(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気対象の複数のエリア毎に設けられ、前記エリア毎に設定された給排気量値を得るよう前記エリアに外気を給気して前記エリア内の空気を排気する複数の換気手段と、
建物の外部に取り付けられ風向を測定する風向測定手段と、
前記建物の外部に取り付けられ風速を測定する風速測定手段と、
前記換気手段の配置に関する情報、および前記換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関する前記換気手段毎のデータを記憶し、
前記風向測定手段により検出された風向測定値と前記換気手段の配置に関する情報とに基づき風上に位置する前記換気手段を特定し、
風上に位置する前記換気手段以外の前記換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更し、
その後、前記換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関するデータと前記風速測定手段から受信した風速測定値とに基づき、風上に位置する前記換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更する制御手段と
を有することを特徴とする換気システム。
【請求項２】
換気対象の複数のエリア毎に設けられ、前記エリア毎に設定された給排気量値を得るよう前記エリアに外気を給気して前記エリア内の空気を排気する複数の換気手段を有し、前記換気手段の配置に関する情報、および前記換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関する前記換気手段毎のデータを記憶する換気システムの制御方法において、
風向を測定し、前記風向から風上に位置する換気手段を特定するステップと、
特定された風上に位置する前記換気手段以外の前記換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更するステップと、
その後、前記換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関するデータと測定した風速とに基づき、風上に位置する前記換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更するステップと
を有することを特徴とする換気システムの制御方法。
【請求項３】
仕切により区分けされた複数のエリアと、
請求項１に記載の換気システムとを有する建物において、
制御手段は前記複数のエリアの各エリアに設けられていることを特徴とする建物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は建物内部の換気システム、その換気システムの制御方法及びその換気システムを用いた建物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物内部の換気システムとしては特開平９−４８９０号公報に記載されたものがある。ここでは、高気密住宅の複数の部屋を換気する多室換気システムとして、建物内の複数の部屋を空気の汚れにくい居室や寝室などのクリーンゾーンと、空気の汚れ易い台所やトイレや浴室などのダーティゾーンとに大別し、クリーンゾーンの各部屋には給気を強制的に行なう給気用換気扇を、ダーティゾーンの各部屋には排気を強制的に行なう風量可変の排気用換気扇を設けている。
【０００３】
これにより、例えばダーティゾーンにおける台所の排気用換気扇が運転した時にはクリーンゾーンの給気用換気扇を停止させ、台所以外の特定の排気用換気扇を一定風量とし、これと連動して他の排気用換気扇も一定量となるよう制御していた。従って、一つの部屋における排気風量の制御により、住宅全体を一定風量でクリーンゾーンからダーティゾーンへ向って空気を流して、住宅全体を常時換気していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の換気システムでは建物外の環境に関係なく換気扇を制御する構成であるので、換気扇に風が吹き付けている場合などは、設定値以上の空気が建物内に流入してきてしまい計画的な換気ができないという問題があった。また、常時換気であるため電力コストが高いという問題があった。
【０００５】
この発明は前述のような問題点を解消するためになされたもので、建物外の風の影響を考慮した上で、電力コストを下げる換気システム、この換気システムの制御方法及びこの換気システムを備えた建物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
換気対象の複数のエリア毎に設けられ、エリア毎に設定された給排気量値を得るようエリアに外気を給気してエリア内の空気を排気する複数の換気手段と、建物の外部に取り付けられ風向を測定する風向測定手段と、換気手段の配置に関する情報、および換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関する換気手段毎のデータを記憶し、風向測定手段により検出された風向測定値と換気手段の配置に関する情報とに基づき風上に位置する換気手段を特定し、風上に位置する換気手段以外の換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更し、その後、換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関するデータと風速測定手段から受信した風速測定値とに基づき、風上に位置する換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更する制御手段とを有する。
【０００７】
換気対象の複数のエリア毎に設けられ、エリア毎に設定された給排気量値を得るようエリアに外気を給気してエリア内の空気を排気する複数の換気手段を有し、換気手段の配置に関する情報、および換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関する換気手段毎のデータを記憶する換気システムの制御方法において、風向を測定し、風向から風上に位置する換気手段を特定するステップと、特定された風上に位置する換気手段以外の換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更するステップと、その後、換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関するデータと測定した風速とに基づき、風上に位置する換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更するステップとを有する。
【０００８】
この発明の換気システムを有し、制御手段は複数のエリアの各エリアに設けられている。
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における高気密住宅の概略断面図、図２は実施の形態１における高気密住宅の一階部分の平面図、図３は実施の形態１における高気密住宅の二階部分の平面図である。
【００１０】
図１〜図３に示すこの高気密住宅の二階は、子供部屋１と書斎２と寝室３とトイレ４ａとを有し、これらの部屋は廊下１０を介して空間的に連結されている。一階は、トイレ４ｂと浴室５と洗面所６とＬＤＫ（空間としてはリビング７と台所８とに区別する。）と和室９とを有し、これらの部屋は廊下１０を介して空間的に連結されている。また、一階と二階とは階段１１によって空間的に連結され、一階、二階の各部屋の壁は少なくとも一つが屋外に面している。
これら全ての換気対象となる部屋や廊下等をエリアと称する。
【００１１】
また、子供部屋１、書斎２、寝室３、洗面所６、リビング７、台所８、和室９は、部屋内の空気を換気するために換気手段１２が設けられており、それぞれ外気を給気する給気手段１３と室内空気を排気する排気手段１４を備えている。
一方、トイレ４ａ、４ｂと浴室５はその部屋の空気が建物内部の他の部屋へ漏れ出すと衛生上好ましくないので、換気手段１２は排気手段１４のみを備えている。
さらに、廊下１０、階段１１といった共用部にも換気手段として給気手段１３、排気手段１４を各階毎に備えられている。
即ち、この建物の全てのエリアは給気手段１３及び排気手段１４の少なくとも一方によって換気が可能となっている。
なお、給気手段１３や排気手段１４の具体例としては換気扇がある。
【００１２】
このように構成された建物の外部には風向きを測定する風向測定手段１９と風速を測定する風速測定手段２０とが設置されており、これらは後述するシステム制御手段１８と接続されている。
【００１３】
次に、このような構成の建物の各部屋に配置された換気手段１２を制御する制御手段の構成について説明する。
図４はこの実施の形態における換気システムのブロック構成図である。図中、換気システムは、換気手段１２とこれを制御する制御手段１６とからなり、換気手段１２は、前述したように、給気手段１３と排気手段１４とエリアの使用者がそのエリア内の換気手段１２の給排気量を任意に設定できる給排気量設定手段１５とを有する。一方、制御手段１６は個々の換気手段１２の制御を行う換気制御手段１７と複数の換気制御手段１７を集中管理するシステム制御手段１８とを有する。
【００１４】
さらに、システム制御手段１８は、前述したように建物外部に取り付けられ、風向きを測定するための風向測定手段１９と風速を測定するための風速測定手段２０とを有し、風向きと風速に関するデータを受信している。
【００１５】
図５はこの実施の形態における制御手段内でのシステム制御手段と換気制御手段との制御関係を示すブロック構成図である。図中、システム制御手段１８と各換気制御手段１７とは制御情報を伝達する伝達手段である通信線で結ばれ、この通信線を介して換気制御手段１７から制御情報として運転要求や運転状態がシステム制御手段１８に送られ、システム制御手段１８から制御情報として運転指示が換気制御手段１７へ送られる。
【００１６】
また、システム制御手段１８は予め全エリアの換気手段１２の配置を記憶しており、風向測定手段１９から受け取った風向きに関する情報をもとに、建物外部の外風を受けるエリアを認識している。具体的に説明すると、仮に建物の中心を基準に南から北に向かって風がふいている状態ならば、建物の南側に取り付けられた換気手段１２は風を受ける向きとなる。
【００１７】
このように、風を受ける側に設置された換気手段１２の給気手段１３が換気扇であれば、通常よりも羽の回転数を低くしても十分な風量が得られる。逆に排気手段１４は羽の回転数を高くする必要が生じる。一方、それ以外の換気手段１２の給気手段１３と排気手段１４は通常の設定値で給排気運転すればよい。
【００１８】
また、風を受ける側に設置された給気手段１３と排気手段１４が外風の影響を考慮した場合に、どの程度通常の回転数から変化させれば設定値どおりの風量が得られるか予め把握しておく必要がある。この場合、精度を高めるには、まず無風状態で運転した場合の風量を測定し、これを基準に給気手段１３と排気手段１４に対して正面から風を吹き付け風速を変えながら給排気風量の変化データをとらなければならない。さらに、各エリアサイズによって給気手段１３並びに排気手段１４とも容量が変わるので、それぞれの容量についても測定が必要である。これらのデータを制御手段１６（この実施の形態ではシステム制御手段１８）に記憶データとして保存する。
【００１９】
なお、図４中の各部屋は給気手段１３と排気手段１４とを両方とも有している構成だが、前述したように部屋によってはいずれか一方のみを備えるものもある。また、図５で説明した通信線が無線であっても構わない。
【００２０】
このような換気システムを有する建物は、はじめ各部屋は少風量の必要換気量が確保されるように運転されて定常状態を保っているが、外風が変化すれば一定換気を保つために各エリアの給気手段１３と排気手段１４の運転状態を変化させる。
【００２１】
図６は外風が変化した場合に換気を定常状態に保持するための制御のフローチャートである。
この制御は、まず、システム制御手段１８に風向測定手段１９から送られる最新の風向測定値を読み込む（Ｓｔｅｐ（以下、Ｓ）１）。次に、この風向測定値を基に記憶している換気手段１２の配置の中から、風上に位置する換気手段を特定する（Ｓ２）。この風上に位置する換気手段１２以外の換気手段１２の給排気量を給排気量設定手段１５の設定値となるように変更する（Ｓ３）。続いて、風速測定手段２０から送られる最新の風速測定値を読み込み（Ｓ４）、風上に位置する換気手段１２の給排気量の設定を前述した記憶データに基づいて変更する（Ｓ５）。
【００２２】
ここまでが、給排気量の制御方法であるが、この処理は一定時間待機した後、自動的に再度スタートされ繰り返される。
【００２３】
このように、建物外部の風向や風速を測定し、これに基いて換気手段１２の運転を変更させるので、環境の変化による換気風量への影響を抑制することが可能である。
【００２４】
また、システム制御手段１８が、受信した風向測定値、風速測定値から全エリアの換気手段１２の運転状況を集中制御するため、処理内容の変更や設定が容易である。
【００２５】
さらに、外風を利用して換気手段１２の運転状況を決定するため、換気手段１２の配置によってはランニングコストが低くなる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では一つの建物について一つずつ風向測定手段１９と風速測定手段２０とを設けているが、各換気手段毎に風速測定手段２０を設ければ、実際に各換気手段に影響を及ぼす風だけ風速を測定することになり、風向測定手段１９を設ける必要がなくなる。この実施の形態ではこのような場合の制御について説明する。
なお、実施の形態２における換気システムの構成は実施の形態１での図１に示した構成から風向測定手段１９と風速測定手段２０を除いて、各換気手段１２のそばに新たに風速測定手段２０を設けたものであるため、建物外観図や断面図の説明は省略する。また、制御ブロック図についても同様に図４、図５に示した機能については説明を省略する。
【００２７】
図７は各エリア毎に対応して風速測定手段２０を設けた場合の制御構成を示すブロック図である。図中、風速測定手段２０は、建物外部に設置され、換気手段１２の換気口に吹き付ける風を測定可能な位置に配置され、制御手段１６に接続されている。この各エリアに設置された風速測定手段２０から換気制御手段１７に風速測定値が送られる。
【００２８】
図８は、このような構成の換気システムの制御方法についてのフローチャートである。まず、風速測定手段２０から送られる最新の風速測定値と現在の給気量や排気量を定めるに当って使用した風速測定値（後述する比較用風速測定値であり、前回の給排気量変更時に使用した最新の風速測定値といえる。）との差を求める（Ｓ１１）。この二つの風速測定値の差が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１２）。この風速測定値の差が許容範囲外であれば、記憶データ（記憶されている風速測定値）をもとに換気手段１２の給排気量を変更し（Ｓ１３）、前述した最新の風速測定値を比較用風速測定値として保存する（Ｓ１４）。一方、Ｓ１２で許容範囲内であれば、給排気量の変更は行われず、処理を終了する。
なお、この実施の形態では、風向きが短時間で極端に変わることは少ないため、頻繁に処理をしないように、この処理が終了した時点で一定時間待機して再度処理が開始される。逆に台風シーズンなど頻繁に風向きが変わるような場合などは、この待機時間を短くしてもよい。
【００２９】
なお、ここではＳ１１で二つの風速測定値の差を求めているが、二つの風速測定値の商であっても構わない。この場合は、予め定められた許容範囲は倍率で設定されることになる。
【００３０】
このような構成で風速測定手段２０を配置し制御することで、風向測定手段１９が不必要となり、制御情報の単純化が可能となる。
【００３１】
また、一つの換気手段１２に対応する風速測定手段２０が故障した場合にも、故障した装置とほぼ同等の配置となっている装置に接続されている風速測定手段２０の信号線を分岐するだけで簡単に代替させることが可能である。
【００３２】
さらに、ビル街の建物など、建物外部の気流が複雑な状態でも個別に測定しているため、精度が高い制御が可能である。
【００３３】
なお、この実施の形態では全ての換気手段１２に対応して風速測定手段２０を設けているが、同方向に換気口が面している複数の換気手段１２をまとめて一台の風速測定手段２０の信号をもとに制御してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
換気対象の複数のエリア毎に設けられ、エリア毎に設定された給排気量値を得るようエリアに外気を給気してエリア内の空気を排気する複数の換気手段と、建物の外部に取り付けられ風向を測定する風向測定手段と、換気手段の配置に関する情報、および換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関する換気手段毎のデータを記憶し、風向測定手段により検出された風向測定値と換気手段の配置に関する情報とに基づき風上に位置する換気手段を特定し、風上に位置する換気手段以外の換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更し、その後、換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関するデータと風速測定手段から受信した風速測定値とに基づき、風上に位置する換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更する制御手段とを有するので、建物外部の風の影響で換気風量が変化することを防止できる。
【００３５】
風向を測定し、風向から風上に位置する換気手段を特定するステップと、特定された風上に位置する換気手段以外の換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更するステップと、その後、換気手段への吹き付け風速と給排気量との関係に関するデータと測定した風速とに基づき、風上に位置する換気手段の給排気量を設定された給排気量値を得るように変更するステップとを有するので、風速に応じた制御が可能であり、風の影響で換気風量が変化することを防止し、風の力を利用した効率的な換気が可能である。
【００３６】
この発明の換気システムを有し、制御手段は複数のエリアの各エリアに設けられているので、風速に応じた制御が可能であり、風の影響で換気風量が変化することを防止し、風の力を利用した効率的な換気が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における高気密住宅の概略断面図
【図２】  この発明の実施の形態１における高気密住宅の一階部分の平面図
【図３】  この発明の実施の形態１における高気密住宅の二階部分の平面図
【図４】  この発明の実施の形態１における換気システムの制御手段のブロック構成図
【図５】  この発明の実施の形態１における制御内容の応答を示すブロック構成図
【図６】  この発明の実施の形態１における運転制御のフローチャート
【図７】  この発明の実施の形態２における換気システムの制御手段のブロック構成図
【図８】  この発明の実施の形態２における換気システムの制御手段のブロック構成図
【符号の説明】
１  子供部屋、  ２  書斎、  ３  寝室、  ４ａ、４ｂ  トイレ、  ５  浴室、  ６  洗面所、  ７  リビング、  ８  台所、  ９  和室、  １０  廊下、  １１  階段、  １２  換気手段、  １３  給気手段、  １４  排気手段、  １５  給排気量設定手段、  １６  制御手段、  １７  換気制御手段、  １８  システム制御手段、  １９  風向測定手段、  ２０  風速測定手段。
【図１】
0004449234.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004449234.tif 000004
【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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