JP2010229762A - 建物ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】室内空間を犠牲にすることなく、また、火災発生位置を特定して迅速に消火活動を行うことができる建物ユニットを得る。
【解決手段】温度センサ６８により測定された温度の上昇率が１０℃／ｍｉｎよりも高い場合、火災が発生したと判断され、火災発生位置に近い流出口６２から窒息消火材５６が散布される。このとき、ファンによってパン４８内を加圧して該流出口６２から窒息消火材５６を散布するため、該流出口６２を中心に火災発生位置へ窒息消火材５６を広範囲に亘って集中的に散布させることができため、迅速に消火活動を行うことができ、効果的に火災鎮火を図ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、室内の火災の消火に対応した建物ユニットに関する。

建築基準法の改正に伴い、一般戸建て住宅において、火災警報装置（熱感知タイプ、又は煙感知タイプ）の設置が義務付けられた。これは火災安全工学上の初期知覚・避難に有効であるが、消火機能とは連動していないため火災の拡大防止には効果がない。

ここで、特許文献１は、消火液収容タンクと粉末消火剤収容タンクが、それぞれ天井に設けられたノズルと接続され、火災検出装置が火災を検出したときに、液体消火器及び粉末消火器が時間差を持って起動する技術が開示されている。

また、特許文献２には、粉末消火剤の貯蔵容器内を複数の小室に区分し、各小室と防護区画を対応させ、火災信号が発信されると、各防護区画で小室から消火剤が放出されるようにした技術が開示されている。

上記の先行技術は、区画された空間内の消火を行うものであり、火災の拡大防止に役立つ技術ではあるが、火災位置を特定することなく該空間内を消火するため、必要以上に消火剤が必要となり、その分、消火剤を貯留する貯留部の容積は大きくなってしまう。

一方、特許文献３は、内部に粉末消火剤が収納された粉末消火装置を既存のレンジフードに対して取付け可能とし、該粉末消火装置内の温度が一定温度以上になった場合、ガスレンジへ向かって粉末消火剤が噴霧される技術が開示されている。

また、特許文献４には、消火薬剤が充填された容器と接続された樹脂配管を陳列棚に設け、該樹脂配管の内部を加圧状態とし、火災発生時に火災温度により樹脂配管が溶け穴が開くことによって、この穴から消火薬剤が噴霧される技術が開示されている。

実開昭６２−４５０５２号公報 実開昭６２−１５７５６３号公報 特開２００６−１９８２２８号公報 特開２００６−２８８６８８号公報

これらの先行技術では、火災位置へ向かって消火が行われるため、効果的に消火が行われることとなるが、これらの技術を仮に室内空間に適用させた場合、自動消火装置や樹脂配管を天井や壁に取付けなければならず、室内空間が犠牲になってしまう。
また、天井に特許文献４に記載の樹脂配管を設けた場合、火災温度により該樹脂配管が溶けて初めて消火薬剤が噴霧されるため、火災初期の段階では、消火活動は行われない。

本発明は、室内空間を犠牲にすることなく、また、火災発生位置を特定して迅速に消火活動を行うことができる建物ユニットを得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、建物ユニットにおいて、ユニット上面に配置される水平フレームと、前記水平フレームに支持され、内部に窒息消火材が充填された容器と、前記水平フレームに開閉可能に設けられ、前記容器とユニット内とを連通させる複数の散布口と、前記ユニット内に複数設けられ、前記散布口の近傍に位置する温度センサと、前記容器へ空気を送る加圧手段と、前記温度センサにより検出された温度によって火災発生か否かを判断し、火災発生と判断すると、前記加圧手段によって、前記容器へ空気を送り、火災発生位置に近い散布口を開放して該散布口から前記窒息消火材を散布させる制御手段と、を有している。

請求項１に記載の発明では、内部に窒息消火剤が充填された容器が、ユニット上面に配置される水平フレームに支持されている。ユニット建物（住宅）では、ユニット上面には断熱材が配設されるが、基本的にはいわゆるデッドスペースとなっている。このため、このデッドスペースに窒息消火剤が充填された容器を設けるようにすることで、ユニット内（室内空間）を犠牲にすることなく、大量の窒息消火材を備蓄することができる。

ここで、「窒息消火」とは、空気中の酸素濃度を、燃焼を維持するのに必要な量以下にすることによって消火する方法のことをいい、燃焼に必要な酸素の供給を遮断することによって行われる。そして、ここでいう、「窒息消火材」とは、窒息消火を行うために火災発生位置に散布する材料をいい、例えば、粉末消火剤などの粉末体や砂などの粉体などが挙げられる。

また、ユニット内に設けられた温度センサにより検出された温度によって、制御手段が火災発生か否かを判断するが、ユニット内に複数の温度センサを設けることで、ユニット内の何処で火災が発生したかが分かる。つまり、火災発生位置が特定される。そして、火災時に、加圧手段によって、容器内へ空気を送り容器内を加圧して、この火災発生位置の散布口を開放し、容器とユニット内を連通させて、該散布口から窒息消火材を散布する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建物ユニットにおいて、前記加圧手段が、前記水平フレームに設けられ空気が送られる送風ダクトと、前記送風ダクト内へ空気を送風させるファンと、前記送風ダクトと前記容器に接続され、前記ファンによって加圧された空気を送風ダクトから容器へ送風可能とする分岐ダクトと、前記分岐ダクト内に開閉可能に設けられ、開放されることにより、前記容器と前記ユニット内を連通させる開閉弁と、を含んで構成されている。

請求項２に記載の発明では、温度センサにより検出された温度によって火災と判断されると、火災発生位置に近い散布口と連通する分岐ダクト内に設けられた開閉弁が開放される。これにより、開閉弁が開放された分岐ダクトを経て、送風ダクトによって加圧された空気が容器へ送風される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の建物ユニットにおいて、前記制御手段が、
各温度センサにより測定された温度をそれぞれ記憶し、記憶された温度と前記温度センサにより測定された温度を比較して、予め設定された火災判定基準から火災発生の有無を判断し、火災が発生したと判断すると、火災が発生したと判断する根拠となった温度センサの近傍に位置する散布口に対応する分岐ダクトの開閉弁を開放させ、前記ファンを作動させる。

請求項３に記載の発明では、火災が発生したと判断された場合、火災が発生したと判断する根拠となった温度センサの近傍が火災発生位置であることが特定される。このため、この火災発生位置の近傍に位置する散布口に対応する分岐ダクトの開閉弁が開放され、ファンの作動によって、該散布口から窒息消火材が散布される。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の建物ユニットにおいて、前記制御手段は、前記温度センサにより測定された温度が予め設定された火災温度よりも高い場合、火災が発生したと判断して、火災発生位置に近い散布口に対応する分岐ダクトの開閉弁を開放させ、前記ファンを作動させる。

請求項４に記載の発明では、温度センサにより測定された温度が予め設定された火災温度よりも高い場合、制御手段で記憶された温度との比較を行わず火災が発生したと判断される。これにより、火災発生位置に近い散布口に対応する分岐ダクトの開閉弁が開放され、ファンの作動によって、該散布口から窒息消火材が散布される。

請求項１に記載の発明によれば、デッドスペースに容器を設けることができるため、室内空間を犠牲にすることなく、また、複数の温度センサにより、火災発生位置を特定し、火災発生位置に近い散布口から窒息消火材を集中的に散布することにより、迅速に消火活動を行うことができ、効果的に火災鎮火を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、火災発生位置に近い散布口と連通する分岐ダクトの開閉弁が開放される。つまり、他の分岐ダクトでは開閉弁は閉止されたままであるため、送風ダクト内の圧力を他へ逃がすことなく、加圧された空気を該分岐ダクトから容器へ送ることができ、散布口から窒息消火剤を噴出させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、火災発生位置に近い散布口から窒息消火材を散布させることができるため、消火活動を効果的に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、温度センサにより測定された温度が、予め設定された火災温度よりも高い場合、制御手段によって記憶された温度と温度センサにより測定された温度との比較を行う必要がないため、その分、消火活動を迅速に行うことができる。

本実施形態に係る建物ユニットの全体構成を示す概略分解斜視図である。 本実施形態に係る建物ユニットの全体構成を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る建物ユニットの要部を示す図２の３−３線断面図である。 本実施形態に係る建物ユニットに設けられたファンが作動した状態を示す図３に対応する断面図である。 本実施形態に係る建物ユニットの要部を示すブロック図である。 本実施形態に係る建物ユニットの要部を示す平面図である。 本実施形態に係る建物ユニットの要部を示す部分拡大斜視図である。 本実施形態に係る建物ユニットに設けられた制御装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、図１〜図７を用いて、本発明に係る建物ユニットの一実施形態について説明する。

＜建物ユニットの構成＞

図１には、本実施形態に係るユニット建物（住宅）１０の要部の分解斜視図が示されている。また、図２には、本実施形態に係るユニット建物１０の要部の斜視図が示されている。これらの図に示されるように、ユニット建物１０は一階部分１２と二階部分１４とを備えており、一階部分１２及び二階部分１４は、通常の箱型ユニット（建物ユニット）１８等を複数個上下左右に隣接配置して相互に連結することにより構成されている。

箱型ユニット１８は、四隅に立設された柱２２と、柱２２の上端側に配置及び接合された天井パネル３０と、柱２２の下端側に配置及び接合された床パネル４０と、を含んで構成されている。

天井パネル３０は、平面視で矩形枠状に配置された長短二種類の天井大梁３２、３４と、長辺側の天井大梁３２内に溶接された複数のブラケット５２を介して天井大梁３２間に所定の間隔で配置された複数の天井小梁３６と、天井板３８と、を含んで構成されており、床パネル４０は、平面視で矩形枠状に配置された長短二種類の床大梁４２、４４と、長辺側の床大梁４２内に溶接された複数のブラケット５４を介して床大梁４２間に所定の間隔で配置された複数の床小梁４５（図３参照）と、床板４６と、を含んで構成されている。なお、図３は、図２の３−３線断面図である。

図３に示すように、天井大梁３２内には、四隅をＬ字状に切り欠いた略直方体状のブラケット５０が溶接されている。一方、天井板３８の上面には、天井小梁３６の間隔に合わせて箱状のパン４８が並んで配置されており、各パン４８の長手方向の両端部が、ブラケット５０に溶接されている。つまり、このブラケット５０を介してパン４８は天井大梁３２に固定されることとなる。

なお、このブラケット５０は、図１では図示を省略しており、天井大梁３２内のブラケット５２とブラケット５２の間に配置されるが、ブラケット５２を天井大梁３２の長手方向に沿って拡幅させた形状に変え、このブラケット（図示省略）を介してパン４８を天井大梁３２に固定するようにしても良い。

そして、二階部分１４の柱２２と一階部分１２の柱２２を図示しないドッキングプレートによって連結することで、二階部分１４が一階部分１２に組み付けられる。なお、ここでは、一階部分１２の天井板３８の上面にパン４８を設けたが、二階部分１４の天井板３８の上面にもパン４８を設けても良い。

また、パン４８の上部には蓋体５８が設けられており、パン４８内を密閉している。さらに、パン４８の底板の中央部には、連通口６０が設けられており、天井板３８を貫通する流出口（散布口）６２と連通している。

流出口６２には、弁体６４が設けられており、通常は閉止された状態となっているが、所定置以上の圧力が作用すると、この弁体６４は破断し、或いは、流出口６２から抜け落ちて、流出口６２が開放されるようになっている。これにより、流出口６２及び連通口６０を通じて、パン４８の内部と室内空間（ユニット内）６６とが連通する。

この室内空間６６には複数の温度センサ６８が設けられている。図５に示すように、温度センサ６８は制御装置（制御手段）７０と接続されており、温度センサ６８によって測定（例えば、３０ｓ毎に測定）された室内の温度が該制御装置７０へ送信されるようになっている。

制御装置７０では、各温度センサ６８によって測定された温度が記憶されるようになっており、記憶された温度（３０ｓ前の温度）と温度センサ６８により測定された室内の温度とを比較し、予め設定された火災判定基準値（ここでは、温度上昇率が１０℃／ｍｉｎ）に基づいて火災発生の有無を判断する。つまり、温度センサ６８により測定された温度の上昇率が１０℃／ｍｉｎよりも高い場合、火災が発生したと判断される。

一方、図３に示すように、天井パネル３０と床パネル４０の間には、空間８２が設けられており、該空間８２内には、送風ダクト８４が天井板３８の長手方向に沿って設けられている（図６参照）。この送風ダクト８４は床パネル４０を構成する床小梁４５に固定された吊りボルト８６を介して、該床小梁４５によって支持されている。

図６に示すように、送風ダクト８４の入口には、ファン９４が設けられている。このファン９４は制御装置７０（図５参照）に接続されており、制御装置７０から信号が送信されると作動する。また、送風ダクト８４には、図７に示すように、パン４８毎に略Ｔ字状の分岐ダクト８８が接続されている。一方、各パン４８の蓋体５８には流入口９０が貫通しており、該流出口９０に分岐ダクト８８の分岐部分の先端部が嵌め込まれている。

各分岐ダクト８８内には、電磁弁（開閉弁）９２が設けられており、通常は閉止されている。電磁弁９２は、制御装置７０に接続されており、制御装置７０によって開閉可能となる。温度センサ６８の温度上昇率が１０℃／ｍｉｎよりも高い場合、この温度センサ６８の近傍が火災発生位置と判断され、この温度センサ６８の近傍に位置する流出口６２及びパン４８に対応する分岐ダクト８８の電磁弁９２へ制御装置７０から信号が送信される。これにより、火災発生位置近傍に対応する電磁弁９２が開放される。

＜建物ユニットの作用・効果＞

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態に係るユニット建物１０では、複数個の箱型ユニット１８が基礎上に隣接して配置され相互に連結されることにより一階部分１２が構成され、更にその上に複数個の箱型ユニット１８が隣接して配置され相互に連結されることにより二階部分１４が構成され、最後に図示はしないが、屋根部分が構成される。

そして、箱型ユニット１８の天井板３８の上面に、消火粉末剤などの窒息消火材５６が充填されたパン４８が並んで設けられている。そして、室内空間６６には複数の温度センサ６８が設けられ、制御装置７０によって、各温度センサ６８によって測定された温度が記憶され、温度センサ６８により測定された室内の温度と記憶された温度とを比較し、火災判定基準値に基づいて火災発生の有無が判断される。

ここで、図３及び図５を参照しながら、図８に示すフローチャートに従って制御装置７０の作用を説明する。

ステップ１００において、温度センサ６８により測定された温度の上昇率が、火災判定基準値の１０℃／ｍｉｎよりも高いか否かが判断される。制御装置７０で記憶された温度と比較して、温度センサ６８により測定された温度の上昇率が１０℃／ｍｉｎよりも高い場合、火災が発生したと判断され、ステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、警報装置７６が作動し、ステップ１０４へ移行する。ステップ１０４では、制御装置７０において、温度センサ６８の近傍が火災発生位置であると判定され、該火災発生位置の近傍に位置する流出口６２及びパン４８に対応する分岐ダクト８８の電磁弁９２が開放される。これにより、送風ダクト８４、分岐ダクト８８及びパン４８の内部が連通する。

次に、ステップ１０６へ移行し、ファン９４が作動する。ファン９４の作動によって、送風ダクト８４内の空気は加圧される。そして、送風ダクト８４から分岐ダクト８８へ、加圧された空気が送風される。パン４８には、窒息消火材５６が充填されているため、加圧された空気がパン４８内へ送風されると、パン４８内の窒息消火材５６が流出口６２側へ押圧される。これにより、弁体６４が破断、又は抜け落ちて開放され、連通口６０及び流出口６２を通じて、パン４８の内部が室内空間６６と連通し、パン４８内の窒息消火材５６が室内空間６６へ散布される。

一方、ステップ１００において、制御装置７０によって、温度センサ６８により測定された温度の上昇率が１０℃／ｍｉｎ以下であると判断された場合は、ステップ１０８へ移行する。そして、ステップ１０８において、温度センサ６８により測定された温度が５５３Ｋ（約２８０℃）よりも高いか否かが判断される。

ステップ１０８において、温度センサ６８により測定された温度が５５３Ｋよりも低いと判断された場合は、制御装置７０の動作は終了する。また、ステップ１０８において、温度センサ６８により測定された温度が５５３Ｋよりも高いと判断された場合、ステップ１０２へ移行し、前述した動作が順番に行われる。

つまり、急激に温度が上昇し、その温度が５５３Ｋよりも高い場合は、制御装置７０で記憶された温度との比較を行わず、火災が発生したと判断して、火災発生位置の近傍に位置する流出口６２に対応する分岐ダクト８８の電磁弁９２を開放させ、ファン９４を作動させて、該流出口６２から窒息消火材５６を散布させる。

本実施形態では、温度センサにより検出された温度によって火災が発生したと判断された場合、火災が発生したと判断する根拠となった温度センサの近傍が火災発生位置であることが特定され、この火災発生位置の近傍に位置する流出口６２から窒息消火材５６を散布させることができるため、効果的な消火活動を行うことができる。

また、ファン９４によってパン４８内を加圧して該流出口６２から窒息消火材５６を散布するため、該流出口６２を中心に火災発生位置へ窒息消火材５６を広範囲に亘って集中的に散布させることができる。このため、迅速に消火活動を行うことができ、効果的に火災鎮火を図ることができる。

ところで、ユニット建物１０では、箱型ユニット１８の上面には断熱材が配設されるが、基本的にはいわゆるデッドスペースとなっている。このため、天井板３８の上面に、窒息消火材５６を充填したパン４８を設けることで、室内空間６６を犠牲にすることなく、大量の窒息消火材５６を備蓄することができる。

また、天井板３８の上面に、窒息消火材５６を充填したパン４８を設けることで、室内空間６６が最上階の場合は、雨音を遮断する効果があり、室内空間６６の上部に箱型ユニット１８が設けられている場合は、歩行音を遮音する効果がある。さらに、ここでは、ファン９４によって、火災時にパン４８へ高い圧力を掛けるため、高い気密性能を必要とするが、工場のライン上にて、天井板３８にパン４８などを予め取付けることで高い気密性を得ることができる。

なお、ここでは、各温度センサ６８によって３０ｓ毎に室内の温度を測定し、制御装置７０によって、この温度を記憶して、直前に記憶された温度（３０ｓ前の温度）と温度センサ６８により測定された温度とを比較するようにしたが、制御装置７０で記憶する温度は直前の温度だけでなく、その前の温度（温度センサ６８で測定された温度の履歴）も記憶できるようにしても良い。また、室内環境に応じて、制御装置７０によって制御される内容を変えても良い。

例えば、ここでは、温度センサ６８により測定された室内の温度上昇率が、１０℃／ｍｉｎよりも高い場合、火災が発生したと判断され、制御装置７０に接続された警報装置７６が作動するようにしたが、図１に示すように、キッチンに配置されたレンジ台７８のガスコンロ８０の近傍に温度センサ６８が設けられている場合、ガスコンロ８０の近傍では、急激に温度が上昇するため、この警報装置７６が誤作動してしまうおそれがある。

このため、ステップ１００の動作を複数回繰り返し、複数回分の温度履歴と合わせて室内の温度が徐々に上昇してきていると判断された後、火災が発生したと判断されるようにしても良い。

また、図８に示すフローチャートでは、ステップ１００において、温度センサ６８により測定された温度の上昇率が、１０℃／ｍｉｎよりも低い場合、ステップ１０８において、温度センサ６８により測定された温度が５５３Ｋ（約２８０℃）よりも高いか否かを判断するようにしたが、ステップ１０８の判断は必ずしも必要ではなく、また、ステップ１００の代わりにステップ１０８による判断によって、火災発生の有無を判断するようにしても良い。

また、ここでは、予め設定された火災判定基準値として温度上昇率が１０℃／ｍｉｎ、或いは、火災温度が５５３Ｋ（木材の引火温度の一例である）としたが、これらの数値はあくまでも一例であって、室内の環境、スペース、或いは、建築材料に応じて変わるものとする。

さらに、ここでは、ファン９４によりパン４８内を加圧するようにしたが、ファン９４による機械式の加圧の他、不活性ガスの噴射によりパン４８内を直接加圧しても良い。

以上説明した本実施形態では、一般住宅に対して本発明を適用したが、これに限らず、他の用途（商業的用途、工業的用途、農業的用途、福祉施設・公共施設等の非営利目的の行政的用途を含む）のユニット建物に対して本発明を用いてもよい。

１８ 箱型ユニット（建物ユニット）
３０ 天井パネル（水平フレーム）
３８ 天井板（水平フレーム）
４８ パン（容器）
６２ 流出口（散布口）
６６ 室内空間（ユニット内）
６８ 温度センサ
７０ 制御装置（制御手段）
８４ 送風ダクト（加圧手段）
８８ 分岐ダクト（加圧手段）
９２ 電磁弁（開閉弁、加圧手段）
９４ ファン（加圧手段）

Claims (4)

1. ユニット上面に配置される水平フレームと、
   前記水平フレームに支持され、内部に窒息消火材が充填された容器と、
   前記水平フレームに開閉可能に設けられ、前記容器とユニット内とを連通させる複数の散布口と、
   前記ユニット内に複数設けられ、前記散布口の近傍に位置する温度センサと、
   前記容器へ空気を送る加圧手段と、
   前記温度センサにより検出された温度によって火災発生か否かを判断し、火災発生と判断すると、前記加圧手段によって、前記容器へ空気を送り、火災発生位置に近い散布口から前記窒息消火材を散布させる制御手段と、
   を有する建物ユニット。
2. 前記加圧手段が、
   前記水平フレームに設けられ空気が送られる送風ダクトと、
   前記送風ダクト内へ空気を送風させるファンと、
   前記送風ダクトと前記容器に接続され、前記ファンによって加圧された空気を送風ダクトから容器へ送風可能とする分岐ダクトと、
   前記分岐ダクト内に開閉可能に設けられ、開放されることにより、前記容器と前記ユニット内を連通させる開閉弁と、
   を含んで構成された請求項１に記載の建物ユニット。
3. 前記制御手段が、各温度センサにより測定された温度をそれぞれ記憶し、記憶された温度と前記温度センサにより測定された温度を比較して、予め設定された火災判定基準に基づいて火災発生の有無を判断し、火災が発生したと判断すると、火災が発生したと判断する根拠となった温度センサの近傍が火災発生位置であると判定し、該火災発生位置の近傍に位置する散布口に対応する分岐ダクトの開閉弁を開放させ、前記ファンを作動させる請求項２に記載の建物ユニット。
4. 前記制御手段は、前記温度センサにより測定された温度が予め設定された火災温度よりも高い場合、火災が発生したと判断して、前記火災発生位置の近傍に位置する散布口に対応する分岐ダクトの開閉弁を開放させ、前記ファンを作動させる請求項２に記載の建物ユニット。