JP2019219111A - 空調配管施工設備および空調配管施工方法 - Google Patents

空調配管施工設備および空調配管施工方法 Download PDF

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Abstract

【課題】勾配を必要とする排水管の施工を含む設備工事の工数および施工コストの削減を図る。【解決手段】天吊り空調機用の排水管を含む横引き配管を建物に施工するための空調配管施工設備であって、前記建物の外部において前記横引き配管を予め加工および組み立ててユニット化された配管ユニット11と、前記建物に運搬されて吊り込まれた配管ユニット11を所定間隔で支持する耐震架台13と、を備え、耐震架台13は、排水管を所定範囲内の所望な勾配に調整可能且つ維持可能な勾配設定機構45を備えていることを特徴とする。【選択図】図8

Description

本発明は、天吊り空調機用の横引き配管を建物に施工するための空調配管施工設備および空調配管施工方法に関する。
事務所ビルや店舗などの建物には、室内の空調設備として、空冷ヒートポンプパッケージ等の天吊り型の空調機が取り付けられことがある。この種の空調機には、冷媒配管や加湿用給水管、および空調機や加湿器の排水管などの配管を施工する必要があるが、この配管の施工には一定の手間が掛かっている。
従来、この種の空調機廻りの配管の施工性を高めることなどを目的として、各種施工技術が提案されている。例えば、特許文献1では、天吊り空調機と機器接続配管を穴空きフレーム内に一体で納めた空調ユニットを工場で組立て、専用パレットで所定の場所に運搬して設置した後に配管を接続する施工方法が提案されている。
また、特許文献2では、パッケージエアコンの室外機とダクト内に納めた機器接続配管及び防振架台を一体で納めた室外機ユニットを工場で組立て、所定の場所に運搬して設置した後に配管を接続する工法が提案されている。
また、特許文献3では、複数の冷媒配管をラックカバー内に設置して冷媒配管ユニットを工場で組立て、所定の場所に運搬してシャフト内に設置した後にユニオンソケットを用いてロウ付け溶接で上下配管を接続する工法が提案されている。
また、特許文献4では、複数の冷媒配管を架台に設置して冷媒配管ユニットを工場で組立て、所定の場所に運搬してシャフト内に設置した後にソケットを用いてロウ付け溶接で上下配管を接続する施工方法が提案されている。
特開2010−249401号公報 特開2001−141263号公報 特開2011−145049号公報 特開2013−139828号公報
しかしながら、特許文献1に記載の施工方法では、天吊り型の空調機の接続配管を個々に施工する必要があるため、工数および施工コストの削減を図ることができないという問題がある。
また、特許文献2に記載の工法では、ダクト内の冷媒配管は個々に設置し、他のユニットとの接続は従来の工法でしか施工できないため、工数および施工コストの削減を図ることができないといった問題や、この工法は室内配管に適用できないといった問題がある。
また、特許文献3に記載の工法では、ラックカバー内の配管は勾配を必要としない配管に限られ、横引き排水管には適用できないという問題がある。
また、特許文献4に記載の施工方法では、ユニット内の配管は勾配を必要としない配管に限られ、横引き排水管には適用できないという問題がある。
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、工数および施工コストの削減を図ることができ、勾配を必要とする排水管に適用可能な空調配管施工設備および空調配管施工方法を提供することを目的とするものである。
上記した目的を達成するため、本発明は、天吊り空調機用の排水管を含む横引き配管を建物に施工するための空調配管施工設備であって、前記建物の外部において前記横引き配管を予め加工および組み立ててユニット化された配管ユニットと、前記建物に運搬されて吊り込まれた前記配管ユニットを所定間隔で支持する耐震架台と、を備え、前記耐震架台は、前記排水管を所定範囲内の所望な勾配に調整可能且つ維持可能な勾配設定機構を備えていることを特徴とする。
本発明に係る空調配管施工設備において、前記勾配設定機構は、前記排水管を下方から支持する配管支持部と、前記配管支持部が前記排水管の布設方向に揺動可能且つ上下方向に移動可能なように該配管支持部を支持する勾配調整部と、を備えていても良い。
本発明に係る空調配管施工設備において、前記配管支持部は、前記排水管の布設方向に直交する方向に設けられ、前記排水管を面で支持可能なように下方が開放された姿勢で設けられる溝形鋼により構成され、前記勾配調整部は、前記排水管の布設方向における前記配管支持部の中央部を下方から点で支持するボルトと、該ボルトを支持部材に固定するナットと、により構成されていても良い。
本発明に係る空調配管施工設備において、前記配管ユニットは、前記横引き配管と、該横引き配管を支持するためのラックと、を備え、前記配管ユニットを複数段積み重ねて結合可能且つ各段に分離可能な枠組み部材を備えていても良い。
本発明に係る空調配管施工設備において、前記横引き配管は、前記空調機用の複数の冷媒配管および加湿器用の給水管をさらに含み、前記空調機の冷媒切替弁集合ユニットと前記加湿器の有無によって複数のタイプの前記配管ユニットを備えていても良い。
本発明は、天吊り空調機用の横引き配管を建物に施工するための空調配管施工方法であって、前記建物の外部において前記横引き配管を予め加工および組み立ててユニット化された配管ユニットを枠組み部材により複数段積み重ねて結合した状態で前記建物の所定場所に運搬する運搬工程と、前記複数段積み重ねて結合された前記配管ユニットを各段に分離して前記所定場所に吊り込み、耐震架台で支持する吊り込み工程と、吊り込まれた前記配管ユニットと前記空調機とを配管で接続する工程と、隣接する前記配管ユニット同士を接続する配管接続工程と、を備えていることを特徴とする。
本発明に係る空調配管施工方法において、前記吊り込み工程は、前記配管ユニットを所定高さより少し高めに仮吊りする工程と、前記耐震架台を取り付けた後に、前記配管ユニットを所定高さまで下降させて該耐震架台に取り付ける工程と、前記耐震架台の勾配設定機構により前記横引き配管を所望な勾配に調整する工程と、を備えていても良い。
本発明によれば、勾配を必要とする排水管の施工を含む設備工事の工数および施工コストの削減を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備において第1のタイプの配管ユニットを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備において第2のタイプの配管ユニットを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備において第3のタイプの配管ユニットを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備において第4のタイプの配管ユニットを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備において配管ユニットを3段に積み重ねた状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備の耐震架台を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備の耐震架台を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備の耐震架台を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備の勾配調整機構を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備の勾配調整機構を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備において配管ユニットを吊り込んだ状態を示す側面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備10について説明する。図1は空調配管施工設備10を示す平面図、図2は空調配管施工設備10を示す正面図、図3A〜図3Dは第1〜第4のタイプの配管ユニットを示す模式図、図4は配管ユニットを3段に積み重ねた状態を示す正面図、図5は耐震架台を示す平面図、図6は耐震架台を示す側面図、図7は耐震架台を示す正面図、図8は勾配調整機構を示す側面図、図9は勾配調整機構を示す側面図、図10は配管ユニットを吊り込んだ状態を示す側面図である。なお、以下の本発明の実施の形態の説明では、天吊り空調機用の横引き配管を建物の所定の場所に施工するために本発明を使用した場合について例示して説明する。
本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備10は、配管ユニット11と、配管ユニット11を囲うように設けられる枠組み部材12と、配管ユニット11を所定間隔(6m以内)で支持する耐震架台13と、を備えて構成されている。
配管ユニット11は、天吊り型空冷ヒートポンプパッケージ空調機の室内機14用の冷媒配管15と、天吊り型加湿器16用の給水管17と、室内機14および加湿器16用の排水管18と、を含む横引き配管を、建物の外部(工場)において予め加工および組み立ててラック19に支持させることでユニット化したものである。
冷媒配管15は、銅管により形成され、液管15a、吸入管15b、高圧管15cの3本の配管を備えている。給水管17は、1本の架橋ポリエチレン管により形成され、排水管18は、1本の結露防止層付き塩化ビニル管により形成されている。冷媒配管15および給水管17は保温材で被覆されている。
図3A〜図3Dに示されているように、配管ユニット11は、例えば第1〜第4の4つのタイプの配管ユニット11A,11B,11C,11Dを備えており、室内の熱負荷に対応させて、それぞれのタイプの配管ユニット11A,11B,11C,11Dを組み合わせて設置される。配管ユニット11の大きさは、トラックによる運搬や搬入用エレベータによる運搬および各階における平面運搬時の作業性を考慮して、全長が3,000mm、全幅が866mm、全高が570mmに設定されており、その重量は、80kg以下に設定されている。
図3Aに示されているように、第1のタイプの配管ユニット11Aは、3本の冷媒配管15(液管15a、吸入管15b、高圧管15c)と、1本の給水管17と、1本の排水管18と、複数(図3Aでは3台)の室内機14の冷房・暖房の運転状態に応じて冷媒配管を切り替えるための冷媒切替弁集合ユニット20と、冷媒切替弁集合ユニット20と3本の冷媒配管15(液管15a、吸入管15b、高圧管15c)とを接続する分岐配管21a,21b,21cと、により構成されている。図2に良く示されているように、給水管17には、その分岐管22の先端に仕切弁23が取り付けられている。また、排水管18には、2箇所にチーズ継手24,25が取り付けられており、一方のチーズ継手24には室内機14のドレン管26が接続可能となっており、他方のチーズ継手25には加湿器16のドレン管27が接続可能となっている。
図3Bに示されているように、第2のタイプの配管ユニット11Bは、3本の冷媒配管15(液管15a、吸入管15b、高圧管15c)と、1本の給水管17と、1本の排水管18と、複数(図3Aでは3台)の室内機14の冷房・暖房の運転状態に応じて冷媒配管を切り替えるための冷媒切替弁集合ユニット20と、冷媒切替弁集合ユニット20と3本の冷媒配管15(液管15a、吸入管15b、高圧管15c)とを接続する分岐配管21a,21b,21cと、により構成されている。第2のタイプの配管ユニット11Bの給水管17には、分岐管22や仕切弁23は取り付けられていない。また、排水管18には、室内機14のドレン管26用のチーズ継手24が取り付けられているが、加湿器16のドレン管27用のチーズ継手25は取り付けられていない。
図3Cに示されているように、第3のタイプの配管ユニット11Cは、3本の冷媒配管15(液管15a、吸入管15b、高圧管15c)と、1本の給水管17と、1本の排水管18と、により構成されている。第3のタイプの配管ユニット11Cには、給水管17に分岐管22や仕切弁23が取り付けられている。また、排水管18には、加湿器16のドレン管27用のチーズ継手25が取り付けられているが、室内機14のドレン管26用のチーズ継手24は取り付けられていない。
図3Dに示されているように、第4のタイプの配管ユニット11Dは、3本の冷媒配管15(液管15a、吸入管15b、高圧管15c)と、1本の給水管17と、1本の排水管18と、により構成されている。第4のタイプの配管ユニット11Dには、給水管17の分岐管22および仕切弁23や、排水管18のチーズ継手24,25が取り付けられていない。
図1および図2に示されているように、ラック19は、例えば板厚が2mmの亜鉛メッキ鋼板製である。ラック19は、3,000mmの全長と700mmの幅と100mmの高さを有しており、長手方向に平行に配置される2本の親桁28と、300mmピッチで親桁28に直交する方向に連結される10本の子桁29と、を備えている。
図1、図2、および図4に示されているように、枠組み部材12は、亜鉛メッキ鋼板製であり、穴あきアングル31を穴あき用アングル金具32で接続することにより枠状に構成されている。枠組み部材12は、配管ユニット11を複数段積み重ねて結合可能且つ各段に分離可能に構成されている。
図4には、配管ユニット11を支持する枠組み部材12が3段積み重ねて結合されている例が示されており、最下段に第3のタイプの配管ユニット11Cの枠組み部材12が示され、2段目と最上段に第1のタイプの配管ユニット11Aの枠組み部材12が示されている。図4のように3段積み重ねた場合の全高は1,591mmで、その総重量は、231.8kgとなっている。トラックによる運搬や搬入用エレベータによる運搬および各階における平面運搬時の作業性を考慮して、枠組み部材12は、総重量が240kg以下となるように配管ユニット11を2台または3台積み上げてボルトナットで締結されるのが好ましい。
また、各段の枠組み部材12の長さと幅は同一寸法を有している(例えば、長さが2,520mmで幅が875mm)が、その高さは、支持する配管ユニット11のタイプに応じて、異なった寸法となっている。なお、図1および図2には、第1のタイプの配管ユニット11Aの枠組み部材12が示されている。
枠組み部材12は、ラック19の長手方向の複数箇所(図1では4箇所)においてラック19に直交する方向に配置されてラック19を下方から支持する4本の下方支持部材36と、下方支持部材36の両端部に立設されてラック19の外側に平行に設けられる8本の鉛直部材35と、ラック19に直交する方向において各鉛直部材35の上端部同士を連結する4本の直交連結部材37と、ラック19の長手方向に沿って各鉛直部材35の上端部同士を連結する2本の平行連結部材34と、を備えている。
図2および図4に良く示されているように、枠組み部材12には、各鉛直部材35の上端に段積み用の金具38が取り付けられている。枠組み部材12は、この金具38およびボルトナット(図示せず)を介して複数段(図2では3段)積み重ねて結合可能且つ各段に分離可能となっている。
図5〜図9に示されているように、耐震架台13は、溝形鋼(100×50×6t)により構成されており、平面視で矩形状に形成される水平部材41と、水平部材41の四隅に立設される4本の鉛直部材42と、を備えている。水平部材41は、平面視においてラック19の2本の親桁28の外側に沿うように平行に配置される2本の外側部43と、各外側部43に直交する方向において各外側部43の両端部を連結してラック19を下方から支持する2本の連結部44(支持部材)と、により構成されている。
図8および図9に良く示されているように、各連結部44は、上方が開放された向きで配置された溝型鋼により構成されており、連結部44には、配管ユニット11を所定範囲内の所望な勾配に調整可能且つ維持可能な勾配設定機構45が設けられている。勾配設定機構45は、配管ユニット11を下方から支持する配管支持部46と、配管支持部46が配管ユニット11の布設方向に揺動可能且つ上下方向に移動可能なように配管支持部46を支持する勾配調整部47と、を備えている。また、各連結部44の両端部には、それぞれラック固定金具48(図7参照)が取り付け可能となっており、このラック固定金具48によりラック19を連結部44に固定可能となっている。
配管支持部46は、連結部44の溝形鋼より小サイズの溝形鋼により構成され、連結部44の両端部を除く部分の内部に下方が開放された向きで嵌設されている。これにより、配管支持部46は、配管ユニット11を面で支持可能となっている。
勾配調整部47は、配管ユニット11の布設方向における配管支持部46の中央部を下方から点で支持するボルト49と、ボルト49を連結部44に固定するナット50と、により構成されている。勾配調整部47は、各連結部47の両端部の近傍位置にそれぞれ設けられている(図7参照)。
耐震架台13は、高さの異なる複数種類(例えば、555mm、645mm、645mmの3種類)のものが用意されており、耐震架台13の設置間隔に合わせて配管ユニット11の勾配を所定範囲内(1/200〜1/30)で所望な勾配(例えば、1/100)に自由に設定できるようになっている。
次に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空調配管施工方法について説明する。
まず、建物の外部の工場において、予め前記横引き配管をラック19に支持させて、図3A〜図3Dに示す4つのタイプのいずれかのタイプの配管ユニット11A〜11Dを組み立てる。例えば図4に示されているように、それぞれユニットされた配管ユニット11(図4では最下段が第3のタイプの配管ユニット11C、2段目と最上段が第1のタイプの配管ユニット11A)を、枠組み部材12により3段積み重ね、段積み用の金具38にボルトナットを締結して結合状態とする。そして、このように3段積み重ねて結合された積層配管ユニットをフォークリフトでトラックに積載し、建物に運搬する。
建物では、仮設搬入用エレベータで設置階まで楊重し、所定の場所に水平運搬する。所定の場所では、段積み用の金具38のボルトナットを取り外して3段に積み重ねられた前記積層配管ユニットを各段に分離させ、各段の枠組み部材に支持されている配管ユニット11の吊り込み作業を行う。
図10に示されているように、配管ユニット11の吊り込み作業は、所定のタイプの配管ユニット11(図10では第1のタイプの配管ユニット11A)を段組み部材12に支持させた状態で行う。具体的には、所定のタイプの配管ユニット11の長手方向の両端部をそれぞれアッパーに載せ、該アッパーを上昇させる。そして、この配管ユニット11の吊り込み作業前に予め天井スラブのインサートに取り付けておいた全ネジ棒61の下端部分にナット62を取り付け、所定高さより少し高めに配管ユニット11を吊り込み、仮吊りする。
次いで、耐震架台13を所定間隔(例えば6m間隔)で所定の高さに固定する、その後、全ネジ棒61に取り付けたナット62を緩めて、配管ユニット11を所定高さまで全体的に降下させる。この状態で、図8に示されているように、一方側(図8の左側)の勾配設定機構45において、配管ユニット11が所定高さH(図8参照)になるまでボルト49をねじ込み、ナット50で固定する。この時、配管ユニット11は、連結部44の両フランジ部の各上端44a,44bと配管支持部46の上面46aとによって支持される。
また、勾配設定機構45の他方側(図8の右側)において、配管ユニット11が所定高さH1より僅かに高い高さH2になるまでボルト49をねじ込み、ナット50で固定する。この時、図9において二点鎖線で示されているように、配管支持部46は配管ユニット11の布設方向に沿って所定の勾配(例えば1/100)に傾斜した状態で配管支持部46の上面によって支持される。そして、前記緩めたナット62を配管ユニット11の重さが掛かる所まで締め上げ、ラック固定金具48(図7参照)を耐震架台13の連結部44に取り付け、配管ユニット11を固定する。このように、配管ユニット11は長手方向の両端部において配管支持部46によって面で支持され、集中荷重が掛からない構造となっているため、安定的に配管ユニット11を支持することができる。
これにより、配管ユニット11は所定の勾配に傾斜した姿勢で所定の場所に吊り込まれる。この時、一方側(図8の左側)の勾配設定機構45における左側のフランジ部の上端44aと配管ユニット11のラック19との隙間と他方側(図8の右側)の勾配設定機構45における右側のフランジ部の上端44bと配管ユニット11のラック19との隙間との差を確認したり、或いは、一方側(図8の左側)の勾配設定機構45におけるボルト49と他方側(図8の右側)の勾配設定機構45におけるボルト49との余長差(図8中のL1−L2)を確認したりすることで、所定の勾配に正確に配管ユニット11を吊り込むことができる。
その後、吊り込まれた配管ユニット11と室内機14および加湿器16とを配管で接続する。以降、上記したのと同様の手順で次の配管ユニット11の吊り込み作業を行う。
次いで、ラック19は直線接続金具およびボルトナット3本で連結し、隣接する配管ユニット11同士を接続する。この時、冷媒配管15の接続は、差込式および締め込み式のメカニカル接手により行い、給水管17の接続は、差込式のメカニカル接手により行い、排水管18の接続は、接着剤を用いたソケット接合により行う。
上記した本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備10および空調配管施工方法によれば、設備工事の工数の減少により施工のコストも大幅に減少することができる。例えば、基準階面積が2,200mの建物において空冷ヒートポンプパッケージ空調機の空調配管の施工を行う場合、従来工法では、1.5ヶ月の工期を要していたのに対して、本発明の実施の形態に係る空調配管施工設備10および空調配管施工方法を適用した場合には、従来工法の1/3の0.5ヶ月の工期に短縮することが可能である。また、工数削減と共に、労働安全のリスクも1/3に削減することができる。
なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る空調配管施工設備および空調配管施工方法における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
10 空調配管施工設備
11 配管ユニット
12 枠組み部材
13 耐震架台
14 室内機
15 冷媒配管
16 加湿器
17 給水管
18 排水管
19 ラック
20 冷媒切替弁集合ユニット
44 連結部(支持部材)
45 勾配設定機構
46 配管支持部
47 勾配調整部
49 ボルト
50 ナット

Claims (7)

  1. 天吊り空調機用の排水管を含む横引き配管を建物に施工するための空調配管施工設備であって、
    前記建物の外部において前記横引き配管を予め加工および組み立ててユニット化された配管ユニットと、
    前記建物に運搬されて吊り込まれた前記配管ユニットを所定間隔で支持する耐震架台と、
    を備え、前記耐震架台は、前記排水管を所定範囲内の所望な勾配に調整可能且つ維持可能な勾配設定機構を備えていることを特徴とする空調配管施工設備。
  2. 前記勾配設定機構は、前記排水管を下方から支持する配管支持部と、前記配管支持部が前記排水管の布設方向に揺動可能且つ上下方向に移動可能なように該配管支持部を支持する勾配調整部と、を備えている請求項1に記載の空調配管施工設備。
  3. 前記配管支持部は、前記排水管の布設方向に直交する方向に設けられ、前記排水管を面で支持可能なように下方が開放された姿勢で設けられる溝形鋼により構成され、
    前記勾配調整部は、前記排水管の布設方向における前記配管支持部の中央部を下方から点で支持するボルトと、該ボルトを支持部材に固定するナットと、により構成されている請求項2に記載の空調配管施工設備。
  4. 前記配管ユニットは、前記横引き配管と、該横引き配管を支持するためのラックと、を備え、
    前記配管ユニットを複数段積み重ねて結合可能且つ各段に分離可能な枠組み部材を備えている請求項1〜3のいずれかの請求項に記載の空調配管施工設備。
  5. 前記横引き配管は、前記空調機用の複数の冷媒配管および加湿器用の給水管をさらに含み、前記空調機の冷媒切替弁集合ユニットと前記加湿器の有無によって複数のタイプの前記配管ユニットを備えている請求項1〜4のいずれかの請求項に記載の空調配管施工設備。
  6. 天吊り空調機用の横引き配管を建物に施工するための空調配管施工方法であって、
    前記建物の外部において前記横引き配管を予め加工および組み立ててユニット化された配管ユニットを枠組み部材により複数段積み重ねて結合した状態で前記建物の所定場所に運搬する運搬工程と、
    前記複数段積み重ねて結合された前記配管ユニットを各段に分離して前記所定場所に吊り込み、耐震架台で支持する吊り込み工程と、
    吊り込まれた前記配管ユニットと前記空調機とを配管で接続する工程と、
    隣接する前記配管ユニット同士を接続する配管接続工程と、
    を備えていることを特徴とする空調配管施工方法。
  7. 前記吊り込み工程は、
    前記配管ユニットを所定高さより少し高めに仮吊りする工程と、
    前記耐震架台を取り付けた後に、前記配管ユニットを所定高さまで下降させて該耐震架台に取り付ける工程と、
    前記耐震架台の勾配設定機構により前記横引き配管を所望な勾配に調整する工程と、
    を備えている請求項6に記載の空調配管施工方法。
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