JP3293012B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床から天井方向に向け
て超微風速で滲み出すように給気することにより、汚染
物質を完全に排出させるとともに室内に温度成層を形成
する方式の空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のオフィスビルの空調においては、
吹出口近傍の局部的な温度分布或いは遍在するＯＡ機器
等からの発熱による不均一な温度分布の問題や、パーテ
ィション、家具等の存在による気流の乱れの問題や、床
とくにカーペットを敷いた床面から巻上がる塵挨、ダ
ニ、カビ或いはタバコの煙、体臭、呼気等の汚染物質の
問題等を解決し、クリーンで快適な空調環境を実現する
ことが重要な課題となっている。

【０００３】ところが、従来の一般の空調方式は、天井
吹出し方式にしても床吹出し方式にしても、室内の空気
を吹出口から給気の勢いで積極的に攪拌、混合する完全
混合型の方式であり、室内で発生或いは流入した熱を伴
う汚染物質を給気によって希釈、拡散を行うため、汚染
物質を完全に除去することは困難である。汚染物質をあ
る程度除去するには換気回数を増加させれば可能ではあ
るが、所望とする室内温度を維持するためには、吹出し
風量を多くしたり、給気温度を冷房の場合にはかなり低
く、暖房の場合にはかなり高くしなければならず、設備
の大型化やエネルギー消費の増加を招くという問題を有
している。

【０００４】この問題を解決するために、特開平４−１
６１７４９号公報においては、床全面および天井全面を
多孔板とし、床の全面から低風速で室内に給気し天井面
に向けて一様に押し出すピストンフローを形成すること
により、空気質を改善させる提案をしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平４−１６１７４９号公報の空調方式は、床の全面か
ら低風速で室内に給気する方式であるため、室の中央主
要領域を占めるインテリアゾーンは、室内設定温度に容
易に維持することができるが、室内の空気を給気の勢い
で積極的に攪拌、混合する方式ではないため、外乱の影
響を受ける窓側領域であるペリメータゾーンは、季節に
よる外気温変化の影響や日射の影響を受けやすく、快適
な空調環境を維持することが困難であるという問題を有
している。また、近年のオフィスビルにおいてはコンピ
ュータや他のＯＡ機器の増加により、冬期においても冷
房負荷があるため、ますますペリメータゾーンの空調制
御が困難になるという問題を有している。

【０００６】上記の問題に加えて、室内に小部屋を設け
た場合の対応やピーク時のペリメータ負荷に対処するた
めには、所定の床面からの風量を変化させることが有効
である。所定の床面から風量を変化させる方法として
は、図３に示すように、風量を制御したい部分を区画
し、ダンパにより空調風量を制御する方法が考えられ
る。しかしながら、この方法の場合、以下のような問題
点が生じる。

【０００７】本来、自由に配線が可能なはずのフリー
アクセスフロアに仕切りができ、配線が自由にできなく
なる。ダンパを通過した空気のみでペリメータゾーン
に送風するため、必要静圧が高くなり搬送エネルギーが
余分にかかる。気密性の高い仕切部材とダンパが広範
囲に必要なため、コストアップの要因となる。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、その第１の目的は、床から天井方向に向けて超微風
速で滲み出すように給気することにより、汚染物質を完
全に排出させるとともに室内に温度成層を形成すること
を可能にし、かつ、インテリアゾーンだけではなくペリ
メータゾーンにまでクリーンで快適な空調環境を広げる
ことができる空調装置を提供することである。本発明の
第２の目的は、所定の床面からの風量を変化させる場合
に、自由な配線を可能にするとともに、必要静圧を増加
させずにローコストで実現させる空調装置を提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の空調
装置は、室１の下部に配設され全面に多数の給気孔６ａ
を有する床部材６と、該床部材６の下部に形成される給
気チャンバー７と、前記室１の上部に形成される排気チ
ャンバー９と、前記室の風量調整を必要とするゾーンに
対応して前記給気チャンバー内に区画配設されるチュー
ブ状の風量調整用エア膨縮装置３５と、前記給気チャン
バーに接続される空調機１３とを備え、前記給気孔から
毎秒５ｍｍ〜１０ｍｍの超微風速で室内に給気するとと
もに、室内温度に応じて前記風量調整用エア膨縮装置を
膨縮させ前記ゾーンへの風量調整を行うことを特徴とす
る。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を
容易にするために図面と対比させるもので、これにより
本発明の構成が何ら限定されるものではない。

【００１０】

【作用】本発明においては、床下の給気チャンバー内に
風量調整用エア膨縮装置を設けることにより、自由な配
線を可能にするとともに、必要静圧を増加させずにロー
コストで、インテリアゾーンだけではなくペリメータゾ
ーンにまでクリーンで快適な空調環境を広げるようにし
ている。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は、本発明の空調装置の１実施例を示す模
式的断面図、図２は図１の模式的平面図である。

【００１２】図１において、室１、機械室２、廊下３
は、上下のスラブ４、５の間に形成されている。室１の
下部には全面に多数の吹出孔６ａを有する床部材６が配
設され、床部材６の下部に給気チャンバー７が形成され
ている。また、室１の上部には複数の排気孔８ａを有す
る天井部材８が配設され、天井部材８の上部に排気チャ
ンバー９が形成されている。なお、本実施例において
は、天井部材８に複数の排気孔８ａを設けているが、一
つないし複数の排気口を設けてもよく、また、壁の上部
に排気口を設けたり、天井部材８と壁の双方に排気口を
設けてもよく、要するに、給気側および排気側にダクト
を設けることなく超微風速で室内へ空気を滲み出すよう
に給気して温度成層を形成することができるように構成
する。

【００１３】図１、図２に示すように、機械室２内に
は、フィルタ１０、冷温水コイル１１、給気用ファンを
有する空調機１３が設置されている。空調機１３の設置
台数は室１の広さに応じて設定される。排気チャンバー
９には排気用ファン１４が接続されるとともに、排気の
一部は空調機１３に環流するようにされている。また、
床部材６の全面に通気性のカーペット部材１５が敷設さ
れている。なお、冷温水コイル１１の代わりにヒートポ
ンプの熱交換器を設けてもよいし、冷水コイルと電気ヒ
ータを組み合わせてもよい。

【００１４】さらに、窓部１６の内側にベネシャンブラ
インド１７を設け、ベネシャンブラインド１７の支持具
１７ａを上部スラブ４の下側に形成されたブラインドボ
ックス１８内に取り付け、このブラインドボックス１８
を排気チャンバー９に連通させるように構成し、窓部１
６上部の高温の空気をブラインドボックス１８から排気
するようにしている。

【００１５】また、給気チャンバー７内に、インテリア
ゾーンＩとペリメータゾーンＰの境界部に対応してチュ
ーブ状の風量調整用エア膨縮装置３５を設け、インテリ
アゾーンＩ用の第１の給気チャンバー７Ａとペリメータ
ゾーンＰ用の第２の給気チャンバー７Ｂを区画形成して
いる。風量調整用エア膨縮装置３５は可撓性があり気密
性のある材料で形成する。風量調整用エア膨縮装置３５
は、図２に示すように、導圧管３６を介して空調機１３
に接続されている。導圧管３６には加圧調整弁３７が設
けられ、加圧調整弁３７の開度は室内温度センサ３８の
指令により制御される。

【００１６】上記構成からなる本実施例の作用について
説明する。この空調方式においては、室内設定温度より
冷房時においては若干低い温度の空気を、暖房時におい
ては若干高い温度の空気を空調機１３から給気チャンバ
ー７Ａ、７Ｂを経て、床部材６の給気孔６ａからから給
気する。このとき、給気用ファン１２の回転数制御によ
り給気風量をも制御する。室１内における給気速度は、
毎秒０．１ｍｍ〜１００ｍｍ程度（好ましくは毎秒５ｍ
ｍ〜１０ｍｍ）という超微風速（人間の肌が感じない速
度）で室１内へ滲み出すように給気して室１内に温度成
層を形成するようにしている。人体やＯＡ機器等の発熱
体の上部ではその発熱に起因する熱上昇流が生じてお
り、給気された空気はこの流れに誘引されて発熱体に集
まり、熱負荷および汚染物質を含む汚染空気Ｃは速やか
に上部空間に移動し、居住者Ｍの周辺は床全面から滲み
出した新鮮空気で常に包み込まれた状態となる。

【００１７】そして、ペリメータゾーンＰにおける温度
を室内温度センサ３８により検知し、この値に応じて加
圧調整弁３７の開度が設定され、空調機１３からの加圧
空気が風量調整用エア膨縮装置３５に供給される。風量
調整用エア膨縮装置３５は図２Ｙ方向に風船のように膨
らんだり収縮して第１の給気チャンバー７Ａから第２の
給気チャンバー７Ｂを経てペリメータゾーンＰに流れる
風量を調整するため、ペリメータゾーンＰにおいて季節
による外気温変化の影響や日射の影響を受けることが低
減され、インテリアゾーンＩだけではなくペリメータゾ
ーンＰにまでクリーンで快適な空調環境を広げることが
できる。

【００１８】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例においては、
インテリアゾーンＩとペリメータゾーンＰの境界部に対
応して風量調整用エア膨縮装置３５を設けているが、室
に間仕切りゾーンを設けた場合に設けてもよく、また、
複数のゾーンに対応して複数の風量調整用エア膨縮装置
を区画配設してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、床から天井方向に向けて超微風速で滲み出すよ
うに給気することにより、汚染物質を完全に排出させる
とともに室内に温度成層を形成することを可能にし、か
つ、風量調整用エア膨縮装置を設けることにより、イン
テリアゾーンだけではなくペリメータゾーンにまでクリ
ーンで快適な空調環境を広げることができる。さらに下
記の優れた効果を有する。

【００２０】 エア膨縮装置がフレキシブルなため必
要個所に自由な配線を可能にする。

【００２１】 最大風量時エア膨縮装置は偏平になる
ため必要静圧をあまり増加させない。

【００２２】 エア膨縮装置は一種の風船であるた
め、設置に際して気密性はそれ程必要とせず、設置も簡
単に行うことができ、また、単純な構造であるため、ロ
ーコストで実現することができる。

【００２３】 ペリメータゾーンの給気の状態をコン
トロールすることにより、冬期の窓面結露を防止するこ
とができる。

【００２４】 室内の間仕切りの変更に対しては風量
調整用エア膨縮装置の位置を変更するだけで容易に対応
することができる。

【００２５】 室内に温度成層を形成するため、必要
換気回数を低減させることができ、その結果、空調機と
排気用ファンの動力の低減と小型化を図ることができ、
また、空調機の装置熱負荷を低減させることができる。

【００２６】 火災発生源の直上でこれを感知でき火
災の早期感知ができる。

【００２７】 給気は超微風速で室内へ滲み出すた
め、床面に付着した塵挨が舞い上がることがなく、ま
た、カーペット部材の通気性によりクリーニングが容易
になるとともに、定期的な通気によってダニやカビの繁
殖を抑制することができる。

【００２８】 給気が床全面から滲み出すため、ＯＡ
機器や家具のレイアウトを自由に設計することができ、
ＯＡ機器が遍在する場合であっても給気された空気が自
律的に発熱体に向けて流れ、平面的にムラのない空調環
境を実現することができる。

【００２９】〓 給気側および排気側にダクトを設置す
る必要がなく、このため給気チャンバーの高さが低くて
も、即ち低床でも給気することができるため、建築コス
トを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調装置の１実施例を示す模式的断面
図である。

【図２】図１の風量調整用エア膨縮装置の駆動機構を示
す図である。

【図３】本発明の課題を説明するための図で、図３
（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の平面図であ
る。

【符号の説明】

１…室、２…機械室、３…廊下、４、５…スラブ、６…
床部材 ６ａ…給気孔、７…給気チャンバー、７Ａ…第１の給気
チャンバー ７Ｂ…第２の給気チャンバー、８…天井部材、８ａ…排
気孔 ９…排気チャンバー、１０…フィルタ、１１…冷温水コ
イル １２…給気用ファン、１３…空調機、１４…排気用ファ
ン １５…カーペット部材、１６…窓部、１７…ベネシャン
ブラインド １８…ブラインドボックス、３５…風量調整用エア膨縮
装置、３６…導圧管 ３７…加圧調整弁、３８…室内温度センサ

フロントページの続き (72)発明者 野部達夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 芳賀陽一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−161749（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−26702（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−73993（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 13/068 F24F 3/00 F24F 11/053 F24F 13/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室の下部に配設され全面に多数の給気孔を
   有する床部材と、該床部材の下部に形成される給気チャ
   ンバーと、前記室の上部に形成される排気チャンバー
   と、前記室の風量調整を必要とするゾーンに対応して前
   記給気チャンバー内に区画配設されるチューブ状の風量
   調整用エア膨縮装置と、前記給気チャンバーに接続され
   る空調機とを備え、前記給気孔から毎秒５ｍｍ〜１０ｍ
   ｍの超微風速で室内に給気するとともに、室内温度に応
   じて前記風量調整用エア膨縮装置を膨縮させ前記ゾーン
   への風量調整を行うことを特徴とする空調装置。