(57)【要約】【課題】住宅などの室温調節の効率を高める。また、換気用の調湿材の結露を防止する。【解決手段】小屋裏から床下まで空気を移動させるパイプ２を建物外壁内に配設し、床下側のパイプ２先端には調湿材フィルター１０と床下ファン１１とダンパー１２を接続し、小屋裏に換気扇６を設け、小屋裏に隣接する最上階の部屋と廊下の天井に吸込みグリル５ａ・５ｂを設け、前記吸込みグリル５ａ・５ｂを換気扇６に連結し、前記床下ファン１１が双方向に回転可能にし、前記床下ファン１１が太陽電池１３によって駆動されて、前記調湿材フィルター１０に湿度センサー１５を具備し、該湿度センサー１５によって測定された湿度が設定値以上の時に、前記ダンパー１２を閉じる構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小屋裏内と床下内を連通するパイプを建物の壁内に配設し、
床下内に配設する前記パイプの先端に調湿材フィルターと床下ファンとダンパーを接続し、
小屋裏内に換気扇を設け、該換気扇を管を介して小屋裏に隣接する最上階の部屋と連通したことを特徴とする住宅の換気装置。
【請求項２】
前記床下ファンを正逆転可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の住宅の換気装置。
【請求項３】
前記床下ファンを太陽電池によって駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の住宅の換気装置。
【請求項４】
前記床下に湿度センサーを配置し、該湿度センサーによって検知された湿度が設定値以上の時に、前記ダンパーを閉じる構成としたことを特徴とした請求項１に記載の住宅の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低層住宅における自然換気建造物の構造及びそれを用いた自然換気システムに関するものである。特に冷風や温風を、壁内に構成した送風パイプを通過させることにより、室内空気の室温調節を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の住宅における換気システムには、ダクト直結式集中換気システム及び予熱利用換気システム等があった。ダクト直結式集中換気システムは給気経路に建物隙間を利用し、洗面所・風呂・トイレ等からの換気扇による常時排気あるいは、ダクトを換気経路として煙突へ連結することにより屋内の汚染空気を排出する換気システムであり、また予熱給気利用換気システムは主に寒冷地向け基礎断熱床を設けた住宅に用いられるものである。このように、大きく分けて２種類の外気取り入れ方法、つまり床下空間を給気経路として利用した方法と、集中換気口を設け予熱室経由で天井懐を利用し外気を取り入れる方法がある。
【０００３】
しかし、前記ダクト直結式集中換気システムでは住宅の自然換気は可能であるが、建物の構造を換気設備として利用できず、ダクト部材・ダクトスペースが必要になり設置コストが高価なものであった。そして、室温調節の効果は極めて低かった。
【０００４】
また、床下空間を給気経路として利用した予熱給気利用換気システムは寒冷地向け基礎断熱床以外では利用が不可能であり、予熱室及び天井懐利用方法では予熱室の確保が必要であった。そして、この予熱給気利用換気システムは、寒いときに室温上昇させる効果は高いが、逆に暑いときには、室温調節の効果が現れなかった。このため、東北地方以南の比較的温暖な地域では実用性が低かった。
【０００５】
このため、上下階を貫通する竪穴部を有する建築物においては、各階各部屋に屋外からの給気口、各部屋から竪穴部利用換気路への通気口、竪穴部天井には吸込みグリルを設け、吸込みグリル上方の小屋裏に排気チャンバー、棟に換気口を設ける手法等が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−４６３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、夏季と冬季において、空気を上に逃がす換気手段しか具備していないため、室温調節の観点からは非効率であった。また、仮に夏季において小屋裏の排気チャンバーを逆回転させるとしても、暖かい空気を下降させるほどの威力は得られない場合もあった。また、冬季においては、壁面の温度が零下にまで下がることもあるため、壁面内を上昇していく空気が露点以下の温度まで下がることも多く、壁面内部において結露してしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり，次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
小屋裏内と床下内を連通するパイプを建物の壁内に配設し、
床下内に配設する前記パイプの先端に調湿材フィルターと床下ファンとダンパーを接続し、
小屋裏内に換気扇を設け、該換気扇を管を介して小屋裏に隣接する最上階の部屋と連通したものである。
【００１０】
請求項２においては、
前記床下ファンを正逆転可能に構成したものである。
【００１１】
請求項３においては、前記床下ファンを太陽電池によって駆動するものである。
【００１２】
請求項４においては、前記床下に湿度センサーを配置し、該湿度センサーによって検知された湿度が設定値以上の時に、前記ダンパーを閉じる構成としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、夏季に小屋裏の温度が上昇した場合には、小屋裏内の温かい空気を排出し、床下内の冷えた空気をパイプを介して小屋裏内に導くことができて、建物内の各居室を冷やして防暑効果が得られ、冷房費を低減することができる。また冬季には、太陽により温められた小屋裏の暖かい空気をパイプ介して床下へ供給し、建物内の床下上の各居室を暖かく包み込むことが可能となり、暖房費を低減することができる。
【００１５】
請求項２においては、床下ファンを正逆転可能な構造となっているため、夏季には床下ファンのみ正転させて、床下内の冷えた空気を小屋裏に送り、小屋裏下の部屋に空気送ることがなくその部屋の温度上昇を抑えることができ、冬季には床下ファンを逆転させて、床下内へ小屋裏の温かい空気を送り、床下上の部屋を温め、小屋裏下の部屋内の空気は出すことがないようにできる。夏季においては、密度の大きい冷たい空気を上昇させることが容易なものとなり、冬季においては密度の小さい暖かい空気を下降させることが容易となる。
【００１６】
請求項３においては、太陽光が差しているときには太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して、商用電力の消費を抑えて、クリーンなエネルギーのみ利用してファンを駆動することができ、夏季においては、暑い日中に特に勢い良く小屋裏の温度の高い空気を排出し、床下の温度の低い空気を小屋裏に移動させることで、建物の壁面及び室内の温度上昇を防ぐことが可能となる。また、夜間の就寝中などは、建物全体の室温調整が多く必要でないため、ファンを駆動することなくエネルギー消費を控えることができる。
【００１７】
請求項４においては、湿度が高い場合には、ダンパーを閉じて調湿材フィルターに湿気の多い空気を送り込むことを防ぎ、その結果として、調湿材フィルターの除湿効果が低下することを防止し、パイプやファン等に結露が発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の一実施例に係る夏季・冬季対応換気システムについて、図１〜図３に基づいて発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る夏季運転モードにおける夏季・冬季対応換気システムの全体的な構成を示した断面図、図２は冬季運転モードにおける夏季・冬季対応換気システムの全体的な構成を示した断面図、図３は床下ファン周辺部の側面図である。
【００１９】
まずは、図１を参照しながら、夏季・冬季対応換気システムについて説明する。
図１において、本実施例では二階建ての住宅について説明するが、一階建てであっても三階建てであってもよい。１は基礎の側面に貫通開口して屋外の空気と床下２２内の空気を流通できるようにして、屋外の新鮮な空気を取り入れる給気口であり、基礎の外周の適宜位置に複数開口されている。２は外壁または内壁の内部を上下方向に配設して、床下２２と小屋裏２１まで貫通させて、小屋裏２１から床下２２まで空気が往来できるように配設したパイプであり、壁内に沿って複数本配設されている。３は一階等の最上階ではない部屋、４ａは二階等の最上階にある部屋、４ｂは二階等の最上階にある廊下、５ａは最上階の各部屋の天井に設けた吸込みグリル、５ｂは最上階の廊下の天井に設けた吸込みグリル、６は換気扇、７は屋根、特に、棟または妻の壁面に設けた換気口、８ａは換気扇６の吸入側と各吸込みグリル５ａとを繋ぐ吸込み管、８ｂは小屋裏２１の空気を入れ替えるための小屋裏吸込み管であり、換気扇６の吸入口に並列に接続されている。９は換気扇６の吐出側と換気口７とを繋ぐ換気管である。
【００２０】
１０はパイプ２の床下側の先端に固設された調湿材フィルター、１１は調湿材フィルター１０のパイプ２とは他端側に配設された双方向に回転可能な床下ファン、１２は床下ファン１１の調湿材フィルター１０とは他端側に配設されたダンパーであり、該ダンパー１２の他端は床下２２内に開口されている。
即ち、図３に示すように、パイプ２の床下側の先端には調湿材フィルター１０、床下ファン１１、ダンパー１２と直列に接続されており、調湿材フィルター１０は数種類の調合調湿材等より構成して湿気や異臭を取り除くようにする。床下ファン１１はパイプ内に羽根とモータを内蔵して、該床下ファン１１を駆動することで床下２２内の空気をパイプ２内へ送るようにする。ダンパー１２は弁体をパイプ内収納し、該弁体をソレノイド等のアクチュエーターにより回動して、パイプ２の吸入口を開閉できるようにしている。
なお、各吸込み口には塵埃等が吸い込まれないようにフィルター等が設置されている。また、パイプ２の吐出口は小屋裏吸込み管８ｂの吸込み口よりできるだけ離れて設置されている。
【００２１】
１３は太陽電池、１４は太陽電池１３と制御盤１６と接続する電源配線であり、太陽電池１３で生じた電力を制御盤１６を介して本システムの電気機器に供給するためのものである。なお、床下ファン１１は太陽電池１３によって駆動されるものである。
【００２２】
１５は床下２２に配設された湿度センサーである。１７は屋外の湿度を検出するセンサー、１８は床下２２の温度を検知するセンサー、１９は小屋裏２１の温度を検出するセンサーである。そして、前記床下ファン１１、湿度センサー１５・１７、温度センサー１８・１９、ダンパー１２を切換えるためのソレノイド等のアクチュエーターは制御盤１６に設けた制御回路と接続されている。なお、床下ファン１１は正逆転可能なモータにより駆動する構成としている。
【００２３】
本発明の夏季・冬季対応換気システムでは、小屋裏２１から床下２２まで、若しくは床下２２から小屋裏２１まで空気を移動させるためのパイプが、建物の壁面内に配設されて、外部及び室内から見えないように配設され、外気や室内の温度によりパイプ内の温度が変化し難いように配設している。
【００２４】
次に、図１により夏季における換気制御（夏季運転モード）について説明する。なお、図１において、空気の流れを矢印にて表している。
小屋裏２１の温度をセンサー１９により検知し、設定温度（第一設定値）以上になると、小屋裏２１に配置した換気扇６のダンパー２０を開にして、該換気扇６が建物内の空気を外部に排出する。詳しくは、最上階にある部屋４ａ・４ｂの空気を各吸込みグリル５ａ・５ｂより吸込み管８ａを介して換気扇６の吸引力によって吸入し、また、同じく換気扇６の吸引力によって、小屋裏２１に滞留している温度が高い空気を小屋裏吸込み管８ｂから吸入し、換気管９を通して換気口７から屋外に排出するのである。さらに、設定温度が第一設定値以上のとき、床下ファン１１も駆動されて、床下２２内の空気を強制的にパイプ２を介して小屋裏２１内に送るようにしている。
【００２５】
このように小屋裏２１内の空気が吸い出されることにより、小屋裏２１内の気圧が低下し、各吸込みグリル５ａ・５ｂと吸込み管８ａを介して部屋４a・４b内の空気が吸い出され、パイプ２を介して床下２２内の冷えた空気が吸い込まれる。このとき、ダンパー１２は開かれており、床下２２内の空気に含まれる湿気は調湿材フィルター１０により取り除かれ、湿気が小屋裏２１内に放出されて、腐蝕やかびや結露等が発生しないようにしている。このとき、床下２２内は負圧となるので、給気口１より外気を吸入する。
こうして、小屋裏２１内の上部に滞留する温かい空気は屋外に排出されて、床下２２内の冷えた空気が小屋裏２１内に放出されて小屋裏２１内の温度を低下させる。そして、部屋４aや廊下４bの天井を冷やすことにより、部屋４aや廊下４bの温度も低下させることができる。
【００２６】
また夏季において、特に梅雨の時期などは非常に湿度が高く、雨降りの日には床下ファン１１やパイプ２内で結露することが多々ある。結露したものをそのまま放っておくと、カビが生えたりして床下ファン１１の金属部分にさびが発生して故障することもある。そのために、湿度センサー１５により床下２２内の湿度を検知し、湿度センサー１７により屋外の湿度を検知して、湿度が設定値以上となると、床下ファン１１を停止してダンパー１２を閉じるようにし、調湿材フィルター１０の吸湿力が低下することを防止し、床下ファン１１の故障も防止するようにしている。
【００２７】
そして、同じく夏季において、太陽光が差さない夜間や、曇っている日など、前記第一設定値よりも低い温度の第二設定値より高いときには、小屋裏２１の換気扇６のダンパー２０が開き、床下ファン１１は稼動しないように制御している。しかし、床下ファン１１が稼動していない場合であっても、前記のように、換気扇６によって換気管９及び換気口７から空気が排出されるため、小屋裏２１の気圧が低下し、結果として、パイプ２を通して床下２２の温度が低い空気を小屋裏２１に吸入することが可能である。
そして、太陽光が差している昼間は温度が上昇して第一設定値以上となり、小屋裏２１の換気扇６と床下ファン１１の両方が稼動するので、換気扇６のみが稼動している場合に比べて更に強力に床下２２の温度が低い空気を小屋裏２１に送ることが可能となる。
【００２８】
このような構成とすることによって、換気扇６と床下ファン１１の両方を商用電源によって駆動する場合に比べて、エネルギー消費を控えることができる。そして、前記の方法でエネルギー消費を控えても、太陽が照って暑い日中等は太陽電池１３によって、床下ファン１１が駆動し、換気能力が増すため、両ファンを商用電源によって駆動する場合に比べて、快適さにはほとんど違いが見られない。
【００２９】
次に、図２を参照しながら、冬季運転モードにおける夏季・冬季対応換気システムについて説明する。
図２においての各部材の符号及び部材名は前記の図１のものと同じであるので、説明を省略する。
【００３０】
冬季においては、図２に示すように、ダンパー２０を閉じた状態で、床下ファン１１を前記夏季運転モードの場合とは逆向きに駆動する。すなわち、床下ファン１１のモータを逆回転させて送風方向を夏季モードとは反対にするのである。図１と同じく、空気の流れを矢印にて示す。温度センサー１８により床下２２の温度を検知し、温度センサー１９により小屋裏２１の温度を検知し、床下２２の温度が第三設定値以下（低温）となり、小屋裏２１内の温度が床下２２の温度より高く、その差が設定値以上となると、床下ファン１１が前記と逆回転駆動されて、小屋裏２１内の空気がパイプ２を介して吸い込まれ、床下２２内に放出される。
つまり、冬季において、床下２２は冷気が充満しており、一方、屋根は太陽により温められて小屋裏２１内も温められる。そして、この温度差により床下ファン１１が逆回転駆動されて、該小屋裏２１に滞留していた暖かい空気が、壁面内に配設されたパイプ２を通って、床下２２に排出され、床下２２から冷気が給気口１を経て建物外部へ排出される。こうして、壁面内のパイプ２内を小屋裏２１からの暖かい空気が下降していくので、壁面及び床下２２が温められて、室内の温度の上昇に寄与することができる。
【００３１】
以上のように、本実施例は、太陽光が差しているときのみ、暖かい小屋裏２１の空気を壁面内部のパイプ２をとおして、調湿材フィルター１０、床下ファン１１そしてダンパー１２の順に通過させて、床下２２に排出するものである。
【００３２】
なお、冬季においては、小屋裏２１と床下２２の温度差が大きくても気温が低い場合には、小屋裏２１の空気を床下２２に誘導する際に外壁で空気が冷やされて結露を起こす場合があるが、調湿材フィルター１０を設置しているので、床下ファン１１や床下で結露が生じることを防止している。また、湿度センサー１５により検知した湿度が予め設定された設定値より高い場合はダンパー１２を閉じる等して、床下ファン１１の故障を防止することもできる。
【００３３】
また、太陽光が差さない夜間は、住人が就寝中である時間が長く、また、必要な部屋だけ暖房をかけている場合が多い。そのため、夜間は建物全体の温度の温度を上昇させる必要性は高くないため、家事等で建物内を移動することが多い昼間に床下ファン１１駆動させるようにしている。つまり、昼夜の時間と温度により換気扇６と床下ファン１１の制御を行うのである。
このように、昼間のみ太陽電池１３によって床下ファン１１を駆動させることで、室温調節の費用対効果を高めることができる。
【００３４】
以上のように、小屋裏内と床下内を連通するパイプを建物の壁内に配設し、
床下内に配設する前記パイプの先端に調湿材フィルターと床下ファンとダンパーを接続し、
小屋裏内に換気扇を設け、該換気扇を管を介して小屋裏に隣接する最上階の部屋と連通したため、
夏季に小屋裏の温度が上昇した場合には、小屋裏内の温かい空気を排出し、床下内の冷えた空気をパイプを介して小屋裏内に導くことができて、建物内の各居室を冷やして防暑効果が得られ、冷房費を低減することができる。また冬季には、太陽により温められた小屋裏の暖かい空気をパイプ介して床下へ供給し、建物内の床下上の各居室を暖かく包み込むことが可能となり、暖房費を低減することができる。
【００３５】
また、前記床下ファンを正逆転可能に構成したため、
床下ファンを正逆転回転可能な構造となっているため、夏季には床下ファンのみ正転させて、床下内の冷えた空気を小屋裏に送り、小屋裏下の部屋に空気送ることがなくその部屋の温度上昇を抑えることができ、冬季には床下ファンを逆転させて、床下内へ小屋裏の温かい空気を送り、床下上の部屋を温め、小屋裏下の部屋内の空気は出すことがないようにできる。夏季においては、密度の大きい冷たい空気を上昇させることが容易なものとなり、冬季においては密度の小さい暖かい空気を下降させることが容易となる。
【００３６】
そして、前記床下ファンを太陽電池によって駆動するため、
太陽光が差しているときには太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して、商用電力の消費を抑えて、クリーンなエネルギーのみ利用してファンを駆動することができ、夏季においては、暑い日中に特に勢い良く小屋裏の温度の高い空気を排出し、床下の温度の低い空気を小屋裏に移動させることで、建物の壁面及び室内の温度上昇を防ぐことが可能となる。また、夜間の就寝中などは、建物全体の室温調整が多く必要でないため、ファンを駆動することなくエネルギー消費を控えることができる。
【００３７】
加えて、前記床下に湿度センサーを配置し、該湿度センサーによって検知された湿度が設定値以上の時に、前記ダンパーを閉じる構成としたため、
湿度が高い場合には、ダンパーを閉じて調湿材フィルターに湿気の多い空気を送り込むことを防ぎ、その結果として、調湿材フィルターの除湿効果が低下することを防止し、パイプやファン等に結露が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例に係る夏季運転モードにおける夏季・冬季対応換気システムの全体的な構成を示した断面図。
【図２】冬季運転モードにおける夏季・冬季対応換気システムの全体的な構成を示した断面図。
【図３】床下ファン１１周辺部の側面図。
【符号の説明】
【００３９】
１    給気口
２    パイプ
４ａ    最上階にある部屋
４ｂ    最上階にある廊下
５ａ    吸込みグリル
５ｂ    吸込みグリル
６    換気扇
７    換気口
８ａ    吸込み管
８ｂ    小屋裏吸込み管
９    換気管
１０    調湿材フィルター
１１    床下ファン
１２    ダンパー
１３    太陽電池
１５    湿度センサー
【図１】
2005163369.tif 000003
【図２】
2005163369.tif 000004
【図３】
2005163369.tif 000005