(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
戸建て住宅の基礎上面より上方に設けられた吸気口、多くの場合は小屋裏に設けられ該吸気口から屋外の空気を機械的手段を用いて吸気するとともに、該吸気した空気を換気対象空間である室内に供給する給気手段、該給気手段に接合して小屋裏から略垂直に床上まで貫通する給気シャフト、該給気シャフトに設けられた開口部から給気シャフト内の空気を室内に供給する給気口、および、室内に設けられた還気口を介して該室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とを有する戸建て住宅の換気構造であって、
上記吸気口から機械的手段によって強制吸気された屋外の空気を、戸建て住宅の小屋裏から略垂直に床上まで貫通するように設けられた給気シャフトに供給し、開閉自在に形成された給気口を経て室内空間に空気を給気し、室内空間に給気された空気が室内に設けられた還気口を通して機械的手段を有する強制排気手段により屋外へ排気するようになっており、
上記給気シャフトの任意の断面の差し渡し内径が１５cm以上であり、該給気シャフトの少なくとも内表面が拭き掃除に耐える強さを有しており、該給気シャフトには、内部の状態を点検する点検口と掃除のための清掃口とを有するとともに、換気対象空間である室内に給気シャフト内の空気を供給する複数の給気口を有しており、該給気シャフトの底部は取り外し自在の底面板によって密閉され、
前記給気シャフトは、戸建て住宅に設けられた複数の居室に均一に空気を供給できるように、前記戸建て住宅の主幹部分を縦に貫くように配置されているとともに、前記複数の居室に空気を供給する複数の給気口を有し、
前記給気シャフトは給気のみに用いられ、
前記居室の少なくとも窓側には還気口が設けられていることを特徴とする戸建て住宅の換気構造。
【請求項２】
上記吸気口から屋外空気を取り入れるための給気手段に至る間に、少なくとも、屋外からの侵入物を遮蔽するためのヘパ・フィルター等の不純物除去の装置が配置されており、かつ/または、吸気された空気に含まれる煤煙、有害ガスを感知して自動的に吸気を停止する手段を設けたことを特徴とする請求項第1項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項３】
上記吸気口から屋外空気を取り入れるための給気手段と、給気シャフトとの間に、少ななくとも、屋内に取り入れた空気の温湿度、エンタルピーを調整する環境調整手段と、該給気手段及び環境調整手段で発生する振動を遮断する防振装置および／または給気手段及び環境調整手段で発生した音を消音する消音装置を配置することを特徴とする請求項第１項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項４】
上記屋外から吸気した空気を各部屋に供給する給気手段と、室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とが一体化されており、該一体化された給排気手段内に配置された熱交換素子を媒介として、室内に給気される空気と室内から還気され空気との間で全熱交換を行った後、室内空間に空気を給気すると共に、全熱交換された後の還気された空気を屋外に排気することを特徴とする請求項第１項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項５】
上記室内に設けられた還気口に接続した、天井、壁の内側に配管されたダクトが、排気手段に連結された還気シャフトへ接続されており、室内の空気は還気口を通してダクトに入り、ダクトから還気シャフトに集中され、しかる後に排気手段をとおって排気口から屋外に排出されることを特徴とする請求項第１項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項６】
戸建て住宅の基礎上面より上方に設けられた吸気口、多くの場合は小屋裏に設けられ該吸気口から屋外の空気を機械的手段を用いて吸気するとともに、該吸気した空気を換気対象空間である室内に供給する給気手段、該給気手段に接合して小屋裏から略垂直に床下まで貫通する給気シャフト、該給気シャフトに設けられた開口部から給気シャフト内の空気を室内に供給する給気口、および、室内に設けられた還気口を介して該室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とを有する戸建て住宅の換気構造であって、
上記吸気口から機械的手段によって強制吸気された屋外の空気を、戸建て住宅の小屋裏から略垂直に床下まで貫通するように設けられた給気シャフトに供給し、開閉自在に形成された給気口を経て室内空間と、階間の天井懐および／または床下空間とに空気を給気し、室内空間に給気された空気は、室内に設けられた還気口を通って機械的手段を有する強制的な排気手段により強制的に屋外へ排気されるとともに、天井懐および／または床下に給気された空気は、壁内通気層を通して小屋裏に設けられた送風装置である小屋裏換気装置によって集められて、外気に接する排気口を通して強制的に屋外へ排気するようになっており、
上記給気シャフトの任意の断面の差し渡し内径が１５cm以上であり、該給気シャフトの少なくとも内表面が拭き掃除に耐える強さを有しており、該給気シャフトには、内部の状態を点検する点検口と掃除のための清掃口とを有するとともに、各室内に給気シャフト内の空気を供給する複数の給気口を有しており、該給気シャフトの底部は取り外し自在の底面板によって密閉され、
前記給気シャフトは、戸建て住宅に設けられた複数の居室に均一に空気を供給できるように、前記戸建て住宅の主幹部分を縦に貫くように配置されているとともに、前記複数の居室に空気を供給する複数の給気口を有し、
前記給気シャフトは給気のみに用いられ、
前記居室の少なくとも窓側には還気口が設けられていることを特徴とする戸建て住宅の換気構造。
【請求項７】
上記室内に設けられた還気口に接続した、天井、壁の内側に配管されたダクトが、排気手段に連結された還気シャフトへ接続されており、室内の空気は還気口を通してダクトに入り、ダクトから還気シャフトに集中され、しかる後に排気手段をとおって排気口から屋外に排出されることを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項８】
上記階間または床下空間に給気された空気を小屋裏換気装置によって集める際に通過する壁内通気層が、断熱材と内装壁下地材との間に形成された空隙からなる通気層であることを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項９】
上記階間または床下空間に給気され、しかる後小屋裏に集められた空気を、別途設けられている小屋裏換気専用の小屋裏空気取り入れ口から吸気した屋外の空気が小屋裏換気装置によって屋外に排気される際に同伴させて排気されることを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項１０】
上記吸気口から屋外空気を取り入れるための給気手段に至る間に、少なくとも、屋外からの侵入物を遮蔽するためのフィルター等の不純物除去の装置が配置されており、かつ/または、吸気された空気に含まれる煤煙、有害ガスを感知して自動的に吸気を停止する手段を設けたことを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項１１】
上記吸気口から屋外空気を取り入れるための給気手段と、給気シャフトとの間に、少ななくとも、屋内に取り入れた空気の温湿度、エンタルピーを調整する環境調整手段と、該給気手段及び環境調整手段で発生する振動を遮断する防振装置および／または給気手段及び環境調整手段で発生した音を消音する消音装置を配置することを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項１２】
上記屋外から吸気した空気を各部屋に供給する給気手段と、室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とが一体化されており、該一体化された給排気手段内に配置された熱交換素子を媒介として、室内に給気される空気と室内から還気された空気との間で全熱交換を行った後、室内空間に空気を給気すると共に、全熱交換された後の還気された空気を屋外に排気することを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【請求項１３】
上記給気シャフトから床下に給気された空気が、少なくとも一部が床下に設けられた開閉自在な床下換気口から排気されることを特徴とする請求項第６項記載の戸建て住宅の換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物、特に住宅の換気構造に関連し、換気装置とその換気装置を用いた建物との組み合わせにより構成される住宅の換気構造に関するものである。ここでは、主として住宅の換気構造について述べるが、それは住宅への適応が典型的に特徴を際立たせるからであって、住宅以外への建物の換気構造として適応されることを排除または妨げるものではない。
【背景技術】
【０００２】
建築物の気密化に伴い、建築物内の換気を機械的に強制的に行わなければならなくなってきた。例えば、図１１には、セントラル式の第一種機械換気といわれる換気装置を用いた住宅の換気計画の例が示されている。外気を吸気し、室内に給気するために給気手段と給気ダクト、そして給気グリルを備えている。さらに、室内から汚染された空気を除去するために、室内に設けられた排気グリルから室内の空気を吸引し、排気ダクトを通して排気手段へと集め、排気手段によって強制的に屋外へ排気する為の設計が示されている。また、実際には、かなり複雑な工事が必要とされる。このように住宅内に好適に給気を行うためには、室内の各所に給気グリルを設けて住宅内に給気を行い、その空気を今度は室内に設けられた排気グリルから室外へと出すことが要求される。給気ダクト、排気ダクトは、壁内、天井懐、小屋裏などに敷設される。それと伴に、住宅などのダクトは、それほどの太さがなく、また直線的に敷設できることは殆どなく3次元的に多くの曲がりやダクトの変形があるのが普通である。そのため、一旦敷設された後は、このダクト内を清掃することはできないのが一般的であり、ダクトの衛生上の問題が次第に指摘されるようにもなってきた。この問題は、一つの例であるが、建物の気密化と機械的換気の普及は、それ以外の問題を顕在化させるようになったと言える。
【０００３】
ところで、一般的に、住宅の換気の種類は、その目的によって局所換気と全般換気とに分かれる。局所換気とは、台所、風呂場などの一時的に空気汚染が激しく行われる局所に対して採られる換気であって、普通は当該局所に専用の換気装置が設けられる。
【０００４】
これに対して全般換気は、寝室、居間などの居室や廊下など汚染は強くはないが、しかし人が長く滞在する空間、またはそれに順ずる空間を対象に行われる換気である。本発明は、この全般換気に関するものである。
【０００５】
なお、本発明においては、換気に伴う空気の流れに関する用語は、上記住宅の換気計画とは異なり、正確さを期す為に図１に示すように下記のように表現する。
換気：室内空気と屋外空気を入れ替えること。
【０００６】
換気口：空気の出入りの境目にある開口部またはその部品。
吸気：屋外空気を屋内に取り込むこと。
排気：屋内の空気を屋外に排出すること。
【０００７】
給気：室内空間に空気を入れること。
還気：室内の空気を室外に移すこと。
全般換気の場合には、換気を確実に行う為に機械が用いられるが、全般換気の対象とする空間にどの様に吸気・給気及び還気・排気をするかによって種類が決められている。
【０００８】
すなわち全般換気には、
吸気・給気及び還気・排気の両方全てを、機械を用いて強制的に行う第一種機械換気；
吸気・給気のみを機械的に行い、屋内側を加圧状態にして屋内外に生じる気圧差を利用して排気口から還気・排気する第二種機械換気；
第二種機械換気とは逆に還気・排気を機械的に行い、屋内側を減圧状態にして吸気・給気を屋内外との気圧差を利用して吸気口から吸気・給気する第三種機械換気がある。
【０００９】
また、これらの三種類には、機械換気を集中的に行うセントラル方式と、機械を分散して設置する分散方式とがある。
本発明は、セントラル方式の第一種の機械換気に関するものである。
【００１０】
ところで、換気の計画を行う場合、図２に示すように換気対象空間に要求される衛生の観点から、寝室や居間など居室であって、たとえば居室（洋室）（A）、（B）、(C)リビングルーム（D）およびダイニングルーム（E）などの人が長く滞在する空間と、長くは滞在しないトイレ(3)、洗面所(2)、浴室(1)、廊下、玄関等の非居室的空間とにゾーニングされる。前者はクリーンゾーンとして室内に給気が行われ、後者はダーティーゾーンとして室外へと還気が行われる。そして、クリーンゾーンに供給された空気（給気）は、クリーンゾーンからダーティーゾーンを通って還気されて、そして屋外へと排気されるというのが従来の一般的な換気計画の基本的な考え方であった。それゆえ、居室などのクリーンゾーンには給気口が設けられ、非居室のダーティーゾーンには還気口が設けられ、機械換気の種類に応じてダクトなどを用いてセントラル式の換気もなされていた。
【００１１】
しかしながら、このような従来の換気計画におけるゾーニングの考え方は、現実の住宅事情とは必ずしも一致するものではない。例えば本来はクリーンゾーンである居室に、寝たきりの高齢者がいる場合などを想定してみると、この居室は、汚染源を有しクリーンゾーンとは謂えない状況下にあることが多く、従来のゾーニング計画に従って、この居室に給気し、廊下、玄関、洗面所などのダーティーゾーンで還気を行うと、汚染された空気がクリーンゾーン全体に広がった後に、ダーティーゾーンから還気されることになる。この様な現象は、多かれ少なかれ居室一般、すなわちクリーンゾーンのいたるところに見られることであって、高齢者の個室の例はその典型的な一つに過ぎない。
【００１２】
これに対して本発明の換気計画の考え方は、住居を上記のようにゾーニングするものとは全く異なるものである。前述したように、従来の換気計画においては、屋外から取り入れられた（吸気）空気は、クリーンゾーンに給気され、そこで汚染され、汚染された状態で家の中を流れ、ダーティーゾーンを通ってダーティーゾーンに設けられた還気口に達して室外へと還気され、そして屋外へと排気されていた。
【００１３】
汚染物質には、過分な水蒸気、臭気、塵埃、不要な熱、有害揮発性物質などが有る。
従って、クリーンゾーンに汚染源があると、給気口から室内に出た空気は、これらの汚染物質を含んで家の中を流れることになる。
【００１４】
この様に考えると、クリーンゾーンはクリーンである空間という意味ではなく、クリーンであるべき空間と解するのが妥当であり、既に見たように実態はクリーンゾーンにも汚染物質の発生源が存在することから、汚染源のあるクリーンゾーンを通過した空気は汚染源から出る汚染物質によって汚染され、ダーティーゾーンの還気口に向かって、家中に流れることになる。その結果、汚染物質を家の中にばら撒く、またはある時間保持しているというのが実態である。このように居住空間をクリーンゾーンとダーティーゾーンとにゾーン分けする換気計画の方式では、自分の住居を終の棲家とせざるを得ない日本の高齢者に対する福祉事情などを鑑みると、住居内を人が居住するのに常に快適な状態に保つことが極めて困難になりつつある。また健常に生活する人にとっても、より健康で快適な住まいに暮らすためには、これまでの建築物の、とりわけ住宅の換気は基本的に見直す必要がある時期に来ていると言える。
【００１５】
このような状況下に、特開2004-239568号公報（特許文献１）の請求項１には、「居室４を含む複数の部屋２と共用スペース３を有する建物１の換気システムにおいて、前記共用スペース３に集中的に給気する吸気手段１６と、前記居室４から供用スペース３を介さず個別に排気する排気手段１７を設けたことを特徴とする建物の換気システム。」の発明が開示されている。この換気システムは、各部屋からの匂いや湿気などが共用スペースに集めないための換気システムである。具体的には図１に示すような、各階の天井懐に外気に通じた給気シャフトおよび排気シャフトを有するファンユニットを設けて、このファンユニットから共用スペースに給気を行い、部屋・居室に排気口を設けて共用スペースに給気された空気を、居室に排気口を介してファンユニットを介して、さらにトイレなどに設けられたファンを用いて屋外に放出するものである。従って、特許文献１では、ファンユニットから供用スペースに供給された空気が居室あるいはトイレなどの排気口にながれて排気されるので、その移動距離は相当長くなり、空気の移動中に空気が汚染されると、汚染された空気によって奇麗な空気が汚染される場合も想定される。まさに当該発明に述べられているとおり、共用スペースに個々の空間の臭気を持ち込まないだけの目的であって、個々の空間に供給される空気や個々の空間の中の空気の状態は問われてはいない。換気という観点からは、充分とは言えない技術である。
【００１６】
また、特許文献１には、各階の天井懐にファンユニットが配置されており、例えば二階建ての建築物では、各階の天井懐にファンユニットを配置する必要があり、一つのファンユニットと比較して経済的に有利になるとは言えない。
【００１７】
特開2000-320874号公報（特許文献２）には、該略「建物内の空気を建築物外部の外気と交換するセントラル換気装置において、前記建築物内に外気を吹き出す吹出口と、建築物内の空気を外部に排出する吸い込み吸込口とが設えられ、該室内収納部には、建物内の空気を該室内主要部に流入させるための流入部が設けられている。」セントラル換気装置の発明が開示されている。この特許文献２には、各階の天井懐に換気ユニットが設けられて、各階のホール等に外気を導入して、この外気導入部とは最も離れた個所に空気の吸入口を設置して、導入空気をできるだけ長い距離移動させて建物の換気を行うセントラル換気装置の発明が開示されている。当該発明の効果は、給気された空気のショートカットによる排気を防止することである。従って、この発明では空気搬送距離を長くすることが目的であり、それ故、長い分だけ給気が汚染されやすく、建物内を流通する空気を常に奇麗な状態に保つことは難しいとの問題がある。また、換気ユニットが各階に設けられているので、設備的にもコスト高を招来するとの問題もある。
【００１８】
特開平10−132353号公報（特許文献３）には、「複数の部屋と、これらの各部屋に面する廊下、階段ホールなどの連通した空間とを有する建物の換気システムにおいて、外部から前記空間に強制的に給気する強制吸気手段と、前記空間から一の部屋を経て屋外に強制排気することからなることを特徴とする換気システム。」の発明が開示されている。さらには、部屋間での空気の強制移動も請求されている。当該発明の目的は、給気や排気に伴うダクトを使用しない事にある。しかしながら、室内の換気空気の衛生という観点からすれば、特許文献３においては、強制給気手段と強制排気手段とが一体化されているために、強制給気手段から室内に供給された空気が各居室を巡回して、最終的に強制排気手段から排気されるので給気した空気の移動距離が長く、空気の移動の間に空気が汚染されることが多く、必然的に汚染された空気を建物内に飛散させることになるという結果になってしまう。
【００１９】
さらに、上記特許文献１〜３には、本発明において請求されている、居室に給気シャフトのように、それぞれの居室で必要とする空気を集中的に供給する手段は示されていない。
【００２０】
また、給気手段から排気手段までの流動距離が長いために、給気手段から排気手段に至る間に空気が汚染され、建築物内部の空気を常に奇麗な状態に保つことが極めて困難であるとの問題を有している。これらの特許文献１〜３は、本発明のように従来の換気計画の考え方を積極的に凌駕するものでもなく、また、発明の内容も新たな換気のあり方を明確な技術思想のもとに具体化したものでもないということが言える。
【特許文献１】特開2004-239568号公報
【特許文献２】特開2000-320874号公報
【特許文献３】特開平10-132353号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の換気計画の基本的考え方は、汚染源を有するクリーンゾーンから汚染空気を家の中に流すのではなく、可能な限り短距離で、短時間に汚染空気を換気することである。すなわち、クリーンゾーンからの還気をも行う。
【００２２】
一般に、セントラル方式の場合、全ての居室、部屋または換気対象空間に給気・還気をダクトで行うことは、住宅ほどの規模の建築ではダクト配管長さ、ダクトスペース、コスト、換気機械装置などからして現実的ではない。クリーンゾーン、ダーティーゾーンのゾーニングの発想の一端は、この課題を解決する為の一つの一般的方法であった。
【００２３】
本発明は、従来の換気計画の基本的な考え方に対して新たな考え方に基づいた、その具体的な換気装置とその換気装置を用いた建物との組み合わせにより構成される建築物、特に住宅の換気構造に関するものである。
【００２４】
さらに、本発明は、これまでの換気が専ら換気対象空間を室内空間のみに限定したものとは異なり、小屋裏、壁内、床下空間などの躯体内の空間の換気とも関連付けられた換気構造を提供することを目的とする。躯体内の換気は、未だに室内の換気ほどには重要視されていないが、室内を覆い囲う空間が不衛生的であることは好ましいことではない。さらに、躯体内の換気は、空気が動き、通気することによって、木材の乾燥、黴の発生の抑制、躯体内の余分な熱と湿気の排熱などの機能をも持ち、雨漏りの場合等には躯体内の乾燥を速め、建築物の耐久性確保や、室内への温熱的影響等、少なからぬ有効性が知られている。人にとっても建築物にとっても換気は、益々重要な居住空間が持つべき性能になってきている。このことは、建築物、とりわけ気密性能が格段に進歩した現代の家づくりには、人にとっても、建物にとっても必須の要件として換気が位置づけられるようになったといってよい。本発明は、この点をも考慮に入れた、室内の空間の換気と躯体内の空間との換気に関するものであり、換気装置とその換気装置を用いた建物との組み合わせにより構成される建築物、特に木造の住宅の換気構造を提供するものである。
【００２５】
換言すれば、本発明の解決しようとする課題は、人が居住する室内の計画の基本的見直しとそれを実現する手段、さらに室内を取り囲む床下、壁内、小屋裏の躯体内空間の換気をもその対象としている。人の居住する空間を室内に対象を限定するのではなく、室内を囲む躯体内の空間をも換気の範囲にいれることによって、居住する人の健康と快適さを換気を手段としてより健全に保ち、かつ、住宅の性能の健全なる確保をもその対象とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の建築物の換気構造は、建築物の基礎上面より上方に設けられた吸気口、多くの場合は小屋裏に設けられ該吸気口から屋外の空気を機械的手段を用いて吸気するとともに、該吸気した空気を換気対象空間である室内に供給する給気手段、該給気手段に接合して小屋裏から略垂直に床上まで貫通する給気シャフト、該給気シャフトに設けられた開口部から給気シャフト内の空気を室内に供給する給気口、および、室内に設けられた還気口を介して該室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とを有する建築物の換気構造であって、
上記吸気口から機械的手段によって強制吸気された屋外の空気を、小屋裏から略垂直に床上まで貫通するように設けられた給気シャフトに供給し、開閉自在に形成された給気口を経て室内空間に空気を給気し、室内空間に給気された空気が室内に設けられた還気口を通して機械的手段を有する強制排気手段により屋外へ排気することを特徴としている。
【００２７】
さらに、本発明の換気構造は、建築物の基礎上面より上方に設けられた吸気口、多くの場合は小屋裏に設けられ該吸気口から屋外の空気を機械的手段を用いて吸気するとともに、該吸気した空気を換気対象空間である室内に供給する給気手段、該給気手段に接合して小屋裏から略垂直に床下まで貫通する給気シャフト、該給気シャフトに設けられた開口部から給気シャフト内の空気を室内に供給する給気口、および、室内に設けられた還気口を介して該室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とを有する建築物の換気構造であって、
上記吸気口から機械的手段によって強制吸気された屋外の空気を、小屋裏から略垂直に
床下まで貫通するように設けられた給気シャフトに供給し、開閉自在に形成された給気口を経て室内空間と、階間の天井懐および／または床下空間とに空気を給気し、室内空間に給気された空気は、室内に設けられた還気口を通って機械的手段を有する強制的な排気手段により強制的に屋外へ排気されるとともに、天井懐および／または床下に給気された空気は、壁内通気層を通して小屋裏に設けられた送風装置である小屋裏換気装置によって集められて、外気に接する排気口を通して強制的に屋外へ排気することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の建築物、特に住宅の換気構造は、屋内に機械的に導入された屋外空気が、小屋裏から床上まで垂下するように形成された給気シャフトを通って、各室内空間に強制供給されると共に、室内で汚染が発生しやすい場所には還気口が設けられてされており、汚染された空気は直ちに最寄の還気口から強制排気される。従って、本発明の住宅の換気構造には、従来の全般換気のようにクリーンゾーンおよびダーティーゾーンといった概念は存在せずに、室内に給気された空気は、室内で汚染が発生しやすい場所に設けられた最寄の還気口からダクトを通って直ちに強制的に屋外に排気されるので、住居を常に人の住みやすい環境に維持することができる。
【００２９】
さらに、本発明の建築物、特に住宅の換気構造では、屋内に機械的に導入された屋外空気は、小屋裏から床下まで略垂直に形成された給気シャフトを通って、室内空間のみならず、一階天井の懐の空間や床下空間にも給気され、床下や一階天井懐から壁内の通気層を通って、小屋裏へと集められ、小屋裏換気装置によって屋外に排気される。空気が、床下、壁内、懐、小屋裏という躯体内の空間を通過することは、躯体内の空間の換気に他ならないのであって、それにより特に木造建築を構成する木材には良好な環境を提供する。躯体内の通気は、木材の耐久性、ひいては木造建築の耐久性を健全に維持し、構築物としての寿命を長く確保することが可能である。さらに、躯体内に蓄積する夏季の熱気をすばやく排出することも可能であり、この効果は室内の冷房負荷の低減により省エネルギーにつながり、居住者の快適性の確保にも有効である。
【００３０】
本発明の建築物の換気構造によって、居住者の健康と快適性の確保と、建築物、特に木造建築の長寿命化も図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の建築物、特に住居の換気構造について具体的に説明する。以下の説明において、基本的には同一の部材には同一の付番を付してある。
本発明の建築物、特に戸建て住宅の換気構造は、図３、図４、図５、図６に示されるように、建築物の基礎上部よりも上方、多くの場合は小屋裏に設けられた第一種機械換気装置の屋外空気取り入れ口に通じる吸気口１０と、小屋裏２０に設けられた給気手段３０と、給気シャフト４０と、この給気シャフトに開閉自在に形成された複数の給気口５０と、室内空間６０の空気を排気するために吸引する還気口７０と、この還気口７０で集められた空気を排気するための小屋裏換気装置等の排気手段８０と、排気手段８０からの空気を屋外に排出する排気口９０とを有している。図３〜６において、給気手段３０と排気手段８０は一体化されて、小屋裏２０内に配置されている態様が示されているが、給気手段３０と排気手段８０とは別々に設けられていてもよい。
【００３２】
本発明の住居の換気構造において、空気を導入するための吸気口１０は、この建築物の基礎上面よりも上方に設けられており、通常は、小屋裏の妻壁上部に風雨が侵入しないように開口されている。
【００３３】
屋外の空気は吸気口１０を経て屋内に導入されるが、吸気口には防火ダンパー１３０が付けられているのが一般的である。さらに、本発明においては、近隣の火災や有害な焚き火などの煤煙やガスを含む外気を吸気しないように、吸気口に接続するダクトに防煙・吸気停止手段１２を設けることができる。例えば、防煙・吸気停止装置には、センサー、開閉弁、信号発信機などが装備され、給気手段と排気手段に連結されている。現在においては、煙感知器は、設置が義務付けられるほどに普及している。それ故、煤煙や有害ガスの感知は専用のセンサーが既に汎用的に使われており、その信号を受けって給気手段と排気手段を自動的に停止させることは、現在では容易な技術であるが、しかしその様な機能を持たせた換気装置は住宅用としては多くはない。また、給気手段のみの停止では、排気手段による室内側の負圧により吸気口から空気が入ってくる場合も有るので、給気手段、排気手段と共に停止させることが好ましい。センサーが感知すると自動的に電磁開閉弁が閉鎖し、給気手段と排気手段に停止の信号を送り、吸気が止まる。吸気の再開は、状況が様々なことから、手動で作動開始を行うのが現実的である。
【００３４】
吸気口１０、防火ダンパー１３０と防煙・吸気停止手段１２を通過した外気は、塵埃、土ぼこり、虫などの侵入防止の為のフィルター１５によって浄化される。フィルターは、一般的には不織布系のヘパ・フィルターが使われるが、それでは不充分な場合が少なくないために、目開きが密な高性能フィルターが使われることもある。フィルターは一般的に性能が高まるにつれ、外気の室内への搬送においては大きな圧力損失になるため、フィルターの圧力損失を補う為の補助送風装置を設けてもよい。図示してはいないが、補助送風装置としては簡便で接続も容易な軸流送風機などが適当である。
【００３５】
本発明の住居の換気構造において必要とされる空気は、この吸気口１０から給気手段内に配置されたモータＭ１とファン等の機械力を用いて強制的に建築物内に導入される。
給気手段３０内には、給気用モータＭ１が配置されており、この給気用のモータＭ１の駆動力により、屋内の空気をこの建築物内に導入する。給気されるときの動力は、第一種機械還気装置の給気側の機外静圧である。従って、本発明において、この給気用のモータＭ１を停止すれば、この建築物内への屋外の空気の給気手段による強制的導入を停止することができる。
【００３６】
この給気手段３０は、後述する排気手段８０と別途独立に配置することもできるが、たとえば図７に示すように、一体化することもできる。この給気手段３０と排気手段８０とを一体化した場合、屋外から吸気された空気と、室内から還気された空気との間で熱交換を行って、排気される空気に含まれる熱エネルギーを、熱交換素子１６を媒体として用いて、吸気された空気に移行させることができる。
【００３７】
上記のようにして給気手段３０から供給される空気は、ダクト２１、さらには必要によりダクト２３を通って給気シャフト４０に送られるが、給気手段３０から給気シャフト４０に至る間に、例えば、湿度、温度などが室内を流通している空気と著しく相違する場合には、給気手段３０に至る前にある程度条件調整を行うことが好ましい。このためにダクト２１に、環境調整手段１４を配置することが好ましい。この環境調整手段１４としては、具体的には、予熱装置、冷却装置、除湿装置、加湿装置、イオン発生装置などを挙げることができ、本発明においてはこの環境調整手段１４内に上記のような装置を単独であるいは組み合わせて配置することができる。
【００３８】
環境調整手段は、居住空間に快適性を付与するとともに、健康性を確保する装置あるいは器具を挙げることができる。これらは単独であるいは組み合わせて配置することができる。図５、図６には、上記の例である環境調整手段１４が示されている。
【００３９】
たとえば上記の給気手段３０、排気手段８０の一体型装置、加熱・冷却装置などの環境調整手段１４は、小屋裏２０に収納されている。こうした装置には、モータなどの駆動部を有する装置が多く存在する。こうした装置の駆動部が駆動することにより、駆動部震動が発生するので、それぞれの駆動部では、駆動による振動をできるだけ低減する必要があり、モーターなどは、通常は防振材などを介して躯体に固定されている。そして、これらの装置は小屋裏に設けられた支持基台２９に固定されているとともに、各装置は、ダクトを介して連結されている。このように複数の装置を支持基台２９に固定する場合、それぞれの装置の震動が支持基台２９に伝達されないように防振ゴム３１のような防振材を介して固定することが好ましい。
【００４０】
また、それぞれの装置を連結するダクトによって各装置の震動が伝達されて共振することがあるので、本発明のように駆動部を有する装置をダクトで連結する場合には、可撓部を有する防振性のダクトを使用することにより、共振によるノイズの発生を防止することができる。
【００４１】
殊に給気シャフト４０は、この建築物の主幹部分を縦に貫くように配置されることから、この給気シャフト４０とダクト２１あるいはダクト２３との間の防振対策は、本発明の換気構造の静寂性に非常に高い影響力を及ぼす。本発明では防振ジョイント１２５や付番２７で示すように、蛇腹型の防振性ジョイントを使用することが好ましい。このような蛇腹型の防振性ジョイント２７は、防振ゴムなどにより形成することができる。
【００４２】
上記のように給気手段３０により導入された空気は、ダクト２１あるいはダクト２３を通って給気シャフト４０に供給される。
この給気シャフト４０には、図３に示されるように小屋裏２０から略垂直に床上９５まで貫通するタイプと、図４に示されるように、小屋裏２０から略垂直に床下空間１００まで貫通するタイプとがあり、いずれのタイプの給気シャフト４０も、給気シャフト４０に導入された空気を室内空間６０あるいは一階天井懐や床下空間１００に給気するための給気口５０を有している。
【００４３】
なお、給気シャフト４０を床上まで延設する場合、図３に破線で示すように、この給気シャフト４０の下端部を一階天井近傍で止め、この一階天井近傍の給気シャフト４０の下端部近傍に給気口５０を形成することもできる。本発明における床上とは、床面とその上部天井面との間をも含んだものである。
【００４４】
この給気シャフト４０は、この建築物に設けられた複数の居室６０に均一に空気を供給できるように、この建築物の主幹部分を縦に貫くように配置されているとともに、室内空間６０に空気を供給する給気口５０を有している。
【００４５】
給気シャフト４０から給気される室内空間は、居室であっても、非居室であっても構わない。全般換気にとっての汚染源のあるクリーンゾーンに直接給気されてもよいし、また、廊下や階段脇などの全体的に空気を分配しやすい位置であれば、非居室に給気されてもよい。基本的には、全般換気の居室またはそれに順ずる室内空間で換気対象空間であれば良い。
【００４６】
この給気シャフト４０は、室内空間６０に充分な空気を供給できる内径を有しており、通常はこの給気シャフトの任意の断面における差し渡し内径が１５cm以上、好ましくは２０〜３０cmの範囲内にある。従来から使用されていたダクトは直径が５ｃｍ以上１５ｃｍ未満の給気用ダクトでは、小屋裏、天井裏、壁内を蛇行するダクト内の清掃は現実的には不可能であった。これに対して本発明で使用する給気ダクトの差し渡し内径が１５cm以上、好ましくは２０〜３０cmあり、しかも、小屋裏から垂下しているために、給気シャフト４０の内部を常に清潔に保つための清掃がしやすい。なお、本発明で使用する吸気シャフトの断面形状は、円形、楕円形、矩形など任意の形状を採ることができる。この給気シャフト４０は、内周壁面を拭き掃除できる程度の強さを有していることが好ましく、給気シャフトの材質は、シャフト内面が拭き掃除できるような強さを有するものである。さらに、空気搬送時の圧力損失小さく、給気口取り付け等の加工がしやすいものであれば良い。このような素材として、紙製、プラスチック製、金属製、木製等のシャフトを挙げることができる。特に本発明では汎用的なポリ塩化ビニル製パイプを利用すれば、コスト、入手しやすさ、維持管理等において有利である。また、場合によっては、消音のためにグラスウールダクトを用いる場合もあるが、シャフト内面を清掃しやすくしておく必要がある。また、空気は搬送時の静圧や、設置工事をしやすくする為には、自立できて、形態が維持できる為の或る程度の強度がシャフトには必要である。
【００４７】
このような給気シャフト４０の特性を考慮すると、紙菅なども利用可能であるが、通常はポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリα-オレフィン製のパイプ；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの塩素化合成樹脂のパイプなどの合成樹脂パイプを用いて形成されていることが望ましい。特にポリ塩化ビニルのような塩素化ポリオレフィンのパイプは、耐熱性および耐久性に優れ、加工も容易であるとともに安価であり、さらに、自己消化性を有することから、本発明における給気パイプとして好適である。この給気シャフト４０の外周側には、必要により、断熱材を配置することができる。居室内空気と給気シャフト４０内を通過する空気との間に温度差が生じた場合、特に給気シャフト内空気の温度が低い場合、給気シャフト４０外周面に断熱材を配置することにより、給気シャフト４０の外周面である居室内壁に結露が生ずるのを防止することができる。また、このような断熱材を配置することにより、給気シャフト４０内を通過する空気の流動音を消音することも可能である。
【００４８】
一般のセントラル式の第一種機械換気においては、給気ダクト内の汚れなどの衛生状態、清潔さは、そのまま給気の空気質に影響を与える。本発明の従来のダクト方式との決定的な相違の一つは、この点にある。気密化住宅の普及と在宅の長時間化は、給気空気の衛生的な質の課題を今後益々重要な換気の要件にしてゆくことになる。
【００４９】
従って、給気シャフト４０内における塵埃の堆積、虫の死骸などの有機物の付着、さらには黴等の発生がないようにしなければならない。従来の給気ダクトでは、ダクト内が不衛生になると、このダクトによって給気される空気も汚染されていたが、その解決策は従来のダクト方式では殆ど不可能であるか、または大きな困難を伴うものであった。
【００５０】
本発明で採用する給気シャフト４０では、その内部を衛生に保つために、点検口４２および清掃口４４が形成されており、給気シャフト４０内を常に監視することができるとともに、この給気シャフト４０内を常に衛生的に保つことができる。
【００５１】
すなわち、このような給気シャフト４０内には給気手段３０から奇麗な空気が供給されることから、その内壁面を常にきれいな状態に保つことが必要であり、図８に示すように、このために本発明で採用する給気シャフト４０内の状態を常時点検できる点検口４２を有している。この点検口４２は、給気シャフト４０に設けられた、例えば透明部材から形成された窓であり、給気シャフト４０の一部を切り取って形成された開口部に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂を嵌め込むことにより形成することができる。
【００５２】
また、この給気シャフト４０には、上記の点検口４２から内部を点検して掃除が必要になった場合に、給気シャフト４０内壁を掃除するための清掃口４４を有している。清掃口４４は、図８に示すように、給気シャフト４０の一部を切り取って蝶番などで開閉自在に形成された給気シャフトの開口部である。このような清掃口４４を設けることにより、吸気シャフト４０の内周壁面を常に清潔に保つことができる。上記のような清掃口４４は、二階建て、三階建てなどの建物では、各階に設けるなど、多数設けることができる。また、この清掃口４４に点検口４２を形成することもできる。なお、実用上は清掃口と点検口が同一のものであっても構わない。
【００５３】
また、この給気シャフト４０の底部は、取り外し自在の底面板４７によって密閉されているが、図８に示すように給気シャフト４０の底部に可動式底面板４５を配置して、給気シャフト４０内を清掃口４４から拭き掃除した際に落下した汚れを可動式底面板４５の上に落して、最後に可動式底面板４５の上面に設けられたフック４６を用いて、引き上げて可動式底面板４５の上面にある汚れを拭き取ることにより、給気シャフト４０内をより清潔に保つことができ、この給気シャフト４０から供給される給気をよりクリーンにすることができる。また、本発明で使用する給気シャフト４０の内表面には、空気中に飛散しない抗菌剤あるいは防黴剤などの安全な薬剤処理を施すこともできる。さらには、シャフト内点検のための照明に殺菌灯を設けてもよい。このように本発明で使用する給気シャフト４０には、給気シャフト４０内を衛生的に維持する為の種々の手段を具備することができる。
【００５４】
このような給気シャフト４０には、各居室６０に給気を行うための給気口５０を有しており、それぞれの給気口５０には、この給気口５０を開口面積を調整して流出空気の流量を調整するための開口調整部材５２が配置されている。この開口調整部材５２は、ダンパー形式であってもよいが、給気シャフト４０の形状が、円筒である場合には、図９に示すように、給気シャフト４０の曲率に沿ったシャッター５２ａであってもよい。このシャッター５２ａは、両端部が挟持具５２ｂによって上下動可能に挟持されており、シャッター５２ａが下方に下がることにより、給気口５０の開口面積を調整することができるように形成されている。また、給気口の背面には防火ダンパーを設けることが好ましい。
【００５５】
本発明で使用される給気シャフト４０には、換気対象空間に開いた給気口５０が複数個設けられているが、この給気口５０は、一般的に家庭用で使われている簡便な風量調整が可能なものであることが好ましい。給気口５０から噴出す空気の方向は、給気口のフィン、給気口の設置の向きなどにより調整される。また、給気口の背面に防火ダンパーを設ける場合もあるが、防火ダンパーの弁の開閉の調整により風量調整が行われても良い。給気口５０は、給気シャフト４０がシャフトスペースに収められている場合には、シャフトスペースの外側に設けられる。必要換気空気量は設計時で既に把握されているが、その確認は、各給気口の風量測定で行われる。
【００５６】
一般に給気シャフト４０は通常はシャフトスペースに収められており、このシャフトスペースには給気シャフト４０内の点検、清掃の為の作業が可能な扉等の開口部が設けられている。ただし、シャフトスペースは、室内デザイン的な要素が強く、機能的には本発明での給気シャフト４０に必須のものではない。
【００５７】
給気シャフト４０に設けられた給気口５０から室内に適切な空気量が給気されるが、この適切な空気量は、或る給気口が負担すると計画された必要換気量の空気の量である。この量は従来の換気基準と設計法から算出される。給気シャフトから給気される給気量の総和は、室内の換気対象空間に必要な換気空気量の総和である。
【００５８】
所定の換気対象空間への給気量の調整は、給気シャフト４０に開閉自在に形成された給気口５０の開閉の程度、またはそれに付属する防火ダンパー４８の開閉の程度等によって行われ、風量測定によって風量確認が行われる。また、給気の風向は、給気口５０のフィンの調整あるいは取り付け向きにより調整することができる。
【００５９】
なお、上記のような構成を有する給気シャフト４０は、小規模な建築物の場合にはその中央部を、またある程度大きな建築物においては複数部を縦に貫く空間であり、煙突効果を有することから、非常の場合に備えて防火遮断壁４５を配置することが好ましく、この防火遮断壁は、図８に示すように給気シャフト４０内に配置することもできるし、上記のようなシャッター５２ａを用いて、給気口５０を一斉に閉じることによって防火遮断壁とすることもできる。
【００６０】
上記のような給気シャフト４０に設けられた給気口５０は、室内空間６０に給気を行う。この給気される室内空間は、居室であっても、非居室であってもよい。即ち、本発明で採用する全般換気にとって、給気される空気は、汚染源のあるクリーンゾーンに直接給気してもよいし、また、空気を導入しやすい廊下あるいは階段室などの非居室に給気してもよい。また、全般換気される居室またはこれに準ずる室内空間であって換気対象の空間にも給気されることは勿論である。
【００６１】
このように給気シャフト４０から給気された新鮮な空気は、所定の室内空間に設けられた還気口７０で集められる。本発明において、還気は、従来謂われていたクリーンゾーンおよびダーティーゾーンの両方で行われる。
【００６２】
給気シャフト４０から給気される空気は新鮮空気であり、室内の汚染は受けていない。
このような空気の流れを形成するための運動エネルギーは、還気口７０に接合した排気手段８０に設けられた第一種機械還気装置の還気側のモーターＭ2による機外静圧による吸引力である。
【００６３】
本発明において還気口７０は、所謂クリーンゾーンおよびダーティーゾーンに設けられており、給気シャフト４０の給気口から供給されて居室内あるいは非居室内を通過することによって汚染された空気は、この還気口７０から吸引される。この還気口７０は、出来るだけ汚染源近くに設置されるのがよい。特に、住宅の気密化によって、臭気、余分な水蒸気、あるいは熱は住居の中に留まる傾向があることから、こうした臭気、余分な水蒸気あるいは熱は、発生場所近傍に設けられた換気口から直ちに除去する必要がある。
【００６４】
本発明では、各居室あるいは非居室に還気口７０が配置されており、給気シャフト４０から供給された空気の移動距離は非常に短く、従来のように、クリーンゾーンで汚染された空気が家の中を流れてダーティーゾーンに設置された還気口で吸引されるといったことは殆ど無い。汚染源近くで還気されるからである。室内から還気された空気は、ダクト７１を通って第一種機械換気装置の排気手段８０から屋外に開いた排気口９０を通って屋外に排気される。
【００６５】
なお、本発明では、給気シャフト４０を用いて住宅の換気を行うものであるが、給気シャフト４０からの室内への給気が、距離あるいは隔壁、障害物等によって換気対象空間にスムースに流れない場合等において、例えば第一種機械換気装置の給気手段３０から給気シャフト４０に至る接続部で、給気シャフト４０への空気を分岐して、一部従来の給気ダクト方式を併用することを拒むものではない。
【００６６】
さらには、居室空間が空気の流れが分断されるように細切れに計画されるような場合には、給気シャフト４０に接続された各居室空間へ個別に給気するダクトを用いて給気を行っても良い。図示はしていないが、給気のための空気の搬送が縦方向に関しては、給気ダクトが行い、横方向は給気シャフトに接続した従来ダクトが行う事になる。給気シャフトに付随した給気口がダクトによって給気シャフトから延長された形になる。この場合には、給気の衛生面でダクト部分に不安を残す事になるが、従来のダクト方式よりは衛生的な管理が容易である。
【００６７】
なお、上記の説明は、給気シャフト４０は、この住居に対して一本配置した例に基づくものであるが、給気シャフト４０は二本以上配置してもよいことは前述した。
本発明の換気構造を図３、図５を参照して説明する。
【００６８】
図３、図５は、中小規模の戸建て住宅の換気構造の例である。このような中小規模の戸建て住宅において、換気量は、例えば１５０〜２００ｍ3/時間程度の風量である。
図３、図５では、屋内のほぼ中央のホールに、壁に接して給気シャフト４０を収めているシャフトスペースが配置されている。小屋裏２０には吸気口１０、ダクト１１、第一種機械換気装置の吸気手段３０、ダクト、給気シャフト４０上部があり、天井を通過して室内に略垂直に一階床上まで伸びている。ただし、前述したように給気シャフトの底面が１階天井近傍にあり、そこで給気シャフトが止まっており、給気シャフト底面と天井面との間に給気口５０がある場合も本発明の請求の範囲である。給気シャフト４０からは、防火ダンパーのついたフィン付きの複数の吸気口５０が各階の室内空間に向かって開いている。
【００６９】
還気口７０は、汚染源の有る近く、例えば居室の窓側や、洗面所、トイレ中央などに設けられている。
また、換気対象空間への給気がシャフトから非常に容易に行われるようなオープンな空間計画の場合には、シャフトの給気口を開放し、シャフトスペースの壁面にグリルやガラリを設けて、そこを通して面としての給気を行っても良い。この場合には気流速度が緩やかでありソフトな給気が可能になる。
【００７０】
また、本発明では、前述のように給気と還気との間で熱交換を行うことが好ましい。即ち、換気による熱負荷は、生活の向上とともに年々大きくなってきている。熱交換なしに室内の空気を外気と置き換える換気は、暖房時に加熱された空気や冷房時の冷却された空気と外気とを交換することになり、結果的には空気に対する仕事量を空気の温度差として屋外に捨てることになる。熱交換は、その仕事量を熱エネルギーとして回収するものである。その意味では仕事量のリサイクル、リユースである。一般的には、第一種機械換気における熱交換は、換気装置内部の給気手段３０と還気側である排気手段８０との間に熱交換素子１６を介在させて、双方の空気を直行または対向に流すことによって熱交換を行う。さらに、本発明では、顕熱だけでなく潜熱をも交換することができる機種を用いることから、透湿性の熱交換素子が使用される。本発明は、熱交換そのものに関するものではないが、第一種機械換気に熱交換タイプの熱交換装置を採用することが望ましい。これにより、還気の熱は相当程度が給気へ移行させることができ、還気中の熱エネルギーを回収することが可能であり、また給気の気温も或る程度室温に近い状態になる。給気の空気温度が室温に或る程度近ければ、それだけ熱的な不快感を給気によって受けることは小さくなる。
【００７１】
夏季の日中、冬季の夜中など外気温が、人の感じる快適気温と大きく異なる場合には、上記のような熱交換は快適さの面からも、また、省エネの面からも熱交換が必要であるが、外気温が室内気温よりも快適な場合は、熱交換は不要である。その場合の還気は、熱交換を行わない普通還気が行われる。
【００７２】
近年、熱交換する時と普通換気する時を温度センサーで感知してプログラムによって運転条件を設定する熱交換タイプの第一種機械換気装置が生産されており、本発明ではこのようなプログラムを組み込んだ熱交換装置を用いることができる。このような装置を用いることにより、本発明の独自の換気計画の考え方の中に、従来の第一種機械換気装置による住宅の換気構造を組み入れることができる。この様に、全熱（潜熱と顕熱）熱交換を行い、かつ普通換気の機能を持つ第一種機械換気装置を給気手段３０と排気手段８０として用いることにより、環境調整手段１４をかなり軽微に、または不要にすることも可能である。
【００７３】
一般的に第一種機械換気は、給気と還気との量が等しく、バランスしているのでバランス換気といわれることもある。第一種機械換気方式は、給気と還気との量的バランスをとることによって、原理的には第二種機械換気あるいは第三種機械換気のような室内の正圧、負圧を利用して換気空気の吸気や排気を行う方式とは異なる。
【００７４】
室内の換気については、従来の第一種機械換気のトータルとしての給気量と排気量の考え方で良いが、従来の第一種機械換気においては、住宅の床下、壁内、小屋裏などの躯体内空間についての吸気および還気に関しては考慮されていない。
【００７５】
本発明は、上記のように主に床上の居室部などに対する新たな換気構造を提供するものであるが、さらに、これに加えて、住宅の躯体内空間の換気構造をも提供するものである。
【００７６】
すなわち、本発明の二つ目の住宅の換気構造は、建築物の基礎上面より上方に設けられた吸気口、多くの場合は小屋裏に設けられ該吸気口から屋外の空気を機械的手段を用いて吸気するとともに、該吸気した空気を換気対象空間である室内に供給する給気手段、該給気手段に接合して小屋裏から略垂直に床下まで貫通する給気シャフト、該給気シャフトに設けられた開口部から給気シャフト内の空気を室内に供給する給気口、および、室内に設けられた還気口を介して該室内の空気を機械的手段を用いて屋外に排気する排気手段とを有する建築物の換気構造であって、
上記吸気口から機械的手段によって強制吸気された屋外の空気を、小屋裏から略垂直に床下まで貫通するように設けられた給気シャフトに供給し、開閉自在に形成された給気口を経て室内空間と、階間の天井懐および／または床下空間とに空気を給気し、室内空間に給気された空気は、室内に設けられた還気口を通って機械的手段を有する強制的な排気手段により強制的に屋外へ排気されるとともに、天井懐および／または床下に給気された空気は、壁内通気層を通して小屋裏に設けられた送風装置である小屋裏換気装置によって集められて、外気に接する排気口を通して強制的に屋外へ排気することを特徴とするものである。
【００７７】
即ち、この換気構造は、上述した室内空間を対象とした給気および還気に加えて、床下、階間の天井懐、小屋裏などの躯体内空間にも給気を行い、これらの部分に給気された空気を機械的に回収して排気するものである。
【００７８】
従って、第一種機械換気装置である給気手段３０から供給される空気量は、床下空間、天井懐、小屋裏２０の躯体内空間に給気される空気の分だけ多くなる。即ち、室内からの還気量に比べて床下空間、天井懐、躯体内に供給する空気の分だけ、給気シャフト４０から供給される空気量が多くなるように、給気手段３０に用いる給気用のモーターＭ1の出力を大きくする。
【００７９】
給気シャフト４０の底部を床上に設ける場合と比較すると、一般的に床上の換気を行うには一時間あたりの必要給気量が１５０〜２００ｍ3／ｈｒ.程度である住居の場合、床下空間１００にまで給気すると、或る場合には必要給気量は、２００〜２５０ｍ3／ｈｒ.程度必要になり、従って、給気手段３０に配置されるモーターＭ1として、の出力が１３０％〜１５０％程度高いモーターＭ1を配置して給気を行うか、または電流量を調整しえるように工夫されたモーターを用いて給気を行う。
【００８０】
ここで使用される給気シャフト４０は、小屋裏から床上まで垂下した給気シャフト４０と同様のものを使用することができ、この床下空間１００にまで延設された給気シャフト４０の床下空間１００部分にも給気口５０が形成されている。
【００８１】
また、この給気シャフト４０は、住居の一階と二階との間、即ち、天井懐１１０にも給気口５０を設けることが好ましい。
給気シャフトを用いた本発明による給気方法は従来の第一種機械還気方式の給気に関する不合理性と住人の衛生に関する不安を取り除くものであるが、還気に関しても還気シャフトを用いて、維持管理しやすく、かつ合理的な施工が可能な還気シャフトを設けた住宅の換気構造を構成することができる。
【００８２】
本発明において、還気については従来のセントラル方式による第一種機械換気の還気側に、室内に設けられた還気口からダクトを通して、蛸足式に還気空気を集めることが出来るが、図６に示すように、維持管理しやすく衛生的な、合理的施工が可能な還気シャフト１２０を用いることが好ましい。
【００８３】
本発明は、室内に設けられた還気口に接続した、天井、壁の内側に配管されたダクトが、排気手段と連結された還気シャフトへ接続されており、室内の空気は還気口を通してダクトに入り、ダクトから還気シャフトに集中され、しかる後に排気手段をとおって排気口から屋外に排出されることを特徴とするものである。実施例としては、図６に見られるように、第一種機械換気装置による還気に際して、天井もしくはその近辺の高さに設けられた還気口７０からのダクト７１が還気シャフト１２０へ接続され、その還気シャフト１２０が第一種機械換気装置の排気手段８０と連結されている。還気シャフト１２０は、小屋裏２０から1階の還気口が設けられる天井近傍の高さの間に設けられる。
【００８４】
還気シャフトの断面１２０の大きさは、還気口７０からのダクト７１との接続のために還気口からのダクト７１と同じまたはそれ以上の大きさを必要とするが、第一種機械換気装置に設けられている還気口の大きさに等しいか、またはそれ以上でかつ１５cm以上あれば施工は可能である。
【００８５】
還気シャフト１２０を用いることにより、従来の給気ダクトと同じような、還気ダクトの振り回しの欠点を解決することができる。従来の還気ダクトの衛生的な維持管理は、室内から出てゆく空気であることから、ゴミが室内には入ってこないという予想のもとに、さして問題にはならないと考えられていた。しかしながら、多くの場合、ダクト内部や機械換気装置の換気側内部は、室内に給気された空気よりも遥かに様々な物質による汚染がひどいのが実状である。このような汚染された室内の空気を排出するために換気を行うのであり、換気された空気が居室内に戻ることはないという意味では従来の第一種機械換気においても換気の機能を果たしていることも事実であるが、換気口やダクトに堆積したゴミをそのままにしておくことは、衛生的な居住空間を形成する上で好ましいものであるとは言えない。例えば、機械的に居室内空気を吸引する還気口からのゴミの落下、機械還気装置内の熱交換素子の汚れによる効率の低下、雑菌の繁殖の養分の蓄積など、塵埃の堆積による非衛生的な状態などが想定される。
【００８６】
本発明は、個々の還気口から引かれるダクトを短くし、かつ略垂直に還気シャフト１２０を設けることにより、給気シャフトと略同じような管理機能上の効果を得ることができる。つまり、室内の空気は還気口を経て従来のダクト７１により横方向に搬送され、ダクト７１が接続している還気シャフト１２０により縦方向に搬送されることになる。
【００８７】
本発明で使用される還気シャフト１２０は、通常は給気シャフトの要件と同じように構成される。すなわち、シャフト内面が拭き掃除できる素材で形成されている。さらに、空気搬送時の圧力損失小さく、給気口取り付け等の加工がしやすいものであれば良い。このような還気シャフト１２０の例としては、紙製シャフト、プラスチック製シャフト、金属製シャフト、木製等のシャフトを挙げることができる。特に本発明では、汎用的なポリ塩化ビニルパイプを利用すれば、コスト、入手しやすさ、維持管理等において有利である。また、場合によっては、消音のためにグラスウールダクトを用いる場合もあるが、グラスウールシャフトを使用する場合には、シャフト内面を清掃しやすく加工することが望ましい。また、空気の搬送時の静圧や、設置工事をしやすくする為には、還気シャフト１２０は、自立できて、形態が維持できる為の或る程度の強度を有している。ポリ塩化ビニルパイプからなる還気シャフトはこれらの要件をある程度満足している。
【００８８】
本発明において、還気口７０は、一般的に家庭用で使われている簡便なものでよいが、風量調整が可能なものを使用することが好ましい。また、還気口７０の背面に防火ダンパーを設ける場合も有るが、防火ダンパーの弁の開閉の調整により風量調整が行われても良い。必要換気空気量は設計時で既に把握されているが、その確認は、各給気口の風量測定で行われる。
【００８９】
上記のような還気シャフト１２０が収められているシャフトスペースは、還気シャフト内の点検、清掃の為の作業が可能な扉等の開口部が設けられていることが好ましい。ただし、シャフトスペースは、室内デザイン的な要素が強く、機能的には本発明での還気シャフトに必須のものではない。
【００９０】
本発明において、上記のような還気シャフト１２０の設置本数は、必要換気空気量と第一種機械還気装置の能力、及びその配置によって決定されるが、例えば時間当たり２００ｍ3程度の必要換気量の場合であれば、一本で賄えることになるが、これを多数本に分散させることもできる。
【００９１】
上記のような給気シャフト４０，還気１２０は、シャフトスペースに収容することができる。このシャフトスペースには、給気シャフトまたは還気シャフトを単独で収容することもできるし、給気シャフト４０および還気シャフト１２０の両方を収容することもできる。シャフトスペースの配置と給気、排気シャフトとの組み合わせは、個々の住宅において最適に設定されれば良い。竪穴空間としてシャフト関係を纏めて収納できるようなシャフトスペースであれば、建物の全体計画にもかなりの合理性を得ることが可能である。
【００９２】
図６には、給気シャフト４０と還気シャフト１２０が、二階の居室６０の間に設けられたシャフトスペースに納められた態様の例が示されている。この二階の室内空間６０には、給気シャフト４０に設けられた給気口５０から小屋裏２０に設けられた給気手段３０のモーターＭ1によって送り出された空気が供給される。また、給気シャフト４０は、二階と一階との階間の天井懐１１０にも給気口５０を有しており、天井懐１１０にも、空気が供給される。さらに、給気シャフト４０は、床下空間１００にまで延設されており、吸気シャフト４０の床下空間１００部分に設けられた給気口５０から床下空間にも空気が供給される。二階の室内空間６０および一階の室内空間６０には、それぞれ還気口７０が設けられており、小屋裏２０に設けられた排気手段８０のモーターＭ2によって吸引された居室内の空気は、各居室６０の天井に配置された還気口７０から吸引されて、ダクト７１を介して還気シャフト１２０に導入される。
【００９３】
この還気口７０には、還気される空気量を調整することができるように、その開口部の面積を調整できるように形成されており、この開口部の面積の調整手段が防火ダンパーを兼ねていてもよい。
【００９４】
還気シャフト１２０には、給気シャフト４０と同様に、点検口１２２および清掃口１２３が形成されており、また、還気シャフト１２０の底部は、取り外し自在の底面板１２４によって密閉されているが、この底面板１２４は、還気シャフト１２０内を掃除する際に取り外して内部にたまった塵等を除去できるように形成されている。
【００９５】
このような還気シャフト１２０の上端部は、給気シャフト４０と同様に、防振材からなる防振性ジョイント１２５または/かつ蛇腹型の防振ジョイント２７を介してダクト７１と接合している。このダクト７１は、小屋裏２０に配置された排気手段８０に接続されており、この排気手段８０内に設置されたモーターＭ2の駆動力により、室内空間６０の空気を還気すると共に、集められた空気をダクト８２を通して排気口９０から屋外に排気する。なお、ダクト８２には、必要によっては、空気の逆流を防止するための逆止弁１２９、排気口９０からの火気の侵入に備えた防火ダンパー１３０などを設けることができる。
【００９６】
上記のように本発明の住宅の換気構造においては、給気シャフト４０を用いて室内空間に直接強制給気を行うとともに、この給気された空気を、従来のようにダーティーゾーンに流して排気するのではなく、汚染された空気の移動距離をできるだけ短くして、適宜室内に設けられた還気口から機械力を用いて強制的に排気するものである。そして、給気のために給気シャフトを用い、さらに好ましくは還気のために還気シャフトを用いることにより、シャフト内を常に清潔に保つことができ、従って、室内の空気を常に清潔な状態に維持することが可能である。
【００９７】
本発明においては、これまでの給気シャフトが専ら室内への給気を目的としていたことに加えて、給気シャフトは、1階天井懐（2階床下）、基礎床下の空間へも給気することができる。
【００９８】
すなわち、基礎上面より上方に設けられた吸気口から機械力を用いて強制的に屋内に取り入れられた屋外空気は、小屋裏から略垂直に床下空間まで貫通するように設けられた給気シャフトに送風され、開閉自在に形成された給気シャフト給気口をへて室内空間と床下空間とに給気される。しかる後、室内空間に給気された空気は室内に設けられた還気口とダクトを通って機械力を用いて強制的に屋外へと排気され、1階天井懐や床下空間に給気された空気は壁内通気層を通って小屋裏に設けられた送風装置である小屋裏換気装置によって集められて、外気に接する小屋裏排気口を通して強制的に屋外へと排気される。以上のように本発明は、室内の換気と床下空間、壁内、小屋裏などの躯体内の空間の換気・通気を一挙に行うものである。
【００９９】
そして、本発明の住居の換気構造では、居室など人が生活をする場所だけでなく、建築物全体に上記のような換気構造を採用することが可能である。
本発明では、上記のような室内空間への機械力による強制的な給気、および、機械力による強制的な還気に加えて、床下空間１００、天井懐１１０、躯体内等の建築物を構成するが人が居住しない部分についても給気および還気を行う。
【０１００】
一般に床下に給気する目的は、木造建築の躯体内が持つ機能を維持、増進させ、さらに室内への不快な影響を抑制し、良好な温熱的影響を促進することに有る。それは、具体的には床下空間に給気することで、給気された空気が、床下空間から壁内、壁内から小屋裏、小屋裏から屋外へと排気されることによって達成される。すなわち、躯体内の空間の換気である。
【０１０１】
具体的には、給気シャフト４０を床下空間１００まで延設して、この給気シャフト４０の底部近傍に設けられた給気口５０から床下空間１００に空気を導入する。図１０に示すように、床下空間１００は、通常はべた基礎１３１で囲われており、このべた基礎１３１には、基礎外断熱が施されていることが温熱的には好ましいが、状況により基礎内断熱で断熱が行われていても本発明の利用を妨げるものではない。なお、図１０に示すべた基礎布部には、断熱材１３３が設けられており、図１０ではべた基礎布部の外側に配置された外断熱構造の断熱構造が示されている。
【０１０２】
また、床下空間を形成する基礎の形式は、べた基礎が好ましいが、布基礎と防湿コンクリートを併用する基礎であっても構わない。床下空間が、断熱、気密されていて、衛生的な状態が維持されるように形成されていれば、とりあえずは本発明を実施することが可能である。床下に給気された空気は、湿気が溜まりがちな床下を室内空気と同じ良好な空気質で通気することによって、床下空間を良好な状態に保つことを可能とする。従来、床下空間の状態は、軽視されがちであったが、建築物の気密化が進むに連れ床下の弊害が無視できなくなってきた。このため床下の通気確保の工夫が見直されるようになり、様々な床下換気扇が生産されているが、本発明は床下空間の換気を室内換気の延長として捉え、その問題を解決しようとするものである。
【０１０３】
床下に給気された空気は、建築物の壁面に配置された断熱材１３３と室内下材１３４との間隙に形成された壁内通気層１３５を介して小屋裏２０に導入される。
この壁内通気層は、温熱的には外壁の断熱材と室内下地材とに挟まれた空間であれば良い。断熱材と室内下地材との間に、例えば合板やアルミ箔等の面状部材等があっても本発明の効果には本質的な変化は無い。また、室内間仕切りなどの中空内部も壁内通気層になりうる。本発明における壁内通気層とは、断熱材と室内下地材とに挟まれた空間、及び、または室内間仕切り内部の中空となっている空間であって、床下から小屋裏まで連通している空間をいう。これら壁内通気層において温熱的に重要なのは、建物外皮を構成する外壁に設けられた壁内通気層である。建物外皮は室内の温熱的環境状態を決定する大きな役割を持つが、その性能の確保の為に断熱材が重要な機能を果たす。本発明における断熱の方法としては、充填断熱（内断熱）、外張り断熱（外断熱）のいずれの工法であっても構わない。断熱材と室内下地材とによって形成される空間が通気を行えるように作られればよい。ただし、一般的に言うならば、軸組み構造の場合には、外張り断熱工法の方が通気層を作りやすいことは周知のことである。さらには、壁内通気層に要求される層としての機能確保の為の気密性能も外張り断熱工法の方が確保しやすいことも周知である。以上のことから、本発明においても外張り断熱工法を推奨する。なお、基礎の断熱や小屋裏の断熱も外張り断熱工法で行えば、確実な断熱性能と気密性能が得られ易いことから、建築物の断熱・気密工法として完全な外張り断熱工法は、本発明に適した工法といえる。
【０１０４】
床下空間に給気された空気は、上記の壁内通気層を通って、小屋裏空間へと移動する。小屋裏空間への空気の移動の主なる原動力は、小屋裏に設置された小屋裏換気装置１４０による負圧である。小屋裏２０には、小屋裏換気装置１４０が配置されており、床下から壁内通気層を通って来た空気を屋外へと排気する。この排気の際、たとえば、小屋裏の妻壁に設けられた小屋裏専用の吸気口（小屋裏換気専用吸気口）１５０から吸気される小屋裏換気用の空気と伴に、床下からの空気も排気されることになる。小屋裏換気専用吸気口１５０から小屋裏２０に導入され、小屋裏換気装置１４０から排出される空気流に同伴されて小屋裏換気口１４１から屋外に排出される。
【０１０５】
小屋裏換気専用吸気口１５０を設ける理由は、夏季及び中間期における小屋裏の温度上昇を抑制するに必要な小屋裏換気空気量が、多くの場合、床下からの空気量では不足する為である。小屋裏の温度上昇は、小屋裏の換気によって抑制されるが、屋根の地垂木の外側に断熱する外張り断熱工法が施工されていれば、その効果は助長されることになる。このことは、屋根の外張り断熱工法によって、先ずは夏季などの強い日射による屋根面からの熱の進入を少なくし、さらに進入してきた熱を小屋裏換気によって屋外へと排熱すると表現することも可能である。さらに、換気に係わる諸設備の設置や後のメンテナンス等を考慮すると、小屋裏空間が使いやすい屋根外張り断熱工法は、その意味でも本発明に適した工法である。
【０１０６】
また、本発明の換気構造では、一階と二階との間の天井懐１１０にも給気シャフト４０の給気口５０が開口しており、天井懐１１０にも給気シャフト４０から新鮮な空気が供給される。
【０１０７】
天井懐１１０は、床下空間１００から建築物の壁面に形成された壁内通気層１３５に連通しており、これらの通気層を床下空間１００から小屋裏２０に向かって上昇する空気流に同伴されて小屋裏２０に搬送される。
【０１０８】
そして、小屋裏２０に設けられた小屋裏換気装置１４０の吸気力が駆動力になって小屋裏換気空気とともに屋外に排出される。
本発明の換気構造では、給気シャフトから床下空間への給気が行われるのは、主に夏季の室温が上昇するときであるが、春、秋等の中間期あるいは梅雨、秋雨期のように湿度が高くかつ気温が上がる日中なども床下空間への給気が行われる。従って、本発明の換気構造において、床下空間あるいは天井懐などへの空気の供給は、冬季間、特に暖房時以外の時期であり、暖房時は床下空間などへ給気を行うことを特に必要とするものではないが、それ以外の時期には、床下空間１００、または/かつ天井懐１１０へ給気を行い、こうして給気された空気を壁内通気層を介して小屋裏２０に流通させることにより、建築物全体の状態を最良の状態に保つことができる。
【０１０９】
すなわち、一般的に、住宅建築の小屋裏は、冬季以外の季節において他の屋内空間よりも温度が上昇しやすい空間であり、特に夏季の日中から夜間に関しては小屋裏２０にある暖気が、小屋裏直下の部屋にこうした小屋裏２０の熱が流入することになり、小屋裏直下の部屋の室温も上昇する傾向がある。このような現象がひどい場合には、外壁上部までもが小屋裏の温度上昇によって熱せられ、焼け込みといわれる現象さえ生ずることがあり、住宅建築に多大なダメージを与えると伴に、居住者には大きな負荷を与えてしまうこともある。本発明の住宅の換気構造を用いて、屋外の空気を機械力により強制的に床下空間１００に供給し、この床下空間１００に供給された給気を住宅の壁面に設けられた壁内通気層１３５を用いて小屋裏２０に搬送することにより、建築物の躯体を冷却するとともに、小屋裏２０の熱を排出することが可能である。
【０１１０】
また、本発明において、給気シャフト４０を用いて床下空間１００に給気を供給して、壁内、小屋裏、屋外への排気という躯体内の空間を通気させることにより、上記の室内への熱的な影響を緩和する以外にも幾つかの効果が利用される。
【０１１１】
たとえば、躯体内空間の乾燥に伴う木材の過度の乾燥を防止することができ、木材の呼吸を確保し、さらには、湿気溜りを無くすことによって、黴の繁殖の抑制などを行うことができ、木材の健全さを保つことが可能である。木材の健全さの維持は、地震国である日本においては不可欠の必須事項であり、耐震性能の確保の前提をなすものであることは、周知のことであるが、しかし、実際には往々にして無視されることも少なくない。本発明は木材の健全さの維持を、あえて手を掛けないで、躯体内の換気を行うことで無理なく行わせる発明でもある。耐震対策を施した住宅に本発明の換気構造を組み込むことができるのは勿論である。
【０１１２】
このような躯体内の通気を形成する建築物の工法の先行技術としては、たとえば、実用新案『建築物の棟換気装置』（公開番号  実開平  2-118019公報）や実用新案『建築物の断熱構造』（公開番号  実開平  2-56207号痕法）及び実用新案『通気循環構造を利用した建築物の壁構造』（公開番号  実開平  1-79706公報）等（以下、当該工法と言う。）がある。躯体内の通気を図るという発想を用いた工法は、他にも散見されるが、当該工法は床下換気口を除けば、全く完全な外張り断熱工法であり、その断熱・気密や居住環境の水準は他工法を抜いて高いと言われ、多くの実績が積み重ねられている。よって、本発明においては、当該工法を検討しておけば充分である。
【０１１３】
具体的に当該工法を例にして躯体内の通気を形成する方法を説明すると、当該工法は、床下換気口から屋外空気を床下空間に取り込んで、外張り断熱材と室内下地との間の空間を小屋裏に通じる壁内通気層として用いている。室内間仕切壁の内部中空部も通気層として用いる点では、本発明と同一である。当該工法によれば、床下から外気を取り入れて、壁内通気層を通して、小屋裏まで空気を上げる原動力は、浮力である。その浮力は、室内温度、正確には壁内通気層の温度が、外気温よりも高い時にのみ生ずる浮力である。よって、温度条件が逆転すれば、空気は床下から入ってくるのではなく、逆に小屋裏換気口から吸気して、壁内通気層を通って、床下換気口から出てゆくことになる。このように、自然浮力を利用して目的を達成することは、大きく温度条件に左右されることになる。また、当該工法に関連して小屋裏にファンを用いたものも工夫されているが、上記工法に開示されている限りでは、プロペラ式のファンであり静圧を得るには適したものではなく、屋内外の温度に依存することになる。本発明は、このような温度条件に依存した躯体内の換気方法ではない。また、本発明では室内の換気空気と躯体内の換気空気とは同一であって、当該工法のように床下換気口近傍の空気という偶然に任せた、関与し得ない空気、制御されていない空気ではない。
【０１１４】
本発明と本質的に異なる点は、床下換気口の有無、それ故、躯体内の換気に如何なる空気を利用するかと言う点が決定的に異なる。それと伴に、室内の換気と躯体内の換気の関係やそのあり方も必然的に異なるものとなる。さらには、本発明のような室内空間に関する換気計画の基本的考えやその実施の仕方、手段や装置及び建築物との関連も異なることになる。要するにそれらの相違は、躯体内の換気や壁内通気に用いる空気の質に係わる技術思想がまったく異なるところに起因する。
【０１１５】
本発明の建築物、特に住宅の換気構造では、躯体内の換気・通気の基本構造は、既に述べたように室内換気の延長として給気シャフト４０を床下空間１００にまで延設して、屋外の空気を給気手段３０を用いて機械力により強制的に床下空間に供給し、この給気シャフト４０から床下空間１００に供給された空気を用いて躯体内換気・通気を行っている。これに対して当該工法における換気は、上述のように室内換気と全く別に屋外の空気を用いて躯体内換気・通気を行うものであり、本発明とはまったくその構造が異なるものである。また、当然のことであるが、当該工法には給気シャフトのような概念はない。すなわち、当該工法においては、室内の換気とは全く別のものとして、躯体内空間の換気・通気が捉えられている。
【０１１６】
さらに、本発明の建築物、特に住宅の換気構造においては、躯体内に取り入れる空気の質が、当該工法により導入される空気の質と異なる。即ち、当該工法においては、床下換気口には、床下換気口の設置場所との関係から流入する外気は地面を這って流入する。従って、梅雨、秋雨の多雨の時期での地表面上の高湿な空気が床下換気口から流入し、さらに夏季には、地面、アスファルトや犬走りを走る熱気を伴った高温の空気が流入する。また、流入する空気中には、必然的に土埃あるいは害虫なども含まれることがある。当然のことながら、住宅の立地条件次第では車からの排ガスや周辺の臭気、隣接畑地の農薬なども床下換気口から躯体内に入ってくる。当該工法では、室内空間は、床、壁、天井の下地と仕上げ材とで構成される僅かな厚さの区画材で仕切られており、これらの区画材で区画された室内空間と躯体内空間との間には少なからず間隙が存在するので、当該工法の場合には躯体内空間を換気することにより、躯体内を通過するはずの空気が室内空間内に侵入することを完全に防止することはできない。このため躯体内の換気・通気がかえって居室内の環境を悪化させるといった弊害が生ずる場合もある。すなわち、室内空間と躯体内空間との間では、空気の出入りに示されるように、熱、湿気、ガス、塵埃、有機物質などの環境構成要素のやり取り、出入りがあると考えるのが自然である。少なくとも、一般的な戸建て住宅はその様に作られているし、また、当該工法においても室内空間を区画する部材、方法については何も述べられていないことから、その様に考える事は、妥当性がある。
【０１１７】
生活の場である室内空間は、建築物の躯体内空間によって囲繞されているので、躯体内空間を通過する空気の質は、室内空間の空気の質にも多大な影響を及ぼすことから、住居の換気構造を計画する際には、躯体内を通過する空気の質をも考慮する必要がある。例えば、躯体内空間を通過する空気の状態によって、黴の発生を防止し、木材の不朽の抑制し、さらに、余分な湿気や熱の排出が可能になり、また、有害な揮発性有機物質の排出することができ、さらに、木材に適度な湿度を付与することもできる。従って躯体内空間を通過する空気質の良さは、建築物にとっても最適な環境を形成するに不可欠な要件である。その点に関しては、当該工法は単に外気を導入することのみに重点を置いており、その外気が躯体内空間の空気環境を作ると同時に室内へも少なからぬ影響を及ぼしていることへの配慮を欠く。
【０１１８】
本発明の建築物、特に住宅の換気構造で導入される空気は、住宅において人がより快適に過ごせるように調整された空気を、給気シャフト４０を介して各居室、非居室に供給されるものであり、本発明では、このような給気シャフト４０を床下空間まで延設して床下空間１００にも、室内空間に供給される給気と同一の空気を供給し、この床下空間１００に給気された空気を壁体に設けられた通気層を介して小屋裏２０に搬送しており、また天井懐７１にも同様の質の空気を給気している。
【０１１９】
即ち、本発明の建築物、特に住居の換気構造においては、住宅内で人が快適に生活するのに適した空気を建築物の床下空間、躯体内空間および小屋裏にも供給して、建築物の給気および排気を行っているのである。
【０１２０】
住居の居室内に給気される空気は、その家に取り込むことができ得る最良の状態の空気であり、本発明においては、このようなその家にとって最良の状態の空気を建築物の躯体内空間などにも供給して、建築物全体に最良の状態の空気を供給しているのである。
【０１２１】
つまり、本発明の建築物、特に住宅の換気構造においては、そこに居住する人間が呼吸する空気と躯体内空間を通過する空気とは同じである。躯体内空間の空気は人が生活をしない空間の空気であるから、何でも構わないということにはならない。本発明においては、躯体内換気・通気は、室内換気の延長として捉えられており、当該工法あるいはそれに類する工法とはその考えと実態とを全く異にするものである。
【０１２２】
上記のような観点から、屋外の空気を機械力を用いて強制的に給気シャフト４０から各居室等に行うとともに、この給気シャフト４０の下端部を床下空間にまで延設して、床下空間１００にも、各居室等に供給したのと同じ空気を給気する本発明は、当該工法に見るようなこれまでの躯体内に関する換気と室内の換気との関係、さらにはその根底にある換気計画の空気の質をも含めた技術思想に関して明らかに異なり、独自の進歩性と新規性また、有効性・効果に関して先進性を持つものと言える。
【０１２３】
さらに、本発明と当該工法との決定的な違いは、換気そのものの確実性にある。つまり本発明において確保される換気の通常の性能は、当該工法においてはかなり困難である。躯体内の換気・通気に用いられる空気の質が、本発明と当該工法では全く異なること、また、当該工法では床下換気口から入ってくる空気の室内への侵入を防止できないことは前述したが、換気の確実な確保という観点から見れば、前述の内容は当該工法において床下換気口を開放しているときは、換気の前提となる気密性が確保しにくいことを意味している。当該工法における気密性は、外張り断熱材またはその近傍で確保されている。室内空間を区画する床、内装壁、天井などで気密性が確保されているわけではない。その点では本発明も同様である。しかし、当該発明において床下を閉鎖している時は、床下換気口と断熱材などにより建物全体としての気密性は確保されるが、床下換気口を開放した時には、住宅全体の気密性は確保し得ない。室内空間と躯体内空間との間では、空気の出入りに示されるように、熱、湿気、ガス、塵埃、有機物質などの環境構成要素のやり取り、出入りがあると考えるのが自然である。ということは、すなわち換気装置が稼動していても、実際の換気がどの様に行われているかが不明になることを意味している。換気装置は稼動しているものの、換気の為の空気が何処から入って、室内空間の中でどの様な経路を通って室外に出てゆくのかが把握できないことになる。室内空間における空気の移動の経路は換気計画の中心課題の一つであることは前述しているが、その経路を確保する為には換気用の空気が何処から入り、何処から出てゆくかが明確でなければならない。そのためには、建物全体の気密性が確保されていることが前提となる。しかし、当該工法において床下換気口が開放されている場合には、建物全体の気密性が確保されないことになることから、換気装置は稼動しているものの、換気そのものが行われていることさえ不明になる。
【０１２４】
たとえば、排気手段でつくられる室内の負圧を利用して外壁の所定の場所に設けられた給気口から外気を吸気するセントラル式第三種機械換気の場合には、給気口から吸気されるのか、そうではなくて、室内空間を区画する部材の隙間から室内に空気が入ってくるのかは不明になる。一般的には建物全体の気密性能（C値）が、次世代省エネ基準で要求される最低の気密性能であるC値：５の場合だと、給気口から入ってくる空気は２０％以下と言われている。すなわち、換気に必要な残りの空気は、何処から入ってくるのか分からない状態にある。このような状態で、室内空間が確実に換気されていると言い難いのは明白である。少なくとも換気の計画性は、実際のところ無いに等しい。室内空間の区画材のみで、気密性能C値：５以下を達成することには、困難であり、一般的に言われる気密性の無い建物のC値：１０よりも気密性が悪くなる。当該工法の床下換気口の開放は、換気と気密性の関係において、このような状態をもたらしてしまうとの大きな欠点を持っている。また、本発明の領域であるセントラル式第一種機械換気の場合にも、バランス換気であることから建物全体の気密性は第三種機械換気ほどには要求されないとは言われるものの、完全に吸気量と還気量とがバランスするわけではないことから、室内には微小な圧力変動が生じ、その結果、室内空間を区画する部材の隙間を通して空気の出入りが生じることは充分にあり、それだけ不安定な換気となることは否めない。建築基準法では換気と気密性に関しての規程は無く、それ故、室内の換気による空気の移動経路、換気効率などは問うてはいないが、換気装置だけが稼動しその換気がどの様にして行われているかが分からない様なことでは、換気の計画性を重んじる現代の戸建住宅の換気の意義を損なうものともいえる。
【０１２５】
このような当該工法に対して、床下換気口の設置及びその開放を躯体内換気の必須の条件とはしない本発明においては、当該工法の床下換気口の開放時における、換気にとっての致命的欠陥である気密性の喪失は、本発明においては通常は無いことは、本発明と当該工法の技術思想が全く異なることからも明らかである。
【０１２６】
ただし、計画的に床下換気口を設け、計画的に建物全体の気密性を無くす場合は別である。たとえば、新築時の基礎コンクリートから出る大量の水蒸気を直ちに大量に放出したい場合などには、床下に延設された給気シャフトの給気口から床下に給気される空気を利用して、床下の湿気を低下させる為には、床下換気口の設置とその一時的な開放は有効である。また、通常は閉鎖しているが、浸水などがありべた基礎内部に水が溜まった時などには、排水の為の開口部として有効である。このような場合は、当該工法が床下換気口を季節的に長時間開放して、その間は換気の前提である気密性を放棄することとは全く意味を異にすることは言うまでもない。さらには、建物の外側からのマイクロスコープ等を用いての目視点検にも、床下換気口は有効である。点検中の床下換気口の開放による建物全体の気密性は失われ、換気の計画性は崩れるが、短時間であれば実質的な支障はない。この場合には、床下換気口と言うよりも、むしろ基礎布部に設けられた点検口と言う方が正しい。図１０に示すような布基礎やべた基礎布部１３１に設けられた床下換気口１３２は、その様な機能を期待して設けられるものである。本発明によるからこそ床下換気口もその機能を新たに付与されると言える。この床下換気口１３２は、手動であるいは自動で開閉させることができる。
【０１２７】
このように本発明と当該工法を比較するとき、当該工法は単に夏季の躯体内に蓄積される熱の排出を第一の目的に置き、その副次効果としての木材の健全性の保持を目的としている。それ故、当該工法は、換気の技術的要件を軽視した為に、躯体内の換気・通気において、躯体内に導入される空気の質とその室内空間への影響、また、床下換気口を開放することによる躯体内の気密性の喪失と室内換気の計画性と換気効率の放棄については、殆ど無頓着な状態を作り出しているといえる。以上のことから、躯体内の換気・通気を図るということにおいては、本発明と当該工法とに外見的共通点を見出すものの、本発明は、上記の技術的内容において、当該工法とは技術思想を全く異にし、それ故その具現化も全く異にすると言える。
【０１２８】
本発明の住宅の換気構造は、上述のような構成を有するが、本発明の目的を逸脱しない範囲内で、種々改変することができる。
たとえば、床下空間を形成するための布基礎に排気装置を配置することもできるし、さらに床下空間にある空気を小屋裏に効率よく移送するためのファンを躯体内空間あるいは床下空間に配置してもよい。
【０１２９】
このように本発明によれば、住宅に新たな換気構造を導入することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明の建築物、特に住宅の換気構造によれば、室内空間の換気に関して言えば従来のように住宅をクリーンゾーンおよびダーティーゾーンに分けてクリーンゾーンに給気を行い、ダーティーゾーンから排気を行うのではなく、機械力によって吸気した屋外の空気を、小屋裏から下方に垂下された給気シャフトを用いて、給気口から換気対象空間である室内に供給し、さらに汚染源に対応して適所に設けられ、小屋裏に設置された機械力を用いた排気装置に接続した還気口から室内空気を還気して、屋外に排出する。
【０１３１】
従って、従来の換気構造のように、空気の流れる距離が短く、仮にクリーンゾーンに汚染源が存在したとしても、この汚染を住居全体に広げることなく、その居室内で還気して処理することができる。
【０１３２】
従って、本発明によれば、住居内に存在する汚染空気を住居全体に広げることなく、いわば局所的に処理することができ、室内空間を清潔に維持することができる。
さらに、本発明の建築物、特に住居の換気構造は、床下、壁内、小屋裏の躯体内の空間の換気について言えば、小屋裏から床下空間にまで給気シャフトを延設して、階間懐および/または床下空間にも給気を行い、この階間や床下空間の空気を建築物の壁部に形成された縦方向の壁内通気層を介して小屋裏に還流させ、小屋裏に別途設けられた小屋裏換気装置による負圧によって小屋裏還気専用の吸気口から吸気される外気に同伴させて、床下空間から小屋裏に入ってきた空気を屋外に排気する。
【０１３３】
このようにすることにより、室内空間に給気される空気と、階間や床下空間から躯体内通気層を通って小屋裏に導入される空気は、居室内等で人が呼吸する空気と同じ様に制御されたレベルの高い質の空気であり、躯体内空間を流れる空気の室内への侵入によって居室内が汚染されることがない。
【０１３４】
それと同時に、本発明においては建物全体の気密性を低下させること無く躯体内の換気・通気を行うことが出来ることから、室内空間の換気計画の確実性を常に確保することが出来る。
【０１３５】
このような空気による換気を室内空間と躯体内空間から構成される建築物全体に行うことにより、この建築物内で生活する人にとっても最良な空気環境をもたらすとともに、建築物をも最良な空気環境の中で維持することができる。
【０１３６】
本発明は、居住者の高齢化、それに伴う住空間の質の向上、特に室内温熱環境と空気質の健康性・快適性の実現、及び建物の長寿化、特に耐久性と維持管理という課題を背負ったこれからの建築業界、とりわけ最大の住宅供給の担い手である木造住宅を手がける工務店に、きわめて先進的な技術を提供するものである。このことはまた、地域の再興が叫ばれる近年において、建築物の換気構造という地域性の強い技術を通して、地域工務店の活躍の機会をつくる手段ともなりえるのであって、地域に密着した換気構造を通しての住宅建設を可能にするものである。それは、本発明が、単に換気に関する発明ではなく、建築物、とりわけ木造戸建住宅建築と一体になった換気とその構造に関する発明と銘打っている所以でもある。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】図１は、本発明における吸気、排気についての用語を説明する図である。
【図２】図２は、従来の住居において採用されていたクリーンゾーンとダーティーゾーンとの区分けを示す図面である。
【図３】図３は、本発明の建築物、特に住居の換気構造において、給気シャフトが床上まで設けられた態様を簡単に示す図面である。
【図４】図４は、本発明の建築物、特に住居の換気構造において、給気シャフトが床下空間まで延設された態様を示す図面である。
【図５】図５は、給気シャフトが配置された本発明の建築物、特に住居の換気構造における好適な態様を示す図である。
【図６】図６は、給気シャフトと還気シャフトとが設けられた本発明の住居の換気構造における好適な態様を示す図である。
【図７】図７は、小屋裏に配置される吸気手段および排気手段が一体化され、熱交換が行われる態様を示す図である。
【図８】図８は、給気シャフトおよび還気シャフトの例を示す図である。
【図９】図９は、給気シャフトおよび還気シャフトにおける開口部の開口面積を調整する態様の例を示す図である、
【図１０】図１０は、本発明の建築物である住居における布基礎部に設けられるダンパーの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、セントラル式の第一種機械換を従来の住宅に適応した場合の吸気・排気に伴うダクト配管の敷設状況を概念的に説明する図面である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０・・・吸気口
１１・・・ダクト
１２・・・防煙・吸気停止手段
１４・・・環境調整手段
１５・・・フィルター
１６・・・熱交換素子
２０・・・小屋裏
２１・・・ダクト
２２・・・ダクト
２３・・・ダクト
２４・・・加熱・冷却装置（吸気のコンディションを調整する手段）
２５・・・加湿器（吸気のコンディションを調整する手段）
２７・・・蛇腹型の防振性ジョイント
２９・・・支持基台
３０・・・給気手段
３１・・・防振ゴム
４０・・・給気シャフト
４２・・・点検口
４４・・・清掃口
４５・・・可動式底面板
４６・・・フック
４７・・・底面板
４８・・・防火ダンパー
５０・・・給気口
５２・・・開口調整部材
５２ａ・・・シャッター
５２ｂ・・・挟持具
６０・・・室内空間
７０・・・還気口
７１・・・ダクト
８０・・・排気手段
８２・・・ダクト
９０・・・排気口
９５・・・床上
１００・・・床下空間
１１０・・・天井懐
１２０・・・還気シャフト
１２１・・・開口部
１２２・・・点検口
１２３・・・清掃口
１２４・・・底面板
１２５・・・防振ジョイント
１２６・・・ダクト
１２７・・・ダクト
１２９・・・逆止弁
１３０・・・防火ダンパー
１３１・・・べた基礎
１３１a・・・べた基礎布部
１３２・・・床下換気口
１３３・・・断熱材
１３４・・・居室内壁
１３５・・・壁内通気層
１３６・・・外側通気層
１３７・・・建築物外壁
１４０・・・小屋裏換気装置
１４１・・・小屋裏換気専用排気口
１４２・・・小屋裏換気専用吸気口用開閉ダンパー
１４３・・・フィルター
１５０・・・小屋裏換気専用吸気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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