(57)【要約】【課題】居室のドアや玄関のドアが開閉されても居室における通気量と汚染物質の排出量とを安定的に設定できると共に住宅用換気システムを提供する。【解決手段】本発明による住宅用換気システム１は、各居室の給気口からの外気を、通路部１５を経由させながらサニタリー１１に設置した排気ファン１２で強制排気する住居用換気システムにおいて、居室２、３と廊下１５との間の間仕切部５に通路部側に向けた補助ファン６を配置させており、排気ファン１２の基本的な必要換気風量を設定しながら、補助ファンの排気容量を排気ファン１２の必要とする換気風量との関係で設定し、排気ファン１２の必要換気風量を稼働している補助ファン６との関連で制御している。【選択図】　図１
2004012002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の居室と通路部及びサニタリー部等から構成される住戸において、各居室に屋外から給気された外気を通路部を経由させてサニタリー部に設置した排気ファンで強制排気する住居用換気システムであって、居室と通路部との間仕切部に通路部側に排気する補助ファンを配置させることを特徴とする住居用換気システム。
【請求項２】
単位時間当たりの補助ファンの排気量（ｆ）が、式（１）の範囲に設定されることを特徴とする請求項１に記載の住居用換気システム。
０　＜　ｆ≦　（Ｅ／Ｖ）×　ｖ　　　　　　　　　　　（１）
但し、ｆ単位時間当たりの補助ファンの排気量（ｍ３／ｔ）
ｖ居室の容積（ｍ３）
Ｅ　住戸の単位時間当たりの必要換気量（ｍ３／ｔ）
Ｖ　住戸の容積（ｍ３）
ｔ　単位時間（ｈ）
【請求項３】
単位時間当たりの排気ファンの排気量（Ｆ）が、各補助ファンの運転状態に対応させて式（２）の関係を維持するように制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の住居用換気システム。
（Σｖｉ＋Ｖ−Σｖ）×（Σｅｉ／Σｖｉ）≦　Ｆ　　　　（２）
但し、Ｆ　単位時間当たりの排気ファンの排気量（ｍ３／ｔ）
ｅｉ単位時間当たりの運転状態にある補助ファン
の必要換気量（ｍ３／ｔ）
ｖｉ補助ファンが運転状態にある居室の容積（ｍ３）
【請求項４】
補助ファンが、汚染物質の除去フィルターを備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の住居用換気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、居室のドアや玄関のドアが開閉されても居室当たりの通気量と汚染物質の排出量とを安定的に設定できる住居用換気システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
住居用換気システムは、建材、家具及び生活用品等の不特定多数から発生して健康に悪影響を及ぼすと思われる化学物質や、生活臭、水蒸気等の居住性を左右する要因の換気対策を目的にして計画施工されており、住宅躯体、部品及び機械設備等から構成されている。
【０００３】
このために、住居用換気システムに期待される役割は、清浄な空気を室内に送り込むことで室内で発生する空気汚染物質の濃度を希釈することであり、空気汚染物質をその発生源の近くから室内に拡散する以前に屋外に排出することであるが、これらの役割は、室内の空気や外気を計画通りに動かすことで達成されるものの比較的簡易な機器で構成されている住居用換気システムでは、未だ思い通りに空気の流れを制御する技術が確立されているとは言い難いのが現状である。
【０００４】
しかるに、近年の住宅においては、住宅性能表示制度等で採用されている空気環境に関する項目として、使用木質系材料の決定、室内当たりの化学物質濃度の測定と表示を強化しており、換気による室内汚染濃度の低減に期待が高まっている。
【０００５】
しかして、現状の住居用換気システムは、一般的にサニタリー集中排気を行う排気セントラル換気システムが採用されているいるが、排気セントラル換気システム１０は、図７の代表例で示すようにサニタリー１１に排気ファン１２を設置して空気の流れを次のように形成している。
【０００６】
即ち、外壁サッシュや給気口等の隙間開口部１３から居室１４に流入する外気１５は、居室に発生している炭酸ガスやホルムアルデヒド等の汚染物質を含みながら、居室１４と廊下１６の間に設けられたドア１７のアンダーカット等を通じて廊下１６に移動してサニタリー１１に流動し、サニタリー１１の排気口から外部に排出されている。
【０００７】
排気ファン１２の排気量は、住戸当たりの必要換気量として設定されるものであり、１時間当たり等の単位時間毎に住戸の全容積に対して、その１／２を換気できるような数値に設定されているのが現行の通例である。
【０００８】
しかるに、排気セントラル換気システム１０にあっては、上述した社会動向と換気システムへの期待に関連して以下の問題点が指摘されている。
【０００９】
▲１▼　各間隙の大きさによって各室の換気量が定まるが、居室に必要な換気量を得るためには隙間のコントロールが困難である。
【００１０】
▲２▼　気密性の悪い玄関ドアを用いている場合等では、玄関から入ってサニタリーから排出される流れが主流になって居室に十分な換気が得られない。
【００１１】
▲３▼　任意の居室でドアを開けるとその居室当たりの換気量は増加するが、他の居室当たりの換気量が減少する。
【００１２】
▲４▼　外部風の影響を受けて、居室の換気量が不足する場合がある。
【００１３】
これらの問題点を解決する対策としては、各居室にダクトを配置して各居室から直接排気する局所排気式の排気セントラル換気システムを採用することも検討されているが、天井裏の無い集合住宅等ではダクトの敷設が不可能であり、床下においても同様である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みてその解消のために提案するものであり、住居における排気セントラル換気システムの排気ファンによる強制排気に、壁に設けた補助ファンの通気を付加することによって、逆流を防止した居室から屋外への通気経路を構成して、居室のドアや玄関のドアが開閉されても住戸及び居室の必要換気量の確保と住戸及び居室からの汚染物質の強制的な排出を図れると同時に排気ファンの運転コストを低減できる住居用換気システムを提供している。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による住居用換気システムは、基本的に、複数の居室と通路部及びサニタリー部等から構成される住戸において、各居室に屋外から給気された外気を通路部を経由させてサニタリー部に設置した排気ファンで強制排気する住居用換気システムであって、居室と通路部との間仕切部に通路部側に排気する補助ファンを配置させることを特徴としており、具体的には、汚染物質の除去フィルターを備えている補助ファンの単位時間当たりの排気量（ｆ）を０　＜　ｆ≦　（Ｅ／Ｖ）×　ｖの範囲に設定すること、或いはこれに加えるか単独で、単位時間当たりの排気ファンの排気量（Ｆ）を各補助ファンの運転状態に対応させて（Σｖｉ＋Ｖ−Σｖ）×（Σｅｉ／Σｖｉ）≦　Ｆの関連を維持するように制御することを特徴にしている。
【００１６】
尚、この際の各値は、ｆ：単位時間当たりの補助ファンの排気量（ｍ３／ｔ）、ｖ：居室の容積（ｍ３）、Ｅ：住戸の単位時間当たりの必要換気量（ｍ３／ｔ）、Ｖ：住戸の容積（ｍ３）、ｔ：単位時間、Ｆ：単位時間当たりの排気ファンの排気量（ｍ３／ｔ）、ｅｉ：単位時間当たりの運転状態にある補助ファンの必要換気量（ｍ３／ｔ）、ｖｉ：補助ファンが運転状態にある居室の容積（ｍ３）である。
【００１７】
これによって、本発明による住居用換気システムは、逆流を防止した居室から屋外への通気経路を構成して、居室のドアや玄関のドアが開閉されても住戸及び居室の必要換気量の確保と住戸及び居室からの汚染物質の強制的な排出を図れると同時に排気ファンの運転コストを低減している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による住居用換気システムは、複数の居室と通路部及びサニタリー部等から構成される住戸において、各居室に屋外から給気された外気を通路部を経由させてサニタリー部に設置した排気ファンで強制排気する住居用換気システムであって、居室と通路部との間仕切部に通路部側に排気する補助ファンを配置させることを特徴としている。
【００１９】
以下に、本発明による住居用換気システムの実施の形態と性能の検証結果を図面に基づいて詳細に説明するが、理解を容易にするために従来と同様の部位については同一の符号で表現している。
【００２０】
本実施の形態は、本発明による住居用換気システム１を排気セントラル換気システムに適用している例であり、従来の代表例と同様にサニタリー１１に排気ファン１２を設置しているので、基本的な空気の流れは、外壁サッシュや給気口等の隙間開口部１３から居室２、３及びＬＤ４に流入する外気１５は、居室に発生している炭酸ガスやホルムアルデヒド等の汚染物質を含みながら、各居室と廊下１６の間に設けられたドア１７のアンダーカット等を通じて廊下１７に移動してサニタリー１１に流動しており、住居全体の一時間当たりの換気回数が０．５回になるようにその容量を設定されている排気ファン１２によって、サニタリー１１の排気口から外部に排出されている。
【００２１】
そして、本発明による住居用換気システムでは、居室２、３及びＬＤ４と廊下１６との壁５に補助ファン６を設けることで、各居室の空気を強制的に廊下に排出することを特長としている。これによって、補助ファン６によって吸引される分の外気が、外壁サッシュや給気口等の隙間開口部１３から得られており、基本的な空気の流れに加算されながら廊下１６を移動して、サニタリー１１の排気口から排出されている。
【００２２】
本発明によって形成される空気の流れは、以上のように構成されることによって、後述する検証結果で明らかになるように排気セントラル換気システムにおける各居室の換気状態を改善しており、居室への逆流を防止しながら円滑な流通を構成して、居室のドアや玄関のドアを開閉しても居室当たりの通気量と汚染物質の排出量とを適切に運用している。
【００２３】
しかして、住戸の単位時間当たりの排気量は、基本的には従来と同様に住戸に対する必要換気量として設定するものであり、１時間当たり等の単位時間毎に住戸における全容積の１／２を換気できる数値に設定している。しかるに、補助ファン６は、排気量が過大になるとドア部において通路部から居室に流れる逆流が発生することになり、各室の炭酸ガスやホルムアルデヒド等の汚染物質の濃度は、結果的に増加されてしまうことが検討過程の実験で確認されている。
【００２４】
このために、本実施の形態では、補助ファン６を壁５に設けて各居室の空気を強制的に廊下に排出させているので、補助ファン６の排気量を、上記の住戸における単位時間当たりの必要換気量に関連させて設定しており、排気ファン１２の排気量は、補助ファン６の運転状態に対応させて補助ファン６の単位時間当たりの排出動向を勘案させて制御するように構成している。
【００２５】
従って、排気セントラル換気システムにおける補助ファン６と排気ファン１２の排気量は、補助ファン６による逆流を防止するために所定の相関関係に設定されており、本実施の形態においては、単位時間当たりの補助ファンの排気量を住戸に対する必要換気量との関係において、次式の範囲に設定している。
【００２６】
０　＜　ｆ≦　（Ｅ／Ｖ）×　ｖ
但し、ｆ単位時間当たりの補助ファンの排気量（ｍ３／ｔ）
ｖ居室の容積（ｍ３）
Ｅ　住戸の単位時間当たりの必要換気量（ｍ３／ｔ）
Ｖ　住戸の容積（ｍ３）
ｔ　単位時間（ｈ）
【００２７】
一方、各居室においては、補助ファン６が運転している場合と停止している場合のように個々に変化している。このために、本実施の形態では、排気ファンの運転コストを低減させるべく、排気ファンの運転を一定状態で稼働させるのを回避するものであり、単位時間当たりの排気ファンの排気量を、各補助ファンの運転状態に対応させて下式の関係を維持するように制御している。
【００２８】
（Σｖｉ＋Ｖ−Σｖ）×（Σｅｉ／Σｖｉ）≦　Ｆ
但し、Ｆ　単位時間当たりの排気ファンの排気量（ｍ３／ｔ）
ｅｉ単位時間当たりの運転状態にある補助ファン
の必要換気量（ｍ３／ｔ）
ｖｉ補助ファンが運転状態にある居室の容量（ｍ３）
【００２９】
従って、補助ファン６は、以上の状況とも相俟ってその容量を小型にすることで極めて低騒音のもので充分にすることを可能にしていることから、その設置コストは、廉価で済むと同時に運転費の割増分も僅少に済ませることが出来るものであり、排気ファンの運転コストも必要最小限に低減させている。
【００３０】
さらに、補助ファン６には、炭酸ガスやホルムアルデヒド等の汚染物質に対するフィルターを設けており、この装備によって、住居全体における上記汚染物質の濃度を低減させると共に、諸般の状況によって予定外の特異な環境に至ることで、ドア部において廊下から居室に逆流が発生したとしても居室における汚染物質の濃度を確実に抑制できるものである。
【００３１】
次ぎに、本発明による住居用換気システムの機能について検証する。
図２は、機能を検証するための解析モデルを示している。同解析モデルは、排気セントラル換気システムを単純化したものであり、室容積は、Ａ、Ｂ室が共に５０ｍ３にし、共有部を１０ｍ３に想定して、住戸全体の一時間当たりの換気回数を０．５回としており、排気ファンは、量を６０ｍ３にして補助ファンの容量を居室における換気回数０．５回／ｈに相当する２５ｍ３に設定している。
【００３２】
又、Ａ、Ｂ室に設定したホルムアルデヒド放散量は、０．０００２２２ｍｇ／ｓであり、ホルムアルデヒドは床合板部からのみ放散するものと仮定している。
【００３３】
本解析モデル当たりの主な解析結果は、図３〜６に示しており、本発明による住居用換気システムが機能的に優れていることを検証している
図３は、玄関ドアを開放することで居室への給気量が少なくなっている時の二酸化炭酸素濃度を示している。
【００３４】
補助ファンの付いているＡ室と付いていないＢ室とについて、補助ファンを稼動させているＡ室での減衰状態を調べた結果であるが、図示のように補助ファンのあるＡ室では、濃度が時間経過につれて順次に減衰してゆくが、補助ファンの設定されていないＢ室では、二酸化炭酸素の濃度が停滞し続けていることを明確に示している。
【００３５】
図４は、補助ファンの量に対する各部の量とホルムアルデヒド濃度の関連を示している。
【００３６】
本検証では、Ａ、Ｂ室に同一容量の補助ファンを設置してその量を変化させた結果である。図示で明らかなようにファン量を２０ｍ３／ｈから２５ｍ３／ｈに増加させている状態では、給気量に変化が無く各居室のホルムアルデヒド濃度は減少しているが、３０ｍ３／ｈまでファン量を増加させる場合には量が過大な状態になっており、空気がドア隙間を通って廊下から居室に移動する逆流現象を発生させて給気量が若干の減少を示すと共にホルムアルデヒドの濃度を増加させている。
【００３７】
従って、補助ファンの容量は、あまりに大きくする必要が無く低騒音で済むような小型のもので充分であることから、その運転費の割増分も僅少に済ませられることを示唆している。
【００３８】
又、図５は、壁に補助ファンを付けている場合と付けていない場合において、Ａ室のドアを開けた際における各居室の給気量（ａ）とホルムアルデヒド濃度（ｂ）の変化状態を示している。
【００３９】
図５（ａ）に示す給気量の変化に関しては、補助ファンが無い場合には、Ａ室のドアを開くことによってＡ室への給気量が大幅に多くなり、Ｂ室の給気量はその分だけ減少している。これに対して、両居室の補助ファンを稼動状態にさせると、Ａ室のドアを開けても両室当たりの給気量の間に違いが少なくなることを明らかにしている。
【００４０】
このような現象は、ドアの開放は極端な例であるとしても、ファンが無い場合は、ドアにおけるアンダーカット部の面積の違いによって各居室における給気量の間にアンバランスが生じているものと考えられ、補助ファンの稼動は給気量の間に発生するアンバランスを低減できるものと推定することが出来る。
【００４１】
同様に、図５（ｂ）に示すホルムアルデヒド濃度の変化に関しては、補助ファンが無い場合において、Ａ室のドアを開くことではＡ室のホルムアルデヒド濃度が少なくなると共にＢ室でのホルムアルデヒド濃度は多くなっている。そして、両居室の補助ファンを稼動状態にさせると、Ａ室のドアを開けても両室におけるホルムアルデヒド濃度間に違いが少なくなっている。
【００４２】
以上の現象も、給気量の場合と同様の要因によっており、補助ファンの稼動は、ホルムアルデヒド濃度間に発生する大きな差を縮小させるためと推定される。
【００４３】
さらに、図６は、壁に補助ファンを付けている場合と付けていない場合において、玄関ドアを開放した際の各居室における給気量（ａ）とホルムアルデヒド濃度（ｂ）の変化状態を比較している。
【００４４】
玄関ドアが開く状態は、居室の給気部と廊下部との圧力が等しくなることから、図６（ａ）の給気量が示すように、補助ファンが無い場合には、ドア隙間や居室の換気量が非常に小さくなる。一方、補助ファンが稼動状態になると、給気口を通じて外気が侵入すると同時に廊下からもドア隙間を通じて外気が流入することも示している。
【００４５】
又、図６（ｂ）に示すホルムアルデヒド濃度に関しては、補助ファンが無い場合に居室の換気量が非常に小さくなることから、ホルムアルデヒド濃度が高くなっている。一方、補助ファンが稼動状態になると、給気口を通じて外気が侵入すると同時に廊下からもドア隙間を通じて外気が流入するので、ホルムアルデヒド濃度は図示のように低減されていることを知ることが出来る。
【００４６】
尚、本解析モデルでは、補助ファンがついている場合であってもドア下に隙間を設けているが、これを小さくすることで廊下からの流入を抑制することが可能になり、ホルムアルデヒド濃度をさらに低減させることができる。
【００４７】
以上の各検証結果が示すように、本発明による住居用換気システムは、各居室から屋外への通気経路を構成して通気経路を経由させた外気をサニタリー部に設置した排気ファンで強制排気し、居室の壁に通気経路側に排気する補助ファンを配置させることで、逆流を防止した居室から屋外への通気経路を構成して、居室のドアや玄関のドアが開閉されても住戸及び居室の必要換気量の確保と住戸及び居室からの汚染物質の強制的な排出を図れると同時に排気ファンの運転コストを低減している。
【００４８】
以上、本発明による住居用換気システムを、上記実施の形態に基づいて詳細に説明すると共に解析モデルによる各種の検証結果でその優れた機能を確認したが、本発明は、これらの実施の形態に何ら限定されるものでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において各種の変更が可能であることは当然のことである。
【００４９】
【発明の効果】
本発明による住居用換気システムは、複数の居室と通路部及びサニタリー部等から構成される住戸において、各居室に屋外から給気された外気を通路部を経由させてサニタリー部に設置した排気ファンで強制排気する住居用換気システムであって、居室と通路部との間仕切部に通路部側に排気する補助ファンを配置させており、汚染物質の除去フィルターを備えている補助ファンの単位時間当たりの排気量（ｆ）を住戸の単位時間当たりの必要換気量に関連させて０　＜　ｆ≦　（Ｅ／Ｖ）×　ｖの範囲に設定し、単位時間当たりの排気ファンの排気量（Ｆ）を各補助ファンの運転状態に対応させて（Σｖｉ＋Ｖ−Σｖ）×（Σｅｉ／Σｖｉ）≦　Ｆの関連を維持するように制御することを特徴にしているので、逆流を防止した居室から屋外への通気経路を構成して、居室のドアや玄関のドアが開閉されても住戸及び居室の必要換気量の確保と住戸及び居室からの汚染物質の強制的な排出を図れると同時に排気ファンの運転コストを低減できるという優れた効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による住居用換気システムの実施の形態を示す概要図
【図２】本発明による住居用換気システムを検証するための解析モデル図
【図３】解析モデルの玄関ドア開放時当たりの二酸化炭素濃度図
【図４】解析モデル当たりの補助ファン量と各部量とホルムアルデヒド濃度図
【図５】解析モデル当たりの補助ファンの有無と給気量とホルムアルデヒド濃度図
【図６】解析モデル当たりの補助ファンの有無と玄関ドア開放時当たりの給気量とホルムアルデヒド濃度図
【図７】従来の排気セントラル換気システムを示す概要図
【符号の説明】
１　住居用換気システム、　２、３　居室、　４　ＬＤ、　５　壁、
６　補助ファン、　１０　排気セントラル換気システム、
１１　サニタリー、　１２　排気ファン、　１３　隙間開口部、
１４　居室、　１５　外気、　１６　廊下、　１７　ドア、
【図１】
2004012002.tif 000003
【図２】
2004012002.tif 000004
【図３】
2004012002.tif 000005
【図４】
2004012002.tif 000006
【図５】
2004012002.tif 000007
【図６】
2004012002.tif 000008
【図７】
2004012002.tif 000009