JP2005273328A - 建物における重要室の避雷システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 間仕切壁、例えば軽量間仕切壁によって形成された特定の重要室を後続減衰領域（LPZ 2）として、合理的に電気的絶縁を施すことにより、雷電流を通過させないようにすることを課題とする。
【解決手段】 本発明では、建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室４を構成するものにおいて、天井及び天井取付け機器は、絶縁体を介して絶縁した吊りボルトにより支持すると共に、間仕切壁の上部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して梁又は天井スラブに支持し、また下部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して床スラブに支持すると共に、床は床スラブに載置した絶縁体上に敷設する構成とした建物における重要室の避雷システムを提案するものである。
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明では、建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室４を構成するものにおいて、天井及び天井取付け機器は、絶縁体を介して絶縁した吊りボルトにより支持すると共に、間仕切壁の上部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して梁又は天井スラブに支持し、また下部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して床スラブに支持すると共に、床は床スラブに載置した絶縁体上に敷設する構成とした建物における重要室の避雷システムを提案するものである。
【選択図】 図１
Description
本発明は、建物における重要室、特に間仕切壁により囲んで構成する重要室の避雷システムに関するものである。
雷保護は、直撃雷を受けた場合に、建物を破損や火災から保護することを主目的とする外部雷保護と、避雷針の保護範囲内における雷の電磁的影響を低減させることを目的とする内部雷保護の二つに大別される。ＪＩＳでは、外部雷保護を「JIS A4201:2003(2003/7/8 制定)」として規定し、内部雷保護を「JIS C
0367-1:2003(2003/6/20 制定)」として規定している。
0367-1:2003(2003/6/20 制定)」として規定している。
内部雷保護に関するJIS C 0367-1:2003「雷による電磁インパルスに対する保護」には、雷による電磁インパルスの強さの異なる領域として、下記の雷保護領域（LPZ:Lightning
Protection Zone）が分類されており、電流及び/又は電磁界を更に減少させる場合には後続減衰領域（例えばLPZ 1に対するLPZ 2等）を導入しなければならないことが規定されている。尚、以下は簡略した説明である。
LPZ 0A:建物外部で避雷針の保護範囲外の領域であり、直撃雷にさらされ、全雷電流が流れる可能性のある領域である。
LPZ 0B:建物外部で避雷針の保護範囲内の領域であり、直撃雷にはさらされないが、発生する電磁界は減衰しない領域である。
LPZ 1 :建物内部全般であり、この領域の導電性部分を流れる電流が領域LPZ
0Bと比較して減少する領域である。
LPZ 2 :建物内部で次に遮蔽対策を行う室であり、この領域の電磁界は領域LPZ
1と比較して更に減衰する。
LPZ 3 :建物内部で更に遮蔽対策を行う室であり、この領域の電磁界は領域LPZ
2と比較して更に減衰する。
Protection Zone）が分類されており、電流及び/又は電磁界を更に減少させる場合には後続減衰領域（例えばLPZ 1に対するLPZ 2等）を導入しなければならないことが規定されている。尚、以下は簡略した説明である。
LPZ 0A:建物外部で避雷針の保護範囲外の領域であり、直撃雷にさらされ、全雷電流が流れる可能性のある領域である。
LPZ 0B:建物外部で避雷針の保護範囲内の領域であり、直撃雷にはさらされないが、発生する電磁界は減衰しない領域である。
LPZ 1 :建物内部全般であり、この領域の導電性部分を流れる電流が領域LPZ
0Bと比較して減少する領域である。
LPZ 2 :建物内部で次に遮蔽対策を行う室であり、この領域の電磁界は領域LPZ
1と比較して更に減衰する。
LPZ 3 :建物内部で更に遮蔽対策を行う室であり、この領域の電磁界は領域LPZ
2と比較して更に減衰する。
以上のJISを解釈すると、以下の二つの対策が導出される。
（１）：雷電流を室内に流入させない建物構造体からの絶縁対策
（２）：電磁界を更に減衰させる対策
建物が落雷を受けると、建物全体の電位が上昇し、その電位上昇は建物内で一定ではなく、階毎や建物平面上の各位置で異なる。例えば建物の上下階スラブ間では時には数千ボルトの電位差を生じ、この電位差により上下階スラブ部間で電気的導通が生じる可能性があり、（１）の絶縁対策は非常に重要である。尚、（２）の対策に関しては、雷保護対策を目的としているものではないが、電磁シールドルームが従来から構築されている。
（１）：雷電流を室内に流入させない建物構造体からの絶縁対策
（２）：電磁界を更に減衰させる対策
建物が落雷を受けると、建物全体の電位が上昇し、その電位上昇は建物内で一定ではなく、階毎や建物平面上の各位置で異なる。例えば建物の上下階スラブ間では時には数千ボルトの電位差を生じ、この電位差により上下階スラブ部間で電気的導通が生じる可能性があり、（１）の絶縁対策は非常に重要である。尚、（２）の対策に関しては、雷保護対策を目的としているものではないが、電磁シールドルームが従来から構築されている。
次に避雷システムの従来例を説明すると、まず特許文献１は、接地された避雷針を有するビル建物内に複数台の情報通信機器を固定して設置するための装置に関するもので、この装置は、複数台の情報通信機器を載置して、これらの情報通信機器の電位をビル建物の接地電位と同一に保つ導電性の機器固定底板を備えた機器固定枠体を、ビル建物の外壁から空間的に隔離して配置したものである。
この装置は、複数台の情報通信機器が建物接地電位と同一に保たれることにより、各機器の相互間に電位差が生じず、このため、情報通信機器を通る過電圧、過電流経路が構成されず、情報通信機器の破損や故障を防止することができるというものである。
また特許文献２は、建物内の電気機器が接続されるアースボックスのアース線を建物の梁筋の略中点に接続することにより、誘導雷の発生時に、誘導電流の逆流による電気機器の破損を防止する避雷装置に関するものである。
特開平９−４１７２３号公報
特開２００３−２１９５４７号公報
本発明は、間仕切壁、例えば軽量間仕切（LGS）壁によって形成された特定の重要室（例えばコンピュータルームやサーバールーム等）を後続減衰領域（LPZ
2）として、合理的に電気的絶縁を施すことにより、雷電流を通過させないようにすることを目的とするものである。
2）として、合理的に電気的絶縁を施すことにより、雷電流を通過させないようにすることを目的とするものである。
これに対して、上記特許文献１及び２には、コンピュータルームやサーバールーム等の重要室を間仕切壁によって形成し、その重要室に合理的に電気的絶縁を施すことは全く記載されていない。
上述した課題を解決するために、本発明では、建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室を構成するものにおいて、天井及び天井取付け機器は、絶縁体を介して絶縁した吊りボルトにより支持すると共に、間仕切壁の上部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して梁又は天井スラブに支持し、また下部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して床スラブに支持すると共に、床は床スラブに載置した絶縁体上に敷設する構成とした重要室の避雷システムを提案する。
また本発明では、上記システムにおいて、重要室は複数のフロアに渡る構成とし、上下階の重要室間に、建物構造体に対して絶縁された絶縁電気シャフトを接続することを提案する。
また本発明では、上記システムにおいて、重要室の金属部及び電気設備を、接地線を介して建物構造体に一点で等電位接地することを提案する。
更に本発明では、上記システムにおいて、床は二重床とし、絶縁体上に配線トレイを架設することを提案する。
本発明において、建物の重要室を構成する間仕切壁、天井と天井取付け機器及び床は、夫々絶縁体を介して天井スラブ又は床スラブに固定しているので、間仕切壁の金属部分、例えば軽量間仕切壁における軽量鉄骨に雷電流が流入しなくなって、壁や床に設置された設備機器の雷保護が可能となる。
複数のフロアに渡る重要室の場合にも、夫々の階の重要室間を接続する電気シャフトを、建物構造体に対して絶縁された絶縁電気シャフトとすれば、上下フロア間の電位差の影響を避けることができる。
重要室は、その金属部分及び電気設備を、接地線を介して建物構造体の任意の一点で等電位接地すれば雷電流の流入、流出を防止することができ、また建物内の他の重要設備と電位の協調を図ることができる。
重要室の床は、二重床構造として、内部空間を情報通信ケーブルや電力ケーブルの配線空間とすることができ、この場合、配線は、絶縁体上に架設した配線トレイ上で行うことにより、床面からの電磁的影響を低減することができる。
次に本発明に係る建物における重要室の避雷システムの実施例を説明する。
まず図１は本発明に係る避雷システムの概念図である。符号１は建物であり、Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4は各フロアの室を示すものである。一方、符号２は避雷針であり、３は避雷針２による保護領域の境界を示すものである。
次に図中に記載しているLPZ 0A，LPZ 0B，LPZ 1，LPZ 2は、上述したとおり、JIS
C 0367-1:2003において分類されている雷保護領域を示すものである。
まず図１は本発明に係る避雷システムの概念図である。符号１は建物であり、Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4は各フロアの室を示すものである。一方、符号２は避雷針であり、３は避雷針２による保護領域の境界を示すものである。
次に図中に記載しているLPZ 0A，LPZ 0B，LPZ 1，LPZ 2は、上述したとおり、JIS
C 0367-1:2003において分類されている雷保護領域を示すものである。
符号４ａ，４ｂはコンピュータルームやサーバールーム等の特定の重要室を示すもので、この実施例では、重要室４ａ，４ｂは２フロアに渡る構成としている。本発明においては、これらの重要室４ａ，４ｂを雷保護領域LPZ 2に構成する。これらの重要室４ａ，４ｂは建物構造体の空間に、間仕切壁５、例えば軽量間仕切壁により囲んで構成するものであり、その際、間仕切壁５は、天井スラブ及び床スラブに対して絶縁体を介して固定すると共に、これらの重要室４ａ，４ｂ間には建物構造体に対して絶縁された絶縁電気シャフト６を接続している。また、間仕切壁の金属部分、例えば軽量間仕切壁における軽量鉄骨の適所は接地線７ａ，７ｂを介して、上下階の中間部の床スラブ（天井スラブ）の金属部分に、一点８において接地している。図において、符号９は一体化された重要室４ａ，４ｂの絶縁シールド面を示すものである。
次に本発明に係る避雷システムの各部の構成例を詳細に説明する。
まず図２は、重要室４の天井又は天井取付け機器を支持する構成に関するもので、これらは、従来は、金属製の吊りボルトにより支持していたが、この吊りボルトは雷電流を１００％通過させてしまう部材であるので、本発明では、この吊りボルトに代り、図２のような吊持具１０を使用している。
即ち、この吊持具１０は、金属製の支持枠１１の一端側に絶縁体１２を支持し、絶縁体１２と支持枠１１の夫々に、分割して構成した吊りボルト１３ａ，１３ｂをナット１４ａ，１４ｂにより固定して、夫々の先端を対向させた構成であり、吊りボルト１３側の金属部分であるナット１４ａと支持枠１１の端縁との距離ｇ1及び対向している吊りボルト１３ａ，１３ｂ間の距離ｇ2を、フロア数やボルトの長さ等により決定される安全離隔距離以上に設定している。
まず図２は、重要室４の天井又は天井取付け機器を支持する構成に関するもので、これらは、従来は、金属製の吊りボルトにより支持していたが、この吊りボルトは雷電流を１００％通過させてしまう部材であるので、本発明では、この吊りボルトに代り、図２のような吊持具１０を使用している。
即ち、この吊持具１０は、金属製の支持枠１１の一端側に絶縁体１２を支持し、絶縁体１２と支持枠１１の夫々に、分割して構成した吊りボルト１３ａ，１３ｂをナット１４ａ，１４ｂにより固定して、夫々の先端を対向させた構成であり、吊りボルト１３側の金属部分であるナット１４ａと支持枠１１の端縁との距離ｇ1及び対向している吊りボルト１３ａ，１３ｂ間の距離ｇ2を、フロア数やボルトの長さ等により決定される安全離隔距離以上に設定している。
従来、絶縁ボルト・ナットと称され、ポリテトラフルオロエチレンやＦＲＰを絶縁材とする部材が、異種金属接触による腐食防止や電磁シールド対策として用いられているが、このような部材は、雷電流の遮蔽を考慮しておらず、本発明において使用することはできない。
更に本発明では火災時において絶縁体１２が破損して天井材や天井取付け機器が落下するのを防ぐために、耐火、耐熱性を有する絶縁体を使用するのが好ましい。このような絶縁体としては、セラミック材やコンクリート成型材があげられる。
更に本発明では火災時において絶縁体１２が破損して天井材や天井取付け機器が落下するのを防ぐために、耐火、耐熱性を有する絶縁体を使用するのが好ましい。このような絶縁体としては、セラミック材やコンクリート成型材があげられる。
次に図３、図４は間仕切壁の上側の支持構成の実施例を示すものであり、図３は断面図、図４は要部の拡大斜視図である。
符号１５は天井スラブ（又は上の階の床スラブ）であり、１６はその下側のデッキプレート、１７は梁である。符号１８は軽量間仕切壁の上部ランナーであり、その上側にコンクリート成型材によりブロック状に形成した絶縁体１９をピン打ち込みにより接合している。ピンを符号２０で示す。一方、絶縁体１９の上側には梁取付用の取付金具２１をピン打ち込みにより接合している。このピンを符号２２で示す。このように絶縁体１９はピン打ち込みによる接合が可能な構成としている。この際、ピン２０の先端と金具２１の距離ｇ3は所定の安全離隔距離以上に設定している。
符号１５は天井スラブ（又は上の階の床スラブ）であり、１６はその下側のデッキプレート、１７は梁である。符号１８は軽量間仕切壁の上部ランナーであり、その上側にコンクリート成型材によりブロック状に形成した絶縁体１９をピン打ち込みにより接合している。ピンを符号２０で示す。一方、絶縁体１９の上側には梁取付用の取付金具２１をピン打ち込みにより接合している。このピンを符号２２で示す。このように絶縁体１９はピン打ち込みによる接合が可能な構成としている。この際、ピン２０の先端と金具２１の距離ｇ3は所定の安全離隔距離以上に設定している。
この構成において、取付金具２１により絶縁体１９を梁１７に取り付けて、絶縁体１９を介して上部ランナー１８を支持した後、この上部ランナー１８によりスタッド２３を取り付けて間仕切壁を構成することができる。
軽量間仕切壁を構成するための従来の工法では、下部ランナーを構造体床にピン打ち込みにより直接に取り付けるため、打ち込んだピンと、構造体床の中の鉄筋との意図しない接触が生じる可能性があり、電気的絶縁性が得られないのに対して、本発明では絶縁体を介することにより、所定の電気的絶縁を得ることができる。
次に図５、図６は間仕切壁の上側の支持構成の他の実施例を示すものであり、図５は断面図、図６は要部の拡大斜視図である。
この実施例では、上部ランナー１８は、梁１７の個所ではなく、デッキプレート１６の個所に、その波形の方向に沿って取り付ける構成としており、そのために絶縁体１９の上面には、デッキプレート１６の波形に対応する波形２４を形成している。その他の構成は上記の実施例と同様であるので、対応する構成要素に同一の符号を附して重複する説明を省略する。この実施例では上部ランナー１８を絶縁体１９に取り付けるためのピン２０は、その先端とデッキプレート１６の最短個所間の距離ｇ4が所定の安全離隔距離以上となるようにしている。
この実施例では、上部ランナー１８は、梁１７の個所ではなく、デッキプレート１６の個所に、その波形の方向に沿って取り付ける構成としており、そのために絶縁体１９の上面には、デッキプレート１６の波形に対応する波形２４を形成している。その他の構成は上記の実施例と同様であるので、対応する構成要素に同一の符号を附して重複する説明を省略する。この実施例では上部ランナー１８を絶縁体１９に取り付けるためのピン２０は、その先端とデッキプレート１６の最短個所間の距離ｇ4が所定の安全離隔距離以上となるようにしている。
この構成において、取付金具２１により絶縁体１９をデッキプレート１６に取り付けて、絶縁体１９を介して上部ランナー１８を支持した後、この上部ランナー１８によりスタッド２３を取り付けて間仕切壁を構成することができる。
次に、図７は間仕切壁の下側の支持構成と、重要室４の床２５の支持構成の実施例を示す断面図である。
符号１５は床スラブ（又は下の階の天井スラブ）、１６はデッキプレート、１７は梁であり、床スラブ１５の上面にはコンクリート成型材によりブロック状に形成した絶縁体２５を載置して、アンカーボルト２６により固定している。図では３個の絶縁体２５を示していて、最も右側の絶縁体２５のみにアンカーボルト２６を示しており、他の絶縁体２５には図示を省略している。
符号１５は床スラブ（又は下の階の天井スラブ）、１６はデッキプレート、１７は梁であり、床スラブ１５の上面にはコンクリート成型材によりブロック状に形成した絶縁体２５を載置して、アンカーボルト２６により固定している。図では３個の絶縁体２５を示していて、最も右側の絶縁体２５のみにアンカーボルト２６を示しており、他の絶縁体２５には図示を省略している。
夫々の絶縁体２５の上側には金属製の脚体２７を立設し、これらの脚体２７によりＯＡフロア等の非金属製の床材２８を支持する。こうして重要室の床は、金属製の脚体２７により二重床構造で支持される構成において、絶縁体２５の高さｈにより、所定の安全離隔距離以上の絶縁距離を得ることができる。尚、図中最も右側の絶縁体２５においては、アンカーボルト２６と脚体２７が重なって表示されているが、実際上は、図の奥行き方向に所定の安全離隔距離以上離れているのである。
更にこの実施例においては、図中最も右側の絶縁体２５は、間仕切壁２９の取付手段を兼用しており、間仕切壁２９の下部ランナー３０を絶縁体２５にピン打ち込みにより接合している。符号３１はピンであり、その先端と床スラブ１５の上面との距離ｇ5は、上述と同様に所定の安全離隔距離以上となるようにしている。
こうして、スタッド２２の下部を下部ランナー３０に嵌合して固定し、スタッド２２の外側に壁ボード３２を取り付けて間仕切壁２９を構成することができる。
ＯＡフロアは二重床構造として、その内部空間を情報通信ケーブルや電力ケーブルの配線空間とすることが多く、従来は、ケーブルを床スラブ上面に敷設していたが、この方法では、床スラブからの電磁的影響が大きい。
そのために本発明では、上記絶縁体２５上に配線トレイ３３を架設し、この配線トレイ３３上に上記ケーブルを敷設するものとしている。こうしてケーブルは絶縁体により、床スラブからの電磁的影響を低減することができる。
本発明は以上のとおりであるので、以下に示すような効果がある。
１．建物の重要室を構成する間仕切壁、天井と天井取付け機器及び床は、夫々絶縁体を介して天井スラブ又は床スラブに固定しているので、間仕切壁の金属部分、例えば軽量間仕切壁における軽量鉄骨に雷電流が流入しなくなって、壁や床に設置された設備機器の雷保護が可能となる。
２．複数のフロアに渡る重要室の場合にも、夫々の階の重要室間を接続する電気シャフトを、建物構造体に対して絶縁された絶縁電気シャフトとすれば、上下フロア間の電位差の影響を避けることができる。
３．重要室は、その金属部分及び電気設備を、接地線を介して建物構造体の任意の一点で等電位接地すれば雷電流の流入、流出を防止することができ、また建物内の他の重要設備と電位の協調を図ることができる。
４．重要室の床は、二重床構造として、内部空間を情報通信ケーブルや電力ケーブルの配線空間とすることができ、この場合、配線は、絶縁体上に架設した配線トレイ上で行うことにより、床面からの電磁的影響を低減することができる。
１．建物の重要室を構成する間仕切壁、天井と天井取付け機器及び床は、夫々絶縁体を介して天井スラブ又は床スラブに固定しているので、間仕切壁の金属部分、例えば軽量間仕切壁における軽量鉄骨に雷電流が流入しなくなって、壁や床に設置された設備機器の雷保護が可能となる。
２．複数のフロアに渡る重要室の場合にも、夫々の階の重要室間を接続する電気シャフトを、建物構造体に対して絶縁された絶縁電気シャフトとすれば、上下フロア間の電位差の影響を避けることができる。
３．重要室は、その金属部分及び電気設備を、接地線を介して建物構造体の任意の一点で等電位接地すれば雷電流の流入、流出を防止することができ、また建物内の他の重要設備と電位の協調を図ることができる。
４．重要室の床は、二重床構造として、内部空間を情報通信ケーブルや電力ケーブルの配線空間とすることができ、この場合、配線は、絶縁体上に架設した配線トレイ上で行うことにより、床面からの電磁的影響を低減することができる。
１ 建物
２ 避雷針
３ 保護領域の境界
４ａ，４ｂ 重要室
５ 間仕切壁
６ 絶縁電気シャフト
７ａ，７ｂ 接地線
８ 接地点
９ 絶縁シールド面
１０ 吊持具
１１ 金属製支持枠
１２ 絶縁体
１３ａ，１３ｂ 吊りボルト
１４ａ，１４ｂ ナット
１５ 天井スラブ（床スラブ）
１６ デッキプレート
１７ 梁
１８ 上部ランナー
１９ 絶縁体
２０ ピン
２１ 取り付け金具
２２ ピン
２３ スタッド
２４ 波形
２５ 絶縁体
２６ アンカーボルト
２７ 脚体
２８ 床材
２９ 間仕切壁
３０ 下部ランナー
３１ ピン
３２ 壁ボード
３３ 配線トレイ
２ 避雷針
３ 保護領域の境界
４ａ，４ｂ 重要室
５ 間仕切壁
６ 絶縁電気シャフト
７ａ，７ｂ 接地線
８ 接地点
９ 絶縁シールド面
１０ 吊持具
１１ 金属製支持枠
１２ 絶縁体
１３ａ，１３ｂ 吊りボルト
１４ａ，１４ｂ ナット
１５ 天井スラブ（床スラブ）
１６ デッキプレート
１７ 梁
１８ 上部ランナー
１９ 絶縁体
２０ ピン
２１ 取り付け金具
２２ ピン
２３ スタッド
２４ 波形
２５ 絶縁体
２６ アンカーボルト
２７ 脚体
２８ 床材
２９ 間仕切壁
３０ 下部ランナー
３１ ピン
３２ 壁ボード
３３ 配線トレイ
Claims (4)
- 建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室を構成するものにおいて、天井及び天井取付け機器は、絶縁体を介して絶縁した吊りボルトにより支持すると共に、間仕切壁の上部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して梁又は天井スラブに支持し、また下部ランナーはピン打ち込みにより接合した絶縁体を介して床スラブに支持すると共に、床は床スラブに載置した絶縁体上に敷設する構成としたことを特徴とする建物における重要室の避雷システム
- 重要室は複数のフロアに渡る構成とし、上下階の重要室間に、建物構造体に対して絶縁された絶縁電気シャフトを接続したことを特徴とする請求項１に記載の建物における重要室の避雷システム
- 重要室の金属部及び電気設備を、接地線を介して建物構造体に一点で等電位接地したことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物における重要室の避雷システム
- 床は二重床とし、絶縁体上に配線トレイを架設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の重要室の避雷システム
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2004089867A Pending JP2005273328A (ja) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | 建物における重要室の避雷システム |
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2004
- 2004-03-25 JP JP2004089867A patent/JP2005273328A/ja active Pending
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