JP2020169544A - 建屋及び建屋換気方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工事費や設備費を抑えて、建屋内の結露を効率よく低減することができる。
【解決手段】屋内に設けられる加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２とが少なくとも２００ｍ以上離れて配置される縦長の建屋１であって、加熱源Ｐ１の上方に設けられた第１排気開口１３Ａと、水蒸気発生源Ｐ２の上方に設けられた第２排気開口１３Ｂと、を備え、第１排気開口１３Ａでは、加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気Ｅ１の一部の排気高熱空気Ｅ２が排気され、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間に屋外に連通する排気口が設けられない構成とされ、第２排気開口１３Ｂでは、水蒸気発生源Ｐ２で発生した水蒸気Ｖと、加熱源Ｐ１で加熱されて水蒸気発生源Ｐ２側に移動した移動高熱空気Ｅ３と、が排気された構成の建屋を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建屋及び建屋換気方法に関する。

従来、製鉄所における熱延工場は、加熱炉、粗・仕上げ圧延機、巻き取り機で構成され、全長で２００ｍを超えるようなライン設備を備えている。このような熱延工場では、ライン設備の上流側に位置する加熱源である加熱炉から大量の熱が発生するととともに、下流側に位置する仕上げ圧延機の下流側に配置され巻き上げ機まで圧延されるホットランテーブルのロールが焼き付かないように散水されて大量の水蒸気が発生することから、これら熱や水蒸気を自然換気により排熱・排蒸している。

ここで、大量に発生する水蒸気は外気に触れると結露が生じる。一般的には、建屋内の物品自体の結露の発生を防止する方法として、例えば特許文献１に示されるような船倉内貨物において建物外の熱源で加熱した熱を外部から送り込み貨物自体の温度を上昇させて結露を防止する方法がある。

さらに、具体的に従来の熱延工場における自然換気の方法として、加熱炉周辺の壁の開口等から外気を取り入れ、加熱炉から発生する熱を直上の排気設備で排出する。また、ホットランテーブルから発生する水蒸気は、圧延機周辺の壁の開口等から外気を取り入れ、直上の排気設備から排蒸するように、エリアごとに給気・排気を実施することで、建屋内における環境の悪化防止を図っている。

特開２０１４−２０１１９２号公報

しかしながら、従来の熱延工場などの大規模な建屋では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１のような建屋内に配置される物品自体の結露の発生を防止する場合には、物品自体の温度を上げることで対応が可能であるが、建屋内で大量に発生した水蒸気を効果的に排出するためには建屋内を自然換気する必要がある。ところが、建屋内を自然換気する場合は、建屋内に取り入れた冷えた外気が水蒸気に接触すると、相対湿度が高まり、結露によって視界が低下するとともに、水滴落着するといった作業環境が悪化するという問題があった。
また、建屋内のホットランテーブルから発生する水蒸気によって結露が発生すると、工場内のクレーン設備や建屋の柱梁等の鋼材に錆が発生することから、その点で改善の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたものであって、工事費や設備費を抑えて、建屋内の結露を効率よく低減することができる建屋及び建屋換気方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る建屋は、屋内に設けられる加熱源と水蒸気発生源とが少なくとも２００ｍ以上離れて配置される縦長の建屋であって、前記加熱源の上方又はその上方近傍に設けられた第１排気開口と、前記水蒸気発生源の上方又はその上方近傍に設けられた第２排気開口と、を備え、前記第１排気開口では、前記加熱源で加熱された高熱空気の一部の第１高熱空気が排気され、前記加熱源と前記水蒸気発生源との間には、屋外に連通する排気口が設けられない空気流通路が形成され、前記加熱源で加熱された高熱空気のうち前記第１排気開口で排気されていない残りの第２高熱空気は、前記空気流通路を通過して前記水蒸気発生源側に移動し、前記第２排気開口では、前記水蒸気発生源で発生した水蒸気と、前記水蒸気発生源側に移動した前記第２高熱空気と、が排気されることを特徴としている。

また、本発明に係る建屋換気方法は、屋内に設けられる加熱源と水蒸気発生源とが少なくとも２００ｍ以上離れて配置される縦長の建屋内の結露を抑制するための建屋換気方法であって、前記加熱源の上方又はその上方近傍に第１排気開口を設け、かつ前記水蒸気発生源の上方又はその上方近傍に第２排気開口を設ける工程と、前記加熱源で加熱された高熱空気の一部の第１高熱空気を前記第１排気開口から排気する工程と、前記加熱源で加熱された高熱空気のうち前記第１排気開口で排気されていない残りの第２高熱空気を、前記加熱源と前記水蒸気発生源との間で屋外に連通する排気口が設けられない空気流通路を通過させて前記水蒸気発生源側に移動させる工程と、前記水蒸気発生源で発生した水蒸気と、前記水蒸気発生源側に移動した前記第２高熱空気とを前記第２排気開口から排気する工程と、を有することを特徴としている。

本発明に係る建屋によれば、加熱源で加熱された高熱空気の一部の第１高熱空気が第１排気開口から屋外に排出され、排出されない他の第２高熱空気を加熱源側から２００ｍ以上離れた水蒸気発生源側へ移動させ、その第２高熱空気を水蒸気発生源付近の第２排気開口から排出することができる。これにより、加熱源から発生する熱を加熱源の上方又はその上方近傍の第１排気開口から排熱するだけではなく、加熱源で加熱された一部の第２高熱空気を水蒸気発生源側に移動させることができるので、水蒸気発生源周辺の室温を高くして相対湿度を低下させることができ、建屋内の結露の発生を低減することができる。したがって、建屋内において結露によって視界が低下したり、結露に伴う水滴が落着する作業環境の悪化を防止することができる。
とくに、本発明では、水蒸気発生源に暖かい空気を移動させることで、冷えた外気が混ざり難くなって暖かい温度を維持できるので、結露の発生をより効果的に抑えることができる。

また、本発明では、建屋内で結露が発生を抑えることで、建屋内に設けられるクレーン設備や柱梁等の鋼材の腐食が進行することを抑えることができる。

さらに、本発明では、加熱源と水蒸気発生源との間に屋外に連通する排気口を設けない極めて簡単な構成により、加熱源の高熱空気を水蒸気発生源側に送り込むことができる。そのため、工事費や設備費を抑えて、建屋内の結露を効率よく低減することができる。

また、本発明に係る建屋は、前記第１排気開口が前記第２排気開口よりも排気量が少なくなるように設定されていることが好ましい。

この構造によれば、第１排気開口は加熱源で加熱された高熱空気の滞留を防止する程度に排気し、他の多くの第２高熱空気を第２排気開口が位置する水蒸気発生源側に効率よく移動させることができる。

また、本発明に係る建屋は、前記加熱源付近には第１給気口が設けられ、前記水蒸気発生源付近には第２給気口が設けられ、前記第１給気口は前記第２給気口よりも外気の取り込み量が多くなるように設定されていることが好ましい。

この場合には、第２給気口より給気することにより水蒸気発生源への給気不足を補うことができ、加熱源の上方又はその上方近傍の第１排気開口における排気流を安定させることができる。

本発明の建屋及び建屋換気方法によれば、工事費や設備費を抑えて、建屋内の結露を効率よく低減することができる。

本発明の実施の形態による熱延工場からなる建屋の概略構成を示す平面図である。 建屋の屋根に設けられる排気開口の構造を示す縦断面図である。 図１に示すＡ−Ａ線断面図である。 水蒸気発生源付近の水蒸気及び空気の流れを説明するための斜視図である。 実施例による建屋の解析モデルを示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施例の結露分布による解析結果を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施例の建屋上部における温度分布による解析結果を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施例の風速による解析結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による建屋及び建屋換気方法について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態による建屋１は、製鉄所の熱延工場であって、長手方向の延長が例えば４５０ｍの縦長形状をなしている。建屋１は、加熱炉２を熱源とする加熱源Ｐ１と、圧延機３の下流側に配置されるホットランテーブル４を水蒸気の発生源とする水蒸気発生源Ｐ２と、が設けられ、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２とが例えば２５０ｍ程度離れて配置されている。
建屋１は、図２及び図３に示すように、側壁１１と屋根１２とから構成されている。

建屋１は、図１に示すように、加熱炉ヤードＲ１、加熱炉装入ヤードＲ２、圧延ヤードＲ３、ロールショップＲ４、及びモーターヤードＲ５を有している。
ここで、建屋１において、圧延ヤードＲ３の延在方向で加熱炉ヤードＲ１側を上流側、その反対側（後述する巻き上げ機側）を下流側とする。また、圧延ヤードＲ３において、上流側から下流側に向かう方向を圧延方向Ｘ１という。

加熱炉ヤードＲ１には、複数（図１では３基）の加熱炉２が設けられている。加熱炉２は、一端が加熱炉装入ヤードＲ２に連絡され、加熱炉装入ヤードＲ２から圧延前のスラブが装入される。

圧延ヤードＲ３は、圧延方向Ｘ１に沿って延在する領域であって、圧延方向Ｘ１で圧延機３（３Ａ、３Ｂ）、ホットランテーブル４、及び不図示の巻き上げ機がその順で配置されている。圧延ヤードＲ３の加熱炉ヤードＲ１と反対側には、スラブが所定の厚さに圧延された薄板を巻き取る巻き上げ機が配置される不図示のコイルヤードが設けられている。
圧延ヤードＲ３の上部には、延在方向に往復移動可能な天井クレーン、或いは門型クレーン等の揚重設備（図示省略）が配置されている。

圧延機３は、圧延方向Ｘ１に沿って延在するライン設備３１と、ライン設備３１の複数箇所（図１で３箇所）に配置される粗圧延機３Ａと、最も下流側に配置する粗圧延機３Ａよりさらにライン設備３１の下流側に配置する仕上げ圧延機３Ｂと、を有している。ライン設備３１は、圧延するスラブを圧延方向Ｘ１に搬送するローラーコンベヤであって、各圧延機３の内側を通過するように配置されている。

ホットランテーブル４は、仕上げ圧延機３Ｂと巻き上げ機との間を連絡するように延在し、圧延機３によって圧延された薄板を下流側に位置する巻き上げ機に向けて圧延方向Ｘ１に搬送する。

ロールショップＲ４は、圧延機３のロールを整備する場所であって、圧延ヤードＲ３の左右の片側に沿って配置されている。
モーターヤードＲ５は、圧延機３に電気を供給する電気室であって、圧延ヤードＲ３の左右のロールショップＲ４の反対側に沿って配置されている。
ロールショップＲ４及びモーターヤードＲ５は、それぞれ圧延ヤードＲ３とは内壁によって仕切られている。なお、ロールショップＲ４の内壁には、ホットランテーブル４の近傍に連通する連絡開口１５Ａが設けられている。この連絡開口１５Ａは、ロールショップＲ４に設けられる第２給気口１５（後述する）から取り込まれる外気をホットランテーブル４側に通気させるための開口である。

圧延するスラブは、加熱炉装入ヤードＲ２より加熱炉ヤードＲ１の加熱炉２内に装入されて加熱され、圧延ヤードＲ３のライン設備３１上に送り出され、ライン設備３１上を圧延方向Ｘ１に向けて移送される。そして、ライン設備３１で搬送されるスラブは、複数の粗圧延機３Ａと仕上げ圧延機３Ｂに順次通過させることで薄板に圧延され、ホットランテーブル４を介してコイルヤードの巻き上げ機で巻き取られる。水蒸気発生源Ｐ２は、ホットランテーブル４上の薄板に散水されたときに、水蒸気Ｖが大量に発生する箇所である。

次に、建屋１の構造について具体的に説明する。屋根１２には、図１に示すように、加熱源Ｐ１の上方近傍である加熱炉装入ヤードＲ２の上方に設けられた第１排気開口１３Ａと、水蒸気発生源Ｐ２の上方近傍であるホットランテーブル４の上方に設けられた第２排気開口１３Ｂと、が備えられている。

排気開口１３Ａ、１３Ｂは、図２に示すように、屋根１２に設けられた第１開口部１３１と、第１開口部１３１の上方を覆う側面視で山形の中央カバー１３２と、中央カバー１３２の上方及び側方を間隔をあけて覆う上カバー１３３と、を備えている。中央カバー１３２の両端部１３２ａは、屋根１２の第１開口部１３１の上方に間隔をあけて重なって設けられている。上カバー１３３は、中央カバー１３２の上方中央に開口１３３ａを設けるとともに、中央カバー１３２の上面１３２ｂから間隔（第２開口部１３４）をあけて配置されている。加熱源Ｐ１の上方に設けられる第１排出開口１３Ａにおいて、建屋１内の加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気の排気量は、第１開口部１３１の幅寸法ａと、第２開口部１３４の高さ寸法ｂを変えることで調整することができる。
なお、図２の符号Ｗは、雨水を示している。雨水Ｗは、排気開口１３Ａ、１３Ｂにおいて、上カバー１３３の上面を流れ落ちるとともに、上カバー１３３の開口１３３ａから流入した雨水Ｗが上カバー１３３と中央カバー１３２との間の開口を流通して屋根１２の上面に流れるので、第１開口部１３１から建屋１内に流入することはない。

第１排気開口１３Ａは、第２排気開口１３Ｂよりも排気量が例えば２０〜４０％程度少なくなるように設定されている。例えば、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間に形成される空気流通路１０（図１参照）の断面積を小さくすることで、その空気流通路１０内の流速を大きくする対応が可能である。第１排気開口１３Ａの開口面積の一例として、例えば従来、加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気Ｅ１（図１参照）のすべてを排気することを目的として設ける開口面積に対して１〜２０％程度小さくなるように設定することがきる。
ここで、図１に示す空気流通路１０は、圧延ヤードＲ３において、ロールショップＲ４及びモーターヤードＲ５との境界の壁と屋根１２によって囲まれた空間であって、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２とを結ぶ流路である。

第１排気開口１３Ａでは、図１に示すように、加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気Ｅ１の一部（Ｅ２）が排気される。なお、加熱源Ｐ１から発生して高熱空気Ｅ１のうち第１排気開口１３Ａから排出される一部の排気高熱空気Ｅ２（第１高熱空気）以外の他の移動高熱空気Ｅ３（第２高熱空気）は、圧延ヤードＲ３の空気流通路１０を通過して水蒸気発生源Ｐ２側に移動する。ここで、第１排気開口１３Ａは、粗圧延機３Ａよりも加熱炉２側に配置されていればよい。

第２排気開口１３Ｂは、図３に示すように、水蒸気発生源Ｐ２で発生した水蒸気Ｖと、加熱源Ｐ１で加熱されて水蒸気発生源Ｐ２側に移動した移動高熱空気Ｅ３と、が排気される。ここで、第２排気開口１３Ｂは、仕上げ圧延機３Ｂよりもホットランテーブル４側に配置されていればよい。

そして、本実施形態の建屋１は、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間に屋外に連通する排気口が設けられない構成となっている。そのため、加熱源Ｐ１で加熱され、かつ第１排気開口１３Ａから排出されない移動高熱空気Ｅ３は、途中で屋外に排気されることなく、ほぼ１００％が水蒸気発生源Ｐ２へ向けて移動することになる。

加熱源Ｐ１付近の側壁１１には、図１に示すように、外気Ｅ４を建屋１内に流入することが可能な複数の第１給気口１４が設けられている。なお、図１では１箇所の第１給気口１４のみが例示されている。第１給気口１４から取り込まれる外気Ｅ４は、水蒸気発生源Ｐ２側に向けて流れ、移動高熱空気Ｅ３の移動を促進させることになる。ここで、第１給気口１４は、粗圧延機３Ａよりも加熱炉２側に配置されていればよい。

また、水蒸気発生源Ｐ２付近の側壁１１には、外気Ｅ４を建屋１内に流入することが可能な複数の第２給気口１５が設けられている。第２給気口１５から取り込まれる外気Ｅ４は、水蒸気発生源Ｐ２で発生する水蒸気Ｖと加熱源Ｐ１から移動してきた移動高熱空気Ｅ３を第２排気開口１３Ｂからの排出量を促進させることになる。ここで、第２給気口１５は、仕上げ圧延機３Ｂよりもホットランテーブル４側に配置されていればよい。
第１給気口１４は、第２給気口１５よりも外気Ｅ４の取り込み量が多くなるように設定されている。

上述した構成の建屋１内の結露を抑制するための建屋換気方法としては、先ず、加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気Ｅ１の一部の第１高熱空気Ｅ２を第１排気開口１３Ａから排気する。そして、加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気Ｅ１のうち第１排気開口１３Ａで排気されていない残りの第２高熱空気Ｅ３を、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間で屋外に連通する排気口が設けられない空気流通路１０を通過させて水蒸気発生源Ｐ２側に移動させる。さらに、水蒸気発生源Ｐ２で発生した水蒸気と、水蒸気発生源Ｐ２側に移動した第２高熱空気Ｅ３とを第２排気開口１３Ｂから排気する。これにより建屋１内でとくに結露が発生しやすいホットランテーブル４の近傍における結露を抑制することができる。

上述した構成の建屋１及び建屋換気方法によれば、図１及び図４に示すように、加熱源Ｐ１の加熱炉２で加熱された高熱空気Ｅ１の一部（排気高熱空気Ｅ２）が第１排気開口１３Ａから屋外に排出され、排出されない他の移動高熱空気Ｅ３を加熱源Ｐ１側から２５０ｍ程度離れた水蒸気発生源Ｐ２側へ移動させ、その移動高熱空気Ｅ３を水蒸気発生源Ｐ２付近の第２排気開口１３Ｂから排出することができる。これにより、加熱源Ｐ１から発生する熱を加熱源Ｐ１の上方の第１排気開口１３Ａから排熱するだけではなく、加熱源Ｐ１で加熱された一部の移動高熱空気Ｅ３を水蒸気発生源Ｐ２側に移動させることができるので、水蒸気発生源Ｐ２周辺の室温を高くして相対湿度を低下させることができ、建屋１内の結露の発生を低減することができる。例えば、結露の発生領域（飽和水蒸気の体積）を１／１０程度に低減することができる。

したがって、本実施形態では、建屋１内において結露によって視界が低下したり、結露に伴う水滴が落着する作業環境の悪化を防止することができる。
とくに、本実施形態では、水蒸気発生源Ｐ２に暖かい空気（移動高熱空気Ｅ３）を移動させることで、冷えた外気が混ざり難くなって暖かい温度を維持できるので、結露の発生をより効果的に抑えることができる。

また、本実施形態では、建屋１内で結露が発生を抑えることで、建屋１内に設けられるクレーン設備や柱梁等の鋼材の腐食が進行することを抑えることができる。

また、本実施形態では、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間に屋外に連通する排気口を設けない極めて簡単な構成により、加熱源Ｐ１の移動高熱空気Ｅ３を水蒸気発生源Ｐ２側に送り込むことができる。そのため、工事費や設備費を抑えて、建屋１内の結露を効率よく低減することができる。

また、本実施形態では、第１排気開口１３Ａが第２排気開口１３Ｂよりも排気量が少なくなるように設定されているので、第１排気開口１３Ａは加熱源Ｐ１で加熱された高熱空気Ｅ１の滞留を防止する程度に排気し、他の多くの移動高熱空気Ｅ３を第２排気開口１３Ｂが位置する水蒸気発生源Ｐ２側に効率よく移動させることができる。

さらに、本実施形態では、加熱源Ｐ１付近には第１給気口１４が設けられ、水蒸気発生源Ｐ２付近には第２給気口１５が設けられ、第１給気口１４は第２給気口１５よりも外気の取り込み量が多くなるように設定されているので、第２給気口１５より給気することにより水蒸気発生源Ｐ２への給気不足を補うことができ、加熱源Ｐ１上方の第１排気開口１３Ａにおける排気流を安定させることができる。

上述のように本実施の形態による建屋１及び建屋換気方法では、工事費や設備費を抑えて、建屋１内の結露を効率よく低減することができる。

次に、上述した実施の形態による建屋及び建屋換気方法の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。

（実施例）
本実施例では、上述した実施の形態の建屋１をモデル化した図５に示す解析モデル５を作成し、下記の解析条件を変えて建屋１内の温度、相対湿度、水蒸気の発生領域等を確認し、好適な建屋１について検証した。なお、解析モデル５において、上記実施形態の建屋１と同じ部位等については同じ符号を用いて説明する。

解析では、２つの実施例（第１実施ケース、第２実施ケース）と比較ケースの下記の条件を変えた３つの解析ケースについて気流解析を行った。図５に示す解析モデル５は、実施ケースのうち第２実施ケースを示している。そのため、第１実施ケースと比較ケースでは、図５の解析モデルを参考にして説明する。
比較ケースの解析モデルは、現状の構成をモデル化したものであって、加熱源Ｐ１の上方の第１排気開口１３Ａの位置が加熱源Ｐ１の直上に設けられ、水蒸気発生源Ｐ２の上方の第２排気開口１３Ｂの位置がその水蒸気発生源Ｐ２の上方に設けられている。また、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間には、複数箇所に中間給気開口１６を設けた。

第１実施ケースの解析モデルは、比較ケースに対して加熱源Ｐ１の上方の第１排気開口１３Ａの位置を加熱炉装入ヤードＲ２の上方へ位置を変更するとともに、開口面積を小さくして空気の排出量を低減し、圧延機３が配置されるライン設備３１の上方の屋根に設けられた第３排気開口１３Ｃを全て閉塞したモデルである。
第２実施ケースの解析モデルは、第１実施ケースにおいて、水蒸気発生源Ｐ２に給気する給気口（第２給気口１５）を設けて給気量を増加したモデルである。

各ケースにおける解析条件としては、加熱源Ｐ１の加熱炉２の上面及び側面を９０℃、加熱炉２の前面を２７０℃とし、加熱炉前で１２００℃、圧延ヤードＲ３の加熱炉２側で１０５０℃、仕上げ圧延機３Ｂの上流側で１２００℃、仕上げ圧延機３Ｂの下流側で１１００℃、水蒸気発生源Ｐ２である仕上げ圧延機３Ｂの下流に位置するホットランテーブル４の温度を１１００℃から線形的に８００℃に下げることによって解析を行った。また、気象条件としては、春先早朝の晴れを想定し、外気温１１．４℃、外気相対湿度８６％とした。

次に、図６〜図８に基づいて解析結果について説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）は、解析結果による結露分布を示し、相対湿度１００％の空気（結露Ｕ）の部分が薄い色（白色）になっている。図６（ａ）は第１実施ケース、図６（ｂ）は第２実施ケース、図６（ｃ）は比較ケースをそれぞれ示している。これによると、図６（ｃ）に示す比較ケースにおいて、結露Ｕである相対湿度１００％の空気体積が３００７１ｍ^３となった。一方、図６（ａ）に示す第１実施ケースにおいて、上記空気体積が１２９３ｍ^３で比較ケースに比べて４％（１／２０程度）となり、図６（ｂ）に示す第２実施ケースにおいて、上記空気体積が２７６４ｍ^３で比較ケースに比べて９％（１／１０程度）となった。

図７（ａ）〜（ｃ）は、解析結果による建屋１の上部の温度分布を示している。これによると、図７（ｃ）に示す比較ケースでは、圧延ヤードＲ３の白い部分Ｋ１が４０℃前後の領域となっている。図７（ａ）に示す第１実施ケースでは、圧延ヤードＲ３において色の濃い部分（符号Ｋ２）が５０℃近い高温領域が増大していることが確認できた。すなわち、建屋１の上部に位置する天井クレーンが５０℃近い高温に晒されることがわかる。
一方、図７（ｂ）に示す第２実施ケースでは、全体にわたって概ね４０℃以下となった。これは、図５に示す第２給気口１５を設けて外気を水蒸気発生源Ｐ２付近に流入させたことにより、圧延ヤードＲ３内の温度が低下したことがわかる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、解析結果による建屋内を側方から見た風速分布を示している。これによると、図８（ａ）に示す第１実施ケースと図８（ｃ）に示す比較ケースでは、加熱源Ｐ１と水蒸気発生源Ｐ２との間の略中間部で建屋の天井に向けて風速が大きくなる箇所（符号Ｇ）が複数発生し、さらに水蒸気発生源Ｐ２の手前で風速が低下して滞留する箇所（符号Ｔ）が発生している。つまり、これらは、水蒸気発生源Ｐ２まで効率よく風速を確保することができず、水蒸気発生源Ｐ２に加熱源Ｐ１の移動高熱空気Ｅ３を十分に移動させることができないことがわかる。一方、図８（ｂ）に示す第２実施ケースでは、水蒸気発生源Ｐ２の位置で第２排気開口１３Ｂに向かって風速が大きくなる領域が大きく、しかも水蒸気発生源Ｐ２の手前で風速が大きくなっていることから、移動高熱空気Ｅ３の移動が十分に行われていることが確認できる。

なお、図示しないが、風速を解析した結果、比較ケースでは、加熱炉装入ヤードＲ２において風速１ｍ／ｓ以下の空気の滞留が生じていることが確認できることからも、比較ケースでは加熱源Ｐ１から水蒸気発生源Ｐ２への空気の流れが不十分であるうえ、加熱源Ｐ１の上方に設けられる第１排気開口１３Ａから十分に排気されていないことがわかる。

上述した解析の結果、第２実施ケースの場合には、水蒸気発生源Ｐ２に向かう加熱源Ｐ１の移動高熱空気Ｅ３の流れが良好で、確実に移動高熱空気Ｅ３を移動させることができ、水蒸気Ｖに伴う結露の発生を低減できることがわかった。しかも、第２実施ケースでは、建屋の上部温度を低く抑えられることがわかった。また、第１実施ケースの場合も建屋の上部温度が第２実施ケースよりも高くなるが、結露の発生量（飽和水蒸気の体積）を１／１０程度に低減することができる。したがって、第１実施ケースおよび第２実施ケースともに、結露の低減効果が確認でき、第２実施ケースは第１実施ケースよりもより好ましいことがわかった。

以上、本発明による建屋及び建屋換気方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、建屋１として製鉄所の熱延工場を対象としているが、熱延工場に限定されることはなく、屋内に加熱源と水蒸気発生源が設けられ、かつ加熱源と水蒸気発生源とが少なくとも２００ｍ以上離れて配置される縦長の建屋であれば、本発明の構成を適用することができる。

また、本実施形態では、第１排気開口１３Ａが第２排気開口１３Ｂよりも排気量が少なくなるように設定されているが、これに限定されることはなく、同じ排気量としてもよい。或いは、第２排気開口よりも第１排気開口の排気量を多くすることも可能であり、この場合、例えば加熱源Ｐ１付近の第１給気口１４の開口量を大きくして加熱源Ｐ１で加熱された移動高熱空気Ｅ３をより多く水蒸気発生源Ｐ２側に移動させるようにすればよい。

さらに、第１排気開口１３Ａと第２排気開口１３Ｂの位置、数量、形状等の構成は適宜変更可能である。これら排気開口１３Ａ、１３Ｂは、建屋１の形状、大きさ、建屋内の設備、加熱源Ｐ１や水蒸気発生源Ｐ２の位置に応じて設定することがきる。

さらにまた、本実施形態では、加熱源Ｐ１付近に第１給気口１４を設け、水蒸気発生源Ｐ２付近に第２給気口１５を設けているが、これらを省略することも可能である。さらに、第１給気口１４が第２給気口１５よりも外気の取り込み量が多くなるように設定されることにも限定されることはない。

また、例えば送風機やダクトを使用して加熱源Ｐ１で発生する高熱空気の一部を水蒸気発生源Ｐ２周辺に移動させることも可能である。すなわち、送風機を補助的に設けることにより、空気流通路１０を通過する排気高熱空気Ｅ２をより効率よく水蒸気発生源Ｐ２側に向けて移動させることができる。さらに空気流通路１０とは別系統で送風機を備えたダクトを設けることにより、排気高熱空気Ｅ２の一部をダクト内を流通させて確実にかつ効率よく移動させることが可能となる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ 建屋
２ 加熱炉
３ 圧延機
３Ａ 粗圧延機
３Ｂ 仕上げ圧延機
４ ホットランテーブル
１０ 空気流通路
１１ 側壁
１２ 屋根
１３Ａ 第１排気開口
１３Ｂ 第２排気開口
１４ 第１給気口
１５ 第２給気口
３１ ライン設備
Ｐ１ 加熱源
Ｐ２ 水蒸気発生源
Ｒ１ 加熱炉ヤード
Ｒ２ 加熱炉装入ヤード
Ｒ３ 圧延ヤード
Ｘ１ 圧延方向
Ｅ１ 高熱空気
Ｅ２ 排気高熱空気（第１高熱空気）
Ｅ３ 移動高熱空気（第２高熱空気）
Ｖ 水蒸気

Claims (4)

1. 屋内に設けられる加熱源と水蒸気発生源とが少なくとも２００ｍ以上離れて配置される縦長の建屋であって、
   前記加熱源の上方又はその上方近傍に設けられた第１排気開口と、
   前記水蒸気発生源の上方又はその上方近傍に設けられた第２排気開口と、を備え、
   前記第１排気開口では、前記加熱源で加熱された高熱空気の一部の第１高熱空気が排気され、
   前記加熱源と前記水蒸気発生源との間には、屋外に連通する排気口が設けられない空気流通路が形成され、
   前記加熱源で加熱された高熱空気のうち前記第１排気開口で排気されていない残りの第２高熱空気は、前記空気流通路を通過して前記水蒸気発生源側に移動し、
   前記第２排気開口では、前記水蒸気発生源で発生した水蒸気と、前記水蒸気発生源側に移動した前記第２高熱空気と、が排気されることを特徴とする建屋。
2. 前記第１排気開口が前記第２排気開口よりも排気量が少なくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の建屋。
3. 前記加熱源付近には第１給気口が設けられ、
   前記水蒸気発生源付近には第２給気口が設けられ、
   前記第１給気口は前記第２給気口よりも外気の取り込み量が多くなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建屋。
4. 屋内に設けられる加熱源と水蒸気発生源とが少なくとも２００ｍ以上離れて配置される縦長の建屋内の結露を抑制するための建屋換気方法であって、
   前記加熱源の上方又はその上方近傍に第１排気開口を設け、かつ前記水蒸気発生源の上方又はその上方近傍に第２排気開口を設ける工程と、
   前記加熱源で加熱された高熱空気の一部の第１高熱空気を前記第１排気開口から排気する工程と、
   前記加熱源で加熱された高熱空気のうち前記第１排気開口で排気されていない残りの第２高熱空気を、前記加熱源と前記水蒸気発生源との間で屋外に連通する排気口が設けられない空気流通路を通過させて前記水蒸気発生源側に移動させる工程と、
   前記水蒸気発生源で発生した水蒸気と、前記水蒸気発生源側に移動した前記第２高熱空気とを前記第２排気開口から排気する工程と、
   を有することを特徴とする建屋換気方法。