(57)【要約】【課題】熱交換器における熱交換に用いられる液体が建築物の床下に存在すること無く、建築物内に空気の通気層を設けて空気を循環させ、輻射による冷暖房を省エネルギーで効率的に行うとともに、建築物の長寿命化を実現することが可能な建築物の冷暖房システムを提供する。【解決手段】内壁３の外側に沿って設けられた空気の通気層４を通って床下空間７と天井上との間を空気が循環して輻射による冷暖房を行う建築物１の冷暖房システムであり、空気取り入れ管８を介して床下空間７から取り入れられた空気を、熱源タンクに収容された液体によって加熱または冷却する熱交換器１０を備えた熱源室９が建築物の屋外に設けられている。熱交換器１０によって加熱または冷却された空気は、空気取り出し管１１を介して床下空間７に取り出されて、通気層４を通って循環する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の室内空間を仕切る内壁の外側に沿って空気の通気層が設けられ、前記通気層を通って床下と天井上との間を空気が循環して輻射による冷暖房を行う建築物の冷暖房システムであって、空気取り入れ管を介して床下から取り入れられた空気を、熱源タンクに収容された液体によって加熱または冷却する熱交換器を備えた熱源室が建築物の屋外に設けられており、前記熱交換器によって加熱または冷却された空気が空気取り出し管を介して床下に取り出されて、前記通気層を通って循環することを特徴とする建築物の冷暖房システム。
【請求項２】
前記熱源室の前記熱源タンク内の液体は、ヒートポンプによって加熱または冷却されるか、あるいは太陽光による熱によって加熱され、地下に液体を通すことによって冷却されることによって、所定の加熱温度または所定の冷却温度に設定されることを特徴とする請求項１記載の建築物の冷暖房システム。
【請求項３】
建築物の室内空間を仕切る内壁の外側に沿って空気の通気層が設けられ、前記通気層を通って床下と天井上との間を空気が循環して輻射による冷暖房を行う建築物の冷暖房システムであって、空気取り入れ管を介して床下から取り入れられた空気を、熱源機によって加熱または冷却する熱交換器を備えた熱源室が建築物の屋外に設けられており、前記熱源機による加熱冷却はヒートポンプによる加熱冷却か、あるいは太陽光による熱によって加熱し、地下に液体を通すことによって冷却するものであり、前記熱交換器によって加熱または冷却された空気が空気取り出し管を介して床下に取り出されて、前記通気層を通って循環することを特徴とする建築物の冷暖房システム。
【請求項４】
前記通気路と前記室内空間との間で空気の出入りを可能とする開閉自在の空気取出し口が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の建築物の冷暖房システム。
【請求項５】
前記空気取り入れ管の取り入れ口には空気清浄部が設けられており、前記空気取り出し管の取り出し口は、建築物内での空気の循環を促進するために複数設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の建築物の冷暖房システム。
【請求項６】
床板と土台との接合部近傍において床板に穴が設けられるとともに、床板と２階桁との接合部近傍において床板に穴が設けられることにより、断熱材と前記内壁との間に前記通気層が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の建築物の冷暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物内に空気の通気層を設けて空気を循環させ、輻射による冷暖房を行うとともに、建築物の長寿命化を図った建築物の冷暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅の高気密化、高断熱化が進んでいるが、このような高気密・高断熱構造の建築物であっても、完全な密閉構造を実現することは困難であり、結露現象により、建材の劣化が進行し、建造物の寿命を縮めている。木造建築は元来、壁の中に土台、柱、桁等の構造躯体を包み込まない構造であったため、常に風に触れることにより、１００年以上持続可能な構造であったが、密閉性が無いため、冬は室内を保温することができず、住みにくい状況であった。従って、気密性を保ちつつ、十分な冷暖房機能を持つとともに、長寿命の建築物が求められていた。
【０００３】
建築物の冷暖房については様々な手法があり、特許文献１には、熱交換器を用いて床下の空気を室内に取り入れて冷暖房を行う際の省エネルギーに関する技術が開示されている。また、建築物の内部に通気層を設けて、通気層で空気を循環させて輻射による冷暖房を行う技術の一例が、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０５２９１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１３２３０１号公報
【特許文献３】特開２００９−１６８４１６号公報
【特許文献４】特開平１１−２７００１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のもののように、床下の空気を室内に取り入れて冷暖房を行う方式では、以下に述べる２つの問題点がある。第一の問題点は、床下空間は通常見えない場所であるため状況を把握しにくく、掃除をしにくい場所であることから衛生面での保証ができないため、この床下空間からの空気が直接室内に取り入れられると、衛生上の問題を生じやすいことである。第二の問題点は、室内に空気が送り込まれることによって、室内で空気の流れが生じ、ハウスダストによる問題や、呼吸器系の病気を引き起こす原因を生じることである。
【０００６】
これに対し、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載のもののように、建築物の内部に通気層を設けて、通気層で空気を循環させて輻射による冷暖房を行う方式では、室内に冷暖房用の空気が直接送り込まれることがないため、上記のような問題は生じない。
【０００７】
しかし、特許文献２に記載のものでは、管理しにくい床下空間にＦＦ式石油ファンヒーターが設置されており、メンテナンスがしにくいという問題点がある。また、特許文献３に記載のものは、ヒートポンプによって蓄熱された液体を送り出す送水管と、送水管から送り込まれた液体と気体との熱交換をおこなう熱交換器を備えたものであるが、熱交換器が床下に設置されているため、液体用経路として機能する送水管は床下を通る構造となっている。そのため、配管に損傷が生じた場合には、床下に液体が漏れ出して建築物を傷めるという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献４に記載のものは、建築物の内部に通気層を設けることについての工法に関するものである。特許文献４において従来技術として位置づけられている当該文献の図９に示されている構造は、土台と大引きの高さを違えたり、根太をずらしたりして、土台や梁の内側で通気を確保している。しかし、この構造では、床面の面剛性が弱くなり、強度的な問題が生じる。これを改良したものとして、当該文献の図１には、柱の外側に縦胴縁を施工して通気空隙を確保することが記載されている。しかし、この構造では、室内空間を仕切る内壁から離れたところに通気層が形成されることとなり、通気層に暖気や冷気を循環させて輻射による冷暖房を行う機能が低下する。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、熱交換器における熱交換に用いられる液体が建築物の床下に存在すること無く、建築物内に空気の通気層を設けて空気を循環させ、輻射による冷暖房を省エネルギーで効率的に行うとともに、建築物の長寿命化を実現することが可能な建築物の冷暖房システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するために、本発明の建築物の冷暖房システムは、建築物の室内空間を仕切る内壁の外側に沿って空気の通気層が設けられ、前記通気層を通って床下と天井上との間を空気が循環して輻射による冷暖房を行う建築物の冷暖房システムであって、空気取り入れ管を介して床下から取り入れられた空気を、熱源タンクに収容された液体によって加熱または冷却する熱交換器を備えた熱源室が建築物の屋外に設けられており、前記熱交換器によって加熱または冷却された空気が空気取り出し管を介して床下に取り出されて、前記通気層を通って循環することを特徴とする。
【００１１】
通気層を通って床下と天井上との間を循環する空気は、熱源室に備えられた熱交換器によって加熱または冷却されるが、熱源室は建築物の屋外に設けられているため、空気取り入れ管を介して床下から取り入れられた空気は、屋外で液体によって加熱冷却される。そのため、熱交換に必要な液体は床下には存在せず、床下での配管の損傷によって床下に液体が漏れ出して建築物を傷めることがない。また、屋外設置であるため、熱源室内の装置のメンテナンスや取り換えも容易である。
【００１２】
また、熱交換に用いられる液体は熱源タンクに収容されており、熱源タンクは冷暖房用の蓄熱手段として機能する。そのため、冷暖房が必要な時に適宜、熱源タンクから冷暖房に必要なエネルギーを取り出すことができる。
【００１３】
さらに、通気層を通って床下と天井上との間を空気が循環することによって冷暖房がなされるため、通常であれば結露しやすい場所であっても、通気層内の空気の移動によって建築物内の湿気が空気に取り込まれやすく、結露の発生を抑制することができる。また、屋根裏のように夏季に高温になりやすい場所であっても、冷気が通っていることによって極端な高温になることが無く、建材の膨張収縮による劣化を抑制することもできる。このようなことが相まって、建築物の長寿命化を実現することができる。このような効果は、木造建築において特に顕著である。また、床下の空気を直接室内に取り込むことが無いため、ハウスダストによる健康被害や、気管支炎や小児喘息のような呼吸器系の病気の原因となる問題も生じない。
【００１４】
本発明の建築物の冷暖房システムにおいては、前記熱源室の前記熱源タンク内の液体は、ヒートポンプによって加熱または冷却されるか、あるいは太陽光による熱によって加熱され、地下に液体を通すことによって冷却されることによって、所定の加熱温度または所定の冷却温度に設定されることとすることができる。
【００１５】
熱源タンク内の液体をヒートポンプによって加熱または冷却すると、安定的に熱源タンク内の液体を所定の加熱温度または所定の冷却温度に設定することができる。また、暖房時には、熱源タンク内の液体を太陽光による熱によって加熱し、冷房時には、地下に水を通して熱源タンク内の液体を冷却することによって、自然エネルギーを用いて、熱源タンク内の液体を所定の加熱温度または所定の冷却温度に設定することができる。
【００１６】
また、本発明の建築物の冷暖房システムは、建築物の室内空間を仕切る内壁の外側に沿って空気の通気層が設けられ、前記通気層を通って床下と天井上との間を空気が循環して輻射による冷暖房を行う建築物の冷暖房システムであって、空気取り入れ管を介して床下から取り入れられた空気を、熱源機によって加熱または冷却する熱交換器を備えた熱源室が建築物の屋外に設けられており、前記熱源機による加熱冷却はヒートポンプによる加熱冷却か、あるいは太陽光による熱によって加熱し、地下に液体を通すことによって冷却するものであり、前記熱交換器によって加熱または冷却された空気が空気取り出し管を介して床下に取り出されて、前記通気層を通って循環することを特徴とする。
【００１７】
熱容量の大きい熱源タンクを用いると、熱源タンクが蓄熱手段として機能するため、大きな家屋に対して冷暖房を行う際には極めて有用であるが、熱容量が大きいために、熱源タンク内の液体を加熱冷却するには相当の時間を要する。これに対し、熱源タンクを用いずに、ヒートポンプ等の熱源機によって加熱冷却された液体によって直接空気を加熱冷却することにより、即効性のある冷暖房が可能となる。従って、比較的小規模の家屋に対する冷暖房に効果的である。
【００１８】
また、この構成によっても、熱源室は建築物の屋外に設けられているため、空気取り入れ管を介して床下から取り入れられた空気は、屋外で液体によって加熱冷却される。そのため、熱交換に必要な液体は床下には存在せず、床下での配管の損傷によって床下に液体が漏れ出して建築物を傷めることがない。
【００１９】
本発明の冷暖房システムにおいては、前記通気路と前記室内空間との間で空気の出入りを可能とする開閉自在の空気取出し口が設けられている構造とすることができる。
【００２０】
本発明の冷暖房システムは、室内の空気の清浄化のために、床下の空気を直接室内に取り込まないことを基本としているが、冷暖房効果の如何によっては、空気の通気路から直接暖気または冷気を取り入れて冷暖房効果を高めることが必要な場合がある。このような状況を考慮して、通気路と室内空間との間で空気の出入りを可能とする開閉自在の空気取出し口を設けている。空気取出し口は開閉自在であるため、空気の出入りが必要なときにだけ取出し口を開いて、暖気または冷気を取り込むことができる。
【００２１】
本発明の建築物の冷暖房システムにおいては、前記空気取り入れ管の取り入れ口には空気清浄部が設けられており、前記空気取り出し管の取り出し口は、建築物内での空気の循環を促進するために複数設けられていることが好ましい。
【００２２】
床下空間は、見えない場所であるため状況を把握しにくく、衛生面での保証がしにくいことから、空気取り入れ管の取り入れ口には空気清浄部を設け、この空気清浄部を通って床下の空気が取り入れられるようにすることにより、建築物内で循環する空気の清浄化を図ることができる。
また、空気取り出し管の取り出し口が１か所であると、空気取り出し管から冷気や暖気が床下に送り出されたときに、床下空間での温度むらが生じて適正な空気循環が実現しにくいが、空気取り出し管の取り出し口が複数設けられていると、床下空間での温度がほぼ均等となり、建築物内での空気循環を適正に行うことができる。
【００２３】
本発明の建築物の冷暖房システムにおいては、床板と土台との接合部近傍において床板に穴が設けられるとともに、床板と２階桁との接合部近傍において床板に穴が設けられることにより、断熱材と前記内壁との間に前記通気層が形成されていることが好ましい。
【００２４】
床板の面剛性が損なわれない程度の径の穴を、床板と土台との接合部近傍と、床板と２階桁との接合部近傍とにおいて、床板にそれぞれ設けることにより、建築物の室内空間を仕切る内壁と断熱材との間に通気層を無理なく形成することができる。この構造によると、特許文献４の図９に記載されたもののように、床板の面剛性は損なわれず、強度的な問題が生じることがない。また、特許文献４の図１に記載されたもののように、内壁から離れたところに通気層が形成されることが無く、通気層に暖気や冷気を循環させて輻射による冷暖房を行う機能を確実に実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、熱交換に必要な液体が床下に存在しないため、床下での配管の損傷によって床下に液体が漏れ出して建築物を傷めることがなく、省エネルギーで効率的な冷暖房が可能な建築物の冷暖房システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る建築物の冷暖房システムの基本構成図であり、冬季の暖房時を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る建築物の冷暖房システムの基本構成図であり、夏季の冷房時を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る建築物の冷暖房システムの基本構成図であり、春季、秋季での状態を示す図である。
【図４】熱源室の構造を示す平面図である。
【図５】熱源室の構造を示す正面図である。
【図６】熱源タンクを用いない場合の熱源室の構造を示す図である。
【図７】空気取出し口を設けた冷暖房システムの基本構成図を示す図である。
【図８】床下土台部分の通気断面図である。
【図９】２階床部分の通気断面図である。
【図１０】小屋部分の通気断面図である。
【図１１】建築物全体の通気断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の建築物の冷暖房システムを、その実施形態に基づいて説明する。
図１、図２、図３に、本発明の実施形態に係る建築物の冷暖房システムの基本構成を示す。図１は、冬季の暖房時を示し、図２は、夏季の冷房時を示す。また、図３は、春季、秋季での状態を示す。なお、図面に付す符号は、説明に必要なもののみを記し、それ以外のものについては省略している。
【００２８】
図１において、建築物１の室内空間２を仕切る内壁３の外側に沿って空気の通気層４が設けられており、通気層４の外側には断熱材５が設けられている。従って、通気層４は断熱材５と内壁３との間に形成されている。
【００２９】
１階の室内空間２と基礎６との間には床下空間７が形成され、床下空間７から空気を取り入れる空気取り入れ管８が、建築物１の屋外に設けられた熱源室９内の熱交換器１０に接続されている。また、熱交換器１０によって加熱冷却された空気を床下空間７に取り出す空気取り出し管１１が熱交換器１０に接続されている。熱交換器１０による空気の加熱冷却動作については、後に詳述する。
【００３０】
空気取り入れ管８における空気の入り口である取り入れ口１２には、空気清浄部１３が設けられている。空気清浄部１３は一例として、木板を隙間が生じるようにして組み立てた箱状物に竹炭を配置して形成することができる。空気清浄部１３を設けることにより、建築物１内で循環する空気の清浄化を図ることができる。
【００３１】
空気取り出し管１１における空気の出口である取り出し口１４は、建築物１内での空気の循環を促進するために複数設けられている。建築物１内での温度は、東西南北のどの方向に位置するかによって差があるのが通常であるが、例えば、建築物１の床下空間７の東西南北の各方向に設置することにより、床下空間７での温度がほぼ均等となり、建築物１内での空気循環を適正に行うことができ、輻射による冷暖房機能を充分に発揮することができる。
【００３２】
冬季の暖房時には、熱交換器１０によって加熱された空気が床下空間７に送られると、図１において矢印で示すように、暖気は床下空間７から通気層４を通って１階天井空間１５を経て、２階天井空間１６へ達する。この過程によって、室内空間２に直接暖気を送り込むこと無く、室内空間２に対して輻射による暖房がなされる。
【００３３】
２階天井空間１６に達した空気は、輻射による暖房に用いられることにより温度が低下している。この空気は、送風ファン１７に取り込まれて、２階天井空間１６と床下空間７とを結んで形成された下降送風パイプ１８を下降し、床下空間７内に位置する排出口１９から床下空間７内に排出される。その後、上述した過程を繰り返すことにより、輻射による暖房が継続して行われる。
【００３４】
建築物１の２階天井空間１６には、給気口２０と換気ファン２１が設けられており、これらを用いて１日に１回程度の空気の入れ替えがなされる。これにより、通気層４、床下空間７、１階天井空間１５、２階天井空間１６の空気が入れ替わる。建築物１の外壁２２と断熱材５との間には外通気２４が設けられ、屋根２３と断熱材５との間には屋根通気２９が設けられており、外通気２４、屋根通気２９を上昇した空気は、棟換気２５を経て建築物１外に排出される。
【００３５】
２階天井空間１６、１階天井空間１５、通気層４、床下空間７の空気の入れ替えは、４月〜１１月の期間では、１日１回、夜間の１時間、北側または東側より自然給気し、西側または南側より機械換気する。１２月〜３月の期間では、１日１回、昼間の１時間、西側または南側より自然給気し、北側または東側より機械換気する。これにより、２階天井空間１６、１階天井空間１５、通気層４、床下空間７の空気環境が良好な状態で維持される。
【００３６】
図２は、夏季の冷房時であるので、熱交換器１０によって冷却された空気が空気取り出し管１１に送られると、上昇送風パイプ２６に取り付けられた送風ファン２７によって、冷気は上昇送風パイプ２６に取り込まれて上昇送風パイプ２６内を上昇し、排出口２８から２階天井空間１６に排出される。その後冷気は、図２において矢印で示すように、２階天井空間１６から通気層４を通って１階天井空間１５を経て、床下空間７へ達する。この過程によって、室内空間２に直接暖気を送り込むこと無く、室内空間２に対して輻射による冷房がなされる。
【００３７】
床下空間７に達した空気は、輻射による冷房に用いられることにより温度が上昇しているが、床下空間７は、熱交換器１０によって冷却された空気で満たされているため、冷却された空気は、送風ファン２７に取り込まれて、床下空間７と２階天井空間１６とを結んで形成された上昇送風パイプ２６を上昇し、２階天井空間１６内に位置する排出口２８から２階天井空間１６内に排出される。その後、上述した過程を繰り返すことにより、輻射による冷房が継続して行われる。
【００３８】
図３は、春季、秋季、および梅雨時での状態を示しているため、熱交換器１０は稼働していない。送風ファン１７を運転して２階天井空間１６の空気を送風ファン１７に取り込み、２階天井空間１６と床下空間７とを結んで形成された下降送風パイプ１８を下降した空気を、床下空間７内に位置する排出口１９から床下空間７内に排出する。この空気は、通気層４を自然に上昇する。このときにも、通気層４を通って空気が循環するため、結露しやすい場所であっても、通気層内の空気の移動によって建築物１内の湿気が空気に取り込まれやすく、結露の発生を抑制することができ、建築物１の長寿命化を実現することができる。
【００３９】
図４、図５に、熱源室の構造を示す。図４は、熱源室の平面図であり、図５は熱源室の正面図である。
熱源室９は、建築物１の屋外に設けられており、熱交換器１０と熱源タンク３０とを備えている。熱源タンク３０にはヒートポンプ３１が接続されており、ヒートポンプ３１によって加熱または冷却された液体が、熱源タンク３０に蓄積されている。熱源タンク３０に蓄積される液体として、水あるいは不凍液等を用いることができる。
【００４０】
熱源タンク３０に接続されているパイプ３２は、熱交換器１０内ではらせん状となるように形成されている。床下空間７から空気取り入れ管８を介して熱交換器１０に導入された空気は、パイプ３２のらせん状部分と接することによって、パイプ３２内を流れる液体と熱の授受がなされて加熱冷却される。パイプ３２の形状を、熱交換器１０内ではらせん状となるように形成しているのは、パイプ３２の外側に存在する空気との接触面積を増やして、熱交換しやすくするためである。加熱冷却された空気は、送風ファン３３によって空気取り出し管１１に取り込まれて、床下空間７に送られる。
【００４１】
熱源室９は建築物１の屋外に設けられているため、空気取り入れ管８を介して床下空間７から取り入れられた空気は、屋外で液体によって加熱冷却される。そのため、熱交換に必要な液体は床下空間７には全く存在しない構造となり、床下空間７での配管の損傷によって床下空間７に液体が漏れ出して建築物を傷めることがない。
【００４２】
ヒートポンプ３１は、熱を低温物体と高温物体との間で移動させることによって、加熱冷却をおこなう装置であり、二酸化炭素等の熱媒を循環させながら圧縮・膨張を行うことにより、熱を吸収し、あるいは放出して、その熱媒に接する物体を加熱冷却する機能を有するものである。ヒートポンプ３１を用いると、電力によって熱源タンク３０内の液体を、安定的に所定の加熱温度または所定の冷却温度に設定することができる点で大きなメリットがある。
【００４３】
また、ヒートポンプ３１の代替手段あるいは補助的手段として、自然エネルギーを利用して熱源タンク３０内の液体を加熱冷却することができる。例えば、太陽光による熱によって液体を加熱して暖房用熱源とし、冷たい地下にパイプを設置し、このパイプに液体を通すことによって液体を冷却して冷房用熱源とすることができる。また、ヒートポンプ３１を用いる場合であっても、夜間電力を用いて温水または冷水を生成して、熱源タンク３０に蓄積しておくと、エネルギーの節約が可能となる。
【００４４】
このように、熱交換に用いられる液体は熱源タンク３０に収容されており、熱源タンク３０は冷暖房用の蓄熱手段として機能するため、冷暖房が必要な時に適宜、熱源タンク３０から冷暖房に必要なエネルギーを取り出すことができる。ヒートポンプ３１で温水・冷水を生成する場合、熱源タンク３０を用いないと、熱交換器１０で熱交換を行う際に必ずヒートポンプ３１を稼働する必要がある。しかし、熱源タンク３０を用いると、ヒートポンプ３１を夜間のように電気料金が安い時間帯に稼働して温水・冷水を生成して熱源タンク３０に蓄積しておき、熱交換器１０で熱交換を行う際に、熱源タンク３０に蓄積された温水・冷水を使用して熱交換を行うことができる。熱源タンク３０が蓄熱手段として機能するためには、十分な熱容量と保温性を有していれば良く、熱源タンク３０に蓄積される液体の体積を２００リットル程度とすれば、充分な蓄熱効果が得られる。
【００４５】
図６に、熱源タンクを用いない場合の熱源室の構造を示す。
熱源室９は、建築物１の屋外に設けられており、熱交換器１０を備えている。熱源機として機能するヒートポンプ３１によって加熱または冷却された液体は、パイプ３２を介して熱交換器１０に送られる。熱交換器１０内において、パイプ３２はらせん状となるように形成されている。熱源機による加熱冷却は、このヒートポンプ３１による加熱冷却の他、太陽光による熱によって加熱し、地下に液体を通すことによって冷却する方式を適宜選択することができる。
【００４６】
床下空間７から空気取り入れ管８を介して熱交換器１０に導入された空気は、パイプ３２のらせん状部分と接することによって、パイプ３２内を流れる液体と熱の授受がなされて加熱冷却される。加熱冷却された空気は、送風ファン３３によって空気取り出し管１１に取り込まれて、床下空間７に送られる。
【００４７】
ここでも、熱源室９は建築物１の屋外に設けられているため、空気取り入れ管８を介して床下空間７から取り入れられた空気は、屋外で液体によって加熱冷却される。そのため、熱交換に必要な液体は床下空間７には全く存在しない構造となり、床下空間７での配管の損傷によって床下空間７に液体が漏れ出して建築物を傷めることがない。
【００４８】
図７に、空気取出し口を設けた冷暖房システムの基本構成図を示す。
図７は、冬季の暖房時を代表例として示している。なお、図７においては、基本構造は図１に示すものと同等であるため、説明に必要なものについての番号を付し、他は省略している。
【００４９】
１階の室内空間２と床下の通気路４と間に、開閉自在の空気取出し口３４が設けられている。同様に、２階の室内空間２と天井の通気路４と間に、開閉自在の空気取出し口３４が設けられている。空気取出し口３４は、通気路４と室内空間２との間で空気の出入りを可能とするために設けられたものである。
【００５０】
空気の通気路４から直接暖気または冷気を取り入れて、冷暖房効果を高めることが必要な場合にのみ、空気取出し口３４を開いて室内空間２に暖気または冷気を送り込む。空気取出し口３４の開閉操作は、人の操作によって適宜行ってもよく、室内に備えた温度センサによって室温を監視して、所定の温度範囲を超えたことをセンサが検知した際に空気取出し口３４の開閉操作がなされるようにしてもよい。
【００５１】
図８、図９、図１０、図１１を用いて、空気の通気層の形成について詳細に説明する。
図８は、床下土台部分の通気断面図であり、図９は、２階床部分の通気断面図である。また、図１０は、小屋部分の通気断面図であり、図１１は、建築物全体の通気断面図である。
図８に示すように、床板４０と土台４１との接合部近傍において、床板４０に穴４２が設けられている。穴４２は床板４０を貫通しており、床板４０における通気孔として機能する。この穴４２を設けることにより、床下空間７の空気は大引４３の空間を通った後、穴４２を通り抜けて１階部分の通気層４に達する。基礎６と土台４１との接合部には、基礎気密パッキン４４が取り付けられて密閉されている。これにより、基礎部分から外気が取り込まれることがなく、湿度が高い梅雨時であっても北側の壁が腐ったり、湿気による結露により雨漏りしたりすることを防止できる。
【００５２】
外壁２２の内側に沿って設けられている外通気２４には防湿シートが張られており、その内側に断熱材５が敷き詰められている。通気層４は、断熱材５と内壁３との間に形成されているため、通気層４内を循環する空気の温度は外界の影響を受けにくい。また、通気層４と内壁３との間には防湿シートが張られておらず、通気できるようになっている。内壁３を通気性のある壁材で形成すると、内壁３を通しての通気が可能であり、浄化作用を有する壁材を用いると、空気の浄化を行うことも可能である。
【００５３】
図９に示すように、床板４０と２階桁４５との接合部近傍において、床板４０に穴４２が設けられている。この穴４２を設けることにより、１階部分の通気層４の空気は、１階天井空間１５を経て、穴４２を通り抜けて２階部分の通気層４に達する。
【００５４】
図８、図９に示す穴４２は、直径が２５ｍｍ程度のものとすると、床板４０の面剛性を損なうことがない。また、土台４１と２階桁４５の横方向の寸法を短めにすることで、大引４３の空間から１階部分の通気層４への空気の通路、および１階天井空間１５から２階部分の通気層４への空気の通路を無理なく形成することができる。また、穴４２を上下方向に対して斜めに形成しているのは、土台４１と２階桁４５の横方向の寸法を考慮して、穴４２の上端が通気層４に通じるようにするためである。
【００５５】
図１０に示すように、２階部分の通気層４の上部に達した空気は、小屋桁４６付近を通過して、天井４７の上部に広がる２階天井空間１６に達する。屋根通気２９の下側には断熱材５が敷き詰められている。これにより、屋根２３からの熱の影響を抑制することができる。
【００５６】
上述した構造により、図１１に示すように、通気層４は、断熱材５と内壁３との間に形成されており、内壁３の直近の外側を空気が循環することとなる。そのため、輻射による冷暖房効果が極めて高い。上述した冷暖房システムは、冷気または暖気を室内空間２に直接送り込む方式のような即効性はないが、輻射によって内壁３が充分に加熱または冷却されるため、室内空間２に居住する人が感じる体感温度は、快適と感じる適温となっている。しかも、室内空間２に冷気または暖気を直接送り込む方式が有する問題点が無く、健康維持の観点からも優れた冷暖房システムということができる。さらに、構造躯体が常に動く空気に触れているため、特に木造建築において長寿命化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、熱交換に必要な液体が床下に存在しないため、床下での配管の損傷によって床下に液体が漏れ出して建築物を傷めることがなく、省エネルギーで効率的な冷暖房が可能な建築物の冷暖房システムとして利用することができる。また、建築物内の通気層を常に空気が循環しているため、建築物の長寿命化を実現する手段として利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  建築物
２  室内空間
３  内壁
４  通気層
５  断熱材
６  基礎
７  床下空間
８  空気取り入れ管
９  熱源室
１０  熱交換器
１１  空気取り出し管
１２  取り入れ口
１３  空気清浄部
１４  取り出し口
１５  １階天井空間
１６  ２階天井空間
１７  送風ファン
１８  下降送風パイプ
１９  排出口
２０  給気口
２１  換気ファン
２２  外壁
２３  屋根
２４  外通気
２５  棟換気
２６  上昇送風パイプ
２７  送風ファン
２８  排出口
２９  屋根通気
３０  熱源タンク
３１  ヒートポンプ
３２  パイプ
３３  送風ファン
３４  空気取出し口
４０  床板
４１  土台
４２  穴
４３  大引
４４  基礎気密パッキン
４５  ２階桁
４６  小屋桁
４７  天井
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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