鉄筋コンクリート造建物の換気システム
【課題】屋根スラブ及び外壁を鉄筋コンクリート造で建築した大空間の壁−屋根−壁構造の建物で、屋内の意匠的制約をも解決した鉄筋コンクリート造建物の換気システムを提供する。
【解決手段】ボイド内蔵コンクリート外壁のボイドの上端は、前記屋根スラブの下面近傍の位置に排気口として屋内側へ開口され、ボイドの下端は床下の排気ダクトと接続され、排気ダクトは排気ファンと接続されており、屋根スラブの下面近傍領域の空気は、排気ファンにより、排気口からボイドを通じて吸引して外気中へ排出させる。
【解決手段】ボイド内蔵コンクリート外壁のボイドの上端は、前記屋根スラブの下面近傍の位置に排気口として屋内側へ開口され、ボイドの下端は床下の排気ダクトと接続され、排気ダクトは排気ファンと接続されており、屋根スラブの下面近傍領域の空気は、排気ファンにより、排気口からボイドを通じて吸引して外気中へ排出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、屋根スラブ及び外壁を鉄筋コンクリート造で建築した大空間の壁−屋根−壁構造の建物（例えば聖堂建物やホール、集会場など。）で、意匠性が重視される場合に、外壁の壁厚を大きく設計して剛性を高め、もって屋根スラブの支持力が大きい構成として同屋根スラブの撓みを抑制し薄厚構造を実現し、その一方では、壁厚が大きい前記外壁はその剛性の増大にさして寄与しない壁中心部に複数のボイドを上下方向に設けたボイド内蔵コンクリート壁として構成することで重量の軽減化を図り、躯体重量を軽くした分だけ基礎断面の縮小化を図り、その上で前記外壁のボイドを利用して屋根スラブの下面近傍領域に発生する熱溜まりの高温空気を排気する換気システムを構築して、屋内の意匠的制約をも解決した鉄筋コンクリート造建物の換気システムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
大空間の壁−屋根−壁構造の建物（例えば聖堂建物など）を鉄筋コンクリート造で建築する場合、通例ならば、柱と鉄筋コンクリート造壁との組み合わせで計画するのが一般的である。しかし、そのように設計、施工すると、柱型が屋内側に凹凸部として出現することになる。そのような凹凸部の露出を嫌うような意匠的制約が厳しい場合、前記柱と鉄筋コンクリート造壁とを組み合わせた構造の実施は難しい。
一方、大空間の壁−屋根−壁構造の建物などは、夏期などに屋内の上部（屋根スラブの下面近傍領域）にいわゆる熱溜まりが発生して高温空気が溜まることを避けられず、その高温空気を排除する換気システムを確立して空気調和の実効性を図ることが望まれる。しかし、前記熱溜まりの高温空気を排気するシステムを構築するには、必然的に排気口や排気ダクト、換気装置などの設備が必要となるが、意匠的制約がきつい建物では、屋内側に換気口やガラリなど、及び換気装置やダクトなどを露出させることは、意匠的美観の向上を図る観点から制限される。
【０００３】
上記の観点で既往の先行技術を概観すると、以下の通りである。
下記の特許文献１に開示された「換気装置」は、建物の外壁に囲まれた屋内隅部の柱型に沿って複合換気ボックスを設置し、天井懐を利用して排気を行い、外壁に貫通させた給・排気通路を利用する複合換気ボックスにより、冬期と夏期に応じた換気を行う構成が開示されている。
しかし、屋内の隅部に柱型が有るや無しやの条件の如何にかかわらず、床から天井までに及ぶ高さの複合換気ボックスを屋内（室内）に設置する構成では、意匠的制約が厳しい条件下では、適用し難い技術と言わねばならない。
【０００４】
次に、下記する特許文献２に開示された「省エネ建物」は、鉄筋コンクリート造建物を前提とする床暖房に関する技術を提案したもので、躯体スラブを下側床版と上側床版とに分けて、両者の間に中空スペースを確保し、同中空スペース内に電熱パネルを設置して床暖房の実効をあらしめる構成と認められる。
また、下記の特許文献３に記載された「輻射冷暖房システム」は、建物の天井と床を中空スラブで構成し、部屋の一部分に確保した格納室に空調機を格納し、前記中空スラブの中空部内に空調空気を循環させる構成と認められる。
更に、下記の特許文献４に記載された「建物の換気構造」は、２階建て住宅の外壁と内壁の間に外気を導入する給気通路を形成し、床下へ屋内空気を排出する排気通路を設け、夫々の通路に伝熱板を設置して熱交換を行う構成と認められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５７９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４６０４号公報
【特許文献３】特開平１０−３１１５６５号公報
【特許文献４】特開平１１−２６４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、既往の各先行技術文献１〜４を概観すると、鉄筋コンクリート造建物で、同建物屋内の換気ないし空調システムを効率的に行う技術が種々工夫、開発されていることは認められる。しかし、いわゆる聖堂建物を鉄筋コンクリート造で建築するような場合に要請される意匠的制約、とりわけ屋内に凹凸部として現れる柱型などを露出させないことや、夏期に屋根スラブの下面近傍領域に発生する熱溜まりの高温空気を排気する換気システムの排気口やダクト、換気装置などを一切屋内側に露出させない構成を実現して、意匠的美観の向上を図る要請に応え得る先行技術は未だ見当たらない。
【０００７】
本発明の目的は、屋根スラブ及び外壁を鉄筋コンクリート造として建築する大空間の壁−屋根−壁構造の建物、例えば聖堂建物などを建築するにあたり、意匠性を重視する要請に応えつつ、屋根スラブの下面近傍領域に発生する熱溜まりの高温空気を効果的に排気する換気システムを構築すると共に、その排気口やダクト、換気装置などの換気設備や機器類を室内側に露出させない構成を実現して、屋内の意匠的美観の向上を図ることを可能にした鉄筋コンクリート造建物及びその換気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造建物の換気システムは、
壁厚中心部の上下方向に複数のボイド３を形成したボイド内蔵コンクリート外壁２により屋根スラブ１を支持させた鉄筋コンクリート造建物の換気システムであって、
前記ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド３の上端は、前記屋根スラブ１の下面近傍の位置に排気口４として屋内側へ開口され、
前記ボイド３の下端は床下の排気ダクト５と接続され、同排気ダクト５は排気ファン６と接続されており、
屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気ファン６により、前記排気口４からボイド３を通じて吸引して外気中へ排出させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システムにおいて、
ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａが前記屋根スラブ１の下面との間に排気用隙間１０を開けて取り付けて、前記ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド上端の排気口４は前記内装仕上げボード９により屋内に居る人の目線から遮蔽され、
屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気用隙間１０を通じて前記排気口４からボイド３へと吸引され、同ボイド３を通じて排出する構成であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システムにおいて、
排気ファン６により、ボイド内蔵コンクリート外壁２の排気口４からボイド３を通じて吸引した空気が流れる排気ダクト５の途中位置にダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂが設置され、前記ダクト切り換えダンパ１９ｂで分岐された分岐ダクト３０は空気調和装置７と接続されており、
前記排気ダクト５の前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂよりも上流側位置に同排気ダクト５中を流れる空気の温度検出手段１７が設置され、この温度検出手段１７による温度計測データを入力する制御部２０が設置されており、該制御部２０は前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂの切り換え操作を自動制御する構成とされており、
一方、屋内下方部位空気の温度検出手段２２、３１も設置され、この温度検出手段２２、３１による温度計測データも前記制御部２０へ入力する構成とされており、
暖房期に、排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位空気の温度よりも高温であると前記制御部２０が演算したときはダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂを切り換えて排出空気を空気調和装置７へ取り込み、同空気調和装置７が屋内の暖房用空気として利用するものとし、逆に排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位空気の温度よりも低温であると制御部２０が演算したときは前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂは切り換えず排気ダクト５を流れる空気はそのまま外気中へ放出する操作が制御部２０による自動制御として行なわれる構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る鉄筋コンクリート造建物は、ボイド内蔵コンクリート外壁２が、屋根スラブ１を支持するのに必要十分な剛性を発揮する大きな壁厚で形成されるので、この外壁２で支持した屋根スラブ１は、撓みの発生を可及的に抑制され、ひいては同屋根スラブ１を薄く軽量に設計・施工できる。
一方、前記のように壁厚が大きい外壁２には、その剛性と曲げ強度の増大にさして寄与しない壁厚中心部に、複数のボイド３を上下方向に形成したボイド内蔵コンクリート外壁２として構成し軽量化するので、躯体全体の重量を軽減化することができ、基礎梁１２の断面を小さく設計・施工することが可能となり、トータルコストの引き下げや施工性の向上及び工期の短縮化などに効果が得られる。
上記のようにして、本発明によれば大空間の壁−屋根−壁構造で大空間の鉄筋コンクリート造建物を実現でき、しかも室内側に柱型のような凹凸部を出現させない壁式構造なので、例えば聖堂建物のように屋内の意匠的美観が特に重視される建物としての適性を有するものとなる。
しかもボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド３の上端を、屋根スラブ１の下面近傍領域に生ずる熱溜まり８の高温空気の排気口１０として開口させ、同ボイド３の下端は床下に設置した排気ダクト５と接続し、同排気ダクト５と接続した排気ファン６により熱溜まり８の高温空気は前記開口４からボイド３を通じて排気する構成としたので、換気性能に優れて屋内の空気調和を良好に行わせる。その上、建物屋内に換気用ダクトや換気装置などの設備類を露出させないので、屋内の意匠的美観に優れた建物を実現できる。
【００１２】
とりわけ請求項２に記載した発明によれば、ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａが屋根スラブ１の下面との間に排気用隙間１０を形成するように取り付けて、ボイド上端の前記排気口４は屋内に居る人々の目線から遮蔽した構成なので、排気口４の存在さえも見せない屋内意匠を実現できる。
更に、請求項３に記載した発明によれば、屋根スラブ１の下面近傍領域に生ずる熱溜まり８から前記排気孔４を通じて吸引した空気の温度、及び屋内下方部位の空気温度も計測して、それぞれの計測データを制御部２０へ入力して比較する演算処理を行わせ、排気温度が屋内下方部位の空気温度（いわゆる室温）よりも高温であるときは、制御部２０がダクト分岐ダンパ１９ａ、１９ｂの開閉を自動制御して、排気ダクト５を流れる空気を空気調和装置７へ取りこみ、暖房期の屋内暖房用空気として利用するので、排熱量の有効利用が図られ、空気調和を効率的、経済的に行うことができる。逆に、排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位の空気温度（室温）よりも低温であるときは、排気ダクト５を流れる空気はそのまま大気中へ放出することで、省エネに寄与する換気システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による大空間の壁−屋根−壁構造の鉄筋コンクリート造建物を概念的に示した主要部の縦断面図である。
【図２】図１に示した建物の右側面図である。
【図３】図２中に指示したIII−III線矢視の断面図である。
【図４】図３中に指示した円IV部分の詳細構造を拡大して示した断面図である。
【図５】図１中に指示した円V部分の詳細構造を拡大して示した断面図である。
【図６】図１中に指示した円VI部分の詳細構造を拡大して示した断面図である。
【図７】図１に示した建物の換気システムのフローを制御系と共に示した回路図である。
【図８】冷房時の冷気吹き出し口の設置位置を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による鉄筋コンクリート造建物の換気システムは、壁厚中心部の上下方向に複数のボイド３を形成したボイド内蔵コンクリート外壁２により屋根スラブ１が支持させた鉄筋コンクリート造建物の換気システムであって、
前記ボイド内蔵コンクリート外壁２の各ボイド３の上端は、前記屋根スラブ１の下面近傍の位置に排気口４として屋内側へ開口させる。
前記ボイド３の下端は床下の排気ダクト５と接続し、同排気ダクト５は排気ファン６と接続する。
こうして屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気ファン６により、前記排気口４からボイド３を通じて吸引して外気中へ排出する換気システムが成立する。
【００１５】
上記ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａを、前記屋根スラブ１の下面との間に排気用隙間１０を開けて取り付け、前記ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド上端の排気口４は、前記内装仕上げボード９により屋内に居る人の目線から遮蔽した構成とする。
かくして屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気用隙間１０を通じて前記排気口４からボイド３へと吸引させ、同ボイド３を通じて排出する。
【００１６】
本発明の換気システムは、上記の排気ファン６により、ボイド内蔵コンクリート外壁２の排気口４からボイド３を通じて吸引した空気が流れる排気ダクト５の途中位置にダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂを設置し、前記ダクト切り換えダンパ１９ｂで分岐された分岐ダクト３０を空気調和装置７と接続する。
前記排気ダクト５の前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂよりも上流側位置に同排気ダクト５中を流れる空気の温度検出手段１７を設置し、この温度検出手段１７による温度計測データを入力する制御部２０が設置されている。該制御部２０は、前記空気調和装置７をはじめダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂの切り換え操作も自動制御する。
一方、屋内下方部位空気の温度検出手段２２、３１も設置し、この温度検出手段２２、３１による温度計測データも前記制御部２０へ入力する。
暖房期に、排気ダクト５を流れる空気（排気）の温度が屋内下方部位の空気温度よりも高温であると前記制御部２０が演算したときは、ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂを切り換えて前記排気ダクト５を流れる空気は空気調和装置７へ取り込み、同空気調和装置７による屋内の暖房用空気として利用する。逆に、前記排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位空気の温度よりも低温であると演算したときは、前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂは切り換えず、排気ダクト５を流れる空気（排気）はそのまま外気中へ放出する操作を制御部２０の自動制御として行なわせる。
【実施例１】
【００１７】
図１に例示した鉄筋コンクリート造建物は、壁−屋根−壁構造で、屋根スラブ１の最高部が地上１１ｍに及ぶ大空間の聖堂建物をイメージしたもので、屋根スラブ１は外壁２により支持された構造である。しかも外壁２は、屋根スラブ１の支持に必要十分な剛性と強度を発揮するように、一例として６８０ｍｍ位に大きな壁厚で構成されていると共に、強度、剛性の増大にさして寄与しない壁厚中心部の上下方向に、直径が３００ｍｍ程度のボイド３を複数本形成したボイド内蔵コンクリート外壁２として構成され、このボイド内蔵コンクリート外壁２により鉄筋コンクリート造の屋根スラブ１が一体的構造に支持されている。
こうして屋根スラブ１は、高剛性のボイド内蔵コンクリート外壁２で一体的に支持される結果、十分大きい固定モーメントの作用を受けて撓みを抑制されるため、ひいてはスラブ厚さは３００ｍｍ程度に薄く軽量に設計、施工されている。したがって、屋根スラブ１及びボイド内蔵コンクリート外壁２より成る躯体重量は軽量化され、これらを支持する基礎梁１２及び支持杭１１の断面寸法も縮小化され、且つ支持杭１１の本数を減らす設計・施工で構築されている。
【００１８】
次に、図２〜図４に基づいて詳しい説明を続ける。
図２は、図１に示した上記建物のうち、地上高さが大きい右側のボイド内蔵コンクリート外壁２の立面を例示したもので、図１のように片傾斜の屋根スラブ１は、図２の方向に見ると山形の波形構造であることを示している。また、図２と図３で明かなように、当該右側のボイド内蔵コンクリート外壁２は、ステンドグラス部１５が地上から屋根まで設けられている。しかもこのボイド内蔵コンクリート外壁２の水平断面形状は、図３に示したとおり、くの字形にうねった波形構造とされ、ボイド３は、一例として一つのくの字傾斜壁に３本づつを一単位として並列に一定の間隔をあけて配置した構成とされている。
ちなみに図４は、ボイド内蔵コンクリート外壁２における各ボイド３の構造を詳しく示しており、ボイド形成用として、一例としてスパイラル鋼管を壁厚の中心部の上下方向に埋設してボイド３がコンクリート壁中に形成されている。
このボイド内蔵コンクリート外壁２は、上記の通り壁厚は大きいが、３本ずつのボイド３を一単位（但し、３本の限りではない。）として上下方向に長く形成した分だけ、かなり軽量化されているし、コンクリート量も節減されている。
こうして上記したように屋根スラブ１も薄く施工され、ボイド内蔵コンクリート外壁２もボイド３により軽量化しているので、躯体の全体重量は軽量化され、その分だけ同躯体を支持する基礎梁１２及び支持杭１１の断面も小さく経済的な設計・施工として構築されているのである。
【００１９】
次に図５は、図１の右側に位置するボイド内蔵コンクリート外壁２の上部に円Vで指示した 、屋根スラブ１に近い上部構造を拡大して示したもので、当該ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド３の上端は屋内側へ屈曲させた上で、屋根スラブ１の下面近傍の位置に排気口４として開口されている。したがって、前記排気口４は、太陽光の直射を受けた屋根スラブ１の下面近傍領域に生じやすい、所謂熱溜まり８（図１も参照）の高温空気を誘引し吸い込むことに効果的に機能する。
しかも前記ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａが、前記屋根スラブ１の下面との間に一定大きさの排気用隙間１０を開けた配置で取り付けられ、もって前記ボイド上端の排気口４は、図１のように屋内の床１４上に立つ人々の目線からは見えないように遮蔽され、換気システムの設備や機器類を屋内に露出させないとの意匠的制約に応えている。
【００２０】
その上、上記の排気用隙間１０の形状に関しても、ボイド内蔵コンクリート外壁２の壁面と同方向に細長いスリット形状に形成し、屋内の床１４上に立つ人々が見上げても、視認することは困難な構成として、意匠的美観に優れた内装とされている。
前記排気用隙間１０を形成する内装仕上げボード９は、ボイド内蔵コンクリート外壁２への取り付け具を兼ねたチャンバー下塞ぎ材９ｂを、上記ボイド３の上端の排気口４よりも少し下の位置へ横方向に長く気密状態に設置して、上記熱溜まり８の高温空気は、排気用隙間１０を通じて排気口４へ広範に効率良く誘引してボイド３へ吸入し排気できる構成とされ、排気効率に優れた構成とされている。こうしてボイド内蔵コンクリート外壁２の各ボイド３…を利用して排気する構成としたことにより、換気用ダクトを屋内に露出させない構成が実現されている。のみならず、ボイド内蔵コンクリート外壁２の各ボイド３…を利用して排気する構成であるが故に、夏期には高温の外気で外壁が熱せられることを、各ボイド３…の排気により緩和でき、逆に寒冷期には寒気の侵入をやはり各ボイド３…の排気により緩和できるので、空気調和装置による屋内の温度管理の効率を高めること（恒温管理）にも効果が得られる。
図５において、符号１ａは屋根スラブ１の上面に施工した屋根材（金属板葺きで、シート防水と断熱材を含む。）、同じく符号１６はボイド内蔵コンクリート外壁２の外面及び内装仕上げボード９の内面に施工したスタッコ塗り仕上げを示す。
【００２１】
次に、図６は、逆に図１の右側に位置するボイド内蔵コンクリート外壁２の下部に円VIで指示した基礎梁１２近傍の下部構造を拡大して示している。この図６で明かなとおり、ボイド内蔵コンクリート外壁２は基礎梁１２の上に建築されている。そして、各ボイド３の下端は、前記基礎梁１２と一連に施工された基礎スラブ１３と、その上に組み立てた床板１４との間の床下空間に設置した排気ダクト５と接続されている。この排気ダクト５は、図３に例示したように、上記３本を一単位とするダクト３群を一つに集約するヘッダーを兼ねる構成として敷設され、最終的には図７に示すように１本に纏められ、図７に示したように当該建物外に用意された機械室に排気ファン６及び空気調和装置７と接続されている。
【００２２】
以下に、図７の換気処理システムの構成について説明を進める。
上記した排気ダクト５で導く排気、つまり建物の屋根スラブ１の下面近傍領域の熱溜まり８から排気用隙間１０及び排気口４を通じて吸引した高温空気（以下、単に空気又は排気という。）は、排気ダクト５の終端近傍に設置した排気ファン６と接続されており、この排気ファン６の排風力で吸引、排気が行われる。
前記排気ダクト５の比較的上流位置に、同排気ダクト５内を流れる空気の温度を検出する手段としての温度センサー１７が設置されている。この温度センサー１７と前記排気ファン６との中間位置に、相反する開閉動作を行う一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂが設置され、その一方のダクト切り換えダンパ１９ｂで分岐された分岐ダクト３０が空気調和装置７と接続されている。
そして、前記一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂの開閉操作、及び空気調和装置７の運転を自動制御する制御部２０が設置されており、前記温度センサー１７の温度計測データは制御部２０へ入力される。
【００２３】
一方、上記鉄筋コンクリート造建物の屋内下方部位の空気（室内の体感温度）の温度検出手段として、図７の場合は、空気調和装置７の運転を自動制御するための温度センサー３１ａと３１ｂが設置されている。
更に、ダクト切り換えダンパ１９ｃを介して上記の排気ダクト５と接続された換気ダクト２１は、建物の屋内下方部位（およそ床上３ｍ〜４ｍ）に設けた吸い込み口２５と接続されており、やはり排気ファン６の排風力により、同吸い込み口２５を通じて室内空気を取り出す構成とされている。この換気ダクト２１の途中位置にも、換気ダクト２１内を流れる室内空気の温度を計測する温度センサー２２が設置されており、それぞれの温度計測データは、上記の制御部２０へ入力する構成とされている。
要するに、温度センサー３１ａと３１ｂの計測データに基づいて、制御部２０は、空気調和装置７の運転状態を自動制御（フィードバック制御）して、建物屋内の居住環境（体感温度）が最適に管理される。
【００２４】
一方、上記排気ダクト５内を流れる空気の温度を検出する温度センサー１７の計測データと、及び換気ダクト２１の途中位置に設置した温度センサー２２が計測した、同換気ダクト２１内を流れる室内空気の温度データは、上記の制御部２０へ入力して、次のような制御が行われる。
即ち、制御部２０では、温度センサー１７が計測した排気ダクト５内を流れる空気の温度（熱溜まり８から来る高温空気の温度）と、換気ダクト２１内を流れる屋内下方部位から導いた空気の温度（室温）を計測した温度センサー２２の計測データとを常時比較する演算処理が行われる。
そして、暖房期に、排気ダクト５内を流れる空気（排気）の温度が、換気ダクト２１内を流れる空気の温度（室温）よりも高温であるとの演算結果が得られたときは、上記した一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂにおける一方のダンパ１９ａを閉じ、他方のダンパ１９ａを開いて、排気を分岐ダクト３０から空気調和装置７へ取りこむ操作が自動制御として行われる。もとより空気調和装置７は、新鮮外気の取り入れルート２６を常備しているが、分岐ダクト３０から取り入れた空気の熱量を暖房用空気として利用することにより、熱エネルギー消費量の節約を図る省エネ運転が実施される。
【００２５】
こうして空気調和装置７で調和処理した空気は、送風ファン２３により給気ルート２４を通じて建物内下部の床１４近傍の低い位置から吹き出させ、上方の屋根スラブ１の下面近傍領域の熱溜まり８に生ずる高温空気は上記下排気口４からボイド３を通じて排気する、一方向の貫流換気システムが構成されている。
因みに、図８は、上記の空気調和装置７で処理した調和空気を、建物内下部の床１４上に設置した座席２７の背後側下部に吹き出し口２８を設置して吹き出させる場合を示している。こうすると、人体発熱などにより暖められた空気は対流現象により上昇して、上記屋根スラブ１の下面近傍領域の熱溜まり８へと至る循環流を形成して、屋内全体に満遍なく効率の良い換気効果が実現される。
【００２６】
もっとも上記した制御部２０の演算結果として、温度センサー１７が計測した排気ダクト５内を流れる空気（排気）の温度が、温度センサー２２により計測した換気ダクト２１内を流れる室内空気の温度よりも低温であると判断されたときは、上記一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂは元の通り、分岐ダクト３０側のダンパ１９ｂを閉じ、排気ダクト１９ａを開いて排気は外気中へ放出する。
とはいえ、冷房期において、空気調和装置７が冷房運転をしているときに、温度センサー１７が計測した排気ダクト５内を流れる空気（排気）の温度が、新鮮外気の取り入れルート２６から取り入れる外気温よりも低温であるときは、やはり上記一対をなすダクト切り換え弁１９ｂを開き、１９ａを閉じて冷房に利用する制御を行うこともできる。
【００２７】
以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより本発明は上記実施例の構成に限定されるものではない。いわゆる当業者が必要に応じて行うであろう設計変更その他の応用、改変の範囲まで含むことを念のため申し添える。
【符号の説明】
【００２８】
１ 屋根スラブ
２ ボイド内蔵コンクリート外壁
３ ボイド
４ 排気口
５ 排気ダクト
６ 排気ファン
７ 空気調和装置
８ 屋根スラブの下面近傍領域（熱溜まり）
９ 内装仕上げボード
９ａ 内装仕上げボードの上端縁
１０ 排気用隙間
１７ 温度検出手段（温度センサー）
１９ａ、ｂ ダクト切り換えダンパ
２０ 制御部
２２、３１ 温度検出手段（温度センサー）
３０ 分岐ダクト
【技術分野】
【０００１】
この発明は、屋根スラブ及び外壁を鉄筋コンクリート造で建築した大空間の壁−屋根−壁構造の建物（例えば聖堂建物やホール、集会場など。）で、意匠性が重視される場合に、外壁の壁厚を大きく設計して剛性を高め、もって屋根スラブの支持力が大きい構成として同屋根スラブの撓みを抑制し薄厚構造を実現し、その一方では、壁厚が大きい前記外壁はその剛性の増大にさして寄与しない壁中心部に複数のボイドを上下方向に設けたボイド内蔵コンクリート壁として構成することで重量の軽減化を図り、躯体重量を軽くした分だけ基礎断面の縮小化を図り、その上で前記外壁のボイドを利用して屋根スラブの下面近傍領域に発生する熱溜まりの高温空気を排気する換気システムを構築して、屋内の意匠的制約をも解決した鉄筋コンクリート造建物の換気システムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
大空間の壁−屋根−壁構造の建物（例えば聖堂建物など）を鉄筋コンクリート造で建築する場合、通例ならば、柱と鉄筋コンクリート造壁との組み合わせで計画するのが一般的である。しかし、そのように設計、施工すると、柱型が屋内側に凹凸部として出現することになる。そのような凹凸部の露出を嫌うような意匠的制約が厳しい場合、前記柱と鉄筋コンクリート造壁とを組み合わせた構造の実施は難しい。
一方、大空間の壁−屋根−壁構造の建物などは、夏期などに屋内の上部（屋根スラブの下面近傍領域）にいわゆる熱溜まりが発生して高温空気が溜まることを避けられず、その高温空気を排除する換気システムを確立して空気調和の実効性を図ることが望まれる。しかし、前記熱溜まりの高温空気を排気するシステムを構築するには、必然的に排気口や排気ダクト、換気装置などの設備が必要となるが、意匠的制約がきつい建物では、屋内側に換気口やガラリなど、及び換気装置やダクトなどを露出させることは、意匠的美観の向上を図る観点から制限される。
【０００３】
上記の観点で既往の先行技術を概観すると、以下の通りである。
下記の特許文献１に開示された「換気装置」は、建物の外壁に囲まれた屋内隅部の柱型に沿って複合換気ボックスを設置し、天井懐を利用して排気を行い、外壁に貫通させた給・排気通路を利用する複合換気ボックスにより、冬期と夏期に応じた換気を行う構成が開示されている。
しかし、屋内の隅部に柱型が有るや無しやの条件の如何にかかわらず、床から天井までに及ぶ高さの複合換気ボックスを屋内（室内）に設置する構成では、意匠的制約が厳しい条件下では、適用し難い技術と言わねばならない。
【０００４】
次に、下記する特許文献２に開示された「省エネ建物」は、鉄筋コンクリート造建物を前提とする床暖房に関する技術を提案したもので、躯体スラブを下側床版と上側床版とに分けて、両者の間に中空スペースを確保し、同中空スペース内に電熱パネルを設置して床暖房の実効をあらしめる構成と認められる。
また、下記の特許文献３に記載された「輻射冷暖房システム」は、建物の天井と床を中空スラブで構成し、部屋の一部分に確保した格納室に空調機を格納し、前記中空スラブの中空部内に空調空気を循環させる構成と認められる。
更に、下記の特許文献４に記載された「建物の換気構造」は、２階建て住宅の外壁と内壁の間に外気を導入する給気通路を形成し、床下へ屋内空気を排出する排気通路を設け、夫々の通路に伝熱板を設置して熱交換を行う構成と認められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５７９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４６０４号公報
【特許文献３】特開平１０−３１１５６５号公報
【特許文献４】特開平１１−２６４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、既往の各先行技術文献１〜４を概観すると、鉄筋コンクリート造建物で、同建物屋内の換気ないし空調システムを効率的に行う技術が種々工夫、開発されていることは認められる。しかし、いわゆる聖堂建物を鉄筋コンクリート造で建築するような場合に要請される意匠的制約、とりわけ屋内に凹凸部として現れる柱型などを露出させないことや、夏期に屋根スラブの下面近傍領域に発生する熱溜まりの高温空気を排気する換気システムの排気口やダクト、換気装置などを一切屋内側に露出させない構成を実現して、意匠的美観の向上を図る要請に応え得る先行技術は未だ見当たらない。
【０００７】
本発明の目的は、屋根スラブ及び外壁を鉄筋コンクリート造として建築する大空間の壁−屋根−壁構造の建物、例えば聖堂建物などを建築するにあたり、意匠性を重視する要請に応えつつ、屋根スラブの下面近傍領域に発生する熱溜まりの高温空気を効果的に排気する換気システムを構築すると共に、その排気口やダクト、換気装置などの換気設備や機器類を室内側に露出させない構成を実現して、屋内の意匠的美観の向上を図ることを可能にした鉄筋コンクリート造建物及びその換気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造建物の換気システムは、
壁厚中心部の上下方向に複数のボイド３を形成したボイド内蔵コンクリート外壁２により屋根スラブ１を支持させた鉄筋コンクリート造建物の換気システムであって、
前記ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド３の上端は、前記屋根スラブ１の下面近傍の位置に排気口４として屋内側へ開口され、
前記ボイド３の下端は床下の排気ダクト５と接続され、同排気ダクト５は排気ファン６と接続されており、
屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気ファン６により、前記排気口４からボイド３を通じて吸引して外気中へ排出させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システムにおいて、
ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａが前記屋根スラブ１の下面との間に排気用隙間１０を開けて取り付けて、前記ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド上端の排気口４は前記内装仕上げボード９により屋内に居る人の目線から遮蔽され、
屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気用隙間１０を通じて前記排気口４からボイド３へと吸引され、同ボイド３を通じて排出する構成であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システムにおいて、
排気ファン６により、ボイド内蔵コンクリート外壁２の排気口４からボイド３を通じて吸引した空気が流れる排気ダクト５の途中位置にダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂが設置され、前記ダクト切り換えダンパ１９ｂで分岐された分岐ダクト３０は空気調和装置７と接続されており、
前記排気ダクト５の前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂよりも上流側位置に同排気ダクト５中を流れる空気の温度検出手段１７が設置され、この温度検出手段１７による温度計測データを入力する制御部２０が設置されており、該制御部２０は前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂの切り換え操作を自動制御する構成とされており、
一方、屋内下方部位空気の温度検出手段２２、３１も設置され、この温度検出手段２２、３１による温度計測データも前記制御部２０へ入力する構成とされており、
暖房期に、排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位空気の温度よりも高温であると前記制御部２０が演算したときはダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂを切り換えて排出空気を空気調和装置７へ取り込み、同空気調和装置７が屋内の暖房用空気として利用するものとし、逆に排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位空気の温度よりも低温であると制御部２０が演算したときは前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂは切り換えず排気ダクト５を流れる空気はそのまま外気中へ放出する操作が制御部２０による自動制御として行なわれる構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る鉄筋コンクリート造建物は、ボイド内蔵コンクリート外壁２が、屋根スラブ１を支持するのに必要十分な剛性を発揮する大きな壁厚で形成されるので、この外壁２で支持した屋根スラブ１は、撓みの発生を可及的に抑制され、ひいては同屋根スラブ１を薄く軽量に設計・施工できる。
一方、前記のように壁厚が大きい外壁２には、その剛性と曲げ強度の増大にさして寄与しない壁厚中心部に、複数のボイド３を上下方向に形成したボイド内蔵コンクリート外壁２として構成し軽量化するので、躯体全体の重量を軽減化することができ、基礎梁１２の断面を小さく設計・施工することが可能となり、トータルコストの引き下げや施工性の向上及び工期の短縮化などに効果が得られる。
上記のようにして、本発明によれば大空間の壁−屋根−壁構造で大空間の鉄筋コンクリート造建物を実現でき、しかも室内側に柱型のような凹凸部を出現させない壁式構造なので、例えば聖堂建物のように屋内の意匠的美観が特に重視される建物としての適性を有するものとなる。
しかもボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド３の上端を、屋根スラブ１の下面近傍領域に生ずる熱溜まり８の高温空気の排気口１０として開口させ、同ボイド３の下端は床下に設置した排気ダクト５と接続し、同排気ダクト５と接続した排気ファン６により熱溜まり８の高温空気は前記開口４からボイド３を通じて排気する構成としたので、換気性能に優れて屋内の空気調和を良好に行わせる。その上、建物屋内に換気用ダクトや換気装置などの設備類を露出させないので、屋内の意匠的美観に優れた建物を実現できる。
【００１２】
とりわけ請求項２に記載した発明によれば、ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａが屋根スラブ１の下面との間に排気用隙間１０を形成するように取り付けて、ボイド上端の前記排気口４は屋内に居る人々の目線から遮蔽した構成なので、排気口４の存在さえも見せない屋内意匠を実現できる。
更に、請求項３に記載した発明によれば、屋根スラブ１の下面近傍領域に生ずる熱溜まり８から前記排気孔４を通じて吸引した空気の温度、及び屋内下方部位の空気温度も計測して、それぞれの計測データを制御部２０へ入力して比較する演算処理を行わせ、排気温度が屋内下方部位の空気温度（いわゆる室温）よりも高温であるときは、制御部２０がダクト分岐ダンパ１９ａ、１９ｂの開閉を自動制御して、排気ダクト５を流れる空気を空気調和装置７へ取りこみ、暖房期の屋内暖房用空気として利用するので、排熱量の有効利用が図られ、空気調和を効率的、経済的に行うことができる。逆に、排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位の空気温度（室温）よりも低温であるときは、排気ダクト５を流れる空気はそのまま大気中へ放出することで、省エネに寄与する換気システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による大空間の壁−屋根−壁構造の鉄筋コンクリート造建物を概念的に示した主要部の縦断面図である。
【図２】図１に示した建物の右側面図である。
【図３】図２中に指示したIII−III線矢視の断面図である。
【図４】図３中に指示した円IV部分の詳細構造を拡大して示した断面図である。
【図５】図１中に指示した円V部分の詳細構造を拡大して示した断面図である。
【図６】図１中に指示した円VI部分の詳細構造を拡大して示した断面図である。
【図７】図１に示した建物の換気システムのフローを制御系と共に示した回路図である。
【図８】冷房時の冷気吹き出し口の設置位置を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による鉄筋コンクリート造建物の換気システムは、壁厚中心部の上下方向に複数のボイド３を形成したボイド内蔵コンクリート外壁２により屋根スラブ１が支持させた鉄筋コンクリート造建物の換気システムであって、
前記ボイド内蔵コンクリート外壁２の各ボイド３の上端は、前記屋根スラブ１の下面近傍の位置に排気口４として屋内側へ開口させる。
前記ボイド３の下端は床下の排気ダクト５と接続し、同排気ダクト５は排気ファン６と接続する。
こうして屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気ファン６により、前記排気口４からボイド３を通じて吸引して外気中へ排出する換気システムが成立する。
【００１５】
上記ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａを、前記屋根スラブ１の下面との間に排気用隙間１０を開けて取り付け、前記ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド上端の排気口４は、前記内装仕上げボード９により屋内に居る人の目線から遮蔽した構成とする。
かくして屋根スラブ１の下面近傍領域８の空気は、前記排気用隙間１０を通じて前記排気口４からボイド３へと吸引させ、同ボイド３を通じて排出する。
【００１６】
本発明の換気システムは、上記の排気ファン６により、ボイド内蔵コンクリート外壁２の排気口４からボイド３を通じて吸引した空気が流れる排気ダクト５の途中位置にダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂを設置し、前記ダクト切り換えダンパ１９ｂで分岐された分岐ダクト３０を空気調和装置７と接続する。
前記排気ダクト５の前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂよりも上流側位置に同排気ダクト５中を流れる空気の温度検出手段１７を設置し、この温度検出手段１７による温度計測データを入力する制御部２０が設置されている。該制御部２０は、前記空気調和装置７をはじめダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂの切り換え操作も自動制御する。
一方、屋内下方部位空気の温度検出手段２２、３１も設置し、この温度検出手段２２、３１による温度計測データも前記制御部２０へ入力する。
暖房期に、排気ダクト５を流れる空気（排気）の温度が屋内下方部位の空気温度よりも高温であると前記制御部２０が演算したときは、ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂを切り換えて前記排気ダクト５を流れる空気は空気調和装置７へ取り込み、同空気調和装置７による屋内の暖房用空気として利用する。逆に、前記排気ダクト５を流れる空気の温度が屋内下方部位空気の温度よりも低温であると演算したときは、前記ダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂは切り換えず、排気ダクト５を流れる空気（排気）はそのまま外気中へ放出する操作を制御部２０の自動制御として行なわせる。
【実施例１】
【００１７】
図１に例示した鉄筋コンクリート造建物は、壁−屋根−壁構造で、屋根スラブ１の最高部が地上１１ｍに及ぶ大空間の聖堂建物をイメージしたもので、屋根スラブ１は外壁２により支持された構造である。しかも外壁２は、屋根スラブ１の支持に必要十分な剛性と強度を発揮するように、一例として６８０ｍｍ位に大きな壁厚で構成されていると共に、強度、剛性の増大にさして寄与しない壁厚中心部の上下方向に、直径が３００ｍｍ程度のボイド３を複数本形成したボイド内蔵コンクリート外壁２として構成され、このボイド内蔵コンクリート外壁２により鉄筋コンクリート造の屋根スラブ１が一体的構造に支持されている。
こうして屋根スラブ１は、高剛性のボイド内蔵コンクリート外壁２で一体的に支持される結果、十分大きい固定モーメントの作用を受けて撓みを抑制されるため、ひいてはスラブ厚さは３００ｍｍ程度に薄く軽量に設計、施工されている。したがって、屋根スラブ１及びボイド内蔵コンクリート外壁２より成る躯体重量は軽量化され、これらを支持する基礎梁１２及び支持杭１１の断面寸法も縮小化され、且つ支持杭１１の本数を減らす設計・施工で構築されている。
【００１８】
次に、図２〜図４に基づいて詳しい説明を続ける。
図２は、図１に示した上記建物のうち、地上高さが大きい右側のボイド内蔵コンクリート外壁２の立面を例示したもので、図１のように片傾斜の屋根スラブ１は、図２の方向に見ると山形の波形構造であることを示している。また、図２と図３で明かなように、当該右側のボイド内蔵コンクリート外壁２は、ステンドグラス部１５が地上から屋根まで設けられている。しかもこのボイド内蔵コンクリート外壁２の水平断面形状は、図３に示したとおり、くの字形にうねった波形構造とされ、ボイド３は、一例として一つのくの字傾斜壁に３本づつを一単位として並列に一定の間隔をあけて配置した構成とされている。
ちなみに図４は、ボイド内蔵コンクリート外壁２における各ボイド３の構造を詳しく示しており、ボイド形成用として、一例としてスパイラル鋼管を壁厚の中心部の上下方向に埋設してボイド３がコンクリート壁中に形成されている。
このボイド内蔵コンクリート外壁２は、上記の通り壁厚は大きいが、３本ずつのボイド３を一単位（但し、３本の限りではない。）として上下方向に長く形成した分だけ、かなり軽量化されているし、コンクリート量も節減されている。
こうして上記したように屋根スラブ１も薄く施工され、ボイド内蔵コンクリート外壁２もボイド３により軽量化しているので、躯体の全体重量は軽量化され、その分だけ同躯体を支持する基礎梁１２及び支持杭１１の断面も小さく経済的な設計・施工として構築されているのである。
【００１９】
次に図５は、図１の右側に位置するボイド内蔵コンクリート外壁２の上部に円Vで指示した 、屋根スラブ１に近い上部構造を拡大して示したもので、当該ボイド内蔵コンクリート外壁２のボイド３の上端は屋内側へ屈曲させた上で、屋根スラブ１の下面近傍の位置に排気口４として開口されている。したがって、前記排気口４は、太陽光の直射を受けた屋根スラブ１の下面近傍領域に生じやすい、所謂熱溜まり８（図１も参照）の高温空気を誘引し吸い込むことに効果的に機能する。
しかも前記ボイド内蔵コンクリート外壁２の屋内側面の内装仕上げボード９は、その上端縁９ａが、前記屋根スラブ１の下面との間に一定大きさの排気用隙間１０を開けた配置で取り付けられ、もって前記ボイド上端の排気口４は、図１のように屋内の床１４上に立つ人々の目線からは見えないように遮蔽され、換気システムの設備や機器類を屋内に露出させないとの意匠的制約に応えている。
【００２０】
その上、上記の排気用隙間１０の形状に関しても、ボイド内蔵コンクリート外壁２の壁面と同方向に細長いスリット形状に形成し、屋内の床１４上に立つ人々が見上げても、視認することは困難な構成として、意匠的美観に優れた内装とされている。
前記排気用隙間１０を形成する内装仕上げボード９は、ボイド内蔵コンクリート外壁２への取り付け具を兼ねたチャンバー下塞ぎ材９ｂを、上記ボイド３の上端の排気口４よりも少し下の位置へ横方向に長く気密状態に設置して、上記熱溜まり８の高温空気は、排気用隙間１０を通じて排気口４へ広範に効率良く誘引してボイド３へ吸入し排気できる構成とされ、排気効率に優れた構成とされている。こうしてボイド内蔵コンクリート外壁２の各ボイド３…を利用して排気する構成としたことにより、換気用ダクトを屋内に露出させない構成が実現されている。のみならず、ボイド内蔵コンクリート外壁２の各ボイド３…を利用して排気する構成であるが故に、夏期には高温の外気で外壁が熱せられることを、各ボイド３…の排気により緩和でき、逆に寒冷期には寒気の侵入をやはり各ボイド３…の排気により緩和できるので、空気調和装置による屋内の温度管理の効率を高めること（恒温管理）にも効果が得られる。
図５において、符号１ａは屋根スラブ１の上面に施工した屋根材（金属板葺きで、シート防水と断熱材を含む。）、同じく符号１６はボイド内蔵コンクリート外壁２の外面及び内装仕上げボード９の内面に施工したスタッコ塗り仕上げを示す。
【００２１】
次に、図６は、逆に図１の右側に位置するボイド内蔵コンクリート外壁２の下部に円VIで指示した基礎梁１２近傍の下部構造を拡大して示している。この図６で明かなとおり、ボイド内蔵コンクリート外壁２は基礎梁１２の上に建築されている。そして、各ボイド３の下端は、前記基礎梁１２と一連に施工された基礎スラブ１３と、その上に組み立てた床板１４との間の床下空間に設置した排気ダクト５と接続されている。この排気ダクト５は、図３に例示したように、上記３本を一単位とするダクト３群を一つに集約するヘッダーを兼ねる構成として敷設され、最終的には図７に示すように１本に纏められ、図７に示したように当該建物外に用意された機械室に排気ファン６及び空気調和装置７と接続されている。
【００２２】
以下に、図７の換気処理システムの構成について説明を進める。
上記した排気ダクト５で導く排気、つまり建物の屋根スラブ１の下面近傍領域の熱溜まり８から排気用隙間１０及び排気口４を通じて吸引した高温空気（以下、単に空気又は排気という。）は、排気ダクト５の終端近傍に設置した排気ファン６と接続されており、この排気ファン６の排風力で吸引、排気が行われる。
前記排気ダクト５の比較的上流位置に、同排気ダクト５内を流れる空気の温度を検出する手段としての温度センサー１７が設置されている。この温度センサー１７と前記排気ファン６との中間位置に、相反する開閉動作を行う一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂが設置され、その一方のダクト切り換えダンパ１９ｂで分岐された分岐ダクト３０が空気調和装置７と接続されている。
そして、前記一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂの開閉操作、及び空気調和装置７の運転を自動制御する制御部２０が設置されており、前記温度センサー１７の温度計測データは制御部２０へ入力される。
【００２３】
一方、上記鉄筋コンクリート造建物の屋内下方部位の空気（室内の体感温度）の温度検出手段として、図７の場合は、空気調和装置７の運転を自動制御するための温度センサー３１ａと３１ｂが設置されている。
更に、ダクト切り換えダンパ１９ｃを介して上記の排気ダクト５と接続された換気ダクト２１は、建物の屋内下方部位（およそ床上３ｍ〜４ｍ）に設けた吸い込み口２５と接続されており、やはり排気ファン６の排風力により、同吸い込み口２５を通じて室内空気を取り出す構成とされている。この換気ダクト２１の途中位置にも、換気ダクト２１内を流れる室内空気の温度を計測する温度センサー２２が設置されており、それぞれの温度計測データは、上記の制御部２０へ入力する構成とされている。
要するに、温度センサー３１ａと３１ｂの計測データに基づいて、制御部２０は、空気調和装置７の運転状態を自動制御（フィードバック制御）して、建物屋内の居住環境（体感温度）が最適に管理される。
【００２４】
一方、上記排気ダクト５内を流れる空気の温度を検出する温度センサー１７の計測データと、及び換気ダクト２１の途中位置に設置した温度センサー２２が計測した、同換気ダクト２１内を流れる室内空気の温度データは、上記の制御部２０へ入力して、次のような制御が行われる。
即ち、制御部２０では、温度センサー１７が計測した排気ダクト５内を流れる空気の温度（熱溜まり８から来る高温空気の温度）と、換気ダクト２１内を流れる屋内下方部位から導いた空気の温度（室温）を計測した温度センサー２２の計測データとを常時比較する演算処理が行われる。
そして、暖房期に、排気ダクト５内を流れる空気（排気）の温度が、換気ダクト２１内を流れる空気の温度（室温）よりも高温であるとの演算結果が得られたときは、上記した一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂにおける一方のダンパ１９ａを閉じ、他方のダンパ１９ａを開いて、排気を分岐ダクト３０から空気調和装置７へ取りこむ操作が自動制御として行われる。もとより空気調和装置７は、新鮮外気の取り入れルート２６を常備しているが、分岐ダクト３０から取り入れた空気の熱量を暖房用空気として利用することにより、熱エネルギー消費量の節約を図る省エネ運転が実施される。
【００２５】
こうして空気調和装置７で調和処理した空気は、送風ファン２３により給気ルート２４を通じて建物内下部の床１４近傍の低い位置から吹き出させ、上方の屋根スラブ１の下面近傍領域の熱溜まり８に生ずる高温空気は上記下排気口４からボイド３を通じて排気する、一方向の貫流換気システムが構成されている。
因みに、図８は、上記の空気調和装置７で処理した調和空気を、建物内下部の床１４上に設置した座席２７の背後側下部に吹き出し口２８を設置して吹き出させる場合を示している。こうすると、人体発熱などにより暖められた空気は対流現象により上昇して、上記屋根スラブ１の下面近傍領域の熱溜まり８へと至る循環流を形成して、屋内全体に満遍なく効率の良い換気効果が実現される。
【００２６】
もっとも上記した制御部２０の演算結果として、温度センサー１７が計測した排気ダクト５内を流れる空気（排気）の温度が、温度センサー２２により計測した換気ダクト２１内を流れる室内空気の温度よりも低温であると判断されたときは、上記一対のダクト切り換えダンパ１９ａ、１９ｂは元の通り、分岐ダクト３０側のダンパ１９ｂを閉じ、排気ダクト１９ａを開いて排気は外気中へ放出する。
とはいえ、冷房期において、空気調和装置７が冷房運転をしているときに、温度センサー１７が計測した排気ダクト５内を流れる空気（排気）の温度が、新鮮外気の取り入れルート２６から取り入れる外気温よりも低温であるときは、やはり上記一対をなすダクト切り換え弁１９ｂを開き、１９ａを閉じて冷房に利用する制御を行うこともできる。
【００２７】
以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより本発明は上記実施例の構成に限定されるものではない。いわゆる当業者が必要に応じて行うであろう設計変更その他の応用、改変の範囲まで含むことを念のため申し添える。
【符号の説明】
【００２８】
１ 屋根スラブ
２ ボイド内蔵コンクリート外壁
３ ボイド
４ 排気口
５ 排気ダクト
６ 排気ファン
７ 空気調和装置
８ 屋根スラブの下面近傍領域（熱溜まり）
９ 内装仕上げボード
９ａ 内装仕上げボードの上端縁
１０ 排気用隙間
１７ 温度検出手段（温度センサー）
１９ａ、ｂ ダクト切り換えダンパ
２０ 制御部
２２、３１ 温度検出手段（温度センサー）
３０ 分岐ダクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁厚中心部の上下方向に複数のボイドを形成したボイド内蔵コンクリート外壁により屋根スラブを支持させた鉄筋コンクリート造建物の換気システムであって、
前記ボイド内蔵コンクリート外壁のボイドの上端は、前記屋根スラブの下面近傍の位置に排気口として屋内側へ開口されており、
前記ボイドの下端は床下の排気ダクトと接続され、同排気ダクトは排気ファンと接続されており、
屋根スラブの下面近傍領域の空気は、前記排気ファンにより、前記排気口からボイドを通じて吸引して外気中へ排出させることを特徴とする、鉄筋コンクリート造建物の換気システム。
【請求項２】
ボイド内蔵コンクリート外壁の屋内側面の内装仕上げボードは、その上端縁が前記屋根スラブの下面との間に排気用隙間を開けて取り付けて、ボイド内蔵コンクリート外壁のボイド上端の前記排気口は前記内装仕上げボードにより屋内に居る人の目線から遮蔽され、 屋根スラブの下面近傍領域の空気は、前記排気用隙間を通じて前記排気口からボイドへと吸引され、同ボイドを通じて排出する構成であることを特徴とする、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システム。
【請求項３】
排気ファンにより、ボイド内蔵コンクリート外壁の排気口からボイドを通じて吸引した空気が流れる排気ダクトの途中位置にダクト切り換えダンパが設置され、前記ダクト切り換えダンパで分岐された分岐ダクトは空気調和装置と接続されており、
前記排気ダクトの前記ダクト切り換えダンパよりも上流側位置に同排気ダクト中を流れる空気の温度検出手段が設置され、前記温度検出手段による温度計測データを入力する制御部が設置されており、該制御部は前記ダクト切り換えダンパの切り換え操作を自動制御する構成とされており、
一方、屋内下方部位の空気温度検出手段も設置され、この温度検出手段による温度計測データも前記制御部へ入力する構成とされており、
暖房期に、排気ダクトを流れる空気の温度が屋内下方部位の空気の温度よりも高温であると制御部が演算したときは、前記制御部がダクト切り換えダンパを分岐ダクトへ切り換えて前記空気を空気調和装置へ取り込み、同空気調和装置による屋内の暖房用空気として利用するものとし、逆に排気ダクトを流れる空気の温度が屋内下方部位の空気温度よりも低温であると前記制御部が演算したときは、前記ダクト切り換えダンパは切り換えず、排気ダクトを流れる空気はそのまま外気中へ放出する操作が制御部の自動制御として行なわれる構成であることを特徴とする、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システム。
【請求項１】
壁厚中心部の上下方向に複数のボイドを形成したボイド内蔵コンクリート外壁により屋根スラブを支持させた鉄筋コンクリート造建物の換気システムであって、
前記ボイド内蔵コンクリート外壁のボイドの上端は、前記屋根スラブの下面近傍の位置に排気口として屋内側へ開口されており、
前記ボイドの下端は床下の排気ダクトと接続され、同排気ダクトは排気ファンと接続されており、
屋根スラブの下面近傍領域の空気は、前記排気ファンにより、前記排気口からボイドを通じて吸引して外気中へ排出させることを特徴とする、鉄筋コンクリート造建物の換気システム。
【請求項２】
ボイド内蔵コンクリート外壁の屋内側面の内装仕上げボードは、その上端縁が前記屋根スラブの下面との間に排気用隙間を開けて取り付けて、ボイド内蔵コンクリート外壁のボイド上端の前記排気口は前記内装仕上げボードにより屋内に居る人の目線から遮蔽され、 屋根スラブの下面近傍領域の空気は、前記排気用隙間を通じて前記排気口からボイドへと吸引され、同ボイドを通じて排出する構成であることを特徴とする、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システム。
【請求項３】
排気ファンにより、ボイド内蔵コンクリート外壁の排気口からボイドを通じて吸引した空気が流れる排気ダクトの途中位置にダクト切り換えダンパが設置され、前記ダクト切り換えダンパで分岐された分岐ダクトは空気調和装置と接続されており、
前記排気ダクトの前記ダクト切り換えダンパよりも上流側位置に同排気ダクト中を流れる空気の温度検出手段が設置され、前記温度検出手段による温度計測データを入力する制御部が設置されており、該制御部は前記ダクト切り換えダンパの切り換え操作を自動制御する構成とされており、
一方、屋内下方部位の空気温度検出手段も設置され、この温度検出手段による温度計測データも前記制御部へ入力する構成とされており、
暖房期に、排気ダクトを流れる空気の温度が屋内下方部位の空気の温度よりも高温であると制御部が演算したときは、前記制御部がダクト切り換えダンパを分岐ダクトへ切り換えて前記空気を空気調和装置へ取り込み、同空気調和装置による屋内の暖房用空気として利用するものとし、逆に排気ダクトを流れる空気の温度が屋内下方部位の空気温度よりも低温であると前記制御部が演算したときは、前記ダクト切り換えダンパは切り換えず、排気ダクトを流れる空気はそのまま外気中へ放出する操作が制御部の自動制御として行なわれる構成であることを特徴とする、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造建物の換気システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１７３０７（Ｐ２０１２−１１７３０７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６８９９６（Ｐ２０１０−２６８９９６）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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