床下暖房システム
【課題】基礎断熱住宅に空気対流式の床下暖房システムを適用する場合において、さほどコストアップを伴うことなく効果的に熱効率を向上させる。
【解決手段】床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅における床下暖房システムＳ１であって、床下空間１０内に、温風の吹き出しダクト２１を備えるヒートポンプエアコン２を設置し、ダクト２１の吹き出し口２２から吹き出される温風を床下空間１０に対流させることで、床上の室内空間を暖房するよう構成されている。このような床下暖房システムＳ１において、ダクト２１の温風吹き出し口２２の近傍に位置する土間コンクリート１０２の表面に、断熱板４を局所的に敷設する。これにより、吹き出された温風が保有する熱が地盤へ流出することを規制し、もってヒートポンプエアコン２のエネルギー効率を向上させる。
【解決手段】床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅における床下暖房システムＳ１であって、床下空間１０内に、温風の吹き出しダクト２１を備えるヒートポンプエアコン２を設置し、ダクト２１の吹き出し口２２から吹き出される温風を床下空間１０に対流させることで、床上の室内空間を暖房するよう構成されている。このような床下暖房システムＳ１において、ダクト２１の温風吹き出し口２２の近傍に位置する土間コンクリート１０２の表面に、断熱板４を局所的に敷設する。これにより、吹き出された温風が保有する熱が地盤へ流出することを規制し、もってヒートポンプエアコン２のエネルギー効率を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅において、床下空間内に温風を対流させることで床上の室内空間を暖房する床下暖房システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に比較的温暖な地域の住宅では、床下に換気口を設けて床下空間を開放した床裏断熱工法が採用されている。しかし、床裏断熱式の住宅では、夏期において高温高湿な空気が低温環境の床下に侵入することで床下結露が発生し、躯体寿命を縮めてしまうという危惧がある。このため、専ら寒冷地で採用されていた高断熱・高気密住宅、すなわち住宅の床下換気口を閉鎖して床下外周部を断熱することで床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅が、温暖地でも採用されつつある。
【０００３】
一方、このような基礎断熱住宅において、例えば特許文献１に開示されているように、閉鎖された床下空間内に放熱器を設置し、前記床下空間を加温することで床上の室内空間を暖房する床下暖房システムが知られている。かかる床下暖房システムとして、温風の吹き出しダクトを備えるヒートポンプエアコン（暖房設備）を用い、前記ダクトから吹き出される温風を床下空間に対流させる空気対流式のシステムが、設備規模やコスト面、安全面において優れていることから注目されている。
【特許文献１】特開２００１−２０１０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
床下暖房システムを採用する場合においては、熱効率を向上させるには、土間コンクリート（地盤）への熱流出を可及的に抑制することが不可欠となる。このことは、上述の空気対流式の床下暖房システムを採用する場合においても同様であるが、ダクトから温風を吹き出すという態様に即した最適な熱効率向上対策を施与することが求められる。
【０００５】
しかしながら、基礎断熱住宅に空気対流式の床下暖房システムを適用する場合において、さほどコストアップを伴うことなく効果的に熱効率を向上させる施策は特段提案されていないのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる床下暖房システムは、床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅における床下暖房システムであって、床下空間内に、温風の吹き出しダクトを備える暖房設備を設置し、前記ダクトから吹き出される温風を前記床下空間に対流させることで、床上の室内空間を暖房するよう構成された床下暖房システムにおいて、前記ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面に、吹き出された温風が保有する熱が地盤へ流出することを規制する断熱板を局所的に敷設したことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間から地盤への熱流出が断熱板により抑止される。本発明者らの研究によれば、空気対流式の床下暖房システムにおいては、床下空間全体において地盤への熱の流出は避けられないが、かかる熱流出はダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間部分において特に顕著であることが判明した。そこで、温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面に局所的に断熱板を敷設することで、熱流出抑止効果を効率的に発揮させることができるようになる。
【０００８】
上記構成において、前記ダクトの温風吹き出し口が、前記床下空間の高さ方向の略中間部に設置されると共に、床面と略水平な方向に温風が吹き出されるよう構成されてなり、前記吹き出し口から吹き出される温風が土間表面に直接的に吹き当たる部位を覆うように、前記断熱板が土間表面上に敷設されることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、床下空間に最適な態様で温風を供給できると共に、そのようなダクトから吹き出される温風が有する熱の地盤への流出が、当該温風が直接的に吹き当たる土間表面部位に敷設された断熱板により極めて効果的に抑止されるようになる。
【０００９】
また、上記構成において、前記床下空間は複数の床下空間に区画されたものであり、それぞれの床下空間区画は所定の連通部を介して互いに連通状態とされてなり、１の床下空間区画内に前記温風の吹き出しダクトを備える暖房設備並び断熱板が設置され、他の床下空間区画へ前記連通部を通して温風が対流されるよう構成されていることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、床下空間が複数の床下空間に区画されている場合でも、１の床下空間区画内に設置されている暖房設備により、他の床下空間区画内にも温風を対流させることができる。しかも、１の床下空間区画内に敷設された断熱板により、地盤への熱流出が抑制されるようになる。
【００１０】
このような構成において、前記連通部に、前記温風の対流を促進するための補助ファンを配置することが望ましい（請求項４）。この構成によれば、１の床下空間区画から他の床下空間区画への連通部を介した温風の対流が補助ファンにより促進され、暖房設備が備えられていない他の床下空間区画についても積極的に加温できるようになる。
【００１１】
ここで、前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が形成可能とされている場合において、前記空気流路を構成する連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向が、前記空気流路に沿って前記複数の床下空間内に温風を循環させ得る方向とされている構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、補助ファンの運転により前記空気流路に沿って温風が循環され、床下空間全体に温風を行き渡らせることができる。
【００１２】
また、前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が複数形成可能とされている場合において、前記複数の空気流路を構成可能な連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向を制御することで、前記複数の空気流路のいずれかに沿って温風を循環させ得るよう構成することができる（請求項６）。この構成によれば、ニーズに応じて温風の循環経路を設定することができ、例えば所望の室内空間を選択的に暖房することも可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１にかかる床下暖房システムによれば、断熱板の敷設により、地盤への熱流出を規制できる。しかも、ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面という必要最小限の部位に断熱板を敷設するだけで熱効率を大きく改善することができる。従って、さほどコストアップを招来することなく、当該床下暖房システムのエネルギー効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２にかかる床下暖房システムによれば、ダクトから吹き出される温風が直接的に吹き当たる土間表面部位に敷設された断熱板により、地盤への熱流出が抑止される。すなわち、最も熱が奪われ易い温風の吹き出し部分において地盤への熱流出が抑止されるので、効果的に熱効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項３にかかる床下暖房システムによれば、床下空間が複数の床下空間に区画されている住宅であっても、同様にエネルギー効率を向上させることができる。
【００１６】
請求項４にかかる床下暖房システムによれば、補助ファンの運転により連通部を介した温風の対流が促進されるので、温風吹き出しダクトから吹き出される温風の利用効率が高くなると共に、温風の吹き出しダクトを備えた床下空間区画と備えていない床下空間区画との温度のバラツキを抑制できるようになる。
【００１７】
請求項５にかかる床下暖房システムによれば、補助ファンの運転により床下空間全体に温風を行き渡らせることができるので、床下空間上の各室内空間を満遍なく暖房することができる。
【００１８】
請求項６にかかる床下暖房システムによれば、温風の循環経路を自在に設定することができ、所望の室内空間を選択的に暖房することも可能であるので、ユーザの生活スタイルに合わせた暖房設定が容易に、しかも別段の工事等を要することなく行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の具体的な実施形態につき説明する。
図１は、本発明にかかる床下暖房システムＳ１の構成を示す模式図であって、住宅の床板部分を取り外して見た基礎構造体１００の上面図である。また図２は、基礎構造体１００の側断面図である。この基礎構造体１００は、基礎コンクリート１０１及び土間コンクリート１０２にて構築されており、前記基礎コンクリート１０１の高さに応じた床下空間１０が形成されている。床下空間１０は、居室のサイズ等に合わせて複数の床下空間に区画されている。ここでは、住宅の中心からみて、北西〜西方位の第１床下空間１１、南西方位の第２床下空間１２、南東方位の第３床下空間１３、東方位の第４床下空間１４及び北東方位の第５床下空間１５が備えられている例を示している。
【００２０】
また、この基礎構造体１００は、いわゆる基礎断熱工法が採用されたもので、外周部を構成する基礎コンクリート１０１には換気口が備えられておらず、床下空間１０は閉鎖空間とされている。そして、図２に示すように、外周部を構成する基礎コンクリート１０１の周囲にも断熱材１０３が施与されており、躯体部分だけでなく、基礎部分も断熱されている。一方、第１〜第５床下空間１１〜１５を区画する基礎コンクリート１０１には連通部Ｗ１〜Ｗ６が設けられており、この連通部Ｗ１〜Ｗ６を介して第１〜第５床下空間１１〜１５は互いに連通状態とされている。なお、前記連通部Ｗ１〜Ｗ６は、床下空間１０のメンテナンス等の際における作業員の通路としても活用されるものである。
【００２１】
このような基礎構造体１００において、第１床下空間１１には、ヒートポンプエアコン２（暖房設備）が据え付けられている。このヒートポンプエアコン２は、床下空間１０に温風Ｈを供給して床下空間１０を加温するためのもので、前記温風を吹き出すダクト２１を備えている。なお、当該ヒートポンプエアコン２には、図示省略の室外機も備えられている。
【００２２】
ヒートポンプエアコン２は、床板５の下面に組み付けられている大引き５１、５１（根太であっても良い）を利用して吊止め支持されている。すなわち、大引き５１、５１に吊り具２３、２３が取り付けられ、前記吊り具２３、２３の下端に平板状の支持台２４が水平方向に架け渡されている。そして、前記支持台２４上に、ヒートポンプエアコン２が載置されている。なお、ヒートポンプエアコン２は、このような吊止め支持を行わず、土間コンクリート１０２上に据え付けるようにしても良い。
【００２３】
ダクト２１は蛇腹構造を備えた筒体からなり、ヒートポンプエアコン２にて生成された温風を床下空間１０に吹き出す温風吹き出し口２２を有している。この温風吹き出し口２２は、図２に示すように、第１床下空間１１（床下空間１０）の高さ方向の略中間部に配置され、これにより床板５と略水平な方向に温風Ｈが吹き出されるようになっている。このようなダクト２１から吹き出される温風Ｈは、第１床下空間１１において対流されると共に、連通部Ｗ１〜Ｗ６を通して他の床下空間、すなわち第２〜第５床下空間１２〜１５へも対流（循環）される。
【００２４】
なお、温風Ｈの対流を促進するために、温風吹き出し口２２の位置に合わせ、連通部Ｗ１、Ｗ２には、小型の扇風機等からなる補助ファン３１、３２が配置されている。ここで、補助ファン３１の送風方向は、第１床下空間１１から第２床下空間１２へ温風Ｈを向かわせる方向とされ、また補助ファン３２の送風方向は、第１床下空間１１から第４床下空間１４へ温風Ｈを向かわせる方向とされている。
【００２５】
これにより、図１に矢印Ｆで示すように、温風Ｈが第１〜第５床下空間１１〜１５へ強制的に対流されるようになる。つまり、連通部Ｗ１〜Ｗ６を介した自然対流に比べて、積極的に温風Ｈが第１床下空間１１から第２〜第５床下空間１２〜１５に向けて対流されるようになる。かかる温風Ｈの対流により第１〜第５床下空間１１〜１５が加温され、当該加温により上昇された第１〜第５床下空間１１〜１５の熱により床板５の上の室内空間Ｒが暖房されるものである。また、第１床下空間１１で温風Ｈが長い時間滞留しないことから、第１床下空間１１の土間コンクリート１０２（後述の断熱材４敷設部分を除いた箇所）から土中へ逃げる熱流出を抑止できるようになる。
【００２６】
以上の通り構成された床下暖房システムＳ１において、本発明では、前記ダクト２１の吹き出し口２２から吹き出される温風Ｈが土間コンクリート１０２の表面に直接的に吹き当たる部位を覆うように、断熱板４が土間コンクリート１０２上に敷設される。すなわち断熱板４は、第１床下空間１１の土間コンクリート１０２の全域に敷設されるのではなく、温風吹き出し口２２の近傍に位置する土間コンクリート１０２の表面に局所的に敷設される。これにより、吹き出された温風Ｈが保有する熱が土間コンクリート１０２を通して地盤Ｇへ流出することが効率的に規制される。
【００２７】
図３は、断熱板４の土間コンクリート１０２上への敷設状態を説明するための上面図である。図２で説明したように、温風Ｈはダクト２１の吹き出し口２２から床板５と略水平な方向へ吹き出されるが、吹き出し口２２から吹き出された後は風速等のパラメータに応じて拡散する。この拡散により、土間コンクリート１０２の表面に直接的に温風Ｈの一部が吹き当たるようになる。図３に示す楕円スポット２０１は、このような温風Ｈの直接的な吹き当たり部分を示している。
【００２８】
一般に、床下暖房システムにおいては、前記楕円スポット２０１部分からの熱流出、つまり温風吹き出し口２２の近傍に位置する土間表面から地盤Ｇへの熱流出が最も大きいことから、当該部分における熱損失低減対策を施すことでエネルギー効率を高めることができる。換言すると、前記楕円スポット２０１部分にさえ熱損失低減対策を施せば、相当のエネルギー効率の改善を図ることができる。このような知見に鑑みて、断熱板４は、前記楕円スポット２０１をカバーするように土間コンクリート１０２上へ局所的に敷設されている。
【００２９】
このような断熱板４を設けない場合、図４に示すように、土間コンクリート１０２の表面に直接的に温風Ｈの一部が吹き当たる部分（図４に符合１０２ａで示す部分）から、温風Ｈが保有する熱が、地盤Ｇへ熱損失ｒとして吸熱（熱交換）される。このことは、床下暖房システムが所定時間稼動し、土間コンクリート１０２が暖められるまでのイニシャル段階において顕著となる。しかし、図１〜図３に示すように、土間コンクリート１０２の表面に直接的に温風Ｈの一部が吹き当たる部分に断熱板４を設けることで、上述のような熱損失ｒが効果的に抑止されるようになる。
【００３０】
なお、図５に示すように、ダクト２１０の吹き出し口２２０を床板５側（上側）に配向させ、吹き出し口２２０から吹き出される温風Ｈが土間コンクリート１０２へ直接的に吹き当たらないようにすることも考えられる。しかし、このように吹き出し口２２０を設定すると、床板５への温風Ｈの吹き当たり量が多くなりすぎ、床板５が過剰に加温されてしまい床下空間１０と床板５との温度差が大きくなり、結果として結露が発生してしまうため好ましくない。
【００３１】
断熱板４としては、各種の断熱作用を有する部材を用いることができ、例えばグラスウール等の繊維系断熱材や、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート等のプラスチック材料を発泡させた発泡材料系断熱材等を用いることができる。なお断熱板４としては、長期間に亘る温風Ｈの吹き当たり対する耐性を有するよう、硬質部材からなる断熱材を用いることが望ましく、例えば押出発泡ポリスチレンボードからなる断熱材（幅１ｍ×長さ２ｍ×厚さ２５〜５０ｍｍ程度の平板）を好適に用いることができる。
【００３２】
以上のように構成された床下暖房システムＳ１の動作について説明する。ヒートポンプエアコン２の電源が投入され暖房運転が開始されると、ダクト２１の吹き出し口２２から第１床下空間１１内へ温風Ｈが吹き出される。この温風Ｈは、第１床下空間１１内において対流し、これにより当該第１床下空間１１内は加温されるようになる。この際、断熱板４により、吹き出し口２２の近傍における土間コンクリート１０２から地盤Ｇへの熱流出が規制される。なお、ヒートポンプエアコン２の運転開始と同時に、補助ファン３１、３２の運転も開始される。
【００３３】
補助ファン３１の回転駆動により、第１床下空間１１内に存在する暖気は、連通部Ｗ１を通して第２床下空間１２へ、続いて連通部Ｗ３を通して第３床下空間１３へ強制的に対流される。同様に、連通部Ｗ２を通して第４床下空間１４へ、続いて連通部Ｗ５を通して第５床下空間１５へ強制的に対流される。
【００３４】
このようにヒートポンプエアコン２及び補助ファン３１、３２が運転されることで、床下空間１０全体が昇温される。そして、床下空間１０の温度が上昇することで、床板５上の室内空間Ｒが暖房されるものである。なお、ヒートポンプエアコン２が連続的に運転されることで、土間コンクリート１０２の温度が徐々に上昇し、これにより断熱板４が敷設されていない領域からの熱損失も少なくなる。
【００３５】
以下、ダクト２１の吹き出し口２２の近傍に断熱板４を局所的に敷設した場合と、敷設しない場合とにおける各種の比較データについて説明する。図６は、図１に示すように、第１床下空間１１における吹き出し口２２の近傍に断熱板４を敷設する前と敷設した後とにおける（敷設日は、図中の点線で示す某年「１２月６日」である）、ヒートポンプエアコン２運転後の第１床下空間１１の温度（気温）を、敷設日の前後１週間において計測して作成したグラフである。ここでは、暖房能力が６．０ｋＷのヒートポンプエアコン２を１台用い、運転条件は２週間に亘り一定とした。
【００３６】
図６において、符号６０１の曲線は、図１に示す第１床下空間１１内の「北西」ポイント、符号６０２の曲線は、第１床下空間１１内の「西」ポイントにおいてそれぞれ計測した温度である。また、符号６０３の曲線は、外気温を示すものである。図６から判るように、断熱板４を敷設する前に比べて、断熱板４の敷設後は、「北西」ポイント及び「西」ポイントのいずれにおいても、ヒートポンプエアコン２の運転条件を変更していないにもかかわらず全般的に温度が１〜３℃程度上昇しており、断熱板４の敷設により床下空間の通風性状が改善されたことが確認された。
【００３７】
次に、図７は、第１床下空間１１における吹き出し口２２の近傍に断熱板４を敷設する前と敷設した後とにおける、土間コンクリート１０２の熱流を、熱流計を用いて計測して作成したグラフである。図６と同様に、計測ポイントは、図１に示す第１床下空間１１内の「北西」ポイント及び「西」ポイントとした。図７において、符号６１１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の熱流、符号６１２の曲線は、「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の熱流をそれぞれ示している。なお、符号６１３で示す熱流の０レベルは、土間コンクリート１０２の熱レベルに相当するもので、前記０レベルを下回る熱流が観測されている時間帯は、地盤Ｇ側へ熱が流出している状態を示している。
【００３８】
この図７からも明らかな通り、断熱板４の敷設後は、「北西」ポイント及び「西」ポイントのいずれにおいても、熱流が０レベルを下回る度合いが少なくなり、断熱板４により熱流出が抑止されていることが判る。また、「西」ポイントにおける熱損失も低減されていることが判る。
【００３９】
続いて、ダクト２１の温風吹き出し口２２の近傍に断熱板４を敷設する場合と敷設しない場合とにおける、効果確認のためのシミュレーション結果について説明する。ここでは、図１に示す間取り条件（床下面積：７０ｍ２）を前提にして、
（１）床板５の、裏面の表面温度の推移（図８、図９）
（２）土間コンクリート１０２の、表面温度の推移（図１０、図１１）
（３）床板５及び地盤Ｇへの熱流の推移（図１２、図１３）
についてのシミュレーション結果を示す。ヒートポンプエアコン２は、床下設定温度：３０℃、吹き出し口２２における温風Ｈの吹き出し設定温度：４６℃、温風Ｈの流量：３００ｍ３／ｈで運転するものとした。また、断熱板４は、幅１ｍ×長さ２ｍ×厚さ２５ｍｍの押出発泡ポリスチレンボードを温風吹き出し口２２の近傍における土間コンクリート１０２上に敷設するものとした。
【００４０】
（１）床板５の、裏面の表面温度の推移について
図８は、断熱板４を敷設しない場合の、前述の「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける床板５の、２ヶ月スパンでみた裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図８において、符号６２１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度、符号６２２の曲線は、「西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度の推移をそれぞれ示している。図８のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては床板５の裏面表面温度は、概ね２４℃〜２８℃の範囲で推移し、また「西」ポイントにおいては、概ね２９℃〜３２℃の範囲で推移することが判る。
【００４１】
一方、図９は、断熱板４を敷設した場合の、「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける床板５の、２ヶ月スパンでみた裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図９において、符号６３１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度、符号６３２の曲線は、「西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度の推移をそれぞれ示している。図９のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては床板５の裏面表面温度は、概ね２５℃〜２８℃の範囲で推移し、また「西」ポイントにおいては、概ね２９℃〜３３℃の範囲で推移することが判る。このように、断熱板４を敷設しない場合に比べ、断熱板４を敷設することで床板５の裏面表面温度を全体的に１℃程度上昇させることができるようになる。
【００４２】
（２）土間コンクリート１０２の、表面温度の推移について
図１０は、断熱板４を敷設しない場合の、「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の、２ヶ月スパンでみた表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図１０において、符号６４１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度、符号６４２の曲線は、「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度の推移をそれぞれ示している。図１０のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては土間コンクリート１０２の表面温度は、概ね１７℃〜２４℃の範囲で推移し、また「西」ポイントにおいては、概ね１７℃〜２８℃の範囲で推移することが判る。
【００４３】
一方、図１１は、断熱板４を敷設した場合の、「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の、２ヶ月スパンでみた表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図１１において、符号６５１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度、符号６５２の直線は、「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度の推移をそれぞれ示している。なお、ここでの「西」ポイントは、断熱板４の裏面に設定されたものとして算出を行っている。図１１のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては床板５の裏面表面温度は、概ね１７℃〜２４℃の範囲で推移しており、図１０の場合と同等であるが、「西」ポイントにおいては、１７℃で一定である。このように、断熱板４を敷設しない場合に比べ、断熱板４を敷設することで「西」ポイントにおいて地盤Ｇへの熱流出を規制できるようになる。
【００４４】
（３）床板５及び地盤Ｇへの熱流の推移
図１２は、断熱板４を敷設しない場合の、吹き出しダクト２１直近部（断熱板４の敷設領域部分）における床板５及び地盤Ｇへの、２ヶ月スパンでみた熱流の推移の計算結果を示すグラフである。図１２において、符号６６１の曲線は床板５への熱流、符号６６２の曲線は地盤Ｇへの熱流の推移をそれぞれ示している。図１２のグラフに示すように、床板５への熱流は２ヶ月の期間中に１０００ｋｃａｌ／ｈから１６００ｋｃａｌ／ｈ程度まで上昇し、逆に地盤Ｇへの熱流は４００ｋｃａｌ／ｈから１５０ｋｃａｌ／ｈ程度まで下降していることが判る。
【００４５】
一方、図１３は、断熱板４を敷設した場合の、吹き出しダクト２１直近部（断熱板４の敷設領域部分）における床板５及び地盤Ｇへの、２ヶ月スパンでみた熱流の推移の計算結果を示すグラフである。図１３において、符号６７１の曲線は床板５への熱流、符号６７２の曲線は地盤Ｇへの熱流の推移をそれぞれ示している。図１３のグラフに示すように、床板５への熱流は２ヶ月の期間中に１１００ｋｃａｌ／ｈから１６００ｋｃａｌ／ｈ程度まで上昇し、逆に地盤Ｇへの熱流は３００ｋｃａｌ／ｈから１００ｋｃａｌ／ｈ程度まで下降していることが判る。すなわち、床板５への熱流は、イニシャル期間において断熱板４を敷設しない場合に比べて１００ｋｃａｌ／ｈ程度多く、逆に地盤Ｇへの熱流は１００ｋｃａｌ／ｈ程度少なくなっている。つまり、イニシャル期間においてヒートポンプエアコン２のエネルギー効率を向上させることができるものである。
【００４６】
以上、本発明の一実施形態に係る床下暖房システムＳ１を詳述したが、この床下暖房システムＳ１につき各種の変形実施が可能である。例えば、床下暖房システムＳ１においては、図１に示すように２つの補助ファン３１、３２を用いる例を示しているが、例えば第１床下空間１１上の室内空間がユーザの主な居住空間であるような場合にあっては、補助ファン３１、３２の設置を省略しても良い。
【００４７】
逆に、連通部Ｗ１〜Ｗ６の全てに補助ファンを設けるようにしても良い。図１４は、そのような床下暖房システムＳ２の構成を示す模式図である。この床下暖房システムＳ２では、連通部Ｗ１〜Ｗ６に補助ファン３１〜３６が各々設けられている。図１４に示すように、基礎コンクリート１０１に連通部Ｗ１〜Ｗ６が備えられている場合、第１床下空間１１〜第５床下空間１５のうちの複数を循環する空気流路としては、連通部Ｗ１−Ｗ３−Ｗ４−Ｗ５−Ｗ６を経由する第１空気流路Ａ１と、連通部Ｗ２−Ｗ５−Ｗ６を経由する第２空気流路Ａ２とが代表的なものとして挙げられる。補助ファン３１〜３６各々の送風方向は、第１空気流路Ａ１若しくは第２空気流路Ａ２に沿って、前記複数の床下空間内に温風を循環させ得る方向とされている。
【００４８】
具体的には、補助ファン３１の送風方向は第１床下空間１１から第２床下空間１２へ向けた方向、補助ファン３３の送風方向は第２床下空間１２から第３床下空間１３へ向けた方向、補助ファン３４の送風方向は第３床下空間１３から第４床下空間１４へ向けた方向、補助ファン３５の送風方向は第４床下空間１４から第５床下空間１５へ向けた方向、補助ファン３６の送風方向は第５床下空間１５から第１床下空間１１へ向けた方向とされており、これら補助ファンを運転することで第１空気流路Ａ１に沿って温風を循環させ得るようになっている。また、補助ファン３２の送風方向は第１床下空間１１から第４床下空間１４へ向けた方向とされており、補助ファン３２、３５、３６を運転することで第２空気流路Ａ２に沿って温風を循環させ得るようになっている。
【００４９】
このように構成することで、補助ファン３１〜３６の運転により第１、第２空気流路Ａ１、Ａ２に沿って温風Ｈが循環され、第１床下空間１１〜第５床下空間１５の全体に温風を行き渡らせることができる。つまり、住宅の１階部分全体の床下空間１０を加温できるようになる。これにより、第１床下空間１１〜第５床下空間１５の各室内空間を満遍なく暖房することができ、室内空間の温度のバラツキを抑制できるようになる。或いは、補助ファン３２、３５、３６のみを運転することで、第２空気流路Ａ２に沿った第１、第４、第５床下空間１１、１４、１５を重点的に加温し、その床上の室内空間を選択的に暖房して熱効率を上げることも可能となる。
【００５０】
また、補助ファン３１〜３６の送風方向を変更制御する制御部を設け、送風方向を暖房ニーズに応じて適宜変更できるようにすることが望ましい。この場合、補助ファン３１〜３６の各々に、その送風方向を変更させる駆動機構を付設し、前記制御部を備えたリモコン装置等により前記駆動機構に送風方向変更信号を送信する構成とすれば良い。このように構成することで、温風の循環経路を自在に設定することが可能となる。例えば、図１４に示す補助ファン３４、３５の送風方向を略１８０度反転させることで、温風を第３床下空間１３へ集中させることが可能となり、第３床下空間１３の床上の室内空間を重点的に暖房することができるようになる。このような床下暖房システムＳ２によれば、所望の室内空間を選択的に暖房することも可能となるので、ユーザの生活スタイルに合わせた暖房設定が容易に、しかも補助ファン３１〜３６の送風方向を変更するだけで済むことから別段の工事等を要することなく行えるようになる。
【００５１】
なお、連通部Ｗ１〜Ｗ６は、上述した通り床下空間１０のメンテナンス等の際において作業員の通路として利用されることから、補助ファン３１〜３６は通行時の妨げとならないよう取り外し自在な固定部を具備させることが望ましい。例えば、連通部Ｗ１〜Ｗ６の周辺の根太や大引きに対して簡易に固定可能なクリップ固定部を、各補助ファン３１〜３６に具備させることが望ましい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、暖房設備の一例としてヒートポンプエアコン２を例示したが、この他に温風Ｈを輻射可能な各種の放熱器を用いることができる。また、断熱板４の形態として、上面視で長方形状のものを用いる例を示したが、ダクト２１の吹き出し口２２の形状に合わせ、例えば楕円形、扇状に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる床下暖房システムＳ１の構成を示す模式図であって、住宅の床板部分を取り外して見た基礎構造体の上面図である。
【図２】図１に示した基礎構造体の側断面図である。
【図３】断熱板の土間コンクリート上への敷設状態を説明するための上面図である。
【図４】断熱板を設けない、従来の床下暖房システムの構成を示す模式図である。
【図５】ダクトの吹き出し口を床板側（上側）に配向させた床下暖房システムの構成を示す模式図である。
【図６】吹き出し口の近傍に断熱板を敷設する前と敷設した後とにおける、床下空間の温度（気温）推移を示すグラフである。
【図７】吹き出し口の近傍に断熱板を敷設する前と敷設した後とにおける、土間コンクリートへの熱流を、熱流計を用いて計測して作成したグラフである。
【図８】断熱板を敷設しない場合（従来）の、床板の裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図９】断熱板を敷設した場合（本発明）の、床板の裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１０】断熱板を敷設しない場合（従来）の、土間コンクリートの表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１１】断熱板を敷設した場合（本発明）の、土間コンクリートの表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１２】断熱板を敷設しない場合（従来）の、吹き出しダクト直近部における床板及び地盤への熱流の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１３】断熱板を敷設した場合（本発明）の、吹き出しダクト直近部における床板及び地盤への熱流の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１４】本発明の他の実施形態にかかる床下暖房システムＳ２の構成を示す模式図であって、住宅の床板部分を取り外して見た基礎構造体の上面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 床下空間
１１〜１５ 第１〜第５床下空間
１００ 基礎構造体
１０１ 基礎コンクリート
１０２ 土間コンクリート（土間）
２ ヒートポンプエアコン（暖房設備）
２１ ダクト
２２ （温風の）吹き出し口
３１〜３６ 補助ファン
４ 断熱板
Ａ１、Ａ２ 空気流路
Ｈ 温風
Ｇ 地盤
Ｓ１ 床下暖房システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅において、床下空間内に温風を対流させることで床上の室内空間を暖房する床下暖房システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に比較的温暖な地域の住宅では、床下に換気口を設けて床下空間を開放した床裏断熱工法が採用されている。しかし、床裏断熱式の住宅では、夏期において高温高湿な空気が低温環境の床下に侵入することで床下結露が発生し、躯体寿命を縮めてしまうという危惧がある。このため、専ら寒冷地で採用されていた高断熱・高気密住宅、すなわち住宅の床下換気口を閉鎖して床下外周部を断熱することで床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅が、温暖地でも採用されつつある。
【０００３】
一方、このような基礎断熱住宅において、例えば特許文献１に開示されているように、閉鎖された床下空間内に放熱器を設置し、前記床下空間を加温することで床上の室内空間を暖房する床下暖房システムが知られている。かかる床下暖房システムとして、温風の吹き出しダクトを備えるヒートポンプエアコン（暖房設備）を用い、前記ダクトから吹き出される温風を床下空間に対流させる空気対流式のシステムが、設備規模やコスト面、安全面において優れていることから注目されている。
【特許文献１】特開２００１−２０１０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
床下暖房システムを採用する場合においては、熱効率を向上させるには、土間コンクリート（地盤）への熱流出を可及的に抑制することが不可欠となる。このことは、上述の空気対流式の床下暖房システムを採用する場合においても同様であるが、ダクトから温風を吹き出すという態様に即した最適な熱効率向上対策を施与することが求められる。
【０００５】
しかしながら、基礎断熱住宅に空気対流式の床下暖房システムを適用する場合において、さほどコストアップを伴うことなく効果的に熱効率を向上させる施策は特段提案されていないのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる床下暖房システムは、床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅における床下暖房システムであって、床下空間内に、温風の吹き出しダクトを備える暖房設備を設置し、前記ダクトから吹き出される温風を前記床下空間に対流させることで、床上の室内空間を暖房するよう構成された床下暖房システムにおいて、前記ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面に、吹き出された温風が保有する熱が地盤へ流出することを規制する断熱板を局所的に敷設したことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間から地盤への熱流出が断熱板により抑止される。本発明者らの研究によれば、空気対流式の床下暖房システムにおいては、床下空間全体において地盤への熱の流出は避けられないが、かかる熱流出はダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間部分において特に顕著であることが判明した。そこで、温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面に局所的に断熱板を敷設することで、熱流出抑止効果を効率的に発揮させることができるようになる。
【０００８】
上記構成において、前記ダクトの温風吹き出し口が、前記床下空間の高さ方向の略中間部に設置されると共に、床面と略水平な方向に温風が吹き出されるよう構成されてなり、前記吹き出し口から吹き出される温風が土間表面に直接的に吹き当たる部位を覆うように、前記断熱板が土間表面上に敷設されることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、床下空間に最適な態様で温風を供給できると共に、そのようなダクトから吹き出される温風が有する熱の地盤への流出が、当該温風が直接的に吹き当たる土間表面部位に敷設された断熱板により極めて効果的に抑止されるようになる。
【０００９】
また、上記構成において、前記床下空間は複数の床下空間に区画されたものであり、それぞれの床下空間区画は所定の連通部を介して互いに連通状態とされてなり、１の床下空間区画内に前記温風の吹き出しダクトを備える暖房設備並び断熱板が設置され、他の床下空間区画へ前記連通部を通して温風が対流されるよう構成されていることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、床下空間が複数の床下空間に区画されている場合でも、１の床下空間区画内に設置されている暖房設備により、他の床下空間区画内にも温風を対流させることができる。しかも、１の床下空間区画内に敷設された断熱板により、地盤への熱流出が抑制されるようになる。
【００１０】
このような構成において、前記連通部に、前記温風の対流を促進するための補助ファンを配置することが望ましい（請求項４）。この構成によれば、１の床下空間区画から他の床下空間区画への連通部を介した温風の対流が補助ファンにより促進され、暖房設備が備えられていない他の床下空間区画についても積極的に加温できるようになる。
【００１１】
ここで、前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が形成可能とされている場合において、前記空気流路を構成する連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向が、前記空気流路に沿って前記複数の床下空間内に温風を循環させ得る方向とされている構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、補助ファンの運転により前記空気流路に沿って温風が循環され、床下空間全体に温風を行き渡らせることができる。
【００１２】
また、前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が複数形成可能とされている場合において、前記複数の空気流路を構成可能な連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向を制御することで、前記複数の空気流路のいずれかに沿って温風を循環させ得るよう構成することができる（請求項６）。この構成によれば、ニーズに応じて温風の循環経路を設定することができ、例えば所望の室内空間を選択的に暖房することも可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１にかかる床下暖房システムによれば、断熱板の敷設により、地盤への熱流出を規制できる。しかも、ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面という必要最小限の部位に断熱板を敷設するだけで熱効率を大きく改善することができる。従って、さほどコストアップを招来することなく、当該床下暖房システムのエネルギー効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２にかかる床下暖房システムによれば、ダクトから吹き出される温風が直接的に吹き当たる土間表面部位に敷設された断熱板により、地盤への熱流出が抑止される。すなわち、最も熱が奪われ易い温風の吹き出し部分において地盤への熱流出が抑止されるので、効果的に熱効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項３にかかる床下暖房システムによれば、床下空間が複数の床下空間に区画されている住宅であっても、同様にエネルギー効率を向上させることができる。
【００１６】
請求項４にかかる床下暖房システムによれば、補助ファンの運転により連通部を介した温風の対流が促進されるので、温風吹き出しダクトから吹き出される温風の利用効率が高くなると共に、温風の吹き出しダクトを備えた床下空間区画と備えていない床下空間区画との温度のバラツキを抑制できるようになる。
【００１７】
請求項５にかかる床下暖房システムによれば、補助ファンの運転により床下空間全体に温風を行き渡らせることができるので、床下空間上の各室内空間を満遍なく暖房することができる。
【００１８】
請求項６にかかる床下暖房システムによれば、温風の循環経路を自在に設定することができ、所望の室内空間を選択的に暖房することも可能であるので、ユーザの生活スタイルに合わせた暖房設定が容易に、しかも別段の工事等を要することなく行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の具体的な実施形態につき説明する。
図１は、本発明にかかる床下暖房システムＳ１の構成を示す模式図であって、住宅の床板部分を取り外して見た基礎構造体１００の上面図である。また図２は、基礎構造体１００の側断面図である。この基礎構造体１００は、基礎コンクリート１０１及び土間コンクリート１０２にて構築されており、前記基礎コンクリート１０１の高さに応じた床下空間１０が形成されている。床下空間１０は、居室のサイズ等に合わせて複数の床下空間に区画されている。ここでは、住宅の中心からみて、北西〜西方位の第１床下空間１１、南西方位の第２床下空間１２、南東方位の第３床下空間１３、東方位の第４床下空間１４及び北東方位の第５床下空間１５が備えられている例を示している。
【００２０】
また、この基礎構造体１００は、いわゆる基礎断熱工法が採用されたもので、外周部を構成する基礎コンクリート１０１には換気口が備えられておらず、床下空間１０は閉鎖空間とされている。そして、図２に示すように、外周部を構成する基礎コンクリート１０１の周囲にも断熱材１０３が施与されており、躯体部分だけでなく、基礎部分も断熱されている。一方、第１〜第５床下空間１１〜１５を区画する基礎コンクリート１０１には連通部Ｗ１〜Ｗ６が設けられており、この連通部Ｗ１〜Ｗ６を介して第１〜第５床下空間１１〜１５は互いに連通状態とされている。なお、前記連通部Ｗ１〜Ｗ６は、床下空間１０のメンテナンス等の際における作業員の通路としても活用されるものである。
【００２１】
このような基礎構造体１００において、第１床下空間１１には、ヒートポンプエアコン２（暖房設備）が据え付けられている。このヒートポンプエアコン２は、床下空間１０に温風Ｈを供給して床下空間１０を加温するためのもので、前記温風を吹き出すダクト２１を備えている。なお、当該ヒートポンプエアコン２には、図示省略の室外機も備えられている。
【００２２】
ヒートポンプエアコン２は、床板５の下面に組み付けられている大引き５１、５１（根太であっても良い）を利用して吊止め支持されている。すなわち、大引き５１、５１に吊り具２３、２３が取り付けられ、前記吊り具２３、２３の下端に平板状の支持台２４が水平方向に架け渡されている。そして、前記支持台２４上に、ヒートポンプエアコン２が載置されている。なお、ヒートポンプエアコン２は、このような吊止め支持を行わず、土間コンクリート１０２上に据え付けるようにしても良い。
【００２３】
ダクト２１は蛇腹構造を備えた筒体からなり、ヒートポンプエアコン２にて生成された温風を床下空間１０に吹き出す温風吹き出し口２２を有している。この温風吹き出し口２２は、図２に示すように、第１床下空間１１（床下空間１０）の高さ方向の略中間部に配置され、これにより床板５と略水平な方向に温風Ｈが吹き出されるようになっている。このようなダクト２１から吹き出される温風Ｈは、第１床下空間１１において対流されると共に、連通部Ｗ１〜Ｗ６を通して他の床下空間、すなわち第２〜第５床下空間１２〜１５へも対流（循環）される。
【００２４】
なお、温風Ｈの対流を促進するために、温風吹き出し口２２の位置に合わせ、連通部Ｗ１、Ｗ２には、小型の扇風機等からなる補助ファン３１、３２が配置されている。ここで、補助ファン３１の送風方向は、第１床下空間１１から第２床下空間１２へ温風Ｈを向かわせる方向とされ、また補助ファン３２の送風方向は、第１床下空間１１から第４床下空間１４へ温風Ｈを向かわせる方向とされている。
【００２５】
これにより、図１に矢印Ｆで示すように、温風Ｈが第１〜第５床下空間１１〜１５へ強制的に対流されるようになる。つまり、連通部Ｗ１〜Ｗ６を介した自然対流に比べて、積極的に温風Ｈが第１床下空間１１から第２〜第５床下空間１２〜１５に向けて対流されるようになる。かかる温風Ｈの対流により第１〜第５床下空間１１〜１５が加温され、当該加温により上昇された第１〜第５床下空間１１〜１５の熱により床板５の上の室内空間Ｒが暖房されるものである。また、第１床下空間１１で温風Ｈが長い時間滞留しないことから、第１床下空間１１の土間コンクリート１０２（後述の断熱材４敷設部分を除いた箇所）から土中へ逃げる熱流出を抑止できるようになる。
【００２６】
以上の通り構成された床下暖房システムＳ１において、本発明では、前記ダクト２１の吹き出し口２２から吹き出される温風Ｈが土間コンクリート１０２の表面に直接的に吹き当たる部位を覆うように、断熱板４が土間コンクリート１０２上に敷設される。すなわち断熱板４は、第１床下空間１１の土間コンクリート１０２の全域に敷設されるのではなく、温風吹き出し口２２の近傍に位置する土間コンクリート１０２の表面に局所的に敷設される。これにより、吹き出された温風Ｈが保有する熱が土間コンクリート１０２を通して地盤Ｇへ流出することが効率的に規制される。
【００２７】
図３は、断熱板４の土間コンクリート１０２上への敷設状態を説明するための上面図である。図２で説明したように、温風Ｈはダクト２１の吹き出し口２２から床板５と略水平な方向へ吹き出されるが、吹き出し口２２から吹き出された後は風速等のパラメータに応じて拡散する。この拡散により、土間コンクリート１０２の表面に直接的に温風Ｈの一部が吹き当たるようになる。図３に示す楕円スポット２０１は、このような温風Ｈの直接的な吹き当たり部分を示している。
【００２８】
一般に、床下暖房システムにおいては、前記楕円スポット２０１部分からの熱流出、つまり温風吹き出し口２２の近傍に位置する土間表面から地盤Ｇへの熱流出が最も大きいことから、当該部分における熱損失低減対策を施すことでエネルギー効率を高めることができる。換言すると、前記楕円スポット２０１部分にさえ熱損失低減対策を施せば、相当のエネルギー効率の改善を図ることができる。このような知見に鑑みて、断熱板４は、前記楕円スポット２０１をカバーするように土間コンクリート１０２上へ局所的に敷設されている。
【００２９】
このような断熱板４を設けない場合、図４に示すように、土間コンクリート１０２の表面に直接的に温風Ｈの一部が吹き当たる部分（図４に符合１０２ａで示す部分）から、温風Ｈが保有する熱が、地盤Ｇへ熱損失ｒとして吸熱（熱交換）される。このことは、床下暖房システムが所定時間稼動し、土間コンクリート１０２が暖められるまでのイニシャル段階において顕著となる。しかし、図１〜図３に示すように、土間コンクリート１０２の表面に直接的に温風Ｈの一部が吹き当たる部分に断熱板４を設けることで、上述のような熱損失ｒが効果的に抑止されるようになる。
【００３０】
なお、図５に示すように、ダクト２１０の吹き出し口２２０を床板５側（上側）に配向させ、吹き出し口２２０から吹き出される温風Ｈが土間コンクリート１０２へ直接的に吹き当たらないようにすることも考えられる。しかし、このように吹き出し口２２０を設定すると、床板５への温風Ｈの吹き当たり量が多くなりすぎ、床板５が過剰に加温されてしまい床下空間１０と床板５との温度差が大きくなり、結果として結露が発生してしまうため好ましくない。
【００３１】
断熱板４としては、各種の断熱作用を有する部材を用いることができ、例えばグラスウール等の繊維系断熱材や、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート等のプラスチック材料を発泡させた発泡材料系断熱材等を用いることができる。なお断熱板４としては、長期間に亘る温風Ｈの吹き当たり対する耐性を有するよう、硬質部材からなる断熱材を用いることが望ましく、例えば押出発泡ポリスチレンボードからなる断熱材（幅１ｍ×長さ２ｍ×厚さ２５〜５０ｍｍ程度の平板）を好適に用いることができる。
【００３２】
以上のように構成された床下暖房システムＳ１の動作について説明する。ヒートポンプエアコン２の電源が投入され暖房運転が開始されると、ダクト２１の吹き出し口２２から第１床下空間１１内へ温風Ｈが吹き出される。この温風Ｈは、第１床下空間１１内において対流し、これにより当該第１床下空間１１内は加温されるようになる。この際、断熱板４により、吹き出し口２２の近傍における土間コンクリート１０２から地盤Ｇへの熱流出が規制される。なお、ヒートポンプエアコン２の運転開始と同時に、補助ファン３１、３２の運転も開始される。
【００３３】
補助ファン３１の回転駆動により、第１床下空間１１内に存在する暖気は、連通部Ｗ１を通して第２床下空間１２へ、続いて連通部Ｗ３を通して第３床下空間１３へ強制的に対流される。同様に、連通部Ｗ２を通して第４床下空間１４へ、続いて連通部Ｗ５を通して第５床下空間１５へ強制的に対流される。
【００３４】
このようにヒートポンプエアコン２及び補助ファン３１、３２が運転されることで、床下空間１０全体が昇温される。そして、床下空間１０の温度が上昇することで、床板５上の室内空間Ｒが暖房されるものである。なお、ヒートポンプエアコン２が連続的に運転されることで、土間コンクリート１０２の温度が徐々に上昇し、これにより断熱板４が敷設されていない領域からの熱損失も少なくなる。
【００３５】
以下、ダクト２１の吹き出し口２２の近傍に断熱板４を局所的に敷設した場合と、敷設しない場合とにおける各種の比較データについて説明する。図６は、図１に示すように、第１床下空間１１における吹き出し口２２の近傍に断熱板４を敷設する前と敷設した後とにおける（敷設日は、図中の点線で示す某年「１２月６日」である）、ヒートポンプエアコン２運転後の第１床下空間１１の温度（気温）を、敷設日の前後１週間において計測して作成したグラフである。ここでは、暖房能力が６．０ｋＷのヒートポンプエアコン２を１台用い、運転条件は２週間に亘り一定とした。
【００３６】
図６において、符号６０１の曲線は、図１に示す第１床下空間１１内の「北西」ポイント、符号６０２の曲線は、第１床下空間１１内の「西」ポイントにおいてそれぞれ計測した温度である。また、符号６０３の曲線は、外気温を示すものである。図６から判るように、断熱板４を敷設する前に比べて、断熱板４の敷設後は、「北西」ポイント及び「西」ポイントのいずれにおいても、ヒートポンプエアコン２の運転条件を変更していないにもかかわらず全般的に温度が１〜３℃程度上昇しており、断熱板４の敷設により床下空間の通風性状が改善されたことが確認された。
【００３７】
次に、図７は、第１床下空間１１における吹き出し口２２の近傍に断熱板４を敷設する前と敷設した後とにおける、土間コンクリート１０２の熱流を、熱流計を用いて計測して作成したグラフである。図６と同様に、計測ポイントは、図１に示す第１床下空間１１内の「北西」ポイント及び「西」ポイントとした。図７において、符号６１１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の熱流、符号６１２の曲線は、「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の熱流をそれぞれ示している。なお、符号６１３で示す熱流の０レベルは、土間コンクリート１０２の熱レベルに相当するもので、前記０レベルを下回る熱流が観測されている時間帯は、地盤Ｇ側へ熱が流出している状態を示している。
【００３８】
この図７からも明らかな通り、断熱板４の敷設後は、「北西」ポイント及び「西」ポイントのいずれにおいても、熱流が０レベルを下回る度合いが少なくなり、断熱板４により熱流出が抑止されていることが判る。また、「西」ポイントにおける熱損失も低減されていることが判る。
【００３９】
続いて、ダクト２１の温風吹き出し口２２の近傍に断熱板４を敷設する場合と敷設しない場合とにおける、効果確認のためのシミュレーション結果について説明する。ここでは、図１に示す間取り条件（床下面積：７０ｍ２）を前提にして、
（１）床板５の、裏面の表面温度の推移（図８、図９）
（２）土間コンクリート１０２の、表面温度の推移（図１０、図１１）
（３）床板５及び地盤Ｇへの熱流の推移（図１２、図１３）
についてのシミュレーション結果を示す。ヒートポンプエアコン２は、床下設定温度：３０℃、吹き出し口２２における温風Ｈの吹き出し設定温度：４６℃、温風Ｈの流量：３００ｍ３／ｈで運転するものとした。また、断熱板４は、幅１ｍ×長さ２ｍ×厚さ２５ｍｍの押出発泡ポリスチレンボードを温風吹き出し口２２の近傍における土間コンクリート１０２上に敷設するものとした。
【００４０】
（１）床板５の、裏面の表面温度の推移について
図８は、断熱板４を敷設しない場合の、前述の「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける床板５の、２ヶ月スパンでみた裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図８において、符号６２１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度、符号６２２の曲線は、「西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度の推移をそれぞれ示している。図８のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては床板５の裏面表面温度は、概ね２４℃〜２８℃の範囲で推移し、また「西」ポイントにおいては、概ね２９℃〜３２℃の範囲で推移することが判る。
【００４１】
一方、図９は、断熱板４を敷設した場合の、「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける床板５の、２ヶ月スパンでみた裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図９において、符号６３１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度、符号６３２の曲線は、「西」ポイントにおける床板５の裏面表面温度の推移をそれぞれ示している。図９のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては床板５の裏面表面温度は、概ね２５℃〜２８℃の範囲で推移し、また「西」ポイントにおいては、概ね２９℃〜３３℃の範囲で推移することが判る。このように、断熱板４を敷設しない場合に比べ、断熱板４を敷設することで床板５の裏面表面温度を全体的に１℃程度上昇させることができるようになる。
【００４２】
（２）土間コンクリート１０２の、表面温度の推移について
図１０は、断熱板４を敷設しない場合の、「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の、２ヶ月スパンでみた表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図１０において、符号６４１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度、符号６４２の曲線は、「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度の推移をそれぞれ示している。図１０のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては土間コンクリート１０２の表面温度は、概ね１７℃〜２４℃の範囲で推移し、また「西」ポイントにおいては、概ね１７℃〜２８℃の範囲で推移することが判る。
【００４３】
一方、図１１は、断熱板４を敷設した場合の、「北西」ポイント及び「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の、２ヶ月スパンでみた表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。図１１において、符号６５１の曲線は、前記「北西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度、符号６５２の直線は、「西」ポイントにおける土間コンクリート１０２の表面温度の推移をそれぞれ示している。なお、ここでの「西」ポイントは、断熱板４の裏面に設定されたものとして算出を行っている。図１１のグラフに示すように、「北西」ポイントにおいては床板５の裏面表面温度は、概ね１７℃〜２４℃の範囲で推移しており、図１０の場合と同等であるが、「西」ポイントにおいては、１７℃で一定である。このように、断熱板４を敷設しない場合に比べ、断熱板４を敷設することで「西」ポイントにおいて地盤Ｇへの熱流出を規制できるようになる。
【００４４】
（３）床板５及び地盤Ｇへの熱流の推移
図１２は、断熱板４を敷設しない場合の、吹き出しダクト２１直近部（断熱板４の敷設領域部分）における床板５及び地盤Ｇへの、２ヶ月スパンでみた熱流の推移の計算結果を示すグラフである。図１２において、符号６６１の曲線は床板５への熱流、符号６６２の曲線は地盤Ｇへの熱流の推移をそれぞれ示している。図１２のグラフに示すように、床板５への熱流は２ヶ月の期間中に１０００ｋｃａｌ／ｈから１６００ｋｃａｌ／ｈ程度まで上昇し、逆に地盤Ｇへの熱流は４００ｋｃａｌ／ｈから１５０ｋｃａｌ／ｈ程度まで下降していることが判る。
【００４５】
一方、図１３は、断熱板４を敷設した場合の、吹き出しダクト２１直近部（断熱板４の敷設領域部分）における床板５及び地盤Ｇへの、２ヶ月スパンでみた熱流の推移の計算結果を示すグラフである。図１３において、符号６７１の曲線は床板５への熱流、符号６７２の曲線は地盤Ｇへの熱流の推移をそれぞれ示している。図１３のグラフに示すように、床板５への熱流は２ヶ月の期間中に１１００ｋｃａｌ／ｈから１６００ｋｃａｌ／ｈ程度まで上昇し、逆に地盤Ｇへの熱流は３００ｋｃａｌ／ｈから１００ｋｃａｌ／ｈ程度まで下降していることが判る。すなわち、床板５への熱流は、イニシャル期間において断熱板４を敷設しない場合に比べて１００ｋｃａｌ／ｈ程度多く、逆に地盤Ｇへの熱流は１００ｋｃａｌ／ｈ程度少なくなっている。つまり、イニシャル期間においてヒートポンプエアコン２のエネルギー効率を向上させることができるものである。
【００４６】
以上、本発明の一実施形態に係る床下暖房システムＳ１を詳述したが、この床下暖房システムＳ１につき各種の変形実施が可能である。例えば、床下暖房システムＳ１においては、図１に示すように２つの補助ファン３１、３２を用いる例を示しているが、例えば第１床下空間１１上の室内空間がユーザの主な居住空間であるような場合にあっては、補助ファン３１、３２の設置を省略しても良い。
【００４７】
逆に、連通部Ｗ１〜Ｗ６の全てに補助ファンを設けるようにしても良い。図１４は、そのような床下暖房システムＳ２の構成を示す模式図である。この床下暖房システムＳ２では、連通部Ｗ１〜Ｗ６に補助ファン３１〜３６が各々設けられている。図１４に示すように、基礎コンクリート１０１に連通部Ｗ１〜Ｗ６が備えられている場合、第１床下空間１１〜第５床下空間１５のうちの複数を循環する空気流路としては、連通部Ｗ１−Ｗ３−Ｗ４−Ｗ５−Ｗ６を経由する第１空気流路Ａ１と、連通部Ｗ２−Ｗ５−Ｗ６を経由する第２空気流路Ａ２とが代表的なものとして挙げられる。補助ファン３１〜３６各々の送風方向は、第１空気流路Ａ１若しくは第２空気流路Ａ２に沿って、前記複数の床下空間内に温風を循環させ得る方向とされている。
【００４８】
具体的には、補助ファン３１の送風方向は第１床下空間１１から第２床下空間１２へ向けた方向、補助ファン３３の送風方向は第２床下空間１２から第３床下空間１３へ向けた方向、補助ファン３４の送風方向は第３床下空間１３から第４床下空間１４へ向けた方向、補助ファン３５の送風方向は第４床下空間１４から第５床下空間１５へ向けた方向、補助ファン３６の送風方向は第５床下空間１５から第１床下空間１１へ向けた方向とされており、これら補助ファンを運転することで第１空気流路Ａ１に沿って温風を循環させ得るようになっている。また、補助ファン３２の送風方向は第１床下空間１１から第４床下空間１４へ向けた方向とされており、補助ファン３２、３５、３６を運転することで第２空気流路Ａ２に沿って温風を循環させ得るようになっている。
【００４９】
このように構成することで、補助ファン３１〜３６の運転により第１、第２空気流路Ａ１、Ａ２に沿って温風Ｈが循環され、第１床下空間１１〜第５床下空間１５の全体に温風を行き渡らせることができる。つまり、住宅の１階部分全体の床下空間１０を加温できるようになる。これにより、第１床下空間１１〜第５床下空間１５の各室内空間を満遍なく暖房することができ、室内空間の温度のバラツキを抑制できるようになる。或いは、補助ファン３２、３５、３６のみを運転することで、第２空気流路Ａ２に沿った第１、第４、第５床下空間１１、１４、１５を重点的に加温し、その床上の室内空間を選択的に暖房して熱効率を上げることも可能となる。
【００５０】
また、補助ファン３１〜３６の送風方向を変更制御する制御部を設け、送風方向を暖房ニーズに応じて適宜変更できるようにすることが望ましい。この場合、補助ファン３１〜３６の各々に、その送風方向を変更させる駆動機構を付設し、前記制御部を備えたリモコン装置等により前記駆動機構に送風方向変更信号を送信する構成とすれば良い。このように構成することで、温風の循環経路を自在に設定することが可能となる。例えば、図１４に示す補助ファン３４、３５の送風方向を略１８０度反転させることで、温風を第３床下空間１３へ集中させることが可能となり、第３床下空間１３の床上の室内空間を重点的に暖房することができるようになる。このような床下暖房システムＳ２によれば、所望の室内空間を選択的に暖房することも可能となるので、ユーザの生活スタイルに合わせた暖房設定が容易に、しかも補助ファン３１〜３６の送風方向を変更するだけで済むことから別段の工事等を要することなく行えるようになる。
【００５１】
なお、連通部Ｗ１〜Ｗ６は、上述した通り床下空間１０のメンテナンス等の際において作業員の通路として利用されることから、補助ファン３１〜３６は通行時の妨げとならないよう取り外し自在な固定部を具備させることが望ましい。例えば、連通部Ｗ１〜Ｗ６の周辺の根太や大引きに対して簡易に固定可能なクリップ固定部を、各補助ファン３１〜３６に具備させることが望ましい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、暖房設備の一例としてヒートポンプエアコン２を例示したが、この他に温風Ｈを輻射可能な各種の放熱器を用いることができる。また、断熱板４の形態として、上面視で長方形状のものを用いる例を示したが、ダクト２１の吹き出し口２２の形状に合わせ、例えば楕円形、扇状に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる床下暖房システムＳ１の構成を示す模式図であって、住宅の床板部分を取り外して見た基礎構造体の上面図である。
【図２】図１に示した基礎構造体の側断面図である。
【図３】断熱板の土間コンクリート上への敷設状態を説明するための上面図である。
【図４】断熱板を設けない、従来の床下暖房システムの構成を示す模式図である。
【図５】ダクトの吹き出し口を床板側（上側）に配向させた床下暖房システムの構成を示す模式図である。
【図６】吹き出し口の近傍に断熱板を敷設する前と敷設した後とにおける、床下空間の温度（気温）推移を示すグラフである。
【図７】吹き出し口の近傍に断熱板を敷設する前と敷設した後とにおける、土間コンクリートへの熱流を、熱流計を用いて計測して作成したグラフである。
【図８】断熱板を敷設しない場合（従来）の、床板の裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図９】断熱板を敷設した場合（本発明）の、床板の裏面表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１０】断熱板を敷設しない場合（従来）の、土間コンクリートの表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１１】断熱板を敷設した場合（本発明）の、土間コンクリートの表面温度の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１２】断熱板を敷設しない場合（従来）の、吹き出しダクト直近部における床板及び地盤への熱流の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１３】断熱板を敷設した場合（本発明）の、吹き出しダクト直近部における床板及び地盤への熱流の推移の計算結果を示すグラフである。
【図１４】本発明の他の実施形態にかかる床下暖房システムＳ２の構成を示す模式図であって、住宅の床板部分を取り外して見た基礎構造体の上面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 床下空間
１１〜１５ 第１〜第５床下空間
１００ 基礎構造体
１０１ 基礎コンクリート
１０２ 土間コンクリート（土間）
２ ヒートポンプエアコン（暖房設備）
２１ ダクト
２２ （温風の）吹き出し口
３１〜３６ 補助ファン
４ 断熱板
Ａ１、Ａ２ 空気流路
Ｈ 温風
Ｇ 地盤
Ｓ１ 床下暖房システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅における床下暖房システムであって、
床下空間内に、温風の吹き出しダクトを備える暖房設備を設置し、前記ダクトから吹き出される温風を前記床下空間に対流させることで、床上の室内空間を暖房するよう構成された床下暖房システムにおいて、
前記ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面に、吹き出された温風が保有する熱が地盤へ流出することを規制する断熱板を局所的に敷設したことを特徴とする床下暖房システム。
【請求項２】
前記ダクトの温風吹き出し口が、前記床下空間の高さ方向の略中間部に設置されると共に、床面と略水平な方向に温風が吹き出されるよう構成されてなり、
前記吹き出し口から吹き出される温風が土間表面に直接的に吹き当たる部位を覆うように、前記断熱板が土間表面上に敷設されていることを特徴とする請求項１に記載の床下暖房システム。
【請求項３】
前記床下空間は複数の床下空間に区画されたものであり、それぞれの床下空間区画は所定の連通部を介して互いに連通状態とされてなり、
１の床下空間区画内に前記温風の吹き出しダクトを備える暖房設備並び断熱板が設置され、他の床下空間区画へ前記連通部を通して温風が対流されるよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の床下暖房システム。
【請求項４】
前記連通部に、前記温風の対流を促進するための補助ファンが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の床下暖房システム。
【請求項５】
前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が形成可能とされている場合において、
前記空気流路を構成する連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向が、前記空気流路に沿って前記複数の床下空間内に温風を循環させ得る方向とされていることを特徴とする請求項４に記載の床下暖房システム。
【請求項６】
前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が複数形成可能とされている場合において、
前記複数の空気流路を構成可能な連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向を制御することで、前記複数の空気流路のいずれかに沿って温風を循環させ得るよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の床下暖房システム。
【請求項１】
床下を閉鎖空間とした基礎断熱住宅における床下暖房システムであって、
床下空間内に、温風の吹き出しダクトを備える暖房設備を設置し、前記ダクトから吹き出される温風を前記床下空間に対流させることで、床上の室内空間を暖房するよう構成された床下暖房システムにおいて、
前記ダクトの温風吹き出し口の近傍に位置する土間表面に、吹き出された温風が保有する熱が地盤へ流出することを規制する断熱板を局所的に敷設したことを特徴とする床下暖房システム。
【請求項２】
前記ダクトの温風吹き出し口が、前記床下空間の高さ方向の略中間部に設置されると共に、床面と略水平な方向に温風が吹き出されるよう構成されてなり、
前記吹き出し口から吹き出される温風が土間表面に直接的に吹き当たる部位を覆うように、前記断熱板が土間表面上に敷設されていることを特徴とする請求項１に記載の床下暖房システム。
【請求項３】
前記床下空間は複数の床下空間に区画されたものであり、それぞれの床下空間区画は所定の連通部を介して互いに連通状態とされてなり、
１の床下空間区画内に前記温風の吹き出しダクトを備える暖房設備並び断熱板が設置され、他の床下空間区画へ前記連通部を通して温風が対流されるよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の床下暖房システム。
【請求項４】
前記連通部に、前記温風の対流を促進するための補助ファンが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の床下暖房システム。
【請求項５】
前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が形成可能とされている場合において、
前記空気流路を構成する連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向が、前記空気流路に沿って前記複数の床下空間内に温風を循環させ得る方向とされていることを特徴とする請求項４に記載の床下暖房システム。
【請求項６】
前記連通部が複数設けられ、複数の床下空間区画を循環する空気流路が複数形成可能とされている場合において、
前記複数の空気流路を構成可能な連通部に補助ファンが各々設けられ、各補助ファンの送風方向を制御することで、前記複数の空気流路のいずれかに沿って温風を循環させ得るよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の床下暖房システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−５１８５９（Ｐ２００７−５１８５９Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９８９３６（Ｐ２００５−２９８９３６）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００１２５３４７）学校法人近畿大学 (389)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００１２５３４７）学校法人近畿大学 (389)
【Ｆターム（参考）】
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