JP6611266B2

JP6611266B2 - 住宅

Info

Publication number: JP6611266B2
Application number: JP2017070497A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　寛
Original assignee: パナソニックホームズ株式会社
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018172889A

Description

本発明は、住宅に関し、詳しくは、床下空間の空気を床上空間に供給して換気が行われる住宅に関する。

下記特許文献１は、床下空間の空気を、床を介して隣接する床上空間に供給して、換気を行うことが可能な住宅を提案している。この住宅は、床下空間に外気を導入するための基礎に設けられた開口部と、床下空間に導入された外気を床上空間に供給するためのファンを含む換気手段とを有している。このような換気手段は、ファンを駆動して、床下空間の空気（外気）を床上空間に供給するとともに、床上空間に供給された空気に相当する外気を、前記開口部から床下空間へと導入することを意図している。

特開２０１５−２０９６３１号公報

ところで、住宅の床には、床上空間と床下空間との間で空気が行き来可能な隙間（以下、「床隙間」という。）がやむを得ず存在している。従って、例えば、前記開口部の面積が十分でないと、ファンが駆動した場合に床下空間が負圧となり、床上空間の空気が床隙間を介して床下空間に取り込まれるため、換気効率を高めるには、さらなる改善の余地があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、換気効率を高めることができる住宅を提供することを主たる目的としている。

本発明は、地面、断熱された基礎及び１階の床で囲まれた前記地面と熱交換可能な床下空間と、前記床を介して前記床下空間の上に隣接配置された床上空間と、前記床下空間の空気を前記床上空間に供給するための換気手段とを具えた住宅であって、前記基礎には、前記床下空間に外気を導入するための少なくとも１つの開口部が形成されており、前記開口部の合計面積Ａ（cm²）が、前記床上空間と前記床下空間との間を連通する床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１〜８倍とされていることを特徴とする。

本発明に係る前記住宅において、前記床隙間の合計面積Ｂを、前記床の面積で除した前記床の相当隙間面積であるＣ値が０．８３cm²／ｍ²以下であってもよい。

本発明の住宅は、地面、断熱された基礎及び１階の床で囲まれた前記地面と熱交換可能な床下空間と、前記床を介して前記床下空間の上に隣接配置された床上空間と、前記床下空間の空気を前記床上空間に供給するための換気手段とを具えている。このような床下空間は、夏は前記外気よりも冷たく、かつ、冬は前記外気よりも暖かい空気を蓄えることができる。従って、本発明の住宅は、前記床下空間の空気を利用して、前記床上空間を換気できるため、空調効率を向上しうる。

本発明の住宅では、前記開口部の合計面積Ａ（cm²）が、前記床上空間と前記床下空間との間を連通する床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１〜８倍とされている。このように、本発明の住宅では、前記開口部の合計面積Ａ（cm²）が床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１倍以上に限定されるため、前記開口部から前記床下空間に多くの外気を導入することができる。従って、本発明の住宅は、前記床上空間に前記外気を効率よく供給することができるため、換気効率を高めることができる。

また、本発明の住宅は、前記開口部の合計面積Ａ（cm²）が床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の８倍以下に限定されるため、前記床下空間に導入される前記外気の量の増加に伴って、前記床下空間と前記床上空間との間の圧力差が大きくなるのを防ぐことができる。従って、本発明の住宅では、前記床下空間に導入された外気が、前記床上空間に必要以上に供給されるのを防ぐことができるため、過換気を防ぐことが可能となる。

本発明の住宅の一例を示す断面図である。図１の基礎、断熱材及び開口部の部分拡大図である。本発明の他の実施形態の住宅の一例を示す断面図である。

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は、本発明の住宅の一例を示す断面図である。なお、各図面は、発明の内容の理解を高めるためのものであり、誇張された表示が含まれる他、各図面間において、縮尺等は厳密に一致していない点が予め指摘される。

本実施形態の住宅１は、例えば、優れた断熱性能を具えた工業化住宅として構成されている。なお、住宅１は、このような工業化住宅に限定されるものではない。本実施形態の住宅１は、床下空間２、床上空間３、及び、換気手段４を具えている。

床下空間２は、地面６、基礎７、及び、１階の床８で囲まれて形成されている。

本実施形態の地面６は、例えば、土間コンクリート等で仕上げられている。この地面６は、一年を通して温度変化が小さい地中熱が伝達されている。従って、床下空間２は、地面６（即ち、地中熱）と、床下空間２の空気（以下、単に「床下空気」ということがある。）Ａｄとを熱交換可能に構成されている。これにより、床下空間２は、夏は外気Ａｏより冷たく、かつ、冬は外気Ａｏよりも暖かい床下空気Ａｄを蓄えることができる。

基礎７は、住宅１の外周に連続して配置されている。基礎７は、例えば、鉄筋コンクリート製の布基礎として構成されている。基礎７は、地中で水平にのびるベース部７Ａと、該ベース部７Ａの幅方向の略中央から上方へのび、かつ、地面６から突出する立上がり部７Ｂとを含んで構成されている。

基礎７には、基礎７を断熱するための断熱材１４が設けられている。従って、本実施形態の住宅１は、基礎断熱住宅として構成されている。本実施形態の断熱材１４は、床下空間２側に水平にのびる水平部１４Ａと、基礎７の立上がり部７Ｂに沿って上下にのびる縦部１４Ｂとを含んでおり、断面略Ｌ字状に構成されている。このような断熱材１４は、基礎７を介して伝えられる外気Ａｏの熱を遮断することができるため、床下空気Ａｄの温度変化を小さくすることができる。なお、断熱材１４としては、例えば、ポリスチレンフォーム等が適宜採用されうる。

基礎７には、開口部１５が設けられている。本実施形態の開口部１５は、屋外１２と床下空間２との間において、基礎７の立上がり部７Ｂ及び断熱材１４の縦部１４Ｂを貫通する孔として構成されている。このような開口部１５により、床下空間２には、新鮮な外気Ａｏが導入される。本実施形態の開口部１５は、風圧力の影響を受け難くするために、一つのみ設けられている。なお、住宅１の大きさに応じて、複数の開口部１５が設けられてもよい。この場合、開口部１５は、基礎７の同一辺に複数設けられてもよい。

図２は、図１の基礎７、断熱材１４及び開口部１５の部分拡大図である。本実施形態の開口部１５において、立上がり部７Ｂの屋外１２側の外側面７ｏで開口する第１部分１５Ａの第１面積Ｓ１と、縦部１４Ｂの床下空間２側の内側面１４ｉで開口する第２部分１５Ｂの第２面積Ｓ２とが、同一に設定されている。また、立上がり部７Ｂ及び縦部１４Ｂの厚さ方向において、開口部１５の断面積Ｓ３が一定に形成されており、第１面積Ｓ１及び第２面積Ｓ２と同一に設定されている。従って、開口部１５は、立上がり部７Ｂの外側面７ｏから縦部１４Ｂの内側面１４ｉにかけて、一定の大きさで貫通している。

なお、開口部１５は、第１面積Ｓ１と第２面積Ｓ２とが互いに異なるものでも良いし、立上がり部７Ｂ及び縦部１４Ｂの厚さ方向において、断面積Ｓ３が変化するものでもよい。

図１に示されるように、床８は、基礎７の立上がり部７Ｂ、７Ｂ間を、水平にのびている。本実施形態の床８は、例えば、複数の板パネル８ａが並べられたフローリングとして構成されている。

床上空間３は、床８を介して床下空間２の上に隣接配置されている。床上空間３は、床８、天井１６、外壁１７、及び、間仕切り壁１８で囲まれて形成されており、本実施形態では、居室１９、及び、トイレ等の非居室２０を含んで構成されている。

天井１６は、床８の上方に配置されている。外壁１７は、基礎７の立上がり部７Ｂの上に固定されている。間仕切り壁１８は、外壁１７、１７間に配置されている。

換気手段４は、床下空気Ａｄを床上空間３に供給するためのものである。本実施形態の換気手段４は、空気流路２１と、ファン２２とを含んで構成されている。

空気流路２１は、例えば、住宅１の配管スペースに配置されるダクト２３によって構成されている。なお、空気流路２１は、例えば、間仕切り壁等で囲まれた空間（図示省略）によって構成されてもよい。空気流路２１の一端は、床下空間２に連通している。空気流路２１の他端は、床上空間３（居室１９）に連通している。

本実施形態のファン２２は、床下空間２から空気流路２１（床上空間３）に向かって送風する向きに設置されている。このようなファン２２の駆動により、換気手段４は、床下空気Ａｄ（外気Ａｏ）を、床上空間３に供給することができる。また、床下空間２には、床上空間３に供給された空気（床下空気）Ａｄに相当する外気Ａｏが、開口部１５を介して床下空間２に導入される。床下空間２に導入された外気Ａｏは、地面６（即ち、地中熱）と熱交換される。

また、床上空間３の空気（以下、単に「床上空気」ということがある。）Ａｉは、例えば、外壁１７に設けられた換気口２４や排気ファン２５によって屋外１２へ排出される。これにより、住宅１では、床上空間３が換気される。

上述したように、床下空間２には、夏は外気Ａｏよりも冷たく、かつ、冬は外気Ａｏよりも暖かい床下空気Ａｄが蓄えられている。従って、本実施形態の換気手段４は、このような床下空気Ａｄを利用して、床上空間３を換気できるため、空調効率の向上に役立つ。

本実施形態の住宅１では、換気効率を高めるために、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１〜８倍に限定されている。なお、従来の一般的な基礎断熱住宅では、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１倍未満である。

開口部１５の合計面積Ａは、開口部１５が一つのみ形成される場合、その開口部１５の面積（cm²）に基づいて定義される。なお、開口部１５が複数形成される場合には、それらの開口部１５の合計面積（cm²）に基づいて、開口部１５の合計面積Ａが定義される。

また、合計面積Ａの計算に用いられる各開口部１５の面積は、その開口部１５の第１部分１５Ａ（図２に示す）の第１面積Ｓ１、第２部分１５Ｂ（図２に示す）の第２面積Ｓ２、又は、開口部１５の断面積Ｓ３によって定義される。なお、第１面積Ｓ１、第２面積Ｓ２、及び、断面積Ｓ３が互いに異なる場合には、最も小さい面積Ｓ１、Ｓ２又はＳ３に基づいて、各開口部１５の面積が定義される。

床隙間の合計面積Ｂとしては、図１に示した床上空間３において、床８以外の建築資材（天井１６や外壁１７等）を気密処理した状態で、ＪＩＳ−Ａ２２０１「送風機による住宅等の気密性能試験方法」に準拠し、床下空間２を室内とみなし、かつ、床上空間３を室外とみなして測定された隙間面積である。なお、床８の相当隙間面積であるＣ値が既知の場合には、このＣ値に、床８の面積（即ち、１階の床面積）が乗じられることにより、床隙間の合計面積Ｂが求められてもよい。

本実施形態の住宅１では、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１倍以上に限定されているため、床下空間２に多くの外気Ａｏを導入することができる。これにより、本実施形態の住宅１は、外気Ａｏ（床下空気Ａｄ）を床上空間３に効率よく供給することができるため、０．５回／ｈ以上の換気回数を確実に維持することができる。従って、本実施形態の住宅１は、換気効率を高めることができる。このような換気効率をさらに高めるために、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）は、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の３倍以上が望ましい。

また、本実施形態の住宅１では、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の８倍以下に限定されている。これにより、本実施形態の住宅１は、床下空間２に導入される外気Ａｏの量の増加により、床下空間２と床上空間３との間の圧力差が大きくなるのを防ぐことができる。従って、本実施形態の住宅１では、圧力差の増加に起因して、床下空間２に導入された外気Ａｏが、床上空間３に必要以上に供給されるのを防ぐことができる。これにより、本実施形態の住宅１では、例えば０．８回／ｈ以下の換気回数を維持することができ、過換気による空調効率の低下を防ぐことが可能となる。このような過換気を効果的に防ぐために、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）は、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の５倍以下が望ましい。

床８の相当隙間面積であるＣ値については、適宜設定することができる。なお、Ｃ値が大きいと、床下空間２に取り込まれる床上空気Ａｉ（図１において、二点鎖線で示す。）の量が大きくなり、住宅１の換気効率を十分に高められないおそれがある。このような観点より、Ｃ値は、好ましくは０．８３cm²／ｍ²以下である。なお、床８の相当隙間面積であるＣ値は、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）を、床８の面積（即ち、１階の床面積）で除することで求められる。

上述のように、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）に上限値（本実施形態では、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の８倍以下）が設定されていても、外気Ａｏと床上空間３との間の温度差が大きくなり、過換気が発生しやすくなる場合がある。このため、開口部１５には、外気Ａｏと床上空間３との間の温度差に応じて、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）を変化させるダンパーが設けられてもよい。図３は、本発明の他の実施形態の住宅１の一例を示す部分断面図である。この実施形態において、前実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

この実施形態のダンパー２６は、開口部１５を開閉して、開口部１５の面積（図２に示した第１部分１５Ａの第１面積Ｓ１、第２部分１５Ｂの第２面積Ｓ２、又は、開口部１５の断面積Ｓ３）を変化させるためのものである。ダンパー２６は、各開口部１５に設けられており、例えば、外気Ａｏの温度、及び、床上空間３の温度を測定可能なセンサーを具えた制御手段（図示省略）によって制御される。

この実施形態の制御手段（図示省略）は、外気Ａｏと床上空間３との間の温度差が、予め定められた閾値以上の場合に、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が小さくなるように、ダンパー２６を制御する。さらに、制御手段は、外気Ａｏと床上空間３との温度差が大きくなるほど、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が小さくなるように、ダンパー２６を制御する。従って、この実施形態の住宅１は、外気Ａｏと床上空間３との温度差が大きくなるほど生じやすい過換気を、効果的に防ぐことができる。

閾値については、例えば、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）、及び、床上空間３（居室１９）の大きさ等に応じて、適宜設定することができる。また、制御手段（図示省略）は、例えば、床下空間２と床上空間３との間の圧力差が大きくなるほど、開口部１５の合計面積Ａ（cm²）が小さくなるように、ダンパー２６を制御するものでもよい。この場合、制御手段には、床下空間２の気圧、及び、床上空間３の気圧を、それぞれ測定可能なセンサーが設けられるのが望ましい。

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。

図１に示した床下空間、床上空間、及び、換気手段を具えた住宅が、コンピュータで取り扱い可能なモデルとして作成された（実施例１〜６、比較例１〜３）。実施例１〜６のモデルでは、基礎に形成された開口部の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１〜８倍に設定された。他方、比較例１のモデルでは、開口部の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１倍未満に設定された。比較例２、３のモデルでは、開口部の合計面積Ａ（cm²）が、床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の８倍よりも大に設定された。

そして、実施例１〜６のモデル、及び、比較例１〜３のモデルを用いて、開口部から外気を導入するとともに、床下空間の空気を床上空間に供給して換気するシミュレーションが実施された。そして、実施例１〜６のモデル、及び、比較例１〜３のモデルにおいて、住宅全体の換気回数（回／ｈ）が計算された。換気回数が０．６２回／ｈ以上であると、換気効率が良好であることを示している。また、換気回数が０．８０回／ｈ以下であると、過換気を防ぐことができることを示している。共通仕様は、次のとおりである。

１階床の面積：６２．７ｍ²
給気ファンの合計風量：９０ｍ³／ｈ（冬期）
開口部の個数：１個
外気温：５℃
ＬＤＫ：
室温：１８．４℃、給気ファン配分：２５ｍ³／ｈ
２階ホールの室温：１３℃
和室：
室温：１４℃、給気ファン配分：１３ｍ³／ｈ
主寝室：
室温：１４．６℃、給気ファン配分：１３ｍ³／ｈ
洋室１：
室温：１２．２℃、給気ファン配分：１３ｍ³／ｈ
洋室２：
室温：１６．１℃、給気ファン配分：１３ｍ³／ｈ
書斎：
室温：１３．３℃、給気ファン配分：１３ｍ³／ｈ
玄関ホールの室温：１３．４℃
洗面所の室温：１４．３℃
浴室の室温：１３．８℃
台所近傍の収納スペースの室温：１３．８℃
１階トイレの室温：１５．２℃
２階トイレの室温：１１．９℃
納戸の室温：１１．８℃
テスト結果を、表１に示す。

テストの結果、実施例１〜６は、比較例１に比べて、換気効率が良好であった。また、比較例２、３では、床上空間に外気が必要以上に供給されてしまい、過換気となった。従って、実施例１〜６は、床上空間の換気効率を高めつつ、過換気を防ぐことができた。

１住宅
２床下空間
３床上空間
６地面
７基礎
８床
１５開口部

Claims

地面、断熱された基礎及び１階の床で囲まれた前記地面と熱交換可能な床下空間と、前記床を介して前記床下空間の上に隣接配置された床上空間と、前記床下空間の空気を前記床上空間に供給するための換気手段とを具えた住宅であって、
前記基礎には、前記床下空間に外気を導入するための少なくとも１つの開口部が形成されており、
前記開口部の合計面積Ａ（cm²）が、前記床上空間と前記床下空間との間を連通する床隙間の合計面積Ｂ（cm²）の１〜８倍とされている住宅。
前記床隙間の合計面積Ｂを、前記床の面積で除した前記床の相当隙間面積であるＣ値が０．８３cm²／ｍ²以下である請求項１記載の住宅。