JP2005016785A - 空調兼用排煙システム - Google Patents

Abstract

【課題】還気ダクトと排煙ダクトを兼用することができ、これによって、コストの低減、並びにダクトの占有スペースの削減を図ることができる上に、システムの信頼性および安全性を向上させることができる空調兼用排煙システムを提供する。
【解決手段】居室１の天井内２に、先端部開口から空気または煙を吸引することにより空調システムの還気手段と排煙システムとを兼用するダクト１０を配設するとともに、当該ダクトの基端部に、空調機５に至る還気流路１２と排煙ファン８に至る排煙流路１３とに分岐する分岐部を設け、当該分岐部に、通常時に空気を空調機に導き、かつ火災時に煙を排煙ファンに導くように切り替える流路切替ダンパ２０を介装した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙機能と空調機能とを兼ね備えた空調兼用排煙システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、建物においては、居室内の温湿度や清浄度等を良好な状態に保つために空調システムが設置され、火災時における避難の安全性を確保するために排煙システムが設置されるのが一般的である。
図８〜図１１は、従来の排煙システムおよび空調システムを示す概略構成図である。この建物においては、各階居室１の天井面２ａと直上の床スラブ２ｂとの間の天井内２にチャンバ２ｃがそれぞれ形成されて、それらチャンバ２ｃ内に、横引き排煙ダクト５１が展開されるとともに、これら横引き排煙ダクト５１には、排煙ダンパ５２を介して、建物の各階に亘って鉛直方向に延びる排煙立ダクト５３が接続され、この排煙立ダクト５３の上端には、当該ダクト内の煙を吸引して屋外に排出する排煙ファン８が設けられている。これら排煙ダクト５１、排煙ダンパ５２、排煙立ダクト５３および排煙ファン８等によって排煙システムが構成されている。
また、上記チャンバ２ｃには、上記排煙ダクト５１とは別に、空調機械室の空調機５から吐出された調和空気を居室１内に供給するための給気ダクト５５と、居室１内の空気を空調機５に還気するための還気ダクト５６とがそれぞれ設けられ、これらダクト５５、５６と空調機５とによって空調システムが構成されている。
【０００３】
上記構成からなる排煙システムおよび空調システムを備えた建物においては、通常時には、図８および図１０に示すように、各階の空調機５が作動して、サプライファン６より吐出された調和空気が給気ダクト５５を介して居室１内に供給されるとともに、居室１内の空気が還気ダクト５６を介してレタンファン７に導かれ、このレタンファン７から吐出された空気の一部が屋外に排出される一方、残りが空調機５に還気されるようになっている。この際に、各排煙ダンパ５２は閉状態、排煙ファン８は停止状態となっている。
【０００４】
一方、図９および図１１に示すように、例えば、建物のＮ階の居室１で火災が発生した際には、その火災の発生が火災検知器（図示省略）等によって検出され、その検出信号に基づいて、各階の空調機５が運転を停止するとともに、Ｎ階の排煙ダンパ５２が開放されて、排煙ファン８が作動する。その結果、火災が発生した居室１（火災室１Ａ）内の煙が、排煙ファン８の吸引により、横引き排煙ダクト５１および排煙立ダクト５３を介して屋外に排出され、これにより、火災室１Ａから他の居室１等への煙の侵入が防止されて、火災に対する避難時の安全性が確保されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来のシステムにおいては、空調用のダクト５５、５６とは別に天井内２に排煙ダクト５１を設ける必要があることから、天井内２に十分なスペースがない場合には、それらダクトを天井内２の限られたスペースに納めるのが容易ではなかった。また、ダクトを天井内２に収納することができたとしても、天井内２が錯綜してメンテナンス等の作業に支障をきたすような場合もあった。
さらに、排煙システムを構成する各設備が火災発生時にしか利用できないことから、設備全体としての使用効率が悪く、コスト面での課題を有していた。
一方で、排煙システムは、防災上重要なシステムであることから、従来よりも高い信頼性および安全性を有する排煙システムが常に求められている。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、還気ダクトと排煙ダクトを兼用することができ、これによって、コストの低減、並びにダクトの占有スペースの削減を図ることができる上に、システムの信頼性および安全性を向上させることができる空調兼用排煙システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、建物の内部空間に空調機から吐出された調和空気を供給する給気手段および上記内部空間の空気を吸引して上記空調機に還気する還気手段を有する空調システムと、上記建物の内部空間において火災が発生した際に排煙手段によって当該内部空間の煙を吸引して屋外に排気する排煙システムとを備える空調兼用排煙システムであって、上記内部空間の天井内に、先端部開口から上記内部空間の上記空気または上記煙を吸引することにより上記空調システムの上記還気手段と上記排煙システムとを兼用するダクトを配設するとともに、当該ダクトの基端部に、上記空調機に至る還気流路と上記排煙手段に至る排煙流路とに分岐する分岐部を設け、当該分岐部に、通常時に上記空気を上記空調機に導き、かつ上記火災時に上記煙を上記排煙手段に導くように切り替える流路切替ダンパを介装したことを特徴とするものである。
ここで、上記内部空間には、居住、執務、娯楽などの目的のために用いられる各種居室が含まれる他に、廊下やエレベータホールなども含まれる。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、天井内のダクトを還気と排煙とに兼用するようにしたので、コストの低減、並びにダクトの占有スペースの削減を図ることができる。
また、天井内のダクトや流路切替ダンパなど、排煙システムを構成する設備の多くが、通常時においても空調システムの還気手段として使用されることとなるので、火災時にしか使用されない従来の排煙システムと比較して、システムの安定性および信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、従来では、ダクトの梁貫通スペースを確保できない際に、梁と天井面との間に空気流通用の隙間を設け、この隙間を排煙ダクトに代わる流路として用いる場合もあったが、請求項１に記載の発明によれば、天井内のダクトを還気と排煙とに兼用するようにしたので、上記のような隙間が不要となり、その分、天井高を高くしたり、或いは階高を低くしたりすることが可能になる。また、還気のときと同じように天井内の各所を均一に排煙することが可能になり、従来の排煙システムと比較して排煙効率を高めることができる。
【００１０】
さらに、還気流路と排煙流路の切替を、その分岐部に設けた流路切替ダンパのみで行うようにしたので、例えば、還気流路と排煙流路の各々に開閉ダンパを設けて、それらダンパの協働により、ダクト内の空気の流れ方向を切り替えるように構成したシステムと比較して、ダンパの設置数が少なくて済み、その結果、コストの低減、収納スペースの削減、工法の簡略化（工数の削減）を図ることが可能になる。また、上記システムのように複数のダンパを設けた場合には、ダンパの制御が複雑になるだけでなく、それらダンパすべてが正常に作動する確率（全体の稼働率）が低下する虞があるが、請求項１に記載の発明のように、一つの流路切替ダンパで流路の切替を行う場合には、ダンパの制御が容易になるのに加えて、故障率も低くなることから、流路切替ダンパの作動の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空調兼用排煙システムにおいて、上記流路切替ダンパは、空気の流入口と２つの吐出口とを具備し、内部に上記流入口から両吐出口に通ずる空洞部を有する筐体部と、上記筐体部内に回動自在な状態で設けられ、その回動角度に応じて、上記吐出口の一方を閉塞して他方を開放する第１状態と、上記吐出口の他方を閉塞して一方を開放する第２状態とに切替可能な羽根部材と、上記羽根部材に回動力を付与するための駆動装置とを備えてなり、上記筐体部は、上記流入口に上記ダクトが、上記吐出口の一方に上記排煙流路が、上記吐出口の他方に上記還気流路がそれぞれ接続され、上記羽根部材は、通常時は上記第１状態に保たれる一方、排煙時には上記駆動装置により回動されて上記第２状態に切り替えられるようになっていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、羽根部材を回動させるだけの単純な操作で、還気流路と排煙流路の切替を行うことができる。したがって、切替動作を円滑に行うことができ、流路切替ダンパの作動の信頼性をより一層向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、本発明に係る空調兼用排煙システムの一実施形態を示す概略構成図である。この空調兼用排煙システムにおいては、各階居室１の天井内２にチャンバ２ｃがそれぞれ形成されて、それらチャンバ２ｃ内に、還気と排煙とに兼用の横引きダクト（以下、兼用ダクトと称する）１０と、空調機５より吐出された調和空気を各居室（内部空間）１に供給するための給気ダクト１１とがそれぞれ配設されている。これら兼用ダクト１０および給気ダクト１１は、図３に示すように、天井内２で複数に分岐して、その各先端部に、吸入口１０ａおよび吐出口１１ａをそれぞれ有している。すなわち、吸入口１０ａおよび吐出口１１ａが天井内２の各所に分散配置されて、空気の吸入および吐出がチャンバ２ｃ内の各所で均一に行われるようになっている。また、天井面２ａには、空気流通用の開口（図示省略）が複数設けられて、チャンバ２ｃと居室１との間を空気が自由に移動できるようになっている。
【００１４】
そして、兼用ダクト１０の基端部には、還気流路１２と排煙流路１３とに分岐する分岐部が設けられ、当該分岐部には、通常時にダクト１０内の空気を空調機５に導き、かつ火災時にダクト１０内の煙を排煙ファン（排煙手段）８に導くように切り替える流路切替ダンパ２０が介装されている。
還気流路１２は、上記分岐部から空調機５または屋外に空気を導くための流路であって、図１に示すように、途中で空調機５に至る流路１２ａと排気口１２ｃに至る流路１２ｂとに分岐し、その分岐点の上流側にレタンファン７が設置されている。これら還気流路１２、レタンファン７および兼用ダクト１０等によって、各居室１内の空気を吸引して空調機５に還気する還気手段が構成されている。
また、前述した給気ダクト１１によって、空調機５から吐出された調和空気を各居室１に供給する給気手段が構成され、この給気手段と上記還気手段とにより空調システムが構成されている。
【００１５】
一方、排煙流路１３は、上記分岐部から屋外に煙を導くための流路であって、建物の各階に亘って鉛直方向に延びる排煙立ダクト１３ａと、この排煙立ダクト１３ａから分岐して各階の天井内２へと延びる中継ダクト１３ｂとにより構成されている。排煙立ダクト１３ａの上端部には、当該ダクト内の煙を吸引して屋外に排出する排煙ファン８が設けられている。これら排煙ファン８、排煙立ダクト１３ａ、中継ダクト１３ｂおよび兼用ダクト１０等によって、居室１内で火災が発生した際に当該居室１内の煙を吸引して屋外に排気する排煙システムが構成されている。
【００１６】
流路切替ダンパ２０は、可動ベーン機構による一体型切替ダンパであって、図５に示すように、筐体部２１と、空気の流れ方向を変える羽根部材（可動ベーン）２２と、羽根部材２２を駆動する駆動装置２３と、筐体部２１を支承する架台２４とを備えて構成されている。
筐体部２１は矩形筒状に形成され、その軸線方向の両端が開口して、それら開口が空気の吐出口Ｂ、Ｃとなっている。また、筐体部２１の一側面２１ａには、空気の流入口Ａが形成され、これと対向する側面２１ｂの内周側には、羽根部材２２と協働して空気の流れ方向を変える気流ガイド２５ａ、２５ｂが、上記軸線方向における両端部から羽根部材２２の回転軸２６に向けて延出する状態で設けられている。これら気流ガイド２５ａ、２５ｂは、熱などによる筐体部２１の変形を防止する補強壁としても機能するようになっている。
【００１７】
また、上記側面２１ａ、２１ｂと直交する各側面２１ｃ、２１ｄには、羽根部材２２の回転軸２６を回動自在に支持する軸受け２７が、各々の中央部に設けられている。この実施形態では、流入口Ａに兼用ダクト１０が接続され、吐出口Ｂに角単管２８ａを介して排煙流路１３の中継ダクト１３ｂが接続され、吐出口Ｃに角単管２８ｂを介して還気流路１２が接続されている。流入口Ａ、吐出口Ｂ、Ｃの各々の周縁部には、それぞれフランジ２９ａ、２９ｂ、２９ｃが設けられ、それらフランジ２９ａ、２９ｂ、２９ｃが兼用ダクト１０や単管２８ａ、２８ｂの端部に形成されたフランジと重ね合わせた状態で固着されるようになっている。
【００１８】
羽根部材２２は、その一端側に回転軸２６を有し、この回転軸２６を中心に筐体部２１内で回動自在に保持されている。この羽根部材２２は、その回動角度に応じて、吐出口Ｂを閉塞して吐出口Ｃを開放する第１状態（図３の状態）と、吐出口Ｃを閉塞して吐出口Ｂを開放する第２状態（図４の状態）とに選択的に切替可能となっている。すなわち、羽根部材２２は、第１状態において、図３（ｂ）に示すように、流入口Ａと吐出口Ｂとを繋ぐ内部流路を遮断すると同時に、流入口Ａと吐出口Ｃとを繋ぐ内部流路の一側壁を気流ガイド２５ｂとともに構成するように配置される一方、第２状態においては、図４（ｂ）に示すように、流入口Ａと吐出口Ｃとを繋ぐ内部流路を遮断すると同時に、流入口Ａと吐出口Ｂとを繋ぐ内部流路の一側壁を気流ガイド２５ａとともに構成するように配置される。羽根部材２２は、図５（ａ）に示すように、第１状態と第２状態において、空気の流入方向と吐出方向のそれぞれに対して約４５度の傾斜角度となるようにその向きが設定され、これにより、空気の流れ方向の転換が円滑に行われて、当該流路切替ダンパ２０を通過する際の圧力損失が抑制されるようになっている。さらに、流入口Ａの周縁部にはガスケットが取り付けられて、羽根部材２２が第１状態と第２状態にあるときに、羽根部材２２の先端部と筐体部２１の内周面との間に隙間が生じることの無いように構成されている。
【００１９】
また、図５（ｂ）に示すように、羽根部材２２の回転軸２６は、その一端側が筐体部２１の側面２１ｄを貫通して筐体部２１外の駆動装置２３にまで延び、この駆動装置２３によって回動力が付与されるようになっている。羽根部材２２は、通常時は上記第１状態に保たれる一方、排煙時には駆動装置２３により回動されて上記第２状態に切り替えられるように設定されている。
【００２０】
他方、各階の居室１には、火災の発生を検知するための火災検知器（図示省略）がそれぞれ設けられ、それら火災検知器からの火災信号が防災センタ等に設置された制御装置（図示省略）に出力されるようになっている。この制御装置は、火災信号に基づいて火災発生を検知した場合に、その火災信号が発せられた階の流路切替ダンパ２０の駆動装置２３や排煙ファン８、各階の空調機５に対してそれぞれ制御信号を出力することにより、火災発生階の流路切替ダンパ２０を還気流路１２側から排煙流路１３側に切り替えて、排煙ファン８を作動させる制御や、各階の空調機５の運転を停止させる制御等を行う。一方、火災後には、火災発生階の流路切替ダンパ２０の駆動装置２３や排煙ファン８、各階の空調機５に対してそれぞれ制御信号を出力することにより、火災発生階の流路切替ダンパ２０を排煙流路１３側から還気流路１２側に復帰させて、排煙ファン８を停止させる制御や、各階の空調機５の運転を再開させる制御等を行う。
【００２１】
また、各階の居室１近傍には、図６に示すような排煙口開放函３０がそれぞれ設置されている。この排煙口開放函３０には、電源表示灯３１、開放表示灯３２、操作ボタン３３等が設けられ、電源表示灯３１や開放表示灯３２の点灯状態によって排煙システムの作動状態が視認できるようになっている。また、火災信号が制御装置に出力されなくとも、操作ボタン３３を操作することにより、その操作信号が各階の空調機５、その階の流路切替ダンパ２０、排煙ファン８にそれぞれ出力されて、これにより、各階の空調機５が運転を停止するとともに、その階の流路切替ダンパ２０が還気流路１２側から排煙流路１３側に切り替えられて、排煙ファン８が作動するようになっている。このため、万が一、火災検知器等に故障が生じたとしても、電源表示灯３１や開放表示灯３２の点灯状態を確認しながら操作ボタン３３を操作することにより、火災室１Ａの排煙を適切に行うことができる。
【００２２】
上記構成からなる空調兼用排煙システムによれば、通常時には、図１および図３に示すように、各階の空調機５が作動して、サプライファン６より吐出された調和空気が給気ダクト１１を介して各階の居室１に供給されるとともに、流路切替ダンパ２０の羽根部材２２が第１状態に保たれて兼用ダクト１０から還気流路１２に向かう内部流路（流入口Ａ→吐出口Ｃ）が形成され、これにより、居室１内の空気が兼用ダクト１０を介してレタンファン７に導かれた後、このレタンファン７から吐出された空気の一部が空調機５に還気される一方、残りが屋外に排出され、この屋外に排出された空気に相当する量の新鮮な外気が空調機５に取り込まれることとなる。これにより、環境衛生上必要とされる換気が行われつつ、居室１内が快適な状態に保たれる。この際に、排煙ファン８は停止状態となっている。
【００２３】
一方、図２および図４に示すように、例えば、Ｎ階の居室１で火災が発生した際には、Ｎ階の火災検知器からの火災信号または排煙口開放函３０からの操作信号に基づいて、各階の空調機５が運転を停止した後、Ｎ階の流路切替ダンパ２０の羽根部材２２が駆動装置２３により第２状態に回動変換されて兼用ダクト１０から排煙流路１３に向かう内部流路（流入口Ａ→吐出口Ｂ）が形成され、その後、排煙ファン８が作動する。その結果、火災が発生した居室１（火災室１Ａ）内の煙が、排煙ファン８の吸引により、兼用ダクト１０、中継ダクト１３ｂおよび排煙立ダクト１３ａを介して屋外に排出され、これにより、火災室１Ａから他の居室１等への煙の侵入が防止されて、火災に対する避難時の安全性が確保される。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、天井内２の横引きダクト１０を還気と排煙とに兼用するようにしたので、コストの低減、並びにダクトの占有スペースの削減を図ることができる。
また、兼用ダクト１０や流路切替ダンパ２０など、排煙システムを構成する設備の多くが、通常時においても空調システムの還気手段として使用されることとなるので、火災時にしか使用されない従来の排煙システムと比較して、システムの安定性および信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、従来では、排煙ダクト５１の梁貫通スペースを確保できない際に、図７（ａ）に示すように、梁３と天井面２ａとの間に空気流通用の隙間３ａを設け、この隙間３ａを排煙ダクト５１に代わる流路として用いる場合もあったが、本実施形態によれば、図７（ｂ）に示すように、還気と排煙とに共通のダクト１０を用いるようにしたので、上記のような隙間３ａが不要となり、その分、天井高を高くしたり、或いは階高を低くしたりすることが可能になる。また、還気のときと同じように天井内２の各所を均一に排煙することが可能になり、図７（ａ）に示すような従来の排煙システムと比較して排煙効率を高めることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、羽根部材２２を回動させることにより還気流路１２と排煙流路１３との切替を行う流路切替ダンパ２０を用いるようにしたので、複数の開閉ダンパを組み合わせて還気流路１２と排煙流路１３との切替を行う場合と比較して、ダンパの設置数が少なくて済み、これにより、コストの低減、収納スペースの削減、工法の簡略化を図ることができるとともに、流路切替ダンパ２０の作動の信頼性を向上させることができる。また、流路切替ダンパ２０に温度ヒューズを設けることにより、当該流路切替ダンパ２０に防火ダンパとしての機能を持たせることも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にれば、還気ダクトと排煙ダクトを兼用することができ、これによって、コストの低減、並びにダクトの占有スペースの削減を図ることができる。また、システムの信頼性および安定性を高めることができ、火災時における建物内の避難安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空調兼用排煙システムの一実施形態を示す概略構成図で、通常時の状態を示している。
【図２】図１の空調兼用排煙システムにおいて火災が発生したときの状態を示す概略構成図である。
【図３】図１の空調兼用排煙システムの平面図で、通常時の状態を示している。
【図４】図１の空調兼用排煙システムの平面図で、火災発生時の状態を示している。
【図５】流路切替ダンパを示す図である。
【図６】排煙口開放函を示す図である。
【図７】天井内の梁周辺を示す図である。
【図８】従来の排煙システムおよび空調システムを示す概略構成図である。
【図９】図８の建物において火災が発生したときの状態を示す図である。
【図１０】図８の排煙システムおよび空調システムの平面図で、通常時の状態を示している。
【図１１】図８の排煙システムおよび空調システムの平面図で、火災発生時の状態を示している。
【符号の説明】
１ 居室（内部空間）
２ 天井内
５ 空調機
７ レタンファン（還気手段、空調システム）
８ 排煙ファン（排煙手段、排煙システム）
１０ 兼用ダクト（還気手段、排煙システム）
１１ 給気ダクト（給気手段、空調システム）
１２ 還気流路（還気手段、空調システム）
１３ 排煙流路（排煙システム）
２０ 流路切替ダンパ
２１ 筐体部
２２ 羽根部材
２３ 駆動装置

Claims (2)

1. 建物の内部空間に空調機から吐出された調和空気を供給する給気手段および上記内部空間の空気を吸引して上記空調機に還気する還気手段を有する空調システムと、上記建物の内部空間において火災が発生した際に排煙手段によって当該内部空間の煙を吸引して屋外に排気する排煙システムとを備える空調兼用排煙システムであって、
   上記内部空間の天井内に、先端部開口から上記内部空間の上記空気または上記煙を吸引することにより上記空調システムの上記還気手段と上記排煙システムとを兼用するダクトを配設するとともに、当該ダクトの基端部に、上記空調機に至る還気流路と上記排煙手段に至る排煙流路とに分岐する分岐部を設け、当該分岐部に、通常時に上記空気を上記空調機に導き、かつ上記火災時に上記煙を上記排煙手段に導くように切り替える流路切替ダンパを介装したことを特徴とする空調兼用排煙システム。
2. 上記流路切替ダンパは、
   空気の流入口と２つの吐出口とを具備し、内部に上記流入口から両吐出口に通ずる空洞部を有する筐体部と、
   上記筐体部内に回動自在な状態で設けられ、その回動角度に応じて、上記吐出口の一方を閉塞して他方を開放する第１状態と、上記吐出口の他方を閉塞して一方を開放する第２状態とに切替可能な羽根部材と、
   上記羽根部材に回動力を付与するための駆動装置とを備えてなり、
   上記筐体部は、上記流入口に上記ダクトが、上記吐出口の一方に上記排煙流路が、上記吐出口の他方に上記還気流路がそれぞれ接続され、
   上記羽根部材は、通常時は上記第１状態に保たれる一方、排煙時には上記駆動装置により回動されて上記第２状態に切り替えられるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の空調兼用排煙システム。

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