(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冬期の暖房時に、上層階居室と下層階居室を空間的につなぐ建物内の吹き抜け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に連通した給気吹出口と、前記吹き抜けの下層階部分に屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置に連通した排気吸込口とを備えた換気構造であって、前記上層階居室と前記下層階居室において平均的に換気量が満たされるように、前記排気送風装置の運転と、前記給気送風装置の運転を交互に繰り返すことを特徴とする建物の換気構造。
【請求項２】
建物内の温度を検出する室内温度検出手段と、屋外の温度を検出する屋外温度検出手段と、これら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を制御する制御手段を備えた、請求項１記載の建物の換気構造。
【請求項３】
屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置として、浴室や台所やトイレの局所排気扇を利用したことを特徴とする、請求項１または２記載の建物の換気構造。
【請求項４】
建物内の温度を検出する室内温度検出手段を、階段ホール空間内に設けたことを特徴とする、請求項２または３記載の建物の換気構造。
【請求項５】
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ことを特徴とする、請求項１、２、３または４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り、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、各居室の給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７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矢印１０２の方向に力が作用し、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矢印１０１の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８に示すように換気扇１０６の機械換気による排気１０８を行な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矢印１０７の空気流出と１０９の空気流入があり換気量が少なく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矢印１０２に示される多大な空気流入があり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な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、冬期の暖房時に、上層階居室と下層階居室を空間的につなぐ建物内の吹き抜け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に連通した給気吹出口と、前記吹き抜けの下層階部分に屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置に連通した排気吸込口とを備えた換気構造であって、前記上層階居室と前記下層階居室において平均的に換気量が満たされるように、前記排気送風装置の運転と、前記給気送風装置の運転を交互に繰り返すようにしたものである。
【０００７】
本発明によれば、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なえる建物の換気構造が得られる。
【０００８】
また他の手段は、建物内の温度を検出する室内温度検出手段と、屋外の温度を検出する屋外温度検出手段と、これら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を制御する制御手段を備えたものである。
【０００９】
本発明によれば、必要以上の過大な換気を抑制でき、室内の換気負荷や機械換気駆動力の削減ができる建物の換気構造が得られる。
【００１０】
また他の手段は、屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置として、浴室や台所やトイレの局所排気扇を利用したものである。
【００１１】
本発明によれば、新たに別途局所排気送風装置を設ける必要がなくなり、換気構造を設置するときの費用を削減することができる建物の換気構造が得られる。
【００１２】
また他の手段は、建物内の温度を検出する室内温度検出手段を、階段ホール空間内に設けたものである。
【００１３】
本発明によれば、排気送風装置中の排気空気で代表させることが困難であった建物内温度を、比較的正確に検出できる建物の換気構造が得られる。
【００１４】
また他の手段は、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る。
【００１５】
本発明によれば、冬期の暖房時において給気送風装置で室内に取り入れられた給気によるコールドドラフトを防止できる建物の換気構造が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、冬期の暖房時に、上層階居室と下層階居室を空間的につなぐ建物内の吹き抜け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に連通した給気吹出口と、前記吹き抜けの下層階部分に屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置に連通した排気吸込口とを備えた換気構造であって、前記上層階居室と前記下層階居室において平均的に換気量が満たされるように、前記排気送風装置の運転と、前記給気送風装置の運転を交互に繰り返すようにしたものであり、冬期の暖房時の温度差換気力が生じる場合において、給気送風装置の運転時には吹き抜け部分を通して上層階居室に新鮮空気が供給され、排気送風装置の運転時には下層階の外壁の隙間から下層階居室に新鮮空気が供給される。これらの動作を交互に繰り返すことで建物内のすべての居室において確実に新鮮空気が供給されるという作用を有する。
【００１７】
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給気送風装置の風量と排気送風装置の風量とを制御する制御手段を備えたものであり、建物内外の温度差により浮力を居室換気に有効利用でき、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、室内の換気負荷や機械換気駆動力の削減となる。
【００１８】
また、屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置として、浴室や台所や洗面室やトイレに設置された局所排気扇を利用したものであり、新たに別途局所排気送風装置を設ける必要がなくなり、換気構造を設置するときの費用を削減することができる。
【００１９】
また、建物内の温度を検出する室内温度検出手段を、階段ホール空間内に設けたものであり、排気送風装置として浴室や台所やトイレ用の局所排気扇を利用した場合には、排気送風装置中の排気空気で代表させることが困難であった建物内温度を、比較的正確に検出することが可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
【実施例】
（実施例１）
図１および図２および図３を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示すように、１は本発明換気構造が適用される建物の断面図を示すものであり、この建物１内の室内空間は一階の居室２ａおよび二階の居室２ｂ、一階の居室２ａおよび二階の居室２ｂを空間的につなぐ吹き抜け部分としての階段ホール３で構成されており、外壁４ａ、４ｂは一階の居室２ａや二階の居室２ｂと屋外との境界部に設けられており、外壁４ａ、４ｂには自然給排気口７ａ、７ｂが設けられている。内壁５ａ、５ｂは一階の居室２ａや二階の居室２ｂと階段ホール３との境界部に設けられており、内壁５ａ、５ｂには通気口６ａ、６ｂが設けられている。
【００２３】
また、階段ホール３の上層階部分には給気吹出口１１が設けられ、この給気吹出口１１には給気送風装置８が給気ダクト１０で連通され、給気ダクト９で屋外に連通されている。また、階段ホール３の下層階部分には排気吸込口１５が設けられ、この排気吸込口１５には排気送風装置１２が排気ダクト１４で連通され、排気ダクト１３で屋外に連通されている。
【００２４】
以下本発明の動作を説明する。
図２は排気送風装置１２と給気送風装置８の運転動作を模式的に示したものであり、一定の時間間隔でａ排気とｂ給気が繰り返されている。
【００２５】
図３は上記構成における換気構造の、動作中の室内空気流動変化を示す。
図３の（ａ）（ｂ）は、図２のａ、ｂ各動作と対応している。（ａ）では、給気送風装置８が停止し、排気送風装置１２が動作している排気の状態を示している。（ｂ）では給気送風装置８が動作し、排気送風装置１２が停止している給気の状態を示している。矢印１６は給気送風装置８による給気量で、矢印１８は建物の隙間からの排気量を示し、矢印２１は建物の隙間からの給気量で、矢印１９は排気送風装置１２による排気量を示し、矢印１７および２０は建物内の空気流動を示す。２２は外壁４ａや４ｂに生じる建物内外の差圧分布を示す。２３は建物内外の差圧が０となる中性帯である。
【００２６】
上記構成における換気構造の各動作中における室内空気流動を、浮力差による温度差換気が生じている冬期の暖房時について説明する。
【００２７】
（ａ）排気運転状態
排気送風装置１２の作用により建物内で負圧方向に力が加わり、中性帯２３が二階部分に位置する。一階居室２ａにおいては、排気送風装置１２による負圧と建物内外温度による浮力差で生じる負圧が加算され、隙間からの給気量２１が多く流入し、十分な新鮮空気の供給が行われる。一方、二階居室２ｂにおいては、排気送風装置１２による負圧と建物内外温度による浮力差で生じる正圧が打ち消し合い、中性帯２３が位置していることからも明らかなように、新鮮空気の供給が少なく換気不足となっている。
【００２８】
（ｂ）給気運転状態
給気送風装置８の作用により建物内で正圧方向に力が加わり、中性帯２３が一階部分に位置する。給気送風装置８から送られてきた屋外の新鮮空気が、給気吹出口１１を通って階段ホール３に入る。二階居室２ｂにおいては、給気送風装置８による正圧と建物内外温度による浮力差で生じる正圧が加わり、通気口６ｂを介して二階居室２ｂに流入し、十分な新鮮空気の供給が行なわれる。一方、一階居室２ａにおいては、給気送風装置８による正圧と建物内外温度による浮力差で生じる負圧が打ち消し合い、中性帯２３が一階部分に位置していることからも明らかなように、新鮮空気の供給が少なく換気不足となっている。
【００２９】
以上（ａ）と（ｂ）を交互に動作させることにより、一階居室においては、（ａ）の状態にて換気量過大・（ｂ）の状態にて換気量不足が繰り返され、平均的に換気量が満たされる。また二階居室においては、（ａ）の状態にて換気量不足・（ｂ）の状態にて換気量過大が繰り返され、同じく平均的に換気量が満たされることとなり、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なえる建物の換気構造が得られる。
【００３０】
（実施例２）
本発明の第２実施例について図４を参照しながら説明する。
【００３１】
なお、第１実施例と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、給気送風装置８は給気装置ハウジング２６内に屋外空気を建物内に圧送するための給気ファン２４と、加熱手段としての電気ヒータ２５と、屋外温度検出手段としての給気温度センサ２７が設けられ、給気ダクト９により屋外に連通され、給気ダクト１０で給気吹出口に連通されている。排気送風装置１２は排気装置ハウジング２９内に室内空気を屋外に圧送するための排気ファン２８と室内温度検出手段としての排気温度センサ３０が設けられる構成となっており、排気ダクト１３で屋外に連通され、排気ダクト１４で排気吸込口に連通されている。
【００３３】
また、制御手段としての制御装置３１には、給気温度センサ２７と、排気温度センサ３０と、電気ヒータ２５と、給気ファン２４および排気ファン２８が接続線３２、３３、３４、３５および３６で接続されている。そして制御装置３１は、給気温度センサ２７および排気温度センサ３０が検知した両者の温度差によって、電気ヒータ２５の発熱量を制御するとともに、給気ファン２４の動作とその回転数および排気ファン２８の動作とその回転数を制御するものである。
【００３４】
給気温度センサ２７および排気温度センサ３０が検知した両者の温度差の大小に応じて、給気ファン２４および排気ファン２８の回転数を制御することにより、浮力による給気量２１および浮力による排気量１８が大きくなった場合、給気送風装置８による給気量１６および排気送風装置１２による排気量１９を小さくし、その反対に浮力による給気量２１および浮力による排気量１８が小さくなった場合、給気送風装置８による給気量１６および排気送風装置１２による排気量１９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、室内の換気負荷や機械換気駆動力の削減となる。
【００３５】
（実施例３）
本発明の第３実施例について図５を参照しながら説明する。
【００３６】
なお、第１実施例と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図５に示すように、屋外へ室内空気を排出するための排気送風装置として、台所３７に設置する局所排気扇３９Ａや浴室３８に設置する局所排気扇３９Ｂや、図示しないトイレや洗面室に設置する局所排気扇を利用する。これにより、新たに別途局所排気送風装置を設ける必要がなくなり、換気構造を設置するときの費用を削減することができる。
【００３８】
（実施例４）
本発明の第４実施例について図６を参照しながら説明する。
【００３９】
なお、第２実施例および第３実施例と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
図６に示すように、制御装置３１内に室内温度検出手段として室内温度センサ４０を組み込み、階段ホール３空間内の壁面に設置し室内温度を測定する。ところで、第２実施例では室内温度検出手段として、排気送風装置１２内に備えた排気温度センサ３０を用いたが、第３実施例に示すように排気送風装置として台所３７の局所排気扇３９Ａや浴室３８の局所排気扇３９Ｂや図示しないトイレや洗面室の局所排気扇を用いた場合には、例えば台所３７や浴室３８の使用時においては実際の室内温度より高い温度を検出したり、階段ホール３からトイレや洗面室へ空気が流動する間に温度上昇や下降が生じるなど排気温度センサ３０では正しい室内温度を検出しない場合があり、これによって正確な制御をすることができなくなる。
【００４１】
このように本実施例によれば、制御装置３１内に室内温度検出手段として室内温度センサ４０を組み込み、階段ホール３内の壁面に設置し室内温度を測定することにより、生活行為に関わりなく正確に室内温度を検出することができ、正確な制御をすることができる。
【００４２】
なお、これら実施例１〜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２４を停止させ排気ファン２８もしくは台所３７に設置する局所排気扇３９Ａや浴室３８に設置する局所排気扇３９Ｂを運転させることにより、外壁４ａや４ｂ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２ａおよび上層階の居室２ｂ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なえる。
【００４３】
【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、上層階居室と下層階居室において、平均的に換気量が満たされることとなり、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なえるという効果のある建物換気構造を提供できる。
【００４４】
また、必要以上の過大な換気を抑制でき、室内の換気負荷や機械換気駆動力の削減ができる建物の換気構造が得られるという効果のある建物換気構造を提供できる。
【００４５】
また、新たに別途局所排気送風装置を設ける必要がなくなり、換気構造を設置するときの費用を削減することができる建物の換気構造が得られるという効果のある建物換気構造を提供できる。
【００４６】
また、排気送風装置中の排気空気で代表させることが困難であった建物内温度を、比較的正確に検出できる建物の換気構造が得られるという効果のある建物換気構造を提供できる。
【００４７】
また、冬期の暖房時において給気送風装置で室内に取り入れられた給気によるコールドドラフトを防止できる建物の換気構造が得られるという効果のある建物換気構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例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動作概略図
【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】同第２実施例による換気構造の構成を示す構成図
【図５】同第３実施例による建物の換気構造が適用された住宅の概略図
【図６】同第４実施例による換気構造の構成を示す構成図
【図７】従来住宅において冬期暖房時に温度差換気が作用した場合の空気流動の概略図
【図８】同冬期暖房時に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】
１      建物
３      階段ホール
８      給気送風装置
１１    給気吹出口
１２    排気送風装置
１５    排気吸込口
２５    電気ヒータ
２７    給気温度センサ
３０    排気温度センサ
３１    制御装置
３９Ａ  局所排気扇
３９Ｂ  局所排気扇
４０    室内温度センサ
【図１】
0004166349.tif 000002
【図２】
0004166349.tif 000003
【図３】
0004166349.tif 000004
【図４】
0004166349.tif 000005
【図５】
0004166349.tif 000006
【図６】
0004166349.tif 000007
【図７】
0004166349.tif 000008
【図８】
0004166349.tif 000009