(57)【要約】【課題】設備にかかるコストとスペースの増大を抑制することができる上に、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる通風換気システムを提供する。【解決手段】建物１の外壁部に、外気を建物の室内空間３に導入可能な外気導入部が設けられ、建物には、各階層に亘って鉛直方向に延び、換気用シャフトと排煙用シャフトとを兼ねる竪シャフト５が設けられている。上記外気導入部は、上下階に跨る状態で建物の外壁に設置された外気導入ユニット１０により構成され、当該外気導入ユニットは、屋外に通ずる空洞部１３を有する本体部１２と、上階の室内空間と空洞部とを連通させる空気通路１４と、下階の天井空間４と空洞部とを連通させる空気通路１６と、これら空気通路を開放・閉鎖自在な開閉制御装置Ａ、Ｃとを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の外壁部に、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部が設けられ、上記建物には、各階層に亘って鉛直方向に延び、換気用シャフトと排煙用シャフトとを兼ねる竪シャフトが設けられていることを特徴とする建物の通風換気システム。
【請求項２】
建物の外壁部に設けられ、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部と、
上記建物の鉛直方向に配設され、上記室内空間の空気を上部から排気可能な排気流路とを備え、
上記室内空間は、その天井面の上方に形成された天井空間を介して上記排気流路と連通可能な状態とされ、
上記外気導入部は、上記建物の上下階に跨る状態で上記建物の外壁に設置された外気導入ユニットにより構成され、当該外気導入ユニットは、屋外に通ずる空洞部を有する本体部と、上階の室内空間と上記空洞部とを連通させる第１空気通路と、下階の天井空間と上記空洞部とを連通させる第２空気通路と、これら第１および第２空気通路を開放・閉鎖自在な第１および第２開閉手段とを備えることを特徴とする建物の通風換気システム。
【請求項３】
建物の外壁部に設けられ、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部と、上記建物の鉛直方向に配設され、上記室内空間の空気を上部から排気可能な排気流路とを備え、
上記室内空間は、その天井面の上方に形成された天井空間を介して上記排気流路と連通可能な状態とされるとともに、当該室内空間と屋外とを隔てるガラスが、外壁ガラスと室内ガラスとを有し両者間に空気流通空間が形成された二重構造のガラスによって構成され、
上記外気導入部は、上記建物の上下階に跨る状態で上記建物の外壁に設置された外気導入ユニットにより構成され、当該外気導入ユニットは、屋外に通ずる空洞部を有する本体部と、上階の空気流通空間と上記空洞部とを連通させる第１空気通路と、下階の天井空間と上記空洞部とを連通させる第２空気通路と、これら第１および第２空気通路を開放・閉鎖自在な第１および第２開閉手段とを備えることを特徴とする建物の通風換気システム。
【請求項４】
上記外壁ガラスには、屋外と上記空気流通空間とを連通させる第１連通口と、この第１連通口を開放・閉鎖自在な第１連通口開閉手段とが設けられ、
上記室内ガラスには、上記空気流通空間と上記室内空間とを連通させる第２連通口と、この第２連通口を開放・閉鎖自在な第２連通口開閉手段とが設けられ、
上記天井空間と上記空気流通空間との間の天井面には、上記天井空間と上記空気流通空間とを連通させる第３連通口と、この第３連通口を開放・閉鎖自在な第３連通口開閉手段とが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の建物の通風換気システム。
【請求項５】
建物の外壁部に設けられ、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部と、上記建物の鉛直方向に配設され、上記室内空間の空気を上部から排気可能な排気流路とを備え、
上記室内空間は、その天井面の上方に形成された天井空間を介して上記排気流路と連通可能な状態とされるとともに、当該室内空間と屋外とを隔てるガラスが、上記建物の上下階に連なる状態で設けられた外壁ガラスと室内ガラスとを有し両者間に空気流通空間が形成された二重構造のガラスによって構成され、
上記外気導入部は、上記建物の上下階に跨る状態で上記建物の外壁に設置された外気導入ユニットにより構成され、当該外気導入ユニットは、上階の室内空間と上記空気流通空間とを連通させる第１空気通路と、下階の天井空間と上記空気流通空間とを連通させる第２空気通路と、これら第１および第２空気通路を開放・閉鎖自在な第１および第２開閉手段とを備えることを特徴とする建物の通風換気システム。
【請求項６】
上記室内空間の床面下方には、二重床による床内空間が設けられ、
上記外気導入ユニットは、上記床内空間と上記空洞部とを連通させる第３空気通路と、この第３空気通路を開放・閉鎖自在な第３開閉手段とを備えることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の建物の通風換気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然エネルギーを利用して建物内の換気等を行う通風換気システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建物外壁等から外気を導入して建物内を通過させることにより室内空間の自然換気や躯体への蓄熱を行うパッシブソーラーシステムが、多くの建物において採用されている。
この種のシステムとしては、例えば、特許文献１に記載の建物の自然換気システムが知られている。この自然換気システムでは、太陽からの日射を受ける建物の外壁部に、上端に換気口を有する換気用の竪シャフトを設け、この竪シャフトの周壁を、日射の透過する透明壁と、透過した日射を吸収して竪シャフト内の空気温度を上昇させる蓄熱壁とで構成し、この竪シャフトの内部に、外気取入口を備えた建物本体の排気通路を連通させるようにしている。
【０００３】
上記自然換気システムによれば、竪シャフトの煙突効果により、竪シャフトの内部に連通する排気通路から、建物本体の各部屋の空気が吸い出され、それに伴って、外気取入口から建物本体の各部屋に新鮮な外気が導入される。したがって、建物の自然換気能力を高めることができ、その結果、空調コストを削減できるという利点が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９４８２６号公報（段落番号００１４〜００１７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自然換気システムでは、建物の自然換気能力を増大させるために、透明壁や蓄熱壁によって周壁が構成された専用の竪シャフトを必要とすることから、それら設備によってコストとスペースが増大してしまうという問題点があった。
また、近年では、地球環境の保全、省エネルギー化への要請から、建物において自然エネルギーの効率的利用を図ることが強く求められている。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、設備にかかるコストとスペースの増大を抑制することができる上に、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる通風換気システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、建物の外壁部に、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部が設けられ、上記建物には、各階層に亘って鉛直方向に延び、換気用シャフトと排煙用シャフトとを兼ねる竪シャフトが設けられていることを特徴とするものである。
ここで、上記室内空間には、居住、執務、娯楽などの目的のために用いられる各種居室が含まれる他に、廊下やエレベータホールなども含まれる。換気用シャフトとは、通常時において上記室内空間の空気を屋外に導くシャフトであり、排煙用シャフトとは、火災時において上記室内空間の煙を屋外に導くシャフトである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、鉛直方向に延びる竪シャフトを介して、室内空間の空気を屋外に排気するようにしたので、竪シャフトの煙突効果により、竪シャフト内の空気が円滑に屋外に排気されるとともに、室内空間の空気が竪シャフトに吸い出され、それに伴って、外気導入部から室内空間に効率良く外気が導入されることとなる。よって、建物の自然換気能力を高めることができ、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる。
しかも、火災時に排煙用のシャフトとして機能する竪シャフトを、通常時において、室内空間の空気を屋外に導く換気用のシャフトとして用いるようにしたので、設備にかかるコストとスペースの増大を抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の本発明に係る通風換気システムは、建物の外壁部に設けられ、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部と、上記建物の鉛直方向に配設され、上記室内空間の空気を上部から排気可能な排気流路とを備え、上記室内空間は、その天井面の上方に形成された天井空間を介して上記排気流路と連通可能な状態とされ、上記外気導入部は、上記建物の上下階に跨る状態で上記建物の外壁に設置された外気導入ユニットにより構成され、当該外気導入ユニットは、屋外に通ずる空洞部を有する本体部と、上階の室内空間と上記空洞部とを連通させる第１空気通路と、下階の天井空間と上記空洞部とを連通させる第２空気通路と、これら第１および第２空気通路を開放・閉鎖自在な第１および第２開閉手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
なお、第１および第２開閉手段としては、第１および第２空気通路を単に開閉するだけでなく、それら空気通路における通風量を制御可能な開閉手段（すなわち、開度調整機能を有する開閉手段）を用いるようにしてもよい。かような開閉手段を用いるようにすれば、建物全体として精度の良い通風制御が可能になる。
また、排気流路としては、請求項１に記載の発明のように、排煙・換気兼用の竪シャフトを用いることが好ましいが、例えば、排煙設備とは独立の換気専用の竪シャフトや、建物内の吹抜け等を利用することも可能である。また、排煙・換気の効果を増すために、竪シャフトの下部や吹抜け等の下部に、外気に開放された給気口を設けることも可能である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、天井空間や室内空間への通風量を適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる。例えば、第１空気通路を開放して第２空気通路を閉鎖すれば、室内空間に対してより多くの通風量を与えることができ、その結果、室内空間の換気を効率良く行うことができる。これとは反対に、第２空気通路を開放して第１空気通路を閉鎖すれば、天井空間に対してより多くの通風量を与えることができ、これにより、躯体等に対して効率的に蓄熱を行うことができる。
しかもその際に、室内空間や天井空間の空気を、鉛直方向に延びる排気流路を介して屋外に排気するようにしたので、排気流路の煙突効果により、排気流路内の空気が円滑に屋外に排気されるとともに、各空間の空気が排気流路に吸い出され、それに伴って、各空気通路から各空間に効率良く外気が導入されることとなる。その結果、換気の効率化を図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明に係る通風換気システムは、建物の外壁部に設けられ、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部と、上記建物の鉛直方向に配設され、上記室内空間の空気を上部から排気可能な排気流路とを備え、上記室内空間は、その天井面の上方に形成された天井空間を介して上記排気流路と連通可能な状態とされるとともに、当該室内空間と屋外とを隔てるガラスが、外壁ガラスと室内ガラスとを有し両者間に空気流通空間が形成された二重構造のガラスによって構成され、上記外気導入部は、上記建物の上下階に跨る状態で上記建物の外壁に設置された外気導入ユニットにより構成され、当該外気導入ユニットは、屋外に通ずる空洞部を有する本体部と、上階の空気流通空間と上記空洞部とを連通させる第１空気通路と、下階の天井空間と上記空洞部とを連通させる第２空気通路と、これら第１および第２空気通路を開放・閉鎖自在な第１および第２開閉手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、ガラス内の空気流通空間や天井空間等への通風量を適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる。例えば、第１空気通路を開放して第２空気通路を閉鎖すれば、ガラス内の空気流通空間に対してより多くの通風量を与えることが可能となり、これによって、夏期においては、屋外からの日射熱（放射熱）および伝導熱の排熱を効率的に行うことが可能となり、冬期においては、日射熱等の熱回収を効率的に行うことが可能となる。これとは反対に、第２空気通路を開放して第１空気通路を閉鎖すれば、天井空間に対してより多くの通風量を与えることができ、その結果、躯体等に対して効率的に蓄熱を行うことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の建物の通風換気システムにおいて、上記外壁ガラスには、屋外と上記空気流通空間とを連通させる第１連通口と、この第１連通口を開放・閉鎖自在な第１連通口開閉手段とが設けられ、上記室内ガラスには、上記空気流通空間と上記室内空間とを連通させる第２連通口と、この第２連通口を開放・閉鎖自在な第２連通口開閉手段とが設けられ、上記天井空間と上記空気流通空間との間の天井面には、上記天井空間と上記空気流通空間とを連通させる第３連通口と、この第３連通口を開放・閉鎖自在な第３連通口開閉手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、空気流通空間における空気の流れを適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明に係る通風換気システムは、建物の外壁部に設けられ、外気を上記建物の室内空間に導入可能な外気導入部と、上記建物の鉛直方向に配設され、上記室内空間の空気を上部から排気可能な排気流路とを備え、上記室内空間は、その天井面の上方に形成された天井空間を介して上記排気流路と連通可能な状態とされるとともに、当該室内空間と屋外とを隔てるガラスが、上記建物の上下階に連なる状態で設けられた外壁ガラスと室内ガラスとを有し両者間に空気流通空間が形成された二重構造のガラスによって構成され、上記外気導入部は、上記建物の上下階に跨る状態で上記建物の外壁に設置された外気導入ユニットにより構成され、当該外気導入ユニットは、上階の室内空間と上記空気流通空間とを連通させる第１空気通路と、下階の天井空間と上記空気流通空間とを連通させる第２空気通路と、これら第１および第２空気通路を開放・閉鎖自在な第１および第２開閉手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、ガラス内の空気流通空間や天井空間等への通風量を適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる。例えば、第１空気通路を開放して第２空気通路を閉鎖すれば、ガラス内の空気流通空間に対してより多くの通風量を与えることが可能となり、これによって、夏期においては、屋外からの日射熱（放射熱）および伝導熱の排熱を効率的に行うことが可能となり、冬期においては、日射熱等の熱回収を効率的に行うことが可能となる。これとは反対に、第２空気通路を開放して第１空気通路を閉鎖すれば、天井空間に対してより多くの通風量を与えることができ、その結果、躯体等に対して効率的に蓄熱を行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５の何れかに記載の建物の通風換気システムにおいて、上記室内空間の床面下方には、二重床による床内空間が設けられ、上記外気導入ユニットは、上記床内空間と上記空洞部とを連通させる第３空気通路と、この第３空気通路を開放・閉鎖自在な第３開閉手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、床内空間への通風量を適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの利用効率を向上させることができる。例えば、第３空気通路を開放して床内空間に対して外気を導入することにより、床スラブ等に対して効率的に蓄熱を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
図１〜図６は、本発明に係る建物の通風換気システムの第１の実施形態を示すもので、図中符号１が建物である。この建物１の各階層には、図１および図２に示すように、単数または複数の室内空間３が設けられ、各室内空間３の天井面上方には、上階の床スラブ７との間に天井空間（天井チャンバ）４が設けられ、各室内空間３の床面下方には、当階の床スラブ７との間に、二重床による床内空間２が設けられている。そして、床面８には、複数の床吹出口８ａが設けられる一方、天井面９には、複数の天井吸込口９ａが設けられ、これによって、床内空間２の空気が室内空間３に、室内空間３の空気が天井空間４にそれぞれ自由に移動できるようになっている。また、天井空間４においては、図３に示すように、梁に形成されたスリーブや、梁と天井面９との間に形成された間隙等を通って、水平方向に空気が自由に移動できるようになっている。
【００２１】
また、建物１には、図１および図２に示すように、各階層に亘って鉛直方向に延びる竪シャフト（排気流路）５が、日射の届く位置に設けられている。この竪シャフト５は、建物内通風の換気シャフトと建物内の排煙用シャフトとを兼ねるもので、その頂部には換気・排煙兼用のガラリ５ａが設けられている。また、この竪シャフト５は、各階層の天井空間４と換気・排煙兼用ダンパ６を介してそれぞれ接続され、この換気・排煙兼用ダンパ６が開状態のときに、天井空間４の空気または煙を内部に吸入するようになっている。すなわち、この竪シャフト５は、火災時において、室内空間３の煙を屋外に導く排煙用のシャフトとして機能する一方で、通常時においては、室内空間３の空気を屋外に導く換気用のシャフトとして機能するようになっている。
【００２２】
他方、建物１の外壁１１には、図２に示すように、上下に隣接する二階層に跨る状態でそれぞれ外気導入ユニット１０が設置され、これら外気導入ユニット１０によって、室内空間３に外気を導入する外気導入部が構成されている。
外気導入ユニット１０は、図３に示すように、屋外に通ずる空洞部１３を有する箱状の本体部１２と、上階（Ｎ階）の室内空間３と上記空洞部１３とを連通させる空気通路（第１空気通路）１４と、上階の床内空間２と上記空洞部１３とを連通させる空気通路（第３空気通路）１５と、下階（Ｎ−１階）の天井空間４と上記空洞部１３とを連通させる空気通路（第２空気通路）１６と、これら空気通路１４、１５、１６を開放・閉鎖自在な開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ（第１開閉手段、第３開閉手段、第２開閉手段）とを備えている。本体部１２は建物外壁１１の外側に配置され、各空気通路１４、１５、１６は建物外壁１１を貫通する状態で設けられている。また、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃは、その開度を任意に調整可能となっており、当該開度に応じて、各空気通路１４、１５、１６における通風量を制御可能となっている。
【００２３】
本体部１２は、裏面側が建物外壁１１に固着されており、前面側に、その下端部から略水平方向（前方）に延出する庇１２ａを有している。この本体部１２は、その下面に外気導入用スリット１２ｂを有し、この外気導入用スリット１２ｂから上記空洞部１３に外気を取り込み可能となっている。また、本体部１２内には、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ等を通じて上下階が火災時に延焼することを防止するための防火ダンパ１７や、送気用のファン１８が介装されている。なお、上記防火ダンパを省略して、防火ダンパとしての機能を開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃの各々に持たせることも可能である。また、上記ファン１８は、各空気通路１４、１５、１６における通風を促進する上で設けることが望ましいが、省略することも可能である。
また、室内空間３と屋外とを隔てる外壁ガラス１９には、屋外と室内空間３とを連通させる連通口が設けられ、当該連通口には開閉制御装置Ｄが取り付けられているが、この開閉制御装置Ｄは、例えば、図３（ｂ）に示すように、外気導入ユニット１０に組み込む構成とすることも可能である。
【００２４】
上記構成からなる通風換気システムによれば、換気・排煙兼用ダンパ６が開状態のときに、例えば、図４に示すように、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを開状態としてファン１８を作動させることにより、外気導入ユニット１０に外気が取り込まれて当該外気が開閉制御装置Ａを介して上階（Ｎ階）の室内空間３に、開閉制御装置Ｂを介して上階の床内空間２に、開閉制御装置Ｃを介して下階（Ｎ−１階）の天井空間４にそれぞれ導かれるとともに、開閉制御装置Ｄを介して屋外から下階の室内空間３に外気が直接導入され、その後、建物１内の各空間２、３、４に導入された外気が、各階の床内空間２から室内空間３を経由して天井空間４に至る空気の流れに沿って進んだ後、換気・排煙兼用ダンパ６を通って竪シャフト５内に流入し、当該竪シャフト５の頂部から屋外へと排気されることとなる。
【００２５】
特に、昼間においては、竪シャフト５内の空気温度の上昇により竪シャフト５内に大きな上昇気流が形成されるので、当該竪シャフト５の煙突効果により、竪シャフト５内の空気が円滑に屋外に排気されるとともに、各空間２、３、４の空気が竪シャフト５に吸い出され、それに伴って、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから各空間２、３、４に効率良く外気が導入されることとなる。その結果、昼間等の換気の効率化を図ることができる。ここでは、開閉制御装置Ａ、Ｄの双方を開状態としているが、少なくとも何れか一方を開状態とすれば、上記と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
また、例えば、図５に示すように、開閉制御装置Ａ、Ｄを閉状態、開閉制御装置Ｂ、Ｃを開状態とした場合には、空気通路１５を介して上階の床内空間２に、空気通路１６を介して下階の天井空間４にそれぞれ外気が導入された後、導入された外気が、各階の床内空間２→室内空間３→天井空間４→竪シャフト５という空気の流れに沿って進み、その後、竪シャフト５の頂部から屋外へと排気されることとなる。この場合には、床スラブ７に対して上下方向から多くの通風量が与えられることとなるので、躯体に対して効率的に蓄熱を行うことができる。例えば、夏期においては夜間の外気を建物１内に導入して躯体・室内に蓄冷（ナイトパージ）することにより、朝方の空調立上り負荷を解消したり、昼間の室内発熱を除去したりすることができる。
【００２７】
また、例えば、図６に示すように、開閉制御装置Ｃを閉状態、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｄを開状態とした場合には、室内空間３に対して多くの通風量が与えられることとなるので、効率的な換気を図ることができる。この場合にも、開閉制御装置Ａ、Ｄの双方を開状態としているが、少なくとも一方を開状態とすれば、上記と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、竪シャフト５を換気と排煙とに兼用するようにしたので、コストの低減、並びにシャフトの占有スペースの削減を図ることができる。
また、建物１の各層に亘って鉛直方向に延びる竪シャフト５を介して、各空間２、３、４の空気を屋外に排気するようにしたので、竪シャフト５の煙突効果により、効率良く換気を行うことができる。
また、外気導入ユニット１０を設けたことにより、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、建物１内の各空間２、３、４への通風量を適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの効率的利用を図ることができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、換気・排煙兼用の竪シャフト５を用いて、その頂部に換気・排煙兼用のガラリ５ａを設けるようにしたが、この場合には、その排煙方式として、例えば、図７に示すような空調機２３の給気ファン２２を加圧排煙に兼用した押出し排煙方式を採用することが可能である。
すなわち、建物１の各階には、平常時に室内空間３等の空調を行なうための空調設備が配設されている。この空調設備は、給気ファン２２を内蔵した空調機２３と、給気ファン２２の吐出側に接続されて室内空間３の上部に配置された吹出口２４から室内空間３に加圧空気を供給する給気ライン２５と、室内空間３の下部に配置された換気口２６から換気ライン２７を通じて室内空間３の空気を吸引して空調機２３に戻す換気ファン２８とを有するものである。
【００３０】
そしてさらに、上記空調設備には、火災時に給気ファン２２からの加圧空気を換気口２６から室内空間３に供給する加圧給気ライン２９が配管されている。また、これら給気ライン２５、換気ライン２７および加圧給気ライン２９には、各々火災時に室内空間３に設けられた検知器からの火災信号によって、または防災センターからの遠隔操作等によって開閉制御されるモータダンパ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが介装されており、平常時にモータダンパ２１ａ、２１ｂは開状態に、モータダンパ２１ｃは閉状態に設定されている。
【００３１】
上記構成からなる排煙システムによれば、通常時においては、給気ライン２５および換気ライン２７のモータダンパ２１ａ、２１ｂが開状態にされることにより、空調機２３の給気ファン２２から供給される空調用空気が給気ライン２５を介して吹出口２４から室内空間３に供給されるとともに、これと並行して室内空間３の空気が換気ファン２８によって吸引されることにより換気口２６から換気ライン２７を介して空調機２３に戻される。
【００３２】
そして、図７に示すように、室内空間３から火災が発生した際には、これを検知した検知器からの火災信号または防災センターからの遠隔操作等によって、モータダンパ２１ａ、２１ｂが閉じて火災室３Ａ（火災が発生した室内空間３）に対する空調が停止されるとともに、モータダンパ２１ｃが開いて給気ファン２２からの加圧空気が換気口２６から火災室３Ａ内に供給され、同時に、換気・排煙兼用ダンパ６が開放されて火災室３Ａ内の煙を竪シャフト５から排気する加圧排煙が行なわれる。また、この際に、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは何れも閉状態とされる。
【００３３】
さらに、火災室３Ａの上階および下階においては、それぞれモータダンパ２１ａ、２１ｂが閉じて各室内空間３に対する空調が停止されるとともに、モータダンパ２１ｃが開いて給気ファン２２からの加圧空気が換気口２６から各室内空間３内に供給される。そして、換気・排煙兼用ダンパ６が閉状態、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが閉状態とされ、これにより、火災室３Ａの上下階の室内空間３が正圧に保持される。
【００３４】
この結果、火災室３Ａから避難経路や上下階への煙の侵入を確実に防止することができ、よって火災時における避難の安全性を確保することができる。また、竪シャフト５内の温度上昇により竪シャフト５内に大きな上昇気流が形成されることとなるので、当該竪シャフト５の煙突効果により、火災室３Ａの煙を円滑に排出することができる。
【００３５】
［第２の実施形態］
図８および図９は、本発明に係る建物の通風換気システムの第２の実施形態を示すもので、図３に示したものと同様の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
この第２の実施形態の通風換気システムにおいては、室内空間３の床面下方に床内空間２が設けられておらず、これに対応して、外気導入ユニット１０から空気通路（第３空気通路）１５および開閉制御装置Ｂが省略されている。
【００３６】
上記構成からなる通風換気システムにあっては、例えば、図８に示すように、開閉制御装置Ａ、Ｄの少なくとも一方を開状態にして、開閉制御装置Ｃを閉状態とした場合に、室内空間３に対して多くの通風量を与えることができるので、室内空間３の換気を効率良く行うことができる。
一方、図９に示すように、開閉制御装置Ａ、Ｄを閉状態にして、開閉制御装置Ｃを開状態とした場合には、天井空間４に対して多くの通風量を与えることができるので、床スラブ７等に対して効率的に蓄熱を行うことができる。このように、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３７】
［第３の実施形態］
図１０〜図１５は、本発明に係る建物の通風換気システムの第３の実施形態を示すもので、図３に示したものと同様の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
この第３の実施形態の通風換気システムにおいては、室内空間３と屋外とを隔てるガラスが二重構造のガラスによって構成されている。具体的には、外壁ガラス３７の室内側に、所定間隔を配して、床面８近傍から天井面９にまで至る室内ガラス３８が設置され、これらガラス３７、３８間に空気流通空間３９が形成されている。
【００３９】
外壁ガラス３７には、屋外と上記空気流通空間３９とを連通させる連通口（第１連通口）が設けられ、この連通口には、開閉制御装置（第１連通口開閉手段）Ｄが取り付けられている。一方、室内ガラス３８には、上記空気流通空間３９と室内空間３とを連通させる連通口（第２連通口）が上下２箇所に設けられ、これら連通口には、開閉制御装置（第２連通口開閉手段）Ｆ、Ｇがそれぞれ取り付けられている。上側の連通口は、外壁ガラス３７の連通口とほぼ同じ高さに配置され、下側の連通口は、外気導入ユニット３０の空気通路３４とほぼ同じ高さに配置されている。さらに、天井面９には、天井空間４と上記空気流通空間３９とを連通させる連通口（第３連通口）が設けられ、この連通口には、開閉制御装置（第３連通口開閉手段）Ｅが取り付けられている。
【００４０】
外気導入ユニット３０は、図１０に示すように、屋外に通ずる空洞部３３を有する箱状の本体部３２と、上階の空気流通空間３９と上記空洞部３３とを連通させる空気通路（第１空気通路）３４と、上階の床内空間２と上記空洞部３３とを連通させる空気通路（第３空気通路）３５と、下階の天井空間４と上記空洞部とを連通させる空気通路（第２空気通路）３６と、これら空気通路３４、３５、３６を開放・閉鎖自在な開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ（第１開閉手段、第３開閉手段、第２開閉手段）とを備えている。
なお、開閉制御装置Ａ〜Ｇは何れも開度を任意に調整可能となっており、当該開度に応じて、各空気通路３４、３５、３６や各連通口における通風量を制御可能となっている。
【００４１】
上記構成からなる通風換気システムにおいて、例えば、図１０に示すように、開閉制御装置Ｅを閉状態にして、これ以外の開閉制御装置Ａ〜Ｄ、Ｆ、Ｇを開状態とした場合には、床内空間２、室内空間３、天井空間４、空気流通空間３９の各々に新鮮な外気を導入することができ、建物１内部の換気を効率良く行うことができる。
【００４２】
また、図１１に示すように、開閉制御装置Ａ、Ｄを開状態、開閉制御装置Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇを閉状態にして、ファン１８を作動させた場合には、外気導入ユニット３０に取り込まれた外気が開閉制御装置Ａを介して空気流通空間３９に送り込まれた後、ガラス面に沿って上方向に移動し、その上昇過程で、屋外からの日射熱（放射熱）および伝導熱と熱交換を行い、天井面９の近傍に到達したところで、開閉制御装置Ｄから屋外に排気される。その結果、室内側への熱伝達量を削減することができ、窓際の熱負荷を低減することができる。
【００４３】
また、図１２に示すように、例えば、空気流通空間３９における開閉制御装置Ｇの上方に、循環ファン３９ａを介装した場合には、開閉制御装置Ｅ、Ｇを開状態、開閉制御装置Ａ〜Ｄ、Ｆを閉状態にして、循環ファン３９ａを作動させることにより、室内空間３の空気が開閉制御装置Ｇを通って空気流通空間３９に吸い込まれた後、ガラス面に沿って上方向に移動し、その上昇過程で、屋外からの日射熱および伝導熱と熱交換を行い、その後、開閉制御装置Ｅより天井空間４に還気されて、熱回収または排熱（温熱または冷熱）が行われる。熱回収されて暖められた空気は室内空調に利用され、この自然エネルギー利用により熱負荷が軽減される。
【００４４】
また、図１３に示すように、例えば、開閉制御装置Ｄ、Ｇを開状態、開閉制御装置Ａ〜Ｃ、Ｅ、Ｆを閉状態にして、室内空間３を外気に対して正圧とすれば、室内空間３の空気が開閉制御装置Ｇを通って空気流通空間３９に吸い込まれた後、ガラス面に沿って上方向に移動し、その上昇過程で、屋外からの日射熱および伝導熱と熱交換を行い、天井面９の近傍に到達したところで、開閉制御装置Ｄより屋外に排気される。この場合にも、図１１の場合と同様に、窓際の熱負荷を低減することができる。
【００４５】
また、図１４に示すように、例えば、開閉制御装置Ａ、Ｅを開状態、開閉制御装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇを閉状態にして、ファン１８を作動させた場合には、外気導入ユニット３０に取り込まれた外気が開閉制御装置Ａを介して空気流通空間３９に送り込まれた後、ガラス面に沿って上方向に移動し、その上昇過程で、屋外からの日射熱で暖められ、その後、開閉制御装置Ｅより天井空間４に導かれる。この場合には、空気流通空間３９で暖められた外気を冬期の室内空調等に用いることができる。
【００４６】
一方、図１５に示すように、開閉制御装置Ａ、Ｅを開状態、開閉制御装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇを閉状態にして、各ファン３９ａ、１８の送気方向を反転させた場合には、天井空間４の空気が開閉制御装置Ｅを通って空気流通空間３９に吸い込まれた後、ガラス面に沿って下方向に移動し、その下降過程で、屋外からの日射熱および伝導熱と熱交換を行い、床面８の近傍に到達したところで、開閉制御装置Ａから外気導入ユニット３０に吸い込まれ、外気導入用スリット３２ｂより屋外に排気される。
【００４７】
また、例えば、開閉制御装置Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを閉状態とすれば、ガラス３７、３８内の空気流通空間３９を密閉状態とすることができ、当該空気流通空間３９を断熱区画として作用させることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、外壁ガラス３７の室内側に室内ガラス３８を配置して二重構造性を持たせ、それらガラス３７、３８間の空間３９を通風可能としたことにより、夏期においては、上記空間３９を利用して、屋外からの日射熱（放射熱）および伝導熱の排熱を効率良く行うことができ、冬期においては、日射熱等の熱回収を効率良く行うことができる。
【００４９】
なお、本実施形態においては、外壁ガラス３７の室内側に室内ガラス３８を配置して二重構造性を持たせることにより、その中の空間３９を通風可能とする構造（エアフローウィンドウ）を採用するようにしたが、例えば、外壁ガラス３７の室内側にブラインド等を配置してある程度の二重構造性を持たせることにより、その中の空間を通風可能とする構造（エアバリア）を採用することも可能である。
【００５０】
［第４の実施形態］
図１６〜図１９は、本発明に係る建物の通風換気システムの第４の実施形態を示すもので、図３に示したものと同様の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
この第４の実施形態の通風換気システムにおいては、室内空間３と屋外とを隔てるガラスが二重構造のガラスによって構成されている。具体的には、図１７に示すように、外気導入ユニット４０が設置される壁体４１の外周に沿って室内ガラス４８が設けられるとともに、この室内ガラス４８の屋外側に、所定間隔を配して、建物１の下層階から上層階に連なる状態で外壁ガラス４７が設けられ、それらガラス４７、４８間に、図１６に示すように、建物１の下層階から上層階に連続する空気流通空間４９が形成されている。
【００５２】
外壁ガラス４７の下部には、外気を上記空気流通空間４９に取り入れる外気取入口（図示省略）が設けられ、上部には、上記空気流通空間４９の空気を屋外に排気する排気口（図示省略）が設けられている。一方、室内ガラス４８には、上記空気流通空間４９と室内空間３とを連通させる連通口が設けられ、この連通口には、開閉制御装置Ｄが取り付けられている。
【００５３】
外気導入ユニット４０は、図１７に示すように、本体フレーム４２と、上階の室内空間３と上記空気流通空間４９とを連通させる空気通路（第１空気通路）４４と、上階の床内空間２と上記空気流通空間４９とを連通させる空気通路（第３空気通路）４５と、下階の天井空間４と上記空気流通空間４９とを連通させる空気通路（第２空気通路）４６と、これら空気通路４４、４５、４６を開放・閉鎖自在な開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃ（第１開閉手段、第３開閉手段、第２開閉手段）とを備えている。
【００５４】
上記構成からなる通風換気システムにおいて、例えば、図１７に示すように、開閉制御装置Ａ〜Ｄを開状態とした場合には、上記外気取入口より空気流通空間４９に取り込まれた新鮮な外気を床内空間２、室内空間３、天井空間４の各々に導入することができ、建物１内部の換気を効率良く行うことができる。ここでは、開閉制御装置Ａ、Ｄの双方を開状態としているが、少なくとも何れか一方を開状態とすれば、上記と同様の作用効果が得られる。
【００５５】
また、例えば、開閉制御装置Ａ、Ｄを閉状態、開閉制御装置Ｂ、Ｃを開状態とした場合には、床スラブ７に対して上下方向から多くの通風量を与えることができるので、躯体に対して効率的に蓄熱を行うことができる。
また、例えば、開閉制御装置Ｃを閉状態、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｃを開状態とした場合には、室内空間３に対して多くの通風量を与えることができるので、効率的な換気を図ることができる。
なお、第２の実施形態のように、室内空間３の床面下方に床内空間２が設けられていない場合には、外気導入ユニット４０から空気通路４５および開閉制御装置Ｂを省略することができる。この場合には、第２の実施形態と同様に開閉制御装置Ａ、Ｃ、Ｄの開閉制御を行うことによって、同様の作用効果が得られる。
【００５６】
また、図１８に示すように、例えば、開閉制御装置Ｃを開状態、開閉制御装置Ａ、Ｂ、Ｄを閉状態とした場合には、空気流通空間４９に取り込まれた外気が天井空間４に導かれる。この場合には、屋外からの日射熱（放射熱）で暖められた外気を冬期の室内空調等に用いることができる。
【００５７】
また、図１９に示すように、例えば、開閉制御装置Ｃ、Ｄの少なくとも一方を開状態、これ以外の開閉制御装置を閉状態にして、室内空間３を外気に対して正圧とすれば、室内空間３の空気が、開閉制御装置Ｄから空気流通空間４９に、或いは天井空間４を経由して開閉制御装置Ｃから空気流通空間４９に流入して、その上部に設けられた排気口より屋外へと排気される。この際に、空気流通空間４９内の空気は、屋外からの日射熱および伝導熱と熱交換を行うことにより温度上昇して、空気流通空間４９に大きな上昇気流が形成されるので、煙突効果により空気流通空間４９の空気が屋外に円滑に排気されることとなる。これにより、例えば夏期においては、空気流通空間４９の冷却を行ってペリメータの熱負荷を低減し、また冬期においては、空気流通空間４９の昇温を行って窓際のコールドドラフトを防止してペリメータの熱負荷を低減し、居住環境を向上させることができる。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られるのに加えて、室内空間３と屋外とを隔てるガラスに二重構造のガラスを用いて、当該ガラス内に、建物１の下層階から上層階に連続する空気流通空間４９を形成するようにした（すなわち、ダブルスキンを採用するようにした）ので、当該空気流通空間４９を利用して、夏期においては、屋外からの日射熱（放射熱）および伝導熱の排熱を効率良く行うことができ、冬期においては、日射熱等の熱回収を効率良く行うことができる。
【００５９】
なお、以上の各実施形態においては、排気流路として、換気・排煙兼用の竪シャフト５を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、排煙設備とは独立の換気専用の竪シャフトや、建物１内の吹抜け等を排気流路として用いることも可能である。また、排気流路の頂部は、建物１の屋上に突出させるようにしても、建物１の外壁面で屋外に開口させるようにしてもよく、何れの場合においても、煙突効果により効率の良い換気・排煙が可能である。
また、以上の各実施形態においては、竪シャフト５の頂部にガラリ５ａを設けて自然排気を行うようにしたが、例えば、図１６に示すように、竪シャフト５の頂部にファン５ｂを設けて当該ファン５ｂにより強制排気を行うようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る建物の通風換気システムによれば、竪シャフトを換気と排煙とに兼用するようにしたので、コストの低減、並びにシャフトの占有スペースの削減を図ることができる。
また、請求項２〜６の何れかに記載の本発明に係る建物の通風換気システムによれば、季節や時間帯あるいは気温等に応じて、建物内の各空間への通風量を適切に制御することができ、これによって、自然エネルギーの効率的利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建物の通風換気システムの第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の建物の中間層を拡大した図である。
【図３】図２の外気導入ユニットの概略構成を示す断面図である。
【図４】図３の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図５】図３の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図６】図３の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図７】図１の建物において利用可能な排煙方式の一例を示す図である。
【図８】本発明に係る建物の通風換気システムの第２の実施形態を示す要部構成図である。
【図９】図８の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係る建物の通風換気システムの第３の実施形態を示す要部構成図である。
【図１１】図１０の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１２】図１０の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１３】図１０の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１４】図１０の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１５】図１０の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１６】本発明に係る建物の通風換気システムの第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】図１６の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１８】図１６の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【図１９】図１６の外気導入ユニットによって行われる通風制御の一例を示す図である。
【符号の説明】
１    建物
２    床内空間
３    室内空間
４    天井空間
５    竪シャフト
１０、３０、４０  外気導入ユニット
１２、３２  本体部
１３、３３  空洞部
１４、３４、４４  空気通路（第１空気通路）
１５、３５、４５  空気通路（第３空気通路）
１６、３６、４６  空気通路（第２空気通路）
３７、４７  外壁ガラス
３８、４８  室内ガラス
３９、４９  空気流通空間
Ａ    開閉制御装置（第１開閉手段）
Ｂ    開閉制御装置（第３開閉手段）
Ｃ    開閉制御装置（第２開閉手段）
Ｄ    開閉制御装置（第１連通口開閉手段）
Ｅ    開閉制御装置（第３連通口開閉手段）
Ｆ、Ｇ  開閉制御装置（第２連通口開閉手段）
【図１】
2005009840.tif 000003
【図２】
2005009840.tif 000004
【図３】
2005009840.tif 000005
【図４】
2005009840.tif 000006
【図５】
2005009840.tif 000007
【図６】
2005009840.tif 000008
【図７】
2005009840.tif 000009
【図８】
2005009840.tif 000010
【図９】
2005009840.tif 000011
【図１０】
2005009840.tif 000012
【図１１】
2005009840.tif 000013
【図１２】
2005009840.tif 000014
【図１３】
2005009840.tif 000015
【図１４】
2005009840.tif 000016
【図１５】
2005009840.tif 000017
【図１６】
2005009840.tif 000018
【図１７】
2005009840.tif 000019
【図１８】
2005009840.tif 000020
【図１９】
2005009840.tif 000021