(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の上層階部分に屋外から外気を導入するための給気送風装置と、建物内の下層階部分から屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置とを備えた換気構造であって、冬期の暖房時に温度差換気力が生じ機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生しないように、前記給気送風装置による給気量と、前記排気送風装置による排気量とがほぼ同一風量であり、給気と排気の運転を同時に行い、前記下層階部分に関しては温度差換気力と前記排気送風装置による排気により外気が流入し、前記上層階部分に関しては屋外へ温度差換気力と前記給気送風装置による給気により室内空気が排出されることを特徴とする建物の換気構造。
【請求項２】
外気を導入するための給気送風装置に導入空気を加熱するための加熱手段を備えた、請求項１記載の建物の換気構造。
【請求項３】
建物内の上層階部分に屋外から外気を導入するための給気送風装置と、建物内の下層階部分から屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置とを備えた換気構造であって、冬期の暖房時に温度差換気力が生じ機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生しないように、前記給気送風装置による給気量と、前記排気送風装置による排気量とがほぼ同一風量であり、給気と排気の運転を同時に行い、建物内と屋外の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温度の大小を比較しその差から給気送風装置の風量と排気送風装置の風量とを建物全体の換気量を一定量に維持するように制御する制御手段を備えた建物の換気構造。
【請求項４】
建物内と屋外の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温度の大小を比較しその差から加熱手段の発熱量を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の建物の換気構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の換気構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の住宅では、省エネルギーの観点から気密性能を向上させていく傾向にある。気密性能を向上させた結果、従来の自然換気だけでは必要換気量を確保できない場合が多く、水蒸気の滞留を原因とする結露や、建材から発生する有害物質などが滞るなどの課題が生じ、何らかの機械換気が必要になっている。
【０００３】
そこで、機械換気として台所や浴室などの局所排気換気扇を利用して、住宅内を負圧に保ち、各居室の換気口から外気を導入し、室内の空気を台所や浴室などの局所排気口へ流し、住宅全体の空気流動を形成する。このような排気による換気方法が、特開平９−４０８２号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
屋外に比べて建物内の空気温度が高い冬期の暖房時においては、屋外と建物内の空気の浮力差により、図４に示すように下層階の外壁部分では屋外から建物内へ外気が流入する方向に力が作用し、上層階の外壁部分では建物内から屋外へ室内空気が流出する方向に力が作用する温度差換気が生じる。しかしながら、上記従来の排気による建物の換気構造の場合、図５に示すように機械換気による排気を行うことで建物外壁全体に屋外から建物内へ外気が流入する方向に力が作用し、上層階の外壁部分において温度差換気力と機械換気力の両者が打ち消し合い、上層階の部屋においては十分不可欠な換気が得られない。また下層階の外壁部分において温度差換気力と機械換気力の両者の力が加算され、下層階の部屋においては必要以上に外気が導入され、建物内の居住者が寒さを訴えるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、建物内外の温度差による影響を受けずに、継続的に各部屋毎の換気を行える建物の換気構造を提供する事を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の建物の換気構造は上記目的を達成するために、建物内の上層階部分に屋外から外気を導入するための給気送風装置と、建物内の下層階部分から屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置とを備えた換気構造であって、冬期の暖房時に温度差換気力が生じ機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生しないように、前記給気送風装置による給気量と前記排気送風装置による排気量とがほぼ同一風量であり、給気と排気の運転を同時に行うようにしたものである。
【０００７】
本発明によれば、継続的に各部屋毎の換気を行える建物の換気構造が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、建物内の上層階部分に屋外から外気を導入するための給気送風装置と、建物内の下層階部分から屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置とを備えた換気構造であって、冬期の暖房時に温度差換気力が生じ機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生しないように、給気送風装置による給気量と排気送風装置による排気量とがほぼ同一風量であり、給気と排気の運転を同時に行い、前記下層階部分に関しては温度差換気力と前記排気送風装置による排気により外気が流入し、前記上層階部分に関しては屋外へ温度差換気力と前記給気送風装置による給気により室内空気が排出されることを特徴としたものであり、冬期の暖房時の温度差換気力が生じる場合において、下層階部分に関しては外壁の隙間から建物内へ温度差換気力により外気が流入し、室内の部屋を通過して排気送風装置により屋外へ排出され、上層階部分に関しては給気送風装置により建物内に外気が導入され、部屋を通過して外壁の隙間から屋外へ温度差換気力により室内空気が排出されるという作用を有する。
【０００９】
また、外気を導入するための給気送風装置に導入空気を加熱するための加熱手段を備えたものであり、給気送風装置に備えられた加熱手段により建物内に導入する給気空気の加熱を行い、室内空気と給気空気の比重量差を少なくすることで給気空気を建物の上層階部分に滞留させ、給気送風装置と排気送風装置の間での短絡率を少なくし換気効率を良くする。
【００１０】
また、建物内の上層階部分に屋外から外気を導入するための給気送風装置と、建物内の下層階部分から屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置とを備えた換気構造であって、冬期の暖房時に温度差換気力が生じ機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生しないように、前記給気送風装置による給気量と、前記排気送風装置による排気量とがほぼ同一風量であり、給気と排気の運転を同時に行い、建物内と屋外の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温度の大小を比較しその差から給気送風装置の風量と排気送風装置の風量とを建物全体の換気量を一定量に維持するように制御する制御手段を備えたものであり、建物全体の換気量を一定量に維持することにより、必要以上の過大な換気を抑制することができる。
【００１１】
また、建物内と屋外の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した温度の大小を比較しその差から加熱手段の発熱量を制御する制御手段を備えたものであり、必要以上の過大な発熱量を抑制することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施例について図１および図２を参照しながら説明する。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
図１、図２および図３に示すように、１１は本発明換気構造が適用される独立住宅の断面図を示すものであり、住宅内の室内空間は一階の居室１２ａおよび二階の居室１２ｂ、一階の居室１２ａおよび二階の居室１２ｂを空間的につなぐ階段ホール１３で構成されている。外壁１４ａや１４ｂは一階の居室１２ａや二階の居室１２ｂと屋外との境界部に設けられており、外壁１４ａや１４ｂには自然給排気口１７ａや１７ｂが設けられている。内壁１５ａや１５ｂは一階の居室１２ａや二階の居室１２ｂと階段ホール１３との境界部に設けられており、内壁１５ａや１５ｂには通気口１６ａや１６ｂが設けられている。
【００１４】
また、階段ホール１３の上層階部分には給気吹出口２３が設けられ、給気吹出口２３には給気送風装置２０が給気ダクト２２で連通されており、給気送風装置２０は給気ダクト２１で屋外に連通されている。また、階段ホール１３の下層階部分には排気吸込口２８が設けられ、排気吸込口２８には排気送風装置２５が排気ダクト２７で連通されており、排気送風装置２５は排気ダクト２６で屋外に連通されている。
【００１５】
給気送風装置２０は給気装置ハウジング４３内に屋外空気を建物内に圧送するための給気ファン４１と加熱手段としての電気ヒータ４２と屋外の温度検出手段としての給気温度センサ４４が設けられる構成となっており、給気ダクト２１で屋外に連通され、給気ダクト２２で給気吹出口２３に連通されている。排気送風装置２５は排気装置ハウジング４６内に室内空気を屋外に圧送するための排気ファン４５と室内の温度検出手段としての排気温度センサ４７が設けられる構成となっており、排気ダクト２６で屋外に連通され、排気ダクト２７で排気吸込口２８に連通されている。
【００１６】
また、制御手段としての制御装置５０には、給気温度センサ４４、排気温度センサ４７、電気ヒータ４２、給気ファン４１および排気ファン４５が接続線５１，５２，５３，５４および５５で接続されている。そして制御装置５０は、給気温度センサ４４および排気温度センサ４７が検知した両者の温度差によって、電気ヒータ４２の発熱量を制御するとともに、給気ファン４１の回転数および排気ファン４５の回転数を制御するものである。
【００１７】
３１は給気送風装置２０による給気量、３３は浮力による排気量、３６は浮力による給気量、３４は排気送風装置２５による排気量を示し、３２や３５は建物内の空気流動を示す。３７は外壁１４ａや１４ｂに生じる建物内外の差圧分布を示す。冬期の暖房時において、給気送風装置２０による給気量と排気送風装置２５による排気量とがほぼ同一風量で給気と排気の運転を同時に運転させた場合、屋外と建物内の温度差が大きくなるほど、建物内外の差圧分布３７の傾きが大きくなり、浮力による給気量３６および浮力による排気量３３が増加する。
【００１８】
上記構成により、給気送風装置２０による給気量３１と排気送風装置２５による排気量３３がほぼ同一風量でかつ同時に作動させることで機械換気による建物内外の圧力差が発生せず、外壁１４ａおよび１４ｂにおける差圧分布は、図３に示される差圧分布３７となる。その結果、下層階部分においては、屋外空気が浮力により下層階の自然給排気口１７ａや下層階の外壁１４ａの隙間から下層階の居室１２ａに供給され、通気口１６ａを通過して排気吸込口２８から屋外へ排出される。また上層階部分においては、屋外空気が給気吹出口２３から通気口１６ｂを通して上層階の居室１２ｂに供給され、浮力により上層階の自然給排気口１７ｂや上層階の外壁１４ｂの隙間から屋外へ排出することができ、継続的に各部屋毎の換気を行える建物の換気構造が得られる。これに対し、従来は、発明が解決しようとする課題に示しましたように、屋外に比べて建物内の空気温度が高い冬期の暖房時においては、機械換気による排気を行うことで建物外壁全体に屋外から建物内へ外気が流入する方向に力が作用し、上層階の外壁部分において温度差換気力と機械換気力の両者が打ち消し合い、上層階の部屋においては十分不可欠な換気が得られず、また、下層階の外壁部分において温度差換気力と機械換気力の両者の力が加算され、下層階の部屋においては必要以上に外気が導入され、建物内の居住者が寒さを訴えるというものであった。
【００１９】
（実施例２）
給気送風装置２０に備えられた電気ヒータ４２により給気空気の加熱を行うことにより、給気吹出口２３から供給された給気空気が階段ホール１３内において温度成層を形成し、階段ホール１３内の上層部分に溜まることにより階段ホール１３内の下層部分の汚染空気と混合し難く、上層階部分の居室１２ｂへ効率よく屋外空気を供給することができ、下層階の居室１２ａおよび上層階の居室１２ｂへ新鮮外気が安定して供給できる。
【００２０】
なお、実施例では給気送風装置２０に備えられている加熱手段に電気ヒータ４２を用いたが、電気ヒータにかえて温水コイルを用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【００２１】
また、実施例では給気送風装置２０と排気送風装置２５において別系統の換気送風装置とし、給気送風装置２０に備えた加熱手段により給気空気の加熱を行っていたが、熱交換器を備えた熱交換気装置を用いて排気空気の熱回収により給気空気の加熱を行ってもよい。
【００２２】
（実施例３）
冬期の暖房時において、給気送風装置２０による給気量と排気送風装置２５による排気量とがほぼ同一風量で給気と排気の運転を同時に運転させた場合、機械換気による建物内外の圧力差が発生せず、屋外と建物内の温度差が大きくなるほど、建物内外の差圧分布３７の傾きが大きくなり、浮力による給気量３６および浮力による排気量３３が増加する。給気温度センサ４４および排気温度センサ４７が検知した両者の温度差の大小に応じて給気ファン４１および排気ファン４５の回転数を制御することにより、浮力による給気量３６および浮力による排気量３３が大きくなった場合、給気送風装置２０による給気量３１および排気送風装置２５による排気量３４を小さくし、その反対に浮力による給気量３６および浮力による排気量３３が小さくなった場合、給気送風装置２０による給気量３１および排気送風装置２５による排気量３４を大きくし、建物全体の換気量を一定量に維持することにより、必要以上の過大な換気を抑制できる。
【００２３】
なお、実施例では室内の温度検出手段として、排気送風装置２５内に備えた排気温度センサ４７を用いたが、排気送風装置２５内に備えた排気温度センサ４７にかえて建物内の任意の部屋内に備えた室内温度センサを用いてもよく、また屋外の温度検出手段として、給気送風装置２０内に備えた給気温度センサ４４を用いたが、給気送風装置２０内に備えた給気温度センサ４４にかえて屋外に備えた外気温度センサを用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。
【００２４】
（実施例４）
給気温度センサ４４および排気温度センサ４７が検知した両者の温度差の大小に応じて電気ヒータ４２の発熱量を制御することにより、必要以上の過大な発熱量を抑制できる。
【００２５】
なお、これら実施例１から実施例４では、屋外に比べて建物内の空気温度が高い冬期に関しての説明であったが、中間期や夏期などのように屋外と建物内の温度差が小さい期間は温度差換気力がほとんど作用しないので、給気ファン４１を停止させ排気ファン４５のみを運転させることにより、外壁１４ａや１４ｂに生じる建物内外の差圧が一様に負圧となり、下層階の居室１２ａおよび上層階の居室１２ｂへ新鮮外気が安定して供給でき、季節を問わず安定した換気が行える。
【００２６】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、継続的に各部屋毎の換気を行えるという効果のある建物換気構造を提供できる。冬期の暖房時の温度差換気力が生じる場合において、従来は上層階で温度差換気力と機械換気力の両者が打ち消し合いまた下層階で温度差換気力と機械換気力の両者の力が加算されていたが、本発明は冬期の暖房時に温度差換気力が生じ機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生しないように、給気送風装置による給気量と排気送風装置による排気量とがほぼ同一風量で給気と排気の運転を同時に行うことで、機械換気による建物内外の圧力差が前記上層階と前記下層階の境目あたりで発生せず、下層階部分に関しては外壁の隙間から建物内へ温度差換気力と前記排気送風装置による排気により外気が流入し、室内の部屋を通過して排気送風装置により屋外へ排出され、上層階部分に関しては給気送風装置により建物内に外気が導入され、部屋を通過して外壁の隙間から屋外へ温度差換気力と前記給気送風装置による給気により室内空気が排出され、継続的に各部屋毎の換気を行える。また、給気送風装置に備えられた加熱手段により建物内に導入する給気空気の加熱を行い、室内空気と給気空気の比重量差を少なくすることで給気空気を建物の上層階部分に滞留させ、給気送風装置と排気送風装置の間での短絡率を少なくし換気効率を良くする。また、建物全体の換気量を一定量に維持することにより、必要以上の過大な換気を抑制することができる。また、必要以上の過大な発熱量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による建物の換気構造が適用された住宅の概略図
【図２】同建物の換気構造の構成を示す構成図
【図３】同建物の換気構造が適用された住宅における空気流動の概略図
【図４】従来の住宅において冬期暖房時に温度差換気が作用した時の空気流動の概略図
【図５】従来の換気構造が適用された住宅における空気流動の概略図
【符号の説明】
２０  給気送風装置
２５  排気送風装置
４２  電気ヒータ
４４  給気温度センサ
４７  排気温度センサ
５０  制御装置
【図１】
0004601730.tif 000002
【図２】
0004601730.tif 000003
【図３】
0004601730.tif 000004
【図４】
0004601730.tif 000005
【図５】
0004601730.tif 000006