JP3279944B2 - ボイドスラブを利用した躯体蓄熱空調方式 - Google Patents

ボイドスラブを利用した躯体蓄熱空調方式

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JP3279944B2
JP3279944B2 JP02713397A JP2713397A JP3279944B2 JP 3279944 B2 JP3279944 B2 JP 3279944B2 JP 02713397 A JP02713397 A JP 02713397A JP 2713397 A JP2713397 A JP 2713397A JP 3279944 B2 JP3279944 B2 JP 3279944B2
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淳一 高橋
祐一郎 佐川
智夫 熊谷
佳子 寺西
建雄 岡
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    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings

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  • Duct Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイドスラブを利
用した躯体蓄熱空調方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空調機からの空調空気を、床と床躯体と
の間に構成した床下空間部を介して床側からの吹き出し
部から室内に供給する床吹き出し空調方式において、空
調機の始動直後から室内環境を良好なものとするため
に、出願人は、先に、躯体蓄熱を利用する床吹出空調方
式を提案した。(例えば、特願平8−161253号の
願書に添付した明細書及び図面を参照のこと。)
【0003】この空調方式は、図6に示すように、空調
機aからの空調空気を、床bと床躯体cとの間に構成し
た床下空間部dを介して床側の吹き出し部eから室内f
に供給する床吹き出し空調方式において、床躯体cは中
空部gを有する構成とし、適所に中空部gと上記床下空
間部dとの連通口hを設けた構成である。
【0004】このような構成においては、空調が必要な
時間外、特に、電力料金の単価が安い夜間において必要
な時間だけ空調機aを運転して、空調空気を主として床
躯体cの中空部gに供給することにより、空調機の運転
により発生した熱(冷熱を含む)を床躯体に蓄熱するこ
とができ、この熱を空調時に利用することにより、空調
機を始動した直後から所定の空調空気を室内に供給する
ことができ、また空調機の空調能力を、始動直後の熱負
荷に対応して、大きくする必要もなく、コストの低減を
計ることができるという利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成では、蓄熱運転時においても、床躯体の中空部を経た
空気が室内に供給されてしまうので、室内も同時に空調
されて、放熱損失が発生し、無駄なエネルギーを消費し
ていた。そこで本発明は、このような課題を解決するこ
とを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、ボイドスラブの多数の並列したボイ
ド部を2群に分け、ボイドスラブの一端側において、対
を成す2群のボイド部を連通させて、ボイドスラブの他
端側に空気の出入部を配置したボイド部の直列経路を
数構成すると共に、複数の直列経路は、それらの一端側
をダクトにより連通させて並列経路として構成して、
調機の運転においてボイドスラブの他端側の出入部を介
して複数の直列経路に並列に空気を流す構成とし、空調
機からの空気を、蓄熱時には空調空間を経ない蓄熱時空
気経路においてボイド部の複数の直列経路を並列に通過
させると共に、空調時には空調空間を経る空調時空気経
路においてボイド部の複数の直列経路を並列に通過させ
る構成とした躯体蓄熱空調方式を提案する。
【0007】本発明では、上記の構成において対を成す
2群のボイド部はどのように構成しても良いが、一例と
して、対を成す2群のボイド部は隣接するボイド部と
し、隣接するボイド部毎に連通ダクトにより連通させる
構成とすることを提案する。
【0008】また本発明では、蓄熱時と空調時の夫々に
空調空気をボイド部の直列経路を通過させるための蓄熱
時空気経路と空調時空気通路の構成、即ち、空調方式は
適宜に構成することができるのであるが、一例として、
空調空間は、空調空気を床下空間を経て床吹出口から吹
き出して天井内に吸い込む方式により空調を行う構成と
すると共に、ボイドスラブは空調空間の天井スラブと
し、ボイドスラブの他端側において一方の群のボイド部
をダクトにより連通させ、このダクトを、夫々ダンパー
を備えた往き経路、返り経路を介して空調機の空気吐出
側、空気吸入側に接続すると共に、他方の群のボイド部
を天井内に開放させ、床下空間への空気吹出口はダンパ
ーを備えた往き経路を介して空調機の空気吐出側に接続
すると共に、天井内空間の空気吸入口はダンパーを備え
た返り経路を介して空調機の空気吸入側に接続した躯体
蓄熱空調方式を提案する。
【0009】以上の構成においては、夜間等の蓄熱運転
時では、空調機からの空調空気を、空調空間を経ない蓄
熱時空気経路においてボイド部の直列経路を通過させる
ので、無駄な放熱ロスがなく、効率的に直列経路を構成
した躯体に蓄熱を行うことができる。
【0010】そして空調運転時には、空調機からの空気
を、空調空間を経る空調時空気通路においてボイド部の
直列経路を通過させるので、ボイド部の直列経路を構成
する躯体に蓄えられた熱を空調時に利用することができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。図1〜図4は本発明の躯体蓄熱空調方
式を、床吹出空調方式に適用した全体構成の一例を示す
ものである。図において、符号1は天井スラブ(又は上
階の床スラブ)であり、この天井スラブ1はボイドスラ
ブにより構成している。この天井スラブ1は例えば図5
に示すように、2条の溝部を形成したPC板を複数並設
し、凹凸側に現場打ちの板部2を一体化してボイド部3
a,3bを構成したものである。
【0012】このように構成した天井スラブ1の一端側
において、隣接するボイド部、この例では、複数の対を
成すボイド部3a,3bの夫々をダクト4により連通さ
せている。一方、天井スラブ1の他端側には、図中奥行
き方向に延びるダクト5を設置し、上記ボイド部のうち
の一方側のボイド部3a側を接続して、一方の群を成す
全てのボイド部3aをダクト5に連通させている。ま
た、他方側のボイド部3bには開口部6を形成して、他
方の群を成す全てのボイド部3bは、天井スラブ1と天
井板7との間の空間、即ち、天井内空間8に解放してい
る。即ち、このような構成により、隣接するボイド部3
a,3bはダクト4を介して直列に接続されて直列経路
が構成され、このようにして構成される複数の直列経路
の一端側はダクト5に接続され、また他端側は天井内空
間8に解放されることにより、複数の直列経路には並列
に空気が通過する構成となる。
【0013】符号9は床であり、この床9は床スラブ1
0(又は下階の天井スラブ)の上方に床下空間11を形
成するように所定の距離隔てて構成した、例えばフリー
アクセス床であり、その上方が室内12となる。この床
9には適所に適数の吹出口13を設置しており、これら
の吹出口13にはダンパー等の風量調整装置(図示省
略)を設けている。これらの吹出口13の構成は、従来
の床吹き出し空調方式のものと同様で良く、これらの位
置は家具レイアウトに応じて配置を変更することで、空
調上、効果的な室内空間とすることができる。
【0014】符号14は室外に設置した空調機であり、
符号15aは空調空気の吐出側、15bは吸入側を示す
ものである。上記ダクト5は、夫々ダンパー16a,1
6bを備えた往き経路17a、返り経路17bを介し
て、夫々空調機14の空気吐出側15a、空気吸入側1
5bに接続している。一方、床下空間11と天井内空間
8に夫々対応して、空気吹出口18と空気吸入口19を
設けており、空気吹出口18はダンパー20aを備えた
往き経路21aを介して空調機14の空気吐出側15a
に接続し、空気吸入口19はダンパー20bを備えた返
り経路21bを介して空調機14の空気吸入側15bに
接続している。尚、図において、符号22は天井板7に
構成した連通口である。
【0015】以上の実施の形態につき、その運転方法を
説明する。 [蓄熱運転]蓄熱時、即ち、空調時間外、特に、電力料
金の単価が安くなる夜間においては、ダンパー16a,
20bを開とすると共に、ダンパー16b,20aを閉
として空調機14を運転する。尚、これらのダンパー1
6a,16b,20a,20bはモーター駆動式等とし
て自動的に開閉操作を行う。この運転状態では、図1、
図2に示すように、空調機14の空気吐出側15aから
吐出した空調空気(冷気又は暖気)は往き経路17aを
通ってダクト5から各ボイド部3aに流入する。各ボイ
ド部3aに流入した空調空気は、このボイド部3aから
ダクト4を経てボイド部3bに流れた後、開口部6から
天井内空間8に流出する。次いで天井内空間8に流出し
た空調空気8は、空気吸入口19から返り経路21bに
流入して空調機14の空気吸込側15bに還流する。こ
のように空調空気は、ボイド部3a,3bの直列経路を
流れる際、これらのボイド部3a,3bを構成する躯体
を冷却又は加熱して蓄熱が行われる。空調空気が流れる
経路、即ち、蓄熱時空気経路は、空調空間、即ち室内1
2を通る経路を経ないので、無駄な放熱ロスがなく、効
率的にボイド部3aを構成する躯体を冷却又は加熱して
蓄熱を行うことができる。
【0016】[空調運転]空調時には、ダンパー20
a,16bを開とすると共に、ダンパー16a,20b
を閉として空調機14を運転する。この運転状態では、
図3、図4に示すように、空調機14の空気吐出側15
aから吐出した空調空気(上記と同様に冷気又は暖気)
は往き経路21aを通って空気吹出口18に至り、ここ
から床下空間11内に吹き出す。このように床下空間1
1に供給された空調空気は、床下空間11から床9の吹
出口13を経て室内12に吹き出し、室内の空調に供さ
れる。そして室内の空調に供された空気は、天井連通口
22から天井内空間8に流入する。次いで天井内空間8
内の空気は、開口部6からボイド部3b内に流入し、こ
のボイド部3bからダクト4を経てボイド部3aに流れ
た後、ボイド部3aからダクト5を経て返り経路17b
に流入して空調機14の空気吸込側15bに還流する。
このように、室内12の空調に供されて天井内空間8内
に流入した空気は、ボイド部3a,3bの直列経路を流
れる際、これらのボイド部3a,3bを構成する躯体に
蓄熱されている熱を回収した状態において、返り経路1
7bを経て空調機14に還流するので、空調機14の熱
負荷、即ちコイル負荷を軽減することができる。従っ
て、空調機14は、始動直後の熱負荷に対応して大きく
する必要がなく、いわゆるピークカット及び低コスト運
転が可能となる。またボイド部3a,3bを構成する躯
体に蓄熱された熱の回収は、空調に供された後の空気に
より行われるので、躯体は、室内12の温度と同程度に
なるまで放熱利用が可能であり、効率的な熱量利用が計
られる。またボイド部3a,3bを構成する躯体の外側
から天井内空間8に放熱された熱も、結局は回収されて
結果的に室内の空調に供され、この点においても空調負
荷の低減に供している。
【0017】尚、本発明では上述したとおり、蓄熱時と
空調時の夫々に空調空気をボイド部の直列経路を通過さ
せるための蓄熱時空気経路と空調時空気通路の構成、即
ち、空調方式は例えば次に示すように適宜に構成するこ
とができるものである。 a.上記の実施の形態の空調時空気通路においては、ボ
イド部の直列経路は、室内の下流側に構成しているが、
このボイド部の直列経路を構成する躯体を床スラブとし
て構成することにより、室内の上流側に構成することが
できる。この場合には、空調機からの空調空気はボイド
部の直列経路を経て熱を回収した後に室内に供給される
ので、空調機の始動直後から所定温度の空調空気を室内
に供給することができる。 b.空調方式として、床吹出空調方式でなく、天井吹出
式に構成することもできる。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次の
ような効果がある。 a.躯体に蓄熱し、これを利用するための空気の経路
は、ボイドスラブの、対を成すボイド部を連通させて構
成した複数の直列経路に並列に空気を通過させる構成と
したので、非常に効率的に蓄熱及び熱回収を行うことが
できる。 b.室内の空調に供した空気による熱回収を行うことに
より、空調機のコイル負荷を低減して、効率的な熱回収
を行うことができる。 c.空調立上り負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の躯体蓄熱空調方式の実施の形態の一
例の構成及び動作を示す透視図である。
【図2】 本発明の躯体蓄熱空調方式の実施の形態の一
例の構成及び動作を示す系統図である。
【図3】 本発明の躯体蓄熱空調方式の実施の形態の一
例の構成及び動作を、図1とは異なる動作において示す
透視図である。
【図4】 本発明の躯体蓄熱空調方式の実施の形態の一
例の構成及び動作を、図2とは異なる動作において示す
系統図である。
【図5】 ボイドスラブの一例を示す要部の斜視図であ
る。
【図6】 従来の躯体蓄熱床吹出空調方式の構成を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 天井スラブ 2 板部 3a,3b ボイド部 4 ダクト 5 ダクト 6 開口部 7 天井板 8 天井内空間 9 床 10 床スラブ 11 床下空間 12 室内 13 吹出口 14 空調機 15a 空気吐出側 15b 空気吸込側 16a,16b ダンパー 17a 往き経路 17b 返り経路 18 空気吹出口 19 空気吸入口 20a,20b ダンパー 21a 往き経路 21b 返り経路 22 天井連通口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺西 佳子 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 岡 建雄 栃木県宇都宮市下平井出町950番地13号 宇大RC宿舎11号 (56)参考文献 特開 平1−184348(JP,A) 特開 平1−226961(JP,A) 特開 平1−310239(JP,A) 特開 平6−58572(JP,A) 特開 平3−247931(JP,A) 特開 平2−52939(JP,A) K−G BERNANDER,Use of the heat capac ity of the con (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04B 5/02 F24F 5/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイドスラブの多数の並列したボイド部
    を2群に分け、ボイドスラブの一端側において、対を成
    す2群のボイド部を連通させて、ボイドスラブの他端側
    に空気の出入部を配置したボイド部の直列経路を複数構
    成すると共に、複数の直列経路は、それらの一端側をダ
    クトにより連通させて並列経路として構成して、空調機
    の運転においてボイドスラブの他端側の出入部を介して
    複数の直列経路に並列に空気を流す構成とし、空調機か
    らの空気を、蓄熱時には空調空間を経ない蓄熱時空気経
    路においてボイド部の複数の直列経路を並列に通過させ
    ると共に、空調時には空調空間を経る空調時空気経路に
    おいてボイド部の複数の直列経路を並列に通過させる構
    成としたことを特徴とするボイドスラブを利用した躯体
    蓄熱空調方式
  2. 【請求項2】 対を成す2群のボイド部は隣接するボイ
    ド部とし、隣接するボイド部毎にダクトにより連通させ
    る構成としたことを特徴とする請求項1記載のボイドス
    ラブを利用した躯体蓄熱空調方式
  3. 【請求項3】 空調空間は、空調空気を床下空間を経て
    床吹出口から吹き出して天井内に吸い込む方式により空
    調を行う構成とすると共に、ボイドスラブは空調空間の
    天井スラブとし、ボイドスラブの他端側において一方の
    群のボイド部をダクトにより連通させ、このダクトを、
    夫々ダンパーを備えた往き経路、返り経路を介して空調
    機の空気吐出側、空気吸入側に接続すると共に、他方の
    群のボイド部を天井内に開放させ、床下空間への空気吹
    出口はダンパーを備えた往き経路を介して空調機の空気
    吐出側に接続すると共に、天井内空間の空気吸入口はダ
    ンパーを備えた返り経路を介して空調機の空気吸入側に
    接続したことを特徴とする請求項1又は2記載のボイド
    スラブを利用した躯体蓄熱空調方式
JP02713397A 1997-02-10 1997-02-10 ボイドスラブを利用した躯体蓄熱空調方式 Expired - Lifetime JP3279944B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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K−G BERNANDER,Use of the heat capacity of the con

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