(57)【要約】【課題】  建造物内外や複数の換気用通気路間の温度差による自然な空気流を利用して、機械換気装置や複雑な熱交換装置に依存することなく、簡単な構造で効率のよい室内空気の換気、循環構造を提供する。【解決手段】  建造物の壁面をなす構造材に沿って形成した少なくとも２系統の通気路からなり、一方の通気路の両端部のそれぞれを内部空間と外部に開口するとともに、他方の通気路の両端部それぞれを前記通気路とは上下の位置関係が逆になるように内部空間と外部に開口した自然換気構造であって、建造物内外や通気路間の空気の温度差により通気路内に生じる互いに逆方向の空気流を利用して、自然な換気と内部空間上下層の空気循環を実現する。【選択図】        図１
2008128602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物における内部空間の空気温度の影響が及ぶ領域に設けられた第一通気路と、前記領域に設けられた第二通気路とにより構成され、
前記第一通気路は、その上部において前記建造物の外部空間に開口する第一外部通気口と、その下部において前記内部空間に開口する第一内部通気口を有し、
前記第二通気路は、その下部において前記建造物の外部空間に開口する第二外部通気口と、その上部において前記内部空間に開口する第二内部通気口とを有する、
建造物の自然換気構造。
【請求項２】
前記第一通気路は、前記建造物の第一主壁面と、前記第一主壁面と所定の間隔で対向して前記内部空間側に設けられた第一内壁面により形成され、
前記第二通気路は、前記建造物の第二主壁面と、前記第二主壁面と所定の間隔で対向して前記内部空間側に設けられた第二内壁面により形成され、
前記第一外部通気口は、前記第一主壁面の上部において前記外部空間に開口して設けられ、
前記第一内部通気口は、前記第一内壁面の下部において前記内部空間に開口して設けられ、
前記第二外部通気口は、前記第二主壁面の下部において前記外部空間に開口して設けられ、
前記第二内部通気口は、前記第二内壁面の上部において前記内部空間に開口して設けられたことを特徴とする、
請求項１に記載の建造物の自然換気構造。
【請求項３】
建造物の第一主壁面と内部空間に面した第一内壁面との間に形成された第一通気路と、
前記第一主壁面と外部空間に面した第一外壁面との間に形成され、上端部において前記第一通気路に連通する第一外部通気路と、
建造物の第二主壁面と前記内部空間に面した第二内壁面との間に形成された第二通気路と、
前記第二主壁面と外部空間に面した第二外壁面との間に形成され、下端部において前記第二通気路に連通する第二外部通気路と、
前記第一外壁面の下部において前記第一外部通気路から外部空間に開口した第一外部通気口と、
前記第一内壁面の下部において前記第一通気路から前記内部空間に開口した第一内部通気口と、
前記第二外壁面の上部において前記第二外部通気路から外部空間に開口した第二外部通気口と、
前記第二内壁面の上部において前記第二通気路から前記内部空間に開口した第二内部通気口とを有する、
建造物の自然換気構造。
【請求項４】
前記第二通気路は、前記建造物の天井構造材と天井面との間に形成された小屋裏空間または天井裏空間を含むとともに、前記第二内部通気口が前記天井面に開口していることを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の建造物の自然換気構造。
【請求項５】
建造物の第一主壁面と前記建造物の内部空間に面した第一内壁面との間、および第二主壁面と前記内部空間に面した第二内壁面との間のうち、少なくともいずれか一方に形成された第一通気路と、
前記建造物の天井構造材と前記内部空間の天井面との間に形成され、前記第一通気路の上端部に連通する小屋裏空間と、
前記内部空間の中央部近傍に略垂直に設けられ、上端部が前記小屋裏空間に臨んで開口するとともに、下端部が前記床面と床下空間を介して外部空間に開口して、前記小屋裏空間と前記外部空間とを連通する第二通気路と、
前記内部空間内において前記第二通気路と略平行して設けられ、上端部は前記小屋裏空間に連通し、下端部が前記内部空間の床面近傍に開口する第三通気路と、
前記第一主壁面および前記第二主壁面の少なくともいずれか一方の下部において前記第一通気路と外部空間を連通して設けられた第一外部通気口と、
前記天井面において前記小屋裏空間から前記内部空間に開口して設けられた第一内部通気口とを有する、
建造物の自然換気構造。
【請求項６】
前記建造物は、複数の内部空間を有する多層階構造であって、
各階の天井面と上層階の床面との間のそれぞれには天井裏空間が形成され、
各階の前記内部空間のそれぞれには、上端部が前記小屋裏空間または前記天井裏空間に連通するとともに、下端部が当該内部空間の床面近傍に開口する第三通気路を備え、
前記第一内部通気口は、前記各階の天井面のそれぞれにおいて前記天井裏空間から前記内部空間に開口して設けられている、
請求項５に記載の建造物の自然換気構造。
【請求項７】
前記第一通気路および前記第二通気路と前記内部空間を離隔する壁面構造部材が多孔質材料からなることを特徴とする、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の建造物の自然換気構造。
【請求項８】
前記多孔質材料からなる壁面構造部材の内部または表面の少なくとも一部に熱交換器の冷媒配管を設けたことを特徴とする請求項７に記載の建造物の自然換気構造。
【請求項９】
長寸方向に沿った略同心状の外部壁、中央壁、内部壁で構成され、前記外部壁と前記中央壁との間に外部通気路を、前記中央壁と前記内部壁との間に循環通気路を、前記内部壁の内側に内部通気路を備えて上下に伸びる三重のダクト構造を有し、
前記外部壁は、下端部が閉鎖されるとともに上端部が外部空間に開口して外部通気口を形成し、
前記中央壁の上端部と下端部は略直角方向に曲折されて、前記外部壁の上部および下部側壁面を貫通するように延設開口されて、前記循環通気路の上部循環口と下部循環口を形成し、
前記内部壁は、下端部が前記中央壁の下部壁面を貫通して前記外部通気路の下端部に連通するとともに、上端部が前記中央壁の曲折形状に沿うように前記循環通気路の内部に延設されて前記上部循環口から突出する内部通気口を形成し、
前記内部通気口と前記上部循環口を建造物の内部空間の上部に開口させるとともに、前記下部循環口を前記内部空間の下部に開口させて固定する構成とした、
建造物の自然換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物の内部空間の換気をおこなう自然換気構造に関し、特に、建造物内部の居室空間と外部との間や、複数の換気用通気路間に生じる温度差を利用して居室空間内の空気と外気を交換するとともに、居室空間内の上下の温度差をも軽減することが可能な自然換気構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建造物の内部空間、特に人が活動する居室内においては、呼吸などにより発生する二酸化炭素や塵埃、燃焼機器から排出される各種の有害ガス、建築内装材料から排出される化学物質などによる汚染の影響を防止して健康で快適な環境を維持するために、室内空気の換気をする必要がある。特に省エネルギー性向上のため機密性や断熱性に優れた最近の建造物においては、換気の重要性が高まっている。
【０００３】
一般的な居室の換気には、開閉窓などの開口部に依存する自然換気と機械換気設備を利用する方法があり、開閉窓を設ける場合にはその面積（換気に有効な開口面積）は居室の床面積の１／２０以上を取るべきことが建築基準法および同法施行令により規定されている。しかしながら、近年の冷暖房設備の普及に伴い、窓の開閉頻度は極めて減少する傾向にあるため、換気設備の必要性はより高まっている。また建材に起因する化学物質の発散に対する衛生上の面でも、同法施行令により所定の換気を確保するべきことが義務付けられている。
【０００４】
換気設備として一般的に利用されるものとしては換気ファンに代表される強制的換気装置がある。このような機械換気装置は居室と外部を連通する開口通路に設けられ、換気の必要に応じて手動またはタイマーにより運転の制御を行うことによって、居室内の開口部から新鮮な空気を吸入しつつ内部の汚染空気を排出するものである。
【０００５】
またこの種の機械換気装置において、冷房または暖房された居室内の空気をそのまま排出する際の熱損失を抑えて省エネルギー化を図る目的から、換気通路の一部に熱交換器を設け、排出空気と吸入空気との間で熱交換を行うものが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
また一方、建造物の壁面に伝熱パネルにより分離された２層の通気路を構成し、居室内外の温度差により生じる対流を利用することで、必ずしも機械換気装置に頼ることなく熱交換式の換気を行う壁面パネル構造も提案されている（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００‐２８３５１６号公報
【特許文献２】特開２００１‐３２３５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、換気ファンなどの機械換気装置を利用するものにあっては、居住者の意識的行為に依存した手動運転や特殊な制御機器による自動運転を必要とし、その煩わしさおよび設備の複雑さや施工面において十分な満足が得られ難いものである。さらに換気に伴うファンの汚れによる騒音の増大や換気能力の低下を改善するためには、換気装置の定期的な清掃維持管理が必要とされるとともに、消費電力に因るランニングコストの面でも課題がある。さらに上記特許文献１に記載された従来の技術では、複雑な構造にともなう余分な工数が必要とされる。
【０００９】
また、上記特許文献２に記載された従来の技術では、給排気ダクトの２層の空気室内の給排気流は互いに逆方向であるため、居室内外の温度条件によっては空気室内のいずれか一方または双方において空気流の発生し難い状態や空気の逆流が生じる可能性があるため、効果的な換気機能を得るためには空気室内に逆流防止シートを設けたり強制換気用の送風ファンを設けることが望まれており、上述した従来技術と同様な操作の煩雑さや施工上の問題がある。
【００１０】
以上のようにいずれの従来の技術においても、効果的な換気を得るためには複雑な設備や機械換気装置を用いる必要があり、利便性の低下、初期設備投資およびランニングコストが増加するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題を解決することを目的とした建造物の自然換気構造であって、建造物における内部空間の空気温度の影響が及ぶ領域に設けられた第一通気路と、同じ領域に設けられた第二通気路とにより構成され、第一通気路は、その上部において建造物の外部空間に開口する第一外部通気口と、その下部において内部空間に開口する第一内部通気口を有し、第二通気路は、その下部において建造物の外部空間に開口する第二外部通気口と、その上部において内部空間に開口する第二内部通気口とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
この構造によって、夏季の冷房などにより建造物内部空間の温度が外気温よりも低い場合には、第一通気路と第二通気路には内部空気により冷却されて比重の重くなった空気が降下方向に流れるため、第一通気路は外気を取り込む吸気ダクトとして機能し、第二通気路は内部空気を排出する排気ダクトとして機能する。また冬季の暖房などにより内部空間の温度が外気温よりも高温になる場合には、第一通気路と第二通気路には暖められて比重の軽くなった空気が上昇方向に流れるため、第一通気路は内部空気を排出する排気ダクトとして機能し、第二通気路は外気を取り込む吸気ダクトとして機能する。そしてこれら二つの通気路内を流れる給排気流が同一方向であることにより互いが助長し合うことで、強制換気装置を用いることなく効果的な換気が実現される。またこれらの通気路は、建造物の内部空間に１組のダクトを設けるだけという簡単な構造であるため、極めて容易に施工することができる。
【００１３】
またこの自然換気構造において、前記の第一通気路は、建造物の第一主壁面と、この第一主壁面に所定の間隔で対向して内部空間側に設けられた第一内壁面とにより形成され、第二通気路は、建造物の第二主壁面と、この第二主壁面に所定の間隔で対向して内部空間側に設けられた第二内壁面とにより形成されるとともに、第一外部通気口は、第一主壁面の上部において外部空間に開口するように設けられ、第一内部通気口は、第一内壁面の下部において内部空間に開口するように設けられ、第二外部通気口は、第二主壁面の下部において外部空間に開口するように設けられ、第二内部通気口は、第二内壁面の上部において内部空間に開口するように設けられたことを特徴とするものである。
【００１４】
この構造によって、建造物を構成する第一主壁面と第一内壁面、および第二主壁面と第二内壁面によりそれぞれ形成される空間をそのまま第一通気路と第二通気路として利用することが可能となり、独立した１組のダクトを居室内の空間に設ける必要がないので、居室空間を有効に活用できるとともに、居室内の美観を妨げることもない。
【００１５】
またこの自然換気構造は、建造物の第一主壁面と内部空間に面した第一内壁面との間に形成された第一通気路と、この第一主壁面と外部空間に面した第一外壁面との間に形成され、上端部において第一通気路に連通する第一外部通気路と、建造物の第二主壁面と内部空間に面した第二内壁面との間に形成された第二通気路と、第二主壁面と外部空間に面した第二外壁面との間に形成され、下端部において第二通気路に連通する第二外部通気路と、第一外壁面の下部において第一外部通気路から外部空間に開口した第一外部通気口と、第一内壁面の下部において第一通気路から内部空間に開口した第一内部通気口と、第二外壁面の上部において第二外部通気路から外部空間に開口した第二外部通気口と、第二内壁面の上部において第二通気路から内部空間に開口した第二内部通気口とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
この構造においては、夏季の冷房などにより建造物内部空間の温度が外気温よりも低い場合には、第一通気路には内部空気により冷却されて比重の重くなった空気が降下方向に流れ込むとともに、第一外部通気口から流入する外気は外部に面した第一外部通気路内で暖められて上昇方向への流れが加速される。また第二通気路には同様に冷却されて比重の重くなった空気が降下方向に流れるとともに、第二外部通気路で暖められて上昇方向へ流れが加速されるので、それぞれが吸気ダクト、排気ダクトとしてより効果的に機能する。そして、冬季の暖房などにより内部空間の温度が外気温よりも高温になる場合には、第一通気路には暖められた室内空気が上昇方向に流れ、第一外部通気路に至って冷却されて降下方向に加速されるとともに、第二通気路には暖められた空気が上昇し、外部から流入する空気は第二外部通気路を降下方向に加速されて、それぞれが同様に排気ダクト、吸気ダクトとして効果的に機能する。またこれらの通気路は、建造物を構成する主壁面と外壁面および内壁面の間に二重の空間を設けるだけという簡単な構造であるため、居室内空間の美観を妨げることなく容易に施工することができる。
【００１７】
さらにこの自然換気構造において、第二通気路は、建造物の天井構造物と天井面との間に形成された小屋裏空間または天井裏空間を含むとともに、第二内部通気口が前記天井面に開口していることを特徴とするものである。
【００１８】
この構造によって、第二内部通気口を居室内部空間の任意の位置に配設することが可能となり、第一内部通気口との位置関係において最適な換気効果が得られるようにその位置を自由に選定することができる。そして、第二内部通気口を天井面の広い範囲に亘って配置すれば、流出入気流を居室内空間に分散することができるため、居室内部空間とは異なった温度の外気の流出入により居住者が受ける違和感や不快感を和らげる効果が得られる。
【００１９】
また本発明の自然換気構造は、建造物の第一主壁面とその内部空間に面した第一内壁面との間、および第二主壁面と内部空間に面した第二内壁面との間のうち、少なくともいずれか一方に形成された第一通気路と、この建造物の天井構造材と内部空間の天井面との間に形成され、第一通気路の上端部に連通する小屋裏空間と、内部空間の中央部近傍にほぼ垂直に設けられ、上端部が小屋裏空間に臨んで開口するとともに、下端部が床面と床下空間を介して外部空間に開口して、小屋裏空間と前記外部空間とを連通する第二通気路と、内部空間内において第二通気路とほぼ平行して設けられ、上端部は小屋裏空間に連通し、下端部が内部空間の床面近傍に開口する第三通気路と、第一主壁面および第二主壁面の少なくともいずれか一方の下部において第一通気路と外部空間を連通して設けられた第一外部通気口と、天井面において小屋裏空間から内部空間に開口して設けられた第一内部通気口とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
この構造においては、建造物の内外の温度に差がある場合に、第一通気路と第二通気路の間にできる空気の温度差に起因した換気流が生じる。すなわち、夏季の冷房などにより建造物内部空間の温度が外気温よりも低い場合には、内部空間の空気により冷却されて比重が重くなった第二通気路内の空気が降下方向に流れて建造物の外部に排出される。また、第一主壁面および／または第二主壁面に接する第一通気路の内部空気は、第二通気路側よりも高温であるため、第一外部通気口から取り込まれる外気が、第一通気路を上昇して小屋裏空間と第一内部通気口を経て内部空間に流入して自然換気が行われる。一方、第三通気路内の空気は、第二通気路内の空気との熱交換によって暖められて第三通気路内を上昇し、小屋裏空間から天井面に開口する第一内部通気口を通って内部空間を降下して、再び床面近傍に開口する第三通気路を循環するので、内部居室空間の上下の温度差を緩和する効果を有する。また、冬季の暖房などにより内部空間の温度が外気温よりも高温になる場合には、第二通気路内の空気は暖められて上昇して小屋裏空間に流れることにより外気を取り込み、小屋裏空間の空気は、低温となっている第一通気路を下降して第一外部通気口から外部に排出される。そして第二通気路内の空気との熱交換によって冷やされた第三通気路内の空気は、床面近傍の開口部から出て内部空間を上昇し、天井面の第一内部通気口から小屋裏空間を介して循環することによって上下の温度差を緩和する。
【００２１】
また上記の自然換気構造は、複数の内部空間を有する多層階構造の建造物において、各階の天井面と上層階の床面との間のそれぞれに天井裏空間が形成され、各階の内部空間のそれぞれには、上端部が小屋裏空間または前記天井裏空間に連通するとともに下端部が当該内部空間の床面近傍に開口する第三通気路を備えるとともに、前記の第一内部通気口は各階の天井面のそれぞれにおいて天井裏空間から内部空間に開口して設けられたことを特徴としたものである。
【００２２】
この構造により、多層階を有する建造物における各階の内部空間のそれぞれが第三通気路によって小屋裏空間に連通されているため、建造物内部空間の換気を行う一方で、下層階と上層階との間でも空気の循環が行われ、内部空間全体の上下温度の均一化が図れるという効果を有する。
【００２３】
さらにこの自然換気構造は、上記の第一通気路および第二通気路を構成する壁面材、すなわちこれらの通気路と内部空間を離隔する構造部材が多孔質材料からなることを特徴としている。
【００２４】
内部空間に面するこれらの内壁面を保湿性を有する多孔質材料で構成することにより、内壁面は室内空気中の過剰水分（湿気）を吸収するとともに、通気路内の換気流によって気化される結果、内壁面上の結露や、それによって生じる黴の発生を防止する効果が得られる。
【００２５】
またこの自然換気構造は、上記の多孔質材料からなる壁面構造部材の内部または表面の少なくとも一部に空調用の熱交換器である冷媒配管を設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
この構造では、夏季の冷房時においては冷媒配管が設けられた第一内壁面または第二内壁面の表面を換気流が流れるため、低温の冷媒配管によって内壁面上に発生する結露水を効果的に気化させることができ、また冬季の暖房時には高温の冷媒配管によって結露を生じさせないため、結露水に起因する腐食や黴の発生をより効果的に防止することが可能になる。
【００２７】
またこの自然換気構造は、既築建造物に取付け可能な一体ダクト構造とした自然換気装置であって、長寸方向に沿った略同心状の外部壁、中央壁、内部壁で構成され、外部壁と中央壁との間に外部通気路を、中央壁と内部壁との間に循環通気路を、内部壁の内側に内部通気路を備えて上下に伸びる三重のダクト構造を有している。この外部壁は、下端部が閉鎖されるとともに上端部が外部空間に開口して外部通気口を形成し、中央壁の上端部と下端部は略直角方向に曲折されて、外部壁の上部および下部側壁面を貫通するように延設開口されて、循環通気路の上部循環口と下部循環口を形成し、内部壁は、下端部が中央壁の下部壁面を貫通して外部通気路の下端部に連通するとともに、上端部が中央壁の曲折形状に沿うように循環通気路の内部に延設されて上部循環口から突出する内部通気口を形成する。この一体構造は、内部通気口と上部循環口を建造物の内部空間の上部に開口させるとともに、下部循環口を内部空間の下部に開口させて建造物に固定する構成である。
【００２８】
上記の自然換気装置を建造物の一壁面に設備することよって、夏季において建造物の外気温が内部空間よりも高温になる場合には、外部通気路内で暖められた空気が上昇流となって外部通気口から排出されるとともに、内部空間の低温空気が内部通気口から内部通気路内に流入する。また、冬季において外気温が内部空間よりも低温になる場合には、外部通気路内で冷やされた空気が下降流となって外部通気口から導入され、内部通気路を経て内部通気口から内部空間に流入するので、内部空気の自然換気が図られる。また循環通気路では、内部通気路と外部通気路との間で生じる熱交換により、夏季の冷房時には暖められた空気が上昇方向に流れるので、下部循環口と上部循環口を経て内部空間の空気の自然循環が行われ、暖房時には、熱交換により冷却された降下空気流による内部空間の自然循環が行われるという効果を有する。このように本発明の自然換気構造は、既築の建造物においても容易に取付け施工が可能であり、簡単な構造で効果的な換気を実現し、かつ内部空間の循環により上下層の温度差を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のような構成により、本発明の自然換気構造は、機械換気設備や複雑な構造の熱交換装置を用いることなく、ランニングコストを要せずに建造物内外の空気の効果的な換気と熱交換が実現できるとともに、結露にともなう黴の発生を防止し、また多層階構造の建造物においても、内部空間上下層の空気循環を促進して上下温度差を軽減して快適な生活空間をもたらすことを可能にするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る自然換気構造の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態における自然換気構造を備えた建造物の側断面図であり、四方の側壁面と、天井面４と、床面５により居室となる内部空間１３が形成されている。この建造物に設けられた本発明の自然換気構造は、内部空間１３の側壁である第一主壁面８Ａおよび第二主壁面８Ｂの近傍、すなわち内部空気温度の影響が及ぶ領域内に設けられた第一通気路６と第二通気路７により構成され、第一通気路６は、その上部において建造物の外部空間に開口する第一外部通気口１１と、その下部において内部空間１３に開口する第一内部通気口９を有し、第二通気路７は、その下部において建造物の外部空間に開口する第二外部通気口１２と、その上部において内部空間１３に開口する第二内部通気口１０とを有する。
【００３１】
この構造における自然換気について、まずは夏季に冷房などの効果により内部空間１３の温度が外気温より低くなっている場合を例にして説明する。第一通気路６内部の空気は内部空間１３の冷却空気により冷やされてその密度を増すため、比重の重いこの空気が実線矢印に示す降下方向に流れ、第一外部通気口１１から外気が取り込まれて、第一内部通気口９を通じ内部空間１３への吸気が行われる。また、第二通気路７内部にも冷やされて比重の重くなった空気が降下方向に流れるため、第二内部通気口１０から内部空気が流入し、第二外部通気口１２から外部に排出されるので、第一通気路６は吸気ダクトとして機能し、第二通気路７は排気ダクトとして機能する。
【００３２】
一方、冬季の暖房などにより内部空間１３の温度が外気温よりも高くなる場合には、第一通気路６には暖められて比重の軽くなった空気が破線矢印に示す上昇方向に流れるため、第一内部通気口９から取り込まれた内部空気は第一外部通気口１１排出される。そして第二通気路７内にも同様に上昇方向の流れが生じ、第二外部通気口１２から取り込まれた外気が第一内部通気口９から内部空間１３に流入するので、第一通気路６は内部空気の排気ダクトとして機能し、第二通気路７は外気の吸気ダクトとして機能する。
【００３３】
これら二つの通気路内を流れる給排気流は、いつの場合でも同一方向であることから互いの空気の流れが助長し合うので、強制換気装置を用いることなくランニングコストの掛からない効果的な自然換気が実現される。またこれらの通気路は、建造物の内部空間１３に１組のダクトを設けるだけという簡単な構造であるため、極めて容易に施工することができる。なお上述した第一通気路６と第二通気路７は、第一主壁面８Ａおよび第二主壁面８Ｂの近傍に設けられたものと図示しているが、内部空気温度の影響が及ぶ領域内であればどのような配置であっても本発明の効果に影響されることはない。
【００３４】
次に、本実施の形態における他の自然換気構造を備えた建造物について、図２に示す側断面図を参照して説明する。この自然換気構造は、上述した換気構造の一変形であり、以下の説明において図１と類似した機能をもつ構成要素には同一符号を付与している。図２の建造物では、断熱材を備えた第一主壁面８Ａと、この第一主壁面８Ａに所定の間隔で対向して内部空間１３側に設けられた第一内壁面２Ａとの間に第一通気路６が形成され、同様に断熱材を備えた第二主壁面８Ｂと、この第二主壁面８Ｂに所定の間隔で対向して内部空間１３側に設けられた第二内壁面２Ｂとの間に第二通気路７が形成されている。また第一通気路６には、第一内壁面２Ａの下部において第一内部通気口９が内部空間１３に開口するように設けられ、第一主壁面８Ａの上部において第一外部通気口１１が外部空間に開口するように設けられている。第二通気路７は、第二内壁面２Ｂの上部から天井構造物３と天井面４との間に形成された空間に延びており、第二内部通気口１０が天井面４の一部において内部空間１３に開口するように設けられ、第二主壁面８Ｂの下部において第二外部通気口１２が外部空間に開口するように設けられている。なお、第一外部通気口１１と第二外部通気口１２には、雨水の吹き込みや小動物の侵入を防止する羽板が取付けられている。
【００３５】
このように構成された自然換気構造も、上述した図１の構造と同様に、内部空間１３の温度が外気温より低い場合には、第一通気路６と第二通気路７内部の空気は実線矢印に示す降下方向に流れ、第一外部通気口１１から外気が取り込まれて、第一内部通気口９を経て内部空間１３への吸気が行われるとともに、第二内部通気口１０から内部空気が流入して第二外部通気口１２から外部に排出されるので、第一通気路６は吸気ダクトとして機能し、第二通気路７は排気ダクトとして機能する。また内部空間１３の温度が外気温よりも高い場合には、第一通気路６と第二通気路７内部の空気は破線矢印に示す上昇方向に流れるため、第一内部通気口９から取り込まれた内部空気は第一外部通気口１１排出される一方、第二外部通気口１２から取り込まれた外気が第一内部通気口９から内部空間１３に流入するので、第一通気路６は内部空気の排気ダクトとして、第二通気路７は外気の吸気ダクトとして機能する。
【００３６】
この構造によって、建造物を構成する第一主壁面８Ａと第一内壁面２Ａ、および第二主壁面８Ｂと第二内壁面２Ｂによりそれぞれ形成される空間をそのまま第一通気路６と第二通気路７として利用した簡単な構造にすることが可能となり、かつ居室内空間の一部を占拠するような独立したダクトを設ける必要がないので、居室空間を有効に活用できるとともに、居室内の美観を妨げることもない。
【００３７】
なお図２の構造においては、第二通気路７は天井構造物３と天井面４との間に形成された空間（小屋裏もしくは屋根裏）に延び、第二内部通気口１０は天井面４の一部に開口して設けられているが、本発明はこの構造に限定されるものではなく、第二内部通気口１０は第二通気路７の上部（天井面４の近傍）で内部空間１３に開口するものであってもよい。しかし、第二内部通気口１０を天井面４に設けることにより、広い天井面４の任意の位置に開口することができるので、第一内部通気口９との位置関係において最適な換気効果が得られるとともに、流出入気流を居室内空間に分散することによって、外気の流出入により居住者が受ける違和感や不快感を和らげる効果が期待できる。
【００３８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施形態における自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。この自然換気構造は、建造物の第一主壁面８Ａと内部空間１３に面した第一内壁面２Ａとの間に形成された第一通気路６と、この第一主壁面２Ａと外部空間に面した第一外壁面１Ａとの間に形成され、上端部において第一通気路６に連通する第一外部通気路６Ａと、建造物の第二主壁面８Ｂと内部空間１３に面した第二内壁面２Ｂとの間に形成された第二通気路７と、第二主壁面８Ｂと外部空間に面した第二外壁面１Ｂとの間に形成され、下端部において第二通気路７に連通する第二外部通気路７Ｂとを有している。そして、第一通気路６は、第一内壁面２Ａの下部において第一内部通気口９により内部空間１３に開口し、第一外部通気路６Ａは、第一外壁面１Ａの下部において第一外部通気口１１により外部空間に開口している。また第二通気路７は、第二内壁面２Ｂの上部において第二内部通気口１０により内部空間１３に開口し、第二外部通気路７Ｂは、第二外壁面１Ｂの上部において第二外部通気口１２により外部空間に開口している。したがって、第一通気路６と第一外部通気路６Ａは、第一主壁面８Ａの上部において互いに連通する逆Ｕ字状の通気路形状を形成し、第二通気路７と第二外部通気路７Ｂは、第二主壁面８Ｂの下部において互いに連通するＵ字状の通気路形状を形成している。
【００３９】
本実施の形態の自然換気構造では、夏季の冷房などで建造物の内部空間１３の温度が外気温より低い場合には、第一通気路６と第二通気路７には比重の重い居室内部空気が実線矢印に示すとおり降下方向に流れるとともに、第一外部通気路６Ａと第二外部通気路７Ｂには外気温の影響により比重が軽くなった空気が上昇方向に流れる。この結果、第一通気路６と第一外部通気路６Ａは外気を取り込む吸気ダクトとして機能し、第二通気路７と第二外部通気路７Ｂは内部空気を排出する排気ダクトとして機能する。
【００４０】
また、暖房などにより内部空間１３が外気温よりも高温になる場合には、第一通気路６と第二通気路７には暖められて比重の軽い空気が破線矢印のように上昇方向に流れ、第一外部通気路６Ａと第二外部通気路７Ｂには外気温の影響で比重の重い空気が降下方向に流れる。これによって、第一通気路６と第一外部通気路６Ａは内部空気を排出する排気ダクトとして機能し、第二通気路７と第二外部通気路７Ｂは外気を取り込む吸気ダクトとして機能する。
【００４１】
このように、第一通気路６と第一外部通気路６Ａ、および第二通気路７と第二外部通気路７Ｂが組み合わされたそれぞれの通気路は、内部空間温度と外気温度の双方による加熱・冷却の影響を受けるので、同一方向に同時に生じる給気流と排気流が互いが助長し合ってより効果的な換気が行われるため、強制的な機械換気装置を用いる必要がない。またこれら二組の通気路は、建造物を構成する主壁面と内外壁面との間に空間を設けるだけという簡単な構造であるため、極めて容易に施工することが可能である。
【００４２】
この自然換気構造は、建造物の主壁面と外壁面や内壁面の間に設けることにより構造の簡素化と施工の容易化を図ったものであるが、図１に示す第１実施形態と同様に、これらの通気路を独立したダクト構造として、既築建造物に追加施工しても上記と同様の換気効果を得ることが可能である。
【００４３】
なお図３の構造には示していないが、天井構造物３とその下に設ける天井面との間に空間（小屋裏もしくは屋根裏）を形成し、第二通気路７をこの空間に連通させるとともに、第二内部通気口１０をこの天井面の任意の位置に開口することによって、第一内部通気口９との位置関係において最適な換気効果を得ることができ、かつ流出入気流を広い天井面全体から居室内空間に分散することによって、外気の流出入により居住者が受ける違和感や不快感を和らげる効果がも期待できる。
【００４４】
（実施の形態３）
図４は本発明の第３の実施形態による自然換気構造を備えた建造物の側断面図であり、四方の壁面構造材と、天井構造物１０３と、床面１０５によって内部空間１１３Ａと１１３Ｂが形成されている。この自然換気構造には、建造物の外部に面し断熱材を備えた第一主壁面１０８Ａと建造物の内部空間に面した第一内壁面１０２Ａとの間に形成された第一通気路１０６と、建造物の外部に面し断熱材を備えた第二主壁面１０８Ｂと建造物の内部空間に面した第二内壁面１０２Ｂとの間に形成されたもう一方の第一通気路１０７が設けられている。建造物の天井構造物１０３と内部空間の天井面１０４との間には、小屋裏空間（または天井裏空間）１１７が形成され、第一通気路１０６と１０７の上端部を連通する。内部空間を２つのスペース１１３Ａと１１３Ｂに２分する中央部近傍には、ほぼ垂直な内部ダクト１１５からなる第二通気路１１９が設けられ、その上端部１１０Ｂが小屋裏空間１１７に臨んで開口するとともに、下端部（第二外部通気口）１１２が床面１０５と床下空間１１８に延びて布基礎を貫通した外部空間に開口して小屋裏空間１１７と外部空間とを連通する。また、第二通気路１１９とほぼ平行してこれを覆うように設けられた間仕切壁面１１４が第三通気路１１６を構成し、その上端部１１０Ｂは小屋裏空間１１７に連通し下端部１１０Ａが内部空間の床面１０５の近傍に開口している。第一主壁面１０８Ａと第二主壁面１０８Ｂの下部には第一通気路１０６、１０７を外部空間に連通して設けられた第一外部通気口１１１Ａ、１１１Ｂが開口し、それぞれに羽板が取付けられている。さらに天井面１０４には小屋裏空間１１７から内部空間１１３Ａ、１１３Ｂにそれぞれ開口して設けられた第一内部通気口１０９Ａ、１０９Ｂを有している。
【００４５】
この構造は、建造物の内外の温度差によって第一通気路１０６および１０７と内部ダクト１１５内の第二通気路１１９との間にできる空気の温度差を利用して建造物内外の自然換気、および内部空間上下の空気循環を行うものである。すなわち、夏季に冷房などの影響により内部空間１１３Ａ、１１３Ｂの温度が外気温より低くなっている場合には、第二通気路１１９の空気は内部空間内の空気により冷却されて比重が増大し、実線矢印で示される降下方向に流れて第二外部通気口１１２から建造物の外部に排出される。また、第一主壁面１０８Ａと第二主壁面１０８Ｂに接する第一通気路１０６、１０７の内部空気は、内部ダクト１１５側よりも高温であるため、第一外部通気口１１１Ａ、１１１Ｂから取り込まれる外気が、第一通気路１０６、１０７を上昇して小屋裏空間１１７と第一内部通気口１０９Ａ、１０９Ｂを経て内部空間１１３Ａ、１１３Ｂに流入して自然換気が行われる。一方、第三通気路１１６内の空気は、内部ダクト１１５内の空気との熱交換によって暖められて第三通気路１１６内を上昇し、小屋裏空間１１７から天井面１０４に開口する第一内部通気口１０９Ａ、１０９Ｂを通って内部空間１１３Ａ、１１３Ｂを降下し、再び床面１０５近傍に開口する第二内部通気口１１０Ａから第三通気路１１６を循環するので、内部居室空間の上下の温度差を緩和する効果を有している。
【００４６】
また、冬季の暖房などにより内部空間１１３Ａ、１１３Ｂの温度が外気温よりも高温になる場合には、内部ダクト１１５の第二通気路１１９の空気は暖められて破線矢印で示されるように上昇して小屋裏空間１１７に流れることにより第二外部通気口１１２から外気を取り込むと同時に、小屋裏空間１１７の空気は、第一通気路１０６、１０７内部で冷却されて比重が増大する結果、これらの通気路を下降して第一外部通気口１１１Ａ、１１１Ｂから外部に排出される。そして内部ダクト１１５内の空気との熱交換によって冷やされた第三通気路１１６内の空気は、床面１０５近傍の第二内部通気口１１０Ａから出て内部空間１１３Ａ、１１３Ｂを上昇し、天井面１０４の第一内部通気口１０９Ａ、１０９Ｂから小屋裏空間１１７を介して循環することによって内部空間上下の温度差を緩和する。
【００４７】
図４の建造物の例では、内部ダクト１１５が第三通気路１１６の内部に設けられており、これは広い内部空間が複数の居室スペース１１３Ａと１１３Ｂに分割されている建造物において、その間仕切壁面１１４を利用して第三通気路１１６を形成するとともに、内部ダクト１１５をその内部に隠蔽構築した施工例を示している。
【００４８】
このように、各居室スペース１１３Ａ、１１３Ｂの外部に面する壁面が１方向のみにしか存在しない場合であっても、内部ダクト１１５を設けることにより、第三通気路１１６と第二通気路１１９を通じて十分な換気効果を得ることが可能となる。さらにこの自然換気構造は、冷房時には第三通気路１１６を通じて内部空間下側の冷気を上方へ移動し、暖房時には内部空間上側の暖気を下方へ移動するため、上下間の温度差を緩和させて快適な生活環境を保つ効果を有している。
【００４９】
図５は本実施の形態を応用した他の自然換気構造を備えた建造物の側断面図であり、複数の内部空間を有する２階建て構造の建造物を示している。なお以下の説明において、図４と同様の構成要素には同一符号を付与し、その詳細説明は省略する。この自然換気構造では、１階の天井面１２２と２階の床面１２１との間に天井裏空間１２４が形成され、１階の内部空間１１３Ａ、１１３Ｂには上端部が小屋裏空間１１７に連通するとともに下端部１１０Ａがこれら内部空間の床面１０５近傍に開口する第三通気路１１６を備え、２階の内部空間１２３Ａ、１２３Ｂには上端部が小屋裏空間１１７に連通するとともに下端部がこれら内部空間の床面１２１近傍に開口する第三通気路１２０Ａ、１２０Ｂを備えている。そして、１階の天井面１２２には天井裏空間１２４から内部空間１１３Ａ、１１３Ｂのそれぞれに開口した第一内部通気口を有し、２階の天井面１０４にも小屋裏空間１１７から内部空間１２３Ａ、１２３Ｂのそれぞれに第一内部通気口１０９Ａ、１０９Ｂを開口している。
【００５０】
この自然換気構造の換気作用は、図４に示す上記の説明と全く同様であり、内外空間の温度差に起因して、第一通気路１０６、１０７、第二通気路１１９の相互間にできる空気の温度差により生じる空気流を利用して、各通気路を経由した建造物の内部空気と外気との自然換気を行う。また１階の内部空間１１３Ａ、１１３Ｂには、小屋裏空間１１７に連通する第三通気路１１６を介した上下の空気循環が、２階の内部空間１２３Ａ、１２３Ｂには小屋裏空間１１７に連通する第三通気路１２０Ａ、１２０Ｂを介した上下の空気循環が生じるので、各階それぞれにおける上下間の温度差を緩和させる効果を有する。
【００５１】
この構造は図５に示す２階建建造物のみに限定されるものではなく、３階建て以上の多層階構造の建造物であっても、小屋裏空間からそれぞれの階の内部空間に連通する第三通気路を設けることにより容易に実現可能である。本実施形態を応用したこのような他の自然換気構造を備えることによって、建造物の下層階と上層階との間で空気の循環を伴う換気が行われ、内部空間全体の温度の均一化が図れるという効果が得られる。
【００５２】
さらに図６には、本実施の形態１〜３による自然換気構造を応用した建造物の一部側断面図を示す。この自然換気構造では、第一通気路６（１０６、１０７）を構成する第一内壁面２Ａ（１０２Ａ、１０２Ｂ）と第二通気路７を構成する第二内壁面２Ｂを、多孔質材料で構成したものであり、またその内の少なくともいずれか一方の内部または一表面に、空調用の熱交換器である冷媒配管１９を設けている。
【００５３】
内部空間に面しているこれらの内壁面を保湿性を有する多孔質材料で構成することにより、室内空気中の過剰水分（湿気）によって内壁面上に結露する水分は多孔質材料に吸収される。これらの内壁面には換気流が流れるので、水分の気化が促される結果、内壁面上の結露とそれにともなって生じる黴の発生を防止する効果が得られる。
【００５４】
また第一内壁面や第二内壁面の内部または表面に冷媒配管を設ける構造では、冷房時において低温の冷媒配管によって内壁面上に発生する結露水が、第一内壁面または第二内壁面の表面を流れる換気流により効果的に気化される。また暖房時には、高温の冷媒配管により結露を生じさせることがないため、結露水に起因する腐食や黴の発生をより効果的に防止することが可能になる。
【００５５】
（実施の形態４）
図７（Ａ）は、本発明の第４の実施形態による自然換気構造を備えた建造物の一部側断面図であり、図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、図７（Ａ）の線分Ｂ−Ｂ’とＣ−Ｃ’とＤ−Ｄ’における断面図である。この実施の形態は、既築建造物に取付け可能なダクト構造の自然換気装置２００を構成している。すなわち、長寸方向に沿った略同心状の外部壁２０１、中央壁２０２、内部壁２０３で構成され、外部壁２０１と中央壁２０２との間に外部通気路２０４を、中央壁２０２と内部壁２０３との間に循環通気路２０５を、内部壁２０３の内側に内部通気路２０６を備えて上下に伸びる三重のダクト構造を有している。この外部壁２０１は、下端部が閉鎖されるとともに、上端部が外部空間に開口して外部通気口２０７を形成し、中央壁２０２の上端部と下端部は、略直角方向に曲折され、外部壁２０１の上部および下部側壁面を貫通するように延設開口されて、循環通気路２０５の上部循環口２０８と下部循環口２０９を形成している。また内部壁２０３は、下端部が中央壁２０２の下部壁面を貫通して外部通気路２０４の下端部に連通するとともに、上端部が中央壁２０２の曲折形状に沿うように循環通気路２０５の内部に延設されて上部循環口２０８から突出する内部通気口２１０を形成する。この一体構造は、内部通気口２１０と上部循環口２０８を建造物の内部空間２１３の上部に開口させるとともに、下部循環口２０９を内部空間２１３の下部に開口させて建造物に固定される。
【００５６】
上記の構造を有する自然換気装置２００を建造物の一壁面に設備することより、夏季の冷房時において建造物の外気温が内部空間２１３よりも高温になる場合には、外部通気路２０４内で暖められた空気が上昇流となって実線矢印で示すように外部通気口２０７から排出され、内部空間２１３の空気が内部通気口２１０から内部通気路２０６内を通り、下端部から外部通気路２０４に流入する。また循環通気路２０５内においては、内外の表面で接している内部通気路２０６と外部通気路２０４との間で熱交換が生じるので、冷房された内部空間２１３の空気が暖められて上昇方向に流れ、下部循環口２０９から上部循環口２０８を経由する自然空気循環が行われて、内部空間２１３の上下層の温度差を軽減することができる。
【００５７】
また、冬季において外気温が内部空間２１３よりも低温になる場合には、外部通気路２０４内で冷やされた空気が下降流となって破線矢印のように外部通気口２０７から導入され、内部通気路２０６を経て内部通気口２１０から内部空間２１３に流入するので、同様に内部空気の自然換気が図られる。そして、循環通気路２０５内においては、内部通気路２０６と外部通気路２０４との間で熱交換が生じることにより冷やされた内部空気が降下方向に流れ、上部循環口２０８から下部循環口２０９を経由する内部空間２１３の自然空気循環が行われる。
【００５８】
このように本発明の自然換気構造は、既築の建造物においても容易に取付け施工が可能であり、簡単な構造で効果的な換気を実現し、かつ内部空間の循環により建造物内の上下層の温度差を軽減して、快適な生活空間をもたらすことができる。
【００５９】
この自然換気構造は、塗装鋼板、亜鉛引き鋼板などの金属材料の他、硬質塩化ビニルなどの樹脂材料により一体に構成した場合でも、満足のできる換気効果と循環効果が得られることが実証された。
【００６０】
なお図７においては、自然換気装置２００のダクトの断面形状を円形で示しているが、この形状に限定されるものではない。この換気装置の形状は、製作の容易度、施工上の都合などの事情に応じて、方形や長方形、その他自由な形状とすることも可能であり、取り付ける内部空間に対応した換気量を確保できる断面積があれば、上記と同様の換気・循環効果が得られる。
【００６１】
また、上記した各実施の形態における図１〜図７では、建造物の左右両側壁面に通気路が形成された例が示されているが、これは構造を解り易く表現することを意図したものである。従って、これら通気路のそれぞれは同一壁面にあっても、互いに隣接する２壁面に形成されていても、本発明の特徴とする換気効果を損なうものではない。
【００６２】
以上に開示された実施の形態はあらゆる点において代表的な例を示すものであり、何ら制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態のみによらず、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態における自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を応用した他の自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を応用した他の自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。
【図６】本発明の実施形態１〜３を応用した他の自然換気構造を備えた建造物の側断面図である。
【図７】（Ａ）本発明の第４の実施形態による自然換気構造を備えた建造物の一部側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線分Ｂ−Ｂ’における断面図、（Ｃ）は（Ａ）の線分Ｃ−Ｃ’における断面図、（Ｄ）は（Ａ）の線分Ｄ−Ｄ’における断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１Ａ、１０１Ａ    第一外壁面
１Ｂ、１０１Ｂ    第二外壁面
２Ａ、１０２Ａ    第一内壁面
２Ｂ、１０２Ｂ    第二内壁面
３、１０３    天井構造物
４、１０４、１２２    天井面
５、１０５、１２１    床面
６、１０６、１０７    第一通気路
６Ａ    第一外部通気路
７、１１９    第二通気路
７Ａ    第二外部通気路
８Ａ、１０８Ａ    第一主壁面
８Ｂ、１０８Ｂ    第二主壁面
９、１０９Ａ、１０９Ｂ    第一内部通気口
１０、１１０Ａ    第二内部通気口
１１、１１１Ａ、１１１Ｂ    第一外部通気口
１２、１１２    第二外部通気口
１３、１１３Ａ／Ｂ、１２３Ａ／Ｂ、２１３    内部空間
１９    冷媒配管
１１４    間仕切壁面
１１５    内部ダクト
１１６、１２０Ａ、１２０Ｂ    第三通気路
１１７    小屋裏空間
１１８、２１８    床下空間
１２４    天井裏空間
２０１    外部壁
２０２    中央壁
２０３    内部壁
２０４    外部通気路
２０５    循環通気路
２０６    内部通気路
２０７    外部通気口
２０８    上部循環口
２０９    下部循環口
２１０    内部通気口
【図１】
2008128602.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008128602.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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