JP2006010133A - Installation mechanism of heat exchange pipe in heat exchange system using foundation pile as structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造体としての基礎杭を利用した熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構に関するものである。 The present invention relates to a heat exchange piping installation mechanism in a heat exchange system using a foundation pile as a structure.
外気温度に比べて年間を通して略一定な地中の温度を空調用の熱源として利用することが従来から行われている。即ち、地中の温度は、その深さにもよるが、10m以上の深さでは、年間を通じて略15℃程度に維持されており、このように比較的深い地中の温度を空調用の熱源として利用することを目的とするシステムの一つとして、建物の基礎杭の内部に水等の熱媒体を流す熱交換用配管を設置して熱交換を行うようにしたシステムが提案されている。 Conventionally, the underground temperature, which is substantially constant throughout the year compared to the outside air temperature, has been used as a heat source for air conditioning. That is, the underground temperature depends on the depth, but at a depth of 10 m or more, it is maintained at about 15 ° C. throughout the year. Thus, the relatively deep underground temperature is used as a heat source for air conditioning. As one of the systems intended to be used as a system, a system has been proposed in which a heat exchange pipe for flowing a heat medium such as water is installed inside a foundation pile of a building to perform heat exchange.
例えば特許文献1に記載のものでは、下部先端が塞がれた工場生産の既製のコンクリート基礎杭の同心状の穴にU字形の熱交換用配管を挿入して、この熱交換用配管に熱媒体を循環させるようにすると共に、基礎杭の同心状の穴と熱交換用配管を熱伝達の良い材料で埋めた構成としている。
For example, in the one described in
この従来の文献では、基礎杭の穴に挿入した熱交換用配管を支持するための具体的な支持機構や、基礎杭の穴を埋める熱伝達の良い材料の具体例については全く開示されていない。 This conventional document does not disclose a specific support mechanism for supporting the heat exchange pipe inserted into the hole of the foundation pile or a specific example of a material with good heat transfer filling the hole of the foundation pile. .
そこで、現場打ちの基礎杭内に熱交換用配管を設置しようとした場合に通常考えられる方法としては、例えば図7に示したように現場打の基礎杭を構築するための鉄筋かごaのフープ筋bに内接するように主筋cと主筋cの間に熱交換用配管dを配置して、それをフープ筋に取り付ける方法や、このような主となる鉄筋かごの内側の同心状に配管固定用の小径の鉄筋かごを配置して、この小径の鉄筋かごに熱交換用配管を取り付ける方法等が挙げられる。尚、図7において符号eは掘削孔を示すものである。
しかしながら、基礎杭の内部に熱交換用配管を設置する場合には、断面欠損による強度の低下を考慮して、コンクリートの強度を上げたり、杭径を大きくする等の対策が必要となり、コスト増の要因となると共に、地中と熱交換用配管との間に基礎杭を構成するコンクリートが厚く介在するため熱交換効率が悪い。また、前者の方法では、主筋cと配管dとの間隔が狭くなるため
、この部分にコンクリートが十分に流れ込まず、充填不良を起こすことが懸念され、また後者の方法では、二重の鉄筋かごを用いることになるため、材料、人工手間共に、コスト増の要因となる。
そこで本発明は、このような課題を解決することを目的とするものである。
However, when heat exchange pipes are installed inside the foundation pile, it is necessary to take measures such as increasing the strength of the concrete or increasing the pile diameter in consideration of the decrease in strength due to cross-sectional defects. In addition, the concrete constituting the foundation pile is thickly interposed between the underground and the heat exchange pipe, so the heat exchange efficiency is poor. In the former method, the distance between the main bar c and the pipe d is narrow, so there is a concern that the concrete does not sufficiently flow into this portion, resulting in poor filling. In the latter method, the double reinforcing bar cage is used. Therefore, both the material and the artificial hand cause cost increase.
Accordingly, the present invention aims to solve such problems.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明では、構造体としての基礎杭を利用して熱交換用配管を設置して地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、熱交換用配管を、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に位置するように基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持することを構成とした上記熱交換システムにおける熱交換用配管の設置機構を提案する。
In order to solve the above-described problems, in the invention of
また請求項2の発明では、請求項1の構成において、熱交換用配管は、現場打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に、支持具により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持し、この状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置することを提案する。
Moreover, in invention of
また請求項3に記載の発明では、請求項1の構成において、熱交換用配管は、既製の基礎杭の外周に支持することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置すること提案する。
Moreover, in invention of
また請求項4の発明では、以上の構成において、熱交換用配管は、その立体螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、立体螺旋形状が短縮状態の熱交換用配管の立体螺旋形状を現場において伸長させて基礎杭の外周側に支持することを提案する。
In the invention of
本発明によれば、熱交換用配管は基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置するので、杭内部に設置するよりも土に近くなるため熱交換を効率よく行うことができ、また現場打ちで、杭本体の内部に支持機構により支持する場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、支持機構によるコスト増もない。 According to the present invention, because the heat exchange pipe is arranged in the gap between the design pile diameter of the foundation pile and the excavation hole, heat exchange can be performed efficiently because it is closer to the soil than installing inside the pile, Moreover, there is no cross-section defect or poor filling of the concrete as in the case of supporting on the inside of the pile body by a support mechanism, and there is no cost increase due to the support mechanism.
特に、熱交換用配管は、基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持するので、連続した1本の配管として構成することができ、従って杭頭部に現れる配管の数を必要最小限の2本とすることができ、従って熱交換システムの本体の配管と接続するための時間と人手を削減できると共にバルブ数や配管本数によるイニシャルコスト増が小さく、また接続不良による漏水のリスクも小さい。 In particular, since the heat exchanging pipe is supported in a three-dimensional spiral shape on the outer peripheral side of the foundation pile, it can be configured as one continuous pipe, and therefore the number of pipes appearing at the pile head is minimized to 2. Therefore, it is possible to reduce the time and manpower required for connection with the piping of the main body of the heat exchange system, and the initial cost increase due to the number of valves and the number of piping is small, and the risk of water leakage due to poor connection is small.
熱交換用配管は、現場打ちの基礎杭を構築するための鉄筋かごの外周側に、支持具により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持し、この状態においてコンクリートを打設して基礎杭を構築することにより、基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置する他、既製の基礎杭の外周に支持することもできる。 The heat exchanging pipes are supported in a three-dimensional spiral shape at an appropriate distance by a support tool on the outer periphery of the reinforcing steel cage for constructing the on-site foundation pile. By constructing it, it can be supported in the outer periphery of the ready-made foundation pile, in addition to being arranged in the gap between the design pile diameter of the foundation pile and the excavation hole.
熱交換用配管は、その立体螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、立体螺旋形状が短縮状態の熱交換用配管の立体螺旋形状を現場において伸長させて基礎杭の外周側に支持する方法を採用すれば、熱交換用配管に関する施工手間を削減して施工性を高くすることができ、この方法は、既製の基礎杭の外周に熱交換用配管を支持する場合に適している。 The heat exchange pipe is configured so that its three-dimensional spiral shape can be expanded and contracted in the axial direction, and the three-dimensional spiral shape of the heat exchange pipe having a shortened three-dimensional spiral shape is extended on-site and supported on the outer peripheral side of the foundation pile. If the method is adopted, it is possible to increase the workability by reducing the construction labor related to the heat exchange pipe, and this method is suitable for supporting the heat exchange pipe on the outer periphery of a ready-made foundation pile.
次に本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図1は本発明の設置機構の実施例を概略的に示す縦断面図、図2はその横断面図であり、符号1は掘削孔、2は基礎杭(コンクリート杭)を現場打ちで構築するための鉄筋かごであり、掘削孔1に建て込んだ状態を示している。尚、現場打ちの基礎杭を構築するための工法としては、アースドリル工法、リバースサーキュレーション工法、オールケーシング工法等の適宜の工法を適用することができる。鉄筋かご2は、従来のものと同様に多数の長さ方向の主筋3の回りに多数のフープ筋4を配筋した構成であり、この鉄筋かご2の上部側等の外周には、鉄筋かご2、従って、構築される基礎杭の偏心防止用のスペーサー(図示省略)を適宜設けている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an embodiment of an installation mechanism of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view thereof,
符号5は下部が連なった二重のパイプ5a,5bから成る熱交換用配管であり、この熱交換用配管5は、例えば樹脂パイプとし、それを鉄筋かご2の外周側に、支持具6により適宜距離を隔てて立体螺旋形状に支持して、その端部、即ち2本のパイプを鉄筋かご2の上側に突出させる。熱交換用配管5は、下部が連なった二重のパイプ5a,5bから構成しているので、往き管及び還り管として利用する2本のパイプが並んで立体二重螺旋形状に支持される。
ここで、熱交換用配管5を構成するパイプ5a,5bを支持する支持具6は、鉄筋かご2から突設した支持体7と、樹脂製のバンド、針がね、クランプ等の適宜の固定手段8とから成る適宜の構成を採用することができる。
Here, the
以上のように熱交換用配管5を立体螺旋形状に支持した鉄筋かご2を掘削孔1内に建て込んだ後、コンクリートを打設して基礎杭の本体を構築する。
After the
このため熱交換用配管5と土(掘削孔)との間にはコンクリートが充填されてしまうが、充填されてしまう厚さは、実際の杭径と掘削孔との余掘分だけなので、杭内部に熱交換用配管5を設置する場合よりもコンクリート厚は小さく、土に、より近くなるため、熱交換を効率良く行うことができ、また杭本体の内部に設ける場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、内部に支持機構を設けないため、それによるコスト増もない。
For this reason, concrete is filled between the
熱交換用配管5は、基礎杭の外周側に立体螺旋形状、この実施例の場合は立体二重螺旋形状に支持されて、連続した1本の配管として構成することができるので、杭頭部に現れる配管の端部の数を必要最小限の2本とすることができ、従って熱交換システムの配管(図示省略)と接続するための時間や人手及びバルブ数や配管本数によるイニシャルコスト増が小さく、また接続不良による漏水のリスクも小さい。
Since the
次に図3、図4は本発明において、上述したように下部が連なった二重のパイプ5a,5bから成る熱交換用配管5を既製の基礎杭9の外周側に立体二重螺旋形状に支持するための施工方法の実施例を概略的に示すものである。
この施工方法では、熱交換用配管5は、上述したように樹脂パイプ等の弾性変形可能な管材料を用いて、その立体二重螺旋形状を、軸方向に伸縮可能に構成し、図3に示すように、立体二重螺旋形状を短縮させた状態で現場まで運搬した後、現場で短縮状態において吊り上げられた基礎杭9に嵌め、この状態で図3の矢印に示す方向に引き上げて伸長させながら支持具(図示省略)で支持することにより、図4に示すように基礎杭9の外周側に所定距離を隔てて立体二重螺旋形状に支持することができる。
Next, in FIGS. 3 and 4, in the present invention, as described above, the
In this construction method, the
この実施例の施工方法は、勿論、現場打ちの基礎杭に適用することができ、この場合には、熱交換用配管5を図3に示すように立体二重螺旋形状を短縮させた状態で現場まで運搬した後、現場において、吊り上げられた鉄筋かごに嵌め、この状態で図3の矢印に示す方向に引き上げて伸長させながら支持具(図示省略)で支持することにより、図4に示すように基礎杭9の外周側に所定距離を隔てて立体二重螺旋形状に支持することができる。
Of course, the construction method of this embodiment can be applied to a foundation pile piled on the spot, and in this case, the
次に図5は本発明における熱交換用配管5の立体螺旋形状の他の実施例を示す概念図であり、この実施例では熱交換用配管5は、現場打ちのための鉄筋かご2)(又は既製の基礎杭)の外周側に、往き管及び還り管として利用する下部で連なった2本のパイプ5c,5dのいずれか一方のパイプ5cのみを立体螺旋形状に支持すると共に、他方のパイプ5dは直線状に支持した構成としている。
Next, FIG. 5 is a conceptual diagram showing another embodiment of the three-dimensional spiral shape of the
次に図6は本発明における熱交換用配管5の立体螺旋形状の他の実施例を示す概念図であり、この実施例では熱交換用配管5は、既製の基礎杭9(又は現場打ちのための鉄筋かご)の外周側に、往き管及び還り管として利用する、下部で連なった2本のパイプ5e,5fの両者を支持具(図示省略)により立体螺旋形状に支持している。
Next, FIG. 6 is a conceptual diagram showing another embodiment of the three-dimensional spiral shape of the
上記図5、図6の実施例に示す熱交換用配管5のいずれの立体螺旋形状の支持形態においても、上記実施例2において説明した施工方法を適用することができる。
The construction method described in the second embodiment can be applied to any three-dimensional spiral support form of the
本発明は以上のとおり、構造体としての基礎杭内に熱交換用配管を設置して地中との熱交換を行うようにしたシステムにおいて、熱交換用配管は基礎杭の設計杭径と掘削孔との空隙に配置するようにしているので、杭内部に設置するよりも土に近くなるため熱交換を効率よく行うことができ、また現場打ちで、杭本体の内部に支持機構により支持する場合のように、コンクリートの断面欠損や充填不良を起こすこともなく、支持機構によるコスト増もない。 As described above, in the system in which the heat exchange pipe is installed in the foundation pile as a structure to exchange heat with the ground as described above, the heat exchange pipe has the design pile diameter of the foundation pile and the excavation. Since it is arranged in the gap with the hole, it is closer to the soil than it is installed inside the pile, so heat exchange can be performed efficiently, and it is supported on the inside of the pile body by a support mechanism on site. As in the case, there is no cross section defect or poor filling of the concrete, and there is no cost increase due to the support mechanism.
特に、熱交換用配管は、基礎杭の外周側に立体螺旋形状に支持するので、連続した1本の配管として構成することができ、従って杭頭部に現れる配管の数を必要最小限の2本とすることができ、従って熱交換システムの本体の配管と接続するための時間と人手を削減すると共にバルブ数や配管本数によるイニシャルコスト増が小さく、また接続不良による漏水のリスクも小さい。 In particular, since the heat exchanging pipe is supported in a three-dimensional spiral shape on the outer peripheral side of the foundation pile, it can be configured as one continuous pipe, and therefore the number of pipes appearing at the pile head is minimized to 2. Therefore, it is possible to reduce the time and manpower required for connecting to the piping of the main body of the heat exchange system, and the initial cost increase due to the number of valves and the number of piping is small, and the risk of water leakage due to poor connection is also small.
1 掘削孔
2 鉄筋かご
3 主筋
4 フープ筋
5 熱交換用配管
5a,5b パイプ
5c,5d パイプ
5e,5f パイプ
6 支持具
7 支持体
8 固定手段
9 基礎杭(既製)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The heat exchange pipe is configured so that its three-dimensional spiral shape can be expanded and contracted in the axial direction, and the three-dimensional spiral shape of the heat exchange pipe having a shortened three-dimensional spiral shape is extended on-site and supported on the outer peripheral side of the foundation pile. The installation mechanism of the pipe for heat exchange in the heat exchange system using the foundation pile as a structure as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned
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