(57)【要約】【課題】  ２４時間換気のシステムを利用しながら、地熱によって熱交換された冷気や暖気を緩やかな風量で屋内に取り込むことにより、暖房や冷房の空調負荷を低減しつつ、涼温房効果を得ることのできる地熱利用住宅を提供する。【解決手段】  断熱基礎１２によって囲まれた１階床下部分を蓄熱空間１３とし、地中に埋設設置された熱交換パイプ１１の一端１１ａを蓄熱空間１３に開口させると共に、熱交換パイプ１１の他端１１ｂを断熱基礎１２の外側に開口させ、且つ蓄熱空間１２と１階床上部分１６とを連通する連通口１７を設けて、２４時間換気の換気装置によって蓄熱空間１３から暖気又は冷気を１階床上部分１６に取り込むと共に、熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気又は冷気を蓄熱空間１３に供給する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気装置を用いて屋内の空気を所定回数入れ換えるように設計された２４時間換気住宅において、地熱を利用して暖房や冷房の空調負荷を低減する地熱利用住宅であって、
断熱基礎によって囲まれた１階床下部分を蓄熱空間とし、地中に埋設設置された熱交換パイプの一端を前記蓄熱空間に開口させると共に、前記熱交換パイプの他端を前記断熱基礎の外側に開口させ、
且つ前記蓄熱空間と１階床上部分とを連通する連通口を設けて、前記２４時間換気の換気装置によって前記蓄熱空間から暖気又は冷気を１階床上部分に取り込むと共に、前記熱交換パイプの他端から外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気又は冷気を前記蓄熱空間に供給する地熱利用住宅。
【請求項２】
上階の床下部分が二重床構造となっていて上階蓄熱空間を形成していると共に、該上階蓄熱空間と前記蓄熱空間とを連通する送気ダクトが設けられ、該送気ダクトに取り付けられた送気装置によって前記蓄熱空間から暖気又は冷気が前記上階蓄熱空間に送られるようになっており、且つ前記上階蓄熱空間と上階床上部分とを連通する連通口を設けて、前記２４時間換気の換気装置及び前記送気装置によって前記上階蓄熱空間から暖気又は冷気を上階床上部分に取り込む請求項１記載の地熱利用住宅。
【請求項３】
前記蓄熱空間と１階床上部分とを連通する連通口及び前記上階蓄熱空間と上階床上部分とを連通する連通口は、床部材に設けられた床ガラリである請求項１又は２に記載の地熱利用住宅。
【請求項４】
天井部分が二重構造となっていて天井蓄熱空間を形成していると共に、該天井蓄熱空間と前記蓄熱空間とを連通する送気ダクトが設けられ、該送気ダクトに取り付けられた送気装置によって前記蓄熱空間から暖気又は冷気が前記天井蓄熱空間に送られるようになっており、且つ前記天井蓄熱空間と天井下部分とを連通する連通口を設けて、前記２４時間換気の換気装置及び前記送気装置によって前記天井蓄熱空間から暖気又は冷気を天井下部分に取り込む請求項１〜３のいずれかに記載の地熱利用住宅。
【請求項５】
前記蓄熱空間に開口する前記熱交換パイプの一端に吸気装置が設けられていて、該吸気装置によって前記熱交換パイプの他端から外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気又は冷気を前記蓄熱空間に供給すると共に、該吸気装置によって前記１階床上部分及び／又は前記送気ダクトに暖気又は冷気を送り出す請求項１〜４のいずれかに記載の地熱利用住宅。
【請求項６】
前記蓄熱空間の上面を覆う１階の床部材に蓄熱材が取り付けられている請求項１〜５のいずれかに記載の地熱利用住宅。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱利用住宅に関し、特に換気装置を用いて屋内の空気を所定回数入れ換えるように設計された２４時間換気住宅において、地熱を利用して暖房や冷房の空調負荷を低減する地熱利用住宅に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅建築物の高断熱、高気密化に伴ない、建築物の内外が遮断されやすくなっていることから、屋内を効率良く換気するために、喚起扇等の換気装置を用いた２４時間換気の住宅が種々開発されている。２４時間換気の住宅では、屋内の換気を行うのに効果的な空気の流れを考慮した所定の位置として、例えば洗面所、脱衣室等の共用部分に排気口を設け、この排気口に２４時間換気用の換気装置を取り付けると共に、リビングや寝室、子供部屋等の居室部分に吸気口を開口形成することにより、換気装置の動力を介して屋内に吸気口から排気口に向かう緩やかな空気の流れを生じさせ、例えば１時間に０．５回程度の回数で、屋内の空気を吸気口から取り入れた新鮮な空気と交換できるように設計されている。
【０００３】
また、このような高断熱、高気密化された２４時間換気の住宅では、エアコンやヒーター等の機械的な冷暖房装置を用いて屋内の冷房や暖房が行われることになるが、省エネルギーや省資源に配慮した住宅として、自然エネルギーを積極的に利用すると共に、冷暖房というコンセプトではなく、涼温房というコンセプトを取り入れることによって環境との共生を鑑みた住宅の開発が望まれている。
【０００４】
一方、自然エネルギーを利用した住宅の一例として、地熱を利用した住宅が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。これらの地熱を利用した住宅は、地中の温度は夏季、冬季を問わず例えば１５℃程度に略一定していることから、地中に熱交換パイプを埋設し、空気を熱媒体として送り込み、地熱によって空気を加温又は冷却した後に屋内を循環させることにより、暖房や冷房の空調負荷を低減させることを可能にするものである。
【特許文献１】特開平２−８９９３５号公報
【特許文献２】特開２００３−３５４３３号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１４７０号公報
【特許文献４】特開平１１−１０１４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の地熱を利用して空調負荷を低減させるようにした住宅によれば、特許文献１の住宅では、床に設けた吸気口に熱交換パイプを接続して当該熱交換パイプから室内に直接暖気を送り込むものであり、特許文献２の住宅では、熱交換パイプの一端を床下空間に設置した熱交換器に接続して、この熱交換器から吹出口を介して温度調整された暖気や冷気を室内に直接送り込むものである。また特許文献３の住宅では、熱交換パイプの一端を屋内に設けた熱交換器と接続して、この熱交換器から温度調整された暖気や冷気を屋内に直接送風するものである。したがって、こられの住宅によれば、暖気や冷気が吸気口や熱交換機から屋内に直接供給されるものであることから、エアコンやヒーター等の機械的な冷暖房装置の代替又は補助的なエネルギーとして地熱を利用しているに過ぎず、高断熱、高気密化された住宅において、２４時間換気のシステムを効率良く利用しながら、屋内の暑さや寒さを緩やかに和らげるといった涼温房のコンセプトを取り入れることは困難である。
【０００６】
また、特許文献４の住宅では、熱交換パイプの一端を断熱基礎によって囲まれる床下空間に接続して地熱によって熱交換された暖気や冷気を送り込み、さらに床下空間から外壁の内部の隙間を通過させて暖気や冷気を天井裏に送り込むことによって、外壁に優れた断熱作用を発揮させるようにしたものである。したがって、外壁の断熱作用によって屋内の温度を効果的に保持させることは可能であるが、地熱によって熱交換された暖気や冷気を屋内に取り込むものではないことから、高断熱、高気密化された住宅において、２４時間換気のシステムを利用しながら、地熱による冷気や暖気によって屋内の暑さや寒さを和らげるようにすることは困難である。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、高断熱、高気密化された住宅において、２４時間換気のシステムを利用しながら、地熱によって熱交換された冷気や暖気を緩やかな風量で屋内に取り込むことにより、暖房や冷房の空調負荷を低減しつつ、夏の暑さを和らげる涼しさと、冬の寒さを和らげる温もりを効果的に得ることのできる地熱利用住宅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】
【０００８】
本発明は、換気装置を用いて屋内の空気を所定回数入れ換えるように設計された２４時間換気住宅において、地熱を利用して暖房や冷房の空調負荷を低減する地熱利用住宅であって、断熱基礎によって囲まれた１階床下部分を蓄熱空間とし、地中に埋設設置された熱交換パイプの一端を前記蓄熱空間に開口させると共に、前記熱交換パイプの他端を前記断熱基礎の外側に開口させ、且つ前記蓄熱空間と１階床上部分とを連通する連通口を設けて、前記２４時間換気の換気装置によって前記蓄熱空間から暖気又は冷気を１階床上部分に取り込むと共に、前記熱交換パイプの他端から外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気又は冷気を前記蓄熱空間に供給する地熱利用住宅を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００９】
本発明の地熱利用住宅によれば、上階の床下部分が二重床構造となっていて上階蓄熱空間を形成していると共に、該上階蓄熱空間と前記蓄熱空間とを連通する送気ダクトが設けられ、該送気ダクトに取り付けられた送気装置によって前記蓄熱空間から暖気又は冷気が前記上階蓄熱空間に送られるようになっており、且つ前記上階蓄熱空間と上階床上部分とを連通する連通口を設けて、前記２４時間換気の換気装置及び前記送気装置によって前記上階蓄熱空間から暖気又は冷気を上階床上部分に取り込むようになっていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の地熱利用住宅によれば、前記蓄熱空間と１階床上部分とを連通する連通口及び前記上階蓄熱空間と上階床上部分とを連通する連通口は、床部材に設けられた床ガラリであることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の地熱利用住宅によれば、天井部分が二重構造となっていて天井蓄熱空間を形成していると共に、該天井蓄熱空間と前記蓄熱空間とを連通する送気ダクトが設けられ、該送気ダクトに取り付けられた送気装置によって前記蓄熱空間から暖気又は冷気が前記天井蓄熱空間に送られるようになっており、且つ前記天井蓄熱空間と天井下部分とを連通する連通口を設けて、前記２４時間換気の換気装置及び前記送気装置によって前記天井蓄熱空間から暖気又は冷気を天井下部分に取り込むようになっていることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、本発明の地熱利用住宅によれば、前記蓄熱空間に開口する前記熱交換パイプの一端に吸気装置が設けられていて、該吸気装置によって前記熱交換パイプの他端から外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気又は冷気を前記蓄熱空間に供給すると共に、該吸気装置によって前記１階床上部分及び／又は前記送気ダクトに暖気又は冷気を送り出すようになっていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の地熱利用住宅によれば、前記蓄熱空間の上面を覆う１階の床部材に蓄熱材が取り付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の地熱利用住宅によれば、高断熱、高気密化された住宅において、２４時間換気のシステムを利用しつつ、地熱によって熱交換された冷気や暖気を緩やかな風量で屋内に取り込むことにより、暖房や冷房の空調負荷を低減しつつ、夏の暑さを和らげる涼しさと、冬の寒さを和らげる温もりを効果的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態に係る地熱利用住宅１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、例えば軸組工法による木造２階建ての高断熱、高気密化された２４時間換気の住宅建築物であって、自然エネルギーを積極的に利用して省エネルギー化、省資源化を効率良く図るように設計された環境共生タイプの住宅である。すなわち、本実施形態の地熱利用住宅１０は、後述する地中に埋設設置された熱交換パイプ１１や１階床下部分の蓄熱空間１３等による地熱利用のための設備の他、自然な空気の流れを作って熱を逃がすように設計された通風塔１４、冬季に太陽熱を集熱しながら室内へ日射を取り込めるように設計されたダブルスキン外壁構造１５、夏の日射を遮るルーバーやブラインド（図示せず）、通風を確保する欄間や地窓（図示せず）、太陽光を利用した太陽光発電集熱施設（図示せず）等が設けられており、これまでの住宅に必要とされた機械的な冷暖房設備にあまり頼ることなく、健康的な工夫で住まいの持つ涼温房の力を効果的に利用して、程よい快適さを享受できる屋内空間を最小限のエネルギーで提供できるように開発されたものである。また、夏の暑さを和らげる涼しさと、冬の寒さを和らげる温もりとを、健康的な工夫によって効果的に得られるようにするために開発されたものである。
【００１６】
そして、本実施形態の地熱利用住宅１０は、換気装置（図示せず）を用いて屋内の空気を所定回数入れ替えるように設計された２４時間換気住宅において、環境共生タイプの住宅とするための一要素として、地熱を利用して暖房や冷房の空調負荷を低減できるようにした住宅であって、断熱基礎１２によって囲まれた１階床下部分を蓄熱空間１３とし、地中に埋設設置された熱交換パイプ１１の一端１１ａを蓄熱空間１３に開口させると共に、熱交換パイプ１１の他端１１ｂを断熱基礎１２の外側に開口させ、且つ蓄熱空間１３と１階床上部分１６とを連通する連通口１７を設けて、２４時間換気の換気装置によって蓄熱空間１３から暖気又は冷気を１階床上部分１６に取り込むと共に、熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気（図１（ａ）参照）又は冷気（図１（ｂ）参照）を蓄熱空間１３に供給するようになっている。
【００１７】
また、本実施形態によれば、上階（２階）の床下部分が二重床構造となっていて上階（２階）蓄熱空間１８を形成していると共に、この上階蓄熱空間１８と１階床下部分の蓄熱空間１３とを連通する送気ダクト１９が設けられていて、この送気ダクト１９に取り付けられた送気装置２０によって蓄熱空間１３から暖気又は冷気が上階蓄熱空間１８に送られるようになっており、且つ上階蓄熱空間１８と上階（２階）床上部分２１とを連通する連通口２２を設けて、２４時間換気の換気装置（図示せず）及び送気装置２０によって上階蓄熱空間１８から暖気又は冷気を上階床上部分２１に取り込むようになっている。
【００１８】
さらに、本実施形態によれば、天井部分が二重構造となっていて天井蓄熱空間２３を形成していると共に、この天井蓄熱空間２３と１階床下部分の蓄熱空間１３とを連通する送気ダクト１９が設けられていて、この送気ダクト１９に取り付けられた送気装置２０によって蓄熱空間１３から暖気又は冷気が天井蓄熱空間２３に送られるようになっており、且つ天井蓄熱空間２３と天井下部分としての上階床上部分２１を連通する連通口２４を設けて、２４時間換気の換気装置（図示せず）及び送気装置２０によって天井蓄熱空間２３から暖気又は冷気を天井下部分２１に取り込むようになっている。
【００１９】
本実施形態の地熱利用住宅１０によれば、１階床下部分は、図２にも示すように、断熱基礎１２によって周囲を囲まれた蓄熱空間１３となっている。断熱基礎１２は、立設部分１２ａの内側面に公知の各種の断熱材２５ａを取り付けた、いわゆる内断熱の構造を有していると共に、立設部分１２ａによって囲まれる地盤面を基礎スラブ１２ｂによって覆った、いわゆるべた基礎構造となっている。また、基礎スラブ１２ｂの下面にも、当該下面を覆って断熱材２５ｂが敷設設置されることにより、１階床下部分には、断熱基礎１２と、断熱基礎１２の立設部分１２ａの天面に設置される土台２６と、土台２６に支持させて取り付けられる床部材２７とによって囲まれる、断熱機能に優れた蓄熱空間１３が形成されることになる。
【００２０】
また、本実施形態によれば、蓄熱空間１３の上面を覆う１階の床部材２７は、例えば厚さ２４ｍｍ程度のマルチバランス床パネル２７ａを敷設することによって形成される。また、例えばパブリックスペースとしてのリビングルーム等においては、１階の床部材２７は、マルチバランス床パネル２７ａの上面に、例えば３０ｃｍ程度のピッチで４５×６０ｍｍの根太２７ｂを複数平行に敷き並べ、さらにこれの上面に合板や床フロア材２７ｃを敷設することにより、根太２７ｂによって複数に区画された中空部分を内部に備える二重構造を有している。そして、各中空部分には、蓄熱材として、例えば水の入ったウォーターバック２８が、当該中空部分を各々充填するようにして装着されている。
【００２１】
蓄熱空間１３に一端１１ａが開口する熱交換パイプ１１は、熱伝導率が高く且つ腐蝕のおそれのない材質のものとして、例えば塩化ビニル製の中空パイプが用いられ、例えば２００mmの管径を有している。熱交換パイプ１１は、その一端１１ａの下方の立上がり部分が、断熱基礎１２のコンクリート打設時に型枠内の所定の位置に取り付けられることにより、基礎スラブ１２ｂを貫通して立設配置され、一端１１ａの先端開口を横方向に向けて開口させている。また熱交換パイプ１１は、その一端１１ａの下方の立上がり部分からエルボー管等を介して横方向に折れ曲がり、基礎スラブ１２ｂの下方の地中に所定の深さで埋設されて、断熱基礎１２の外側まで延設している。断熱基礎１２の外側まで延設した熱交換パイプ１１は、エルボー管等を介して折れ曲がってその他端１１ｂの下方の立ち上がり部分が地表面２９よりも上方に突出し、他端１１ｂの先端開口を下方に向けて開口させている。
【００２２】
ここで、熱交換パイプ１１の横方向に延設して地中に埋設される部分は、例えば１／１００程度の下り勾配で断熱基礎１２の外側に向けて傾斜して設置されている。また横方向に延設して地中に埋設される部分は、その傾斜方向下流側において、他端１１ｂの立上がり部分から枝分かれするようにさらに外側に延設して、例えば集水枡３０に接続している。これによって、熱交換パイプ１１の内部に結露水等が生じた際に、これを集水枡３０まで流下させて容易に排除することができるようになっている。
【００２３】
そして、本実施形態によれば、熱交換パイプ１１は、横方向に延設して地中に埋設される部分の中心深さが例えば基礎スラブ１２ｂの上面からｈ＝１５６０ｍｍとなるように埋設設置されている。
【００２４】
なお、熱交換パイプ１１の地中埋設部分の埋設深さは、深さが深くなるほど地中の温度が一定の温度に安定する一方で、絶対湿度や施工性との兼ね合いが生じることから、例えば１〜３ｍｍ程度とすることが好ましい。また、熱交換パイプ１１の地中埋設部分の埋設長さは、埋設長さが長くなる程地熱との熱交換を促進することが可能になる一方で、管内で結露が発生しやすくなり、通過する空気により除湿することになって絶対湿度が低くなることから、例えば５〜４０ｍ程度、特に２０〜２５ｍ程度とすることが好ましい。
【００２５】
本実施形態では、蓄熱空間１３に貯留された暖気や冷気を上階蓄熱空間１８や天井蓄熱空間２３に送るための送気ダクト１９は、例えば管径が１００ｍｍ程度の鋼管パイプからなり、例えば垂直方向への配管に適した上下階に跨がる配管スペースとして、好ましくは階段３１に沿ったこれに隣接する部分に設置される。また送気ダクト１９は、その上下方向中間部分の枝分かれ配管部１９ａを介して、二重床構造の２階床下部分による上階蓄熱空間１８に連通している共に、その上端部分が二重構造の２階天井部分による天井蓄熱空間２３に連通している。送気ダクト１９には、例えば枝分かれ配管部１９ａ等の適宜の位置に、開閉調節弁が設けられており、例えば、図１（ａ）に示す冬季において天井蓄熱空間２３への暖気の供給を遮断した状態と、図１（ｂ）に示す夏季において天井蓄熱空間２３にも冷気を供給する状態とを切り換えることができるようになっている。
【００２６】
送気ダクト１９に取り付けられた送気装置２０は、送気ファン等を備える公知のもので、１階床下部分の蓄熱空間１３に貯留された暖気や冷気を上階に向けて送り出すのに効果的な位置として、蓄熱空間１３に近接する送気ダクト１９の下端部分に取り付けて用いられる。
【００２７】
本実施形態によれば、１階床下部分の蓄熱空間１３と１階床上部分１６とを連通する連通口１７や、２階床下部分の上階蓄熱空間１８と上階床上部分２１とを連通する連通口２２は、床部材１７に設けられており、これらの連通口１７，２２は、好ましくは開閉可能な公知の床ガラリによって形成されている。天井部分の天井蓄熱空間２３と天井下部分２１とを連通する連通口２４は、天井部材３１に設けられており、この連通口２４もまた、好ましくは開閉可能な公知の天井ガラリによって形成されている。なお、連通口は、例えば１階床上部分１６や上階床上部分２１を区画する仕切壁の中空内部を蓄熱空間１３や上階蓄熱空間１８と連通させると共に、これらの仕切壁に連通口を設けて、当該仕切壁の中空内部を経由させて蓄熱空間１３，１８から床上部分１６，２１に暖気や冷気を取り込むようにすることもできる。
【００２８】
上述の構成を備える本実施形態の地熱利用住宅１０によれば、例えば冬季においては、図１（ａ）に示すように、２４時間換気の換気装置（図示せず）を稼動することにより、屋内の空気が例えば１時間に好ましくは０．５回程度入れ換わる緩やかな風量で屋内を換気する。これによって、屋内は、蓄熱空間１３に対して僅かに負圧の状態になるので、このような圧力差により、連通口１７を介して蓄熱空間１３に貯留されていた暖気が緩やかな風量で１階床上部分１６に取り込まれることになる。また１階床上部分１６への取り込みによって蓄熱空間１３に貯留された暖気が減少するのに伴なって、これを補充するべく熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気が引き込まれ、地熱によって熱交換された暖気を蓄熱空間１３に供給することが可能になる。
【００２９】
２４時間換気の換気装置の稼動だけでは動力が不足して、上階床上部分２１まで十分な暖気を送り出すことができない場合には、送気ダクト１９に取り付けられた送気装置２０を稼動して、蓄熱空間１３から暖気を上階蓄熱空間１８に送り出す。暖気を送り出す際の送出し圧力と２４時間換気の稼動によって、連通口２２を介して上階蓄熱空間１８の暖気が緩やかな風量で上階床上部分２１に取り込まれることになる。また、１階床上部分１６及び上階床上部分２１への取り込みにより蓄熱空間１３に貯留された暖気が減少するのに伴なって、これを補充するべく熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気が引き込まれ、地熱によって熱交換された暖気が蓄熱空間１３に供給されることになる。
【００３０】
ここで、地熱によって熱交換された暖気を利用する冬季においては、暖気はその熱によって上昇するものであるため、効率的な熱利用が行えるように、暖気の天井蓄熱空間２３への流通を遮断した状態として、上階蓄熱空間１８からのみ上階床上部分２１へ暖気が送られるようになっている。また、本実施形態の地熱利用住宅１０によれば、ダブルスキン外壁構造１５から屋根裏流路３２を介して住宅１０の上端部分に至った後に、第２吸引ダクト３３を介して蓄熱空間１３と連通する太陽熱流路が形成されている。ダブルスキン外壁構造１５や屋根裏流路３２において太陽熱と熱交換された暖気を、第２吸引ダクト３３の下端部分に設けた第２吸引装置３４によって蓄熱空間１３に向けて吸引供給することにより、これらの暖気を、涼温房用の暖気として補助的に用いることが可能になる。さらに、本実施形態によれば、蓄熱空間１３に向けて吹出口３５を開口させた床下エアコン３６が設けられており、涼温房を行うための暖気が不足している場合に、これを補う暖気を、適宜床下エアコン３６から蓄熱空間１３に送り込むことができるようになっている。
【００３１】
なお、２４時間換気の換気装置（図示せず）や送気装置２０の稼動に伴なって、熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気を引き込んで蓄熱空間１３に供給される、熱交換パイプ１１を介して熱交換される暖気の1時間当たりの流量（流速）は、流量が多くなる程地熱との熱交換の効率が悪くなる一方で、少なくなり過ぎると所望の換気回数が確保できなくなり、換気不足となることから、例えば１００〜３００ｍ3／h程度、特に１００ｍ3／h程度とすることが好ましい。
【００３２】
また、例えば夏季においては、図１（ｂ）に示すように、２４時間換気の換気装置（図示せず）を稼動することにより、屋内の空気が例えば１時間に好ましくは０．５回程度入れ換わる緩やかな風量で屋内を換気する。これによって、屋内は、蓄熱空間１３に対して僅かに負圧の状態になるので、このような圧力差により、連通口１７を介して蓄熱空間１３に貯留されていた冷気が緩やかな風量で１階床上部分１６に取り込まれることになる。また１階床上部分１６への取り込みによって蓄熱空間１３に貯留された冷気が減少するのに伴なって、これを補充するべく熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気が引き込まれ、地熱によって熱交換された冷気を蓄熱空間１３に供給することが可能になる。
【００３３】
２４時間換気の換気装置の稼動だけでは動力が不足して、上階床上部分２１まで十分な冷気を送り出すことができない場合には、送気ダクト１９に取り付けられた送気装置２０を稼動して、蓄熱空間１３から冷気を上階蓄熱空間１８に送り出す。冷気を送り出す際の送出し圧力と２４時間換気の稼動によって、連通口２２を介して上階蓄熱空間１８の冷気が緩やかな風量で上階床上部分２１に取り込まれることになる。また、１階床上部分１６及び上階床上部分２１への取り込みにより蓄熱空間１３に貯留された冷気が減少するのに伴なって、これを補充するべく熱交換パイプ１１の他端１１ｂから外気が引き込まれ、地熱によって熱交換された冷気が蓄熱空間１３に供給されることになる。
【００３４】
ここで、地熱によって熱交換された冷気を利用する夏季においては、冷気はその熱によって下降するものであるため、効率的な熱利用が行えるように、冷気の天井蓄熱空間２３への流通を開放して、天井蓄熱空間２３からも上階床上部分２１へ冷気を取り込むことができるようになっている。また、第２吸引装置３４の稼動をストップして、太陽熱と熱交換された暖気が太陽熱流路を介して蓄熱空間１３に供給されないようにする。さらに、涼温房を行うための冷気が不足している場合には、蓄熱空間１３に向けて吹出口３５を開口させた床下エアコン３６によって、これを補う冷気を適宜床下エアコン３６から蓄熱空間１３に送り込むようにする。
【００３５】
したがって、本実施形態の地熱利用住宅１０によれば、上述のように、高断熱、高気密化された住宅において、２４時間換気のシステムを利用しながら、地熱によって熱交換された暖機や冷気を緩やかな風量で屋内に取り込むことにより、暖房や冷房の空調負荷を低減しつつ、夏の暑さを和らげる涼しさと、冬の寒さを和らげる温もりを効果的に得ることが可能になる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、例えばパブリックスペースとしてのリビングルーム等において、蓄熱空間１３の上面を覆う１階の床部材２７にウォーターバック２８からなる蓄熱材が取り付けられているので、熱しにくく、冷めにくい蓄熱材の作用によって、例えば冬場の明け方における室温の低下や、夏場の日中における室温の上昇を効果的に緩和することが可能になる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、軸組工法による木造２階建住宅に限定されることなく、その他の種々の工法による１階建てや３階建て以上の２４時間換気の住宅建築物において採用することができる。また、蓄熱空間と１階床上部分とを連通する連通口や上階蓄熱空間と上階床上部分とを連通する連通口は、床ガラリである必要は必ずしもない。
【００３８】
さらに、送気ダクトに取り付けられた送気装置に代えて、或いは送気装置に加えて、蓄熱空間に開口する熱交換パイプの一端に吸気装置を設け、この吸気装置によって熱交換パイプの他端から外気を引き込んで、地熱によって熱交換された暖気又は冷気を蓄熱空間に供給すると共に、この吸気装置によって１階床上部分及び／又は送気ダクトに暖気又は冷気を送り出すようにすることもできる。これによって、さらに効率良く暖気や冷気を１階床上部分や上階床上部分に供給することが可能になる。
【００３９】
以下、本発明の地熱利用住宅における熱交換パイプの埋設長さ、熱交換パイプを介して熱交換される外気の流速、熱交換パイプの埋設深さ、及び蓄熱材の有無について行った、コンピューターによるシュミレーション試験の試験結果を参考資料として示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
〔埋設長さについて〕
表１に示す埋設長さで熱交換パイプを１ｍの深さに埋設して、気温３２．６℃、絶対湿度１８．５ｇ／ｋｇ、相対湿度６２％の外気を１００ｍ3／hの流量で通過させ、通過後の外気の温度、絶対湿度、相対湿度をコンピューターを用いてシュミレーションしてデータを得た。その結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2006266575.tif 000003
【００４２】
埋設長さが長くなるほど、温度は低くなるものの、同時に絶対湿度も低くなる。これは管内で結露が発生し、通過する空気が除湿しているためである（相対湿度９０％以上となる）。このことから、埋設長さは２０〜２５ｍであることが望ましい。
【００４３】
〔流速（流量）について〕
熱交換パイプを２０ｍの埋設長さで１ｍの深さに埋設して、気温３２．６℃、絶対湿度１８．５ｇ／ｋｇ、相対湿度６２％の外気を表２に示す流量で通過させ、通過後の外気の平均温度、最大温度、最小温度をコンピューターを用いてシュミレーションしてデータを得た。その結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
2006266575.tif 000004
【００４５】
流量が多くなるほど、地中熱との熱交換の効率は悪くなる。また流量を１００ｍ3／hよりも少なくすると、０．５回／ｈ以上の室内の換気回数を確保することが困難になり、換気不足となる。このため、流量は１００ｍ3／hとすることが好ましい。
【００４６】
〔埋設深さについて〕
熱交換パイプを２０ｍの埋設長さで表３に示す深さに埋設して、気温３２．６℃、絶対湿度１８．５ｇ／ｋｇ、相対湿度６２％の外気を１００ｍ3／hの流量で通過させ、通過後の外気の平均温度、最大温度、最小温度をコンピューターを用いてシュミレーションしてデータを得た。その結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
2006266575.tif 000005
【００４８】
埋設深さは、深くなるほど、温度が低くなるものの、絶対湿度や施工性等との兼ね合いから、１ｍ前後とすることが望ましい。
【００４９】
〔蓄熱材の有無について〕
上記実施形態の地熱利用住宅において、表４に示す外気温の条件下で、床部材に蓄熱材が取り付けられた例えばリビングルームの室温と、床部材に蓄熱材が取り付けられていない例えば階段ホール部の室温の平均温度、最大温度、最小温度をコンピューターを用いてシュミレーションしてデータを得た。その結果を表４に示す。
【００５０】
【表４】
2006266575.tif 000006
【００５１】
蓄熱材があることによって、最大温度は低くなるが、最小温度は高い値となる。これは、「熱しにくく、冷めにくい」蓄熱材の特徴を示しており、蓄熱材が設けられていることにより、冬場の明け方の室温低下や、夏場の日中における室温上昇を緩和する効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は本発明の好ましい一実施形態に係る地熱利用住宅の冬季における暖気の流れを説明する略示断面図、（ｂ）は本発明の好ましい一実施形態に係る地熱利用住宅の夏季における冷気の流れを説明する略示断面図である。
【図２】熱交換パイプの取付構造を説明する略示拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  地熱利用住宅
１１  熱交換パイプ
１１ａ  熱交換パイプの一端部
１１ｂ  熱交換パイプの他端部
１２  断熱基礎
１３  蓄熱空間
１６  １階床上部分
１７，２２，２４  連通口
１８  上階蓄熱空間
１９  送気ダクト
２０  送気装置
２１  上階床上部分（天井下部分）
２３  天井蓄熱空間
２５ａ，２５ｂ  断熱材
２７  床部材
２８  ウォーターバック（蓄熱材）
２９  地表面
３０  集水枡
３５  床下エアコンの吹出口
３６  床下エアコン
【図１】
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【図２】
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