JP2008309392A

JP2008309392A - 全面床吹き出しシステム

Info

Publication number: JP2008309392A
Application number: JP2007157239A
Authority: JP
Inventors: Takuji Nakamura; 卓司中村; Masami Okumura; 正己奥村
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-14
Also published as: JP5051577B2

Abstract

【課題】ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる全面床吹き出しシステムを提供する。
【解決手段】本発明の全面床吹き出しシステムは、床スラブ１と、この床スラブ１上に設けられ吹出孔３ｂが形成されたフロアパネル３と、該床スラブ１と該フロアパネル３との間に配置される空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材を収容する潜熱蓄熱材収容体１０と、からなり、該潜熱蓄熱材収容体１０は、カゴ状部１１と該カゴ状部１１を該フロアパネル３側から吊り下げる吊り下げ金具１２とを具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、オフィスビル等のビルディングに二重床を敷設し、二重床から室内に空調空気を吹き出す空調方式において、特に昼間等の放熱運転時に潜熱蓄熱材に蓄熱された熱を放熱し、二重床の吹出孔から室内に給気する全面床吹き出しシステムに関する。

従来、建物の床スラブ上に二重床を構築し、二重床内にＯＡ機器用の配線を収納する所謂ＯＡフロアが広く採用され、また、二重床の全面から室内に空調エアを吹き出す全面床吹き出し空調方式が採用され始めている。

また、この方式において、従来、二重床の下面に潜熱蓄熱材を配設し、夜間等の蓄熱運転時に潜熱蓄熱材に蓄熱させておき、昼間等の放熱運転時に潜熱蓄熱材に蓄熱された熱を放熱し、二重床の吹出孔から室内に給気する提案がなされている。このような蓄熱空調によれば、安価な夜間電力を利用して蓄熱し、これを昼間のオフィスアワーに利用することが可能となる。

例えば、特許文献１（特開２００３−１８５３７３号公報）には、床スラブ上に敷設され、多数の吹出孔が形成された二重床と、床スラブと二重床の間に形成された給気チャンバーと、二重床の下面に配設された、通気性が高く空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、給気チャンバーに接続された空調機とを備えたことを特徴とする潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムが開示されている。
特開２００３−１８５３７３号公報

ところが、特許文献１に記載の潜熱蓄熱材を用いた全面床吹出空調システムは、粒状の潜熱蓄熱材を二重床内に設置するものであるが、このときＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工方法などについての具体的な提案がなされておらず問題となっていた。

この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、床スラブと、該床スラブ上に設けられ吹出孔が形成されたフロアパネルと、該床スラブと該フロアパネルとの間に配置される空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材を収容する潜熱蓄熱材収容体と、からなり、該潜熱蓄熱材収容体は、カゴ状部と該カゴ状部を該フロアパネル側から吊り下げる吊り下げ金具とを具備することを特徴とする全面床吹き出しシステムである。

また、請求項２に記載の発明は、床スラブと、該床スラブ上に設けられ吹出孔が形成されたフロアパネルと、該床スラブと該フロアパネルとの間に配置される空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材を収容する潜熱蓄熱材収容体と、からなり、該潜熱蓄熱材収容体は、カゴ状部と該カゴ状部を該床スラブ側から支持するカゴ状部支持体とを具備することを特徴とする全面床吹き出しシステムである。

また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の全面床吹き出しシステムにおいて、該カゴ状部と該カゴ状部支持体とは一体的に構成されることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項２に記載の全面床吹き出しシステムにおいて、該カゴ状部と該カゴ状部支持体とは分離可能に構成されることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の全面床吹き出しシステムにおいて、該潜熱蓄熱材の主要素材はパラフィンの粒状体であり、該カゴ状部には粒状体より小さな網目の金網が用いられることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の全面床吹き出しシステムにおいて、該潜熱蓄熱材の主要素材はパラフィンの粒状体であり、該カゴ状部には粒状体より大きな網目の金網が用いられ、該カゴ状部にはネットに封入された該潜熱蓄熱材が載置されることを特徴とする。

本発明の全面床吹き出しシステムによれば、ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの二重床構造を示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いるフロアパネル単体の平面図であり、図３は本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材収容体の斜視図である。図１及び図３において、１は床スラブ、２は支柱、２ａはベース部、２ｂは下部柱部、２ｃは上部柱部、２ｄは支持部、３はフロアパネル、３ａは溝、３ｂは吹出孔、４は給気チャンバー、１０は潜熱蓄熱材収容体、１１はカゴ状部、１２は吊り下げ金具をそれぞれ示している。

床スラブ１上には支柱２が立設され、支柱２上に多数のフロアパネル３が敷設され、この構成により、フロアパネル３の下部即ち二重床内には給気チャンバー４が形成される。フロアパネル３には、複数の給気拡散用の溝３ａが形成され、また、溝３ａ内に複数の吹出孔３ｂが形成されている。さらに、フロアパネル３の四隅には嵌合穴３ｃが形成されている。

フロアパネル３を支持する支柱２は、床スラブ１に接着材により固定されるベース部２ａと、ベース部２ａ上に立設された下部柱部２ｂおよび上部柱部２ｃと、フランジ状の支持部２ｄとからなっている。フロアパネル３は、支柱２の支持部２ｅによって支持される。

潜熱蓄熱材収容体１０は、カゴ状部１１と吊り下げ金具１２とから構成されており、フロアパネル３の四隅の嵌合穴３ｃ並びに吹出孔３ｂから吊り下げ金具１２が所定部位に係合し、潜熱蓄熱材収容体１０がフロアパネル３直下に吊り下げられるようになっている。

このような構成によるメリットとしては、施工による床の高さの誤差に関係なく潜熱蓄熱材収容体１０がフロアパネル３に密着できるため、空気の漏れがなく熱交換性能が高くなる。（床スラブ１の施工精度が数ｍｍであるとフロアパネル３と潜熱蓄熱材収容体１０の間に隙間ができ、空気が隙間を流れてしまい、潜熱蓄熱材に流れにくくなる。）
また、本実施形態による構成では、ＯＡフロアをあけるとき、すなわちフロアパネル３と取り外すときに、潜熱蓄熱材収容体１０をＯＡフロアと一緒に取り外すことができる。

潜熱蓄熱材収容体１０のカゴ状部１１の高さは、一般的な冷房負荷の事務所ビルで、２０ｍｍから６０ｍｍとし、通常のＯＡフロアの高さ（１５０ｍｍ〜２００ｍｍ）に設置してもカゴの下部に配線スペース、空調スペースを十分に確保することができるようになっている。

また、潜熱蓄熱材収容体１０のカゴ状部１１は、フロアパネル３の大きさ（５００ｍｍ×５００ｍｍ）に相似の形状とすることにより、配線工事時にＯＡフロアとカゴを同時に取り外すことで配線工事が可能となる。このような構成によって、本発明の全面床吹き出しシステムでは、ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。

本発明に用いる潜熱蓄熱材は、概略、図４に示すような、円柱状の粒状体であり、短辺Ａの長さは１ｍｍ〜１０ｍｍ、長辺Ｂの長さ２ｍｍ〜２０ｍｍ程度となっている。このような粒状体の潜熱蓄熱材は、ある程度の表面積を確保することでき、伝熱性能が高く、効率的に蓄放熱を実現することができるために採用されるものである。ただ、本発明は必ずしもこのような潜熱蓄熱材を使用することに限定されるものではない。潜熱蓄熱材の主要素材としては、例えばパラフィンなどの相変化物質（ＰｈａｓｅＣｈａｎｇｅＭａｔｅｒｉａｌ）が用いられ、このような潜熱蓄熱材によって空気との熱交換が行われる。なお、この潜熱蓄熱材は、ペレット状、サイコロ状、球状などとすることもできる。

例えば、この潜熱蓄熱材は、セラミックスや発泡ビーズなどの粒状多孔質体に潜熱蓄熱材料を含浸させ担持させたものとして、潜熱蓄熱材料としては、上記のようなパラフィンなどの芳香族化合物や硫酸ナトリウム１０水塩などの無機含水塩を通常質量分率で３０〜５０の含有率を有するものとすることができる。なお、潜熱蓄熱材料を高分子吸着剤などの網目状分子に封じ込めたものを採用してもよいし、スポンジフィルタなどに潜熱蓄熱材料を担持させたものを採用してもよい。

潜熱蓄熱材による蓄熱量は、パラフィン４０％含浸（かさ密度７８０ｋｇ／ｍ³ の場合、潜熱４３．７Ｊ／ｇ）の場合、厚さ３０ｍｍ設置すると１０２２ｋＪ／ｍ² となり、これは床スラブのみの躯体蓄熱を５時間行った蓄熱量１０６８ｋＪ／ｍ² に匹敵し、蓄熱量が倍増する。

潜熱蓄熱材収容体１０のカゴ状部１１は、潜熱蓄熱材の粒状体より網目の細かい金網状のものを使用することにより、潜熱蓄熱材を保持しつつ、通気性を有する構成とすることができる。しかしながら、潜熱蓄熱材の粒状体より網目の細かい金網は高価であるので、カゴ状部１１の網目は潜熱蓄熱材の粒状体より大きなものとしつつ、潜熱蓄熱材粒状体を、粒状体より細かい目のネットなどの袋にいれて、これをカゴ状部１１に載置するような構成とすることもできる。このような構成とすれば、潜熱蓄熱材収容体１０の製造コストを削減することできる。

以上、本実施形態の全面床吹き出しシステムによれば、ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。

次に本発明の第２の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムについて説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの二重床構造を示す図であり、図６は本発明の第２の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材収容体の斜視図である。フロアパネル３及びフロアパネル３を支持する支柱２の構造は先の実施形態と変わらないので説明を割愛する。

本実施形態の潜熱蓄熱材収容体１０は、カゴ状部１１とこれを四隅で支持するカゴ状部支持体１５とか構成されている。カゴ状部支持体１５は、床スラブ１に固定されるベース部１６と、このベース部１６とカゴ状部１１と間を連結する支柱部１７とからなっている。

このような潜熱蓄熱材収容体１０は、床スラブ１に置くだけで設置が簡便で施工性の向上を期待することができ、施工費のコストダウンとなる。また、潜熱蓄熱材収容体１０のカゴ状部１１の形状等は、先の実施形態と同様とすることができる。本実施形態においても、ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。

次に本発明の第３の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムについて説明する。図７は本発明の第３の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの二重床構造を示す図であり、図８は本発明の第３の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材収容体の斜視図である。フロアパネル３及びフロアパネル３を支持する支柱２の構造は先の実施形態と変わらないので説明を割愛する。

本実施形態の潜熱蓄熱材収容体１０では、カゴ状部１１とこれを支持する構造体が別体として構成される。本実施形態のカゴ状部支持体２０は、カゴ状部１１とは独立した構成であり、床スラブ１に固定されるベース部２０ａと、このベース部２０ａと支柱部２０ｂと、カゴ状部１１が載置される載置部２０ｃとからなっている。

このような潜熱蓄熱材収容体１０では、カゴ状部１１とこれを支持するカゴ状部支持体２０とは施工時に取り付ける。このような構成をとるメリットとしては、ＯＡフロアの高さに応じた、カゴ状部支持体２０を調達することで、様々な現場に柔軟に対応することができるということが挙げられる。

また、潜熱蓄熱材収容体１０のカゴ状部１１の形状等は、先の実施形態と同様とすることができる。本実施形態においても、ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。

第２及び第３の実施形態においても、潜熱蓄熱材は、図４に示すような、円柱状の粒状体の用いることができる。また、このとき、潜熱蓄熱材収容体１０のカゴ状部１１は、潜熱蓄熱材の粒状体より網目の細かい金網状のものを使用することにより、潜熱蓄熱材を保持しつつ、通気性を有する構成とすることができる。しかしながら、潜熱蓄熱材の粒状体より網目の細かい金網は高価であるので、カゴ状部１１の網目は潜熱蓄熱材の粒状体より大きなものとしつつ、潜熱蓄熱材粒状体を、粒状体より細かい目のネットなどの袋にいれて、これをカゴ状部１１に載置するような構成とすることもできる。このような構成とすれば、潜熱蓄熱材収容体１０の製造コストを削減することできる。

次に、以上のようにして構成される潜熱蓄熱材を収容する潜熱蓄熱材収容体１０が用いられてなる全面床吹き出しシステムについて説明する。図９は、本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの昼間放熱運転の様子を示す図であり、図１０は、本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの夜間蓄熱運転の様子を示す図である。図９及び図１０において（A）は全面床吹き出しシステムであり、（B）全面床吹き出しシステムの各ダンパによる調節風量比を示している。なお、これまでに説明した符号番号が付された部位は先の説明と同様のものである。

本発明の全面床吹き出しシステムを図９及び図１０を参照して説明する。図中符号５は空調対象室、６はその天井面、７は還気チャンバーとしての天井チャンバー、８は空調機である。また、図中ＭＤ１乃至ＭＤ４は、ダクト中に設けられるダンパである。

図９の昼間放熱運転においては、空調機８は、内蔵している冷却器、加熱器、加湿器、フィルタ（いずれも図示略）により温湿度調整と粉塵除去などを行い、送風機９により給気ダクト２１、吹出口３ｂ（不図示）を通して室内に給気ＳＡを供給し、天井面６に設けた不図示の吸込口から還気ＲＡを天井チャンバー７に吸い込み、主還気口３１から排気ダクト２２を通して空調機５に戻して循環させるようになっている。

なお、還気ＲＡの一部は排気ＥＡとして排気ダクト２２により外部に排気し、それに見合う量の外気ＯＡを外気吸入ダクト２４から取り入れるようになっている。また、外気吸入ダクト２４と排気ダクト２２の間には図示するようにバイパスダクト２５が接続される。

図９の昼間放熱運転においては、ダンパＭＤ１乃至ＭＤ４を通る各ダンパの定格に対する風量比が図９（Ｂ）に示されるようになるよう各ダンパが調整される。昼間放熱運転においては、ダンパＭＤ２の風量比は０とさせるように閉じられる。これに対して、図１０の夜間蓄熱運転においては、ダンパＭＤ１乃至ＭＤ４を通る風量比が図１０（Ｂ）に示されるようになるよう各ダンパが調整される。

給気チャンバー４には副還気口３２が設けられており、副還気口３２から還気ダクト２３を通して空調機５に戻して循環可能に構成されている。本発明の全面床吹き出しシステムの夜間蓄熱運転においては、副還気口３２から還気ダクト２３を通して空調機５に戻して循環させると同時に、空調対象室５からも還気ＲＡを天井チャンバー７に吸い込み、主還気口３１から排気ダクト２２を通して空調機５に戻して循環させるようになっている。この時の風量比を図１０（Ｂ）に示すものとなるように各ダンパをコントロールすると、潜熱蓄熱材が効率的に蓄熱される。

次に、本発明の比較例として、床スラブ１の蓄熱のみを用いた全面床吹き出しシステムについて説明する。図１１は、比較例に係る全面床吹き出しシステムの昼間放熱運転の様子を示す図であり、図１２は、比較例に係る全面床吹き出しシステムの夜間蓄熱運転の様子を示す図である。図１１及び図１２において、これまでに説明した符号番号が付された部位は先の説明と同様の構成であることを示している。また、図１１及び図１２において（A）は比較例の全面床吹き出しシステムであり、（B）全面床吹き出しシステムの各ダンパによる調節風量比を示している。この比較例においては、潜熱蓄熱材は用いられないので潜熱蓄熱材収容体１０に係る構成がない。

特に比較例に係る全面床吹き出しシステムでは、図１２の夜間蓄熱運転においては、ダンパＭＤ２の風量比が０となることが、潜熱蓄熱材を用いた本発明の全面床吹き出しシステムと大きく異なる。このため、図示しているのものの、比較例に係る全面床吹き出しシステムでは、副還気口３２と還気ダクト２３とダンパＭＤ２は不要の構成となる。

以上、本発明の全面床吹き出しシステムによれば、ＯＡフロアとしての機能を維持しつつ、蓄熱性能、放熱性能の向上をよくし、かつ安価な施工を実現することができる。

なお、以上、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇に入るものである。

本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの二重床構造を示す図である。本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いるフロアパネル単体の平面図である。本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材収容体の斜視図である。本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの二重床構造を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材収容体の斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの二重床構造を示す図である。は本発明の第３の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムに用いる潜熱蓄熱材収容体の斜視図である。本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの昼間放熱運転の様子を示す図である。本発明の実施の形態に係る全面床吹き出しシステムの夜間蓄熱運転の様子を示す図である。比較例に係る全面床吹き出しシステムの昼間放熱運転の様子を示す図である。比較例に係る全面床吹き出しシステムの夜間蓄熱運転の様子を示す図である。

符号の説明

１・・・床スラブ、２・・・支柱、２ａ・・・ベース部、２ｂ・・・下部柱部、２ｃ・・・上部柱部、２ｄ・・・支持部、３・・・フロアパネル、３ａ・・・溝、３ｂ・・・吹出孔、４・・・給気チャンバー、５・・・空調対象室、６・・・天井面、７・・・天井チャンバー、８・・・空調機、９・・・送風機、１０・・・潜熱蓄熱材収容体、１１・・・カゴ状部、１２・・・吊り下げ金具、１５・・・カゴ状部支持体、１６・・・ベース部、１７・・支柱部、２０・・・カゴ状部支持体、２０ａ・・・ベース部、２０ｂ・・・支柱部、２０ｃ・・・載置部、２１・・・給気ダクト、２２・・・排気ダクト、２３・・・還気ダクト、２４・・・外気吸入ダクト、２５・・・バイパスダクト、３１・・・主還気口、３２・・・副還気口

Claims

床スラブと、
該床スラブ上に設けられ吹出孔が形成されたフロアパネルと、
該床スラブと該フロアパネルとの間に配置される空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、
該潜熱蓄熱材を収容する潜熱蓄熱材収容体と、からなり、
該潜熱蓄熱材収容体は、カゴ状部と該カゴ状部を該フロアパネル側から吊り下げる吊り下げ金具とを具備することを特徴とする全面床吹き出しシステム。
床スラブと、
該床スラブ上に設けられ吹出孔が形成されたフロアパネルと、
該床スラブと該フロアパネルとの間に配置される空気と直接熱交換が可能な潜熱蓄熱材と、
該潜熱蓄熱材を収容する潜熱蓄熱材収容体と、からなり、
該潜熱蓄熱材収容体は、カゴ状部と該カゴ状部を該床スラブ側から支持するカゴ状部支持体とを具備することを特徴とする全面床吹き出しシステム。
該カゴ状部と該カゴ状部支持体とは一体的に構成されることを特徴とする請求項２に記載の全面床吹き出しシステム。
該カゴ状部と該カゴ状部支持体とは分離可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の全面床吹き出しシステム。
該潜熱蓄熱材の主要素材はパラフィンの粒状体であり、該カゴ状部には粒状体より小さな網目の金網が用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の全面床吹き出しシステム。
該潜熱蓄熱材の主要素材はパラフィンの粒状体であり、該カゴ状部には粒状体より大きな網目の金網が用いられ、該カゴ状部にはネットに封入された該潜熱蓄熱材が載置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の全面床吹き出しシステム。