(57)【要約】【課題】本発明は、建物内の換気量を制御する換気量制御方法に関し、室内の快適性を向上させ、空調負荷の増加を抑制するとともに、換気に要するランニングコストを低減できる換気量制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】外気温度と室内温度とを検出し、外気温度と室内温度との温度差に基づいて自然換気量を算出し、自然換気量との和の総換気量がほぼ一定に維持されるように機械換気量を制御する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気温度と室内温度とを検出し、
前記外気温度と前記室内温度との温度差に基づいて自然換気量を算出し、
前記自然換気量との和の総換気量がほぼ一定に維持されるように機械換気量を制御すること
を特徴とする換気量制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の換気量制御方法において、
前記総換気量は、ほぼ０．５回／時の換気回数を満足すること
を特徴とする換気量制御方法。
【請求項３】
室内の空気質を検出し、
前記空気質に基づいて機械換気量を制御すること
を特徴とする換気量制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の換気量制御方法において、
前記空気質として、湿度、臭気、窒素酸化物濃度、二酸化炭素濃度又はハウスダストのうち少なくとも１つを検出すること
を特徴とする換気量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物内の換気量を制御する換気量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅等の建物の換気方法として、外気温度に基づいて換気扇の運転を制御する換気方法がある（例えば、特許文献１参照）。図３は、特許文献１に記載された換気方法を適用した住宅の概略構成を示している。図３に示すように、住宅１０１の図中左側には、図の左右方向に延びる廊下が配置されている。廊下の図中上方には、子供部屋が配置されている。子供部屋の図中右方にそれぞれ隣接して、廊下に面した脱衣室と、脱衣室の図中上方に隣接する浴室とが配置されている。また、廊下の図中下方には、寝室と寝室の図中右方に隣接するトイレとが配置されている。住宅１０１の図中右側には、廊下に面したＬＤＫ（居間、食堂及び台所）と、和室とが配置されている。子供部屋、寝室、ＬＤＫ、脱衣室及びトイレと廊下との間にはドアや襖等の出入口１１０がそれぞれ設けられている。また、脱衣室と浴室との間、及び和室とＬＤＫとの間にも出入口１１０が設けられている。各出入口１１０には、アンダーカットやガラリ等の空気流通口が設けられている。
【０００３】
子供部屋、寝室、ＬＤＫ及び和室の各居室の外壁面には、室内への外気の供給が可能な給気口１１２が設けられている。浴室、脱衣室及びトイレの各非居室の天井には、室内の空気の吸込みが可能な吸気口１１４が設けられている。浴室の天井裏には、換気扇１１６が設置されている。子供部屋の天井裏の外壁面には、空気の排出が可能な排気口１１８が設けられている。換気扇１１６と吸気口１１４とは、天井裏に配設された排気ダクト１２０を介して接続されている。換気扇１１６と排気口１１８とは、天井裏に配設された排気ダクト１２１を介して接続されている。これにより、換気扇１１６を運転すると、各非居室内の空気を強制的に屋外に排出できるようになっている。非居室内の空気を屋外に排出することによって、非居室には出入口１１０に設けられた空気流通口を介して居室からの空気が流れ込み、さらに居室には外壁面に設けられた給気口１１２を介して屋外からの空気が流れ込むようになっている。このように、住宅１０１では、第３種換気を行うことができるようになっている。
【０００４】
ＬＤＫには、室内温度を検出する室内温度センサ１３２が設けられている。また、屋外には、外気温度を検出する外気温度センサ１３０が設けられている。室内温度センサ１３２及び外気温度センサ１３０は、風量制御装置１３４に有線又は無線で接続されている。風量制御装置１３４は、外気温度と室内温度との温度差に基づいて、換気扇１１６の運転／停止を切り替えたり、運転状態の強／弱を切り替えたりしている。
【０００５】
ところで、平成１５年７月に改正建築基準法が施行される。この改正建築基準法は、シックハウス対策として、揮発性有機化合物（ＶＯＣ；ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）に関する規制について規定している。規制の対象になるＶＯＣは、クロルピリホスとホルムアルデヒドである。居室を有する建築物では、クロルピリホスを添加した建築材料の使用が禁止される。また、建材や家具等から発散するホルムアルデヒドを室外に排出するために、高気密住宅では換気回数（＝換気量（ｍ３／時）／室の容積（ｍ３））０．５回／時の２４時間換気システムの設置が義務付けられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２７７０２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
換気には、換気扇等により強制的に換気される機械換気と、室内外の温度差や風力により換気される自然換気とがある。機械換気量と自然換気量との和が総換気量になる。一般の２４時間換気システムでは、初期に設定された常に一定の機械換気量で機械換気が行われる。
【０００８】
図４は、夏季のある一日の時刻による換気回数の変化の例を示すグラフである。横軸は時刻（時）を表し、縦軸は換気回数（回／時）を表している。線Ａは自然換気による換気回数（以下、「自然換気回数」という）を示し、線Ｂは自然換気と機械換気とを含む全ての換気による換気回数（以下、「総換気回数」という）を示している。グラフ中の破線は、目標換気回数（０．５回／時）を示している。図４に示すように、自然換気回数は時間帯により変動しており、０時から６時までの間が約０回／時であり、６時から１１時までの間が約０．２回／時である。また、１１時から１８時までの間が約０．４回／時であり、１８時から２４時までの間が約０回／時である。全ての時間帯で目標換気回数を達成するには、機械換気による換気回数（以下、「機械換気回数」という）を０．５回／時に設定する必要がある。
【０００９】
ところが、機械換気回数を０．５回／時に設定すると、６時から１８時までの間では総換気回数が目標換気回数よりも多くなってしまい、特に１１時から１８時までの間では総換気回数が０．９回／時になってしまう。このように、夏季に一定の機械換気量で２４時間換気を行うと、高温で湿った外気が特に昼間に多く室内に導入される。このため、室内の温度や湿度が上昇して快適性が損なわれるとともに冷房負荷が増加してしまうという問題が生じる。
【００１０】
また、冬季に２４時間換気を行うと、低温で乾燥した外気が特に夜間に多く室内に導入される。このため、室内の温度や湿度が低下して快適性が損なわれるとともに、暖房負荷が増加してしまうという問題が生じる。さらに、常に一定の機械換気量で機械換気を行っていると、換気に要するランニングコストが増加してしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、室内の快適性を向上させ、空調負荷の増加を抑制するとともに、換気に要するランニングコストを低減できる換気量制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、外気温度と室内温度とを検出し、前記外気温度と前記室内温度との温度差に基づいて自然換気量を算出し、前記自然換気量との和の総換気量がほぼ一定に維持されるように機械換気量を制御することを特徴とする換気量制御方法によって達成される。
【００１３】
上記本発明の換気量制御方法において、前記総換気量は、ほぼ０．５回／時の換気回数を満足することを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的は、室内の空気質を検出し、前記空気質に基づいて機械換気量を制御することを特徴とする換気量制御方法によって達成される。
【００１５】
上記本発明の換気量制御方法において、前記空気質として、湿度、臭気、窒素酸化物濃度、二酸化炭素濃度又はハウスダストのうち少なくとも１つを検出することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による換気量制御方法について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態による換気量制御方法を適用した住宅の概略構成を示している。図１に示すように、住宅１の図中左側には、図の左右方向に延びる廊下が配置されている。廊下の図中上方には、子供部屋が配置されている。子供部屋の図中右方にそれぞれ隣接して、廊下に面した脱衣室と、脱衣室の図中上方に隣接する浴室とが配置されている。また、廊下の図中下方には、寝室と寝室の図中右方に隣接するトイレとが配置されている。住宅１の図中右側には、廊下に面したＬＤＫと和室とが配置されている。子供部屋、寝室、ＬＤＫ、脱衣室及びトイレと廊下との間にはドアや襖等の出入口１０がそれぞれ設けられている。また、脱衣室と浴室との間、及び和室とＬＤＫとの間にも出入口１０が設けられている。各出入口１０には、アンダーカットやガラリ等の空気流通口が設けられている。
【００１７】
子供部屋、寝室、ＬＤＫ及び和室の各居室の外壁面には、室内への外気の供給が可能な給気口１２が設けられている。図１では、給気口１２の設置位置を三日月状の記号で示している。浴室、脱衣室及びトイレの各非居室の天井には、室内の空気の吸込みが可能な吸気口１４が設けられている。浴室の天井裏には、浴室暖房乾燥機能と２４時間換気機能とを備えた浴室暖房乾燥機１６が設置されている。子供部屋の天井裏の外壁面には、空気の排出が可能な排気口１８が設けられている。図１では、排気口１８の設置位置を給気口１２の設置位置と同様の三日月状の記号で示している。浴室暖房乾燥機１６と各吸気口１４とは、天井裏に配設された排気ダクト２０を介してそれぞれ接続されている。浴室暖房乾燥機１６と排気口１８とは、天井裏に配設された排気ダクト２１を介して接続されている。これにより、各非居室内の空気を強制的に屋外に排出できるようになっている。非居室内の空気を屋外に排出することによって、非居室には出入口１０に設けられた空気流通口を介して居室からの空気が流れ込み、さらに居室には外壁面に設けられた給気口１２を介して屋外からの空気が流れ込むようになっている。このように、住宅１では第３種換気による２４時間換気が行われるようになっている。
【００１８】
住宅１には、例えばＴＥＳ（登録商標）等のガス温水暖冷房システムが導入されている。住宅１の屋外には、給湯及び暖房に用いられる温水を生成する給湯暖房熱源機２２が設置されている。給湯暖房熱源機２２は、外気温度を検出する外気温度センサ（図示せず）を備えている。給湯暖房熱源機２２は、通信線２６を介して浴室暖房乾燥機１６に接続されている。ＬＤＫには、給湯暖房熱源機２２で生成された温水を用いた床暖房システムを制御する床暖房リモコン２４が設置されている。床暖房リモコン２４は、室内温度を検出する室内温度センサ（図示せず）を備えている。浴室には浴室暖房乾燥機１６が設置されており、浴室暖房乾燥機１６は室内温度を検出する室内温度センサを備えている。ＬＤＫにはＴＥＳエアコン３０が設置されており、ＴＥＳエアコン３０は室内温度を検出する室内温度センサを備えている。床暖房リモコン２４は、通信線２７、２６を介して浴室暖房乾燥機１６に接続されている。ＴＥＳエアコン３０は、通信線２８、２６を介して浴室暖房乾燥機１６に接続されている。なお、本例では床暖房リモコン２４と浴室暖房乾燥機１６との間や、ＴＥＳエアコン３０と浴室暖房乾燥機１６との間が通信線２６、２７、２８を介して有線で接続されているが、床暖房リモコン２４と浴室暖房乾燥機１６との間や、ＴＥＳエアコン３０と浴室暖房乾燥機１６との間をそれぞれ無線で接続してもよい。
【００１９】
浴室暖房乾燥機１６は、不図示の制御部を有している。制御部は、浴室内を暖房したり乾燥させたりする際に所定の制御を行うようになっている。また制御部は、給湯暖房熱源機２２の外気温度センサから受信した外気温度情報と、床暖房リモコン２４又は浴室暖房乾燥機１６やＴＥＳエアコン３０の室内温度センサから受信した室内温度情報とに基づいて温度差換気量を算出する。
【００２０】
ここで、住宅１の総換気量は、浴室暖房乾燥機１６により強制的に換気される機械換気量と、室内外の温度差や風力により換気される自然換気量との和である。このうち自然換気量は、温度差換気量と風力換気量との和である。温度差換気量は、給気口１２及び排気口１８の開口面積、給気口１２の設置高さと排気口１８の設置高さとの差の平方根、及び室内外の温度差の平方根にそれぞれ比例する。このため、給気口１２及び排気口１８の開口面積と、給気口１２及び排気口１８の設置高さの差が分かっていれば、室内温度と外気温度とを検出することによって、温度差換気量を求めることができる。なお、本実施の形態では、自然換気量のうち温度差換気量のみを算出しているが、併せて風力換気量を算出してももちろんよい。
【００２１】
浴室暖房乾燥機１６の制御部は、換気回数０．５回／時の２４時間換気を行う際に、まず温度差換気量を算出する。そして、温度差換気と機械換気とを合わせて０．５回／時の目標換気回数を達成できるように浴室暖房乾燥機１６のファンの回転数を制御する。温度差換気により０．５回／時の目標換気回数を達成できれば浴室暖房乾燥機１６のファンを停止させてもよい。
【００２２】
冬季や夏季などの外気温度と室内温度の温度差が大きいとき（例えば１０℃以上）には、温度差換気量が多くなるため、機械換気量を少なくすることができる。これにより、適正な換気量を保ちつつ、外気の導入による空調負荷の増加を抑え、室内の快適性を向上できる。
【００２３】
また、制御部は、例えば夏季に外気温度が室内温度より低くなったときには機械換気量を増加させる。これにより、夏季の朝方や、居住者の留守中に閉め切られた室内が高温になったとき等に、室内より温度の低い外気をより多く室内に導入することによって冷房負荷を低減することができる。
【００２４】
図２は、夏季のある一日の住宅１での換気回数の変化の例を示すグラフである。横軸は時刻（時）を表し、縦軸は換気回数（回／時）を表している。線Ａは自然換気回数（温度差換気回数）を示し、線Ｂは総換気回数を示している。ある時刻において線Ｂで示す値と線Ａで示す値との差は、当該時刻での機械換気回数を表している。グラフ中の破線は、目標換気回数（０．５回／時）を示している。図２に示すように、温度差換気回数は時間帯により変動しており、０時から６時までの間が約０回／時であり、６時から１１時までの間が約０．２回／時である。また、１１時から１８時までの間が約０．４回／時であり、１８時から２４時までの間が約０回／時である。このように、夏季の温度差換気回数は、室内外の温度差の小さい夜間では少なく、室内外の温度差の大きい昼間では多くなっている。
【００２５】
総換気回数は１日中ほとんど変化がなく、目標換気回数である約０．５回／時に維持されている。すなわち、機械換気回数は、０時から６時までの間が約０．５回／時であり、６時から１１時までの間は約０．３回／時である。また、１１時から１８時までの間が約０．１回／時であり、１８時から２４時までの間が約０．５回／時である。
【００２６】
本実施の形態では、換気回数０．５回／時の２４時間換気を行う際に、まず温度差換気量（温度差換気回数）を算出し、総換気量が約０．５回／時の換気回数を満足するように機械換気量を制御している。したがって、本実施の形態によれば、必要以上の外気を室内に導入することがないため、室内の快適性を向上できるとともに、空調負荷の増加を抑制することができる。また、本実施の形態によれば、必要以上の機械換気を行うことがないため、換気に要するランニングコストを低減できる。
【００２７】
さらに、本実施の形態を既築の住宅１に適用する際、浴室暖房乾燥機１６を備えたガス温水暖冷房システムが住宅１に既に設置されていれば、給湯暖房熱源機２２の外気温度センサ、床暖房リモコン２４やＴＥＳエアコン３０等の室内温度センサ、及び各センサと制御部との間の通信線２６、２７、２８や、その他の換気設備を流用できる。したがって、各センサの取付工事や通信線２６、２７、２８の配線工事等が不要になるため、イニシャルコストを低減できる。
【００２８】
次に、本実施の形態による換気量制御方法の変形例について説明する。本変形例では、湿度、臭気、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、ハウスダスト等の空気質を検出する空気質センサを室内に設ける。浴室暖房乾燥機１６の制御部は、検出された空気質に基づいて換気量を制御する。例えば室内の空気の汚染を検知したら、機械換気量を増加させて室内の空気を清浄化する。
【００２９】
ガス温水暖冷房システムの床暖房リモコン２４には、床暖房システムの試運転時に試運転用サーミスタが接続される接続口が設けられている。試運転が終了すると、この接続口は通常利用されない。接続口には、試運転用サーミスタと同様に電気抵抗が変化するセンサであれば、他のセンサを接続することができる。本変形例による換気量制御方法を既築の住宅１に適用する際には、この接続口を利用して床暖房リモコン２４に空気質センサを搭載する。これにより、空気質センサの取付工事や配線工事等が不要になり、イニシャルコストを低減できる。
【００３０】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ガス温水暖冷房システムが導入された住宅１に適用した例を説明したが、本発明はこれに限られない。制御部、外気温度センサ及び室内温度センサ等を別途設けることによって、他の住宅にも適用できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、室内の快適性を向上させ、空調負荷の増加を抑制するとともに、換気に要するランニングコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による換気量制御方法を適用した住宅の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による換気量制御方法を適用した住宅の時刻による換気回数の変化の例を示すグラフである。
【図３】従来の換気方法を適用した住宅の概略構成を示す図である。
【図４】従来の換気方法を適用した住宅の時刻による換気回数の変化の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１  住宅
１０  出入口
１２  給気口
１４  吸気口
１６  浴室暖房乾燥機
１８  排気口
２０、２１  排気ダクト
２２  給湯暖房熱源機
２４  床暖房リモコン
２６、２７、２８  通信線
３０  ＴＥＳエアコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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