(57)【要約】【課題】マイナスイオンを住宅の全部屋に均一に安定して継続的に供給可能な建築物換気システムの提供。【解決手段】建築物換気システムは、建築物としての住宅１０の床下空間Ｓに設けられ、マイナスイオンを継続的に発生するイオン発生源２０としての炭素質（プラス極）２１、電解質層２３及びマイナス極２３と、外気を住宅１０の部屋に給気した後、部屋の空気を床下空間Ｓに供給し、床下空間Ｓの空気を還気して排気する空気循環サイクルを形成すると共に、床下空間Ｓから還気される空気に含まれるマイナスイオンを、外気ＯＡとの間でイオン交換する換気装置３０及びダクト４１〜４５とを備える。【選択図】    図１
2004317086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の床下空間に設けられ、マイナスイオンを継続的に発生するイオン発生源と、
外気を前記建築物の部屋に給気した後、前記部屋の空気を前記床下空間に供給し、前記床下空間の空気を還気して排気する空気循環サイクルを形成すると共に、前記床下空間から還気される空気に含まれるマイナスイオンを、前記外気との間でイオン交換する換気手段と
を備えることを特徴とする建築物換気システム。
【請求項２】
前記イオン発生源は、前記床下空間に配置した炭素質を含むことを特徴とする請求項１記載の建築物換気システム。
【請求項３】
前記イオン発生源を前記床下空間に形成した土間コンクリートより構成し、更に、前記床下空間に、水分供給手段、調湿手段及びエネルギー印加手段からなるイオン発生促進手段を作用的に接続して、前記床下空間における前記土間コンクリートからのマイナスイオンの発生を促進するようにしたことを特徴とする請求項１記載の建築物換気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、２４時間換気システムを使用する建築物換気システムに関し、特に、高気密建築物の換気システムとして好適に使用でき、マイナスイオンを住宅の全部屋に均一に安定して継続的に供給可能な建築物換気システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイナスイオンを住宅の全部屋に供給する還気装置として、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
【特許文献１】
特開２００３−９７８３６号公報
【０００３】
特許文献１には、高気密高断熱の住宅の各部屋毎に換気を行う集中換気装置が開示されている。この集中換気装置は、住宅の所定箇所に設置したチャンバーファンに給気ボックスと排気ボックスとを配置すると共に、これらに多数のダクト孔を開口設置している。また、このダクト孔と住宅の各部屋毎の給気口及び排気口をそれぞれ給気ダクト及び排気ダクトで個別に直接連結して、部屋毎に独立したエアの給排系統を形成することによって、各部屋への換気量を均一化している。かつ、この集中換気装置は、給気ボックスのダクト孔にそれぞれイオナイザーの電極を設置し、その給気エアにマイナスイオンを供給するようにして、各部屋毎に快適居住環境を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の技術は、マイナスイオンの供給手段として、電気的エネルギーによるイオン発生手段であるイオナイザーを使用するため、イオナイザー近傍ではマイナスイオンの発生量が大きいものの、マイナスイオンがダクト内を移動する過程で消滅する。よって、マイナスイオンを住宅の全部屋に均一に安定して継続的に供給することは実質上困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、マイナスイオンを住宅の全部屋に均一に安定して継続的に供給可能な建築物換気システムの提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る建築物換気システムは、建築物の床下空間に設けられ、マイナスイオンを継続的に発生するイオン発生源と、外気を前記建築物の部屋に給気した後、前記部屋の空気を前記床下空間に供給し、前記床下空間の空気を還気して排気する空気循環サイクルを形成すると共に、前記床下空間から還気される空気に含まれるマイナスイオンを、前記外気との間でイオン交換する換気手段とを備える。
【０００７】
したがって、床下空間でイオン発生源から発生したマイナスイオン環境の空気は、換気手段に還気され、換気手段で外気とイオン交換されて、部屋に供給される。
【０００８】
請求項２に係る建築物換気システムは、請求項１の構成において、前記イオン発生源が、前記床下空間に配置した炭素質を含む。
【０００９】
請求項３に係る建築物換気システムは、請求項１の構成において、前記イオン発生源を前記床下空間に形成した土間コンクリートより構成し、更に、前記床下空間に、水分供給手段、調湿手段及びエネルギー印加手段からなるイオン発生促進手段を作用的に接続して、前記床下空間における前記土間コンクリートからのマイナスイオンの発生を促進するようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態を通じ、同一の部材、要素または部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
実施の形態１に係る建築物換気システムは、図１に示すように、建築物としての戸建住宅１０に適用される。住宅１０は、基礎コンクリート１１の立ち上がり部１１ａの外側を断熱材１２により覆った基礎断熱（外断熱）構造を有している。なお、基礎コンクリートとしては、べた基礎を好適に使用することができるが、布基礎で囲まれた内部（床下地面）に土間コンクリートを打設したものを使用することもできる。或いは、基礎コンクリートして、単なる布基礎を使用したり、その他の基礎構造を使用したりすることもできる。図１で、基礎コンクリート１１として立ち上がり部１１ａと、床下略全面に広がる平面部（フーチング）１１ｂとを有するべた基礎を使用している。住宅１０の外壁（外周壁）１３は、外側を断熱材１４により覆った外断熱構造となっている。また、住宅１０の屋根１５も、断熱材（図示略）による屋根断熱構造となっている。なお、住宅１０の１階床１６、１階天井１７、２階床１８、２階天井１９は断熱構造となっていない。かかる住宅１０としては、２４時間換気の高気密高断熱住宅を好適に使用することできる。
【００１２】
住宅１０の基礎コンクリート１１の平面部１１ｂの中央には、イオン発生源２０が埋設状態で配置され、その上端面のみが平面部１１ｂの上面から露出している。詳細には、イオン発生源２０は、プラス極（プラス電極層）としての炭素質２１、電解質層２２、マイナス極（マイナス電極層）２３及び容器２４を備える。炭素質２１は、木炭を粉状や粒状にした炭素埋設用の埋炭からなり、平面部１１ｂ中央に掘った円柱状等の所定形状の孔内に、その埋炭を密に充填して埋設したものである。炭素質２１としては、好ましくは摂氏７００度以上、更に好ましくは摂氏１０００度以上で炭化した高温炭（いわゆる白炭）を使用する。電解質層２２は、炭素質２１の下端の全面に密接して対向配置された層状の含水塩分（水分を含む塩分）からなる。また、マイナス極２３は、電解質層２２の下端の全面に密接して対向配置されたアルミニウム板からなる。容器２４は、前記上下に積層した電解質層２２及びマイナス極２３を内部に密に収容するものである。容器２４は、電解質層２２及びマイナス極２３の外形に対応する内面形状を有し、電解質層２２及びマイナス極２３の成分が基礎部分の地中に漏れ出すのを防止できるよう、ゴム材料等の防水材料等からなる。なお、炭素質２１の外周面は、平面部１１ｂ下の基礎部分の土と密接しており、マイナスイオン発生に必要な、或いは、密接に関連する成分または要素（水分等）が、土から炭素質２１に継続的に供給されるようになっている。
【００１３】
このように構成したイオン発生源２０は、まず、炭素質２１自体がマイナスイオンの発生源となる。以下、マイナスイオン及びマイナスイオンの発生メカニズムについて詳細に説明する。マイナスイオンの成分及び発生メカニズムとしては、種々のものが考えられるが、第１に、空気中の水分子（水蒸気）クラスタまたは水分子オリゴマによる大気環境（空気）のマイナスイオン化が考えられる。具体的には、マイナスイオンは、通常、０．５〜１ナノメータの水分子クラスタと結合する。そして、水分子（水蒸気としての水分子）クラスタに電子が結合すると、水分子クラスタは励起状態となり、エネルギーを得て振動するため、その振動エネルギーにより、電子を得てマイナスイオン化した水分子クラスタは、更に小さく分離される。このとき、水分子クラスタが小さいまま空気中に浮遊するため、空気中にマイナスイオンが多数存在することになる。なお、即ち、マイナスイオンとは、ヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２）等のマイナスの電荷を帯びた微粒子のことであり、このマイナスイオンを化学式で表すと、ＯＨ−（Ｈ２Ｏ）ｎとなる。
【００１４】
或いは、レナード効果と呼ばれるイオン発生メカニズムによれば、マイナスイオンは粒の小さい水滴（水分子クラスタ）に付着しやすく、例えば、滝の近傍にはマイナスイオンが豊富に存在する（レナード効果）といわれている。即ち、滝を流れ落ちた水が水面に衝突する際のエネルギーにより、水分子が微細化した水分子クラスタとなり、その水分子が上記のように大量にマイナスイオン化して大気中に分散すると考えられている。ここで、晴天で湿度の少ない（相対湿度４０〜６０％）の大気環境が、マイナスイオンの発生には一番条件が良いといわれ、更に、風の吹いているときは、そのエネルギーにより空気中の水分がより小さな粒（クラスタ）になるため、マイナスイオンの数が大量になるといわれている。このレナード効果は、いわゆる空気イオン化現象と呼ばれるマイナスイオン発生メカニズムと考えることもでき、この空気イオン化現象とは、水分子が強制的に分離されるときに、マイナスの電子を放出する現象のことである。よって、滝等では、水が高所から落下して水分子が強制的に分離され、マイナスイオンを多く発生することになる。また、森林などでは、植物が呼吸することにより、空気中の水分子を分離しマイナスイオンを発生するといわれている。実際、市販されているマイナスイオン発生装置の多くは、植物の呼吸に似た霧吹き方式で大量のマイナスイオンを発生するよう構成される。
【００１５】
よって、木炭（埋炭）等の炭素質２１によるマイナスイオン発生メカニズムについて考察すると、第１の要因として考えられるのは、以下のメカニズムである。まず、床下空間Ｓの温度が上昇し、炭素質２１の細孔内に含まれる水分（水分子）が熱エネルギーにより徐々に蒸発して水蒸気となると、その水蒸気（水分子）は、更に、炭素質２１の遠赤外線効果による遠赤外線等の外部エネルギーにより、マイナスイオンであるＯＨ−（Ｈ２Ｏ）ｎとプラスイオンであるＨ３Ｏ＋（Ｈ２Ｏ）ｎとに強制的に分解される。そして、かかるマイナスイオンが多量に空気中に分散及び存在する。なお、このとき、プラスイオンはクラスタが大きく重量が大きいため地面に落下する。よって、床下空間Ｓの空気はマイナスイオンが優勢なマイナスイオン雰囲気となる。
【００１６】
ここで、マイナスイオンは、特定の湿度帯と密接な関係を有する。即ち、一般的に人間にとって快適な湿度帯である相対湿度４０〜６０％程度の範囲内の湿度では、空気中の水分子（水蒸気）は、０．５〜１ナノメータの水分子クラスタになり、上記のようにマイナスイオン化する。一方、プラスイオンは、クラスタが大きく、相当の部分が地面や床に落下するため、空気中に分散する水分子はマイナスイオン化した水分子であり、空気は全体としてマイナスイオン化する。ここで、相対湿度が８０％以上になると、水分子クラスタが大きくなり、プラスイオン化する。しかし、調湿手段等により床下空間Ｓにおける水分子の吸収及び放出をコントロールして床下空間Ｓの湿度を調整することにより、床下空間Ｓの大気環境の湿度を相対湿度４０〜６０％程度の範囲内に維持でき、マイナスイオンを安定して多量に供給することができる。
【００１７】
ここで、木炭等の炭素質２１の水分吸着量（絶乾燥後の飽和水蒸気量）は、炭化温度の上昇にしたがい増加する。したがって、白炭（高温炭）は、黒炭（低温炭）より水分吸着量または水蒸気吸着量が大きいため、上記のように炭素質２１として好適に使用することができる。即ち、炭素質２１は、その大きな調湿能力により、床下空間Ｓ内の湿度を最適湿度へと維持するのに効果的である。
【００１８】
或いは、木炭等の炭素質２１によるマイナスイオン発生メカニズムは、次のような反応によると考えることもできる。即ち、炭素質である木炭等は微細な孔（空隙）を多数内部に有する多孔質であり、また、特に高温で焼成された高温炭の内部の孔表面と空気層との境界にはいわゆる界面電気が密度高く存在するといわれている。よって、炭素質２１の内部にはマイナス電子が多量に含まれた状態になっており、周囲のものに電子を供給する。そして、空気中の湿気成分である水分子の集合体が炭素質２１としての高温炭の多孔室に近づくと、瞬間的な放電により、水分子が電離され、（Ｈ２Ｏ  →  Ｈ＋  ＋  ＯＨ−）の反応によって生じた水素イオンは、水素ガスとなって空気中に放散し、水酸基イオンは、水分子と水和結合してヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２−）を生成する。ヒドリキシルイオンは、疎水基としての水酸基イオンを持ち、親水基としての水分子を持つ界面活性物質である。
【００１９】
炭素質２１の遠赤外線効果について若干説明すると、炭素質２１は、波長０．７〜２マイクロメータ（７００〜２０００ｎｍ）領域の遠赤外線量が多く、この波長領域の遠赤外線は最も加熱効果が大きい。更に、遠赤外線のうち、特に、６２７ｎｍの波長の遠赤外線は、空気中の水分子クラスタに衝突して共振作用を起こし、水分子クラスタに電子が結合したマイナスイオン（ＯＨ−（Ｈ２Ｏ）ｎ）、即ち、ヒドロキシルイオンと、水分子クラスタが電子を失ったプラスイオン（Ｈ３Ｏ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ）とを生成する。そして、上記のように、プラスイオンは地面に落下し、マイナスイオンが床下空間Ｓの空気中に大量に存在することになる。
【００２０】
更に、木炭等の炭素質２１には選択吸着能力があり、６００℃以下で炭化した炭素質は、アルカリ（イオンの場合マイナスイオン）を吸着し、７００度以上で炭化した炭素質２１は、酸（イオンの場合プラスイオン）を吸着する性質がある。即ち、炭素質２１には、６００℃〜７００度の間（約６５０度近傍）に電気的変位点がある。このように、炭素質２１を構成する高温炭は、プラスイオン吸着能力が顕著であることが証明されており、その結果、空気中のマイナスイオンの割合が相対的に高くなることが認められている。よって、実施の形態１の炭素質２１を使用すると、床下空間Ｓのマイナスイオンの割合を増加することができる。ここで、高温炭とは、好ましくは、摂氏１０００度以上の高温で焼成した炭である。この高温炭は、難燃性となり、電磁波遮蔽やマイナスイオン発生等の効果を発揮する。これは、高温炭が、高い電気伝導度を有する（抵抗が小さい）ためである。また、高温単は、高い活性度（空気が吸着する表面積の大きさ）を有する。なお、炭化温度（焼成温度）が摂氏６００度以下では、黒炭（低温炭）となり、電気抵抗値は１０ＫΩ・ｃｍであり、マイナスイオンの発生は認められない。一方、炭化温度が摂氏８００℃では、白炭（高温炭）となり、電気抵抗値は１０Ω・ｃｍであり、マイナスイオンの発生が認められる。かかる白炭として、代表的には備長炭がある。更に、炭化温度が摂氏９００℃では、白炭（高温炭（活性化木炭））となり、電気抵抗値が１Ω・ｃｍであり、より多量のマイナスイオンの発生が認められる。係る白炭として、代表的には備長炭がある。更に、炭化温度が摂氏１０００℃では、白炭（高温炭（活性化木炭））となり、電気抵抗値が０．１Ω・ｃｍであり、更に多量のマイナスイオンの発生が認められる。かかる白炭として、代表的には紀州備長炭がある。
【００２１】
上記のように、炭素質２１がマイナスイオン発生源（供給源）となることは、市販のイオンカウンタを炭素質２１に近づけると、１立方センチメートル当たり１０〜１００個程度のマイナスイオンが発生することからも確認することができる。
【００２２】
次に、イオン発生源２０は、炭素質（プラス極）２１、電解質層２２及びマイナス極２３が全体で空気電池として機能し、マイナスイオンを安定して継続的に多量に発生する。詳細には、炭素質２１（白炭、白炭として代表的な備長炭等の高温焼成炭）がプラス極となり、アルミニウム層がマイナス極２３になり、（塩化ナトリウム水溶液様の）含水塩分が、それらの間の電解液層２２として機能する。なお、プラス極としての炭素質２１に付着する空気（酸素）が減極剤として作用する。そして、以下の反応により、電子がマイナス極２３からプラス極である炭素質２１に移動し、炭素質２１の上端面から大量の電子が床下空間Ｓに放出され、空気中のマイナスイオン生成効率を飛躍的に増大する。
【００２３】
プラス極      Ａｌ  →  Ａｌ２＋  ＋  ２ｅ−
マイナス極    ２ｅ−  ＋  １／２・Ｏ２  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ２ＯＨ−
【００２４】
なお、炭素質２１の代わりに、（好ましくは高温焼成した）珪藻土をマイナスイオン発生源として使用することもできる。この場合、電解質層２２、マイナス極２３及び容器２４は省略することができる。即ち、珪藻土は、１μ以下の超微細な多数の細孔（木炭の５０００〜６０００倍）からなる超多孔質構造による大きな吸着・放出機能及び調湿機能を有し、いわゆる呼吸性（吸・放出性）に富む。これにより、珪藻土の内部の細孔には、水分子が激しく吸収及び放出されて絶えずナノ単位の水分子クラスタに細分化され、上記レナード効果により、マイナスに帯電して、床下空間Ｓの空気中にマイナスイオン化した水分子を大量に放出する。ここで、珪藻土や炭素質等の多孔質材料による水分吸収及び放出時に発生するレナード効果は、吸湿時について言えば、空気中の水分子（水蒸気）が、超微細な多数の細孔からなり表面積の大きい超多孔質構造を有する多孔質材料に強力に引き込まれる際に生じる大きな衝撃エネルギーにより、マイナスイオンが生成され、多孔質材料表面から空気中に放出される。また、放湿時には、多孔質材料内に取り込まれた水分が、蒸発により強力に吐き出され、多孔質材料を通過する際に生じる大きな衝撃エネルギーにより、マイナスイオンが生成され、多孔質材料表面から空気中に放出される。
【００２５】
更に、炭素質２１の代わりにトリマリン（電気石）を使用することもできる。トルマリンは、マイナスイオン生成効果と遠赤外線放出効果とがあり、イオン発生源として好適に使用することができる。更に、トルマリンは、圧力や熱などのエネルギーを加えることにより、マイナスイオンの発生が活性化されるという特徴を有する。よって、トルマリンに超音波振動等の振動エネルギーや、圧力エネルギーや、熱エネルギーを加えるエネルギー印加手段を作用的に接続し、トルマリンからなるイオン発生源のマイナスイオンの発生を活性化することも有効である。
【００２６】
また、発明者等の実験によれば、１階の床下空間Ｓの空気環境によっては、基礎コンクリート１１自体からもマイナスイオンが多量に発生することが確認されている。例えば、降雨等により床下空間Ｓの湿度が高くなると、基礎コンクリート１１自体も多少吸湿し、水分を内部に保持する。その後、時間の経過と共に床下空間Ｓの温度上昇等の原因により、基礎コンクリート１１に保持した水分が蒸発して水蒸気となる際に、上記のメカニズムにより大量のマイナスイオンが発生する。よって、基礎コンクリート１１（特に水分手段平面部１１ｂ）自体が、ある程度、イオン発生源として機能する。
【００２７】
このようにして、炭素質２１の上端面全体から多量のマイナスイオンを１階床下空間Ｓに安定して継続的に発生及び供給する。また、炭素質２１には土中からの水分等が継続的に供給され、水分等のマイナスイオン発生に必要或いは密接に関連する成分等の補給がなされるため、水蒸気によるマイナスイオン供給を安定して高効率で行うことができる。
【００２８】
図２は本発明の実施の形態１に係る建築物換気システムの換気装置を機能面から概略的に示す説明図である。
住宅１０の１階天井１７と２階床１８との間の空間（吊り天井の内部空間）には、換気装置３０が設置されている。換気装置３０は、２４時間換気型のセントラル給排気・熱交換式のものである。換気装置３０の各ダクト取付部（図示しないダクト取付口及びダクト継手）には、外気ＯＡ導入用のダクト４１、排気ＥＡ排出用のダクト４２、各部屋への給気ＳＡ供給用のダクト４３及び還気ＲＡ導入用のダクト４４が接続されている。更に、１階床１６には、１階部屋空間と床下空間Ｓとを連通するダクト４５が設けられている。
【００２９】
換気装置３０は、図２に示すように、全熱型の熱交換ユニット３１と、イオン交換ユニット３２とを内蔵している。熱交換ユニット３１は、ダクト４１からダクト４３に向かう外気ＯＡと、ダクト４４からダクト４２に向かう還気ＲＡとをそれぞれ別経路で内部に導入し、外気ＯＡと還気ＲＡ（排気ＥＡ）との間で熱交換を行う。具体的には、例えば、熱交換ユニット３１は、室内側から室外側に至る排気通路（還気ＲＡ側から排気ＥＡ側へ向かう通路）と、室外側から室内側に至る給気通路（外気ＯＡ側から給気ＳＡ側へと向かう通路）とを交差するように形成し、この交差部分に熱交換エレメント（図示略）を設けて、排気通路及び給気通路にそれぞれ排気流及び給気流を流通させることによって、図２中に破線太矢印で示すように熱Ｈ（顕熱及び潜熱）の交換を行い、排気による熱損失を低減する。
【００３０】
熱交換ユニット３１の熱交換エレメントは、例えば、直交流形プレートフィン式全熱交換器の構造を有し、和紙または透湿膜等からなる特殊加工紙製の仕切板と、同じく特殊加工紙製のデルタコア状の間隔板とを上下に多数段積層したものである。かかる熱交換エレメントは、給気通路と排気通路とが仕切板で完全に仕切られ、給気と排気とが混合することはない。また、熱交換エレメントは、特殊加工紙の有する熱通過性（熱伝導性）及び透湿性の各性質を利用し、排気ＥＡと外気ＯＡとが内部を通過する際に、温度（顕熱）及び湿度（潜熱）の交換、即ち、全熱の交換を行うものである。ここで、高温側（排気ＥＡ側）から低温側（外気ＯＡ側）へと仕切板を介して熱伝導・熱通過が行われることにより、温度（顕熱）交換が行われる。なお、このときの温度交換効率は、境界層の熱抵抗により影響される（熱抵抗係数に依存する）。また、排気通路を通過する空気中の水蒸気と、給気通路を通過する空気中の水蒸気との間の分圧差により、仕切板を介して高湿側から低湿側へと水蒸気の移動が行われることにより、湿度（潜熱）交換が行われる。
【００３１】
換気装置３０は、ダクト４１から新鮮空気である外気ＯＡを内部に導入し、ダクト４３から各部屋へと給気（新鮮空気）ＳＡを供給する。また、１階の各部屋に供給された空気は、その部屋内を充満した後、ダクト４５から床下空間Ｓに供給される。なお、２階の各部屋に供給された空気も、図２中に破線矢印で示すように、２階の部屋と１階の部屋とを連通する連通手段（壁内に設けた通気通路等）により、１階の部屋へと移動し、最終的には１階床１６のダクト４５を介して、床下空間Ｓに供給される。このように、各部屋に供給された空気は、最終的に、床下空間Ｓに集められる。なお、ダクト４５は、図２では１階床１６を貫通して露出するよう図示されているが、実際は、室内の美観を損なわない位置に、美観を損なわない態様で設けられている。また、１階床１６にダクト４５を設けず、１階の部屋の空気を、１階の部屋と床下空間Ｓとを連通する連通手段（壁内に設けた通気通路等）により、床下空間Ｓに導くようにしてもよい。同様に、２階の部屋の空気も、２階の部屋と床下空間Ｓとを連通する連通手段（壁内に設けた通気通路等）により、床下空間Ｓに導くようにしてもよい。
【００３２】
通常、換気装置３０は空調装置（冷暖房装置）と組み合わせて使用するため、床下空間Ｓに集められた空気は、冬季には暖気（暖房空気）となる。よって、床下空間Ｓに充満する暖気の熱が、基礎コンクリート１１に蓄積される。即ち、基礎コンクリート１１が蓄熱体として機能する。特に、実施の形態１では、基礎コンクリート１１は、断熱材１２を使用する基礎断熱構造を有するため、蓄熱体として効果的に機能する。したがって、床下空間Ｓの空気は、ダクト４５からの暖気による熱エネルギーに加え、蓄熱体としての基礎コンクリート１１に蓄積された熱エネルギーにより加温され、１階床１６を加温して床暖房効果を発揮する。一方、床下空間Ｓの空気は、還気ＲＡとして、還気ダクト４４から換気装置３０内へと戻された後、換気装置３０の熱交換ユニット３１により外気ＯＡとの間で熱交換され、排気ＥＡとしてダクト４２から屋外に排出される。そして、熱交換された外気ＯＡが、ダクト４３から給気ＳＡとして各部屋に供給される。このとき、還気ＲＡは、上記のように、ダクト４５からの暖気及び基礎コンクリート１１に蓄積された熱エネルギーの両者により加温されているため、熱損失を低減することができる。
【００３３】
ここで、床下空間Ｓの空気には、イオン発生源２０から発生した大量のマイナスイオンが混合している。よって、還気ダクト４４から換気装置３０に導入される還気ＲＡは、マイナスイオンを大量に含む空気であり、換気装置３０のイオン交換ユニット３２により外気ＯＡとの間でイオン交換され、排気ＥＡとしてダクト４２から屋外に排出される。詳細には、イオン交換ユニット３２は、ダクト４１からダクト４３に向かう外気ＯＡ（給気ＳＡ）と、ダクト４４からダクト４２に向かう還気ＲＡ（排気ＥＡ）とを内部に導入し、外気ＯＡと還気ＲＡ（排気ＥＡ）との間で、図２中に破線太矢印で示すようにマイナスイオンＩの交換を行う。なお、イオン交換ユニット３２は、例えば、ダクト４１からダクト４３に向かう外気ＯＡ（給気ＳＡ）と、ダクト４４からダクト４２に向かう還気ＲＡ（排気ＥＡ）とをとの間を仕切る仕切板等のマイナスイオン交換機能を有する仕切手段を内部に設けたものとすることができる。この場合、イオン交換ユニット３２は、外気ＯＡと還気ＲＡとを別経路で内部に導入して、仕切手段を介して外気ＯＡと還気ＲＡ（排気ＥＡ）との間でマイナスイオン交換を行う。
【００３４】
具体的には、例えば、イオン交換ユニット３２は、室内側から室外側に至る排気通路（還気ＲＡ側から排気ＥＡ側へ向かう通路）と、室外側から室内側に至る給気通路（外気ＯＡ側から給気ＳＡ側へと向かう通路）とを交差するように形成し、この交差部分にイオン交換エレメント（図示略）を設けたものとすることができる。そして、イオン交換ユニット３２は、排気通路及び給気通路にそれぞれ排気流及び給気流を流通させることによってイオン交換エレメントでマイナスイオン交換を行い、還気ＲＡに含まれる多量のマイナスイオンを外気ＯＡへと移動して、給気ＳＡ側へと効率よく再供給する。或いは、イオン交換ユニット３２は、ダクト４１からダクト４３に向かう外気ＯＡ（給気ＳＡ）と、ダクト４４からダクト４２に向かう還気ＲＡ（排気ＥＡ）とを同一経路で内部に導入し、外気ＯＡと還気ＲＡ（排気ＥＡ）との間でマイナスイオン交換を行うようにしてもよい。この場合、具体的には、例えば、イオン交換ユニット３２は、還気ＲＡと外気ＯＡとを同一室内で混合することによってマイナスイオン交換を行い、還気ＲＡに含まれる多量のマイナスイオンを外気ＯＡへと移動して、給気ＳＡ側へと効率よく再供給する。
【００３５】
実施の形態２
図３は本発明の実施の形態２に係る建築物換気システムの換気装置を機能面から概略的に示す説明図である。
実施の形態２に係る建築物換気システムの換気装置１３０は、空気の流通方向において熱交換ユニット３１とイオン交換ユニット３２の位置を逆とした点において、実施の形態１の換気装置３０と異なる。その他の構成は、実施の形態１の換気装置３０と同様である。即ち、実施の形態１の換気装置３０では、還気ＲＡは、まず、イオン交換ユニット３２を通過して外気ＯＡとの間でイオン交換された後、熱交換ユニット３１を通過して外気ＯＡとの間で熱交換される。一方、実施の形態２の換気装置１３０では、還気ＲＡは、まず、熱交換ユニット３１を通過して外気ＯＡとの間で熱交換された後、イオン交換ユニット３２を通過して外気ＯＡとの間でイオン交換される。このように構成した実施の形態２に係る換気装置１３０は、実施の形態１の換気装置３０と同様にして、住宅１０の建築物換気システムに使用することができる。
【００３６】
実施の形態３
図４は本発明の実施の形態３に係る建築物換気システムの換気装置を機能面から概略的に示す説明図である。
実施の形態３に係る建築物換気システムの換気装置２３０は、熱交換ユニット３１及びイオン交換ユニット３２の両方の機能を兼備する点において、実施の形態１の換気装置３０と異なる。その他の構成は、実施の形態１の換気装置３０と同様である。即ち、実施の形態２の換気装置２３０は、熱交換ユニット３１の熱交換エレメントの全熱交換用の仕切板と同様の仕切板２３５を有している。そして、熱交換装置２３０は、ダクト４１からダクト４３に向かう外気ＯＡと、ダクト４４からダクト４２に向かう還気ＲＡとをそれぞれ別経路で内部に導入し、外気ＯＡと還気ＲＡ（排気ＥＡ）との間で熱Ｈの交換及びマイナスイオンＩの交換を同時に行う。
【００３７】
ここで、マイナスイオン交換は、仕切り板２３５を介して潜熱の交換が行われる際に同時に行われる。即ち、還気ＲＡに含まれるマイナスイオン（マイナスイオン化された水蒸気等）は、還気ＲＡ側から外気ＯＡ側へと仕切板２３５を通過して外気ＯＡに混合され、給気ＳＡに含まれて各部屋に再度循環される。例えば、マイナスイオン化された水蒸気は、還気ＲＡ側の水蒸気分圧が外気ＯＡ側の水蒸気分圧より大きいと、水蒸気の分圧差により、還気ＲＡ側から外気ＯＡ側へと移動する。通常、冬季等、外気ＯＡの湿度が低いときには、還気ＲＡ側の水蒸気分圧が外気ＯＡ側の水蒸気分圧より大きい、即ち、還気ＲＡの湿度が外気ＯＡの湿度より高いため、熱交換装置２３０に特別な手段を設けなくても、マイナスイオン化された水蒸気は、還気ＲＡ側から外気ＯＡ側へと移動する。一方、夏季等、外気ＯＡの湿度が高いときには、外気ＯＡ側の水蒸気分圧が還気ＲＡ側の水蒸気分圧より大きい、即ち、外気ＯＡの湿度が還気ＲＡの湿度より高くなるため、外気ＯＡ側の通路に除湿手段を設ける等して、外気ＯＡの湿度が還気ＲＡの湿度より低くなるようにすることが好ましい。実施の形態１の換気装置３０及び実施の形態２の換気装置１３０においても、イオン交換ユニット３２を全熱交換型の仕切板を利用する構造とした場合、上記と同様に、外気ＯＡ側の通路に除湿手段を設ける等して、外気ＯＡの湿度が還気ＲＡの湿度より低くなるようにすることが好ましい。
【００３８】
なお、実施の形態３の換気装置２３０の仕切板２３５を、全熱交換型ではなく、顕熱交換型とすることもできる。この場合、仕切板２３５は、顕熱のみを交換し、潜熱の交換（水蒸気移動）は行わないため、還気ＲＡ中のマイナスイオンを効率よく外気ＯＡ側に移動する構造とすることが好ましい。例えば、仕切板２３５をイオン透過性またはイオン伝導性の高い導電性材料（例えば、金属材料）等から形成することができる。これは、実施の形態１または２の換気装置３０，１３０のイオン交換エレメント３２に、顕熱交換型の仕切板を利用した場合についても同様である。
【００３９】
実施の形態４
図５は本発明の実施の形態４に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
実施の形態４に係る建築物換気システムは、建築物として実施の形態１と同様の戸建住宅３１０に適用される。この住宅３１０は、基礎コンクリート３１１の構造において実施の形態１の住宅１０と異なる。その他の構成は、実施の形態１の住宅１０と同様である。即ち、住宅３１０の基礎コンクリート３１１は、立ち上がり部３１１ａと平面部３１１ｂとを有する。立ち上がり部３１１ａは、実施の形態１の基礎コンクリート１１の立ち上がり部１１ａと同様である。一方、平面部３１１ｂは、実施の形態１の平面部１１ｂのように、中央に炭素質埋設用の孔を形成せず、床下地面の全面を覆う構造となっている。
【００４０】
実施の形態４に係る建築物換気システムは、イオン発生源の構造において実施の形態１に係る建築物換気システムと異なる。その他の構成は、実施の形態１に係る建築物換気システムと同様である。詳細には、実施の形態４では、イオン発生源３２０は、基礎コンクリート３１１の平面部３１１ｂの全面に層状に敷設された多数枚の敷炭からなる。敷炭は、実施の形態１の炭素質２１と同様の炭素質を袋等に充填した方形板状のものであり、実施の形態１の炭素質２１と同様にして、マイナスイオンを発生する。また、実施の形態４では、イオン発生源３２０が、床下の土間部分の全面に敷設されているため、マイナスイオンの発生領域の面積を大きくすることができ、大量のマイナスイオンを床下空間Ｓに供給することができる。また、イオン発生源３２０が、蓄熱体としての基礎コンクリート１１の平面部１１ｂに敷設されるため、平面部１１ｂからの熱エネルギーにより、水分子クラスタをより効果的に微細化することができ、より効率的にマイナスイオンを発生することができる。
【００４１】
なお、イオン発生源３２０として、敷炭以外に、シート状に形成した珪藻土やトルマリン等、他のイオン発生材料を平面部３１１ｂに敷設してもよい。或いは、敷炭、珪藻土、トルマリン等の各種イオン発生材料を、単独で、或いは、適宜組み合わせて使用することもできる。これは、実施の形態１でも同様である。また、実施の形態１のイオン発生源２０が平面部１１ｂの中央にのみ設けられるため、実施の形態４のイオン発生源３２０を、平面部の中央以外の部分に敷設してもよい。
【００４２】
実施の形態５
図６は本発明の実施の形態５に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
実施の形態５に係る建築物換気システムは、実施の形態４に係る住宅３１０と同様の構造の住宅３１０に適用される。更に、実施の形態５に係る建築物換気システムは、基礎コンクリート３１１自体を単独のイオン発生源として利用する。即ち、実施の形態１で簡単に述べたように、基礎コンクリート３１１自体も、所定の条件下、マイナスイオンの発生源として機能する。詳細には、実施の形態５では、水分供給手段４１１と、調湿手段４１２と、エネルギー印加手段４１３とを、床下空間Ｓに作用的に接続している。水分供給手段４１１は、床下空間Ｓに水分を水蒸気や散水等の形で継続的に供給する。水分供給手段４１１は、通常、水分を単位時間当たり一定量、床下空間Ｓに供給する。或いは、水分供給手段４１１は、水分の単位時間当たり供給量を制御して、床下空間Ｓに供給することもできる。調湿手段４１２は、床下空間Ｓの相対湿度を、上記のようなマイナスイオンの発生に好適な範囲に維持するものであり、例えば、床下空間Ｓの湿度を相対湿度４０〜６０％に維持する。
【００４３】
なお、実施の形態５では、水分供給手段４１１により、床下空間Ｓの湿度を上昇できるため、調湿手段４１２は、除湿機能のみを発揮するものとすることができる。しかし、調湿手段４１２を、除湿機能に加え、過失機能をも兼備するよう構成した場合、水分供給手段４１１を省略することもできる。エネルギー印加手段４１３は、床下空間Ｓの空気に対し、風力エネルギーや超音波振動エネルギー等の力学エネルギー、遠赤外線等の熱エネルギー、電気エネルギー等を加え、床下空間Ｓの空気中の水蒸気等を活性化して、マイナスイオンの発生効率を向上するものである。例えば、水分供給手段４１１により床下空間Ｓに水蒸気を供給する一方、送風機等から構成したエネルギー印加手段４１３により床下空間Ｓに送風することにより、床下空間Ｓ内の水蒸気をレナード効果により効率良くマイナスイオン化することができる。
【００４４】
実施の形態５では、水分供給手段４１１により、床下空間Ｓ内に常時水分を補給して、基礎コンクリート３１１からの水分蒸発（水蒸気発生）を促す一方、調湿手段４１２により、床下空間Ｓ内の空気環境を上記のようなマイナスイオン発生に好適な環境（例えば湿度４０〜６０度）に維持することができる。したがって、特に、実施の形態１のような炭素質２１や実施の形態４のような敷炭を設けなくても、基礎コンクリート３１１からマイナスイオンを効率良く安定して継続的に発生することができる。特に、水分供給手段４１１により平面部３１１ｂに散水した場合、床下空間Ｓの温度が上昇し、基礎コンクリート３１１が蓄熱して温度が上昇すると、特に平面部３１１ｂの水分が蒸発していく。このとき、上記のように、水分子クラスタが小さいまま空気中に浮遊するため、マイナスイオンを多数発生する。
【００４５】
水分供給手段４１１、調湿手段４１２及びエネルギー印加手段４１３は、実施の形態５に係るイオン発生促進手段を構成している。また、実施の形態５に係る水分供給手段４１１、調湿手段４１２及びエネルギー印加手段４１３は、実施の形態１〜４の建築物換気システムに追加的に設けることもできる。また、保水効果及び吸放水効果を高めるため、基礎コンクリート３１１の平面部３１１ｂの一部または全部をポーラスコンクリート等の多孔質材料より構成することもできる。
【００４６】
実施の形態６
図７は本発明の実施の形態６に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
実施の形態１〜５に係る建築物換気システムが戸建住宅１０，３１０，４１０に適用されるのに対し、実施の形態６に係る建築物換気システムは、共同住宅（集合住宅）５１０に適用される。共同住宅５１０の１階部分の住宅の建築物換気システムは、実施の形態４に係る建築物換気システムと同様の構成である。また、一般に、共同住宅５１０の２階以上の住宅（上層階）には、床下空間は設けられないが、実施の形態６では、共同住宅５１０の２階以上の住宅に床下空間Ｓを形成している。そして、共同住宅５１０の２階以上の部分の住宅の建築物換気システムも、実施の形態４に係る建築物換気システムと同様の構成としている。
なお、実施の形態６のイオン発生源として、実施の形態１のイオン発生源２０を使用することができる。この場合、炭素質２１の全体も容器に入れて立体状とし、床下空間Ｓ内に載置して配置する。或いは、実施の形態５と同様に、基礎コンクリート３１１自体をイオン発生源として使用したりすることもできる。
【００４７】
ところで、本発明の建築物換気システムは、２４時間換気型の高気密住宅に適用することが好ましいが、高気密住宅以外にも、中気密住宅や、低気密住宅に適用することもできる。また、本発明の建築物換気システムは、住宅以外の建築物に適用することもできる。特に、本発明の建築物換気システムは、医療機関や介護施設等、マイナスイオンによる殺菌効果や健康増進効果等の各種効果が期待される建築物に好適に使用することができる。更に、本発明の建築物換気システムは、外断熱構造以外の戸建または共同住宅や、断熱構造を有しない住宅に適用することもできる。更にまた、住宅の基礎構造もコンクリート以外の構造とすることもできる。また、床下空間Ｓの平面部１１ｂ，３１１ｂを一部または全部省略し、地面の土を露出することもできる。この場合も、地面からのマイナスイオン発声効果を期待することができる。
【００４８】
また、本発明においては、上記換気装置３０，１３０，２３０及びダクト４１〜４５により、換気手段が構成されている。ここで、換気装置３０，１３０，２３０は、住宅１０，３１０，４１０，５１０の全部屋を換気できる限りにおいて、吊り天井の内部空間以外に設置してもよい。更に、本発明の建築物換気システムは、住宅１０，３１０，４１０，５１０の全部屋ではなく、所定の部屋のみを換気するシステムとして具体化することもできる。また、複数の換気装置を使用し、それらの換気装置を１または２以上の部屋ごとに使い分けるようにしてもよい。更に、換気装置は、熱交換を行わず、マイナスイオン交換のみを行う換気装置として具体化することもできる。
【００４９】
即ち、本発明に係る建築物換気システムは、１階の床下空間Ｓで発生及び供給したマイナスイオン環境の空気を換気装置３０，１３０，２３０に供給し、換気装置３０，１３０，２３０から所望の部屋に供給した後、１階床１６から床下空間Ｓに供給して、床下空間Ｓから換気装置３０，１３０，２３０に還気するという循環サイクルを有する限りにおいて、任意の構成とすることができる。また、本発明に係る建築物換気システムは、通常、空調装置と組み合わせて使用するが、単独で使用することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係る建築物換気システムは、上記のように構成したため、マイナスイオンを住宅の全部屋に均一に安定して継続的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１に係る建築物換気システムの換気装置を機能面から概略的に示す説明図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係る建築物換気システムの換気装置を機能面から概略的に示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態３に係る建築物換気システムの換気装置を機能面から概略的に示す説明図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態４に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態５に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態６に係る建築物換気システムを適用した建築物を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ｂ，３１１ｂ：基礎コンクリートの平面部（土間コンクリート）
２０，３２０：イオン発生源
２１：炭素質
３０，１３０，２３０：換気装置（換気手段）
４１，４２，４３，４４，４５：ダクト（換気手段）
３１１：基礎コンクリート（イオン発生源）
４１１，４１２，４１３：イオン発生促進手段
【図１】
2004317086.tif 000003
【図２】
2004317086.tif 000004
【図３】
2004317086.tif 000005
【図４】
2004317086.tif 000006
【図５】
2004317086.tif 000007
【図６】
2004317086.tif 000008
【図７】
2004317086.tif 000009