JP2008508163A - Indoor air pressure management - Google Patents
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Abstract
建物(20)内のいわゆる煙突効果を最小限にまたは回避する方法は、エレベータ昇降路または階段吹抜けなどの垂直方向に延在するシャフト(40)内の温度を制御することを含む。建物(20)の使用可能または占有空間内の複数の階(A、B、C、D)のそれぞれで空気圧を制御することにより、使用可能または占有空間とシャフト(40)の内部との圧力差を制御することが可能になる。適切な圧力差レベルを維持することにより、さもなければ建物内部と外部の周辺環境との間に望ましくない大量の気流を生じさせることになる煙突効果を最小限にするまたは回避することが可能になる。A method of minimizing or avoiding the so-called chimney effect in the building (20) involves controlling the temperature in a vertically extending shaft (40) such as an elevator hoistway or stairwell. The pressure difference between the usable or occupied space and the inside of the shaft (40) by controlling the air pressure at each of the floors (A, B, C, D) in the usable or occupied space of the building (20). Can be controlled. Maintaining proper pressure differential levels allows minimizing or avoiding chimney effects that would otherwise create an undesirably large airflow between the building interior and the outside surrounding environment Become.
Description
本発明は一般に建物内の空気圧制御に関する。より詳細には本発明は、建物の内部と外部の周囲環境との間に望ましくない空気流を生じさせる圧力差を回避するための建物内の空気圧の制御に関する。 The present invention generally relates to pneumatic control in buildings. More particularly, the present invention relates to the control of air pressure within a building to avoid pressure differentials that create undesired airflow between the interior of the building and the surrounding ambient environment.
様々な状況で建物内の空気流管理および空気圧管理が求められ必要となる。様々な建物の構造が、たとえば建物への出入りを可能にする通路(すなわち出入り口)を通る望ましくない大量の空気流を防ぐために、建物内部と建物の外部空間との間の空気流の制御を必要とする。ある状況では、建物の内外の温度差および建物の構造により建物内部と外部環境との間の圧力差を生じ、その結果建物内部と外部の周囲環境との間に望ましくない大量の気流または突風さえも生じることになる。望ましくないことに、このような気流は建物の熱負荷を変えてしまい、たとえば出入り口を通る快適な通行を妨げる恐れがある。 In various situations, air flow management and air pressure management in buildings are required and necessary. Various building structures require control of the air flow between the building interior and the building exterior space, for example, to prevent an undesirably large amount of air flow through the passages (ie doorways) that allow access to the building And In some situations, temperature differences inside and outside the building and the structure of the building create a pressure difference between the building interior and the outside environment, resulting in an undesirably large amount of airflow or gusts between the building interior and the outside environment. Will also occur. Undesirably, such airflow can change the heat load of the building, for example, and hinder comfortable passage through doorways.
建物と外部領域との間の通路を通る望ましくない空気流の一例は、エレベータ昇降路または階段吹抜けなどの高いシャフトを含む高層ビルにおいて生じる可能性がある。室内と屋外の温度に差があると、このようなシャフトによりいわゆる煙突効果が生じる。建物への出入りを可能にする通路(すなわち出入り口)が開放されると、煙突効果によりこうした通路を通る大量の空気の気流が生じる。建物内部と外部環境との間の圧力の差および煙突効果がこのような空気流を生じさせる。 An example of undesirable air flow through a passage between a building and an external area can occur in high-rise buildings that include high shafts such as elevator hoistways or stairwells. If there is a difference between indoor and outdoor temperatures, such a shaft causes a so-called chimney effect. When passages that allow access to the building (ie doorways) are opened, the chimney effect creates a large air stream through these passages. The difference in pressure between the building interior and the external environment and the chimney effect cause such airflow.
たとえば、冬季の建物外部の冷気は建物内部の暖気より重い。建物の低層階では外部圧力は内部圧力より高い。高層ビルの上層階では、多くの状況下において外部圧力は内部圧力より低い。したがって、(建物のロビー入口階の出入り口などの)開口がある場合、低層階では空気は建物の中へと侵入しやすい。この空気は建物の頂部へと流れる傾向にある。空気流は最も抵抗が小さい通路へ向かうので、建物に進入する外部空気はエレベータ昇降路または階段吹抜けなどの垂直のシャフトを通って建物の頂部へ上昇しやすい。 For example, the cool air outside the building in winter is heavier than the warm air inside the building. On the lower floors of the building, the external pressure is higher than the internal pressure. On the upper floors of high-rise buildings, external pressure is lower than internal pressure under many circumstances. Thus, if there is an opening (such as the entrance to the lobby entrance floor of a building), air tends to enter the building on the lower floors. This air tends to flow to the top of the building. Since the air flow goes to the path with the least resistance, external air entering the building tends to rise to the top of the building through a vertical shaft such as an elevator hoistway or stairwell.
煙突効果を減少させる構成を示す特許の一例は、1995年12月に公開された特開平07−330247号に示される。この文献は、屋外の空気を引き込むために吸気を使用してエレベータシャフトに冷気を加えることを提案する。この構成には制限がある。 An example of a patent showing a configuration for reducing the chimney effect is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-330247 published in December 1995. This document proposes using intake air to add cool air to the elevator shaft to draw outdoor air. There are limitations to this configuration.
建物と周囲の外部環境との間の望ましくない空気流に対処するための典型的な手法は、建物を外部環境から遮断するように試みることである。通常、建物の内部と外部との間の通路の遮断は回転ドアを使用して実現される。この手法に関しては様々な短所および難点がある。たとえば、回転ドアはいずれの所与の時にも出入り口を通って通行できる人数を制限しがちである。可能な交通量を増加させるために、より大型のモータを備えたより大型の回転ドアが導入されてきた。この手法は、設備の大型化によりさらに費用がかかり、空間をさらに必要とするので理想的でない。 A typical approach to combating undesired airflow between the building and the surrounding external environment is to attempt to isolate the building from the external environment. Usually, the blockage of the passage between the inside and the outside of the building is realized using a revolving door. There are various disadvantages and difficulties with this approach. For example, revolving doors tend to limit the number of people that can pass through the doorway at any given time. To increase the amount of traffic possible, larger revolving doors with larger motors have been introduced. This approach is not ideal because it is more expensive due to the larger equipment and requires more space.
回転ドアに関する別の難点は、自動的に可動なドアを通って通行しようと望む人が、ドアの動きに対して通路へと進入するタイミングについて不安を感じる傾向にあることである。多くの状況では、いったん人が回転ドア近辺に進入すると、ゆっくりと移動することや停止することが許されず、そうした場合には動いているドアパネルの1つにぶつかる恐れがある。 Another difficulty with revolving doors is that people who want to automatically pass through a movable door tend to feel anxious about the timing of entering the aisle with the door movement. In many situations, once a person enters the vicinity of a revolving door, they are not allowed to move slowly or stop, and in such a case, they can hit one of the moving door panels.
建物の内部に関する空気流管理を改良するために、煙突効果の発生を最小限にする改良された構成が必要である。さらに、建物の入口で回転ドアの必要性をなくすことができることが有益であろう。本発明は、上述の短所および難点を回避すると同時にこれらの要求に対処する。 In order to improve air flow management with respect to the interior of a building, an improved configuration is needed that minimizes the occurrence of chimney effects. Furthermore, it would be beneficial to be able to eliminate the need for revolving doors at the building entrance. The present invention addresses these needs while avoiding the disadvantages and disadvantages described above.
建物内の空気流を制御する例示の開示された方法は、建物内の概ね垂直のシャフトを通る空気流を制御することを含む。シャフト内の温度を建物外部の屋外温度に対応するように維持し、このシャフト内の温度に基づいて建物の各階で空気圧を制御することによって、開示の方法はいわゆる煙突効果を最小限にする。 An exemplary disclosed method of controlling airflow within a building includes controlling airflow through a generally vertical shaft within the building. By maintaining the temperature in the shaft to correspond to the outdoor temperature outside the building and controlling the air pressure at each floor of the building based on the temperature in the shaft, the disclosed method minimizes the so-called chimney effect.
一実施例では、少なくとも建物のいくつかの階の空気圧は、シャフト内の圧力と建物の占有空間の圧力との差が選択範囲外であることに応じて調整される。一実施例は建物の各階での空気圧を個別に制御することを含む。別の実施例は、建物の階の組を区域に分けることおよび各区域の圧力を制御することを含む。 In one embodiment, the air pressure of at least some floors of the building is adjusted in response to the difference between the pressure in the shaft and the pressure in the building's occupancy space being outside the selected range. One embodiment includes individually controlling the air pressure at each floor of the building. Another example includes dividing the floor set of the building into areas and controlling the pressure in each area.
開示の建物は複数の階を含む。階段吹抜けまたはエレベータ昇降路などの少なくとも1つのシャフトが概ね垂直方向に延在し、建物の複数の階の少なくともいくつかに出入り口を設けている。このシャフトに関する温度制御機構は、シャフト内の温度が建物の外部の屋外温度に対応するようにシャフト内の温度を制御する。 The disclosed building includes multiple floors. At least one shaft, such as a stairwell or elevator hoistway, extends generally vertically and provides doorways in at least some of the floors of the building. This temperature control mechanism for the shaft controls the temperature in the shaft so that the temperature in the shaft corresponds to the outdoor temperature outside the building.
一実施例では、温度制御機構は、シャフトと建物の外部との間で空気流を通過させるようにシャフトの両端付近に開口を含む。 In one embodiment, the temperature control mechanism includes openings near both ends of the shaft to allow airflow to pass between the shaft and the exterior of the building.
一実施例では、圧力制御装置が、シャフトと建物の占有空間との間の圧力差を制御するためにシャフトが出入り口を設けている複数階のそれぞれの空気圧を制御する。これらの階の空気圧を制御することにより、いわゆる煙突効果を最小限にする方法で、シャフトとフロア階との間の圧力差が制御できる。 In one embodiment, the pressure control device controls the air pressure of each of the plurality of floors where the shaft is provided with doorways to control the pressure difference between the shaft and the building space. By controlling the air pressure of these floors, the pressure difference between the shaft and the floor can be controlled in a way that minimizes the so-called chimney effect.
当業者には、本発明の様々な特徴および利点が以下の詳細な説明から明白になるであろう。 Various features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description.
図1は複数のフロアまたは階A、B、C、D....YYおよびZZを含む建物20を概略的に示す。例示の建物20は高層ビルである。 FIG. 1 shows a plurality of floors or floors A, B, C, D.D. . . . A building 20 including YY and ZZ is schematically shown. The example building 20 is a high-rise building.
垂直方向に延在する少なくとも1つのシャフト40は、建物の少なくともいくつかの階に出入り口を設けている。一実施例ではシャフト40はエレベータ昇降路である。別の実施例ではシャフト40は階段吹抜けである。
At least one
図示の実施例では、温度制御機構はシャフト40と関連している。この実施例では、温度制御機構はシャフト40の内部と建物20の外部の環境との間の空気流を可能にする開口42および44を備える。この実施例では、開口42および44がシャフトの両端付近にあり、外気がシャフトを通って流れるように流れがシャフトを通って通過できるようにする。外気がシャフトを通って流れるようになることにより、外部温度に対応するシャフト内の温度が定まる。ある状況では外部温度およびシャフト内の温度はほぼ等しくなるであろう。
In the illustrated embodiment, the temperature control mechanism is associated with the
図2は、一実施例の実施形態の選択された制御構成要素を概略的に示す。この実施例では、温度センサ50はシャフト40内で支持されてシャフト40の少なくとも一部分での温度を指示する。シャフトの長さに応じて、複数の温度センサがシャフトの高さに沿って離間して配置されてもよい。複数の温度センサは、シャフトの長さに沿って生じる可能性のある温度差に対応することも可能である。
FIG. 2 schematically illustrates selected control components of an example embodiment. In this embodiment, the temperature sensor 50 is supported within the
制御装置52は温度センサ50からシャフト40内の温度についての情報を受け取る。一実施例の制御装置52は、建物20の外部の外部温度に関する情報も受け取る。制御装置52がシャフト40内の温度と建物20の外部の温度との間に差があり、その差が選択範囲外であると判定した場合、制御装置52は換気装置54を作動させてシャフト40への外部の空気流量を増加させる。一実施例では換気装置54はファンを備える。
The
一実施例では、シャフト40内の空気の移動方向は外部温度に応じて制御される。比較的低温の日(すなわち、外部温度が建物内部の温度より低い日)には、空気はシャフトを通って下部から上部へ向かって導かれる。これは、1つまたは複数の開口42、44と関連するあるいは、シャフト40を通るこのような空気流が実現できる他の方法で配置される1つまたは複数の換気装置54を使用して実現される。比較的暖かい日(すなわち、外部温度が建物内部の温度より高い日)には、空気はシャフト40の上部から下部へ向かって導かれる。これは、一実施例ではシャフトを通る空気流を所望の方向に導く少なくとも1つの換気装置54を使用して実現される。
In one embodiment, the direction of air movement in the
外部温度に応じてシャフトを通る空気の移動を管理することにより、シャフト内の外気が所望の通り通過し、建物の使用可能または占有空間に入らないことを確実にする。 Managing the movement of air through the shaft in response to external temperatures ensures that the outside air in the shaft passes as desired and does not enter the building's usable or occupied space.
シャフト40内の温度と建物20の外部の温度との対応関係を維持することにより、シャフトと建物外部との圧力差が最小限になる。これがいわゆる煙突効果を最小限にする助けをする。図2に開示の実施例も、シャフト40と各階の使用可能または占有空間との間の圧力差を最小限にするように建物20の異なる階での圧力を管理する構成を含む。
By maintaining the correspondence between the temperature inside the
一実施例では、階段吹抜けでの温度もエレベータシャフト内の温度制御に対応するように制御される。この実施例は、エレベータシャフトの温度のみが制御される場合に通常なら生じる可能性のある、階段吹抜けの出入り口での圧力増加を回避するために建物内の全てのシャフト40の温度管理を調整する。
In one embodiment, the temperature at the stairwell is also controlled to correspond to the temperature control in the elevator shaft. This embodiment adjusts the temperature management of all
図2の実施例を検討すると、さらにいっそう空気流制御の機能を高めるために、制御装置60が建物20の例示のYY階の空気圧を制御する。この実施例では制御装置60は、既知のHVACシステムに関連するものなどの換気装置62を制御して、YY階への空気流量を増減させ、これにより建物のその階における空気圧を増減させる。図示の実施例では制御装置60は、温度センサ50からシャフト40内の温度に関する情報を受け取って、建物のその階について適切な空気圧調節を行う。シャフト40内の温度は、一般的に知られているようにシャフト内の圧力に関係する。制御装置60は、このような情報を使用して建物のYY階の使用可能または占有空間での空気圧を維持して、建物のその階とシャフト40との間の所望の圧力差を得る。
Considering the embodiment of FIG. 2, the controller 60 controls the air pressure of the illustrative YY floor of the building 20 to further enhance the function of airflow control. In this embodiment, the controller 60 controls a ventilator 62, such as that associated with a known HVAC system, to increase or decrease the air flow to the YY floor, thereby increasing or decreasing the air pressure at that floor of the building. In the illustrated embodiment, the controller 60 receives information about the temperature in the
図2の実施例では、圧力センサ64が建物のYY階の使用可能または占有空間内の適切な位置に備えられ、その結果、制御装置60が適切な空気圧調整を行うことができ、使用可能または占有空間とシャフト40との間で所望の圧力差が得られるようになる。一実施例では、若干の圧力差は許容される。別の実施例で制御装置60は、この階の使用可能または占有空間とシャフト40の対応する部分との間の圧力差が事実上ないように、建物のその階の空気圧を維持するようにプログラムされている。
In the embodiment of FIG. 2, a
シャフト40の内部と各階での使用可能または占有空間との圧力差を制御するために建物の階で空気圧を制御すると、シャフト40内の空間にかなりの空気流を進入させる圧力差がないことから、いわゆる煙突効果の発生を最小限にすることが可能になる。これにより、たとえば回転ドアの使用により通常実現される建物入口での遮断形態を必要としなくなる。建物内の圧力を効果的に管理し、シャフト40内の温度および、これにしたがって圧力を制御することにより、いわゆる煙突効果を最小限にまたは回避することができる。
If the air pressure is controlled at the floor of the building to control the pressure difference between the interior of the
一実施例では、制御装置60は個々の階ごとに、建物内の各階での空気圧を制御するように設定されている。別の実施例では、建物の階の群が単一の区域として制御される。各階を個別に制御するまたは階の群を区域で制御することにより、建物内の異なる相対的な高さでの異なる圧力レベルを管理し、シャフト40の長さすなわち高さに沿って生じる変動、および建物の異なる階に対応する高さで建物外部で生じる空気の圧力差に対処することが可能となる。上記の説明を考慮すると、当技術者は、個々の階の制御または区域制御のどちらが彼らの個別の状況の必要性を最も満たすかを選択することができるであろう。
In one embodiment, the controller 60 is set to control the air pressure on each floor in the building for each floor. In another embodiment, a group of building floors is controlled as a single area. Managing different pressure levels at different relative heights within the building by controlling each floor individually or by controlling the group of floors in the area, the fluctuations that occur along the length or height of the
建物内の異なる階での空気圧を得ることにより建物の使用可能または占有空間と垂直方向に延在するシャフトとの間で所望の圧力差を得るために、外気温度と空気圧との既知の関係および周知の空気圧制御技法が使用できる。当技術者は彼らの個々の状況の必要性を満たすように、これらの周知の技法の中から選択できるであろう。 In order to obtain the desired pressure difference between the usable or occupied space of the building and the vertically extending shaft by obtaining the air pressure at different floors in the building, the known relationship between the outside air temperature and the air pressure and Well known pneumatic control techniques can be used. Those skilled in the art will be able to choose from these well-known techniques to meet the needs of their individual circumstances.
前述の説明は限定的というよりは例示的である。開示の実施例に対する変形形態および修正形態は、本発明の本質から必ずしも逸脱しないことが当業者には明白になり得よう。本発明に与えられる法的保護の範囲は、特許請求の範囲を検討することによってのみ決定することができる。 The foregoing description is exemplary rather than limiting. It will be apparent to those skilled in the art that variations and modifications to the disclosed embodiments do not necessarily depart from the essence of the invention. The scope of legal protection afforded this invention can only be determined by studying the claims.
Claims (20)
前記シャフト内の温度が該シャフト付近の屋外温度に対応するように、前記シャフト内の温度を制御するために該シャフトに関連して設けられるとともに、前記屋外温度が前記シャフト内の温度より低い場合に前記シャフト内の空気流を第1の方向に向け、前記屋外温度が前記シャフト内の温度より高い場合に前記シャフト内の空気流を反対の第2の方向に向ける温度制御機構と、
を備えるエレベータ昇降路。 A shaft in which the elevator cab can move,
When the outdoor temperature is lower than the temperature in the shaft, provided that the temperature in the shaft corresponds to the outdoor temperature in the vicinity of the shaft, and the outdoor temperature is lower than the temperature in the shaft. A temperature control mechanism for directing the air flow in the shaft in a first direction and directing the air flow in the shaft in the opposite second direction when the outdoor temperature is higher than the temperature in the shaft;
Elevator hoistway with
前記シャフト内の温度を前記建物の外部の屋外温度に対応するように調節するステップと、
前記シャフト内の温度に基づいて前記建物の少なくとも1つの階の空気圧を制御するステップと、
を備える方法。 A method of controlling air flow through a generally vertical shaft in a multi-story building comprising:
Adjusting the temperature in the shaft to correspond to the outdoor temperature outside the building;
Controlling the air pressure of at least one floor of the building based on the temperature in the shaft;
A method comprising:
前記複数の階の少なくともいくつかの階に出入り口を設けている少なくとも1つのエレベータ昇降路シャフトと、
前記複数の階の少なくともいくつかの階に出入り口を設けている少なくとも1つの階段吹抜けシャフトと、
前記シャフト内の温度が調整されて建物の外部の屋外温度に対応するように、各シャフト内の温度を制御するために前記シャフトのそれぞれと関連して設けられた温度制御機構と、
を備える建物。 Multiple floors,
At least one elevator hoistway shaft provided with doorways in at least some of the floors;
At least one stairwell shaft provided with doorways in at least some of the floors;
A temperature control mechanism provided in association with each of the shafts to control the temperature within each shaft such that the temperature within the shaft is adjusted to correspond to an outdoor temperature outside the building;
Building with.
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