎 5に対して土台 6を設け、この土台 6上に柱 7、内壁 8及ぴ外壁 9からなる建築物 22を建てれば、建築物 22、特に床下 12は地中の熱交換から隔離された空間とすることができる。

断熱パネル 1を基礎 5から空間 11を設けて離隔すると、図 14に見られるように地中 3から地表面 4に至る連続した 1枚の断熱パネル 1で断熱壁 Aを構築できる。この場合、空間 11は断熱壁 Aと建築物 22との間における空気断熱層を構成して、本発明の作用、効果を高める働きを有する。また、直線状断面の布基礎 5であれば、図 15に見られるように、基礎 5に密接して地中 3から地表面 4 に至る連続した 1枚の断熱パネル 1で断熱壁 Aを構築できる。この場合でも、図 16に見られるように、基礎 5から空間 11を設けて断熱パネル 1を離隔して断熱壁 Aを構築してもよい。更に、湿気の少ない場所では、図 17及び図 18に見られるように、通湿孔を省略した断熱パネル 1で断熱壁 Aを構築してもよい。本発明は、断熱壁を地中恒温層、およそ深さ 3 m層にまで埋設することを主眼としているが、実際上、地盤の硬さによっては前記深さを望めない場合も少なくない。こうした場合、図 19及び図 20に見られるように、基礎 5までは地中 3を掘削するのであるから、あくまで基礎 5に断熱パネル 1を密接させて、少しでも断熱壁 Aが深いところに及ぶようにするとよい。

本発明は上記布基礎 5に限らず、他の基礎についても適用できる。

本発明は、図 21及び図 22に見られるように、地中梁 52を有する基礎 5に対しても上述同様適用できる。この場合、地中梁 52下、基礎 5内を土壌で満たすことができ、建築物 22としての安定性が増すほか、建築物 22と地中 3との熱的一体性を確保できる。この場合も、図 23及び図 24に見られるように、基礎 5から断熱壁 Aを離隔して構築することもできる。

基礎のない簡易な建築物 22に対しても、本発明は適用可能である。例えば、図 25に見られるように、土間 14上に柱 7 , 7を立設して、基礎のない建築物上部 37のみを有する簡易な建築物 22では、外壁 9に密接して断熱パネル 1を埋設し、断熱壁 Aを構築する。この場合も、図 26に見られるように、外壁 9から空間 11 を設けて離隔した断熱壁 Aとしてもよい。また、地下室 38を構成するべ夕基礎 5を有する建築物 22に対しては、図 27及び図 28に見られるように、本発明の断熱壁 Aを構築できる。このほか、図 29及び図 30に見られるように、畝 16をハウス 25内に有するビニールハウス 15にも、上述同様本発明を適用できる。

次に、本発明の具体的な働きを説明する。図 31〜図 34は一般家屋の建築物 22 を、図 35〜図 38はビニールハウス 15を用いた例である。

図 31に見られる例は、地中梁 52を有する基礎 5上に土台 6を築き、この土台 6上に床 17、建物壁 27、天井 24に囲まれた室内 18を構成し、及び屋根 23からなる建築物 22を建築した例である。断熱壁 Aは、地表面 4から深さ l m層 19、深さ 2 m層 20を突き抜けて深さ 3 m層（地中恒温層） 21に達する断熱パネル 1を、基礎 5に密接した状態で地中 3に埋設して構成している。断熱壁 A上端は水切 10 で塞いでいる点は上述の各例と同様である。断熱壁 Aは、地中 3における建築物 22周囲と断熱壁 Aに囲まれた建築物 22直下の深さ 1 m層 19、深さ 2 m層 20及び深さ 3 m層（地中恒温層） 21の熱交換を遮断している。これにより、室内 18は深さ l m層 19及び深さ 2 m層 20を介して深さ 3 m層（地中恒温層） 21との間での熱交換をするようになる。すなわち、夏季では、外気に対して相対的に低温な深さ 3 m層（地中恒温層） 21との熱交換により室内 18は冷却され、逆に冬季では、外気に対して相対的に高温な深さ 3 m層（地中恒温層） 21との熱交換により室内 18は暖房され、それぞれ室内 18の冷房又は暧房に要する外部エネルギー（電気やガス）を低減できることになる。この場合、室内 18と地中 l m層とを隔てる部分での熱交換損失を抑えるように、本例（図 31) に見られるように、床 17、土台 6及び地中梁 52を密接させるとよい。また、基礎 5の地上露出部位における外気との熱交換の影響を抑制するには、図 32に見られるように、基礎 5から空間 11を開けて断熱パネル 1を埋設するとよい。このように、断熱壁 Aは建築物周囲の地中と建築物直下の地中との熱交換を遮断することにより、室内に対して相対的低温 (夏季)又は相対的高温 (冬季）となる地中恒温層と室内との熱交換による冷房又は暖房を図るものである。よつて、基本的には断熱壁 Aの埋設深さが深いほど好ましいわけであるが、前記作用が実現されるのであれば、断熱壁 Aの埋設深さは浅くてもよく、例えば図 33 又は図 34に見られるように、深さ 2 m層 20に達する程度の断熱壁 Aであってもよい。

また、上記断熱壁 Aの作用は、あくまで建築物周囲に断熱パネルを埋設することにより実現するものであるから、図 35、図 36、図 37及び図 38に見られるように、建築物がビニールハウス 15に変ったとしても、断熱壁 Aの作用はハウス内 25に及ぶ。この結果、ハウス内 25の温度維持に必要な外部エネルギーが低減されるから、従来に比べて低コストでのビニールハウス 15の利用が可能となる効果が得られる。

上述までの例示で、建築物又は基礎と断熱壁との間に空間を設けた場合、断熱壁の作用は前記空間にも及ぶ。このため、例えば室内 18の換気を図る場合、図 39及び図 40に見られるように、外気 26を直接取込むのではなく、空間 11を通して冷却（夏季)又は暖房 (冬季）した外気 26を取込むとよい。図 39の例では、断熱壁 A及び建築物壁 27それぞれの対称位置に空気浄化装置 28及び換気装置 29を配し、空間 11を迂回して外気 26を室内 18へ取込むようにしている。

また、空間 11を通過させることで、一定程度の冷却 (夏季〉又は暖房 (冬季)が見込めることを利用して、図 41及び図 42に見られるように、補助冷暖房設備の熱媒体 (空気、水又はその他の冷暖房媒体）を通すダクト 30を空間 11を通して断熱壁 A外から室内 18へと延設してもよい。この結果、例えば夏季においては、ダクト 30を通す冷房媒体の昇温が抑制され、損失の少ない補助冷房設備の利用が可能になる。冬季においても、暖房媒体の降温が抑制され、損失の少ない補助暖房設備の利用が可能になる。

より実際的な建築物 22に本発明を適用した場合、図 43及び図 44に見られるように、まず割栗石 33を敷き、基礎コンクリート 32を打設して基礎 5を構成するため、断熱壁 Aは割栗石 33を超えた深さにまで達することが望ましい。また、例えば図 45に見られるような基礎コンクリート 32及び基礎 5を囲み、地中梁 52 までの範囲を満たす割栗石 33の充填層を構成した耐震構造の建築物 22に本発明を適用する場合は、図 46に見られるように、前記割栗石 33の充填層を囲み、この充填層より深い地中 3に達する断熱壁 Aを構築するとよい。本例（図 47)のように、基礎コンクリート 32及び基礎 5との間及び地中梁 52下面に沿つて防湿シ一ト 34を配した耐震構造の建築物 22に対しても、図 48に見られるように本発明を適用することができる。

本発明の断熱壁による作用、効果をよりよく発揮するには、建築物自体が外気と直接熱交換せず、地中恒温層との間でだけ熱交換する状態にするとよい。例えば、図 49又は図 50に見られるように、断熱壁 Aに上部断熱パネル 35を継ぎ足して断熱壁 A全体として上方に延設した構成とし、建築物 22側面全体を断熱壁 Aで覆うようにするとよい。これにより、室内 18は下方、地中 3に向けてのみ熱交換できるようになり、本発明を適用した場合の作用、効果がよりょく発揮できる。本発明の断熱壁 Aは、最も簡易には断熱パネルを用いて構築するが、熱交換を遮断する作用の観点から、断熱性が発揮されるような構成であれば、多種多様な断熱壁 Aを利用できる。中でも、図 51及び図 52に見られるように、多数の中空パイブ 36を基礎 5に密接して埋設し、断熱壁 Aを構成する場合が好ましい。中空パイブ A中の空気層が断熱層を形成するため、中空パイプ 36相互が密接することの伝熱による熱交換を差し引いても、本発明の断熱壁 Aとして用いることができる。これから、本例の断熱壁 Aには金属製又は樹脂製中空パイプが利用でき、上述の断熱パネルよりも構造的に強度な断熱壁 Aを構築できる利点がある。産業上の利用可能性

本発明により、地中恒温層を利用した冷暖房が可能となり、外部エネルギーの節約が可能である。しかも、本発明では、室内と地中恒温層とが熱平衡するための熱エネルギーの移動 (熱交換）を利用しているから、なんら動力を用いず、振動又は騒音が発生しない利点がある。また、断熱壁 Aの構築は最初の施工時のみで後は通常の建築物同様の維持管理しか必要なく、しかも熱交換する一方の熱源が地中恒温層で事実上無尽蔵であるため、他の冷暖房設備の利用に比べて運用コストが極めて低コストで、永続的に利用し続けることができる利点もある。

室内と地中恒温層との熱平衡は、両者の熱エネルギーが均等になる状態に向けて収束するため、室内又はハウス内と地中恒温層とが同一温度になるわけではないが、夏季においては室内は室外よりも相対的に低温となり、冬季においては室内は室外よりも相対的に高温となる。例えば、上記表 1において、広島の地中高温層（深さ 3 m層）の温度は年間を通じて 16〜17°Cとみることができ、これは 5〜6月の気温に等しい。これから、この地中高温層の温度に室内温度を近付けることができれば、仮に冷暖房を用いなくても比較的過ごしやすい室内を提供できるようになる。これは、ストレスの抑制や病気発生の予防等、健康維持に貢献するほか、植物の生長を安定かつ促進する。本発明は、こうした効果を建築物又はビニールハウス全体に対して均一に与える点にも、従来のェネルギー利用とは異なる特徴を有する。

近年、石油、ガス、石炭等を利用した化石エネルギー消費によって生活基盤を支えてきた状況に対し、資源の減少、エネルギー消費に伴う副産物 C0₂等の排出量増大に伴う温暖化等の問題が危惧され続けている。そのため、太陽熱、光、風力、水力、地熱等の自然エネルギーを利用する研究、開発又は導入が急がれている。これら自然エネルギーの中で、地熱は利用に際して動力を必要とせず、 24 時間恒常的に利用できる利点がある。本発明は、こうした地熱を建築物の冷暖房に利用することで、従来の冷暖房に用いる化石エネルギーの必要量が大幅され、省エネルギーを実現するわけである。

Claims

請求の範囲

I . 地表面から地中恒温層まで延びる断熱壁が建築物を囲んで埋設してなる地熱利用構造物。

5 2. 断熱壁は、建築物の基礎を囲んで埋設してなる請求項 1記載の地熱利用構造物。

3. 断熱壁は、基礎の地上露出部位及び地下埋設部位に密着して埋設してなる請求項 2記載の地熱利用構造物。

4. 断熱壁は、基礎の地上露出部位又は地下埋設部位から離隔して埋設してな 10 る請求項 2記載の地熱利用構造物。

5. 基礎の地上露出部位と断熱壁との空間に対し、該空間と建築物内とを連通する内側換気部を前記地上露出部位又は建築物の壁面に設け、該空間と外部とを連通する外側換気部を断熱壁に設けた請求項 4記載の地熱利用構造物。

6. 建築物は、該建築物底面が断熱壁に囲まれた地表面に直接接触している請 15 求項 1記載の地熱利用構造物。

7 . 建築物は、該建築物底面と断熱壁に囲まれた地表面との間に砕石を充填している請求項 1記載の地熱利用構造物。

8. 建築物は、建築物底面の部分又は全部に及ぶベ夕基礎が断熱壁に囲まれた地表面に直接接触している請求項 2記載の地熱利用構造物。 .

20 9. 建築物は、建築物底面の部分又は全部に及ぶベ夕基礎と断熱壁に囲まれた地表面との間に碎石を充填している請求項 2記載の地熱利用構造物。

10. 断熱壁は、合成樹脂製断熱パネルである請求項 1記載の地熱利用構造物。

I I. 合成樹脂製断熱パネルは、断熱壁の内外を連通する通湿孔を設けた請求項 10記載の地熱利用構造物。

25 12. 断熱壁は、合成樹脂又は金属製中空パイプを相互に密着状態で連設した請求項 1記載の地熱利用構造物。

13. 合成樹脂又は金属製中空パイプは、断熱壁の内外を連通する通湿孔を設けた請求項 12記載の地熱利用構造物。