JP2001120674A - 加圧排煙システム及びそれに用いる差圧センサ付扉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 附室扉に作用する実際の差圧を把握すること
で、附室扉に作用する差圧を所定の差圧に制御可能な加
圧排煙システム及びそれに用いる差圧センサ付扉を提供
し、附室扉の開閉障害、及び煙の流出拡散を防止する。 【解決手段】 特別避難階段室１と、居室３との間に介
在する附室又はエレベータホール５に、加圧給気ファン
１９により圧縮空気を流入させ、附室又はエレベータホ
ール５を隣接する居室３より高圧に加圧し、居室３から
附室又はエレベータホール５への煙の流入を防止する加
圧排煙システム４３において、附室又はエレベータホー
ル５とこれに隣接する居室３との間の附室扉１３に、附
室扉１３に加わる差圧を検出するための差圧センサ（歪
センサ２７）を設け、差圧センサからの検出値に応じて
加圧給気ファン１９の回転駆動を制御する演算・制御手
段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特別避難階段室
と、居室との間に介在する附室又はエレベータホール
に、火災時に加圧給気ファンから外気を給気して排煙す
る加圧排煙システム及びそれに用いる差圧センサ付扉に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビル火災等では、発生した煙が居室等の
上部に煙層を形成し、この煙層が次第に下方へと立ち込
め、居室の開口部の上端より低い位置に達すると、この
開口部から、特別避難階段室と居室との間に介在する附
室又はエレベータホールに流出し始める。このため、附
室又はエレベータホールは、排煙設備を有したものとす
ることが義務付けられている。この種の排煙設備として
は、附室の圧力を火災が発生した居室の圧力より高く加
圧し、隣接居室内の火災で発生した煙が附室へ流入する
のを阻止する加圧排煙システムがある。

【０００３】この加圧排煙システムは、火災時に加圧給
気ファンから附室又はエレベータホールに給気される給
気量をコントロールし、附室又はエレベータホールとこ
れに隣接する居室との間の附室扉にかかる圧力調整と排
煙を行っている。従来、この給気量のコントロールは、
例えば、加圧給気ファンからの給気ダクト途中の数点に
おけるダクト内圧と外気圧との差圧を計測し、これによ
って対象とする附室扉の前後の差圧を推定することによ
り行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の加圧排煙システムは、対象とする附室扉の前後
差圧を、給気ダクト途中のダクト内圧と外気圧との差圧
により推定してコントロールするため、附室扉の前後差
圧が目標値になっている保証がないままコントロールさ
れる場合があった。即ち、現実の火災の状況に応じた附
室扉の差圧が把握できなかったため、十分な差圧が現実
には確保されていない場合があり、この場合には附室に
煙が流出拡散する虞れがあった。一方、過剰な差圧が附
室扉に作用している場合には、扉の開閉に支障をきたす
虞れもあった。本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、附室扉に作用する実際の差圧を把握することで、附
室扉に作用する差圧を所定の差圧に制御可能な加圧排煙
システム及びそれに用いる差圧センサ付扉を提供し、附
室扉の開閉障害、及び煙の流出拡散の防止を図ることを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載の加圧排煙システムの構成
は、特別避難階段室と、居室との間に介在する附室又は
エレベータホールに、加圧給気ファンにより圧縮空気を
流入させ、該附室又はエレベータホールを隣接する前記
居室より高圧に加圧し、前記居室から前記附室又はエレ
ベータホールへの煙の流入を防止する加圧排煙システム
において、特別避難階段室と前記附室又はエレベータホ
ールとこれに隣接する前記居室との間の附室扉に、該附
室扉に加わる差圧を検出するための差圧センサを設け、
該差圧センサからの検出値に応じて前記加圧給気ファン
の回転駆動を制御する演算・制御手段を備えたことを特
徴とする。

【０００６】この加圧排煙システムでは、煙感・熱感信
号の受信により加圧給気ファンが駆動されると、附室又
はエレベータホールに圧縮空気が流入し、附室又はエレ
ベータホールが隣接する居室より高圧に加圧される。す
ると、附室扉が扉枠の戸当たり側へ押し付けられ、その
押圧力が、歪センサによって検出される。検出された押
圧力は、演算・制御手段によって、附室扉を挟む両側の
差圧として演算される。演算・制御手段は、この差圧が
所定の値となるように、加圧給気ファンの回転駆動を制
御する。これにより、附室扉を挟む居室と附室との差圧
が適切に保たれ、扉の開閉障害、煙の流出拡散が防止さ
れる。

【０００７】請求項２記載の差圧センサ付扉は、附室又
はエレベータホールと、これに隣接する居室とを区画す
る壁部に設けられる差圧センサ付扉であって、前記壁部
に取り付けられる扉枠と、該扉枠に、ヒンジを介して開
閉自在に取り付けられる附室扉とからなり、前記附室扉
は、附室側へ開放自在であり、前記扉枠の戸当たり部に
は、閉動される前記附室扉に当接して該附室扉に加わる
閉動方向の外力を検出する歪センサが設けられたことを
特徴とする。

【０００８】この差圧センサ付扉では、附室又はエレベ
ータホールに圧縮空気が流入し、附室又はエレベータホ
ールが隣接する居室より高圧に加圧されると、附室扉が
扉枠の戸当たり側へ押し付けられ、扉枠の戸当たり部に
設けられた歪センサが歪むことになる。この歪み信号が
附室扉に働く押圧力に換算され、更にこの押圧力が、附
室扉を挟む居室と附室との差圧として換算されることに
なる。これにより、附室扉を挟む両空間の差圧が、簡素
な構造で、容易且つ確実に把握可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る加圧排煙シス
テムの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る加圧排煙システムの構成図、図
２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、
図４は本発明に係る加圧排煙システムのブロック図であ
る。

【００１０】特別避難階段室１と居室３との間には附室
又はエレベータホール（以下、単に「附室５」という）
が設けられ、附室５は壁部である耐火壁７によって特別
避難階段室１と居室３とから区画形成されている。耐火
壁７には扉枠９が設けられ、扉枠９はヒンジ１１を介し
て開閉自在となった附室扉１３を支持している。附室扉
１３は、少なくとも居室３と附室５との間の耐火壁７に
設けられる他、附室５と特別避難階段室１との間の耐火
壁７に設けられてもよい。但し、いずれの場合にも、附
室扉１３は、附室側へ開放自在となっている。この開放
方向は、後述する附室扉１３を用いて差圧を検出するた
めに重要となる。

【００１１】附室５には給気口１５が開口され、給気口
１５は給気ダクト１７を介して加圧給気ファン１９に接
続されている。加圧給気ファン１９は、駆動されること
で、外気を加圧空気として給気口１５から附室５に給気
する。この加圧給気ファン１９は、後述の演算・制御手
段によって駆動制御される。

【００１２】また、附室５には排煙口２１が開口され、
排煙口２１は排煙ダクト２３を介して不図示の排煙ファ
ンに接続されている。排煙ファンは、例えば上述の演算
・制御手段によって制御するものであってもい。排煙フ
ァンは、駆動されることで、附室５内の煙を排煙口２１
から吸引して外部へ排出する。なお、この排煙ファンの
送気量は、加圧給気ファン１９の送気量より十分に小さ
く設定されている。

【００１３】従って、加圧給気ファン１９により圧縮空
気を流入させると、附室５は居室３より高圧に加圧さ
れ、居室３から附室５への煙の流入が防止されるように
なっている。なお、このような構成により煙の流入が防
止される附室５において、排煙口２１が設けられている
のは、通常状態（例えば附室扉１３が開放されていた場
合等）以外の状態で附室５に進入した煙を排気するため
である。

【００１４】図２に示す附室扉１３のドアノブ２５側に
対応する扉枠９には図３に示す差圧センサである歪セン
サ２７が設けられている。歪センサ２７は、扉枠９の戸
当たり部２９に埋設され、閉動される附室扉１３に当接
してこの附室扉１３に加わる扉閉方向の外力を歪み量と
して検出するようになっている。歪センサ２７は、側面
視が凸形状で形成され、突出先端部２７ａが戸当たり部
２９から突出する。突出先端部２７ａの周囲には耐火被
覆材３１が設けられ、耐火被覆材３１はセンサ本体２７
ｂを火災による熱から保護している。これら扉枠９、附
室扉１３、歪センサ２７、耐火被覆材３１は、差圧セン
サ付扉３３を構成している。

【００１５】歪センサ２７は、加えられる圧力によって
誘電分極を生じて、圧力に比例した電荷が現れる所謂圧
電効果を利用したものである。具体的には、チタン酸バ
リウム、及びその同類であるＰＺＴ（チタンジルコン酸
鉛）等の一群の磁器物質が機械的に丈夫なため好適に用
いることができ、また、高感度を必要とする場合にはロ
シェル塩等を用いることができる。

【００１６】この歪センサ２７は、図４に示す演算・制
御手段３５に電気的に接続されている。演算・制御手段
３５としては、例えばコンピューターが使用される。建
物が複数階である場合には、演算・制御手段３５には各
階毎の差圧センサ付扉３３の歪センサ（Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．ｎ）２７が接続される。演算・制御手段３５にはイ
ンバーター３７を介して加圧給気ファン１９が接続され
る。加圧給気ファン１９は、演算・制御手段３５から送
出される制御信号によってインバーター３７を介して周
波数が制御され、その結果、回転数が可変制御されて給
気量が制御されるようになっている。

【００１７】演算・制御手段３５には、煙感・熱感セン
サ３９が電気的に接続されている。煙感・熱感センサ３
９は、各居室３で発生した火災を煙又は熱により検出
し、その信号を演算・制御手段３５へ送るようになって
いる。また、演算・制御手段３５には、記憶手段４１が
電気的に接続されている。記憶手段４１は、附室扉１３
の面積、高さ、ヒンジ加減、歪み−圧力差換算値等のデ
ータを格納している。この記憶手段４１は、例えば演算
・制御手段３５にコンピューターが使用された場合、そ
のコンピューターの内部メモリを用いることができる。

【００１８】ここで、附室扉１３の開放に要する力につ
いて説明する。附室扉１３には、附室５と居室３との差
圧によって所定の開放力が必要になる。附室扉１３にか
かる力を示せば、静止物体にかかるモーメントの合計
は、０（ゼロ）であるから、附室扉１３について、ヒン
ジ廻りのモーメント合計は、 Ｍ＋Ａ・ΔＰ（Ｗ／２）−Ｆ（Ｗ−ｄ）＝０…（式１） である。但し、ここで、 Ｆ；扉開放に要するトータルの力〔Ｎ〕 Ｍ；ドアクローザー及び他の摩擦力のモーメント〔Ｎ
ｍ〕 Ｗ；扉の幅〔ｍ〕 Ａ；扉の面積〔ｍ² 〕 ΔＰ；附室扉１３を挟む差圧〔Ｐａ〕 ｄ；ドアノブと附室扉１３の端までの距離〔ｍ〕 とする。

【００１９】ドアクローザー及び摩擦力によるモーメン
トは、ドアクローザーによるヒンジ廻りのモーメントや
ヒンジの摩擦力、附室扉１３と扉枠９との摩擦力による
モーメント等から成り立っている。ドアクローザー及び
他の摩擦力に打ち勝つノブの位置での分力Ｆｒは、 Ｆｒ＝Ｍ／（Ｗ−ｄ） である。これを（式１）に代入すると、 Ｆ＝Ｆｒ＋Ｗ・Ａ・ΔＰ／２（Ｗ−ｄ）…（式２） となる。

【００２０】従って、扉開放に要するトータルの力
（Ｆ）と、附室扉１３を挟む差圧（Ｐ）とは比例関係に
あり、力（Ｆ）又は差圧（Ｐ）のいずれか一方の値を特
定することにより、他方の値を特定することができる。

【００２１】次に、このように構成される加圧排煙シス
テム４３の作用を説明する。図５は本発明に係る加圧排
煙システムの動作を説明するフローチャートである。居
室３に設けられた煙感・熱感センサ３９が火災を検知す
ると、その信号が演算・制御手段３５に受信され、演算
・制御手段３５は加圧給気ファン１９を始動する。加圧
給気ファン１９が駆動されると、附室５に圧縮空気が流
入し、附室５が隣接する居室３より高圧に加圧される。
すると、附室扉１３が扉枠９の戸当たり部２９側へ押し
付けられ、その押圧力が、差圧センサ付扉３３の歪セン
サ２７によって検出される。検出された押圧力は、演算
・制御手段３５によって、附室扉１３を挟む両側の差圧
ΔＰとして演算される。演算・制御手段３５は、この差
圧ΔＰが所定の値となるように、インバーター３７を介
して加圧給気ファン１９の回転駆動を制御する。これに
より、附室扉１３を挟む居室３と附室５との差圧ΔＰが
適切に保たれ、扉開放に要するトータルの力Ｆが所定の
値となって、附室扉１３の開閉障害、煙の流出拡散が防
止される。

【００２２】このように、上述の加圧排煙システム４３
によれば、歪センサ２７からの信号により附室扉１３の
差圧が把握可能になり、この差圧に対応して加圧給気フ
ァン１９を制御するので、附室扉１３の開閉障害を防止
でき、且つ煙の流出拡散を防止することができる。ま
た、差圧センサ付扉３３によれば、附室扉１３を挟む両
空間の差圧を、簡素な構造で、容易且つ確実に把握する
ことができる。

【００２３】なお、上述の実施の形態では、歪センサ２
７が扉枠９の戸当たり部２９に設けられる場合を例に説
明したが、本発明に係る加圧排煙システム又はそれに用
いる差圧センサ付扉は、歪センサ２７を附室扉１３に設
けるものであっても、上述同様の作用・効果を奏するも
のである。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る加圧排煙システムは、附室又はエレベータホールとこ
れに隣接する居室との間の附室扉に、この附室扉に加わ
る差圧を検出するための歪センサを設け、この歪センサ
からの検出歪量に応じて加圧給気ファンの回転駆動を制
御する演算・制御手段を備えたので、歪センサからの信
号により必要な附室扉の差圧が把握可能になり、この差
圧に対応して加圧給気ファンの回転駆動を制御すること
で、扉の開閉障害を防止でき、且つ煙の流出拡散を防止
することができる。又場合によっては、火災室（廊下）
の温度が測定されており、この場合、温度と差圧のデー
タにより、消防隊活動時の扉の開閉による煙の進入の危
険性の表示も可能となる。

【００２５】また、本発明に係る差圧センサ付扉は、附
室扉に当接して附室扉に加わる外力を検出する歪センサ
を、扉枠の戸当たり部に設けたので、居室に対して附室
が高圧になることにより附室扉に作用する外力が歪セン
サの検出信号として得られる。この結果、附室扉を挟む
両空間の差圧を、簡素な構造で、容易且つ確実に把握す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加圧排煙システムの構成図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明に係る加圧排煙システムのブロック図で
ある。

【図５】本発明に係る加圧排煙システムの動作を説明す
るフローチャートである。

【符号の説明】

１…特別避難階段室、３…居室、５…附室又はエレベー
タホール、１３…附室扉、１９…加圧給気ファン、２７
…歪センサ、３３…差圧センサ付扉、３５…演算・制御
手段、４３…加圧排煙システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岡 雅哉 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2E185 BA19 CB09 DA02 3H021 AA01 AA08 BA02 BA05 BA11 BA20 CA00 CA01 CA08 CA09 DA01 DA06 DA26 EA05 EA12 EA20 3L058 BE08 BG04 5H316 AA06 BB02 CC08 DD17 EE22 FF02 FF05 GG11 GG15 HH04 HH12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特別避難階段室と、居室との間に介在す
   る附室又はエレベータホールに、加圧給気ファンにより
   圧縮空気を流入させ、該附室又はエレベータホールを隣
   接する前記居室より高圧に加圧し、前記居室から前記附
   室又はエレベータホールへの煙の流入を防止する加圧排
   煙システムにおいて、 前記附室又はエレベータホールとこれに隣接する前記居
   室との間の附室扉に、該附室扉に加わる差圧を検出する
   ための差圧センサを設け、該差圧センサからの検出値に
   応じて前記加圧給気ファンの回転駆動を制御する演算・
   制御手段を備えたことを特徴とする加圧排煙システム。
2. 【請求項２】 階段室と附室又はエレベータホールと、
   これに隣接する居室とを区画する壁部に設けられる差圧
   センサ付扉であって、 前記壁部に取り付けられる扉枠と、該扉枠に、開閉自在
   に取り付けられる附室扉とからなり、 前記附室扉は、附室側へ開放自在であり、 前記扉枠の戸当たり部には、閉動される前記附室扉に当
   接して該附室扉に加わる閉動方向の外力を検出する歪セ
   ンサが設けられたことを特徴とする差圧センサ付扉。