JP6047050B2 - Building and its control system - Google Patents
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Description
本発明は、床下空間を確保しつつ、自然エネルギーを用いて快適な室内環境を実現しうる建物及び制御システムに関する。 The present invention relates to a building and a control system that can realize a comfortable indoor environment using natural energy while securing an underfloor space.
下記特許文献1には、基礎と床とで囲まれる床下空間に、エアコン室内機と蓄熱部とを配した建物が開示されている。この建物では、エアコン室内機から供給される熱風を用いて、蓄熱部に熱エネルギーが蓄えられる。そして、エアコン室内機を停止させた後は、蓄熱部が放熱することにより、床が温められ、床暖房が行われる。 The following Patent Document 1 discloses a building in which an air conditioner indoor unit and a heat storage unit are arranged in an underfloor space surrounded by a foundation and a floor. In this building, heat energy is stored in the heat storage unit using hot air supplied from the air conditioner indoor unit. Then, after the air conditioner indoor unit is stopped, the heat storage unit dissipates heat to warm the floor and perform floor heating.
しかしながら、床下空間内に蓄熱部を配置すると、床下空間が狭くなり、床下空間でのメンテナンス作業性が悪化するという問題があった。また、より、自然エネルギーを用いて、快適な室内環境を実現したいという要望があった。 However, when the heat storage unit is arranged in the underfloor space, the underfloor space becomes narrow, and there is a problem that maintenance workability in the underfloor space is deteriorated. In addition, there has been a desire to realize a comfortable indoor environment using natural energy.
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、集熱手段によって集められた日射による熱エネルギーを、床下空間内に配されかつ少なくとも一部が土間コンクリートの上面よりも下方に位置した蓄熱手段に蓄えることを基本として、床下空間を大きく確保しつつ、自然エネルギーを有効利用して、快適な室内環境を実現しうる建物及びその制御システムを提供することを主たる目的としている。 The present invention has been devised in view of the actual situation as described above, and the thermal energy generated by the solar radiation collected by the heat collecting means is arranged in the underfloor space and at least partly below the upper surface of the soil concrete. The main purpose is to provide a building and its control system that can realize a comfortable indoor environment by effectively using natural energy while ensuring a large underfloor space on the basis of storing in a heat storage means located.
本発明のうち請求項1記載の発明は、基礎と床とで囲まれる床下空間を有し、前記床下空間の地盤の上に土間コンクリートが敷設された建物であって、日射による熱エネルギーを集める集熱手段、熱エネルギーを蓄える蓄熱手段、及び、前記集熱手段の熱エネルギーを前記蓄熱手段に供給する第1流路を含み、前記蓄熱手段は、前記床下空間内に配され、かつ前記蓄熱手段の少なくとも一部は、前記土間コンクリートの上面よりも下方に位置し、前記蓄熱手段は、前記第1流路から熱エネルギーを持った空気が案内されるパイプ部と、前記パイプ部を介して熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部とを含み、前記蓄熱部は、前記パイプ部を被覆するコンクリート材料であり、前記蓄熱部の前記コンクリートは、前記土間コンクリートと同じ材料からなり、前記土間コンクリート及び前記蓄熱部が一体成形されたものであることを特徴とする。
The invention according to claim 1 of the present invention is a building having an underfloor space surrounded by a foundation and a floor, in which soil concrete is laid on the ground of the underfloor space, and collects thermal energy from solar radiation. A heat collecting means, a heat storage means for storing heat energy, and a first flow path for supplying the heat energy of the heat collecting means to the heat storage means, wherein the heat storage means is disposed in the underfloor space, and the heat storage means At least a part of the means is located below the upper surface of the soil concrete, and the heat storage means includes a pipe part through which air having thermal energy is guided from the first flow path, and the pipe part. A heat storage part for storing heat energy, wherein the heat storage part is a concrete material covering the pipe part, and the concrete of the heat storage part is made of the same material as the soil concrete. The dirt floor concrete and the heat storage unit is characterized in that integrally molded.
また請求項2記載の発明は、前記蓄熱手段の前記蓄熱部は、前記地盤の上面よりも下方に埋設された埋設部を有し、前記埋設部の少なくとも一部は、断熱材で覆われている請求項1記載の建物である。
In the invention according to
また請求項3記載の発明は、前記建物は、開口部を有し、前記集熱手段は、前記開口部の屋外側に配された外側サッシと、前記開口部の屋内側に配された内側サッシと、前記外側サッシと前記内側サッシとの間のサッシ空間とを有する二重サッシを含み、前記サッシ空間には、前記床下空間の空気が供給される供給部が設けられており、前記第1流路は、前記サッシ空間の日射によって暖められた暖空気を前記蓄熱手段に供給する請求項1又は2記載の建物である。
According to a third aspect of the present invention, the building has an opening, and the heat collecting means is an outer sash disposed on the outdoor side of the opening, and an inner side disposed on the indoor side of the opening. A double sash having a sash and a sash space between the outer sash and the inner sash, wherein the sash space is provided with a supply unit for supplying air in the underfloor space, The 1 flow path is a building according to claim 1 or 2 , wherein warm air heated by solar radiation in the sash space is supplied to the heat storage means.
また請求項4記載の発明は、前記外側サッシのガラスの日射侵入率は、前記内側サッシのガラスの日射侵入率よりも大きい請求項3記載の建物である。
The invention according to
また請求項5記載の発明は、前記外側サッシ及び前記内側サッシは、前記開口部に固着されるサッシ枠によって保持され、前記サッシ枠は、前記開口部の上縁に配される上枠、下縁に配される下枠、及び、前記上枠と前記下枠とを継ぐ左右一対の側枠を含み、前記第1流路の一端は、前記一方の側枠の上部に設けられた導出口を介して前記サッシ空間と連通し、前記供給部の一端は、前記下枠の前記他方の側枠側に設けられた供給口を介して前記サッシ空間と連通する請求項3又は4に記載の建物である。
According to a fifth aspect of the present invention, the outer sash and the inner sash are held by a sash frame fixed to the opening, and the sash frame includes an upper frame and a lower frame disposed on an upper edge of the opening. A lower frame disposed on an edge, and a pair of left and right side frames connecting the upper frame and the lower frame, wherein one end of the first flow path is provided at an upper portion of the one side frame communicating with said sash space through the one end of the supply unit, according to
また請求項6記載の発明は、前記蓄熱手段に蓄えられた熱エネルギーを前記建物内の居室へ供給する第2流路を有する請求項1乃至5のいずれかに記載の建物である。
A sixth aspect of the present invention is the building according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a second flow path for supplying the thermal energy stored in the heat storage means to the living room in the building.
また請求項7記載の発明は、前記第1流路は、前記集熱手段と前記蓄熱手段との間に、第1切換手段を有し、前記第1切換手段は、前記集熱手段からの空気又は前記床下空間からの空気のいずれかを前記蓄熱手段に連通可能であり、前記第2流路は、前記蓄熱手段と前記居室との間に第2切換手段を有し、前記第2切換手段は、前記蓄熱手段からの空気を、前記居室又は前記床下空間に連通可能である請求項6記載の建物である。
According to a seventh aspect of the present invention, the first flow path has a first switching means between the heat collecting means and the heat storage means, and the first switching means is connected to the heat collecting means. Either air or air from the underfloor space can be communicated to the heat storage means, and the second flow path has second switching means between the heat storage means and the living room, and the second switching The means is a building according to
また請求項8記載の発明は、基礎と床とで囲まれる床下空間、日射による熱エネルギーを集める集熱手段、熱エネルギーを蓄える蓄熱手段、前記集熱手段の熱エネルギーを前記蓄熱手段に供給する第1流路、及び、前記蓄熱手段に蓄えられた熱エネルギーを前記建物内の居室へ供給する第2流路を有する建物を利用して前記居室の温度を制御する制御システムであって、前記基礎は、外気からの熱を遮断するための断熱材が設けられており、前記床下空間には、屋外の空気を取り入れるための取り入れ口を具え、前記集熱手段は、前記開口部の屋外側に配された外側サッシと、前記開口部の屋内側に配された内側サッシと、前記外側サッシと前記内側サッシとの間のサッシ空間とを有する二重サッシを含み、前記第1流路は、前記集熱手段と前記蓄熱手段との間に、第1切換手段を有し、前記第1切換手段は、前記集熱手段からの空気又は前記床下空間からの空気のいずれかを前記蓄熱手段に連通可能であり、前記第2流路は、前記蓄熱手段と前記居室との間に第2切換手段を有し、前記第2切換手段は、前記蓄熱手段からの空気を、前記居室又は前記床下空間に連通可能であり、前記サッシ空間内が、予め定められた温度α1を超える蓄熱モードでは、前記第1切換手段の切り替えによって、前記集熱手段からの空気が前記蓄熱手段に連通されるとともに、前記第2切換手段の切り替えによって、前記蓄熱手段からの空気が前記床下空間に連通され、前記サッシ空間内が、前記温度α1以下であり、前記居室が、予め定められた温度α2以下である昇温モードでは、前記第1切換手段の切り替えによって、前記床下空間からの空気が前記蓄熱手段に連通されるとともに、前記第2切換手段の切り替えによって、前記蓄熱手段からの空気が前記居室に連通されることを特徴とする。
The invention described in
本発明の建物は、日射による熱エネルギーを集める集熱手段、熱エネルギーを蓄える蓄熱手段、及び、集熱手段の熱エネルギーを蓄熱手段に供給する第1流路を含む。これにより、日射による熱エネルギーが、第1流路を介して蓄熱手段に蓄えられる。蓄熱手段に蓄えられた熱エネルギーが居室等に用いられることにより、建物内を暖房することができる。従って、自然エネルギーを利用した快適な室内環境が実現される。 The building of the present invention includes a heat collecting means for collecting thermal energy by solar radiation, a heat storing means for storing heat energy, and a first flow path for supplying the heat energy of the heat collecting means to the heat storing means. Thereby, the thermal energy by solar radiation is stored in a thermal storage means via a 1st flow path. The inside of a building can be heated by using the thermal energy stored in the heat storage means in a living room or the like. Therefore, a comfortable indoor environment using natural energy is realized.
蓄熱手段は、床下空間内に配されているが、その少なくとも一部は、土間コンクリートの上面よりも下方に位置する。従って、床下空間内で蓄熱手段が占有する体積が減少し、床下空間が十分に確保される。このため、メンテナンス作業性が向上する。 The heat storage means is arranged in the underfloor space, but at least a part thereof is located below the upper surface of the soil concrete. Accordingly, the volume occupied by the heat storage means in the underfloor space is reduced, and the underfloor space is sufficiently secured. For this reason, maintenance workability improves.
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1に示されるように、本実施形態の建物Bは、例えば、一般的な住宅やビル等に適用される。本実施形態の建物Bは、地面に固定される基礎2、該基礎2の上方で支持される1階の床3、及び、基礎2と床3とで囲まれる床下空間4を有している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the building B of this embodiment is applied to, for example, a general house or building. The building B of this embodiment has a
基礎2は、建物Bの外周に連続して配置されている。本実施形態の基礎2は、鉄筋コンクリート製であり、地盤G内で水平にのびるベース部2Aと、該ベース部2Aの幅方向の略中央から上方へのび、かつ地盤Gから突出する立上がり部2Bとを含んでいる。
The
立上がり部2Bは、建物Bの垂直高さの基準となる地盤Gの上面(グランドライン)GLから突出し、かつ床下空間4を囲むように配置されている。立上がり部2Bの上面側には、土台6及び外壁7が固定されている。外壁7には、複数の開口部8が設けられている。
The rising
床下空間4の地盤Gの上には、例えば、下地用の砕石、防蟻防湿シート(図示省略)及び土間コンクリート10が順次敷設されている。これにより、土間コンクリート10は、床下空間4の底面4bとして構成される。
On the ground G of the
床下空間4には、例えば、土間コンクリート10から上方に突出し、かつ床3を支える複数の束11が設けられている。床3は、例えば、複数の板パネル3aが並べられたフローリングである。
In the
床下空間4内において、断熱材12が設けられるのが望ましい。本実施形態では、基礎2の立上がり部2Bに、断熱材12aが設けられている。これにより、床下空間4を、基礎2を介して伝えられる外気の熱から遮断することができる。このような作用を効果的に発揮させるため、断熱材12aは、立上がり部2Bと土間コンクリート10とに沿ってのびる断面L字状が望ましい。また、本実施形態では、1階の床3の下面に、断熱材12bが設けられている。これにより、床下空間4を、1階の居室Lの熱から遮断することができる。
It is desirable that a
断熱材12は、耐熱性及び耐衝撃性に優れる、例えばポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、又はフェノールフォーム等の板状体が望ましい。基礎2の立上がり部2Bに設けられる断熱材12aの厚さW1は、例えば、押出ポリスチレンの場合、40〜100mm程度が望ましい。床3の下面に設けられる断熱材12bの厚さW2は、例えば、押出ポリスチレンの場合、30〜80mm程度が望ましい。基礎2に設けられる断熱材12a及び床3に設けられる断熱材12bは、同じものが望ましい。
The
床下空間4には、屋外Soの空気(以下、単に「外気」ということがある。)Aoを床下空間に取り入れる取り入れ口13と、床下空間4の空気(以下、単に「床下空気」ということがある。)Aiを建物B内の居室Lへ供給する取り出し口14とが設けられている。
In the
取り入れ口13は、例えば、基礎2の立上がり部2Bにおいて、床下空間4と屋外Soとの間を連通する孔である。取り出し口14は、例えば、居室Lの間仕切り壁9の内部を上下にのびる空気流路9aの下端に設けられている。空気流路9aは、上端側で居室Lと連通している。
The
図2に示されるように、本実施形態の建物Bは、日射による熱エネルギーを集める集熱手段15、熱エネルギーを蓄える蓄熱手段16、集熱手段15の熱エネルギーを蓄熱手段16に供給する第1流路17、及び、蓄熱手段16に蓄えられた熱エネルギーを居室Lへ供給する第2流路18を含んでいる。これにより、日射による熱エネルギーが、第1流路17を介して蓄熱手段16に蓄えられる。蓄熱手段16に蓄えられた熱エネルギーが居室Lに用いられることにより、建物内を暖房することができる。従って、自然エネルギーを利用した快適な室内環境が実現される。
As shown in FIG. 2, the building B of the present embodiment includes a heat collecting means 15 that collects heat energy from solar radiation, a heat storage means 16 that stores heat energy, and a heat collecting means 15 that supplies heat energy to the heat storage means 16. 1 flow
本実施形態の蓄熱手段16は、床下空間4内に配置されている。蓄熱手段16は、その少なくとも一部は、土間コンクリート10の上面10aよりも下方に位置する。従って、床下空間4内で蓄熱手段16が占有する体積が減少し、床下空間4が十分に確保される。このため、メンテナンス作業性が向上する。
The heat storage means 16 of the present embodiment is disposed in the
蓄熱手段16は、パイプ部20と、パイプ部20を介して熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部21とを含んでいる。
The heat storage means 16 includes a
蓄熱部21は、本実施形態では直方体状である。蓄熱部21の形状は、特に限定されるものではない。
The
蓄熱部21は、地盤Gの上面GLよりも下方に埋設された埋設部21aを有している。本実施形態の蓄熱部21は、蓄熱部21の全てが埋設部21aである。これにより、床下空間4がさらに広く確保され、メンテナンス作業性が、一層向上する
The
蓄熱部21は、パイプ部20を被覆するコンクリート材料である。このような蓄熱部21は、剛性が高く、耐久性に優れる。蓄熱部21のコンクリートとしては、例えば、熱伝導率が1.6〜1.8(W/m・K)のものが望ましい。これにより、熱エネルギーが、効果的に蓄熱される。
The
蓄熱部21は、より好ましくは、土間コンクリート10と同じコンクリート材料である。これにより、例えば、予め、地盤Gに設けられる埋設部21a部分を堀削した後、パイプ部20を施工しておくことで、土間コンクリート10部分及び蓄熱部21部分を同時に打設することができる。即ち、土間コンクリート10及び蓄熱部21が一体施工される。
The
埋設部21aの少なくとも一部は、断熱材22で覆われている。本実施形態では、埋設部21aの上の土間コンクリート10の上面10a、埋設部21aの側面21b、埋設部21aの底面21cが断熱材22で覆われている。これにより、埋設部21aは、地盤G内や床下空間4からの熱が、効果的に遮断される。このため、蓄熱部21に蓄えられた熱エネルギーが有効に維持される。
At least a part of the embedded
断熱材22は、例えば板状に形成されている。断熱材22は、耐熱性及び耐衝撃性に優れる、例えばポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、又はフェノールフォーム等が望ましい。断熱材22の厚さW3は、例えば、押出ポリスチレンの場合、50〜150mm程度が望ましい。
The
パイプ部20は、第1流路17から熱エネルギーを持った空気(以下、「暖空気」という場合がある)Awを蓄熱部21へ案内する。
The
図3には、蓄熱手段16の斜視図が示される。図3に示されるように、パイプ部20は、暖空気Awを蓄熱部21の内部に供給する供給パイプ20aと、蓄熱部21の内部で暖空気Awを巡回させる巡回パイプ20bと、暖空気Awを蓄熱部21の内部から排出する排出パイプ20cとを含んでいる。
FIG. 3 shows a perspective view of the heat storage means 16. As shown in FIG. 3, the
パイプ部20の材料は、例えば、ポリエチレン等の合成樹脂や金属等が望ましい。また、各パイプ20a、20b、20cの内径dは、例えば、75〜250mm程度が望ましい。
The material of the
供給パイプ20aは、本実施形態では、蓄熱部21の外部に配されている分配管23と、分配管23に接続される複数本の接続管24とを含む。
In the present embodiment, the
分配管23は、本実施形態では、第1流路17(図2に示す)に接続される主部23aと、主部23aから分岐される複数本の分岐部23bとを有する。
In the present embodiment, the
接続管24は、蓄熱部21の内部をのびかつ各分岐部23bと巡回パイプ20bの一端側とを接続している。
The
排出パイプ20cは、本実施形態では、蓄熱部21の外部に配されている集合管25と、集合管25に接続される複数本の接続管26とを含む。
In the present embodiment, the
集合管25は、本実施形態では、第2流路18(図2に示す)に接続される主部25aと、主部25aから分岐される複数本の分岐部25bとを有する。
In this embodiment, the collecting
接続管26は、蓄熱部21の内部をのびかつ各分岐部25bと巡回パイプ20bの他端側とを接続している。
The connecting
巡回パイプ20bは、本実施形態では、供給パイプ20aの接続管24と排出パイプ20cの接続管26とをそれぞれ継ぐ複数本の継ぎ部27を含んでいる。
In this embodiment, the circulating
各継ぎ部27は、本実施形態では、水平かつ平行に配置された複数個の水平パイプ28と、隣り合う水平パイプ28の両端を交互に連結する複数個の連結部29とを含む1本の蛇腹折り状に形成されている。本実施形態の巡回パイプ20bは、継ぎ部27が上下方向に3本並ぶ3層構造で形成されている。このような巡回パイプ20bは、より効果的に蓄熱部21に熱エネルギーを蓄熱させる。
In the present embodiment, each
図4には、蓄熱手段16の詳細な実施例が示される。図4に示されるように、継ぎ部27の水平パイプ28は、水平方向及び上下方向に等ピッチP1であるのが望ましい。これにより、蓄熱部21に熱エネルギーがさらに効率良く蓄熱される。ピッチP1は、例えば、蓄熱部21の熱伝導率とパイプ部20の内径dと蓄熱時間とから算出される。
FIG. 4 shows a detailed embodiment of the heat storage means 16. As shown in FIG. 4, it is desirable that the
上述の作用をより効果的に発揮させるため、供給パイプ20aの接続管24の立ち上がりピッチP2及び排出パイプ20cの接続管26の立ち上がりピッチP2は、水平パイプ28のピッチP1と同じであるのが望ましい。
In order to exhibit the above-described operation more effectively, it is desirable that the rising pitch P2 of the connecting
図2に示されるように、集熱手段15は、開口部8に取り付けられる二重サッシ30を含む。
As shown in FIG. 2, the heat collecting means 15 includes a
二重サッシ30は、開口部8の屋外So側に配された外側サッシ31と、開口部8の屋内Si側に配された内側サッシ32と、外側サッシ31と内側サッシ32との間のサッシ空間33とを有している。
The
図5は、二重サッシ30を概念的に示す斜視図である。図6は、二重サッシ30の断面図である。図5及び図6に示されるように、外側サッシ31及び内側サッシ32は、サッシ幅の略半分の大きさを有する一対の外側サッシ部31a、31b、及び一対の内側サッシ部32a、32bからなり、引違い窓として構成されている。これらの各サッシ部31a、31b、32a、32bは、開口部8に固着されるサッシ枠34によって保持されている。
FIG. 5 is a perspective view conceptually showing the
サッシ枠34は、開口部8の上縁に配される上枠34aと、下縁に配される下枠34bと、上枠34aと下枠34bとを継ぐ左右一対の側枠34c、34cとを含んでいる。
The
上枠34a及び下枠34bには、屋外So側において、サッシ空間33に向かって突出し、かつサッシ幅方向に連続してのびる一対の外側レール部35a、35bが設けられている。さらに、上枠34a及び下枠34bには、屋内Si側において、サッシ空間33に向かって突出し、かつサッシ幅方向に連続してのびる一対の内側レール部36a、36bがそれぞれ設けられている。
The
外側レール部35a、35b及び内側レール部36a、36bは、各外側サッシ部31a、31b、及び各内側サッシ部32a、32bの各上下端をそれぞれ狭持し、かつサッシ幅方向にスライド可能に保持しうる。
The
このような二重サッシ30は、サッシ空間33に空気層を形成することができる。サッシ空間33の空気層は、例えば、日差しが比較的強い冬晴れの日において、日射によって暖められる。このため、サッシ空間33には、熱エネルギーを持った暖空気Awが形成される。
Such a
二重サッシ30は、外側サッシ31のガラスの日射侵入率が、内側サッシ32のガラスの日射侵入率よりも大きいのが望ましい。これにより、サッシ空間33内に日射が多く取り込まれ、かつ、サッシ空間33内の日射の居室L側への侵入が抑制される。このため、サッシ空間33内の空気が、効率良く暖められる。また、サッシ空間33内にブラインドを設けることで更に効率よく、空気を暖めることができる。
In the
二重サッシ30は、南東から南西までの方角を向いて設けられるのが望ましい。これにより、太陽による自然エネルギーを効果的に取り入れることができる。
The
二重サッシ30が設けられる開口部8は、開口面積が、好ましくは建物Bの延べ床面積に対して10〜20%である。開口面積が建物Bの延べ床面積の10%未満の場合、自然エネルギーを効果的に取り入れることができないおそれがある。開口面積が建物Bの延べ床面積の20%を超える場合、建物Bの断熱性が低下するおそれがある。
The
サッシ空間33には、床下空間4の空気が供給される供給部38が設けられている。本実施形態の供給部38は、サッシ空間33と床下空間4とを継ぐ流路である。
The
供給部38は、本実施形態では、下枠34bの他方の側枠34c側に設けられた供給口39を介してサッシ空間33と連通している。
In the present embodiment, the
図2に示されるように、第1流路17は、サッシ空間33の日射によって暖められた暖空気Awを蓄熱手段16に供給している。第1流路17の一端は、本実施形態では、サッシ空間33と連通している。
As shown in FIG. 2, the
第1流路17は、導出部40と第1切換手段45とを有している。
The
図5に示されるように、導出部40は、本実施形態では、一方の側枠34cに設けられた導出口41、一方の側枠34cに沿って上下にのびる枠体42、及び枠体42と第1切換手段45(図7に示す)とを接続する案内部43を含んで構成されている。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the lead-out
導出口41は、外側サッシ31と内側サッシ32との間の側枠34cの上部において、サッシ空間33と枠体42との間を連通して設けられている。これにより、供給口39から供給された床下空気Aiが、サッシ空間33内を大きく巡回するため、日射による熱エネルギーを効果的に吸収する。
The lead-out
枠体42は、その内部が中空状に形成されている。本実施形態の枠体42は、例えばサッシ枠34の一方の側枠34cの外側に設けられている。枠体42の下端には、案内部43が接続される連通口44が設けられている。
The inside of the
図7に示されるように、案内部43には、サッシ空間33(図5に示す)内の暖空気Awをパイプ部20に送風する第1送風部46が設けられている。第1送風部46は、サッシ空間33内を負圧にして、パイプ部20に効果的に暖空気Awを供給する。
As shown in FIG. 7, the
第1切換手段45は、集熱手段15からの暖空気Aw又は床下空間4からの床下空気Aiのいずれかを蓄熱手段16に接続し得る。このようにサッシ空間33の暖空気Awは、枠体42及び案内部43から第1切換手段45を介して蓄熱手段16に供給可能になる。
The first switching means 45 can connect either the warm air Aw from the heat collecting means 15 or the underfloor air Ai from the
第1切換手段45は、本実施形態では、第1分岐管47と、第1弁48と、第2弁49とを含む。
In the present embodiment, the
本実施形態の第1分岐管47は、分配管23の主部23aが接続される主部47a、案内部43と連通する第1分岐部47b、及び床下空間4と連通する第2分岐部47cからなる。
The
第1弁48は、本実施形態では、第1分岐部47bに接続されている。第1弁48は、案内部43との空気の流れを遮断する。
In the present embodiment, the
第2弁49は、本実施形態では、第2分岐部47cに接続されている。第2弁49は、床下空間4との空気の流れを遮断する。
In the present embodiment, the
第2流路18は、第2切換手段50と放熱部55とを有している。
The
第2切換手段50は、蓄熱手段16からの空気を、居室L又は床下空間4に接続し得る。
The second switching means 50 can connect the air from the heat storage means 16 to the living room L or the
第2切換手段50は、本実施形態では、第2分岐管51と、第3弁52と、第4弁53とを含む。
In the present embodiment, the
本実施形態の第2分岐管51は、集合管25の主部25aが接続される主部51a、放熱部55と連通する第1分岐部51b、及び床下空間4と連通する第2分岐部51cからなる。
The
第3弁52は、本実施形態では、第1分岐部51bに接続されている。第3弁52は、放熱部55への空気の流れを遮断する。
In the present embodiment, the
第4弁53は、本実施形態では、第2分岐部51cに接続されている。第4弁53は、床下空間4への空気の流れを遮断する。なお、第1弁48乃至第4弁53は、ダンパーであってもよい。
In the present embodiment, the
放熱部55の他端は、本実施形態では、取り出し口14(図2に示す)の下方で、上方に向かって開口している。放熱部55の一端は、本実施形態では、第3弁52と接続されている。
In the present embodiment, the other end of the
放熱部55には、蓄熱手段16の空気を居室Lへ送る第2送風部57が設けられている。第2送風部57は、パイプ部20内を負圧にして、蓄熱部21で暖められた空気Awを、取り出し口14、空気流路9aを介して、居室Lに供給する。
The
以上のような建物Bを利用して、居室の温度を制御する制御システムが説明される。図8に示されるように、制御システムは、蓄熱モード、停止モード、及び昇温モードを有する。 A control system for controlling the temperature of a room using the building B as described above will be described. As shown in FIG. 8, the control system has a heat storage mode, a stop mode, and a temperature raising mode.
蓄熱モードは、例えば、日差しが比較的強い冬晴れの日の昼の時間帯等に使用される。具体的には、サッシ空間内が、予め定められた温度α1を超える場合である。 The heat storage mode is used, for example, in the daytime on a sunny day with relatively strong sunlight. Specifically, this is a case where the sash space exceeds a predetermined temperature α1.
図9に示されるように、蓄熱モードでは、第1切換手段45の切り替えによって、集熱手段15からの空気が蓄熱手段16に供給可能になる。第2切換手段50の切り替えによって、蓄熱手段16からの空気が床下空間4に供給可能になる。
As shown in FIG. 9, in the heat storage mode, the air from the heat collection means 15 can be supplied to the heat storage means 16 by switching the first switching means 45. By switching the second switching means 50, the air from the heat storage means 16 can be supplied to the
本実施形態では、第1弁48及び第4弁53が開かれ、第2弁49及び第3弁52が閉じられる。第1送風部46が運転されるとともに、第2送風部57が停止される。
In the present embodiment, the
これにより、サッシ空間33内の暖空気Awが、導出部40から蓄熱手段16に案内される。従って、蓄熱手段16は、暖空気Awと熱交換して、効率的に蓄熱する。
Thereby, the warm air Aw in the
さらに、蓄熱手段16で熱交換された空気Aeは、第2切換手段50の第2分岐部51cから床下空間4に排気される。このように、暖空気Awは、居室Lに供給されないため、高断熱の建物Bにおいて、冬晴れの日に生じがちな居室Lの温度上昇を防ぐことができる。また、排気された空気Aeは、例えば、夜間での居室Lへの床下空気Aiの供給に備える。なお、断熱材12によって、床下空間4が屋外Soと断熱さているため、空気Aeは、床下空間4を暖める。
Further, the air Ae heat-exchanged by the heat storage means 16 is exhausted from the
停止モードは、例えば、日差しが弱い昼の時間帯等に使用される。図8に示されるように、具体的には、サッシ空間内が温度α1以下であり、かつ、居室Lが予め定められた温度α2を超える場合である。 The stop mode is used, for example, in the daytime when sunlight is weak. As shown in FIG. 8, specifically, the sash space is at a temperature α1 or lower and the living room L exceeds a predetermined temperature α2.
サッシ空間33内の温度がα1以下の場合、熱エネルギーが小さく、蓄熱部21で効果的に蓄熱されないおそれがある。また、居室Lの温度がα2を超えるため、蓄熱手段16で蓄熱されている熱エネルギーを居室Lに案内する必要もない。
When the temperature in the
停止モードでは、第1弁48乃至第4弁53が閉じられる。第1送風部46及び第2送風部57が停止される。
In the stop mode, the
昇温モードは、例えば、日差しの少ない冬曇りの日や、冬の夜間等に使用される。具体的には、サッシ空間33内が、温度α1以下であり、かつ、居室Lが、温度α2以下である場合である。
The temperature raising mode is used, for example, on a cloudy day with little sunlight or at night in winter. Specifically, the inside of the
図10に示されるように、昇温モードでは、第1弁48及び第4弁53が閉じられ、第2弁49及び第3弁52が開かれる。第1送風部46が停止されるとともに、第2送風部57が運転される。
As shown in FIG. 10, in the temperature raising mode, the
これにより、床下空気Aiが、第1切換手段45の第2分岐部47cを介して蓄熱手段16で熱交換される。そして、蓄熱手段16で暖められた空気Awは、第2切換手段50の第1分岐部51b、放熱部55及び取り出し口14を介して居室Lに供給される。
As a result, the underfloor air Ai is heat-exchanged by the heat storage means 16 via the
従って、本実施形態の建物Bは、蓄熱手段16で暖められた床下空気Aiで居室Lを暖めることができるため、エアコン等の空調機器を使用することなく、自然エネルギーを利用して、快適な室内温度環境を実現することができる。 Therefore, since the building B of this embodiment can warm the living room L with the underfloor air Ai heated by the heat storage means 16, it is comfortable to use natural energy without using air conditioning equipment such as an air conditioner. An indoor temperature environment can be realized.
このような作用を効果的に発揮させるため、サッシ空間33内の温度α1は、例えば25℃以上で各モードに切り替えられるのが望ましい。特に好ましくは、温度α1は、25℃である。同様に、居室Lの温度α2は、例えば、16〜20℃で各モードに切り替えられるのが望ましい。特に好ましくは、温度α2は、18℃である。
In order to effectively exhibit such an action, it is desirable that the temperature α1 in the
なお、蓄熱モード、停止モード及び昇温モードの切り替えは、例えば、サッシ空間33内の温度α1及び居室Lの温度α2を自動計測し、コンピュータ等によって自動制御されるのが望ましい。なお、各モードの切り替えは、居住者が操作してもよい。
Note that switching between the heat storage mode, the stop mode, and the temperature raising mode is preferably automatically controlled by a computer or the like by automatically measuring the temperature α1 in the
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
2 基礎
3 床
4 床下空間
10 土間コンクリート
10a 土間コンクリートの上面
15 集熱手段
16 蓄熱手段
17 第1流路
B 建物
G 地盤
Claims (8)
日射による熱エネルギーを集める集熱手段、熱エネルギーを蓄える蓄熱手段、及び、前記集熱手段の熱エネルギーを前記蓄熱手段に供給する第1流路を含み、
前記蓄熱手段は、前記床下空間内に配され、かつ前記蓄熱手段の少なくとも一部は、前記土間コンクリートの上面よりも下方に位置し、
前記蓄熱手段は、前記第1流路から熱エネルギーを持った空気が案内されるパイプ部と、前記パイプ部を介して熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部とを含み、
前記蓄熱部は、前記パイプ部を被覆するコンクリート材料であり、
前記蓄熱部の前記コンクリートは、前記土間コンクリートと同じ材料からなり、
前記土間コンクリート及び前記蓄熱部が一体成形されたものであることを特徴とする建物。 A building having an underfloor space surrounded by a foundation and a floor, and earthen concrete laid on the ground of the underfloor space,
A heat collecting means for collecting heat energy by solar radiation, a heat storing means for storing heat energy, and a first flow path for supplying the heat energy of the heat collecting means to the heat storing means,
The heat storage means is disposed in the underfloor space, and at least a part of the heat storage means is located below the upper surface of the soil concrete ,
The heat storage means includes a pipe part that guides air having thermal energy from the first flow path, and a heat storage part that stores thermal energy via the pipe part,
The heat storage part is a concrete material that covers the pipe part,
The concrete of the heat storage part is made of the same material as the soil concrete,
The building characterized in that the soil concrete and the heat storage part are integrally formed .
前記埋設部の少なくとも一部は、断熱材で覆われている請求項1記載の建物。 The heat storage part of the heat storage means has an embedded part embedded below the upper surface of the ground,
The building according to claim 1 , wherein at least a part of the buried portion is covered with a heat insulating material .
前記集熱手段は、前記開口部の屋外側に配された外側サッシと、前記開口部の屋内側に配された内側サッシと、前記外側サッシと前記内側サッシとの間のサッシ空間とを有する二重サッシを含み、The heat collecting means includes an outer sash disposed on the outdoor side of the opening, an inner sash disposed on the indoor side of the opening, and a sash space between the outer sash and the inner sash. Including double sashes,
前記サッシ空間には、前記床下空間の空気が供給される供給部が設けられており、The sash space is provided with a supply unit for supplying air in the underfloor space,
前記第1流路は、前記サッシ空間の日射によって暖められた暖空気を前記蓄熱手段に供給する請求項1又は2記載の建物。The building according to claim 1 or 2, wherein the first flow path supplies warm air heated by solar radiation in the sash space to the heat storage means.
前記サッシ枠は、前記開口部の上縁に配される上枠、下縁に配される下枠、及び、前記上枠と前記下枠とを継ぐ左右一対の側枠を含み、The sash frame includes an upper frame disposed on an upper edge of the opening, a lower frame disposed on a lower edge, and a pair of left and right side frames that connect the upper frame and the lower frame,
前記第1流路の一端は、前記一方の側枠の上部に設けられた導出口を介して前記サッシ空間と連通し、One end of the first flow path communicates with the sash space via a lead-out port provided in an upper portion of the one side frame,
前記供給部の一端は、前記下枠の前記他方の側枠側に設けられた供給口を介して前記サッシ空間と連通する請求項3又は4に記載の建物。5. The building according to claim 3, wherein one end of the supply unit communicates with the sash space through a supply port provided on the other side frame side of the lower frame.
前記第1切換手段は、前記集熱手段からの空気又は前記床下空間からの空気のいずれかを前記蓄熱手段に連通可能であり、The first switching means can communicate either the air from the heat collecting means or the air from the underfloor space to the heat storage means,
前記第2流路は、前記蓄熱手段と前記居室との間に第2切換手段を有し、The second flow path has a second switching means between the heat storage means and the living room,
前記第2切換手段は、前記蓄熱手段からの空気を、前記居室又は前記床下空間に連通可能である請求項6記載の建物。The building according to claim 6, wherein the second switching unit is capable of communicating air from the heat storage unit to the living room or the underfloor space.
前記基礎は、外気からの熱を遮断するための断熱材が設けられており、The foundation is provided with a heat insulating material to block heat from outside air,
前記床下空間には、屋外の空気を取り入れるための取り入れ口を具え、The underfloor space has an intake for taking in outdoor air,
前記集熱手段は、前記開口部の屋外側に配された外側サッシと、前記開口部の屋内側に配された内側サッシと、前記外側サッシと前記内側サッシとの間のサッシ空間とを有する二重サッシを含み、The heat collecting means includes an outer sash disposed on the outdoor side of the opening, an inner sash disposed on the indoor side of the opening, and a sash space between the outer sash and the inner sash. Including double sashes,
前記第1流路は、前記集熱手段と前記蓄熱手段との間に、第1切換手段を有し、The first flow path has a first switching means between the heat collecting means and the heat storage means,
前記第1切換手段は、前記集熱手段からの空気又は前記床下空間からの空気のいずれかを前記蓄熱手段に連通可能であり、The first switching means can communicate either the air from the heat collecting means or the air from the underfloor space to the heat storage means,
前記第2流路は、前記蓄熱手段と前記居室との間に第2切換手段を有し、The second flow path has a second switching means between the heat storage means and the living room,
前記第2切換手段は、前記蓄熱手段からの空気を、前記居室又は前記床下空間に連通可能であり、The second switching means can communicate air from the heat storage means to the living room or the underfloor space,
前記サッシ空間内が、予め定められた温度α1を超える蓄熱モードでは、前記第1切換手段の切り替えによって、前記集熱手段からの空気が前記蓄熱手段に連通されるとともに、前記第2切換手段の切り替えによって、前記蓄熱手段からの空気が前記床下空間に連通され、In the heat storage mode in which the sash space exceeds a predetermined temperature α1, the air from the heat collecting means is communicated with the heat storage means by switching the first switching means, and the second switching means By switching, the air from the heat storage means communicates with the underfloor space,
前記サッシ空間内が、前記温度α1以下であり、前記居室が、予め定められた温度α2以下である昇温モードでは、前記第1切換手段の切り替えによって、前記床下空間からの空気が前記蓄熱手段に連通されるとともに、前記第2切換手段の切り替えによって、前記蓄熱手段からの空気が前記居室に連通されることを特徴とする制御システム。In the temperature raising mode in which the inside of the sash space is equal to or lower than the temperature α1 and the living room is equal to or lower than a predetermined temperature α2, air from the underfloor space is converted into the heat storage means by switching the first switching means. The control system is characterized in that air from the heat storage means is communicated to the living room by switching the second switching means.
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