JP2005198703A - Disaster protection structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disaster protection structure to resolve a contradiction of a smoke discharging capacity and a risk of the spread of a fire maintaining the protection of a smoke discharger (continuous smoke discharging) as a precondition. <P>SOLUTION: The disaster protection structure comprises a multilayered structure 4 which forms a life space and a smoke discharging network which is disposed in many layers in the multilayered structure 4. The smoke discharging network is formed by a smoke discharging duct 6, the smoke discharger 8 which is disposed in the smoke discharging duct 6 and a cooling structure 17 which refrigerates a flow of smoke flowing in the smoke discharging duct 6 and forms a dam of the heat in the duct. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、防災構造に関し、特に、大深度型の地中防災構造に関する。   The present invention relates to a disaster prevention structure, and more particularly to a deep-type underground disaster prevention structure.

超高層化工法、大深度工法の技術の進展は、大規模な鉛直方向空間構造、特に、地下(地中)空間の創出を実現する。公知の防災システムは、大規模地中空間で発生する災害には無力であると考えられる。警報の種類が多く警報器の数が多く、多数の警報器の多様な警報内容から災害の状況を迅速に且つ的確に判断することは、人又はコンピュータにとって困難である。可燃物貯蔵箇所の煙感知器の作動は、必ずしも火災を知らせていることにならず、可燃物、電源がない箇所の煙感知器の煙関知信号は誤作動に基づく可能性が小さくなく、煙センサとともに熱センサが作動している場合には、放火の可能性が高い。放火であるかどうかは、人又はコンピュータでは判断が困難である。   Advances in the technology of super-high-rise construction methods and deep construction methods will realize the creation of large-scale vertical spatial structures, especially underground (underground) spaces. Known disaster prevention systems are considered ineffective against disasters that occur in large underground spaces. There are many types of alarms and a large number of alarm devices, and it is difficult for a person or a computer to quickly and accurately determine a disaster situation from various alarm contents of many alarm devices. The operation of the smoke detector at the combustible storage location does not necessarily indicate a fire, and the smoke detector signal of the smoke detector where there is no combustible or power supply is not likely to be based on malfunction, If a thermal sensor is working with the sensor, there is a high possibility of arson. It is difficult for a person or a computer to determine whether or not the arson is arson.

火災発生に対する適正な避難と消防活動のためには、煙の挙動の認識が重要である。大深度地中構造では、その挙動を予測することが困難であり、被害の拡大程度(延焼程度)を予測することが困難である。人又はコンピュータにより推定される現状に対して仮に対策が採られる場合に、その効果の予測は困難であり、又は、逆効果的である。1台の排風機には複数のダクトが接続され、その複数のダクトは網目状に枝分かれし、更には、1つの部屋と他の部屋はドアで繋がっていて、扉、ダンパの開閉状態の変更は施設全体に予測不可能の影響を与えて、逆効果を招く恐れが強い。高深度の地下鉄、複雑構造の大深度構造では、避難者は現在位置を確認することが困難であり、避難経路の認識が乏しい。地中構造内の避難者は、上方に流れる煙流が充満する避難経路に迷い込む恐れが大きい。避難時の混乱は、災害弱者の優先避難を困難にする。このように、公知の防災システムは、地中構造に対して無力である。   Recognition of smoke behavior is important for proper evacuation and fire fighting activities. In a deep underground structure, it is difficult to predict the behavior, and it is difficult to predict the extent of damage (fire spread). If a measure is taken against the current situation estimated by a person or a computer, the effect is difficult to predict or counter-effective. A plurality of ducts are connected to one exhaust fan, and the plurality of ducts branch in a mesh shape. Furthermore, one room and another room are connected by doors, and the open / close state of the door and damper is changed. Has an unpredictable impact on the entire facility and is likely to have adverse effects. In deep subways and complex deep structures, it is difficult for evacuees to confirm their current location, and evacuation routes are not well recognized. The evacuees in the underground structure are more likely to get lost in the evacuation route filled with the smoke flow flowing upward. Confusion at the time of evacuation makes priority evacuation of vulnerable people difficult. Thus, known disaster prevention systems are powerless with respect to underground structures.

地下空間は、高深度化と複雑化が進んでいる。そのような地下空間から緊急的に脱出することは困難である。火災時の現実の避難速度が想定されている避難速度より遅い場合には、設備されている排煙能力が間に合わず、避難者が煙に巻き込まれることを回避することが困難である。現実の避難時間が想定されている避難時間より長い場合には、発生する煙が拡散して避難路に流出する。そのような状況で待避行動をとることは、困難であり又は不可能である。化学物質が拡散している状況でその拡散空間が室温に維持されている場合には、分子量又は比重が空気より大きい化学物質は、普通には上方部位に配置される排煙装置により排出する排煙効果は薄い。   The underground space is getting deeper and more complex. It is difficult to urgently escape from such underground space. When the actual evacuation speed at the time of a fire is slower than the assumed evacuation speed, it is difficult to prevent the evacuee from getting caught in the smoke because the installed smoke evacuation capability is not in time. When the actual evacuation time is longer than the assumed evacuation time, the generated smoke diffuses and flows out into the evacuation route. It is difficult or impossible to take retreat behavior in such a situation. If the diffusion space is maintained at room temperature in a situation where chemicals are diffusing, chemicals with a molecular weight or specific gravity greater than air will normally be discharged by a smoke evacuator located at the upper part. The smoke effect is thin.

排煙性と延焼性は、相矛盾する。排煙ダクトの入り口に防火ダンパ(熱ヒューズダンパ)が設置される。排煙ダクトの温度が規定温度を越える時には、防火ダンパが閉止する。防火ダンパの閉止は、排煙ダクトに付随する排煙機を熱から保護する。このような排煙性の抑制は、排煙ダクトを設ける趣旨に反する。排煙性が良好であることは、新鮮な空気の導入を促進し、延焼性を増大させ、飛び火が生じて、新たな火源の数を増大させる。防火ダンパが作動すれば、防火ダンパが作動していない部屋の排煙機により排煙を行うことを余儀なくされる。このような排煙には、下記の問題点が存在する。
(1)発生源から排煙しないので、排煙効率が低下する。
(2)発生源の煙を他の部屋を介して排煙することは、煙の拡散を促進し、隣接の部屋に対する煙の呼び込みを招く。
(3)全ての防火ダンパが閉止すれば、排煙能力は著しく低下し、消防活動に支障が出る。火災が十分に進行して延焼面積が大きくなった場合に、全ての防火ダンパが作動している可能性がある。
There is a contradiction between smoke emission and fire spread. A fire damper (thermal fuse damper) is installed at the entrance of the smoke exhaust duct. When the temperature of the smoke exhaust duct exceeds the specified temperature, the fire damper is closed. The closing of the fire damper protects the smoke exhauster associated with the smoke exhaust duct from heat. Such suppression of smoke exhaustion is contrary to the purpose of providing a smoke exhaust duct. Good smoke evacuation promotes the introduction of fresh air, increases the spread of fire, creates a spark and increases the number of new fire sources. If the fire damper is activated, smoke must be exhausted by the smoke evacuator in the room where the fire damper is not activated. Such flue gas has the following problems.
(1) Since the smoke is not exhausted from the generation source, the smoke exhaust efficiency is reduced.
(2) Exhausting the source smoke through another room promotes the diffusion of the smoke and invites the smoke to adjacent rooms.
(3) If all the fire dampers are closed, the smoke exhausting ability will be significantly reduced, and fire fighting activities will be hindered. When the fire has progressed sufficiently and the fire spread area has increased, all the fire dampers may be in operation.

このような矛盾的な問題点の解消のためには、火災発生源又はその近傍の排煙機により排煙を継続的に行うことが重要であるが、排煙を実行することは新鮮な空気の導入による火源の温度の上昇と排気温度の上昇を招く。このように、排煙機と防火ダンパは、互いに矛盾的に動作する。排煙機の高熱による故障は、防災の点で回避されなければならない。排煙機を駆動する駆動器(例示:電動モータ)は、高熱で故障する部分(トランジスタ、励磁コイル)を持つ。高熱により、排煙機の部分が変形し、潤滑材が変質して回転軸又は軸受が焼き付き、モータの過加熱による機能喪失、配線の焼損のような配線不良が生じる。   In order to resolve such contradictory problems, it is important to continuously exhaust the smoke from the fire source or in the vicinity of the smoke exhauster. As a result, the temperature of the fire source rises and the exhaust temperature rises. In this way, the smoke evacuator and the fireproof damper operate inconsistently with each other. Failure of the smoke exhauster due to high heat must be avoided in terms of disaster prevention. A driver (eg, an electric motor) that drives a smoke evacuator has a portion (transistor, excitation coil) that fails due to high heat. Due to the high heat, the part of the smoke evacuator is deformed, the lubricant is denatured and the rotating shaft or bearing is seized, resulting in wiring failure such as loss of function due to overheating of the motor and wiring burnout.

一時的な避難設備である防災シェルタの重要性の再考が重要である。断熱性二重構造のシェルタは、後掲特許文献1で知られている。冷却構造を持つシェルタは、後掲特許文献2で知られている。熱風発生に対処するための一時的避難構造のシェルタは、後掲特許文献3で知られている。避難口が複数に配置されるシェルタは、後掲特許文献4で知られている。   It is important to reconsider the importance of disaster prevention shelters, which are temporary evacuation facilities. A heat-insulating double-structured shelter is known from Patent Document 1 described later. A shelter having a cooling structure is known from Patent Document 2 described later. A shelter with a temporary evacuation structure for coping with hot air generation is known from Patent Document 3 listed later. A shelter in which a plurality of evacuation exits are arranged is known from Patent Document 4 described later.

防災システムは、シェルタ、排煙ダクトのネット配置、多数の位置に配置される多数の温度計・煙探知器、計測器、スプリンクラーを駆動する電気的駆動源、多数の多様な計測器の計測信号に連動する多数の排煙ダクトの開閉と多数の防火扉の開閉を統括的に制御するコンピュータ、避難誘導の通信系のような複雑な機器系統の集まりである。地震に伴う火災の発生時には、そのような多様に複雑に絡み合う機器の制御系の一部又は全部は、その制御が不能になることが予想される。   Disaster prevention system consists of shelter, smoke duct net arrangement, numerous thermometers / smoke detectors, measuring instruments, electrical drive sources that drive sprinklers, and many different measurement signals It is a collection of complicated equipment systems such as computers that centrally control the opening and closing of many smoke exhaust ducts and the opening and closing of many fire doors, and communication systems for evacuation guidance. In the event of a fire associated with an earthquake, it is expected that some or all of the control systems of such complex and intertwined devices will be disabled.

被害の拡大範囲の予測は困難である。網の目のように繋がる排煙ダクトに多数の位置で介設されているダンパの適正な開閉制御を予測することはコンピュータでも困難である。知的に高度であり安全に保護される場所に設置されるコンピュータは、通信線が途絶えれば無用の長物である。   It is difficult to predict the extent of damage. It is difficult for a computer to predict proper opening / closing control of dampers interposed at many positions in a smoke exhaust duct connected like a mesh. Computers installed in intelligently sophisticated and safe protected locations are useless if the communication line is interrupted.

排煙性と延焼性の矛盾を解決することが求められる。排煙性を確保することは、特に、重要である。   It is required to resolve the contradiction between smoke emission and fire spread. It is particularly important to ensure smoke emission.

特許第3018402Patent No. 3018402 特開平11−141173号JP-A-11-141173 特開2000−34848号JP 2000-34848 特許第2926470号Japanese Patent No. 2926470

本発明の課題は、排煙性と延焼性の矛盾を解決する防災構造を提供することにある。
本発明の他の課題は、排煙性の確保(常時排煙)を前提として排煙性と延焼性の矛盾を解決する防災構造を提供することにある。
The subject of this invention is providing the disaster prevention structure which solves the contradiction of smoke exhaustion and fire spreadability.
Another object of the present invention is to provide a disaster prevention structure that solves the contradiction between smoke emission and fire spread on the premise of ensuring smoke emission (constant smoke emission).

本発明による防災構造は、生活空間を形成する多層構造(4)と、多層構造(4)に多層状に配置される排煙ネットワークとから構成されている。排煙ネットワークは、排煙ダクト(6)と、排煙ダクトに介設される排煙機(8)と、排煙ダクト(6)の中で流れる煙流を冷却して排煙ダクト(6)の中に熱ダムを形成するする冷却構造とから形成されている。[多層構造(4)は、地中、地下の地中多層構造である点で特に防災効果が高い]。   The disaster prevention structure by this invention is comprised from the multilayer structure (4) which forms a living space, and the flue gas network arrange | positioned in multilayer form in the multilayer structure (4). The flue gas network cools the flue gas flowing in the flue gas duct (6), the flue gas machine (8) interposed in the flue gas duct (6), and the flue gas duct (6). ) And a cooling structure that forms a thermal dam. [Multilayer structure (4) has a particularly high disaster prevention effect in that it is an underground and underground underground multilayer structure].

大深度高層ビル、地下鉄駅のような高深度に建設される構造物で発生する火災は、その熱と煙を含む有害化学物質により甚大な被害を多くの人に及ぼす。煙突化する高層構造物は煙流を生成し延焼をより上層に拡大する。その構造物の中でネット化されている排煙ダクトは、排煙のために高速の高温煙流を作り出し、延焼を促進する原因になるが、排煙ダクトをなくすことはできない。本発明では、排煙ダクトの中に流れる煙流は冷却され、排煙ダクトがネット化されている高層ビルは、全体的に恰も冷蔵庫化する。大半の熱は排煙機により排煙ダクトの中に集中し、その冷却効率が高く、その冷却効果が大きい。温度低下は、延焼を防止する最善の効果を示す。冷却は、排煙機そのものを保護することができる点で極めて効果的である。冷却されてダクト内に流れる煙流はダクト自体を冷却し、排煙機を保護し、排煙性を確保した上で、排煙性と延焼性の矛盾を解消する。排煙性は第1義的に重要であり、排煙機の保護が必要である。排煙機は、下流側に高温煙流を送る。延焼性を低下させるために煙流の冷却が必要であり、且つ、排煙機を保護するために煙流の冷却が第2義的に重要である。   Fires that occur in deeply built high-rise structures such as high-rise buildings and subway stations cause a great deal of damage to many people due to harmful chemical substances including heat and smoke. A high-rise structure that forms a chimney creates a smoke stream and extends the spread of fire to a higher layer. The smoke exhaust duct that is netted in the structure creates a high-speed high-temperature smoke stream for exhaust smoke, and promotes the spread of fire, but the smoke exhaust duct cannot be eliminated. In the present invention, the smoke flow flowing in the smoke exhaust duct is cooled, and the high-rise building in which the smoke exhaust duct is netted is converted into a refrigerator as a whole. Most of the heat is concentrated in the smoke exhaust duct by the smoke exhauster, its cooling efficiency is high, and its cooling effect is great. A temperature drop shows the best effect of preventing fire spread. Cooling is extremely effective in that the smoke evacuator itself can be protected. The flow of smoke that is cooled and flows into the duct cools the duct itself, protects the smoke exhauster, secures smoke exhaustion, and eliminates the contradiction between smoke exhaustion and fire spread. Smoke emission is primarily important, and it is necessary to protect the smoke evacuator. The smoke evacuator sends a high-temperature smoke stream downstream. In order to reduce the spread of fire, it is necessary to cool the smoke stream, and in order to protect the smoke evacuator, the cooling of the smoke stream is secondarily important.

その冷却構造は、排煙機(8)より上流側で排煙ダクト(6)の中に配置されるダンパー(17)とから形成されている。ダンパ(17)は、煙流の温度が規定温度以上に上昇する際に、上流側の煙流を絞る絞り(21)を形成している。絞りは断熱膨張により急冷し、熱を火源側に閉じ込める作用を有し、延焼性の増大を抑制する。物質は一定以上で発火する。そのような閉じ込めは、火源の物質をより速く燃え尽きさせ、且つ、酸素不足により火力が衰えるが、絞りの下流側の煙流の温度は急冷されその延焼性が低下し、煙は速やかに排出される。このように、ダンパは、熱ダムを形成する。   The cooling structure is formed of a damper (17) disposed in the smoke exhaust duct (6) on the upstream side of the smoke exhauster (8). The damper (17) forms a throttle (21) that restricts the upstream smoke flow when the temperature of the smoke flow rises above a specified temperature. The aperture is rapidly cooled by adiabatic expansion, has the effect of confining heat to the fire source side, and suppresses the increase in fire spread. The substance ignites above a certain level. Such confinement causes the fire source material to burn out more quickly and the thermal power to decay due to lack of oxygen, but the temperature of the smoke stream downstream of the throttling is rapidly cooled and its flame spread is reduced, and the smoke is expelled quickly. Is done. In this way, the damper forms a thermal dam.

冷却構造は、多層構造(4)に配置される水源(22)と、水源(22)の水を排煙ダクト(6)の中に導入する給水管(23)とから形成されている。給水管(22)は複数の分岐管(24)から形成されている。複数の分岐管(24)は排煙ダクト(6)の中に対してそれぞれに開口する複数の開口(29)を有する開口列を形成している。開口列は、より上流側で開口面積が広く分布し、より下流側で開口面積が狭く分布する。このような分布は、より高温側の煙流をより急速に冷却し、近傍に対する延焼を効果的に抑制する。   The cooling structure is formed by a water source (22) arranged in the multilayer structure (4) and a water supply pipe (23) for introducing water from the water source (22) into the smoke exhaust duct (6). The water supply pipe (22) is formed of a plurality of branch pipes (24). The plurality of branch pipes (24) form an opening row having a plurality of openings (29) that respectively open into the smoke exhaust duct (6). The opening row has a wide opening area on the upstream side and a narrow opening area on the downstream side. Such distribution cools the smoke stream on the higher temperature side more rapidly and effectively suppresses the spread of fire to the vicinity.

開口列はより上流側開口と下流側開口を含む。開口列の上流側開口の断面積は開口列の下流側開口の断面積より広い。このような分布は、より高温側の煙流をより急速に冷却し、近傍に対する延焼を効果的に抑制する。   The opening row includes a more upstream opening and a downstream opening. The cross-sectional area of the upstream opening of the opening row is wider than the cross-sectional area of the downstream opening of the opening row. Such distribution cools the smoke stream on the higher temperature side more rapidly and effectively suppresses the spread of fire to the vicinity.

複数の分岐管(23)は排煙ダクト(6)の中に対してそれぞれに開口する複数の開口(29)を有する開口列を形成する。複数の開口(29)は煙流の流れ方向に概ね直交する方向に配列されている。開口列は、排煙ダクト(6)のより中央側で開口面積が広く分布し、排煙ダクト(6)のより壁面側で開口面積が狭く分布する。流速がより速い煙流は、より速やかに冷却される。   The plurality of branch pipes (23) form an opening row having a plurality of openings (29) that respectively open into the smoke exhaust duct (6). The plurality of openings (29) are arranged in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the smoke flow. In the opening row, the opening area is widely distributed on the center side of the smoke exhaust duct (6), and the opening area is narrowly distributed on the wall surface side of the smoke exhaust duct (6). A smoke stream with a higher flow rate is cooled more quickly.

複数の分岐管(23)は排煙ダクト(6)の中に対してそれぞれに開口する複数の開口(29)を有する開口列を形成する。開口(29)は第1種開口と第2種開口を含む。第1種開口と第2種開口はともに壁面から中央寄りに延びている。第1種開口は第2種開口より壁面から中央寄りに長く延び、且つ、第1種開口の流れ方向横幅は第2種開口の流れ方向横幅より狭い。より流速が速い中央寄りの流れの拡散性が助長され、その冷却効率が高い。   The plurality of branch pipes (23) form an opening row having a plurality of openings (29) that respectively open into the smoke exhaust duct (6). The opening (29) includes a first type opening and a second type opening. Both the first type opening and the second type opening extend from the wall surface toward the center. The first type opening extends longer from the wall surface toward the center than the second type opening, and the lateral width of the first type opening is narrower than the lateral width of the second type opening. The diffusibility of the flow near the center where the flow velocity is faster is promoted, and the cooling efficiency is high.

給水管が排煙ダクト(6)の中で開口する開口(29)の断面積は可変である。煙流温度がより高い場合にその断面積はより広く変化する。断熱膨張効果が増大する。開口位置を温度変化に対応させて変化させることは、冷却効果を強化する。   The cross-sectional area of the opening (29) through which the water supply pipe opens in the smoke exhaust duct (6) is variable. The cross-sectional area varies more widely when the smoke flow temperature is higher. The adiabatic expansion effect is increased. Changing the opening position in response to the temperature change enhances the cooling effect.

冷却構造は、排煙機(8)より上流側で排煙ダクト(6)の中に配置される熱交換器を形成する。熱交換器は、煙流に熱接合する吸熱体(36)と、吸熱体(36)の熱を排煙ダクト(6)の外側に伝達して排煙ダクト(6)の外側で熱を放熱する放熱器(38)から形成されている。熱交換が積極化され、延焼防止効果が更に確実に促進される。   The cooling structure forms a heat exchanger which is arranged in the smoke exhaust duct (6) upstream from the smoke exhauster (8). The heat exchanger has a heat absorber (36) thermally bonded to the smoke flow, and transfers heat of the heat absorber (36) to the outside of the smoke exhaust duct (6) to radiate heat outside the smoke exhaust duct (6). It is formed from the radiator (38) which carries out. Heat exchange is activated and the effect of preventing the spread of fire is further promoted.

本発明による防災構造は、排煙性と延焼性の矛盾を克服し、構造物特に大深度構造物を全体に冷蔵庫化することにより、火災の拡大を有効に防止することができる。冷却されてダクト内に流れる煙流はダクト自体を冷却し、排煙機を保護し、排煙性を確保した上で、排煙性と延焼性の矛盾を解消する。排煙性は第1義的に重要であり、排煙機の保護が必要である。排煙機は、下流側に高温煙流を送る。延焼性を低下させるために煙流の冷却が必要であり、且つ、排煙機を保護するために煙流の冷却が第2義的に重要である。   The disaster prevention structure according to the present invention overcomes the contradiction between smoke emission and fire spreadability, and can effectively prevent the spread of fire by converting the structure, particularly a deep structure, into a refrigerator as a whole. The flow of smoke that is cooled and flows into the duct cools the duct itself, protects the smoke exhauster, secures smoke exhaustion, and eliminates the contradiction between smoke exhaustion and fire spread. Smoke emission is primarily important, and it is necessary to protect the smoke evacuator. The smoke evacuator sends a high-temperature smoke stream downstream. In order to reduce the spread of fire, it is necessary to cool the smoke stream, and in order to protect the smoke evacuator, the cooling of the smoke stream is secondarily important.

本発明による防災構造の実現態は、図に対応して、詳細に記述される。図1に示されるように、大深度地中構造1は、岩盤又は岩盤等価構造2の上に支持されている。大深度地中構造1は、地上生活層3と地中生活層4とシェルタ配置層5とから形成され、岩盤2の上に高層化されて建設されている。大質量物体として建造されているシェルタ10は、大深度地中構造1の最下層領域に接合し地中生活層4の下側に配置されることが特に好ましい。   The realization state of the disaster prevention structure according to the present invention will be described in detail corresponding to the drawings. As shown in FIG. 1, the deep underground structure 1 is supported on a rock mass or a rock mass equivalent structure 2. The deep underground structure 1 is formed of a ground life layer 3, an underground life layer 4, and a shelter arrangement layer 5, and is built on the bedrock 2. It is particularly preferable that the shelter 10 constructed as a large mass object is disposed on the lower side of the underground living layer 4 while being joined to the lowest layer region of the deep underground structure 1.

地中生活層4は多層化されている。地中生活層4の多数の層には、それぞれに、多数本の水平方向排煙ダクトライン6が縦横に又はネット状に配列されている。各層の水平方向排煙ダクトライン6は、複数本の鉛直方向共通排煙ダクトライン7に接続されている。水平方向排煙ダクトライン6には、排煙機8が介設されて装備されている。水平方向排煙ダクトライン6の中の煙と有害ガス(以下、煙流といわれる)は、排煙機8により鉛直方向共通排煙ダクトライン7に送り込まれる。鉛直方向共通排煙ダクトライン7の最上端は、地面上に設置される大型排煙機11に接続している。排煙機8と大型排煙機11は、それぞれに、送風翼を内蔵している。   The underground living layer 4 is multi-layered. A large number of horizontal smoke exhaust duct lines 6 are arranged vertically and horizontally or in a net shape in a large number of layers of the underground living layer 4. The horizontal smoke exhaust duct line 6 of each layer is connected to a plurality of vertical common smoke exhaust duct lines 7. The horizontal smoke exhaust duct line 6 is equipped with a smoke exhauster 8 interposed. Smoke and harmful gas (hereinafter referred to as smoke flow) in the horizontal smoke exhaust duct line 6 are sent to the vertical common smoke exhaust duct line 7 by the smoke exhauster 8. The uppermost end of the vertical common smoke exhaust duct line 7 is connected to a large smoke exhauster 11 installed on the ground. Each of the smoke evacuator 8 and the large smoke evacuator 11 has a built-in blower blade.

排煙機8と大型排煙機11は、地中生活層4の中で大域的に又は局所的に発生する煙流気体を大気中に排出する。煙粒子を除去するサイクロンと有害ガスを燃焼させて無害化する煙流気体無害化装置(図示されず)を大型排煙機11に付属させることは望ましい。状況検知センサユニット12が複数の適正箇所に配置される。状況検知センサユニット12は、排煙機8の内部、排煙機8の近傍、又は、各階層の天井部位に設置される。状況検知センサユニット12は、温度センサ(図示されず)と煙感知センサ(図示されず)と煙流気体流速センサ(図示されず)、その他のセンサ(例示:流量センサ)を形成している。状況検知センサユニット12は、各階層に位置対応して鉛直方向共通排煙ダクトライン7に介設されることは更に好ましい。   The smoke evacuator 8 and the large smoke evacuator 11 discharge the smoke flow gas generated globally or locally in the underground life layer 4 to the atmosphere. It is desirable to attach to the large smoke evacuator 11 a cyclone that removes smoke particles and a smoke gas detoxification device (not shown) that detoxifies the combustion of harmful gases. The situation detection sensor unit 12 is arranged at a plurality of appropriate locations. The situation detection sensor unit 12 is installed in the smoke exhauster 8, in the vicinity of the smoke exhauster 8, or in a ceiling portion of each level. The situation detection sensor unit 12 forms a temperature sensor (not shown), a smoke detection sensor (not shown), a smoke flow gas flow rate sensor (not shown), and other sensors (example: flow rate sensor). More preferably, the situation detection sensor unit 12 is interposed in the vertical common smoke exhaust duct line 7 in correspondence with the position of each level.

シェルタ10には、避難入口用ハッチ13と昇降機の昇降ユニットが内部に対して出入りすることができる昇降ユニット通過用ハッチ14とが形成されている。避難入口用ハッチ13は、シェルタ10の天井面、円筒状側面、鉛直側面、脱出トンネルに向かうトンネル対向面に複数箇所で配置されることが好ましい。シェルタ10の中には、防災システム用コンピュータ15が格納されている。状況検知センサユニット12がそれぞれに出力する検出信号は、有線16又は無線により防災システム用コンピュータ15に送信される。防災システム用コンピュータ15は、その検出信号を解析して多数の排煙機8を群制御する。   The shelter 10 is formed with an escape entrance hatch 13 and an elevator unit passing hatch 14 through which the elevator unit of the elevator can enter and exit. The escape entrance hatch 13 is preferably arranged at a plurality of locations on the ceiling surface, cylindrical side surface, vertical side surface, and tunnel facing surface toward the escape tunnel of the shelter 10. A computer 15 for disaster prevention system is stored in the shelter 10. The detection signals output by the situation detection sensor units 12 are transmitted to the disaster prevention system computer 15 by wire 16 or wirelessly. The disaster prevention system computer 15 analyzes the detection signal and performs group control of a large number of smoke evacuators 8.

本発明による煙流の温度降下方法は、既述の排煙性と延焼性の矛盾を下記の3通りで実現される。
(1)流速法
(2)気化法
(3)熱交換法
以下、各方法について詳述される。
The method for lowering the temperature of the smoke flow according to the present invention realizes the contradiction between the smoke exhaustibility and the fire spreadability described above in the following three ways.
(1) Flow velocity method (2) Vaporization method (3) Heat exchange method Hereinafter, each method will be described in detail.

流速法:
図2に示されるように、水平方向排煙ダクトライン6の中の煙流路16に、開閉ダンパ17が回転自在に配置される。開閉ダンパ17は、回転中心部位で枢軸18により支持されている。枢軸18は、水平方向排煙ダクトライン6の対向側壁に支持されている。枢軸18は、防災システム用コンピュータ15の指令により図に示される動作位置に回転する。開閉ダンパ17は、それ以上の回転をストッパ19により阻止される。開閉ダンパ17には、中心側領域に煙流通過口21が開けられている。開閉ダンパ17は、排煙機8より上流側に配置されている。位置Puは、火源存在側に一致する上流側を示している。位置Pdは、排煙側に一致する下流側を示している。状況検知センサユニット12により検出する上流側煙流温度が規定温度より高くなる時に、防災システム用コンピュータ15は開閉ダンパ17を動作位置に動作させる信号を開閉ダンパ17に送信する。動作用モータ(図示されず)の出力軸は、枢軸18に結合している。動作位置は、開閉ダンパ17の煙流断面積が動作前の煙流断面積より少ない位置として定義される。
Flow velocity method:
As shown in FIG. 2, an open / close damper 17 is rotatably disposed in the smoke flow path 16 in the horizontal smoke exhaust duct line 6. The open / close damper 17 is supported by a pivot 18 at the center of rotation. The pivot 18 is supported on the opposite side wall of the horizontal smoke exhaust duct line 6. The pivot 18 is rotated to the operating position shown in the figure by a command from the disaster prevention computer 15. The opening / closing damper 17 is prevented from further rotation by the stopper 19. The opening / closing damper 17 is provided with a smoke flow passage 21 in a central region. The open / close damper 17 is disposed on the upstream side of the smoke evacuator 8. The position Pu indicates the upstream side that coincides with the fire source existence side. The position Pd indicates the downstream side that coincides with the smoke emission side. When the upstream smoke flow temperature detected by the situation detection sensor unit 12 becomes higher than the specified temperature, the disaster prevention system computer 15 transmits a signal for operating the open / close damper 17 to the operating position. The output shaft of an operating motor (not shown) is coupled to the pivot 18. The operating position is defined as a position where the smoke flow cross-sectional area of the open / close damper 17 is smaller than the smoke flow cross-sectional area before operation.

煙流のエネルギーは、近似的に、次式で表される。
単位質量当たりの総エネルギー=U+PV+gZ+v・v/2
U:内部エネルギー
P:圧力
V:体積
g:重力加速度
Z:高さ
v:速度
内部エネウギーUと圧力エネルギーPVとの和は、エンタルピーと呼ばれる慣わしである。このエンタルピーは温度Tの関数であるとみなすことができ、理想気体では、
h=(Cv+R)T
Cv:定積比熱
R:気体定数
で表される。既述の式は、下記式で表される。
単位質量当たりの総エネルギー=h(T)+gZ+v・v/2
The energy of the smoke flow is approximately expressed by the following equation.
Total energy per unit mass = U + PV + gZ + v · v / 2
U: Internal energy P: Pressure V: Volume g: Gravity acceleration Z: Height v: Speed The sum of the internal energy U and the pressure energy PV is a custom called enthalpy. This enthalpy can be regarded as a function of temperature T, and in an ideal gas,
h = (Cv + R) T
Cv: Constant volume specific heat R: Expressed by gas constant. The above-described formula is represented by the following formula.
Total energy per unit mass = h (T) + gZ + v · v / 2

流体の全エネルギーは保存される。位置エネルギーgZの増加又は運動エネルギーの増加(流速vの増大)は、エンタルピーhを低下させる。建築構造上で、Zの増加は困難である。水平方向排煙ダクトライン6の中を通過する流体の流量は、ρSvで表される(ρ;密度,S;流路断面積)。排煙機8の能力に大きい影響がない範囲の流路断面積Sの低下は、排気流量は保存されているので、流速vを増大させ、エネルギー保存により、温度Tが低下する。上流側位置Puの温度Tuと下流側位置Pdの温度Tdの関係は、下記式で表される。
Td<Tu
このような温度低下は、下流側に位置する排煙機8を保護し、上流側の流れを止めるダンパーを起動する必要がなく、排煙を続行することができ、排煙性と延焼性の矛盾を解決することができる。ダンパは、熱ダムを形成する。
The total energy of the fluid is preserved. Increasing the potential energy gZ or increasing the kinetic energy (increasing the flow velocity v) decreases the enthalpy h. It is difficult to increase Z on the building structure. The flow rate of the fluid passing through the horizontal smoke exhaust duct line 6 is represented by ρSv (ρ; density, S: flow path cross-sectional area). A decrease in the flow passage cross-sectional area S in a range that does not significantly affect the ability of the smoke evacuator 8 preserves the exhaust flow rate. Therefore, the flow velocity v is increased, and the temperature T is lowered by energy conservation. The relationship between the temperature Tu at the upstream position Pu and the temperature Td at the downstream position Pd is expressed by the following equation.
Td <Tu
Such a temperature drop protects the smoke exhauster 8 located on the downstream side, does not require activation of a damper that stops the upstream flow, can continue the smoke exhaust, Conflicts can be resolved. The damper forms a thermal dam.

開閉ダンパ17を回転する駆動力は、既述のモータに代えられて、温度の昇降により変形するバイメタルが用いられる。煙流通過口21は、多孔性板で形成され得る。   The driving force for rotating the open / close damper 17 is replaced with the above-described motor, and a bimetal that is deformed by raising and lowering the temperature is used. The smoke flow passage 21 can be formed of a porous plate.

気化法:
図3に示されるように、消火用スプリンクラーに消火用水を供給する水源22が地中生活層4に装備されている。分配給水管23は、水源22に接続している。分配給水管23は多数の分配管枝24を形成している。分配管枝24のそれぞれの端部は、ダクト内の流路で開口する開口25として形成されている。分配給水管23の共通管部分に給水弁26が介設される。給水弁26の開閉力は、煙流の速度エネルギーを変換する風車(図示されず)の回転エネルギーから得ることができる。このような変換は、排煙機8のエネルギーの一部を給水弁26の開閉力として利用することを可能にする。そのような風車は、遠流路16に装置される。水源22は、飲料水、非飲料水のような生活用水を貯留する多数の水タンクとして複数の中層階に装備されている。
Vaporization method:
As shown in FIG. 3, the underground living layer 4 is equipped with a water source 22 that supplies fire-extinguishing water to the fire-extinguishing sprinkler. The distribution water supply pipe 23 is connected to the water source 22. The distribution water supply pipe 23 forms a number of branch pipe branches 24. Each end of the branch pipe branch 24 is formed as an opening 25 that opens in a flow path in the duct. A water supply valve 26 is interposed in the common pipe portion of the distribution water supply pipe 23. The opening / closing force of the water supply valve 26 can be obtained from the rotational energy of a windmill (not shown) that converts the velocity energy of the smoke flow. Such conversion makes it possible to use a part of the energy of the smoke evacuator 8 as the opening / closing force of the water supply valve 26. Such a windmill is installed in the far flow path 16. The water source 22 is equipped on a plurality of middle floors as a large number of water tanks for storing domestic water such as drinking water and non-drinking water.

火災発生時に動作を開始するスプリンクラーから放出される大量の消火用水又は水源22の水は、分配給水管23を介して多数の開口25から水平方向排煙ダクトライン6の中に散布的に放出される。そのような水は、水平方向排煙ダクトライン6の中の煙流の熱を受けて蒸発し、煙流温度は気化熱を奪われて急速に降下する。ネット形成の水平方向排煙ダクトライン6と鉛直方向共通排煙ダクトライン7は、鉛直方向と水平方向に長く延び、その中の煙流は熱を広域的に輸送する。煙流温度は急速に低下して、発火点を越える温度の熱と、排煙機の故障原因である高熱煙流は広域的に輸送されない。煙流の排気は、火源を含む部屋に対する新鮮な空気の導入を促進し、火源の周囲の温度は一時的に上昇するが、火源の周囲の高温気体は水平方向排煙ダクトライン6に速やかに吸入され、水平方向排煙ダクトライン6の中で急速に冷却される。このように排煙は促進され、且つ、延焼が抑制され、且つ、排煙機が保護される。   A large amount of fire-fighting water or water from the water source 22 released from the sprinkler that starts operation in the event of a fire is sprayed into the horizontal smoke exhaust duct line 6 from a number of openings 25 via distribution water supply pipes 23. The Such water evaporates in response to the heat of the smoke flow in the horizontal smoke exhaust duct line 6 and the temperature of the smoke flow drops rapidly due to the loss of heat of vaporization. The net-formed horizontal smoke exhaust duct line 6 and the vertical common smoke exhaust duct line 7 extend in the vertical and horizontal directions, and the smoke flow therein transports heat extensively. The temperature of the smoke stream drops rapidly, and heat at a temperature above the ignition point and the hot stream that causes the smoke exhauster to fail are not transported extensively. The exhaust of the smoke stream facilitates the introduction of fresh air into the room containing the fire source, and the temperature around the fire source temporarily rises, but the hot gas around the fire source is in the horizontal flue duct line 6 And is quickly cooled in the horizontal smoke exhaust duct line 6. In this way, smoke emission is promoted, fire spread is suppressed, and the smoke exhauster is protected.

図4は、気化法の冷却効率を向上させる実現態を示している。平面断面で表される図4には、ダクト底面27が現れている。排煙機(図示されす)で吸引される煙流28の上流側点と下流側点は、PuとPdで表されている。ダクト底面27からダクト上面(天井面)に向かって水が噴出する多数の噴出口29は、上流側から下流側に向かって適正間隔で並んで配列されている。噴出水流は煙流に対して概ね直交方向に噴射される。より上流側の噴出口29はより広い開口面積に対応し、より下流側の噴出口29はより狭い開口面積に対応する。一般的には、より上流側で噴出口29はより広い開口面積分布を有し、より下流側で噴出口29はより狭い開口面積分布を有する。全ての噴出口29が互いに同じ開口面積に形成されている場合には、より上流側で噴出口29の分布密度が高く、より下流側で噴出口29の分布密度が低い。図5は、単位長さ当たりの開口面積を示し、横軸は上流側から下流側に向かう水平方向排煙ダクトライン6又は鉛直方向共通排煙ダクトライン7の流れ方向位置座標xを示し、縦軸は単位長さ当たりの面積Sを示している。
S=S(x)
図示例では、
dS/dx<0,特には、dS/dx=一定<0
このように、上流側でより高温である煙流はより急速に温度降下し、一定総噴出量の水による冷却効率はより高く設計されている。
FIG. 4 shows a realization that improves the cooling efficiency of the vaporization method. In FIG. 4 represented by a plane cross section, the duct bottom surface 27 appears. The upstream point and the downstream point of the smoke stream 28 sucked by the smoke exhauster (shown) are represented by Pu and Pd. A large number of jet outlets 29 from which water jets from the duct bottom surface 27 toward the duct upper surface (ceiling surface) are arranged side by side at appropriate intervals from the upstream side to the downstream side. The jet stream is jetted in a direction generally orthogonal to the smoke stream. The upstream outlet 29 corresponds to a wider opening area, and the downstream outlet 29 corresponds to a narrower opening area. Generally, the jet outlet 29 has a wider opening area distribution on the more upstream side, and the jet outlet 29 has a narrower opening area distribution on the further downstream side. When all the spouts 29 are formed in the same opening area, the distribution density of the spouts 29 is higher on the upstream side, and the distribution density of the spouts 29 is lower on the further downstream side. FIG. 5 shows the opening area per unit length, and the horizontal axis shows the flow direction position coordinate x of the horizontal smoke exhaust duct line 6 or the vertical common smoke exhaust duct line 7 from the upstream side to the downstream side. The axis indicates the area S per unit length.
S = S (x)
In the example shown,
dS / dx <0, in particular dS / dx = constant <0
In this way, the temperature of the smoke stream, which is higher on the upstream side, drops more rapidly, and the cooling efficiency with a certain total amount of water is designed to be higher.

図6は、気化法の冷却効率を向上させる他の実現態を示している。平面断面で表される図6には、ダクト底面27が現れている。排煙機(図示されす)で吸引される煙流28の上流側点と下流側点は、PuとPdで表されている。ダクト底面27からダクト上面(天井面)に向かって水が噴出する多数の噴出口29は、煙流方向に直交する方向に適正間隔で並んで配列されている。噴出水流は煙流に対して概ね直交方向に噴射される。中央により近い側の噴出口29はより広い開口面積に対応し、中央からより遠い(ダクト壁により近い)側の噴出口29はより狭い開口面積に対応する。一般的には、中央により近い側の噴出口29はより広い開口面積分布を有し、中央からより遠い側の29はより狭い開口面積分布を有している。全ての噴出口29が互いに同じ開口面積に形成されている場合には、中央(中心、中心線)により近い側で噴出口29の分布密度が高く、中央からより遠い側で噴出口29の分布密度が低い。図7は、単位長さ当たりの開口面積を示し、横軸は煙流に直交する方向に向かう水平方向排煙ダクトライン6又は鉛直方向共通排煙ダクトライン7の流れ方向直交位置座標yを示し、縦軸は単位長さ当たりの面積Sを示している。
S=S(y),特に、(S−a)+(y−b)=一定
このような面積分布は、円で表される。一方側壁近傍と他方側壁近傍で単位長さ当たり面積は狭く、中心線側で単位長さ当たり面積は広い。
dS/dy>0,y<b
dS/dy<0,y>b
関数形の円は、楕円、放物線、その他の曲線、又は、直線で代替される。
FIG. 6 shows another realization that improves the cooling efficiency of the vaporization method. In FIG. 6 represented by a plane cross section, a duct bottom surface 27 appears. The upstream point and the downstream point of the smoke stream 28 sucked by the smoke exhauster (shown) are represented by Pu and Pd. A number of jet outlets 29 through which water jets from the duct bottom surface 27 toward the duct top surface (ceiling surface) are arranged side by side in a direction orthogonal to the smoke flow direction. The jet stream is jetted in a direction generally orthogonal to the smoke stream. The jet outlet 29 closer to the center corresponds to a wider opening area, and the jet outlet 29 farther from the center (closer to the duct wall) corresponds to a smaller opening area. Generally, the jet outlet 29 closer to the center has a wider opening area distribution, and 29 farther from the center has a narrower opening area distribution. When all the spouts 29 are formed in the same opening area, the distribution density of the spouts 29 is high on the side closer to the center (center, center line), and the distribution of the spouts 29 on the side farther from the center. The density is low. FIG. 7 shows the opening area per unit length, and the horizontal axis shows the flow direction orthogonal position coordinate y of the horizontal smoke exhaust duct line 6 or the vertical common smoke exhaust duct line 7 in the direction orthogonal to the smoke flow. The vertical axis indicates the area S per unit length.
S = S (y), in particular, (S−a) 2 + (y−b) 2 = constant. Such an area distribution is represented by a circle. On the other hand, the area per unit length is narrow near the side wall and near the other side wall, and the area per unit length is wide on the center line side.
dS / dy> 0, y <b
dS / dy <0, y> b
Functional circles can be replaced by ellipses, parabolas, other curves, or straight lines.

排煙機が有効に動作し高温煙流が高速で吸引されている場合には、煙流は壁面近くで乱流化し、その滞留時間が長い。滞留時間が長い(流速が遅い)壁面領域で噴出口面積が狭く、流速が速い壁面領域で噴出口面積が広く設計することは、一定噴出水量ではその冷却効率が高い。本実現態は、排煙性と延焼性の矛盾を解消する点で既述の実現態に同じである。   When the smoke evacuator operates effectively and the high-temperature smoke stream is sucked at a high speed, the smoke stream becomes turbulent near the wall surface and its residence time is long. Designing a large jet outlet area in a wall area with a long residence time (low flow speed) and a narrow jet nozzle area in a wall area having a high flow speed has a high cooling efficiency with a constant amount of jet water. This mode of realization is the same as the mode of realization described above in that the contradiction between smoke emission and fire spreadability is resolved.

図8は、気化法の冷却効率を向上させる更に他の実現態を示している。正面断面で表される図8には、ダクト側面31が現れている。排煙機(図示されす)で吸引される煙流28の上流側点と下流側点は、PuとPdで表されている。ダクト天井面32(又は底面)からダクト底面27に向かって水が噴出する多数の噴出口29は、煙流方向に適正間隔で並んで配列されている。噴出水流は煙流に対して概ね直交方向に噴射される。図8は、噴出口断面積が互いに異なる3通りの噴出口29−1,2,3を示している。噴出口29−1の断面積は噴出口29−2の断面積より広く、噴出口29−2の断面積は噴出口29−2の断面積より広い。断面積がより広い噴出口29−1の下端の高さ位置は、中心線Lに対してより高い(中心線Lに対してより遠い)。最小断面積の噴出口29−3の下端の高さ位置は中心線Lに最近接している。最小断面積の噴出口29−3の下端の高さ位置は中心線Lを越えない。図9は、噴出口29の高さ位置を示している。横軸は噴出口面積Sを示し、縦軸は高さ位置Hを示す。
H=H(S),特に、H=kS+a,H>0(中央線位置でH=0)
dH/dS>0
FIG. 8 shows still another realization that improves the cooling efficiency of the vaporization method. A duct side surface 31 appears in FIG. The upstream point and the downstream point of the smoke stream 28 sucked by the smoke exhauster (shown) are represented by Pu and Pd. A large number of jet outlets 29 through which water jets from the duct ceiling surface 32 (or the bottom surface) toward the duct bottom surface 27 are arranged side by side at appropriate intervals in the smoke flow direction. The jet stream is jetted in a direction generally orthogonal to the smoke stream. FIG. 8 shows three jet outlets 29-1, 2, 3 having different jet nozzle cross-sectional areas. The cross-sectional area of the spout 29-1 is wider than the cross-sectional area of the spout 29-2, and the cross-sectional area of the spout 29-2 is wider than the cross-sectional area of the spout 29-2. The height position of the lower end of the jet outlet 29-1 having a wider cross-sectional area is higher than the center line L (further far from the center line L). The height position of the lower end of the ejection port 29-3 having the smallest cross-sectional area is closest to the center line L. The height position of the lower end of the outlet 29-3 having the smallest cross-sectional area does not exceed the center line L. FIG. 9 shows the height position of the ejection port 29. The horizontal axis indicates the jet nozzle area S, and the vertical axis indicates the height position H.
H = H (S), especially H = kS + a, H> 0 (H = 0 at the center line position)
dH / dS> 0

断面積がより大きい噴出口29−1から噴射されるより多い量の噴出水は、中央線Lに向かってより多く拡散し、断面積がより小さい噴出口29−3から噴射されるより少ない量の噴出水は、中央線Lにより多く注入される。このような断面積と高さ位置の調整は、水平方向排煙ダクトライン6の中の全領域で注入される水の量が均一化され、一定噴出水量ではその冷却効率が高い。本実現態は、排煙性と延焼性の矛盾を解消する点で既述の実現態に同じである。流れ方向の拡散速度は流れ方向に直交する方向の拡散速度に比べて速いので、噴出口の流れ方向の間隔は噴出口の直交方向の間隔より大きく設計されることが好ましい。噴出口29−3は直交方向の配列に適し、噴出口29−1は流れ方向の配列に適している。   The larger amount of jet water jetted from the jet outlet 29-1 having a larger cross-sectional area diffuses more toward the center line L, and the smaller quantity jetted from the jet port 29-3 having a smaller cross-sectional area. More water is injected into the center line L. Such adjustment of the cross-sectional area and the height position makes the amount of water injected in the entire area in the horizontal smoke exhaust duct line 6 uniform, and the cooling efficiency is high with a constant amount of ejected water. This mode of realization is the same as the mode of realization described above in that the contradiction between smoke emission and fire spreadability is resolved. Since the diffusion rate in the flow direction is higher than the diffusion rate in the direction orthogonal to the flow direction, the interval in the flow direction of the jet outlet is preferably designed to be larger than the interval in the orthogonal direction of the jet port. The spout 29-3 is suitable for the arrangement in the orthogonal direction, and the spout 29-1 is suitable for the arrangement in the flow direction.

図10は、気化法の冷却効率を向上させる更に他の実現態を示している。本実現態では、多数の噴出口の配列は考慮されず、1つの噴出口に関してその断面積を示している。図8には、ダクト底面27(又はダクト側面31)が現れている。排煙機(図示されす)で吸引される煙流28の上流側点と下流側点は、PuとPdで表されている。噴出口29は、ダクト底面27で開口している。噴出口29の断面積は、開閉扉33により変更自在である。噴出水流は、煙流に対して概ね直交方向に噴射される。開閉扉33は、バイメタルのような温度変化に対応して変形し特に伸縮する伸縮材料で形成されている。高温で膨張的に又は展開的に伸び、低温で収縮的に縮む。最大断面積の噴出口29は点線で表されている。噴出口29の最小断面積は、零である。2点鎖線の断面積は、開閉扉33で遮蔽されていない開口面積を示している。   FIG. 10 shows still another realization that improves the cooling efficiency of the vaporization method. In this realization, the arrangement of a large number of jets is not considered, and the cross-sectional area of one jet is shown. In FIG. 8, the duct bottom surface 27 (or the duct side surface 31) appears. The upstream point and the downstream point of the smoke stream 28 sucked by the smoke exhauster (shown) are represented by Pu and Pd. The spout 29 is open at the duct bottom surface 27. The cross-sectional area of the spout 29 can be changed by the open / close door 33. The jet water flow is jetted in a direction substantially orthogonal to the smoke flow. The open / close door 33 is formed of a stretchable material that deforms and particularly expands and contracts in response to a temperature change such as bimetal. It expands expansively or expansively at high temperatures and contracts contractively at low temperatures. The outlet 29 having the maximum cross-sectional area is represented by a dotted line. The minimum cross-sectional area of the jet outlet 29 is zero. The cross-sectional area of the two-dot chain line indicates the opening area that is not shielded by the open / close door 33.

図11は、気化法の冷却効率を向上させる更に他の実現態を示している。正面断面で表される図11には、ダクト側面31が現れている。排煙機(図示されす)で吸引される煙流28の上流側点と下流側点は、PuとPdで表されている。水は、ダクト側面31から対向側面に向かって噴出する。噴出水流は煙流に対して概ね直交方向に噴射される。噴出口29の下端は、天井面32から中心線Lの近くまで延びている。噴出口29の断面積は、開閉扉34により変更自在である。開閉扉34は、バイメタルのような温度変化に対応して変形し特に伸縮する伸縮材料35により昇降力を付与される。伸縮材料は、高温で膨張的に又は展開的に伸び、低温で収縮的に縮む。開閉扉34の下端は、中心線Lを越えない。開閉扉34は、煙流28の高温化により膨張する伸縮材料により天井面32に向かって上昇し(移動し)、噴出口29の有効断面積を増大する。低温時の噴出口29の断面積は、零である。本実現態では、煙流路で開口する噴出口29の有効開口位置の高低が可変である。   FIG. 11 shows still another realization that improves the cooling efficiency of the vaporization method. The duct side surface 31 appears in FIG. 11 represented by the front cross section. The upstream point and the downstream point of the smoke stream 28 sucked by the smoke exhauster (shown) are represented by Pu and Pd. Water is ejected from the duct side surface 31 toward the opposite side surface. The jet stream is jetted in a direction generally orthogonal to the smoke stream. The lower end of the spout 29 extends from the ceiling surface 32 to near the center line L. The cross-sectional area of the spout 29 can be changed by the open / close door 34. The open / close door 34 is given a lifting force by a stretchable material 35 that deforms and expands and contracts in response to a temperature change such as bimetal. The stretchable material expands or expands at a high temperature and contracts at a low temperature. The lower end of the open / close door 34 does not exceed the center line L. The open / close door 34 rises (moves) toward the ceiling surface 32 by the stretchable material that expands due to the high temperature of the smoke flow 28, and increases the effective sectional area of the jet outlet 29. The cross-sectional area of the jet outlet 29 at a low temperature is zero. In this realization state, the height of the effective opening position of the jet outlet 29 opening in the smoke flow path is variable.

熱交換法:
図12は、熱交換法の実現態を示している。水平方向排煙ダクトライン6の適正位置特に排煙機(図示されず)の上流側に熱交換器の多数の板状の吸熱体36が介設されている。煙流が吸熱体36に面接触して高速に通過する際に、煙流28の熱は吸熱体36に伝達される。吸熱体36に伝達される熱は、熱伝導ダクト37を伝達してフィンのような放熱器38から放出される。熱交換器は、吸熱板の集合として形成されている。
Heat exchange method:
FIG. 12 shows an implementation of the heat exchange method. A number of plate-like heat absorbers 36 of the heat exchanger are interposed at appropriate positions of the horizontal smoke exhaust duct line 6, particularly at the upstream side of the smoke exhauster (not shown). The heat of the smoke stream 28 is transferred to the heat absorber 36 when the smoke stream passes through the surface of the heat absorber 36 at high speed. The heat transmitted to the heat absorber 36 is transmitted through the heat conducting duct 37 and is released from a heat radiator 38 such as a fin. The heat exchanger is formed as a collection of heat absorbing plates.

固体表面と流体の間では、熱伝達率α(w/m/K)に対応する熱の移動が生じる。熱伝達率は物質、条件により異なるが、配管内の流れが空気の流れである場合には、αは50(w/m/K)である(自由流れでは6(w/m/K))。吸熱板の熱吸熱により、煙流28は下記の熱量ΔQを失う。
ΔQloss(J)=αSw(Tg−Tw)Δx/v
Tg;煙流温度
Tw:吸熱板温度
Sw:吸熱板の総面積
v:煙流速度
Δx:流れ方向の長さ微分
吸熱板の流れ方向長さがLで表され、熱交換器36の吸熱による煙流28の熱損失量Qは、次式で表される。
Qloss(J)=(1/v)・∫ αSw(Tg(x)−Tw(x))dx
放熱器37を積極的に冷却することにより、Twを小さくして(Tg(x)−Tw(x)を大きくすることにより、熱吸収量Qを大きくすることができる。
A heat transfer corresponding to the heat transfer coefficient α (w / m 2 / K) occurs between the solid surface and the fluid. Although the heat transfer coefficient varies depending on the substance and conditions, when the flow in the pipe is an air flow, α is 50 (w / m 2 / K) (6 (w / m 2 / K in free flow). )). Due to the heat absorption of the heat absorbing plate, the smoke flow 28 loses the following heat quantity ΔQ.
ΔQloss (J) = αSw (Tg−Tw) Δx / v
Tg; smoke flow temperature Tw: endothermic plate temperature Sw: total area of the endothermic plate v: smoke flow velocity Δx: length in the flow direction The length in the flow direction of the differential heat absorption plate is represented by L, and the heat exchanger 36 absorbs heat. The heat loss amount Q of the smoke flow 28 is expressed by the following equation.
Qloss (J) = (1 / v) · ∫ 0 L αSw (Tg (x) −Tw (x)) dx
By actively cooling the radiator 37, the heat absorption amount Q can be increased by decreasing Tw and increasing (Tg (x) −Tw (x)).

ダンパの開閉の制御をコンピュータ指示による行うことが不可能であることが予想される。熱により変形する物質(例示:膨張差変形金属多層板、形状記憶合金)により、温度上昇により開き又は閉じ、温度低下により開き又は閉じる制御は、排煙機の保護を強化し、且つ、延焼性を低下させる点で有効である。熱変動によりダンパの開閉のような機械構造を起動するためには、既述の熱変形物質の他に、熱により溶ける部分が組み込まれる機械部品が有効に用いられる。シール部分が熱溶解して煙流を流すことは有効である。   It is expected that it is impossible to control the opening and closing of the damper by computer instructions. Control that opens or closes when the temperature rises, and opens or closes when the temperature drops due to a material that deforms due to heat (example: expansion-deformed metal multilayer plate, shape memory alloy) enhances the protection of the smoke evacuator and spreads fire It is effective in reducing In order to start a mechanical structure such as opening / closing of a damper by thermal fluctuation, in addition to the above-described heat-deformable substance, a mechanical part in which a part that melts by heat is incorporated is effectively used. It is effective for the seal portion to melt and flow a smoke stream.

図1は、本発明による防災構造の実現態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a realization of a disaster prevention structure according to the present invention. 図2は、冷却構造(熱ダム)の実現態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a realization state of the cooling structure (thermal dam). 図3は、他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the cooling structure. 図4は、更に他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a further embodiment of the cooling structure. 図5は、開口面積部分布を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the opening area portion distribution. 図6は、更に他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a further embodiment of the cooling structure. 図7は、他の開口面積部分布を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing another opening area portion distribution. 図8は、更に他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a further embodiment of the cooling structure. 図9は、更に他の開口面積部分布を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another opening area portion distribution. 図10は、更に他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another embodiment of the cooling structure. 図11は、更に他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a further embodiment of the cooling structure. 図12は、更に他の冷却構造の実現態を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a further embodiment of the cooling structure.

符号の説明Explanation of symbols

4…多層構造
6…排煙ダクト
8…排煙機
17…ダンパ
21…絞り
22…水源
23…給水管
24…分岐管
29…開口
36…吸熱体
38…放熱器
4 ... multilayer structure 6 ... smoke exhaust duct 8 ... smoke exhauster 17 ... damper 21 ... throttle 22 ... water source 23 ... water supply pipe 24 ... branch pipe 29 ... opening 36 ... heat absorber 38 ... heat radiator

Claims (13)

生活空間を形成する多層構造と、
前記多層構造に多層状に配置される排煙ネットワークとを具え、
前記排煙ネットワークは、
排煙ダクトと、
前記排煙ダクトに介設される排煙機と、
前記排煙ダクトの中で流れる煙流を冷却して前記排煙ダクトの中に熱ダムを形成する冷却構造とを備える
防災構造。
A multilayer structure that forms a living space;
Comprising a flue gas network arranged in multiple layers in the multilayer structure,
The flue gas network is
A flue duct,
A smoke exhauster interposed in the smoke exhaust duct;
A disaster prevention structure comprising: a cooling structure that cools a flow of smoke flowing in the smoke exhaust duct and forms a thermal dam in the smoke exhaust duct.
前記多層構造の全体又は部分は地中にある
請求項1の防災構造。
The whole or part of the multilayer structure is in the ground.
前記排煙機は、
煙流の上流側に配置される第1排煙機と、
前記第1排煙機より下流側に配置される第2排煙機とを備え、
前記熱ダムは、前記第1排煙機の下流側に配置され、且つ、前記第2排煙機の上流側に配置される
請求項1の防災構造。
The smoke evacuator
A first smoke evacuator disposed upstream of the smoke stream;
A second smoke evacuator disposed downstream of the first smoke evacuator,
The disaster prevention structure according to claim 1, wherein the thermal dam is disposed on the downstream side of the first smoke exhauster and is disposed on the upstream side of the second smoke exhauster.
前記冷却構造の冷却のための機械的起動は、熱変動対応物質により実行される
請求項1の防災構造。
The disaster prevention structure according to claim 1, wherein the mechanical start-up for cooling the cooling structure is performed by a heat fluctuation-resistant substance.
前記冷却構造は、
前記排煙機より上流側で前記排煙ダクトの中に配置されるダンパーとを具え、
前記ダンパは、前記煙流の温度が規定温度以上に上昇する際に、上流側の前記煙流を絞る絞りを形成している
請求項1の防災構造。
The cooling structure is
A damper disposed in the smoke exhaust duct upstream from the smoke exhauster,
The disaster prevention structure according to claim 1, wherein the damper forms a throttle that restricts the upstream side of the smoke flow when the temperature of the smoke flow rises to a specified temperature or higher.
前記冷却構造は、
前記多層構造に配置される水源と、
前記水源の水を前記排煙ダクトの中に導入する給水管とを具える
請求項1の防災構造。
The cooling structure is
A water source arranged in the multilayer structure;
The disaster prevention structure according to claim 1, further comprising a water supply pipe that introduces water from the water source into the smoke exhaust duct.
前記給水管は複数の分岐管を備え、
前記複数の分岐管は前記排煙ダクトの中に対してそれぞれに開口する複数の開口を有する開口列を形成し、前記開口列は、より上流側で開口面積が広く分布し、より下流側で開口面積が狭く分布する
請求項6の防災構造。
The water supply pipe includes a plurality of branch pipes,
The plurality of branch pipes form an opening row having a plurality of openings that respectively open into the smoke exhaust duct, and the opening row has a wide distribution of opening areas on the upstream side, and further on the downstream side. The disaster prevention structure according to claim 6, wherein the opening area is narrowly distributed.
前記開口列はより上流側開口と下流側開口を含み、
前記上流側開口の断面積は前記開口列の下流側開口の断面積より広い
請求項7の防災構造。
The opening row includes a more upstream opening and a downstream opening;
The cross-sectional area of the said upstream opening is wider than the cross-sectional area of the downstream opening of the said opening row | line | column.
前記給水管は複数の分岐管を備え、
前記複数の分岐管は前記排煙ダクトの中に対してそれぞれに開口する複数の開口を有する開口列を形成し、前記複数の開口は前記煙流の流れ方向に概ね直交する方向に配列され、
前記開口列は、前記排煙ダクトのより中央側で開口面積が広く分布し、前記排煙ダクトのより壁面側で開口面積が狭く分布する
請求項6の防災構造。
The water supply pipe includes a plurality of branch pipes,
The plurality of branch pipes form an opening row having a plurality of openings that respectively open into the smoke exhaust duct, and the plurality of openings are arranged in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the smoke flow,
The disaster prevention structure according to claim 6, wherein the opening row has an opening area widely distributed on the center side of the smoke exhaust duct and a narrow opening area on the wall surface side of the smoke exhaust duct.
前記給水管は複数の分岐管を備え、
前記複数の分岐管は前記排煙ダクトの中に対してそれぞれに開口する複数の開口を有する開口列を形成し、
前記開口は第1種開口と第2種開口を含み、
前記第1種開口と前記第2種開口はともに壁面から中央寄りに延び、
前記第1種開口は前記第2種開口より前記壁面から前記中央寄りに長く延び、且つ、前記第1種開口の流れ方向横幅は前記第2種開口の流れ方向横幅より狭い
請求項6の防災構造。
The water supply pipe includes a plurality of branch pipes,
The plurality of branch pipes form an opening row having a plurality of openings that respectively open into the smoke exhaust duct,
The opening includes a first type opening and a second type opening,
Both the first type opening and the second type opening extend from the wall surface toward the center,
The first type opening extends longer from the wall surface toward the center than the second type opening, and the lateral width of the first type opening is narrower than the lateral width of the second type opening. Construction.
前記給水管が前記排煙ダクトの中で開口する開口の断面積は可変であり、前記煙流温度がより高い場合に前記断面積はより広く変化する
請求項6の防災構造。
The cross-sectional area of the opening which the said water supply pipe opens in the said smoke exhaust duct is variable, and when the said smoke flow temperature is higher, the said cross-sectional area changes more widely.
前記開口の位置は温度の変化に対応して変化する
請求項11の防災構造。
The disaster prevention structure according to claim 11, wherein the position of the opening changes corresponding to a change in temperature.
前記冷却構造は、
前記排煙機より上流側で前記排煙ダクトの中に配置される熱交換器を具え、
前記熱交換器は、
前記煙流に熱接合する吸熱体と、
前記吸熱体の熱を前記排煙ダクトの外側に伝達して前記排煙ダクトの外側で前記熱を放熱する放熱器を備える
請求項1の防災構造。
The cooling structure is
A heat exchanger disposed in the smoke exhaust duct upstream from the smoke exhauster,
The heat exchanger is
An endothermic body thermally bonded to the smoke stream;
The disaster prevention structure according to claim 1, further comprising a radiator that transmits heat of the heat absorber to the outside of the smoke exhaust duct and dissipates the heat outside the smoke exhaust duct.
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