(57)【要約】【課題】本発明は、真夏においては、高温の空気を熱交換器に取り込んで、熱交換器において温度を効率良く下げ、真冬においては、冷たい空気を熱交換器に取り込んで、熱交換器において温度を効率良く上げて、より効率良く屋内の温度調整を行える熱伝達器具及び建築物構造を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の熱伝達器具１０を、家屋（建築構造物）１１の下方の地中１６に埋設される埋設部１８と、埋設部１８に熱伝達可能に固定された中間部２０と、中間部２０に熱伝達可能に固定され、床下空間２８に露出するフィン２４を有する地表部２２と、から構成した。【選択図】図１
2015158124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築構造物の下方の地中に全部又は一部が埋設される埋設部と、
前記埋設部と熱伝達可能に該埋設部上に配置される中間部と、
前記中間部に熱伝達可能に接続され、床下空間に露出するフィンを有する地表部と、
から構成された熱伝達器具。
【請求項２】
前記フィンが略水平方向であり且つ複数方向に延びる請求項１に記載する熱伝達器具。
【請求項３】
前記埋設部が、中空部を有する筒状部材から構成された請求項１又は２に記載する熱伝達器具。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載する前記熱伝達器具が設けられた前記床下空間と前記建築構造物の屋内とが、該建築構造物に設けられた孔又は通路により通じている建築物構造。
【請求項５】
屋外から前記床下空間内へ流入させる空気と、前記建築構造物の屋内から該屋外へ流出させる空気との間で、熱交換を行う熱交換器が該床下空間内に設けられ、屋外から流入し熱交換された空気を、前記熱伝達器具のフィンが露出する該床下空間へ流出させる請求項４に記載する建築物構造。
【請求項６】
前記基礎が貫通孔を備え、前記熱伝達器具が該貫通孔内に配置された請求項４又は５に記載する建築物構造。
【請求項７】
前記熱伝達器具の前記埋設部が中空部を有する筒状部材から構成され、該筒状部材の中空部に、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填した請求項４〜６のいずれかに記載する建築物構造。
【請求項８】
前記熱伝達器具の前記埋設部が中空部を有する筒状部材から構成され、該筒状部材の中空部に、少なくとも炭を充填した請求項４〜７のいずれかに記載する建築物構造。
【請求項９】
前記請求項１〜３のいずれかに記載する前記熱伝達器具を使用して建築物構造を形成する建築物構造の形成方法であり、
地中を掘削して形成した穴に、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填するステップと、
前記熱伝達器具の筒状部材を、前記穴に埋設するステップと、
前記筒状部材の中空部に、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填するステップと、
前記熱伝達器具を配置するための貫通孔を有する基礎を形成するステップと、
前記穴に埋設した前記筒状部材の上に、前記熱伝達器具の中間部及び地表部を配置するステップと、
を含む建築物構造の形成方法。
【請求項１０】
少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填した前記筒状部材の中空部の上部に、炭を充填するステップを含む請求項９に記載する建築物構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物の屋内の温度調整を行うための熱伝達器具、その熱伝達器具を用いた建築物構造及び建築物構造の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、暖房装置、クーラー又はエアコン等の冷暖房装置により、建築構造物の屋内の温度調整が行われている。しかし、暖房装置等により屋内の温度調整を行うためには、設備及びエネルギーのコストが嵩むこととなる。
【０００３】
一方、屋外と屋内との間で空気の交換を行うことにより、屋内の温度調整を行う温度調整方法が案出され、そのような温度調整を行うことのできる設備が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の設備は、小屋裏空間、屋内空間、及び床下空間を囲むように屋根断熱層、外壁断熱層、床下断熱層を形成すると共に、屋内空間の任意箇所に給気口と排気口を設けている。さらに、特許文献１の設備は、排気口と設備内に配した熱交換器とを連結して屋内空間の空気を外部へ放出し、外部の空気は熱交換器を介した後、家屋内の空気と混合しつつ床下空間へ放出するように構成している。特許文献１の設備によれば、屋外から屋内へ流入させる空気と、屋内から屋外へ流出させる空気との間で、熱交換を行うことができ、夏においては、屋外から屋内へ流入させる高温の空気の温度を下げ、冬においては、屋外から屋内へ流入させる低温の空気の温度を上げて、屋内の温度調整を行うことができる。しかし、このような温度調整方法であっても、熱交換器や空気の流動装置等の設備のコストが嵩むこととなる。
【０００４】
このため、コストが嵩むことなく、夏においては建築構造物の屋内の温度を下げ、冬においては建築構造物の屋内の温度を上げることができ、１年を通じて、効率良く屋内の温度調整を行えることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、コストが嵩むことなく、夏においては建築構造物の屋内の温度を下げ、冬においては建築構造物の屋内の温度を上げることができ、１年を通じて、効率良く屋内の温度調整を行うことができる熱伝達器具、建築物構造、及び建築物構造の形成方法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】
【０００７】
本発明に係る熱伝達器具は、建築構造物の下方の地中に全部又は一部が埋設される埋設部と、前記埋設部と熱伝達可能に該埋設部上に配置される中間部と、前記中間部に熱伝達可能に接続され、床下空間に露出するフィンを有する地表部と、から構成されたことを特徴とする。
また、本発明に係る熱伝達器具は、前記熱伝達器具において、前記フィンが略水平方向であり且つ複数方向に延びることを特徴とする。
また、本発明に係る熱伝達器具は、前記熱伝達器具において、前記埋設部が、中空部を有する筒状部材から構成されたことを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造は、前記熱伝達器具が設けられた前記床下空間と前記建築構造物の屋内とが、該建築構造物に設けられた孔又は通路により通じていることを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造は、前記建築物構造において、屋外から前記床下空間内へ流入させる空気と、前記建築構造物の屋内から該屋外へ流出させる空気との間で、熱交換を行う熱交換器が該床下空間内に設けられ、屋外から流動し熱交換された空気を、前記熱伝達器具のフィンが露出する該床下空間へ流出させることを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造は、前記建築物構造において、前記基礎が貫通孔を備え、前記熱伝達器具が該貫通孔内に配置されたことを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造は、前記建築物構造において、前記熱伝達器具の前記埋設部が中空部を有する筒状部材から構成され、該筒状部材の中空部に、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填したことを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造は、前記建築物構造において、前記熱伝達器具の前記埋設部が中空部を有する筒状部材から構成され、該筒状部材の中空部に、少なくとも炭を充填したことを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造の形成方法は、前記熱伝達器具を使用して建築物構造を形成する建築物構造の形成方法であり、地中を掘削して形成した穴に、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填するステップと、前記熱伝達器具の筒状部材を、前記穴に埋設するステップと、前記筒状部材の中空部に、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填するステップと、前記熱伝達器具を配置するための貫通孔を有する基礎を形成するステップと、前記穴に埋設した前記筒状部材の上に、前記熱伝達器具の中間部及び地表部を配置するステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る建築物構造の形成方法は、前記建築物構造の形成方法において、少なくとも、砂、砂利、石のいずれかを充填した前記筒状部材の中空部の上部に、炭を充填するステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱伝達器具及び建築物構造によれば、冷暖房装置を使用しなくとも、夏には、床下空間内の空気から地中へ熱を移動させ、冬には、地中から床下空間内へ熱を移動させ、床下空間内の空気の温度を調整できる。このため、地中の温度が１年を通じて安定していることを利用して、冷暖房装置の設備コストが嵩むことなく、夏においては建築構造物の屋内の温度を下げ、冬においては建築構造物の屋内の温度を上げることができる。これにより、１年を通じて、効率良く屋内の温度調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る熱伝達器具及び建築物構造を示す正面断面図である。
【図２】図１の熱伝達器具及び建築物構造を備えた家屋（建築構造物）を示す正面断面図である。
【図３】図１の熱伝達器具を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る建築物構造の他の実施形態を示す正面断面図である。
【図５】図４の熱伝達器具及び建築物構造を備えた家屋（建築構造物）を示す正面断面図である。
【図６】同図（ａ）は、本発明に係る熱伝達器具の他の実施形態を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、本発明に係る熱伝達器具の更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る建築物構造の更に他の実施形態を示す正面断面図である。
【図８】本発明に係る建築物構造の更に他の実施形態を示す正面断面図である。
【図９】同図（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る熱伝達器具の更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】同図（ａ）は、本発明に係る熱伝達器具の更に他の実施形態を示す正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の熱伝達器具を示す底面図であり、同図（ｃ）は、本発明に係る熱伝達器具の更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る熱伝達器具の更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る熱伝達器具の実施形態を示す断面図である。
【図１３】本発明に係る熱伝達器具の更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る熱伝達器具及び建築物構造の更に他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３において、符号１０は、本発明の熱伝達器具を示し、符号１２は、本発明の建築物構造を示す。
【００１１】
熱伝達器具１０は、図１に示すように、帯状に延び、家屋（建築構造物）１１の下方の地中１６に全部又は一部が埋設される埋設部１８と、埋設部１８に連続し埋設部１８から一定長さＬで延びる中間部２０と、中間部２０に熱伝達可能に固定され、家屋１１が有する床下空間２８に露出するフィン２４を有する地表部２２と、から構成されている。
【００１２】
熱伝達器具１０は、熱伝導率を高めるために、中実の金属から構成されている。例えば、アルミニウムの熱伝導率は、機械工学ポケットブック（オーム社）によれば、１９６「ｋｃａｌ／（ｈ・ｍ・ｄｅｇ）」であるのに対して、空気の熱伝導率は、０．２２１「ｋｃａｌ／（ｈ・ｍ・ｄｅｇ）」である。また、金属は、樹脂や石に比して、一般的に熱伝導率が非常に高い。このため、熱伝達器具１０を、中空部を有さず、且つ金属から構成することにより、熱伝導率を最大限に高めることができる。
【００１３】
ここで、地中１６の温度は１年を通じて変化は少なく略一定である（地域によって異なる。）。例えば、東京都の場合、地下３ｍで１２℃〜２０℃、地下５ｍで１３℃〜１８℃である。また、大分県の場合、地下３ｍで１６℃〜２０℃、地下５ｍで１７℃〜１８℃、地下１０ｍで略一定の１８℃である。このため、熱伝達器具１０は、地中の温度が大気の温度より高くなる冬には、地中１６の熱が、埋設部１８、中間部２０、地表部２２、床下空間２８の順に移動し、大気の温度が地中の温度より高くなる夏には、床下空間２８の熱が、地表部２２、中間部２０、埋設部１８、地中１６の順に移動するように構成されている。
【００１４】
熱伝達器具１０の埋設部１８は、図３に示すように、直方体形状をした板状部材４２と、Ｌ字断面を有し板状部材４２に溶接又は螺合等によって固定された脚部４４と、から構成されている。埋設部１８は、地中１６の土に直接接触し、地中１６との間で熱が移動する部分であるため、良熱伝導性を有する金属、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。なお、上述のような地中の温度を考慮すると、埋設部１８の長さは、埋設部１８が温度略一定の地点まで届くように、３ｍ以上であることが好ましく、５ｍ以上であることがより好ましい。
【００１５】
中間部２０は、鉄鋼材料から形成され、直方体形状をしている。鉄の熱伝導率は、機械工学ポケットブック（オーム社）によれば、６２「ｋｃａｌ／（ｈ・ｍ・ｄｅｇ）」である。鉄鋼材料は、アルミニウムに比して、原料が安価である。中間部２０の長さＬは、フィン２２が床下空間２８に露出し且つ床下に収まるのに十分な長さに設定されている。中間部２０は、その表面で結露する可能性があるため、錆びない材質が好ましいが、表面に防錆処理を施したものであってもよい。
【００１６】
地表部２２は、床下空間２８の空気に直接接触し、床下空間２８との間で熱が移動する部分であるため、埋設部１８と同様に、アルミニウム等から形成されている。なお、埋設部１８及び地表部２２を、機械工学ポケットブック（オーム社）によれば熱伝導率が３２０「ｋｃａｌ／（ｈ・ｍ・ｄｅｇ）」である銅から形成してもよい。地表部２２のフィン２４は、表面積が大きく熱容量が大きくなるように、３角形断面を有して構成されている。
【００１７】
また、本発明の建築物構造１２は、図１及び図２に示すように、上記熱伝達器具１０を含む建築物構造１２である。
【００１８】
建築物構造１２を構成する基礎１４は、図１に示すように、床面全面にコンクリートを流して形成して所謂ベタ基礎が好ましく、そのベタ基礎の一部に貫通孔３８を備え、熱伝達器具１０が貫通孔３８内に配置されている。基礎１４に熱伝達器具１０を設置しないで、貫通孔３８内に熱伝達器具１０の表面で結露しても、水分が地中１６に吸収されていく。なお、基礎１４は、ベタ基礎に限定されるものではない。
【００１９】
熱伝達器具１０の貫通孔３８内への設置は、基礎１４を施工する際に、埋設部１８を地中１６に埋設することにより行われる。基礎１４の上部の床２６には、床下空間２８から１階の屋内３４−１へ空気を流動させる流動孔４０−１が設けられている。床下空間２８は、屋内３４−１以外とは、空気の移動がないことが好ましい。また、基礎１４の内面には、気密パッキンの設置や断熱剤の吹き付け等が行われ、１階の屋内３４−１以外とは熱の移動がないことが好ましい。
【００２０】
以上のような構成の本発明に係る熱伝達器具１０及び建築物構造１２の作用及び効果について以下に説明する。
【００２１】
季節が夏であり、図２に示すように、屋外３２の温度Ｔ１が３０℃であり、床下空間２８の温度Ｔ３が２７℃であり、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４が２７℃であり、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であるとして、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が作動中の作用及び効果について以下に説明する。なお、床下空間２８の温度Ｔ３、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４は、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が既に機能することにより２７℃であるとして、以下に作用及び効果を説明する。
【００２２】
貫通孔３８に配置されている熱伝達器具１０においては、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であり、地中１６に埋設部１８を埋設している熱伝達器具１０の温度も１８℃であることにより、高温側の床下空間２８から低温側の熱伝達器具１０のフィン２４へ熱Ｑ０が移動する。床下空間２８の空気からフィン２４に移動した熱Ｑ０は、中間部２０で一旦滞留した後、埋設部１８から地中１６へ放熱されていく。
【００２３】
このようにして、床下空間２８の熱が地中１６へ移動していくことにより、屋外３２の温度Ｔ１℃が３０℃であっても、屋外３２からの熱伝達によって床下空間２８が３０℃とはならず、例えば２７℃に温度調整される。これにより、流動孔４０−１を介して床下空間２８に通じる１階の屋内３４−１の温度Ｔ４℃は２７℃に温度調整され、流動孔４０−２を介して１階の屋内３４−１に通じる２階の屋内３４−２の温度Ｔ４℃は２７℃に温度調整される。
【００２４】
次に、季節が冬であり、屋外３２の温度Ｔ１が５℃であり、床下空間２８の温度Ｔ３が１３℃であり、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４が１３℃であり、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であるとして、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が作動中の作用及び効果について以下に説明する。なお、床下空間２８の温度Ｔ３、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４は、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が既に機能することにより１３℃であるとして、以下に作用及び効果を説明する。
【００２５】
貫通孔３８に配置されている熱伝達器具１０においては、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であり、地中１６に埋設部１８を埋設している熱伝達器具１０の温度も１８℃であることにより、高温側の地中１６から熱伝達器具１０を介して低温側の床下空間２８の空気へ熱Ｑ０が移動する。地中１６から熱伝達器具１０を介しての床下空間２８への熱移動において、埋設部１８に移動した熱Ｑ０は、中間部２０で一旦滞留した後、フィン２４から床下空間２８へ放熱されていく。
【００２６】
このようにして、地中１６の熱が床下空間２８へ移動していくことにより、屋外３２の温度Ｔ１℃が５℃であっても、床下空間２８は例えば１３℃に温度調整される。これにより、流動孔４０−１を介して床下空間２８に通じる１階の屋内３４−１の温度Ｔ４℃は１３℃に温度調整され、流動孔４０−２を介して１階の屋内３４−１に通じる２階の屋内３４−２の温度Ｔ４℃は１３℃に温度調整される。
【００２７】
また、本発明の熱伝達器具１０及び建築物構造１２によれば、地中１６の温度が１年を通じて約１８℃と安定していることを利用して、冷暖房装置を使用することなく、夏においては家屋１１の屋内３４の温度を下げ、冬においては家屋１１の屋内３４の温度を上げることができ、１年を通じて、効率良く屋内３４の温度調整を行うことができる。
【００２８】
なお、熱伝達器具１０及び建築物構造１２とともに冷暖房装置を使用してもよい。この場合、熱伝達器具１０及び建築物構造１による温度降下又は温度上昇の効果により、冷暖房装置のエネルギーコストを低減できる。
【００２９】
また、本発明の熱伝達器具１０によれば、地表部２２が、床下空間２８へ突出するフィン２４を有するため、夏における床下空間２８から熱伝達器具１０への熱移動、及び冬における熱伝達器具１０から床下空間２８への熱移動を、効率良く行うことができる。このため、地中１６の温度を利用した１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度調整を効率良く行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されない。
【００３１】
例えば、上記熱伝達器具１０を含む本発明の建築物構造１２において、図４及び図５に示すように、屋外３２から床下空間２８内へ流入させる空気と、家屋１１の１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２から屋外３２ヘ流入させる空気との間で、熱交換を行う熱交換器３６が設けられてもよい。
【００３２】
この場合、床下空間２８内においては、屋外３２の空気をポンプ６０により熱交換器３６まで強制的に流動させる流入パイプ４６と、流入パイプ４６から流動し熱交換器３６で熱交換された空気を床下空間２８内へ流出する流出口４８と、が配設されている。また、床下空間２８内において、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の空気を集流する集流器５０と、集流器５０から熱交換器３６へ空気を流動させる流動パイプ５２と、流動パイプ５２から流動し熱交換器３６で熱交換された空気を屋外３２へ排出する排出パイプ５４と、が配設されている。集流器５０には、図５に示すように、１階の屋内３４−１の空気が１階集流パイプ５６から流動し、２階の屋内３４−２の空気が２階集流パイプ５８から流動する。
【００３３】
すなわち、床下空間２８内においては、屋外３２から熱交換器３６まで流動させられた空気が、熱交換器３６において１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の空気との間で熱交換されて、流出口４８から流出される。冬においては、屋外３２から熱交換器３６まで流入させられた空気が、熱交換器３６において温度上昇して流出口４８から流出され、夏においては、屋外３２から熱交換器３６まで流入させられた空気が、熱交換器３６において温度下降して流出口４８から流出される。
【００３４】
このような構成の本発明に係る建築物構造１２の作用及び効果について以下に説明する。
【００３５】
季節が夏であり、屋外３２の温度Ｔ１が３０℃であり、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４が２５℃であり、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であるとして、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が作動中の作用及び効果について以下に説明する。なお、屋内の温度Ｔ４は、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が既に機能することにより２５℃であるとして、以下に作用及び効果を説明する。
【００３６】
熱交換器３６を備えた建築物構造１２の場合、床下空間２８、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の空気の流れが１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４に影響を与えるため、まず、床下空間２８、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の空気の流れについて説明する。
【００３７】
屋外３２の３０℃の空気は、図４に示すように、ポンプ６０により強制的に熱交換器３６へ流入される。熱交換器３６へ流入した空気は熱交換されて流出口４８から床下空間２８へ流出する。空気が流出口４８から床下空間２８へ流出することにより、床下空間２８の空気は流動孔４０−１から１階の屋内３４−１へ流入する。空気が１階の屋内３４−１へ流入することにより、１階の屋内３４−１の空気は、図５に示すように、１階と２階との間の流動孔４０−２から２階の屋内３４−２に流入する。
【００３８】
１階の屋内３４−１においては、流動孔４０−１から空気が流入することにより、図５に示すように、空気が循環し、１階の屋内３４−１の空気が流入口６２−１から１階集流パイプ５６へ流入する。２階の屋内３４−２においても、流動孔４０−２から空気が流入することにより、空気が循環し、２階の屋内３４−２の空気が流入口６２−２から２階集流パイプ５８へ流入する。１階集流パイプ５６及び２階集流パイプ５８へ流入した空気は、集流器５０を介して流動パイプ５２から熱交換器３６へ流入する。流動パイプ５２から熱交換器３６へ流入した空気は熱交換して排出パイプ５４から屋外３２へ排出される。
【００３９】
以上のような床下空間２８、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の空気の流れにより、熱交換器３６においては、流入パイプ４６から流入した３０℃の空気が、流動パイプ５２から流入した２５℃の空気との間で熱交換し、例えば、２７℃（Ｔ２）となって、流出口４８から流出する。
【００４０】
ここで、貫通孔３８に配置されている熱伝達器具１０においては、流出口４８から床下空間２８へ流出する空気の温度Ｔ２が２７℃であり、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であり、地中１６に埋設部１８を埋設している熱伝達器具１０の温度も１８℃であることにより、高温側の床下空間２８から低温側の熱伝達器具１０のフィン２４へ熱Ｑ０が移動する。
【００４１】
このため、流出口４８から床下空間２８へ流出した２７℃の空気の熱の一部は、フィン２４に移動し、中間部２０で一旦滞留した後、埋設部１８から地中１６へ放熱していく。これにより、流動孔４０−１から１階の屋内３４−１へ流入する空気の温度Ｔ３は、例えば、２７℃と１８℃の間の２５℃となる。このようにして、１階の屋内３４−１の温度Ｔ４は２５℃となる。
【００４２】
また、１階の屋内３４−１の空気が、流動孔４０−２から２階の屋内３４−２へ流動することにより、２階の屋内３４−２の温度Ｔ４も２５℃となる。このようにして、１階の屋内３４−１及び３４−２の換気及び空気の循環を行いながら、温度Ｔ４を２５℃に維持することができる。
【００４３】
このように、本発明の建築物構造１２によれば、熱伝達器具１０及び熱交換器３６を備えることにより、熱伝達器具１０及び熱交換器３６の相乗作用により、１階の屋内３４−１及び３４−２の換気及び空気の循環を行いながら、温度Ｔ４を２５℃に維持することができる。
【００４４】
次に、季節が冬であり、屋外３２の温度Ｔ１が５℃であり、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の温度Ｔ４が１５℃であり、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であるとして、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が作動中の作用及び効果について以下に説明する。なお、屋内の温度Ｔ４は、熱伝達器具１０及び建築物構造１２が既に機能することにより１５℃であるとして、以下に作用及び効果を説明する。
【００４５】
まず、床下空間２８、１階の屋内３４−１及び２階の屋内３４−２の空気の流れについては、季節が夏の場合と同じである。
【００４６】
熱交換器３６においては、流入パイプ４６から流入した５℃の空気が、流動パイプ５２から流入した１５℃の空気との間で熱交換し、例えば、１２℃（Ｔ２）となって、流出口４８から流出する。
【００４７】
ここで、貫通孔３８に配置されている熱伝達器具１０においては、流出口４８から床下空間２８へ流出する空気の温度Ｔ２が１２℃であり、地中１６の温度Ｔ０が１８℃であり、地中１６に埋設部１８を埋設している熱伝達器具１０の温度も１８℃であることにより、高温側の地中１６及び熱伝達器具１０から低温側の床下空間２８へ１８℃の熱Ｑ０が移動する。
【００４８】
ここで、流出口４８から床下空間２８へは、１２℃の空気が流出しているが、地中１６の１８℃の熱が、フィン２４から床下空間２８へ放熱されている。このため、流動孔４０−１から１階の屋内３４−１へ流入する空気の温度Ｔ３は、例えば、１２℃と１８℃の間の１５℃となる。このようにして、１階の屋内３４−１の温度Ｔ４は１５℃となる。
【００４９】
また、１階の屋内３４−１の空気が、流動孔４０−２から２階の屋内３４−２へ流動することにより、２階の屋内３４−２の温度Ｔ４も１５℃となる。このようにして、１階の屋内３４−１及び３４−２の換気及び空気の循環を行いながら、温度Ｔ４を１５℃に維持することができる。
【００５０】
このように、本発明の建築物構造１２によれば、熱伝達器具１０及び熱交換器３６を備えることにより、熱伝達器具１０及び熱交換器３６の相乗作用により、１階の屋内３４−１及び３４−２の換気及び空気の循環を行いながら、温度Ｔ４を１５℃に維持することができる。
【００５１】
また、本発明の熱伝達器具１０の地表部２２は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の板状のフィン２４から構成してもよい。この場合、フィン２４の表面積を大きくして、フィン２４と床下空間２８との熱移動を効率良く行うことができる。
【００５２】
また、本発明の建築物構造１２において、図７に示すように、２階の屋内３４−２に空気循環器６４を設け、２階の屋内３４−２の空気を強制的に循環させて集流器５０へ送るように構成してもよい。この場合、２階の屋内３４−２の空気の循環効率を向上させることにより、流動孔４０−２を介して２階の屋内３４−２に通じる１階の屋内３４−１の空気の循環効率も向上させることができる。
【００５３】
また、本発明の建築物構造１２の基礎１４は、図８に示すように、枠のみから構成されてもよい。この場合、床下空間２８に露出する地面６６に設置位置を示す目印として設けた凹部６８に熱伝達器具１０が設置される。
【００５４】
また、本発明の熱伝達器具１０は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、埋設部１８の脚部４４が先端鋭利部７０を備えてもよい。この場合、埋設部１８を先端鋭利部７０から容易に地面に挿入できる。
【００５５】
また、熱伝達器具１０の埋設部１８は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の棒状の脚部４４を備えてもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、熱伝達器具１０の埋設部１８の板状部材４２がリング形状であり、脚部４４の先端が開口する円筒形状であってもよい。
【００５６】
また、本発明の熱伝達器具は、図１１に示す熱伝達器具１００であってもよい。熱伝達器具１００は、家屋（建築構造物）を構成する基礎の下方の地中に全部又は一部が埋設される埋設部１０２と、埋設部１０２に熱伝達可能に固定され、埋設部１０２に連続する中間部１０４と、中間部１０４と熱伝達可能に中間部１０４上に配置され、床下空間に露出する地表部１０８と、から構成されている。
【００５７】
埋設部１０２は、上下方向に延びる板状の脚部１１０に対して垂直である３枚の板状のフィン１１２を有する。脚部１１０及び３枚のフィン１１２は地中に埋設される。フィン１１２は１枚、２枚、又は４枚以上であってもよい。埋設部１０２は、地中の土に直接接触し、地中との間で熱が移動する部分であるため、良熱伝導性を有する金属、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。なお、一般的に地下３ｍ以上の地中において１年を通して温度が略安定することを考慮すると、埋設部１０２の長さは、埋設部１０２が温度略一定の地点まで届くように、３ｍ以上であることが好ましく、５ｍ以上であることがより好ましい。
【００５８】
中間部１０４は、埋設部１０２と地表部１０８との間で熱伝達しつつも蓄熱できる金属板１０５から構成され、例えば、鉄から構成される。
【００５９】
また、地表部１０８は、金属板１０７と、Ｘ軸方向に延びる３角柱形状の３つのフィン１０６（Ｘ）から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｘ）と、Ｙ軸方向に延びる３角柱形状の３つのフィン１０６（Ｙ）から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｙ）と、から構成されている。フィン群１１４（Ｘ）は４個備えられ、フィン群１１４（Ｙ）は、５個備えられ、フィン群１１４（Ｘ）とフィン群１１４（Ｙ）とは、交互に配置されている。すなわち、地表部１０８のフィンは、略水平方向であり且つ互いに垂直な２方向に延びている。例えば、金属板１０７、フィン１０６（Ｘ）、フィン１０６（Ｙ）は、アルミニウムから構成される。なお、３角柱形状には、３角柱筒形状が含まれる。
【００６０】
このような地表部１０８は、熱伝達器具１００を床下に設置した時、Ｘ軸方向に延びるフィン１０６（Ｘ）及びＹ軸方向に延びるフィン１０６（Ｙ）は床下空間に露出する。例えば、図４に示すポンプ６０により床下空間で略水平軸方向に流れる空気は、フィン１０６（Ｘ）同士の隙間及びフィン１０６（Ｙ）同士の複数の隙間を流れ、フィン１０６（Ｘ）及びフィン１０６（Ｙ）の表面に当たり、さらには、フィン１０６（Ｘ）及びフィン１０６（Ｙ）の上方で乱流となる。
【００６１】
このため、床下空間を流れる空気と地表部１０８との接触面積、接触時間、接触回数をより増大させることができる。これにより、床下空間を流れる空気と地表部１０８との間の熱伝達効率をより高めることができる。
【００６２】
また、埋設部１０２に板状のフィン１１２を備えることにより、埋設部１０２と周辺の土との接触面積がより広くなるため、埋設部１０２と周辺の土との間の熱伝達効率をより高めることができる。
【００６３】
また、本発明の熱伝達器具は、図１２に示す熱伝達器具１６０であってもよい。熱伝達器具１６０は、埋設部１０２と、中間部１０４と、地表部１０８と、から構成されている。埋設部１０２及び中間部１０４は、図１１の熱伝達器具１００と同様の構成である。
【００６４】
地表部１０８は、金属板１０７と、Ｘ軸方向に延びる３つのフィン１０６（Ｘ）−１から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｘ）−１と、Ｘ軸方向に延びる３つのフィン１０６（Ｘ）−２から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｘ）−２と、Ｙ軸方向に延びる３つのフィン１０６（Ｙ）−１から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｙ）−１と、から構成されている。
【００６５】
フィン群１１４（Ｘ）−１のフィン１０６（Ｘ）−１（ａ），フィン１０６（Ｘ）−１（ｂ），フィン１０６（Ｘ）−１（ｃ）と、フィン群１１４（Ｙ）−１のフィン１０６（Ｙ）−１（ａ），フィン１０６（Ｙ）−１（ｂ），フィン１０６（Ｙ）−１（ｃ）とは、熱伝達器具１６０の中心部側のもの程、頂上辺が高くなっている。また、フィン群１１４（Ｘ）−２のフィン１０６（Ｘ）−２は、頂上辺が、熱伝達器具１６０の中心部へいくに従って高くなるように傾斜している。
【００６６】
熱伝達器具１６０によれば、フィンの頂上辺が、熱伝達器具１６０の中心部側のもの程高くなることにより、略水平方向に流れる空気は、最外側のフィンに当たった後に、より内側の隣接するフィンに必ず当たる。また、フィンの頂上辺が、熱伝達器具１６０の中心部へいくに従って高くなるように傾斜することにより、略水平方向に流れる空気が一のフィンに当たる面積が多くなる。このため、床下空間を略水平方向に流れる空気と地表部１０８との接触面積をより多くして、床下空間を略水平方向に流れる空気と地表部１０８との間の熱伝達効率をより高めることができる。
【００６７】
また、本発明の熱伝達器具は、図１３に示す熱伝達器具１７０であってもよい。熱伝達器具１７０は、家屋（建築構造物）を構成する基礎の下方の地中に全部又は一部が埋設される埋設部１０２と、埋設部１０２に熱伝達可能に固定され、埋設部１０２に連続する中間部１０４と、中間部１０４と熱伝達可能に中間部１０４上に配置され、床下空間に露出する地表部１０８と、から構成されている。
【００６８】
熱伝達器具１７０において、埋設部１０２及び中間部１０４は、図１１及び図１２の熱伝達器具１００と同様の構成である。
【００６９】
熱伝達器具１７０において、地表部１０８は、金属板１０７と、Ｘ軸方向に延びるフィン１０６（Ｘ）から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｘ）と、Ｙ軸方向に延びるフィン１０６（Ｙ）から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｙ）と、Ｘ軸及びＹ軸に対して斜めに延びるフィン１０６（ＸＹ）から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１０４（ＸＹ）と、を備えている。
【００７０】
熱伝達器具１７０によれば、Ｘ軸方向に延びるフィン１０６（Ｘ）と、Ｙ軸方向に延びるフィン１０６（Ｙ）と、Ｘ軸及びＹ軸に対して斜めに延びるフィン１０６（ＸＹ）とを備えるため、床下空間において略水平方向（ＸＹ平面に対して略平行な方向）に流れる空気は、フィン１０６（Ｘ）、フィン１０６（Ｙ）及びフィン１０６（ＸＹ）に当たることにより、複雑な乱流となる。
【００７１】
このため、床下空間を流れる空気と地表部１０８との接触面積、接触時間、接触回数をより増大させ、床下空間を流れる空気と地表部１０８との間の熱伝達効率をより高めることができる。
【００７２】
なお、熱伝達器具１７０において、複数のフィン１０６（ＸＹ）が一定の方向に延びるように構成しないでランダムな方向に延びるように構成してもよい。この場合、床下空間において略水平方向に流れフィンに当たった空気が、更に複雑な乱流となり、床下空間を流れる空気と地表部１０８との接触面積等を更に増大させて、床下空間を流れる空気と地表部１０８との間の熱伝達効率を更に高めることができる。
【００７３】
また、本発明は、図１４に示す熱伝達器具１２０及び建築物構造１２２であってもよい。
【００７４】
熱伝達器具１２０は、家屋（建築構造物）の下方の地中１２１に一部が埋設される埋設部１２４と、埋設部１２４と熱伝達可能に埋設部１２４上に配置される中間部１２６と、中間部１２６と熱伝達可能に中間部１２６上に配置され、床下空間１２７に露出する地表部１２８と、から構成されている。
【００７５】
埋設部１２４は、四角形断面の中空部を有し一部が地中に埋設される筒状部材１３０と、四角形断面の中空部を有し筒状部材１３０が嵌合され状部材１３０を補強する筒状部材１３２と、から構成される。筒状部材１３２の材質は、金属又は樹脂等、特に限定されない。なお、埋設部１２４は、円形断面の中空部を有してもよい。
【００７６】
中間部１２６は、金属板１０５から構成され、例えば、鉄から構成される。
【００７７】
地表部１２８は、金属板１０７と、Ｘ軸方向に延びる３角柱形状の３つのフィン１０６（Ｘ）から構成され金属板１０７に固定されたフィン群１１４（Ｘ）と、Ｙ軸方向に延びる３角柱形状の３つのフィン１０６（Ｙ）から構成されに固定されたフィン群１１４（Ｙ）とが固定されて構成されている。例えば、金属板１０７、フィン１０６（Ｘ）、フィン１０６（Ｙ）は、アルミニウムから構成される。フィン群１１４（Ｘ）及びフィン群１１４（Ｙ）の配置は、図１１に示す熱伝達器具１００と同様である。
【００７８】
建築物構造１２２は、熱伝達器具１２０を用いて形成され、図１４に示すように、熱伝達器具１２０のフィン１０６（Ｘ）及び１０６（Ｙ）が床下空間１２７に露出し、床下空間１２７と屋内１３６とが孔１３８により通じている。また、建築物構造１２２は、基礎１４０が貫通孔１４２を備え、熱伝達器具１２０が貫通孔１４２内に配置されている。
【００７９】
熱伝達器具１２０を用いた建築物構造１２２の形成方法について以下に説明する。
【００８０】
まず、家屋を建築する場所の地中１２１を掘削して穴を形成し、その穴に砂利１４４を充填する。その穴には、砂又は石を充填してもよい。この時、筒状部材１３０及び１３２を砂利１４４の中に埋設する。筒状部材１３０と１３２とは溶接やボルト等により固定してもよい。筒状部材１３０の中空部には、砂利１４４を地盤レベルＬよりも上方まで充填し、砂利１４４の上に炭１４６を充填する。炭１４６には、木炭及び竹炭を含む。
【００８１】
次に、防湿フィルム１４８を、地面、設置した筒状部材１３０及び１３２、炭１４６の上に敷設する。防湿フィルム１４８は、湿気や水蒸気が透過しない材質であり、例えば、ポリエチレンやアルミ圧着フィルム等から構成される。
【００８２】
次に、基礎１４０を形成する。基礎１４０には、熱伝達器具１２０を配置するための貫通孔１４２を形成する。
【００８３】
次に、筒状部材１３２等を覆っている防湿フィルム１４８の上に、中間部１２６を載置し、中間部１２６の上に地表部１２８を載置する。中間部１２６と筒状部材１３２、及び地表部１２８と中間部１２６は、ボルトで固定してもよい。
【００８４】
最後に、基礎１４０の上に、床材１５０を設置し、床下空間１２７を形成する。これにより、建築物構造１２２が形成される。
【００８５】
建築物構造１２２によれば、埋設部１２４の周囲及び筒状部材１３０の中空部に砂利１４４が存在するため、地中１２１に水分が生じている場合、生じた水分は、砂利１４４の底に停留し、地面まで達することはない。さらに、防湿フィルム１４８によって、地面と床下空間１２７とが遮蔽されている。このため、床下空間１２７に湿気が生じるのを防止することにより、家屋１３６内の湿度が高くなって不快係数が高まるのを防止できる。また、床材１５０等の腐敗を防止できる。
【００８６】
また、建築物構造１２２によれば、筒状部材１３０の中空部に存在する砂利１４４の上に炭１４６を充填しているため、地中１２１の水分の臭気が筒状部材１３０内から上昇しても、水分の臭気を炭１４６によって脱臭できる。このため、水分の臭気が床下空間１２７に生じることはなく、屋内１３６に異臭が生じるのを防止できる。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は図示した実施形態に限定されない。例えば、熱伝達器具１０にヒートパイプ又はペルチェ素子を利用し、熱伝導しやすいように構成してもよい。また、埋設部１８、中間部２０及び地表部２２を一体に構成した熱伝達器具１０であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の熱伝達器具及び建築物構造は、床下空間内の空気の温度を調整でき、床下空間内の空気を屋内へ流入させることにより、屋内の空気の温度調整を行うことができる。このため、構造建築物の屋内の温度調整のために広く利用できる。
【符号の説明】
【００８９】
１０：熱伝達器具、１１：家屋（構造建築物）、１２：建築物構造、１４：基礎、１６：地中、１８：埋設部、２０：中間部、２２：地表部、２４：フィン、２６：床、２８：床下空間、３２：屋外、３４−１：１階の屋内、３４−２：２階の屋内、３６：熱交換器、３８：貫通孔、４０−１，４０−２：流動孔、４２：板状部材、４４：脚部、４６：流入パイプ、４８：流出口、５０：集流器、５２：流動パイプ、５４：排出パイプ、５６：１階集流パイプ、５８：２階集流パイプ、６０：ポンプ、６２：流入口、６４：空気循環器、Ｑ０：熱、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４：温度
１００，１２０，１６０，１７０：熱伝達器具、１０２，１２４：埋設部、１０４，１２６：中間部、１０５：金属板、１０６（Ｘ），１０６（Ｙ），１０６（ＸＹ）：フィン、１０７：金属板、１０８，１２８：地表部、１１０：脚部、１１２：フィン、１１４：フィン群、１２２：建築物構造、１２７：床下空間、１２８：地表部、１３０、１３２：筒状部材、１４０：基礎、１４２：貫通孔、１４４：砂利、１４６：炭、１４８：防湿フィルム
【図１】
2015158124.tif 000003
【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】
2015158124.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015158124.tif 000011
【図１０】
2015158124.tif 000012
【図１１】
2015158124.tif 000013
【図１２】
2015158124.tif 000014
【図１３】
2015158124.tif 000015
【図１４】
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