(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部屋内の天井面に複数の局部換気用の排気口を分散して設け、これら排気口を個別に流路の開閉手段を介して吸引用の送風機に接続し、前記各排気口に対応して室内空間を区分した区分空間毎にこの区分空間に人が居ることを検知する人体検知センサを各々設け、前記人体検知センサの検知信号がオンになっている間だけ、またはこのオン期間とその後の所定の遅延時間だけその人体検知センサと対応する排気口の前記開閉手段を開く制御手段を設け、ベース換気用の給気口および排気口を天井面に設け、前記局部換気用の排気口の開閉にかかわらずに前記ベース換気用の給気口および排気口から空気の吹き出しおよび排気を行わせるベース換気手段を設けた天井面室内換気装置。
【請求項２】
前記人体検知センサを天井面の各局部換気用の排気口の近傍に設置した請求項１記載の天井面室内換気装置。
【請求項３】
天井面に放射冷暖房装置を設けた請求項１または請求項２記載の天井面室内換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、住宅等の建物、特に寒冷地用等の高断熱・高気密住宅に適した天井面室内換気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅等の建物において、適度の換気を図ることは、快適な居住性や建物寿命の向上のために重要となる。特に、寒冷地用等の高断熱・高気密の住宅では、自然換気だけでは不十分であり、強制換気が必要となる。
強制換気の手段としては、天井面等の所定位置に設けた給気口から清浄空気を吐出し、排気口から汚染空気を排出するものが一般に採用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
汚染物質は、室内燃焼ガスや建築材料から排出されるガスの他、人体から発生する炭酸ガスや煙草の煙が大きな要因となる。しかし、人は部屋内を移動するため、一定位置の排気口から吸引するのでは、室内の人の位置と天井面の排気口とに適切な位置関係が得られず、そのため効率的な排気が行えず、人体から発生した汚染物質が室内に拡散してしまうという問題点がある。天井面の多数の箇所で同時に排気を行うと、人体から発生した汚染物質の拡散の問題は解消できるが、過度の換気は冷暖房時の空調負荷を大きくするうえ、送風量の増大や偏流の発生により、人に不快感を与えることが多い。
この発明は、上記の課題を解消するものであり、人体から発生する汚染物質を拡散させずに排気でき、かつ適度の換気量とすることができて、快適な換気が行える天井面室内換気装置を提供することを目的とする。
この発明の他の目的は、換気と冷暖房との調和が図れ、快適な換気および冷暖房が図れるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の天井面室内換気装置は、部屋内の天井面に複数の局部換気用の排気口を分散して設け、これら排気口を個別に流路の開閉手段を介して吸引用の送風機に接続したものである。また、前記各排気口に対応して室内空間を区分した区分空間毎にこの区分空間に人が居ることを検知する人体検知センサを各々設け、人体検知センサの検知信号がオンになっている間だけ、またはこのオン期間とその後の所定の遅延時間だけ、その人体検知センサと対応する排気口の前記開閉手段を開く制御手段を設ける。
この構成によると、部屋内を人が移動すると、その移動に伴い、人の居る区分空間の排気口から排気が行われることになる。人が一定位置に居るときは、その上の排気口からの排気が続けられる。このため、人体から発生する汚染物質をその発生箇所の近くから排気することになり、拡散を生じさせずに換気することができる。また、換気目的の発生源である人が居ない箇所の排気口からは排気が行われないため、無駄な換気が行われず、効率的な換気が行える。これらにより、必要最小限の送風量で室内気流の少ない快適な換気が行える。
人体検知センサの配置は、天井面の各排気口の近傍とすることが望ましい。これにより、障害物に遮られることなく、目的の区分空間に居る人の検知を確実に行える。
【０００５】
上記構成において、さらにベース換気用の給気口および排気口を天井面に設け、前記局部換気用の排気口の開閉にかかわらずに前記ベース換気用の給気口および排気口から空気の吹き出しおよび排気を行わせるベース換気手段を設ける。これにより、常時は、人の有無にかかわらずに換気しておくことが望ましい程度の最低限の換気を行っておき、人が室内に入って来たときは人の移動に追随した局部換気を併用して、過不足のない適正な換気状態を維持することができる。
上記構成において、冷暖房装置を設ける場合は、天井面に放射冷暖房装置を設けることが望ましい。放射冷暖房は、室内の対流を伴わず、快適な冷暖房が行えるうえ、冷温風の吹き出しを行う冷暖房と異なり、換気と冷暖房との空気流れの干渉の問題がなく、冷暖房および換気を共に適切に行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の基礎となる提案例を図１に基づいて説明する。部屋１は、寒冷地向けの高断熱・高気密の住宅に設けられた一室であり、天井面２に複数の局部換気用の排気口３を分散して設けると共に、天井面２の１箇所に給気口４を設けてある。各排気口３は、縦横に配列された正方形状の各天井パネル２ａ毎に設けられ、マトリクス状に配列されている。各排気口３は、吸引用の送風機５にダクトからなる排気流路６を介して接続されている。排気流路６は各排気口３毎に分岐され、各分岐排気流路６ａに各排気口３の個別の開閉手段であるダンパ７が設けられている。ダンパ７はモータや電磁式等の駆動式のものとしてある。給気口４は別の送風機８に給気流路９を介して接続してある。排気流路６および給気流路９は、各々送風機５，８を介して屋外排気口および屋外給気口（いずれも図示せず）に接続してあり、排気と給気との熱交換を行う熱交換器（図示せず）に接続されている。
【０００７】
天井面２の各排気口３の近傍には人体検知センサ１０が設けてあり、このセンサ１０は、各排気口３に対応して室内空間を区分した区分空間Ｓ（図１（Ｂ））毎にこの区分空間Ｓに人が居ることを検知する検知範囲のものとされている。区分空間Ｓは、互いの間に仕切りを設けた空間ではなく、平面的に区画した空間の範囲を言い、この例では各天井パネル２ａの平面範囲に一致している。人体検知センサ１０の検出範囲は、区分空間Ｓにおおよそ対応するものであれば良く、区分空間Ｓの隣接部付近では、両方の区分空間Ｓの人体検知センサ１０がオンするものとすることが好ましい。
【０００８】
制御手段１１は、人体検知センサ１０の検知信号がオンになっている間だけその人体検知センサ１０と対応する排気口３のダンパ７を開く制御手段であり、集積回路やマイクロコンピュータ等を用いた電子回路またはリレー式の電気回路などからなる。制御手段１１は、人体検知センサ１０のオフ後も所定の遅延時間だけダンパ７を開き状態に維持させる遅延手段を有するものとしても良い。また、制御手段１１は、全ての人体検知センサ１０がオフのときは給気および排気用の送風機５，８をオフとし、いずれか一つでも人体検知センサ１０がオンすると両送風機５，８をオンとする機能を備えている。なお、制御手段１１は各人体検知センサ１０のオンオフ状態に応答して所定の組み合わせの排気口３に対応したダンパ７を開閉するものとしても良い。
【０００９】
上記構成の作用を説明する。部屋１内に換気目的である人１２が入ると、その人１２が居る区分空間Ｓの人体検知センサ１０がオンするため、制御手段１１の指令により、その区分空間Ｓのダンパ７が開かれて排気口３から送風機５の吸引による強制排気が行われる。人１２が部屋１内を移動すると、その人１２の移動に伴って人１２の居る区分空間Ｓの排気口３から排気が行われ、人の去った区分空間Ｓの排気口３からの排気は停止される。このように、人１２の移動に追随して排気を行うため、人体から発生する汚染物質がその発生箇所の近くから排気されることになり、汚染物質の拡散を生じることなく換気が行われる。また、換気目的の発生源である人１２が居ない箇所の排気口３からは排気が行われないため、無駄な換気が行われず、効率的な換気が行える。これらにより、必要最小限の送風量で室内気流の少ない快適な換気が行える。
【００１０】
図２はこの発明の一実施形態を示す。この例は、図１の提案例に次の構成を加えたものである。すなわち、天井面２の両側縁の近傍に、これらの側縁の略全長に延びるスリット状のベース換気用の給気口１３および排気口１４を設けたものである。図１の例の給気口４は設けず、これに代えて前記ベース換気用給気口１３を設けてある。給気口１３は給気用の送風機８に給気流路９を介して接続し、ベース換気用排気口１４は排気用の送風機５に排気流路６を介して接続してある。制御手段１１は、この例では全ての人体検知センサ１０がオフの場合でも、所定のスイッチ（図示せず）をオンしておけば、各送風機５，８をオン状態に保つものとしてある。制御手段１１による各ダンパ７の制御は図１の例と同じである。図２の例の送風機５，８およびこの送風機５，８を常時オン状態とする制御手段１１の制御機能部分により、ベース換気手段１５が構成される。なお、排気用の送風機５を、局部換気用とベース換気用とに個別に設けても良い。
また、この例では、各天井パネル２ａを、図２（Ｂ）に示すように冷温水等の熱媒体の流路１６を有する天井放射パネルとし、天井パネル２ａの天井面材をアルミ等の高熱伝導性の放熱板としてある。この天井放射パネルと前記熱媒流路１６に熱媒体を循環させる熱媒供給手段１７とにより、放射冷暖房装置１８が構成される。
【００１１】
この構成の場合、常時は、ベース換気用の給気口１３および排気口１４から最低限の換気を行っておき、人１２が部屋１内に入って来たときに局部換気用の排気口３による人の移動に追随した局部換気が併用される。そのため、過不足のない適正な換気状態を維持することができる。また、冷暖房が、天井パネル２ａからの放射冷暖房で行われるため、室内の対流を伴わず、快適な冷暖房が行える。しかも、冷温風の吹き出しを行う冷暖房と異なり、換気と冷暖房との空気流れの干渉の問題が少なく、冷暖房および換気を共に適切に行うことができる。
【００１２】
図３は参考提案例を示す。この例は、天井裏空間を、縦横に配列された下面開放の複数の機能チャンバ１９で区分し、各機能チャンバ１９または一部の機能チャンバ１９に排気口３または給気口４を設けたものである。機能チャンバ１９内には除湿手段，冷暖房手段，空気清浄手段をうちの少なくとも一つを備えた機能ユニット２０が設けてある。機能ユニット２０の暖房手段には、例えば電気ヒータが用いられる。各機能チャンバ１９のうち、一部のものは送風機を介して屋内で別の機能チャンバ１９に連通させ、これら機能チャンバ１９を屋内循環用の吹出し側の機能チャッンバおよび吸い込み側機能チャンバとして使用しても良い。機能チャンバ１９の下面開口は、通気性のクロス等の機能膜２１で覆ってある。局部換気のための室内空間の区分は、機能チャンバ１９のうちの排気口３が開口した機能チャンバ１９と、前記屋内循環用の吸込み側換気チャンバ１９とを合わせたものにつき、機能チャンバ１９毎に対応して区分し、その区分空間毎に図１の例と同様に人体検知センサ１０を設けてある。また、その人体検知センサ１０の検知信号がオンになっている間だけその人体検知センサ１０と対応する排気口３の開閉手段となるダンパ（図示せず）を開く制御手段（図示せず）を電子回路または電気回路で設けてある。
この構成の場合、図１の例と同様な人の移動に追随した換気に加え、機能チャンバ１９の空気清浄機能により屋内で空気を循環させて空気清浄を図ったり、また冷暖房を行うことができる。
【００１３】
図４は図１または図２の例の天井パネル２ａとして用いるダクト内蔵天井パネルを示す。この天井パネル２５は、断熱性の発泡樹脂で構成されたものであり、下面に開口した排気口３およびこの排気口３に連通してパネル端面に開口したパネル内ダクト２６を有する。このように天井パネル２５内にダクト２６を形成したため、別のダクトを設けたり、そのダクトの断熱処理を施したりする必要がなく、施工性が良い。また、コスト低下が図れる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明の天井面室内換気装置は、部屋内の天井面に複数の局部換気用の排気口を分散して設け、これら排気口を個別に流路の開閉手段を介して吸引用の送風機に接続し、各排気口に対応して室内空間を区分した区分空間毎にこの区分空間に人が居ることを検知する人体検知センサを各々設け、人体検知センサの検知信号がオンになっている間だけその人体検知センサと対応する排気口の前記開閉手段を開く制御手段を設けたものであるため、人体から発生する汚染物質を拡散させずに排気でき、かつ適度の換気量とすることができて、快適な換気が行える。
また、ベース換気用の給気口および排気口を天井面に設け、局部換気用の排気口の開閉にかかわらずにベース換気用の給気口および排気口から空気の吹き出しおよび排気を行わせるベース換気手段を設けたため、室内全体のベース換気と人の移動に追随した局部換気との組み合わせにより、一層効果的な換気が行える。
上記構成において、人体検知センサを天井面の各局部換気用の排気口の近傍に設置した場合は、障害物に遮られることなく、目的の区分空間に居る人の検知を確実に行うことができる。
さらに、天井面に放射冷暖房装置を設けた場合は、放射冷暖房による快適な冷暖房が行えるうえ、冷暖房のための空気流と換気流との干渉の問題が少なく、冷暖房および換気の両方を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）はこの発明の基礎となる提案例にかかる天井面室内換気装置の概念構成を示す斜視図、（Ｂ）はその区分空間の説明図である。
【図２】  （Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる天井面室内換気装置の概念構成を示す斜視図、（Ｂ）はその天井放射パネルの説明図である。
【図３】  参考提案例にかかる天井面室内換気装置の概念構成を示す断面図である。
【図４】  各実施形態に使用可能なダクト付き天井パネルの斜視図である。
【符号の説明】
１…部屋、２…天井、３…排気口、４…給気口、５…送風機、６…排気流路、１０…人体検知センサ、１１…制御手段、１３…ベース換気用の給気口、１４…ベース換気用の排気口、１５…ベース換気手段、１８…天井放射冷暖房装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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