省エネルギー換気システム及びそれを備えた省エネ建築物
【課題】 簡素な構成、低コストで屋内の温度や湿度管理と換気性能とともに建物の耐久性を高め、省エネルギー化を図り、快適で、健康的な屋内環境を実現可能な省エネルギー換気システム、及びそれを備えた省エネ建築物を提供する。
【解決手段】 本発明の省エネルギー換気装置１００は、少なくとも高気密化されている屋内３の内気を屋外へ排出する換気手段５３及び前記屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部を有し、換気手段を作動して屋内の内気を所定回数入れ替えるように構成された換気装置５を備え、給気導入部が屋内の床下空間に形成されて屋外に向かって開口された外気取込口８１と屋内３に開口された給気導入口５４Ａ，５４Ｂにつながる給気導入経路８で構成されていて、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を調整して給気導入口５４Ａ，５４Ｂに供給する空調装置９を給気導入経路８に配置した。
【解決手段】 本発明の省エネルギー換気装置１００は、少なくとも高気密化されている屋内３の内気を屋外へ排出する換気手段５３及び前記屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部を有し、換気手段を作動して屋内の内気を所定回数入れ替えるように構成された換気装置５を備え、給気導入部が屋内の床下空間に形成されて屋外に向かって開口された外気取込口８１と屋内３に開口された給気導入口５４Ａ，５４Ｂにつながる給気導入経路８で構成されていて、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を調整して給気導入口５４Ａ，５４Ｂに供給する空調装置９を給気導入経路８に配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高気密化された屋内の換気を行う換気装置を備えた省エネルギー換気システム及びそれを備えた省エネ建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の換気を行うものとして２４時間換気システムが提案されている。また、省エネという観点から高気密、高断熱構造の建築物も建設されている。このような環境にあって、居室を有する、高気密、高断熱構造の建築物にも２４時間換気システムの設置が建築基準法により義務付けられているため、設置しなければならないが、建築物に対して屋内環境改善のための２４時間換気と、省エネルギー促進のための高気密化、高断熱化を要求することは、相反するものとなる。
【０００３】
すなわち、２４時間換気は、屋内の温度が最適であっても内気の滞留を抑制するのに換気をするため、最適温度の内気を屋外に排出し、温度も湿度も調節されていない外気を導入することになり、屋内の温度管理という観点からは不経済である。これに対し、屋外からの熱を遮断して屋内への熱影響を最小にするために高気密化、高断熱化をすることは、屋外からの熱負荷を低減させることはできるが、換気性能（掃気）が低減し、たとえばシックハウスにまつわる問題の発生が懸念されることとなる。コスト低減のために、２４時間換気装置を設置しないで、たとえばトイレや浴室に設置される換気装置を２４時間稼動させて換気を行うことも知られている。
【０００４】
また、高気密、高断熱化する場合には、一般に床下換気孔が設置されなくなる事から、床下空間に耐久性上支障が生じるような水蒸気の滞留、結露の発生がおきないように床下防湿を入念に行う。また、床下空間を屋内と同質にし、床下における水蒸気の滞留を防止することも重要であることから、例えば床下に機械式強制排気装置を設置し、居室の空気を床下経由で屋外に排出することがある。
【０００５】
特許文献１には、高気密、高断熱化され、２４時間換気システムと地中熱を利用した建築物において、地中熱で加熱又は冷却された外気を床下空間に導入するとともに、屋内から排出された内気も床下空間に案内して加熱又は冷却して、床下から屋内に供給する構成が記載されている。
特許文献２には、床下空間と屋内空間あるいは天井裏空間と屋内空間との間で内気を室内機で循環させる冷暖房システムが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６５７５
【特許文献２】特開２００４−１３２６８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、外気の調節に地中熱を利用しているので、コストが高くなるとともに、二階床下を二重床構造にして空調空気経路を確保し、床下空間と連結し送気装置により床下空気を上階蓄熱空間に送る構成としているので、構造が複雑でコストアップの要因となる。
【０００８】
トイレや浴室に設置される換気装置を２４時間稼動させるものにおいては、ただ単に換気をするだけで、屋内の換気経路を積極的に計画するものではなく、汚染空気の停滞の問題や、湿度の停滞、温度むらの要因などを積極的に改善するものには成り難い。また、換気経路を確保するために、屋内の異なる複数個所に排気装置を設ける場合も想定されるが、排気される内気の熱を回収して利用しようとする場合、排気箇所が複数になるため、熱エネルギーが分散してしまい、熱回収効率の点では好ましいものとは成り難い。
【０００９】
また、高気密高断熱化した場合、建物の耐久性を考慮すると、床下空間の除湿のために機械式強制排気装置の設置や構造を採らなければならず、新たな設備の導入によるコストアップと、強制換気装置によるエネルギーの消費と、室内熱エネルギーの浪費となってしまうという課題がある。また、室内空気が床下空間を経由し排気するため、ＣＯ２濃度が上昇した室内空気を床下空間に送ることになり、ＣＯ２によるコンクリートの中性化を促進することになり、耐力上重要な構造体の経年劣化をもたらす要因にもなる。特に特許文献２のように、屋内の空気を室内機で循環する場合、構造体がコンクリートスラブの場合、その中性化が促進されて、建築物の耐久性に影響を与え兼ねない。
【００１０】
本発明は、簡素な構成、低コストで屋内の温度や湿度管理と換気性能とともに建築物の耐久性を高めつつも、高効率な熱回収を行え、快適な屋内環境を実現可能な省エネルギー換気システムと省エネ建築物を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明にかかる省エネルギー換気システムは、少なくとも高気密化されている屋内の内気を屋外へ排出する換気手段及び屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部を有し、換気手段を作動して屋内の内気を所定回数入れ替えるように構成された換気装置を備え、屋外に向かって開口された外気取込口と屋内に開口された給気導入口にその両端がつながる給気導入経路で給気導入部を、屋内の床下空間に形成するとともに、給気導入経路に同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を調整して給気導入口に供給する空調装置を備えることを特徴としている。
【００１２】
上記省エネルギー換気システムにおいて、給気導入経路は、導入された外気が流通可能に複数に分割された空間部であり、空調装置は外気取込口に近い給気導入経路の最上流側に位置する空間部内に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
上記省エネルギー換気システムにおいて、空調装置は、給気導入経路内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニットと、熱交換ユニットと接続されるヒートポンプユニットを備え、熱交換ユニットが給気導入経路内に配置され、ヒートポンプユニットが換気手段の屋外へ向かって開口された排気口と対向するように配置されていることを特徴としている。
【００１４】
省エネルギー換気システムにおいて、熱交換ユニットが配置された空間部よりも給気導入経路の下流側の空間内に配置され、同空間内の少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段と、屋内に配置され、経路状態検出手段で検出された情報を表示する経路状態検出手段と接続された表示手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
本発明にかかる省エネ建築物の特徴は、上記何れかの省エネルギー換気システムを備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記省エネ建築物においては、屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、界床及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴としている。あるいは屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、屋根、基礎及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高気密の建築物において、建物の床下空間を、屋内へ外気を取り込むための給気導入経路として利用するので、従来のように建物内の部屋毎に外気を取り込むための給気口を設けなくてもよく、給気導入経路につながる給気導入口に集約される。この集約された給気導入口から屋内へ供給される外気は空調装置で温度や湿度が調整されているので、外気が直接屋外から屋内に導入されることがなく、熱負荷が少なくなって、屋内の温度調整を効率的に行え、快適な屋内環境を実現することができる。また、屋内への外気取入部が給気導入口に限定されるので、換気装置の作動によって屋内の内気が屋外に排出されて計画的な屋内換気を行え、内気の排出による屋内の負圧化による不具合を防止しながら、効率のよい屋内空調を行え、より快適な屋内環境を実現することができるとともに、床下の給気導入経路に調湿された外気が導入されるので、床下空間に湿気が溜まり易いという高気密、高断熱の建築物の不具合も解消しながら、ＣＯ２濃度が低い外気が床下空間を流通することで、ＣＯ２の濃度が高い室内空気を流通させる従来の方法に比べ、コンクリートの中性化による耐力上重要な構造体の経年劣化を防止し建築物の耐久性を向上することができる。
【００１８】
本発明によれば、換気装置は建築物の居室に設置が義務つけられているものなので、屋内空調のために個別に設置する必要がなく、コスト低減を図りながら高気密な建築物のセントラルヒーティングを行える。つまり、通常、セントラルヒーティングを行う場合はダクト及び送気ファン、その制御装置を用いて熱媒体としての空気を屋内の隅々に行き渡らせているが、本発明では、ダクトや制御装置や設備が不要になるので、送気ファンの稼働が不要であり、消費エネルギーを大幅に削減でき、コスト低減を図りながら２４時間セントラルヒーティングを行え、より快適な屋内環境を実現することができる。
【００１９】
本発明によれば、屋外の外気が空調装置で調整されて屋内に導入されるので、部屋毎に給気口を設けて直接、屋外から外気を屋内へ導入する場合に比べて、室内の熱負荷が低減されるとともに、床下空間の給気導入経路から導入される外気の温度設定によっては各部屋に対する空調機器の設置も不用となり、導入コストの低減と、冷暖房負荷が軽減され、屋内空調にかかるエネルギーを抑制することができる。
【００２０】
本発明によれば、空調装置によって温度と湿度が調整された外気が床下空間に形成された給気導入経路を通過してから屋内に開口された給気導入口を介して屋内に供給されるので、外気の流通過程で建物の躯体や床にも熱が移動して蓄熱する事ができる。このため、床下空間（給気導入経路）がバッファーゾーンとして機能することになるので、外気の温度変化や湿度変化を吸収し、安定した温度と湿度の外気を屋内に供給可能となり、より快適な屋内環境を実現することができる。
【００２１】
本発明によれば、熱交換室以外の床部分には断熱構造がないので、床下空間に形成された給気導入経路内を空調装置により調節された外気が移動して躯体や床に熱が移動する際に、効率よく床を暖めたり冷やしたりすることで、直接体感温度を上げたり下げたりする効果があり、省エネルギーに寄与できるため、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００２２】
本発明によれば、空調装置を構成する熱交換ユニットを給気導入経路内に、熱交換ユニットに接続されたヒートポンプユニットを換気装置の屋外へ向かって開口された排気口と対向するように配置したので、２４時間換気装置で集められた内気をヒートポンプユニットに２４時間連続して供給できるため、熱交換ユニットへの熱の供給が常に安定して行われる。室内の空気は、生活活動によって湿度が高くなる場合があるが、当然熱エネルギーを蓄える能力が高くなる事となり、２４時間換気装置で集められた熱エネルギーは、ヒートポンプユニットへ供給される事となり、熱交換ユニットへの熱の供給が効率よく促進される事となる。熱交換ユニットの稼働は温度設定、制御等の自動運転も当然行われるが、常にヒートポンプユニットに熱が供給される状態での運転となるので、より安定した省エネ運転が可能となる。特に冬場の低温下での運転には凍結による予熱ヒーター等での霜取り運転が必要になる場合があるが、室内の熱の供給が常に行われているので、凍結を防止することになり、予熱ヒーターの運転を防止することもできる。また、排熱により屋外の低温下での運転が少なくなり、エネルギー消費効率の低下を防止することができる。また、夏場の屋外の高温下での運転に伴い当然にして熱交換効率が低下する。これにも、常に内気が供給され、室内の排熱が供給されるためにエネルギー消費効率を低下させることなく省エネルギー運転が可能となる。これにより安定した熱回収が可能となり、省エネルギーが実現できる。
【００２３】
空調装置が冷房運転されている場合には、ヒートポンプユニットは熱交換により加熱状態にあるので、換気装置によって排出口から排気される屋内の冷気によって冷却される。空調装置が暖房運転の場合にはヒートポンプユニットは熱交換により冷却状態にあるので、換気装置によって排出口から排気される屋内の暖気によって加熱される。このため、換気装置により換気用として排出された内気の排熱回収をヒートポンプユニットで行なうことができ、空調装置の熱交換効率が向上、すなわち、排気された内気からの熱回収効率が高まり、より省エネルギー化を図りながら、快適な屋内環境を実現することができる。
【００２４】
本発明によれば、熱交換ユニットが配置された空間部よりも給気導入経路の下流側の空間内に配置され、同空間内の少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段で検出された情報が屋内に設けられた表示手段に表示されるので、居住者が床下空間の状況を確認することができるので、任意に空調装置のオン／オフを選択することができるとともに、経路状態検出手段で検出された情報に基づき、自動的に空調装置の運転を制御するようにしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された省エネ建築物の一例である二階建ての木造戸建住宅（以下「木造住宅」と記す）の概念図ある。図１において、木造住宅は、コンクリート製の建物基礎部１と躯体２とで構成されている。建物基礎部１の上に設けられる躯体２は柱、梁、壁などの周知の構造部材によって構成されていて、その内部が屋内３とされている。この木造住宅は、窓のような開口部２０が複数設けられていて、各開口部２０は高気密高断熱の仕様で構成されている。この屋内３は、高気密化されているとともに、床４の一部を除いて高断熱化されている。高断熱化の手法としては、外張断熱工法が用いられていて、後述する熱交換室上部の床以外の床４と建物基礎部１の部分を除いて断熱材が住宅の基礎、外壁と屋根部分に装備されている。
【００２６】
この住宅は、省エネルギー換気システム１００が装備されている。省エネルギー換気システム１００は、２４時間換気装置５と、屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部と、空調装置９を備えている。２４時間換気装置５は、図３、図４にも示すように、各居室に設けられた排気口５１が連通する排気用ダクト５２と、排気用ダクト５２の経路上に配置された換気手段５３と、屋外につながる外気導入口５４Ａ，５４Ｂとを備えている。排気用ダクト５２の終端は屋外に向かって開口されていて野外排気口５５とされている。本形態において外気導入口は、例えば階段６の下とキッチンカウンター７の下の２箇所にそれぞれ設けられている。階段６下の外気導入口を５４Ａ、カウンター下の外気導入口を５４Ｂとする。換気手段５３は、ファンがモータ駆動により回転することで屋内の内気を吸引する周知のものである。吸気導入部と野外排気口はお互いに影響しないような配置計画であり、汚染された排気が室内に戻らないような配慮をしている。
【００２７】
このため、２４時間換気装置５の換気手段５３が作動すると、屋内３が負圧化し、内気が各居室に設けた排気口５１から吸い込まれて排気用ダクト５２を介して屋外排気口５５から屋外に排出されるとともに、外気導入口５４Ａ，５４Ｂから外気が導入されることで屋内換気が行われる。２４時間換気装置５は、例えば換気手段５３を作動させることで、屋内３の内気を１日のうちに所定回数入れ替えるように構成されている。符号１０はキッチンに設置されたレンジフードを示す。このキッチンのレンジフード１０を稼働させる場合、屋内３の空調された空気も排気することになる。レンジフード１０は排気能力が高いために屋内空調空気を排出することになれば、省エネルギーに逆行することになる。そのため、レンジフード用の吸気口１０１をキッチン内に設置して専用の換気経路を最短で確保するように構成されている。このため、屋内３の空調空気の排出が抑えられ、室内空調エネルギーの浪費を防止することができる。
【００２８】
本形態にかかる住宅の特徴は、屋外から屋内３へ外気を導入する給気導入部を、建物基礎部１と床４との間に形成される床下空間に形成した給気導入経路８の一箇所に集約し、この給気導入経路８内に空調装置９を設置し、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を空調装置９で調整し、換気手段５３を作動させることで外気導入口５４Ａ，５４Ｂから屋内に導入して屋内３の換気と同時に空調を行うようにしたセントラルヒーティング構造にある。
【００２９】
給気導入経路８は、建物基礎部１の立ち上がり部に、屋外と連通するように開口された外部給気口８１と、階段下とカウンター下の給気導入口５４Ａ，５４Ｂにつながるように形成されている。建物基礎部１は、図２に示すように、少なくとも建物１階の居室の形状に合うように複数に分割されている。高気密住宅の場合、建物基礎部１に床４が設置される構造となるので、建物基礎部１と床４との間に隙間がなく給気導入経路８も分断されてしまう。そのため、分割されている建物基礎部１の互いに隣接する立ち上がり部分１Ａに流路を形成する穴８２を形成している。立ち上がり部分１Ａには、排水管やガス管を通すための穴を、建物基礎部１をコンクリートで成型する際に形成するので、このときに穴８２も一緒に形成すればよい。この穴８２を立ち上がり部分１Ａに形成することで、外部給気口８１から給気導入口５４Ａ，５４Ｂまでが連通することになる。
【００３０】
本形態では、外部給気口８１が位置する分割空間Ａ１と外気導入口５４Ａ，５４Ｂが位置する分割空間Ａ２とを仕切る立ち上がり部分１Ｂには、穴８２を形成していない。これは、この部分に穴８２を形成してしまうと、外部給気口８１から導入された外気が直ぐに外気導入口５４Ａ，５４Ｂから屋内３に導入されてしまい、給気導入経路８内を万遍なく流通できなくなるためである。
【００３１】
図１に示すように、空調装置９は、給気導入経路８内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニット９Ａと、図２に符号２４０で示す冷媒配管を介して熱交換ユニット９Ａと接続されるヒートポンプユニット９Ｂを備えた一般的な冷媒式ヒートポンプ方式の冷暖房装置である。このうち、ヒートポンプユニット９Ｂは野外排気口５５と対向するように屋外に設置され、熱交換ユニット９Ａは、図２に示すように、給気導入経路８内の分割空間Ａ１に設置されている。つまり、熱交換ユニット９Ａは、外部給気口８１に近い給気導入経路８の最上流側に位置する分割空間Ａ１内に設置されている。このため、分割空間Ａ１は熱交換室として機能することになる。なお、この分割空間Ａ１の上部の床４には断熱が施されている。
【００３２】
本形態では、少なくとも外部給気口８１に防虫網８４を設置し、給気導入経路８から外気導入口５４Ａ，５４Ｂを介して屋内３に虫が侵入するのを防止している。無論外部給気口８１ではなく給気導入経路８上の穴８２の何れか１つに防虫網８４を設置しても良いが、熱交換ユニット９Ａに虫が付着して熱交換効率が低下することを考えると、熱交換ユニット９Ａより給気上流側に防虫網８４を設置するのが好ましいといえる。
【００３３】
このような構成の住宅とすると、床４と建物基礎部１の間に構造的に形成される床下空間を、屋内３へ外気を取り込むための給気導入経路８として利用するので、従来のように建物内の部屋毎に外気（空気）を直接取り込むための給気口を設けなくてもよく、給気導入経路８につながる給気導入口５４Ａ，５４Ｂに外気取入部が集約されることとなる。この集約された給気導入口から屋内３へ供給される外気は、空調装置９を作動することで温度や湿度が調整されるので、外気が直接、屋外から屋内に導入されることがなく、熱ロスが少なくなり、屋内３の温度や湿度の調整を効率的に行うことができる。外気導入口の設置場所や数は、本形態のものに限定されるものではなく、単位時間当たりの排気量（換気量）と換気経路の関係、屋外の環境等で適宜定めればよい。
【００３４】
また、屋内３への外気取入部が給気導入口５４Ａ，５４Ｂに限定されるので、換気手段５３の作動によって屋内３の内気が屋外に排出されて計画的な屋内換気を行え、十分な給気面積および経路を確保し、内気の排出による屋内３の負圧化による玄関ドア開閉時の重さや反響音などの不具合を防止しながら、効率のよい快適な屋内空調を実現することができるとともに、床下に湿気が溜まり易いという高気密の建築物の不具合も床下の給気導入経路８に外気が導入されるので解消することができる。さらに、高気密高断熱化された住宅でありながら、床下空間に外気を導入し、その外気の温度や湿度を調整するので、高気密高断熱化住宅の課題である床下空間の湿気対策が可能となり、また、ＣＯ２濃度が低い外気を床下空間に流通させるために、ＣＯ２の濃度が高い室内空気を流通させる従来の方法に比べ、コンクリートの中性化による耐力上重要な構造体の経年劣化を防止し建物の耐久性を向上することができる。
【００３５】
２４時間換気装置５は、建築物に設置が義務づけられているものなので、屋内空調のために個別に設置する必要がなく、コスト低減を図りながら高気密で高断熱な住宅のセントラルヒーティングを行える。
【００３６】
本形態では、給気導入経路８に取り込まれた屋外の外気が空調装置９で調整されて屋内３に導入されるので、従来の高気密住宅のように部屋毎に給気口を設けて直接、外気を屋外から屋内へ導入する場合に比べて、熱負荷が低減するとともに、床下空間の給気導入経路８から導入される外気の温度設定によっては各部屋に空調機器を設置しなくても済み、導入コストの低減と、冷暖房負荷が軽減され、屋内空調にかかるエネルギーを抑制することができる。
【００３７】
空調装置９によって温度と湿度が調整された外気が床下と建物基礎部１の間の床下空間に形成された給気導入経路８を通過してから屋内に開口された給気導入口５４Ａ，５４Ｂを介して屋内３に供給されるので、外気の流通過程で建物基礎部１や床４にも熱が移動し、建物基礎部１や床４を蓄熱部として利用することができる。このため、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用することができ、外気の温度及び湿度の変化を吸収して安定した温度及び湿度の外気を屋内３に供給することができ、より快適な屋内空調を行える。
【００３８】
特に本形態では、熱交換室となる空間Ａ１上部の床を除く床４部分には断熱構造がないので、床４と建物基礎部１の間に形成された給気導入経路８内を空調装置９により調節された外気が移動して建物基礎部１や床４に熱が移動する際に、効率よく床４を暖めたり冷やしたりする床暖房や床冷房が可能となる。このため、屋内に居る人の直接体感温度を上げたり下げたりする効果があり、省エネルギーに寄与できるため、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００３９】
本形態では空調装置９を構成する熱交換ユニット９Ａを給気導入経路８内に、熱交換ユニット９Ａに接続されたヒートポンプユニット９Ｂを排気口５５と対向するように配置したので、空調装置９が冷房運転されている場合には、熱交換により加熱状態にあるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の冷気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを冷却することができる。空調装置９が暖房運転の場合には、熱交換により冷却状態となるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の暖気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを暖めることができる。このため、換気手段５３により換気用として排出された内気の排熱回収をヒートポンプユニット９Ｂで行うことができ、空調装置９の熱交換効率が向上し、より省エネを促進することができる。すなわち、従来のようにトイレなどの換気装置を２４時間稼動させて換気を行う場合よりも、野外排出口５５一か所からまとめて内気を排気することで、空調装置の熱交換効率が向上、つまり、排気された内気からの熱回収効率が高まり、より省エネルギー化を図りながら、快適な屋内環境を実現することができる。
【００４０】
本形態において、空調装置９に変えて特許文献１のような地中に埋設した給気パイプを給気導入経路８内に配置して地中熱を利用した場合を想定してみる。この場合、地中熱との間で熱交換する給気パイプ内に結露が発生するので、雑菌の繁殖やカビの発生が懸念される。これではせっかく新鮮な空気であるはずの外気が室内に供給されるときに、カビの胞子や雑菌群などによって汚染されることが想定されるので、好ましい形態とはいえない。また、地中熱交換パイプは熱交換の必要性から、ある程度の距離が必要になる。そのため管内の流体抵抗が増すために、より強力な換気能力が必要になり、消費エネルギーを無駄に消費することや、負圧環境がより強まることで、玄関ドア開閉時の重さや反響音などの不具合など、生活者への負担が懸念されるので、好ましい形態とはいえない。
【００４１】
給気導入経路８内となる建築基礎部１の各空間内に、竹炭や木炭などの調湿や空気清浄が可能な材料を施してもよい。これら材料を施すことで、空調装置９で温度調整され、かつ清浄にされた外気を屋内３へ導入することができ、屋内環境をより快適なものにすることができる。空調装置９を作動させなくても快適な温度帯となる所謂中間期（春や秋）など、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用する事と、床下空間部１の各空間内に施した竹炭や木炭などの材料で、外気をより調湿や清浄することができるので、換気手段５３の作動により清浄され調湿された外気を屋内３へ導入することができる。
【００４２】
建物基礎部１のコンクリートや床４は、空調装置９により温度調整された外気が給気導入経路８内を通過することで、暖めたり冷やされたりするので、これら建物基礎部１や床４には熱容量の大きい部材を用いて蓄熱性を高めるようにしても良い。また熱容量の大きい部材を床下空間内に設置しても良い。またこのように蓄熱性を高めた上で、空調装置９を日中作動する場合には太陽光発電を利用することで、消費エネルギーやランニングコストを低減することにつながる。また、空調装置９を夜間作動する場合には低料金の深夜電力を利用することでもランニングコストを低減することができる。
【００４３】
空調装置９としては、所謂家庭用や業務用の冷媒ヒートポンプ方式のエアコンに限定されるものではない。また、暖房時の熱源としては、温泉、太陽熱、各種廃熱の利用やその他自然エネルギーを利用し、冷房時の熱源としては井戸水や各種廃熱を利用してもよい。これら熱源の選択は、建築物の規模や規制、施主の要求等によって、適宜行えばよい。
【００４４】
また、換気システムとしては２４時間換気装置５を用い、その換気手段５３を用いて内気を排出、外気を導入しているが、換気装置としては屋内３に設ける形態に限定されるものではなく、屋外に設ける形態であってもよい。要は、換気経路を計画し、最終的に屋外に排出できる２４時間換気を行える事が重要であり、空調が必要でない気候では、空調手段９も無論停止し、新鮮な外気を上記経路に導くことによって汚染された室内３の内気の停滞がなく、屋内３を新鮮空気に満たされるようにすることができる。
【００４５】
上記外部給気口８１には、同給気口を任意に開閉するシャッターを装備してもよい。これは、極端に雨天が続く梅雨時期など、高湿度の外気をあえて床下空間に導入することを調整できるようにする事や、空調装置９のメンテナンスを考慮して設置するもので、メンテナンス時にこのシャッターを閉めればよい。ただし、このシャッターを閉めてしまうと室内換気が阻害されるため、メンテナンス時の作業口として、従来から利用されている図３に示す外部給気口１０２を併設してもよい。
【００４６】
このような構成とすることで、居住者の便宜上の選択肢を広げることができ、また床下空間のメンテナンス性を向上することが可能となり、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００４７】
シャッターの閉める形態としては、例えば梅雨時はシャッターを閉めて空調装置９をドライ運転することで、湿気がたまりやすい床下空間を乾燥させることができる。寒冷地において空調装置９が故障した場合、このシャッターを閉めて、床下空間に外気が入ってこないようにし、周知の外壁吸気口１０２を利用することが挙げられる。
【００４８】
次に本発明を適用した住宅の各種計測結果について説明する。
図３、図４に示す住宅は木造二階建て延べ床面積１１５ｍ２の専用住宅で、一階にはリビング、ダイニング、台所、トイレ、脱衣室、風呂場、和室があり、二階には寝室と子供部屋、書斎がある４ＬＤＫの間取りとなっている。
【００４９】
この住宅の熱損失係数Ｑ値は、２．３２Ｗ／ｍ２ｋの性能（住宅・建物の次世代省エネルギー基準判定書、別紙参照）を有している。
【００５０】
建物全体の総隙間面積は気密測定を実施し、（住宅の気密性能試験結果報告書、別紙参照）により０，３ｃｍ２／ｍ２とであった。
【００５１】
本形態では、高気密高断熱の専用住宅に、外気導入口５４Ａ，５４Ｂを設置し、２４時間換気装置５を作動して排気を行うことで換気を計画的に行なうようにした。言わば、高気密とすることで、外気導入口５４Ａ，５４Ｂのみから外気を給気する事が可能となり、計画的な換気を行うことができる。これは、気密が取れていないと、外気導入口５４Ａ，５４Ｂ以外の隙間から、外気が入ってしまい、計画的に換気ができなくなることを防止するためである。
【００５２】
このような構成とすることで、屋外の新鮮空気（外気）を外気導入口５４Ａ，５４Ｂから屋内に給気することができる。このときの給気量を実際に風量測定器で測定した。測定器は、コーナー札幌株式会社製／型式ＫＮＳ−２３０型、製造ナンバー９７−３６５６６９を用いた。測定結果は、１５０ｍ３／ｈの給気量であった。
【００５３】
屋内には２４時間換気装置５の排気により給気が行われるので、屋内からの排気量も上記計測器で計測したところ、排気量は１６１ｍ３／ｈであった。給気量と排気量には約１１ｍ３／時の差があるが、この差は外気導入口５４Ａ，５４Ｂ以外の住宅の隙間からの給気量と考えられる。
【００５４】
建築基準法では、屋内（居室）の容積の気積を所定回数である２時間に１回入れ替える事が規定されて、計画給気が要求されており、それに見合う換気手段５３の選定を必要であり、本形態の住宅もこれを達成できる換気手段５３が設置されている。計測した住宅の必要換気量は１１０．３９ｍ３／時であり、余裕をもった換気量が確保されている。
【００５５】
このように計画給気を達成することで、給気による熱負荷を集中的に制御することが可能になる。本形態では、分割空間Ａ１を熱交換室と位置づけ、給気された新鮮空気（外気）を、ヒートポンプユニット９Ｂにより制御する。
【００５６】
次に温度と湿度の計測結果について図３〜図６を主に用いて説明する。
【００５７】
図３は図１に示す住宅の一階平面図、図４は図１に示す住宅の二階平面図である。計測には周知のデータロガーを用いた。温度を測定するデータロガーの設置箇所は、建物基礎部１に設けた外部給気口８１、屋内に設けた外気導入口５４Ｂ、床下空間に設置した熱交換ユニット９Ａの空気吹出口近傍、一階リビング、図１に示す天井付近の排気口５１の計５箇所とした。湿度を測定するデータロガーは、熱交換ユニット９Ａの外部給気口８１近傍と図１に示す屋内に設けた外気導入口５４Ｂの２箇所とした。図３，図４において矢印は室内の気流の流れを示す。また、符号５１は各居室に設けた排気口をそれぞれ示す。
【００５８】
空調手段９には２，２ｋｗ／ｈのルームエアコンを使用し、２４時間換気装置５も稼動状態として５日間連続計測した。また、室内取り入れ時の外気温度が２６℃になるように空調手段９で冷却した。このときの温度の計測結果を図５に示す。図５において、縦軸は温度を横軸は時間経過を示す。図５において、波形１が外部給気口８１での温度変化を、波形２が，床下空間に設置した熱交換ユニット９Ａの空気吹出口近傍の温度変化を、３が外気導入口５４Ｂの温度変化を、波形４がリビングでの温度変化を、波形５が排気口５１での温度変化をそれぞれ示す。
【００５９】
図６は、空調手段９には２，２ｋｗ／ｈのルームエアコンを使用し、２４時間換気装置５も稼動状態とし、室内取り入れ時の外気温度が２４℃になるように空調手段９で冷却して２日間連続計測したときの温度湿度の計測結果をしめす。図６において、縦軸は湿度を横軸は時間経過を示す。図６において、波形６が外部給気口８１での湿度変化を、波形７が屋内排気口５１での湿度変化をそれぞれ示す。
【００６０】
図５の波形１には５つの大きなピーク山が存在するが、これは日中で外気温度が高くなっているためである。ピーク山とピーク山に外気温度が低下しているのは夜間で温度が低下したためである。
【００６１】
図５及び図６に示す計測結果から、波形１で示すように外気温度が大きく変化しても、波形３，４は比較的安定している。これは、熱交換された空気を媒体とし、床下の空気導入経路８であるバファー空間に蓄熱した熱エネルギーによって温度の変化を吸収しているため、屋内３に安定した温度に調節された新鮮空気（外気）が給気されているためである。波形２が一定の振幅で推移しているのは、データロガーを床下空間に設置した熱交換ユニット９Ａの空気吹出口近傍に設置し、所定温度を維持するように２４時間自動運転をさせたためである。波形６で示すように、外気の湿度が大きく変化しても、波形７は比較的安定している。これは熱交換ユニット９Ａにより、空調された外気は除湿されかつ、床下の空気導入経路８であるバッファー空間の空気により湿度の変化を吸収しているためである。
【００６２】
これにより屋内３に供給される新鮮空気の温度、湿度を集中して制御することが可能になる。屋内３に導かれた新鮮空気（外気）は、居室の気積の空気量２時間に１回以上の量で換気（入れ替えるために）され、その空気の熱量を利用し最終的に２４時間換気装置５により排出する経路を計画的に確保することで、まんべんなく新鮮空気を各居室に行き渡らせる事が可能となり、室内の温度を均衡化することができる。各居室のドアを閉めた状態でもこのドアにはアンダーカットが施されており空気の流通を阻害しない構造となっている。無論この形態に限定するものではなくガラリを施したりすることもでき、要は使い勝手と空気の流通を兼ね備えるものであれば限定されない。また、屋内では、新鮮空気（外気）が供給されて絶えず入れ替わっているために汚染された空気が停滞することがなく、室内空気を常に健康的な状態に維持することができる。
【００６３】
上記住宅において、汚染指標によるＣＯ２濃度の計測を行った。計測に用いた機器は株式会社アルデエンジニアリング製／室内空気監視モニターＣＭＸ−１００１（２００７年製造）である。
【００６４】
新鮮空気（外気）が屋内に供給される位置となる、階段下の外気導入口５４Ｂから導入される空気ＣＯ２濃度を計測したところ４１３ｐｐｍであった。リビングでの計測を行ったところ６６５ｐｐｍであった。吹き抜けを介して２階天井に配置された排気口５１付近では５６８ｐｐｍであった。２階部寝室の天井に配置された排気口５１では６３０ｐｐｍ、子供部屋の天井に配置された排気口５１では６７９ｐｐｍであった。
【００６５】
ビル管理法建築物環境衛生管理基準によれば、一般的室内汚染物質の許容濃度は、二酸化炭素の含有量は１０００ｐｐｍ以下と規定されている。これは室内空気汚染濃度の一つの指標となる濃度であり、他に一酸化炭素濃度、二酸化窒素濃度、ホルムアルデヒド濃度、浮遊粉塵の量、ラドン濃度、体臭基準などが規定されており、一般生活や活動の中で発生する成分の濃度である。本形態の住宅においては、各居室において１０００ｐｐｍ以下であるので、良好な屋内換気が行なわれているといえる。
【００６６】
次に上記風量測定器を使い排気口５１における排気量を個別に測定した。
【００６７】
１階台所天井に設置した排気口５１では、３０ｍ３／ｈ、１階脱衣室では２８ｍ３／ｈ、２階吹き抜け上部天井の排気口５１と２階トイレは同じ回路となっており、あわせて４０ｍ３／ｈ、２階の寝室では２８ｍ３／ｈ、同階子供部屋では２８ｍ３／ｈであり、総計で１６１ｍ３／ｈとなっている。
【００６８】
このように最終的に屋内３をまんべんなく新鮮空気（外気）が移動する経路を確保する。すなわち、給気口と排気口の配置を計画的に配置し、その間の経路が室内空間を利用した経路を確保することで室内の隅々に新鮮空気が行き渡ることになり、健康的な室内空気環境を形成し、また同時に温度ムラのない快適な温度環境を安定して形成することが可能となっている。
【００６９】
高気密高断熱の省エネルギー住宅では外気の影響を受けないような構造になっているが、２４時間換気が建築基準法の規定により義務付けられ、多くの住宅では、新鮮空気（外気）を直接居室に給気しているために、夏は熱い空気が直接入り室温上昇の原因となり、また冬は冷たい空気が直接居室に入る構造であったため利用者により給気口を閉じて換気装置を止める事が数多くあった。これによって、外気の流通が極端に低い高気密高断熱住宅では、二酸化炭素濃度上昇による健康障害や、揮発性有機物（ＶＯＣ）濃度上昇によるシックハウス症候群による健康障害、空気中の水分量の上昇による、カビの発生、カビを食するダニの発生等による、アレルギー障害などの健康障害症例が多く報告されている。また、室内空気の湿度上昇や二酸化炭素濃度上昇は、壁内結露や腐食やコンクリートの中性化を促進させる要因になり、構造体の劣化を促進するものであり、建築物の耐久性を著しく低下させる。
【００７０】
しかし本形態にかかる建築物の構造とすることで、地球温暖化によるＣＯ２の大幅な削減を達成するために建築物の省エネルギー化と、建物の耐久性を向上することで、ライフサイクルを延ばし、建築の製造過程における消費エネルギーの削減、及び省資源化が求められる現代において、建物の耐久性の向上と、熱損失を大幅に削減することができた。高気密高断熱の建築物が大きな期待を担うことになり、さらに健康的な室内環境が求められている現状にあって、それぞれを成立するための本発明に係る構成は、建物の次世代の省エネルギー化と、建物の耐久性の向上、健康的な室内環境を創造するために有効であり、ひいては地球温暖化に寄与できる省エネルギー換気システム、及びそれを備えた省エネ建築物である。
【００７１】
図６示す計測結果から、波形６で示すように外気湿度が大きく変化しても、波形７に示す屋内の排気口５１では比較的安定している。これは、２４時間換気装置５の作動と空調装置９の作動により、新鮮空気が空調され、除湿作用とバッファー空間の空気の作用により、湿度が安定していることを示し、より快適な室内環境を達成することができた。
【００７２】
図７から図９は、本発明が適用された省エネ建築物の一例であるマンションなどの共同住宅の一室の概念図ある。図７において、共同住宅は、図示しないコンクリート製の建物基礎部の上にコンクリート製の躯体２００が形成されている。躯体２００は柱、梁、壁などの周知の構造部材によって構成されていて、その内部が屋内２０３とされている。共同住宅は、窓などの開口部２０９が設けられていて、この開口部２０９は高気密高断熱の仕様で構成されている。本形態において、界床とは屋内２０３の床下や天井を構成するスラブ２１１を示す。この屋内２０３は、高気密化されているとともに、床２０４の一部を除いて高断熱化されている。図３，図４において矢印は室内の気流の流れを示す。
【００７３】
この場合においても、省エネルギー換気システム１００は、２４時間換気装置５と、屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部と、空調装置９を備えている。２４時間換気装置５は、図７，図９に示すように各居室に設けられた排気口５１が連通する排気用ダクト５２が天井内部に配置されているとともに、排気用ダクト５２の経路上に換気手段５３を配置し、屋外につながる外気導入口５４を備えている。排気用ダクト５２の終端は屋外に向かって開口されていて野外排気口５５とされている。本形態において外気導入口５４は、床２０４に設けられている。また吸気導入部５４と野外排気口５５はお互いに影響しないように共有廊下２０６部分と、ベランダ２０７部分の離れた位置に計画されており、汚染された空気が室内に戻らないような配慮をしている。
【００７４】
このため、２４時間換気装置５の換気手段５３が作動すると、屋内３が負圧化し、内気が各居室に設けた排気口５１から吸い込まれて排気用ダクト５２を介して屋外排気口５５から屋外にされるとともに、外気導入口５４から外気が導入されることで屋内換気が行われる。２４時間換気装置５は、例えば換気手段５３を作動させることで、屋内３の内気を１日のうちに所定回数入れ替えるように構成されている。符号２１０はキッチンに設置されたレンジフードを示す。このキッチンのレンジフード２１０を稼働させる場合、屋内３の空調された空気も排気することになる。レンジフード２１０は排気能力が高いために屋内空調空気を排出することになれば、省エネルギーに逆行することになる。そのため、レンジフード用の吸気口２０１をキッチン内に設置して専用の換気経路を最短で確保するように構成されている。このため、屋内３の空調空気の排出が抑えられ、室内空調エネルギーの浪費を防止することができる。
【００７５】
本形態にかかる共同住宅の特徴は、屋外から屋内３へ外気を導入する給気導入部を、スラブ２１１と床２０４との間に形成される床下空間に形成した給気導入経路８の一箇所に集約し、この給気導入経路２０８内に空調装置９を設置し、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を空調装置９で調整し、換気手段５３を作動させることで外気導入口５４から屋内２０３に導入して屋内の換気と同時に空調を行うようにしたセントラルヒーティング構造にある。
【００７６】
給気導入経路２０８は、共有廊下２０６側の壁面に屋外と連通するように開口された外部給気口２８１と、給気導入口５４につながるように形成されている。床下のスラブ２１１は、図８に示すように複数に分割されている。本形態では、外部給気口２８１が位置する分割空間２１１Ａと玄関が位置する分割空間２１１Ｂとを仕切る立ち上がり部分２１１Ｃは連通していない。これは、この部分が連通すると、外部給気口２８１から導入された外気と玄関から導入される外気が混合してしまうためである。
【００７７】
図７，図９に示すように、空調装置９は、給気導入経路２０８内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニット９Ａと、図８に符号２４０で示す冷媒配管を介して熱交換ユニット９Ａと接続されるヒートポンプユニット９Ｂを備えた一般的な冷媒式ヒートポンプ方式の冷暖房装置である。このうち、ヒートポンプユニット９Ｂは野外排気口５５と対向するように屋外となるベランダ２０７に設置され、熱交換ユニット９Ａは、給気導入経路２０８内の分割空間２１１Ａに設置されている。つまり、熱交換ユニット９Ａは、外部給気口２８１に近い給気導入経路２０８の最上流側に位置する分割空間２１１Ａ内に設置されている。このため、分割空間２１１Ａは熱交換室として機能することになる。なお、この分割空間２１１Ａの上部は断熱が施されている。図７において符号２３０は断熱部材をそれぞれ示す。
【００７８】
本形態においても、外部給気口２８１に防虫網２８４を設置し、給気導入経路２０８から外気導入口５４を介して屋内２０３に虫が侵入するのを防止している。
【００７９】
このような構成の共同住宅とすると、床２０４と床下スラブ２１１の間に構造的に形成される床下空間を、屋内２０３へ外気を取り込むための給気導入経路２０８として利用するので、従来のように建物内の部屋毎に外気（空気）を直接取り込むための給気口を設けなくてもよく、給気導入経路２０８につながる給気導入口５４に外気取入部が集約されることとなる。この集約された給気導入口から屋内２０３へ供給される外気は、空調装置９を作動することで温度や湿度が調整されるので、外気が直接、屋外から屋内に導入されることがなく、熱ロスが少なくなり、屋内２０３の温度や湿度の調整を効率的に行うことができる。外気導入口の設置場所や数は、本形態のものに限定されるものではなく、単位時間当たりの排気量（換気量）と換気経路の関係で適宜定めればよい。
【００８０】
また、屋内２０３への外気取入部が給気導入口５４に限定されるので、換気手段５３の作動によって屋内２０３の内気が屋外に排出されて計画的な屋内換気を行え、十分な給気面積および経路を確保し、内気の排出による屋内２０３の負圧化による玄関ドア開閉時の重さや反響音などの不具合を防止しながら、効率のよい快適な屋内空調を実現することができるとともに、床下に湿気が溜まり易いという高気密の建築物の不具合も床下の給気導入経路２０８に外気が導入されるので解消することができる。さらに、高気密高断熱化された建築物でありながら、床下空間に外気を導入し、その外気の温度や湿度を調整するので、高気密高断熱化住宅の課題である床下空間の湿気対策が可能となり、また、ＣＯ２濃度が低い外気を床下空間に流通させるために、ＣＯ２の濃度が高い室内空気を流通させる従来の方法に比べ、コンクリートの中性化による耐力上重要な構造体の経年劣化を防止し建物の耐久性を向上することができる。
【００８１】
２４時間換気装置５は、建築物の居室に設置が義務づけられているものなので、屋内空調のために個別に設置する必要がなく、コスト低減を図りながら高気密で高断熱な住宅のセントラルヒーティングを行える。
【００８２】
本形態では、給気導入経路２０８に取り込まれた屋外の外気が空調装置９で調整されて屋内２０３に導入されるので、従来の高気密住宅のように部屋毎に給気口を設けて直接、外気を屋外から屋内へ導入する場合に比べて、熱負荷が低減するとともに、床下空間の給気導入経路２０８から導入される外気の温度設定によっては各部屋に空調機器を設置しなくても済み、導入コストの低減と、冷暖房負荷が軽減され、屋内空調にかかるエネルギーを抑制することができる。
【００８３】
空調装置９によって温度と湿度が調整された外気が床下空間に形成された給気導入経路２０８を通過してから屋内に開口された給気導入口５４を介して屋内２０３に供給されるので、外気の流通過程でスラブ２１１や床４にも熱が移動し、スラブ２１１や床２０４を蓄熱部として利用することができる。このため、スラブ下には断熱を施しており、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用することができ、外気の温度変化を吸収して安定した温度の外気（新鮮空気）を屋内２０３に供給することができ、より快適な屋内空調を行える。
【００８４】
特に本形態では、熱交換室となる分割空間２１１Ａ上部の床を除く床２０４部分には断熱構造がないので、床２０４とスラブ２１１の間に形成された給気導入経路２０８内を空調装置９により調節された外気が移動してスラブ２１１や床２０４に熱が移動する際に、効率よく床２０４を暖めたり冷やしたりする床暖房や床冷房が可能となる。このため、屋内に居る人の直接体感温度を上げたり下げたりする効果があり、省エネルギーに寄与できるため、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００８５】
本形態では空調装置９を構成する熱交換ユニット９Ａを給気導入経路２０８内に、熱交換ユニット９Ａに接続されたヒートポンプユニット９Ｂを排気口５５と対向するように配置したので、空調装置９が冷房運転されている場合には、熱交換により加熱状態にあるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の冷気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを冷却することができる。空調装置９が暖房運転の場合には、熱交換により冷却状態となるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の暖気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを暖めることができる。このため、換気手段５３により換気用として排出された内気の排熱回収をヒートポンプユニット９Ｂで行うことができ、空調装置９の熱交換効率が向上し、より省エネを促進することができる。すなわち、従来のようにトイレなどの換気装置を２４時間稼動させて換気を行う場合よりも、野外排出口５５一か所からまとめて内気を排気することで、空調装置の熱交換効率が向上、つまり、排気された内気からの熱回収効率が高まり、より省エネルギー化を図りながら、快適な屋内環境を実現することができる。
【００８６】
給気導入経路２０８内となる床下のスラブ２１１の各空間内に、竹炭や木炭などの調湿や空気清浄が可能な材料を施してもよい。これら材料を施すことで、空調装置９で温度調整され、かつ清浄にされた外気を屋内２０３へ導入することができ、屋内環境をより快適なものにすることができる。空調装置９を作動させなくても快適な温度帯となる所謂中間期（春や秋）など、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用する事と、床下空間部の各空間内に施した竹炭や木炭などの材料で外気をより調湿や清浄することができるので、換気手段５３の作動により清浄され調湿された外気を屋内３へ導入することができる。
【００８７】
床下のスラブ２１１や床２０４は、空調装置９により温度調整された外気が給気導入経路２０８内を通過することで、暖めたり冷やされたりするので、これらスラブ２１１や床２０４には熱容量の大きい部材を用いて蓄熱性を高めるようにしても良い。また熱容量の大きい部材を床下空間内に設置しても良い。またこのように蓄熱性を高めた上で、空調装置９を日中作動する場合には太陽光発電を利用することで、消費エネルギーやランニングコストを低減することにつながる。また、空調装置９を夜間作動する場合には低料金の深夜電力を利用することでもランニングコストを低減することができる。
【００８８】
空調装置９としては、所謂家庭用や業務用の冷媒ヒートポンプ方式のエアコンに限定されるものではない。また、暖房時の熱源としては、温泉、太陽熱、各種廃熱の利用やその他自然エネルギーを利用し、冷房時の熱源としては井戸水や各種廃熱を利用してもよい。これら熱源の選択は、建築物の規模や規制、施主の要求等によって、適宜行えばよい。
【００８９】
また、換気システムとしては２４時間換気装置５を用い、その換気手段５３を用いて内気を排出、外気を導入しているが、換気装置としては屋内２０３に設ける形態に限定されるものではなく、屋外に設ける形態であっても良い。要は、換気経路を計画し、最終的に屋外に排出できる２４時間換気を行なえる事が重要であり、空調が必要でない気候では、空調手段９も無論停止し、新鮮な外気を上記経路に導くことによって汚染された室内２０３の内気の停滞がなく、屋内２０３を新鮮空気に満たされるようにすることができる。
【００９０】
上記外部給気口２８１には、同給気口を任意に開閉するシャッターを装備してもよい。これは、極端に雨天が続く梅雨時期など、高湿度の外気をあえて床下空間に導入することを調整できるようにする事や、空調装置９のメンテナンスを考慮して設置するもので、メンテナンス時にこのシャッターを閉めればよい。ただし、このシャッターを閉めてしまうと床下空間の通気性が阻害されるため、メンテナンス時の作業口として、従来から利用されている図９に示す外部給気口２０２を併設してもよい。このような構成とすることで、居住者の便宜上の選択肢を広げることができ、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００９１】
シャッターの閉時期の形態としては、例えば梅雨時はシャッターを閉めて空調装置９をドライ運転することで、湿気がたまりやすい床下空間を乾燥させることができる。寒冷地において空調装置９が故障した場合、このシャッターを閉めて、床下空間に外気が入ってこないようにし、周知の外壁吸気口２０２を利用することが挙げられる。
【００９２】
上記形態では、空調装置９が常時稼動していることを前提で説明したが、空調装置９を稼動させなくても快適な温度や湿度の季節の場合には、空調装置９を停止することで、省エネ効果を高められる。
【００９３】
そのためには、図１，図７に示すように、熱交換ユニット９Ａが配置された空間部Ａ１、２１１Ａよりも給気導入経路の下流側の空間内に、少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段となる温度センサ３００や湿度センサ３０１を配置し、これらセンサと接続して表示装置３０２を屋内３，２０３に配置して、各センサで検出された温度情報や湿度情報を表示装置３０２で表示するようにして、居住者がその表示装置を参照して、適宜、空調装置９の作動をオン／オフするとともに、温度センサ３００や湿度センサ３０１で検出された情報に基づき、自動的に空調装置９の運転を制御するようにしても良い。
【００９４】
温度センサ３００や湿度センサ３０１の設置場所は、床下空間であればどこでも良いという訳ではなく、本形態のように、熱交換ユニット９Ａが配置された空間部Ａ１、２１１Ａよりも給気導入経路の下流側の空間内に設置するのが好ましい。これは、一般に温度が２０℃を超え、湿度が８０％を超えるとカビが繁殖する環境になり易いが、昼間と夜の気温の差が激しい季節は、気温が下がる早朝は天気の日でも、湿度が上昇し、その時にバッファーゾーンとして機能する給気導入経路８内では、昼間の乾燥空気により、調湿がされ安定した環境であり、湿度の高い屋外空気が入ってきても混合されることで、湿度が低下して安定する。雨天時などの湿度が上昇する場合など、床下の状況を把握して、適宜、空調装置９のオン／オフや制御をする事ができれば、より環境と生活にあった、快適な屋内環境を実現可能とした省エネ建築物となる。
【００９５】
このように最終的に屋内３をまんべんなく新鮮空気（外気）が移動する経路を確保する。すなわち、給気口と排気口の配置を計画的に配置し、その間の経路が室内空間を利用した経路を確保することで室内の隅々に新鮮空気が行き渡ることになり、健康的な室内空気環境を形成し、また同時に温度ムラのない快適な温度環境を安定して形成することが可能となっている。
【００９６】
高気密高断熱の省エネルギー建築物では外気の影響を受けないような構造になっているが、２４時間換気が建築基準法の規定により義務付けられ、多くの建築物では、新鮮空気（外気）を直接居室に給気しているために、夏は熱い空気が直接入り室温上昇の原因となり、また冬は冷たい空気が直接居室に入る構造であったため利用者により給気口を閉じて換気装置を止める事が数多くあった。これによって、外気の流通が極端に低い高気密高断熱建築物では、二酸化炭素濃度上昇による健康障害や、揮発性有機物（ＶＯＣ）濃度上昇によるシックハウス症候群による健康障害、空気中の水分量の上昇による、カビの発生、カビを食するダニの発生等による、アレルギー障害などの健康障害症例が多く報告されている。また、室内空気の湿度上昇や二酸化炭素濃度上昇は、壁内結露や腐食やコンクリートの中性化を促進させる要因になり、構造体の劣化を促進するものであり、建築物の耐久性を著しく低下させる。
【００９７】
しかし本形態にかかる建築物の構造とすることで、地球温暖化によるＣＯ２の大幅な削減を達成するために建築物の省エネルギー化と、建物の耐久性を向上することで、ライフサイクルを延ばし、建築の製造過程における消費エネルギーの削減、及び省資源化が求められる現代において、建物の耐久性の向上と、熱損失を大幅に削減することができた。高気密高断熱の建築物が大きな期待を担うことになり、さらに健康的な室内環境が求められている現状にあって、それぞれを成立するための本発明に係る構成は、建物の次世代の省エネルギー化と、建物の耐久性の向上、健康的な室内環境を創造するために有効であり、ひいては地球温暖化に寄与できる省エネルギー換気システム、及びそれを備えた省エネ建築物である。
【００９８】
なお、上記実施の形態では、省エネルギー換気システム１００を適用する建築物として、木造戸建住宅と鉄筋コンクリート造共同住宅を例に説明しているが、省エネルギー換気システム１００を適用する建築物としては、これら実施の形態の建築物に限定されるものではなく、他の形態の建築物に適用してもよく、その場合においても本願発明と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】 本発明の一実施形態である省エネルギー換気システムを備えた建築物としての住宅の概略図である。
【図２】 図１に示す住宅の建物基礎部と給気導入経路の構成を示す平面視図である。
【図３】 図１に示す住宅の一階平面図である。
【図４】 図１に示す住宅の二階平面図である。
【図５】 図１に示す住宅の温度計測結果を示す図である。
【図６】 図１に示す住宅の湿度計測結果を示す図である。
【図７】 本発明の別な実施形態である省エネルギー換気システムを備えた建築物としての共同住宅の概略図である。
【図８】 図７に示す共同住宅の床下に形成される給気導入経路の構成を示す平面視図である。
【図９】 図７に示す共同住宅の平面図である。
【符号の説明】
【０１００】
３ 屋内
４ 床
５ 換気装置
８，２０８ 給気導入経路
９ 空調装置
９Ａ 熱交換ユニット
９Ｂ ヒートポンプユニット
２０，２０９ 開口部
５１ 排気口
５３ 換気装置
５４，５４Ａ，５４Ｂ 給気導入口
５５ 排気口
８１，２８１ 外部給気口
１００ 省エネルギー換気システム
２１１ 界床
２１１Ａ，Ａ１ 最上流側に位置する空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高気密化された屋内の換気を行う換気装置を備えた省エネルギー換気システム及びそれを備えた省エネ建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の換気を行うものとして２４時間換気システムが提案されている。また、省エネという観点から高気密、高断熱構造の建築物も建設されている。このような環境にあって、居室を有する、高気密、高断熱構造の建築物にも２４時間換気システムの設置が建築基準法により義務付けられているため、設置しなければならないが、建築物に対して屋内環境改善のための２４時間換気と、省エネルギー促進のための高気密化、高断熱化を要求することは、相反するものとなる。
【０００３】
すなわち、２４時間換気は、屋内の温度が最適であっても内気の滞留を抑制するのに換気をするため、最適温度の内気を屋外に排出し、温度も湿度も調節されていない外気を導入することになり、屋内の温度管理という観点からは不経済である。これに対し、屋外からの熱を遮断して屋内への熱影響を最小にするために高気密化、高断熱化をすることは、屋外からの熱負荷を低減させることはできるが、換気性能（掃気）が低減し、たとえばシックハウスにまつわる問題の発生が懸念されることとなる。コスト低減のために、２４時間換気装置を設置しないで、たとえばトイレや浴室に設置される換気装置を２４時間稼動させて換気を行うことも知られている。
【０００４】
また、高気密、高断熱化する場合には、一般に床下換気孔が設置されなくなる事から、床下空間に耐久性上支障が生じるような水蒸気の滞留、結露の発生がおきないように床下防湿を入念に行う。また、床下空間を屋内と同質にし、床下における水蒸気の滞留を防止することも重要であることから、例えば床下に機械式強制排気装置を設置し、居室の空気を床下経由で屋外に排出することがある。
【０００５】
特許文献１には、高気密、高断熱化され、２４時間換気システムと地中熱を利用した建築物において、地中熱で加熱又は冷却された外気を床下空間に導入するとともに、屋内から排出された内気も床下空間に案内して加熱又は冷却して、床下から屋内に供給する構成が記載されている。
特許文献２には、床下空間と屋内空間あるいは天井裏空間と屋内空間との間で内気を室内機で循環させる冷暖房システムが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６５７５
【特許文献２】特開２００４−１３２６８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、外気の調節に地中熱を利用しているので、コストが高くなるとともに、二階床下を二重床構造にして空調空気経路を確保し、床下空間と連結し送気装置により床下空気を上階蓄熱空間に送る構成としているので、構造が複雑でコストアップの要因となる。
【０００８】
トイレや浴室に設置される換気装置を２４時間稼動させるものにおいては、ただ単に換気をするだけで、屋内の換気経路を積極的に計画するものではなく、汚染空気の停滞の問題や、湿度の停滞、温度むらの要因などを積極的に改善するものには成り難い。また、換気経路を確保するために、屋内の異なる複数個所に排気装置を設ける場合も想定されるが、排気される内気の熱を回収して利用しようとする場合、排気箇所が複数になるため、熱エネルギーが分散してしまい、熱回収効率の点では好ましいものとは成り難い。
【０００９】
また、高気密高断熱化した場合、建物の耐久性を考慮すると、床下空間の除湿のために機械式強制排気装置の設置や構造を採らなければならず、新たな設備の導入によるコストアップと、強制換気装置によるエネルギーの消費と、室内熱エネルギーの浪費となってしまうという課題がある。また、室内空気が床下空間を経由し排気するため、ＣＯ２濃度が上昇した室内空気を床下空間に送ることになり、ＣＯ２によるコンクリートの中性化を促進することになり、耐力上重要な構造体の経年劣化をもたらす要因にもなる。特に特許文献２のように、屋内の空気を室内機で循環する場合、構造体がコンクリートスラブの場合、その中性化が促進されて、建築物の耐久性に影響を与え兼ねない。
【００１０】
本発明は、簡素な構成、低コストで屋内の温度や湿度管理と換気性能とともに建築物の耐久性を高めつつも、高効率な熱回収を行え、快適な屋内環境を実現可能な省エネルギー換気システムと省エネ建築物を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明にかかる省エネルギー換気システムは、少なくとも高気密化されている屋内の内気を屋外へ排出する換気手段及び屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部を有し、換気手段を作動して屋内の内気を所定回数入れ替えるように構成された換気装置を備え、屋外に向かって開口された外気取込口と屋内に開口された給気導入口にその両端がつながる給気導入経路で給気導入部を、屋内の床下空間に形成するとともに、給気導入経路に同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を調整して給気導入口に供給する空調装置を備えることを特徴としている。
【００１２】
上記省エネルギー換気システムにおいて、給気導入経路は、導入された外気が流通可能に複数に分割された空間部であり、空調装置は外気取込口に近い給気導入経路の最上流側に位置する空間部内に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
上記省エネルギー換気システムにおいて、空調装置は、給気導入経路内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニットと、熱交換ユニットと接続されるヒートポンプユニットを備え、熱交換ユニットが給気導入経路内に配置され、ヒートポンプユニットが換気手段の屋外へ向かって開口された排気口と対向するように配置されていることを特徴としている。
【００１４】
省エネルギー換気システムにおいて、熱交換ユニットが配置された空間部よりも給気導入経路の下流側の空間内に配置され、同空間内の少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段と、屋内に配置され、経路状態検出手段で検出された情報を表示する経路状態検出手段と接続された表示手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
本発明にかかる省エネ建築物の特徴は、上記何れかの省エネルギー換気システムを備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記省エネ建築物においては、屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、界床及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴としている。あるいは屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、屋根、基礎及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高気密の建築物において、建物の床下空間を、屋内へ外気を取り込むための給気導入経路として利用するので、従来のように建物内の部屋毎に外気を取り込むための給気口を設けなくてもよく、給気導入経路につながる給気導入口に集約される。この集約された給気導入口から屋内へ供給される外気は空調装置で温度や湿度が調整されているので、外気が直接屋外から屋内に導入されることがなく、熱負荷が少なくなって、屋内の温度調整を効率的に行え、快適な屋内環境を実現することができる。また、屋内への外気取入部が給気導入口に限定されるので、換気装置の作動によって屋内の内気が屋外に排出されて計画的な屋内換気を行え、内気の排出による屋内の負圧化による不具合を防止しながら、効率のよい屋内空調を行え、より快適な屋内環境を実現することができるとともに、床下の給気導入経路に調湿された外気が導入されるので、床下空間に湿気が溜まり易いという高気密、高断熱の建築物の不具合も解消しながら、ＣＯ２濃度が低い外気が床下空間を流通することで、ＣＯ２の濃度が高い室内空気を流通させる従来の方法に比べ、コンクリートの中性化による耐力上重要な構造体の経年劣化を防止し建築物の耐久性を向上することができる。
【００１８】
本発明によれば、換気装置は建築物の居室に設置が義務つけられているものなので、屋内空調のために個別に設置する必要がなく、コスト低減を図りながら高気密な建築物のセントラルヒーティングを行える。つまり、通常、セントラルヒーティングを行う場合はダクト及び送気ファン、その制御装置を用いて熱媒体としての空気を屋内の隅々に行き渡らせているが、本発明では、ダクトや制御装置や設備が不要になるので、送気ファンの稼働が不要であり、消費エネルギーを大幅に削減でき、コスト低減を図りながら２４時間セントラルヒーティングを行え、より快適な屋内環境を実現することができる。
【００１９】
本発明によれば、屋外の外気が空調装置で調整されて屋内に導入されるので、部屋毎に給気口を設けて直接、屋外から外気を屋内へ導入する場合に比べて、室内の熱負荷が低減されるとともに、床下空間の給気導入経路から導入される外気の温度設定によっては各部屋に対する空調機器の設置も不用となり、導入コストの低減と、冷暖房負荷が軽減され、屋内空調にかかるエネルギーを抑制することができる。
【００２０】
本発明によれば、空調装置によって温度と湿度が調整された外気が床下空間に形成された給気導入経路を通過してから屋内に開口された給気導入口を介して屋内に供給されるので、外気の流通過程で建物の躯体や床にも熱が移動して蓄熱する事ができる。このため、床下空間（給気導入経路）がバッファーゾーンとして機能することになるので、外気の温度変化や湿度変化を吸収し、安定した温度と湿度の外気を屋内に供給可能となり、より快適な屋内環境を実現することができる。
【００２１】
本発明によれば、熱交換室以外の床部分には断熱構造がないので、床下空間に形成された給気導入経路内を空調装置により調節された外気が移動して躯体や床に熱が移動する際に、効率よく床を暖めたり冷やしたりすることで、直接体感温度を上げたり下げたりする効果があり、省エネルギーに寄与できるため、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００２２】
本発明によれば、空調装置を構成する熱交換ユニットを給気導入経路内に、熱交換ユニットに接続されたヒートポンプユニットを換気装置の屋外へ向かって開口された排気口と対向するように配置したので、２４時間換気装置で集められた内気をヒートポンプユニットに２４時間連続して供給できるため、熱交換ユニットへの熱の供給が常に安定して行われる。室内の空気は、生活活動によって湿度が高くなる場合があるが、当然熱エネルギーを蓄える能力が高くなる事となり、２４時間換気装置で集められた熱エネルギーは、ヒートポンプユニットへ供給される事となり、熱交換ユニットへの熱の供給が効率よく促進される事となる。熱交換ユニットの稼働は温度設定、制御等の自動運転も当然行われるが、常にヒートポンプユニットに熱が供給される状態での運転となるので、より安定した省エネ運転が可能となる。特に冬場の低温下での運転には凍結による予熱ヒーター等での霜取り運転が必要になる場合があるが、室内の熱の供給が常に行われているので、凍結を防止することになり、予熱ヒーターの運転を防止することもできる。また、排熱により屋外の低温下での運転が少なくなり、エネルギー消費効率の低下を防止することができる。また、夏場の屋外の高温下での運転に伴い当然にして熱交換効率が低下する。これにも、常に内気が供給され、室内の排熱が供給されるためにエネルギー消費効率を低下させることなく省エネルギー運転が可能となる。これにより安定した熱回収が可能となり、省エネルギーが実現できる。
【００２３】
空調装置が冷房運転されている場合には、ヒートポンプユニットは熱交換により加熱状態にあるので、換気装置によって排出口から排気される屋内の冷気によって冷却される。空調装置が暖房運転の場合にはヒートポンプユニットは熱交換により冷却状態にあるので、換気装置によって排出口から排気される屋内の暖気によって加熱される。このため、換気装置により換気用として排出された内気の排熱回収をヒートポンプユニットで行なうことができ、空調装置の熱交換効率が向上、すなわち、排気された内気からの熱回収効率が高まり、より省エネルギー化を図りながら、快適な屋内環境を実現することができる。
【００２４】
本発明によれば、熱交換ユニットが配置された空間部よりも給気導入経路の下流側の空間内に配置され、同空間内の少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段で検出された情報が屋内に設けられた表示手段に表示されるので、居住者が床下空間の状況を確認することができるので、任意に空調装置のオン／オフを選択することができるとともに、経路状態検出手段で検出された情報に基づき、自動的に空調装置の運転を制御するようにしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された省エネ建築物の一例である二階建ての木造戸建住宅（以下「木造住宅」と記す）の概念図ある。図１において、木造住宅は、コンクリート製の建物基礎部１と躯体２とで構成されている。建物基礎部１の上に設けられる躯体２は柱、梁、壁などの周知の構造部材によって構成されていて、その内部が屋内３とされている。この木造住宅は、窓のような開口部２０が複数設けられていて、各開口部２０は高気密高断熱の仕様で構成されている。この屋内３は、高気密化されているとともに、床４の一部を除いて高断熱化されている。高断熱化の手法としては、外張断熱工法が用いられていて、後述する熱交換室上部の床以外の床４と建物基礎部１の部分を除いて断熱材が住宅の基礎、外壁と屋根部分に装備されている。
【００２６】
この住宅は、省エネルギー換気システム１００が装備されている。省エネルギー換気システム１００は、２４時間換気装置５と、屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部と、空調装置９を備えている。２４時間換気装置５は、図３、図４にも示すように、各居室に設けられた排気口５１が連通する排気用ダクト５２と、排気用ダクト５２の経路上に配置された換気手段５３と、屋外につながる外気導入口５４Ａ，５４Ｂとを備えている。排気用ダクト５２の終端は屋外に向かって開口されていて野外排気口５５とされている。本形態において外気導入口は、例えば階段６の下とキッチンカウンター７の下の２箇所にそれぞれ設けられている。階段６下の外気導入口を５４Ａ、カウンター下の外気導入口を５４Ｂとする。換気手段５３は、ファンがモータ駆動により回転することで屋内の内気を吸引する周知のものである。吸気導入部と野外排気口はお互いに影響しないような配置計画であり、汚染された排気が室内に戻らないような配慮をしている。
【００２７】
このため、２４時間換気装置５の換気手段５３が作動すると、屋内３が負圧化し、内気が各居室に設けた排気口５１から吸い込まれて排気用ダクト５２を介して屋外排気口５５から屋外に排出されるとともに、外気導入口５４Ａ，５４Ｂから外気が導入されることで屋内換気が行われる。２４時間換気装置５は、例えば換気手段５３を作動させることで、屋内３の内気を１日のうちに所定回数入れ替えるように構成されている。符号１０はキッチンに設置されたレンジフードを示す。このキッチンのレンジフード１０を稼働させる場合、屋内３の空調された空気も排気することになる。レンジフード１０は排気能力が高いために屋内空調空気を排出することになれば、省エネルギーに逆行することになる。そのため、レンジフード用の吸気口１０１をキッチン内に設置して専用の換気経路を最短で確保するように構成されている。このため、屋内３の空調空気の排出が抑えられ、室内空調エネルギーの浪費を防止することができる。
【００２８】
本形態にかかる住宅の特徴は、屋外から屋内３へ外気を導入する給気導入部を、建物基礎部１と床４との間に形成される床下空間に形成した給気導入経路８の一箇所に集約し、この給気導入経路８内に空調装置９を設置し、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を空調装置９で調整し、換気手段５３を作動させることで外気導入口５４Ａ，５４Ｂから屋内に導入して屋内３の換気と同時に空調を行うようにしたセントラルヒーティング構造にある。
【００２９】
給気導入経路８は、建物基礎部１の立ち上がり部に、屋外と連通するように開口された外部給気口８１と、階段下とカウンター下の給気導入口５４Ａ，５４Ｂにつながるように形成されている。建物基礎部１は、図２に示すように、少なくとも建物１階の居室の形状に合うように複数に分割されている。高気密住宅の場合、建物基礎部１に床４が設置される構造となるので、建物基礎部１と床４との間に隙間がなく給気導入経路８も分断されてしまう。そのため、分割されている建物基礎部１の互いに隣接する立ち上がり部分１Ａに流路を形成する穴８２を形成している。立ち上がり部分１Ａには、排水管やガス管を通すための穴を、建物基礎部１をコンクリートで成型する際に形成するので、このときに穴８２も一緒に形成すればよい。この穴８２を立ち上がり部分１Ａに形成することで、外部給気口８１から給気導入口５４Ａ，５４Ｂまでが連通することになる。
【００３０】
本形態では、外部給気口８１が位置する分割空間Ａ１と外気導入口５４Ａ，５４Ｂが位置する分割空間Ａ２とを仕切る立ち上がり部分１Ｂには、穴８２を形成していない。これは、この部分に穴８２を形成してしまうと、外部給気口８１から導入された外気が直ぐに外気導入口５４Ａ，５４Ｂから屋内３に導入されてしまい、給気導入経路８内を万遍なく流通できなくなるためである。
【００３１】
図１に示すように、空調装置９は、給気導入経路８内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニット９Ａと、図２に符号２４０で示す冷媒配管を介して熱交換ユニット９Ａと接続されるヒートポンプユニット９Ｂを備えた一般的な冷媒式ヒートポンプ方式の冷暖房装置である。このうち、ヒートポンプユニット９Ｂは野外排気口５５と対向するように屋外に設置され、熱交換ユニット９Ａは、図２に示すように、給気導入経路８内の分割空間Ａ１に設置されている。つまり、熱交換ユニット９Ａは、外部給気口８１に近い給気導入経路８の最上流側に位置する分割空間Ａ１内に設置されている。このため、分割空間Ａ１は熱交換室として機能することになる。なお、この分割空間Ａ１の上部の床４には断熱が施されている。
【００３２】
本形態では、少なくとも外部給気口８１に防虫網８４を設置し、給気導入経路８から外気導入口５４Ａ，５４Ｂを介して屋内３に虫が侵入するのを防止している。無論外部給気口８１ではなく給気導入経路８上の穴８２の何れか１つに防虫網８４を設置しても良いが、熱交換ユニット９Ａに虫が付着して熱交換効率が低下することを考えると、熱交換ユニット９Ａより給気上流側に防虫網８４を設置するのが好ましいといえる。
【００３３】
このような構成の住宅とすると、床４と建物基礎部１の間に構造的に形成される床下空間を、屋内３へ外気を取り込むための給気導入経路８として利用するので、従来のように建物内の部屋毎に外気（空気）を直接取り込むための給気口を設けなくてもよく、給気導入経路８につながる給気導入口５４Ａ，５４Ｂに外気取入部が集約されることとなる。この集約された給気導入口から屋内３へ供給される外気は、空調装置９を作動することで温度や湿度が調整されるので、外気が直接、屋外から屋内に導入されることがなく、熱ロスが少なくなり、屋内３の温度や湿度の調整を効率的に行うことができる。外気導入口の設置場所や数は、本形態のものに限定されるものではなく、単位時間当たりの排気量（換気量）と換気経路の関係、屋外の環境等で適宜定めればよい。
【００３４】
また、屋内３への外気取入部が給気導入口５４Ａ，５４Ｂに限定されるので、換気手段５３の作動によって屋内３の内気が屋外に排出されて計画的な屋内換気を行え、十分な給気面積および経路を確保し、内気の排出による屋内３の負圧化による玄関ドア開閉時の重さや反響音などの不具合を防止しながら、効率のよい快適な屋内空調を実現することができるとともに、床下に湿気が溜まり易いという高気密の建築物の不具合も床下の給気導入経路８に外気が導入されるので解消することができる。さらに、高気密高断熱化された住宅でありながら、床下空間に外気を導入し、その外気の温度や湿度を調整するので、高気密高断熱化住宅の課題である床下空間の湿気対策が可能となり、また、ＣＯ２濃度が低い外気を床下空間に流通させるために、ＣＯ２の濃度が高い室内空気を流通させる従来の方法に比べ、コンクリートの中性化による耐力上重要な構造体の経年劣化を防止し建物の耐久性を向上することができる。
【００３５】
２４時間換気装置５は、建築物に設置が義務づけられているものなので、屋内空調のために個別に設置する必要がなく、コスト低減を図りながら高気密で高断熱な住宅のセントラルヒーティングを行える。
【００３６】
本形態では、給気導入経路８に取り込まれた屋外の外気が空調装置９で調整されて屋内３に導入されるので、従来の高気密住宅のように部屋毎に給気口を設けて直接、外気を屋外から屋内へ導入する場合に比べて、熱負荷が低減するとともに、床下空間の給気導入経路８から導入される外気の温度設定によっては各部屋に空調機器を設置しなくても済み、導入コストの低減と、冷暖房負荷が軽減され、屋内空調にかかるエネルギーを抑制することができる。
【００３７】
空調装置９によって温度と湿度が調整された外気が床下と建物基礎部１の間の床下空間に形成された給気導入経路８を通過してから屋内に開口された給気導入口５４Ａ，５４Ｂを介して屋内３に供給されるので、外気の流通過程で建物基礎部１や床４にも熱が移動し、建物基礎部１や床４を蓄熱部として利用することができる。このため、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用することができ、外気の温度及び湿度の変化を吸収して安定した温度及び湿度の外気を屋内３に供給することができ、より快適な屋内空調を行える。
【００３８】
特に本形態では、熱交換室となる空間Ａ１上部の床を除く床４部分には断熱構造がないので、床４と建物基礎部１の間に形成された給気導入経路８内を空調装置９により調節された外気が移動して建物基礎部１や床４に熱が移動する際に、効率よく床４を暖めたり冷やしたりする床暖房や床冷房が可能となる。このため、屋内に居る人の直接体感温度を上げたり下げたりする効果があり、省エネルギーに寄与できるため、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００３９】
本形態では空調装置９を構成する熱交換ユニット９Ａを給気導入経路８内に、熱交換ユニット９Ａに接続されたヒートポンプユニット９Ｂを排気口５５と対向するように配置したので、空調装置９が冷房運転されている場合には、熱交換により加熱状態にあるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の冷気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを冷却することができる。空調装置９が暖房運転の場合には、熱交換により冷却状態となるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の暖気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを暖めることができる。このため、換気手段５３により換気用として排出された内気の排熱回収をヒートポンプユニット９Ｂで行うことができ、空調装置９の熱交換効率が向上し、より省エネを促進することができる。すなわち、従来のようにトイレなどの換気装置を２４時間稼動させて換気を行う場合よりも、野外排出口５５一か所からまとめて内気を排気することで、空調装置の熱交換効率が向上、つまり、排気された内気からの熱回収効率が高まり、より省エネルギー化を図りながら、快適な屋内環境を実現することができる。
【００４０】
本形態において、空調装置９に変えて特許文献１のような地中に埋設した給気パイプを給気導入経路８内に配置して地中熱を利用した場合を想定してみる。この場合、地中熱との間で熱交換する給気パイプ内に結露が発生するので、雑菌の繁殖やカビの発生が懸念される。これではせっかく新鮮な空気であるはずの外気が室内に供給されるときに、カビの胞子や雑菌群などによって汚染されることが想定されるので、好ましい形態とはいえない。また、地中熱交換パイプは熱交換の必要性から、ある程度の距離が必要になる。そのため管内の流体抵抗が増すために、より強力な換気能力が必要になり、消費エネルギーを無駄に消費することや、負圧環境がより強まることで、玄関ドア開閉時の重さや反響音などの不具合など、生活者への負担が懸念されるので、好ましい形態とはいえない。
【００４１】
給気導入経路８内となる建築基礎部１の各空間内に、竹炭や木炭などの調湿や空気清浄が可能な材料を施してもよい。これら材料を施すことで、空調装置９で温度調整され、かつ清浄にされた外気を屋内３へ導入することができ、屋内環境をより快適なものにすることができる。空調装置９を作動させなくても快適な温度帯となる所謂中間期（春や秋）など、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用する事と、床下空間部１の各空間内に施した竹炭や木炭などの材料で、外気をより調湿や清浄することができるので、換気手段５３の作動により清浄され調湿された外気を屋内３へ導入することができる。
【００４２】
建物基礎部１のコンクリートや床４は、空調装置９により温度調整された外気が給気導入経路８内を通過することで、暖めたり冷やされたりするので、これら建物基礎部１や床４には熱容量の大きい部材を用いて蓄熱性を高めるようにしても良い。また熱容量の大きい部材を床下空間内に設置しても良い。またこのように蓄熱性を高めた上で、空調装置９を日中作動する場合には太陽光発電を利用することで、消費エネルギーやランニングコストを低減することにつながる。また、空調装置９を夜間作動する場合には低料金の深夜電力を利用することでもランニングコストを低減することができる。
【００４３】
空調装置９としては、所謂家庭用や業務用の冷媒ヒートポンプ方式のエアコンに限定されるものではない。また、暖房時の熱源としては、温泉、太陽熱、各種廃熱の利用やその他自然エネルギーを利用し、冷房時の熱源としては井戸水や各種廃熱を利用してもよい。これら熱源の選択は、建築物の規模や規制、施主の要求等によって、適宜行えばよい。
【００４４】
また、換気システムとしては２４時間換気装置５を用い、その換気手段５３を用いて内気を排出、外気を導入しているが、換気装置としては屋内３に設ける形態に限定されるものではなく、屋外に設ける形態であってもよい。要は、換気経路を計画し、最終的に屋外に排出できる２４時間換気を行える事が重要であり、空調が必要でない気候では、空調手段９も無論停止し、新鮮な外気を上記経路に導くことによって汚染された室内３の内気の停滞がなく、屋内３を新鮮空気に満たされるようにすることができる。
【００４５】
上記外部給気口８１には、同給気口を任意に開閉するシャッターを装備してもよい。これは、極端に雨天が続く梅雨時期など、高湿度の外気をあえて床下空間に導入することを調整できるようにする事や、空調装置９のメンテナンスを考慮して設置するもので、メンテナンス時にこのシャッターを閉めればよい。ただし、このシャッターを閉めてしまうと室内換気が阻害されるため、メンテナンス時の作業口として、従来から利用されている図３に示す外部給気口１０２を併設してもよい。
【００４６】
このような構成とすることで、居住者の便宜上の選択肢を広げることができ、また床下空間のメンテナンス性を向上することが可能となり、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００４７】
シャッターの閉める形態としては、例えば梅雨時はシャッターを閉めて空調装置９をドライ運転することで、湿気がたまりやすい床下空間を乾燥させることができる。寒冷地において空調装置９が故障した場合、このシャッターを閉めて、床下空間に外気が入ってこないようにし、周知の外壁吸気口１０２を利用することが挙げられる。
【００４８】
次に本発明を適用した住宅の各種計測結果について説明する。
図３、図４に示す住宅は木造二階建て延べ床面積１１５ｍ２の専用住宅で、一階にはリビング、ダイニング、台所、トイレ、脱衣室、風呂場、和室があり、二階には寝室と子供部屋、書斎がある４ＬＤＫの間取りとなっている。
【００４９】
この住宅の熱損失係数Ｑ値は、２．３２Ｗ／ｍ２ｋの性能（住宅・建物の次世代省エネルギー基準判定書、別紙参照）を有している。
【００５０】
建物全体の総隙間面積は気密測定を実施し、（住宅の気密性能試験結果報告書、別紙参照）により０，３ｃｍ２／ｍ２とであった。
【００５１】
本形態では、高気密高断熱の専用住宅に、外気導入口５４Ａ，５４Ｂを設置し、２４時間換気装置５を作動して排気を行うことで換気を計画的に行なうようにした。言わば、高気密とすることで、外気導入口５４Ａ，５４Ｂのみから外気を給気する事が可能となり、計画的な換気を行うことができる。これは、気密が取れていないと、外気導入口５４Ａ，５４Ｂ以外の隙間から、外気が入ってしまい、計画的に換気ができなくなることを防止するためである。
【００５２】
このような構成とすることで、屋外の新鮮空気（外気）を外気導入口５４Ａ，５４Ｂから屋内に給気することができる。このときの給気量を実際に風量測定器で測定した。測定器は、コーナー札幌株式会社製／型式ＫＮＳ−２３０型、製造ナンバー９７−３６５６６９を用いた。測定結果は、１５０ｍ３／ｈの給気量であった。
【００５３】
屋内には２４時間換気装置５の排気により給気が行われるので、屋内からの排気量も上記計測器で計測したところ、排気量は１６１ｍ３／ｈであった。給気量と排気量には約１１ｍ３／時の差があるが、この差は外気導入口５４Ａ，５４Ｂ以外の住宅の隙間からの給気量と考えられる。
【００５４】
建築基準法では、屋内（居室）の容積の気積を所定回数である２時間に１回入れ替える事が規定されて、計画給気が要求されており、それに見合う換気手段５３の選定を必要であり、本形態の住宅もこれを達成できる換気手段５３が設置されている。計測した住宅の必要換気量は１１０．３９ｍ３／時であり、余裕をもった換気量が確保されている。
【００５５】
このように計画給気を達成することで、給気による熱負荷を集中的に制御することが可能になる。本形態では、分割空間Ａ１を熱交換室と位置づけ、給気された新鮮空気（外気）を、ヒートポンプユニット９Ｂにより制御する。
【００５６】
次に温度と湿度の計測結果について図３〜図６を主に用いて説明する。
【００５７】
図３は図１に示す住宅の一階平面図、図４は図１に示す住宅の二階平面図である。計測には周知のデータロガーを用いた。温度を測定するデータロガーの設置箇所は、建物基礎部１に設けた外部給気口８１、屋内に設けた外気導入口５４Ｂ、床下空間に設置した熱交換ユニット９Ａの空気吹出口近傍、一階リビング、図１に示す天井付近の排気口５１の計５箇所とした。湿度を測定するデータロガーは、熱交換ユニット９Ａの外部給気口８１近傍と図１に示す屋内に設けた外気導入口５４Ｂの２箇所とした。図３，図４において矢印は室内の気流の流れを示す。また、符号５１は各居室に設けた排気口をそれぞれ示す。
【００５８】
空調手段９には２，２ｋｗ／ｈのルームエアコンを使用し、２４時間換気装置５も稼動状態として５日間連続計測した。また、室内取り入れ時の外気温度が２６℃になるように空調手段９で冷却した。このときの温度の計測結果を図５に示す。図５において、縦軸は温度を横軸は時間経過を示す。図５において、波形１が外部給気口８１での温度変化を、波形２が，床下空間に設置した熱交換ユニット９Ａの空気吹出口近傍の温度変化を、３が外気導入口５４Ｂの温度変化を、波形４がリビングでの温度変化を、波形５が排気口５１での温度変化をそれぞれ示す。
【００５９】
図６は、空調手段９には２，２ｋｗ／ｈのルームエアコンを使用し、２４時間換気装置５も稼動状態とし、室内取り入れ時の外気温度が２４℃になるように空調手段９で冷却して２日間連続計測したときの温度湿度の計測結果をしめす。図６において、縦軸は湿度を横軸は時間経過を示す。図６において、波形６が外部給気口８１での湿度変化を、波形７が屋内排気口５１での湿度変化をそれぞれ示す。
【００６０】
図５の波形１には５つの大きなピーク山が存在するが、これは日中で外気温度が高くなっているためである。ピーク山とピーク山に外気温度が低下しているのは夜間で温度が低下したためである。
【００６１】
図５及び図６に示す計測結果から、波形１で示すように外気温度が大きく変化しても、波形３，４は比較的安定している。これは、熱交換された空気を媒体とし、床下の空気導入経路８であるバファー空間に蓄熱した熱エネルギーによって温度の変化を吸収しているため、屋内３に安定した温度に調節された新鮮空気（外気）が給気されているためである。波形２が一定の振幅で推移しているのは、データロガーを床下空間に設置した熱交換ユニット９Ａの空気吹出口近傍に設置し、所定温度を維持するように２４時間自動運転をさせたためである。波形６で示すように、外気の湿度が大きく変化しても、波形７は比較的安定している。これは熱交換ユニット９Ａにより、空調された外気は除湿されかつ、床下の空気導入経路８であるバッファー空間の空気により湿度の変化を吸収しているためである。
【００６２】
これにより屋内３に供給される新鮮空気の温度、湿度を集中して制御することが可能になる。屋内３に導かれた新鮮空気（外気）は、居室の気積の空気量２時間に１回以上の量で換気（入れ替えるために）され、その空気の熱量を利用し最終的に２４時間換気装置５により排出する経路を計画的に確保することで、まんべんなく新鮮空気を各居室に行き渡らせる事が可能となり、室内の温度を均衡化することができる。各居室のドアを閉めた状態でもこのドアにはアンダーカットが施されており空気の流通を阻害しない構造となっている。無論この形態に限定するものではなくガラリを施したりすることもでき、要は使い勝手と空気の流通を兼ね備えるものであれば限定されない。また、屋内では、新鮮空気（外気）が供給されて絶えず入れ替わっているために汚染された空気が停滞することがなく、室内空気を常に健康的な状態に維持することができる。
【００６３】
上記住宅において、汚染指標によるＣＯ２濃度の計測を行った。計測に用いた機器は株式会社アルデエンジニアリング製／室内空気監視モニターＣＭＸ−１００１（２００７年製造）である。
【００６４】
新鮮空気（外気）が屋内に供給される位置となる、階段下の外気導入口５４Ｂから導入される空気ＣＯ２濃度を計測したところ４１３ｐｐｍであった。リビングでの計測を行ったところ６６５ｐｐｍであった。吹き抜けを介して２階天井に配置された排気口５１付近では５６８ｐｐｍであった。２階部寝室の天井に配置された排気口５１では６３０ｐｐｍ、子供部屋の天井に配置された排気口５１では６７９ｐｐｍであった。
【００６５】
ビル管理法建築物環境衛生管理基準によれば、一般的室内汚染物質の許容濃度は、二酸化炭素の含有量は１０００ｐｐｍ以下と規定されている。これは室内空気汚染濃度の一つの指標となる濃度であり、他に一酸化炭素濃度、二酸化窒素濃度、ホルムアルデヒド濃度、浮遊粉塵の量、ラドン濃度、体臭基準などが規定されており、一般生活や活動の中で発生する成分の濃度である。本形態の住宅においては、各居室において１０００ｐｐｍ以下であるので、良好な屋内換気が行なわれているといえる。
【００６６】
次に上記風量測定器を使い排気口５１における排気量を個別に測定した。
【００６７】
１階台所天井に設置した排気口５１では、３０ｍ３／ｈ、１階脱衣室では２８ｍ３／ｈ、２階吹き抜け上部天井の排気口５１と２階トイレは同じ回路となっており、あわせて４０ｍ３／ｈ、２階の寝室では２８ｍ３／ｈ、同階子供部屋では２８ｍ３／ｈであり、総計で１６１ｍ３／ｈとなっている。
【００６８】
このように最終的に屋内３をまんべんなく新鮮空気（外気）が移動する経路を確保する。すなわち、給気口と排気口の配置を計画的に配置し、その間の経路が室内空間を利用した経路を確保することで室内の隅々に新鮮空気が行き渡ることになり、健康的な室内空気環境を形成し、また同時に温度ムラのない快適な温度環境を安定して形成することが可能となっている。
【００６９】
高気密高断熱の省エネルギー住宅では外気の影響を受けないような構造になっているが、２４時間換気が建築基準法の規定により義務付けられ、多くの住宅では、新鮮空気（外気）を直接居室に給気しているために、夏は熱い空気が直接入り室温上昇の原因となり、また冬は冷たい空気が直接居室に入る構造であったため利用者により給気口を閉じて換気装置を止める事が数多くあった。これによって、外気の流通が極端に低い高気密高断熱住宅では、二酸化炭素濃度上昇による健康障害や、揮発性有機物（ＶＯＣ）濃度上昇によるシックハウス症候群による健康障害、空気中の水分量の上昇による、カビの発生、カビを食するダニの発生等による、アレルギー障害などの健康障害症例が多く報告されている。また、室内空気の湿度上昇や二酸化炭素濃度上昇は、壁内結露や腐食やコンクリートの中性化を促進させる要因になり、構造体の劣化を促進するものであり、建築物の耐久性を著しく低下させる。
【００７０】
しかし本形態にかかる建築物の構造とすることで、地球温暖化によるＣＯ２の大幅な削減を達成するために建築物の省エネルギー化と、建物の耐久性を向上することで、ライフサイクルを延ばし、建築の製造過程における消費エネルギーの削減、及び省資源化が求められる現代において、建物の耐久性の向上と、熱損失を大幅に削減することができた。高気密高断熱の建築物が大きな期待を担うことになり、さらに健康的な室内環境が求められている現状にあって、それぞれを成立するための本発明に係る構成は、建物の次世代の省エネルギー化と、建物の耐久性の向上、健康的な室内環境を創造するために有効であり、ひいては地球温暖化に寄与できる省エネルギー換気システム、及びそれを備えた省エネ建築物である。
【００７１】
図６示す計測結果から、波形６で示すように外気湿度が大きく変化しても、波形７に示す屋内の排気口５１では比較的安定している。これは、２４時間換気装置５の作動と空調装置９の作動により、新鮮空気が空調され、除湿作用とバッファー空間の空気の作用により、湿度が安定していることを示し、より快適な室内環境を達成することができた。
【００７２】
図７から図９は、本発明が適用された省エネ建築物の一例であるマンションなどの共同住宅の一室の概念図ある。図７において、共同住宅は、図示しないコンクリート製の建物基礎部の上にコンクリート製の躯体２００が形成されている。躯体２００は柱、梁、壁などの周知の構造部材によって構成されていて、その内部が屋内２０３とされている。共同住宅は、窓などの開口部２０９が設けられていて、この開口部２０９は高気密高断熱の仕様で構成されている。本形態において、界床とは屋内２０３の床下や天井を構成するスラブ２１１を示す。この屋内２０３は、高気密化されているとともに、床２０４の一部を除いて高断熱化されている。図３，図４において矢印は室内の気流の流れを示す。
【００７３】
この場合においても、省エネルギー換気システム１００は、２４時間換気装置５と、屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部と、空調装置９を備えている。２４時間換気装置５は、図７，図９に示すように各居室に設けられた排気口５１が連通する排気用ダクト５２が天井内部に配置されているとともに、排気用ダクト５２の経路上に換気手段５３を配置し、屋外につながる外気導入口５４を備えている。排気用ダクト５２の終端は屋外に向かって開口されていて野外排気口５５とされている。本形態において外気導入口５４は、床２０４に設けられている。また吸気導入部５４と野外排気口５５はお互いに影響しないように共有廊下２０６部分と、ベランダ２０７部分の離れた位置に計画されており、汚染された空気が室内に戻らないような配慮をしている。
【００７４】
このため、２４時間換気装置５の換気手段５３が作動すると、屋内３が負圧化し、内気が各居室に設けた排気口５１から吸い込まれて排気用ダクト５２を介して屋外排気口５５から屋外にされるとともに、外気導入口５４から外気が導入されることで屋内換気が行われる。２４時間換気装置５は、例えば換気手段５３を作動させることで、屋内３の内気を１日のうちに所定回数入れ替えるように構成されている。符号２１０はキッチンに設置されたレンジフードを示す。このキッチンのレンジフード２１０を稼働させる場合、屋内３の空調された空気も排気することになる。レンジフード２１０は排気能力が高いために屋内空調空気を排出することになれば、省エネルギーに逆行することになる。そのため、レンジフード用の吸気口２０１をキッチン内に設置して専用の換気経路を最短で確保するように構成されている。このため、屋内３の空調空気の排出が抑えられ、室内空調エネルギーの浪費を防止することができる。
【００７５】
本形態にかかる共同住宅の特徴は、屋外から屋内３へ外気を導入する給気導入部を、スラブ２１１と床２０４との間に形成される床下空間に形成した給気導入経路８の一箇所に集約し、この給気導入経路２０８内に空調装置９を設置し、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を空調装置９で調整し、換気手段５３を作動させることで外気導入口５４から屋内２０３に導入して屋内の換気と同時に空調を行うようにしたセントラルヒーティング構造にある。
【００７６】
給気導入経路２０８は、共有廊下２０６側の壁面に屋外と連通するように開口された外部給気口２８１と、給気導入口５４につながるように形成されている。床下のスラブ２１１は、図８に示すように複数に分割されている。本形態では、外部給気口２８１が位置する分割空間２１１Ａと玄関が位置する分割空間２１１Ｂとを仕切る立ち上がり部分２１１Ｃは連通していない。これは、この部分が連通すると、外部給気口２８１から導入された外気と玄関から導入される外気が混合してしまうためである。
【００７７】
図７，図９に示すように、空調装置９は、給気導入経路２０８内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニット９Ａと、図８に符号２４０で示す冷媒配管を介して熱交換ユニット９Ａと接続されるヒートポンプユニット９Ｂを備えた一般的な冷媒式ヒートポンプ方式の冷暖房装置である。このうち、ヒートポンプユニット９Ｂは野外排気口５５と対向するように屋外となるベランダ２０７に設置され、熱交換ユニット９Ａは、給気導入経路２０８内の分割空間２１１Ａに設置されている。つまり、熱交換ユニット９Ａは、外部給気口２８１に近い給気導入経路２０８の最上流側に位置する分割空間２１１Ａ内に設置されている。このため、分割空間２１１Ａは熱交換室として機能することになる。なお、この分割空間２１１Ａの上部は断熱が施されている。図７において符号２３０は断熱部材をそれぞれ示す。
【００７８】
本形態においても、外部給気口２８１に防虫網２８４を設置し、給気導入経路２０８から外気導入口５４を介して屋内２０３に虫が侵入するのを防止している。
【００７９】
このような構成の共同住宅とすると、床２０４と床下スラブ２１１の間に構造的に形成される床下空間を、屋内２０３へ外気を取り込むための給気導入経路２０８として利用するので、従来のように建物内の部屋毎に外気（空気）を直接取り込むための給気口を設けなくてもよく、給気導入経路２０８につながる給気導入口５４に外気取入部が集約されることとなる。この集約された給気導入口から屋内２０３へ供給される外気は、空調装置９を作動することで温度や湿度が調整されるので、外気が直接、屋外から屋内に導入されることがなく、熱ロスが少なくなり、屋内２０３の温度や湿度の調整を効率的に行うことができる。外気導入口の設置場所や数は、本形態のものに限定されるものではなく、単位時間当たりの排気量（換気量）と換気経路の関係で適宜定めればよい。
【００８０】
また、屋内２０３への外気取入部が給気導入口５４に限定されるので、換気手段５３の作動によって屋内２０３の内気が屋外に排出されて計画的な屋内換気を行え、十分な給気面積および経路を確保し、内気の排出による屋内２０３の負圧化による玄関ドア開閉時の重さや反響音などの不具合を防止しながら、効率のよい快適な屋内空調を実現することができるとともに、床下に湿気が溜まり易いという高気密の建築物の不具合も床下の給気導入経路２０８に外気が導入されるので解消することができる。さらに、高気密高断熱化された建築物でありながら、床下空間に外気を導入し、その外気の温度や湿度を調整するので、高気密高断熱化住宅の課題である床下空間の湿気対策が可能となり、また、ＣＯ２濃度が低い外気を床下空間に流通させるために、ＣＯ２の濃度が高い室内空気を流通させる従来の方法に比べ、コンクリートの中性化による耐力上重要な構造体の経年劣化を防止し建物の耐久性を向上することができる。
【００８１】
２４時間換気装置５は、建築物の居室に設置が義務づけられているものなので、屋内空調のために個別に設置する必要がなく、コスト低減を図りながら高気密で高断熱な住宅のセントラルヒーティングを行える。
【００８２】
本形態では、給気導入経路２０８に取り込まれた屋外の外気が空調装置９で調整されて屋内２０３に導入されるので、従来の高気密住宅のように部屋毎に給気口を設けて直接、外気を屋外から屋内へ導入する場合に比べて、熱負荷が低減するとともに、床下空間の給気導入経路２０８から導入される外気の温度設定によっては各部屋に空調機器を設置しなくても済み、導入コストの低減と、冷暖房負荷が軽減され、屋内空調にかかるエネルギーを抑制することができる。
【００８３】
空調装置９によって温度と湿度が調整された外気が床下空間に形成された給気導入経路２０８を通過してから屋内に開口された給気導入口５４を介して屋内２０３に供給されるので、外気の流通過程でスラブ２１１や床４にも熱が移動し、スラブ２１１や床２０４を蓄熱部として利用することができる。このため、スラブ下には断熱を施しており、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用することができ、外気の温度変化を吸収して安定した温度の外気（新鮮空気）を屋内２０３に供給することができ、より快適な屋内空調を行える。
【００８４】
特に本形態では、熱交換室となる分割空間２１１Ａ上部の床を除く床２０４部分には断熱構造がないので、床２０４とスラブ２１１の間に形成された給気導入経路２０８内を空調装置９により調節された外気が移動してスラブ２１１や床２０４に熱が移動する際に、効率よく床２０４を暖めたり冷やしたりする床暖房や床冷房が可能となる。このため、屋内に居る人の直接体感温度を上げたり下げたりする効果があり、省エネルギーに寄与できるため、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００８５】
本形態では空調装置９を構成する熱交換ユニット９Ａを給気導入経路２０８内に、熱交換ユニット９Ａに接続されたヒートポンプユニット９Ｂを排気口５５と対向するように配置したので、空調装置９が冷房運転されている場合には、熱交換により加熱状態にあるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の冷気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを冷却することができる。空調装置９が暖房運転の場合には、熱交換により冷却状態となるヒートポンプユニット９Ｂに対して野外排出口５５から排気される屋内の暖気が当たるので、ヒートポンプユニット９Ｂを暖めることができる。このため、換気手段５３により換気用として排出された内気の排熱回収をヒートポンプユニット９Ｂで行うことができ、空調装置９の熱交換効率が向上し、より省エネを促進することができる。すなわち、従来のようにトイレなどの換気装置を２４時間稼動させて換気を行う場合よりも、野外排出口５５一か所からまとめて内気を排気することで、空調装置の熱交換効率が向上、つまり、排気された内気からの熱回収効率が高まり、より省エネルギー化を図りながら、快適な屋内環境を実現することができる。
【００８６】
給気導入経路２０８内となる床下のスラブ２１１の各空間内に、竹炭や木炭などの調湿や空気清浄が可能な材料を施してもよい。これら材料を施すことで、空調装置９で温度調整され、かつ清浄にされた外気を屋内２０３へ導入することができ、屋内環境をより快適なものにすることができる。空調装置９を作動させなくても快適な温度帯となる所謂中間期（春や秋）など、床下の空間（給気導入経路８）をバッファーゾーンとして活用する事と、床下空間部の各空間内に施した竹炭や木炭などの材料で外気をより調湿や清浄することができるので、換気手段５３の作動により清浄され調湿された外気を屋内３へ導入することができる。
【００８７】
床下のスラブ２１１や床２０４は、空調装置９により温度調整された外気が給気導入経路２０８内を通過することで、暖めたり冷やされたりするので、これらスラブ２１１や床２０４には熱容量の大きい部材を用いて蓄熱性を高めるようにしても良い。また熱容量の大きい部材を床下空間内に設置しても良い。またこのように蓄熱性を高めた上で、空調装置９を日中作動する場合には太陽光発電を利用することで、消費エネルギーやランニングコストを低減することにつながる。また、空調装置９を夜間作動する場合には低料金の深夜電力を利用することでもランニングコストを低減することができる。
【００８８】
空調装置９としては、所謂家庭用や業務用の冷媒ヒートポンプ方式のエアコンに限定されるものではない。また、暖房時の熱源としては、温泉、太陽熱、各種廃熱の利用やその他自然エネルギーを利用し、冷房時の熱源としては井戸水や各種廃熱を利用してもよい。これら熱源の選択は、建築物の規模や規制、施主の要求等によって、適宜行えばよい。
【００８９】
また、換気システムとしては２４時間換気装置５を用い、その換気手段５３を用いて内気を排出、外気を導入しているが、換気装置としては屋内２０３に設ける形態に限定されるものではなく、屋外に設ける形態であっても良い。要は、換気経路を計画し、最終的に屋外に排出できる２４時間換気を行なえる事が重要であり、空調が必要でない気候では、空調手段９も無論停止し、新鮮な外気を上記経路に導くことによって汚染された室内２０３の内気の停滞がなく、屋内２０３を新鮮空気に満たされるようにすることができる。
【００９０】
上記外部給気口２８１には、同給気口を任意に開閉するシャッターを装備してもよい。これは、極端に雨天が続く梅雨時期など、高湿度の外気をあえて床下空間に導入することを調整できるようにする事や、空調装置９のメンテナンスを考慮して設置するもので、メンテナンス時にこのシャッターを閉めればよい。ただし、このシャッターを閉めてしまうと床下空間の通気性が阻害されるため、メンテナンス時の作業口として、従来から利用されている図９に示す外部給気口２０２を併設してもよい。このような構成とすることで、居住者の便宜上の選択肢を広げることができ、より快適な屋内環境を省エネルギーで実現することができる。
【００９１】
シャッターの閉時期の形態としては、例えば梅雨時はシャッターを閉めて空調装置９をドライ運転することで、湿気がたまりやすい床下空間を乾燥させることができる。寒冷地において空調装置９が故障した場合、このシャッターを閉めて、床下空間に外気が入ってこないようにし、周知の外壁吸気口２０２を利用することが挙げられる。
【００９２】
上記形態では、空調装置９が常時稼動していることを前提で説明したが、空調装置９を稼動させなくても快適な温度や湿度の季節の場合には、空調装置９を停止することで、省エネ効果を高められる。
【００９３】
そのためには、図１，図７に示すように、熱交換ユニット９Ａが配置された空間部Ａ１、２１１Ａよりも給気導入経路の下流側の空間内に、少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段となる温度センサ３００や湿度センサ３０１を配置し、これらセンサと接続して表示装置３０２を屋内３，２０３に配置して、各センサで検出された温度情報や湿度情報を表示装置３０２で表示するようにして、居住者がその表示装置を参照して、適宜、空調装置９の作動をオン／オフするとともに、温度センサ３００や湿度センサ３０１で検出された情報に基づき、自動的に空調装置９の運転を制御するようにしても良い。
【００９４】
温度センサ３００や湿度センサ３０１の設置場所は、床下空間であればどこでも良いという訳ではなく、本形態のように、熱交換ユニット９Ａが配置された空間部Ａ１、２１１Ａよりも給気導入経路の下流側の空間内に設置するのが好ましい。これは、一般に温度が２０℃を超え、湿度が８０％を超えるとカビが繁殖する環境になり易いが、昼間と夜の気温の差が激しい季節は、気温が下がる早朝は天気の日でも、湿度が上昇し、その時にバッファーゾーンとして機能する給気導入経路８内では、昼間の乾燥空気により、調湿がされ安定した環境であり、湿度の高い屋外空気が入ってきても混合されることで、湿度が低下して安定する。雨天時などの湿度が上昇する場合など、床下の状況を把握して、適宜、空調装置９のオン／オフや制御をする事ができれば、より環境と生活にあった、快適な屋内環境を実現可能とした省エネ建築物となる。
【００９５】
このように最終的に屋内３をまんべんなく新鮮空気（外気）が移動する経路を確保する。すなわち、給気口と排気口の配置を計画的に配置し、その間の経路が室内空間を利用した経路を確保することで室内の隅々に新鮮空気が行き渡ることになり、健康的な室内空気環境を形成し、また同時に温度ムラのない快適な温度環境を安定して形成することが可能となっている。
【００９６】
高気密高断熱の省エネルギー建築物では外気の影響を受けないような構造になっているが、２４時間換気が建築基準法の規定により義務付けられ、多くの建築物では、新鮮空気（外気）を直接居室に給気しているために、夏は熱い空気が直接入り室温上昇の原因となり、また冬は冷たい空気が直接居室に入る構造であったため利用者により給気口を閉じて換気装置を止める事が数多くあった。これによって、外気の流通が極端に低い高気密高断熱建築物では、二酸化炭素濃度上昇による健康障害や、揮発性有機物（ＶＯＣ）濃度上昇によるシックハウス症候群による健康障害、空気中の水分量の上昇による、カビの発生、カビを食するダニの発生等による、アレルギー障害などの健康障害症例が多く報告されている。また、室内空気の湿度上昇や二酸化炭素濃度上昇は、壁内結露や腐食やコンクリートの中性化を促進させる要因になり、構造体の劣化を促進するものであり、建築物の耐久性を著しく低下させる。
【００９７】
しかし本形態にかかる建築物の構造とすることで、地球温暖化によるＣＯ２の大幅な削減を達成するために建築物の省エネルギー化と、建物の耐久性を向上することで、ライフサイクルを延ばし、建築の製造過程における消費エネルギーの削減、及び省資源化が求められる現代において、建物の耐久性の向上と、熱損失を大幅に削減することができた。高気密高断熱の建築物が大きな期待を担うことになり、さらに健康的な室内環境が求められている現状にあって、それぞれを成立するための本発明に係る構成は、建物の次世代の省エネルギー化と、建物の耐久性の向上、健康的な室内環境を創造するために有効であり、ひいては地球温暖化に寄与できる省エネルギー換気システム、及びそれを備えた省エネ建築物である。
【００９８】
なお、上記実施の形態では、省エネルギー換気システム１００を適用する建築物として、木造戸建住宅と鉄筋コンクリート造共同住宅を例に説明しているが、省エネルギー換気システム１００を適用する建築物としては、これら実施の形態の建築物に限定されるものではなく、他の形態の建築物に適用してもよく、その場合においても本願発明と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】 本発明の一実施形態である省エネルギー換気システムを備えた建築物としての住宅の概略図である。
【図２】 図１に示す住宅の建物基礎部と給気導入経路の構成を示す平面視図である。
【図３】 図１に示す住宅の一階平面図である。
【図４】 図１に示す住宅の二階平面図である。
【図５】 図１に示す住宅の温度計測結果を示す図である。
【図６】 図１に示す住宅の湿度計測結果を示す図である。
【図７】 本発明の別な実施形態である省エネルギー換気システムを備えた建築物としての共同住宅の概略図である。
【図８】 図７に示す共同住宅の床下に形成される給気導入経路の構成を示す平面視図である。
【図９】 図７に示す共同住宅の平面図である。
【符号の説明】
【０１００】
３ 屋内
４ 床
５ 換気装置
８，２０８ 給気導入経路
９ 空調装置
９Ａ 熱交換ユニット
９Ｂ ヒートポンプユニット
２０，２０９ 開口部
５１ 排気口
５３ 換気装置
５４，５４Ａ，５４Ｂ 給気導入口
５５ 排気口
８１，２８１ 外部給気口
１００ 省エネルギー換気システム
２１１ 界床
２１１Ａ，Ａ１ 最上流側に位置する空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高気密化されている屋内の内気を屋外へ排出する換気手段及び前記屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部を有し、前記換気手段を作動して前記屋内の内気を所定回数入れ替えるように構成された換気装置を備えた省エネルギー換気システムにおいて、
前記給気導入部は、前記屋内の床下空間に形成され、前記屋外に向かって開口された外気取込口と前記屋内に開口された給気導入口につながる給気導入経路で構成されていて、
前記給気導入経路には、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を調整して前記給気導入口に供給する空調装置を有することを特徴とする省エネルギー換気システム。
【請求項２】
前記給気導入経路は、導入された外気が流通可能に複数に分割された空間部であり、
前記空調装置は前記外気取込口に近い給気導入経路の最上流側に位置する空間部内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の省エネルギー換気システム。
【請求項３】
前記空調装置は、前記給気導入経路内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニットと、前記熱交換ユニットと接続されるヒートポンプユニットを備え、
前記熱交換ユニットは、前記給気導入経路内に配置され、前記ヒートポンプユニットは、前記換気手段の屋外へ向かって開口された排気口と対向するように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の省エネルギー換気システム。
【請求項４】
前記熱交換ユニットが配置された空間部よりも給気導入経路の下流側の空間内に配置され、同空間内の少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段と、
前記屋内に配置され、前記経路状態検出手段で検出された情報を表示する前記経路状態検出手段と接続された表示手段とを有することを特徴とする請求項３記載の省エネルギー換気システム。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の省エネルギー換気システムを備えた省エネ建築物。
【請求項６】
前記省エネ建築物は、屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、界床及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴とする請求項５記載の省エネ建築物。
【請求項７】
前記省エネ建築物は、屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、屋根、基礎及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴とする請求項５記載の省エネ建築物。
【請求項１】
少なくとも高気密化されている屋内の内気を屋外へ排出する換気手段及び前記屋外から屋内へ外気を導入する給気導入部を有し、前記換気手段を作動して前記屋内の内気を所定回数入れ替えるように構成された換気装置を備えた省エネルギー換気システムにおいて、
前記給気導入部は、前記屋内の床下空間に形成され、前記屋外に向かって開口された外気取込口と前記屋内に開口された給気導入口につながる給気導入経路で構成されていて、
前記給気導入経路には、同通路内に取り込まれた外気の温度と湿度を調整して前記給気導入口に供給する空調装置を有することを特徴とする省エネルギー換気システム。
【請求項２】
前記給気導入経路は、導入された外気が流通可能に複数に分割された空間部であり、
前記空調装置は前記外気取込口に近い給気導入経路の最上流側に位置する空間部内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の省エネルギー換気システム。
【請求項３】
前記空調装置は、前記給気導入経路内に導入された外気を冷却または加熱する熱交換ユニットと、前記熱交換ユニットと接続されるヒートポンプユニットを備え、
前記熱交換ユニットは、前記給気導入経路内に配置され、前記ヒートポンプユニットは、前記換気手段の屋外へ向かって開口された排気口と対向するように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の省エネルギー換気システム。
【請求項４】
前記熱交換ユニットが配置された空間部よりも給気導入経路の下流側の空間内に配置され、同空間内の少なくとも温度または湿度の何れかを検出する経路状態検出手段と、
前記屋内に配置され、前記経路状態検出手段で検出された情報を表示する前記経路状態検出手段と接続された表示手段とを有することを特徴とする請求項３記載の省エネルギー換気システム。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の省エネルギー換気システムを備えた省エネ建築物。
【請求項６】
前記省エネ建築物は、屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、界床及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴とする請求項５記載の省エネ建築物。
【請求項７】
前記省エネ建築物は、屋内を形成する床部分を除いた少なくとも外壁、屋根、基礎及び開口部に高断熱構造が用いられていることを特徴とする請求項５記載の省エネ建築物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−９２３６４（Ｐ２００９−９２３６４Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７８２２（Ｐ２００７−２８７８２２）
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（３０５０５３０５３）有限会社 ロクス (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（３０５０５３０５３）有限会社 ロクス (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]