JP3699600B2 - 膜構造建築物の融雪方法および融雪装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドーム式スポーツ施設など膜構造建築物の融雪装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、（１）特開平９−１１２０７１（膜構造物の膜屋根面融雪方法）、（２）空気調和・衛生工学会誌，第６６巻第３号（平成４年３月発行）（あきたスカイドームの融雪システム）がある。
【０００３】
前記（１）に開示の融雪方法は、屋根二重膜の内部に温風を吹き込み、屋根積雪を外膜内面から加熱することにより融雪を行うもので、屋根勾配が大きく（３０度以上）、自然滑雪が期待できる屋根端部は加熱せず、勾配２０度以下の屋根中腹から頂部のみを加熱するものである。
【０００４】
前記方法の欠点は、温風を二重膜内に吹き込む場合、吹き込み点（屋根端部付近）の空気は、以降「膜頂部」に到るまでに生じる外・内膜各々への放熱（熱ロス）を考慮して、屋根頂部でも融雪できるように高温（融雪に必要な最低限の温度をはるかに越えた温度）に加温した状態である。
【０００５】
しかし、この状態では室内・外と二重膜内の温度差が大であるため、吹き込み点を最大値とした不必要な熱ロス（不均一な熱供給）が膜頂部に到るまでに生じてしまう。特に、高温の吹き込み温風が零下の外気に外膜を介して接することによる熱ロスは膨大であるが、二重膜内吹き込み方式は、この熱ロスの問題を原理的に回避できない。なお、膜材自体の断熱性能は殆どなく、また、膜屋根は太陽光の有効利用を特長としているため、透光率を減じるような断熱措置をとることもできない。
【０００６】
また、屋根勾配の小さな積雪部分のみ融雪し、自然滑雪する屋根端部（この部位は、吹き出し点に近いので特に加熱時の熱ロスが大きい）には、融雪が不必要として加熱を行わない方式であるが、膜屋根の冬季の問題点である「外膜の内側表面の結露」の防止のためには、膜表面温度を膜内空気の露点温度以上に上げてやる必要があり、この方法ではそれができない。
【０００７】
他方、前記（２）に開示の融雪滑雪システムでは膜屋根面への融雪熱供給のために、架構体である鋼管をエアダクトとして、これに多数の小口径の温風吹き出し口を設け、膜面全体に均等に温風を供給する方法である。
【０００８】
前記システムには利点と欠点があり、利点としては温風が鋼管内を通して供給されるため、エアダクト内の温風が直接外膜と接することによるぼう大な熱ロスがなく、（１）の二重膜内への温風吹き込み方式に比べて有利であるが、欠点としては、根元部分の鋼管ダクト内の温風は、（１）と同様に「頂部にかけての熱ロス」を考慮し高温であるため鋼管表面からの熱ロスがぼう大である。さらに、次の欠点もある。鋼管ダクトの根元付近での吹き出し温度も過度に高温であるが、温風の膜面への到達・対流熱伝達を確保するために、端部から頂部にかけての均一な熱供給を目的とした吹き出し風量の低減にも限度があり、これも不必要な熱ロスとなってしまう。なお、架構体をエアダクトとしているため、保温巻き等の措置は意匠上からも問題がある。
【０００９】
さらに、前記（２）は一重膜で用いるシステムであるため、冬季の膜表面結露対策が重要であり、吹き出し温風を結露防止対策としても使用しているが、温風停止時の万が一の結露水落下防止対策が考慮されておらず、アリーナの使用用途によっては大変危険である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のとおり、従来の膜屋根面の融雪方法は、いずれも熱ロスが大きく、また結露防止対策も完全でないなど未改良の点が残されていた。
【００１１】
本発明の課題は、前記の欠点を改良した膜構造建築物の融雪方法と融雪装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題解決のため、本発明は次のように構成する。
請求項１の発明に係る膜構造建築物の融雪方法は、膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす方法であって、熱エネルギーである温水，蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等液体または気体の熱媒体を熱源機器から融雪場所に配設の放熱部まで搬送した後、放熱部の周囲の空気に強制対流を加えることにより前記熱エネルギーを温風に変換し、この温風を融雪対象部位の膜屋根に対して直接放熱させて、融雪・滑雪促進，膜面結露防止を行わせる膜構造建築物の融雪方法において、前記膜屋根は、Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する膜屋根であって、前記放熱部は前記雪堆積溝の底部室内側に配設され、吹出し気流を直接放熱部に当てずに前記雪堆積溝に斜めに吹き付けることにより、前記放熱部からの自然放熱を前記吹出し気流の誘引作用により膜面全体に拡散させることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす方法であって、エアダクトを膜屋根における前記雪堆積溝の底部室内側に配設して、このエアダクトの温風吹き出し口から吹き出す温風で前記溝の雪を融雪するとともに、当該エアダクトに膜面結露水の受け皿機能を付加することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記エアダクトは、その内部を流れる温風が温度差が大の外膜に、可及的に接しない断面形状として構成してあることを特徴とする。
請求項４の発明は請求項１の発明において、膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす方法であって、Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する前記膜屋根の溝頂部の室内側に吸気ダクトを配置し、前記溝底部より吹き上げた温風を前記吸気ダクトで吸い込むことにより、前記溝底部を中心に膜屋根の室内側表面全体に温風を行きわたらせる気流を形成して膜表面結露防止、融雪・滑雪促進するとともに、前記の吸込み空気を循環して再び吹出すことにより、膜裏面近傍のみで空気を対流させて膜面の温風を室内下部に拡散させないことを特徴とする。
請求項５の発明は請求項４の発明において、前記Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝の頂部に配設した構造部材である鋼管に前記吸気ダクトを兼用させたことを特徴とする。
請求項６の膜構造建築物の融雪装置においては、膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす装置であって、該装置は、熱源機器から融雪場所に配設の放熱部まで熱エネルギーである温水，蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等液体または気体の熱媒体を搬送する搬送手段と、前記放熱部の周囲の空気に強制対流を加えることにより温風に変換し、かつ前記温風による吹出し気流を直接放熱部に当てないようにされ、さらに膜屋根に対して放熱空気を拡散させる強制対流手段とを具備したことを特徴とする。
請求項７の発明は請求項６の発明において、前記膜屋根がＶ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する屋根であり、前記溝底部から傾斜部に前記放熱空気を拡散させる強制対流手段として温風吹き出し用エアダクトを設け、当該エアダクトは屋根膜面結露水の受け皿機能を有していることを特徴とする。
請求項８の発明は請求項７の発明において、前記エアダクトは、当該エアダクト内の温風が温度差の大である屋根外膜に可及的に接しないダクト断面形状および／または配置とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によると、熱容量の大きな熱媒体により熱エネルギーを搬送することにより、エネルギー搬送中の不必要な熱ロスを排除して熱エネルギーを融雪場所に設置した放熱部まで効率的に搬送し、かつ放熱部での強制対流により雪堆積溝に直接温風を吹き付けて効率的に融雪できる。さらに、エアダクトを流れる温風を外の冷気に直接に接しないようにして搬送することで室内外の大きな温度差による大きな熱ロスの問題を解消し、また、積雪の堆積しやすいＶ字又はＵ字の屋根溝の底部にエアダクトを配置することにより、底部を中心に加温して効果的な融雪を図り、かつエアダクトによる結露受け皿機能を付与することにより、屋根膜面結露水の落下の問題も解消している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１〜図３は本発明が実施される、例えばドーム式スポーツ施設などの膜構造建築物１の外形図で、図１は側面図、図２は正面図、図３は平面図である。この建築物１の上部には柱（図示せず）によってドーム屋根の周縁部屋根架構を構成する環状の構造鋼管からなるエッジリング２が傾斜して配設され、このエッジリング２によって膜屋根（以下外膜という）３を支える鋼管アーチ部４（図５以下に示す）の端部が支持されて屋根架構を構成している。
【００１５】
前記外膜３は、室内に自然光をより多く取り入れるべくテフロン膜等の透光材で形成されている。また、外膜３は図７以下に示すように前記鋼管アーチ部４を構成する部材、つまり、構造鋼管を所定に組んでなるトラス５によって支持され、かつ断面Ｖ字形が連なって構成されており、各Ｖ字形部における頂部９と底部６を有し、そのＶ字形の溝７部が雪堆積溝とされている。
【００１６】
本発明の実施形態においては、従来のようにエッジリング２の配設される外膜３の端部（周縁部）８からその屋根頂部１０に向けて、かつ外膜３の内側（室内側）を通して温風を送風して積雪を融かすのではなく、次の方法による。つまり、外膜３の内側において、その両端部８から屋根頂部１０にかけて温風よりも熱容量の大きな温水，蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等の液体または気体の熱媒体を搬送し、熱ロスを可及的に少なくして循環させ、所定の融雪個所に配設する放熱部での熱交換によってその部位の空気を加温し、この加温された空気によって屋根頂部１０を含めて外膜３全体をより少ない熱ロスで直接にかつ効率的に、しかも均一に昇温して、Ｖ字状の溝７に堆積した雪１１を融雪するものである。
【００１７】
図４以下によって、具体的構造を説明する。
図４〜図６は、全体の概要図であり、各図には膜構造建築物１における膜屋根３と、この膜屋根３を構成する構造鋼管からなる屋根架構を利用した融雪システムが示されている。既述のとおり、外膜３にはエッジリング２と称される屋根架構が組まれていて、このエッジリング２は、傾斜した環状の構造鋼管（以下外管という）１２と、上部の複数の鋼管をトラス状に組んでなる鋼管アーチ部４とからなり、外膜３はこの鋼管アーチ部４によって支持されている。
【００１８】
本発明の実施形態１では、前記エッジリング２における外管１２と、鋼管アーチ部４を構成する所定の鋼管を支持材として温水，蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等の熱媒体（以下では温水を例として説明する）の搬送循環経路を構成する。また、鋼管アーチ部４における鋼管によって内膜１７を支持し、内膜１７内にエアダクトを構成している。
【００１９】
図７を参照して説明すると、実施形態１において鋼管アーチ部４におけるトラス５を構成する複数の鋼管のうち、下方に配設される鋼管を下部構造鋼管１４と称し、Ｖ字形状の外膜３の頂部に配設される鋼管を鋼管ダクト１５と称して以下説明する。
【００２０】
図８に示すように、Ｖ字形の外膜３の底部６の室内１６側に内膜１７が配設される。内膜１７は底部水平膜１８と傾斜膜１９とを、内部に空間が形成されるよう断面２等辺３角形に張設してなり、内膜１７の頂部２０、つまり両傾斜膜１９の上端は、外膜３のＶ字溝７の底部６に結合され、両傾斜膜１９の下端と底部水平膜１８の両端は下部構造鋼管１４の一つであるＶ字形溝７と平行な鋼管１３に取付金具２１を介して取付けられている。
【００２１】
内膜１７内の中間部は図に示すように通風孔２２を有する仕切り膜（以下セパレータという）２３によって上下に仕切られており、セパレータ２３の下側に室温と同じ風が流通するエアサプライダクト２４が形成され、上側に熱交換チャンバー２５が形成されている。この熱交換チャンバー２５を構成する傾斜膜１９の上部には温風吹出口２６が形成され、温風吹出口２６には結露受け金物２７が設けられている。
【００２２】
熱交換チャンバー２５内には温水の往行用温水管（以下温水管（往）という）２８と、帰還用温水管（以下温水管（還）という）２９と、アルミフィン付温水コイル３０とが配設されている。温水管（往）２８は温水管（還）２９と平行配置され、室内寄りに設けられている。また、温水管（往）２８と温水管（還）２９はいずれも断熱材被覆３１が施され、外の冷気による温度低下（熱ロス）を少なくしている。
【００２３】
アルミフィン付温水コイル３０は所定の間隔毎に設けられ、温水コイル３０の入口は第１分岐管３２によって温水管（往）２８に接続され、出口は第２分岐管３３によって温水管（還）２９に接続されている。
【００２４】
前記エアサプライダクト２４と熱交換チャンバー２５を構成する内膜１７は、図５，図６に示すように鋼管アーチ部４の室内側に沿って外膜（膜屋根）３の端部８に伸長している。また、この外膜３の両端部８から中間部（つまり、屋根頂部１０）に向けてエアサプライダクト２４内を送風される室温と同じ風は図８，図９に示すように通風孔２２を通って熱交換チャンバー２５に入り、温水コイル３０により昇温され所定温度の温風となって吹出口２６から吹出し、Ｖ字溝沿いに一定間隔で配置のこの吹き出し口２６から膜面沿いに（膜面と平行に）Ｖ字底部６から頂部９に向けて吹き出す。吹き出した空気は、屋根膜の室内表面と対流熱伝達して同表面を加熱し、同時に周囲の空気を誘引して流量を増加させながらＶ字頂部９に向かう。つまり、図示矢印のように流れて、外膜３のＶ字形溝７の傾斜内側面を加温し、Ｖ字溝７に堆積した積雪１１を融かす。
【００２５】
積雪１１を融かすことで熱エネルギーを消失した温風は自然対流で室内に戻してもよいが、本発明の実施形態１では、室内下部に熱が拡散しないよう外膜（屋根）３の頂部９に配設する吸気鋼管ダクト１５内にその吸気孔３４を介して吸入し、送風ファンユニット（後述する）に戻して強制循環させている。
【００２６】
図５，図６によって温風と温水の循環系統を説明する。内膜１７は外膜３の室内側において、Ｖ字形溝７に沿って円弧状に配設され外膜屋根３の端部８に伸びており、両端１７ｄは閉じている。また、内膜１７のエアサプライダクト２４の両端１７ｄを貫通して、エッジリング２を構成する送風用の環状の外管１２から所定の間隔で導出した吹き出し管３５が、前記エアサプライダクト２４内に導入されている。
【００２７】
エッジリング２は、環状の外管１２内に、熱回収を兼ねた還気用のアルミダクトである同じく環状の内管３７を挿入した、いわゆるハイブリッドエッジリングとして構成されており、内管３７には所定間隔毎に外管１２の管壁を気密に貫通する連結管３８を介して、円弧状に配設の前記各鋼管ダクト１５の端部に連結している。環状の外管１２と内管３７は、図５，図６に示すように１箇所又は複数箇所で系統別に分離している。
【００２８】
エッジリング２の外管１２は前述のとおり、内膜１７内のエアサプライダクト２４に吹き出し管３５を介してサプライエアを強制送気するものでその分離した端部３９は送風ダクト４０を介して、ファン本体４１，オートロールフィルター４２等からなる、膜送風ファンユニット４３の送風口から導出される送気管４４に接続され、風は外管１２内を矢印方向に流れ、さらに吹き出し管３５を通ってエアサプライダクト２４に流入し、その両端１７ｄから中間の屋根頂部１０に向かって流れる。
【００２９】
他方、内管３７を通って風が戻る。つまり、内管３７は雪１１を融かして熱エネルギーを放出した後、鋼管ダクト１５を通り、その両端から連結管３８を介して帰還する風を外管１２内のサプライエアとアルミダクトを介して熱回収させながら膜送風ファンユニット４３に導くもので、吹出し空気を内管３７を通して循環させることにより膜面の温風を室内下部に拡散させないことを主目的としており、その分離した端部４５は送風ダクト４０内の内管４６と帰還ダクト４７を介して膜送風ファンユニット４３の還気口に接続されている。膜送風ファンユニット４３は一つの外膜（屋根）３で複数台設置される。
【００３０】
前述のようにして、鋼管ダクト１５からの吸込み空気は前記経路で循環し、図７〜図９に示す熱交換部において加温され、Ｖ字形の溝７に堆積の雪１１を融かす。
【００３１】
温水管（往）２８と温水管（還）２９は、図５，図６に示すように、内膜１７の熱交換チャンバー２５内を鋼管アーチ部４の室内側に沿って外膜３の端部８にまで伸長しており、温水管（還）２９の端部は、図５，図６の左端側に示す連通管４９に接続され、戻り配管５０を介して熱源機器５３に戻る。温水管（往）２８の端部は、図５，図６の右端部に示す連通管５１（および左端部に示す連通管５１ａ）に連通されている。したがって、温水給送配管５２を介して熱源機器５３からの温水が連通管５１ａ，５１を通り温水管（往）２８へ供給される。
【００３２】
前記経路により温水は、温水管（往）２８と温水管（還）２９を循環し既述の所定の融雪箇所において、温水コイル３０を介して風を加温して熱交換を行う。またこのとき、内膜１７の両側には、図９矢印（ロ）の誘引気流が生じる。前述のように、熱交換した温風の回収・再利用の方法として、セントラル給気の場合には、図５，図６のように、給気ファン（膜送風ファンユニット）と膜屋根（放熱部）間のダクト（往・還）経路上「膜への給気ダクト」を外管、「温風回収ダクト」を内管とした二重ダクトをエッジリング２に形成することにより、回収熱を効率的に給気と熱交換・再利用できる。熱源機器５３は、一つの膜屋根で１台または複数台設置されている。なお、図５において、観覧席暖房用エアヒータユニット５４が別に設けられ、観覧席５５にも温風を供給している。
【００３３】
実施形態１では、前述のようにして、温水を外膜３の室内側に沿って循環させ、屋根頂部１０など所定の融雪場所において温水コイル３０を介してその熱エネルギーを温風と熱交換して加温し、Ｖ字形溝７に堆積した雪１１を融かす。つまり、本発明では、従来のように高温の温風で熱を供給することによる不必要な熱ロスを回避するために、保温された温水（又は蒸気）配管を通して熱媒（温水・蒸気等）を放熱部直近まで搬送し、必要量の空気（周囲空気とほぼ等温）と熱交換させて所定温度の温風に昇温して吹き出すことにより、搬送途中の不必要な熱ロスを排除しつつ、膜面のみに対して均一（下部〜頂部まで）に効率よく熱を供給できる。とくに、温水は従来のように外膜３を介して直接外の冷気と接しないので大きな温度差による熱ロスが少なく、また熱容量が温風よりも大きいために、ドーム形の外膜３全体を比較的均一な温度で循環するので、特に屋根頂部１０においても温度低下が少なく、この屋根頂部１０においても温風は屋根端部８と同じに効率よく加温し、屋根頂部１０の融雪を円滑に行なうことが可能となった。
【００３４】
また、図８に示すように内膜１７の傾斜膜１９の上部に結露受け金物２７が取付けてあるので、外膜３のＶ字傾斜部の室内側面に結露３６が生じたときは、この結露受け金物２７で受けられ、温風によって気化され、あるいはエアダクト内で更に受けられるので、結露が観覧席等に落下しない。さらに、内膜１７に吸音膜材を用いて、室内の音響向上を図ることも出来る。
【００３５】
また、既述のとおり、熱媒体は温水に限らず、蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等を前記温水管（往）２８と、温水管（還）２９に循環させてもよい。
【００３６】
図１０（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施形態２を示す。この実施形態２では、実施形態１における内膜１７によるエアサプライダクト２４に代えて、鋼管アーチ部４のトラスを構成する構造鋼管の１つをエアサプライ鋼管ダクト５６として使用している。このエアサプライ鋼管ダクト５６の所定間隔毎に開口５７を設け、この開口５７に誘引気流を生じさせる高速吹出ノズル５８を上向きに設ける。エアサプライ鋼管ダクト５６には、その長手方向に所定間隔で支持ボルトからなる支持脚５９を左右平行に立設し、この支持脚５９の上部に支持台６０を設ける。
【００３７】
支持台６０はエアサプライ鋼管ダクト５６の上方に設けられ、かつこれと平行に伸長していて、支持台６０の上面両サイドに、断熱被覆材３１が施された温水管（往）２８と温水管（還）２９が配設され、固定金具６で固定されている。支持台６０上において、温水管（往）２８と温水管（還）２９の中間に、フィン付きの温水コイル３０が配設され、かつその入口と出口が第１，第２の分岐管３２，３３を介して各温水管（往），（還）２８，２９と接続されている。
【００３８】
温水コイル３０は高速吹出ノズル５８の上方に位置しており、高速吹出ノズル５８から吹き出される風は支持台６０に開設の開口６１を通して温水コイル３０に吹き付けられる。温水コイル３０の上方には支持台６０から立上る上段支持脚に支持されて断面Ｖ字状の温風ガイド板を兼ねる結露受け具６３（図１１の実施形態３に示す）が設けられる。
【００３９】
この実施形態２において、高速吹出ノズル５８は、エアサプライ鋼管ダクト５６内を流れる室温レベルのエアサプライの吹き出し風量を補足し、矢印で示す誘引気流を生じさせ、エアサプライ鋼管ダクト５６の外径を小口径に抑え、かつ膜送風ファンユニットの送風量を低減させるために設けられる。
【００４０】
図１１，図１２には、実施形態３が示されている。先の実施形態１，２では、温水管が往きと帰りに分けて２本平行に設けられていたが、この実施形態３ではそれを簡略化し、温水管６４が１本のみの単管で構成されて、この１本の温水管６４で、温水を循環させる例が示されている。なお、１本の温水管６４の場合、放熱部が実施形態１，２の温水コイル３０と若干異なっている。つまり、温水管６４に所定間隔をあけて断熱材被覆材３１を切除し、この切除部において放熱フィン６５が設けられている。Ｖ字状の結露受け具６３は、支持台６０から立ち上る支持脚６８で支持されている。他の構成は実施形態２と同じである。
【００４１】
したがって、この実施形態３においても、エアサプライ鋼管ダクト５６に設けられた高速吹出ノズル５８から吹き出される風は、支持台６０に開設の開口６１を通して放熱フィン６５に吹き付けられて加温された後、温風ガイド板を兼ねるＶ字状の結露受け具６３でガイドされて外膜３のＶ字形溝１７の室内側側面に沿って流れ、雪１１を融かす。
【００４２】
図１３〜図１５は、本発明の実施形態１〜３における温水配管と、エアサプライダクトと、それぞれの配設例の典型的な６パターンを簡略化して示すものである。実施形態１〜３と同等要素に同一符号を付して説明する。
【００４３】
図１３（Ａ）はパターン１を示し、発明の実施形態１に対応する。
図１３（Ｂ）はパターン２を示し、この例では内膜１７ａがパターン１と反対に逆Ｖ字形に設けてあり、この内膜１７ａの上部拡開傾斜膜１９ａの上端と外膜３の傾斜面との間に温風吹出口２６が設けられている。パターン２では内膜１７ａ全体が結露受け具を兼ねており、温風吹出口２６からは温風が流出するだけでなく、温風停止時の万が一の結露落下防止対策として、外膜３の室内面に生じた結露がこの温風吹出口２６を通って内膜１７ａ内に入り、温風によって再び気化されるので下方に落下しない。
【００４４】
図１４（Ａ）はパターン３を示し、発明の実施形態２に対応する。
図１４（Ｂ）はパターン４を示す。この例では、パターン３（および実施形態２）におけるように、構造鋼管をエアサプライ鋼管ダクト５６として使用するのに代えて、専用のエアサプライ鋼管ダクト６７を設けた例が示されている。
【００４５】
図１５（Ａ）はパターン５を示す。この例では、パターン２と同様に内膜ダクト１７ｂがパターン１と反対に逆Ｖ字形に設けてあり、この内膜ダクト１７ｂの拡開傾斜膜１９ａの上端と外膜３の傾斜面との間に温風吹出口２６が設けられている。パターン５ではパターン２と同様、内膜ダクト１７ｂ全体が結露受け具を兼ねており、温風吹出口２６からは温風が吹き出すだけでなく、外膜３１の室内面に生じた結露がこの温風吹出口２６を通って内膜ダクト１７ｂ内に入り、温風によって再び気化されるので下方に落下しない。なお、パターン５では、内膜ダクト１７ｂ内に最初から所定温度にまで昇温した温風を流す点が、温水コイル３０で所定場所毎に加温するパターン２と異なっている。
【００４６】
図１５（Ｂ）はパターン６を示す。この例では、パターン５と逆に内膜ダクト１７ｃが逆Ｖ字に設けてある（この点ではパターン１と同じ）点が、前記パターン５と異なり、内膜ダクト１７ｃ内に最初から所定温度にまで昇温した温風を流す点はパターン５と同じである。このパターン６では、内膜ダクト１７ｃの断面形状が、当該内膜ダクト１７ｃ内の温風が温度差の大きな（非常に冷えた）外膜３に接する量が可及的に少なくなるように設けられており、それ故に、屋外への不必要な熱ロスを最大限排除できる構成とされている。
【００４７】
図１６（Ａ），（Ｂ）は実施形態４を示す。この実施形態４では、温水管（つまり放熱管）６４の下方の鋼管アーチ部４の一部材をなす鋼管ダクト５６に所定間隔をあけて、かつ吹出し口を傾斜させた吹出しノズル６７が設けられている。鋼管ダクト５６は、図示のように外膜３のＶ字形溝７及び、温水管６４の下方にこれらと平行に配置されている。また、この鋼管ダクト５６に設けられる吹出しノズル６７は、その吹出し気流（冷風）を直接温水管６４に当てず、外膜３のＶ字溝谷の傾斜面に向けてエアを吹出すように傾斜して設けられ、かつ各吹出しノズル６７は、１つおきに吹出し口の向きを逆にして千鳥配置とし、交互にＶ字形溝７の両側に向けてエアを吹出すように設けられている。温水管６４の上側には、エア吹出しガイドを兼ねる結露受け具６３が設けられている。
【００４８】
実施形態４の構成としたのは次の理由による。つまり、温水管（放熱管）６４からの自然放熱により、その周囲の空気は昇温し、鋼管ダクト５６からのエア吹出しがない場合、自然対流によって温水管６４の上方と外膜３の傾斜内面には斜線領域（ハ）に温風が集中し易く、過放散による熱ロスが大きくなる。実施形態４では、吹出しノズル６７からの吹出し気流が斜線領域（ニ）のように外膜３の内側傾斜面に吹出されることにより、前記斜線領域（ハ）で示す温水管６４からの自然放散熱が、前記吹出し気流の誘引効果により、外膜３内面の内面全体に広がり、熱ロスを少なくして、効果的に膜面に熱伝導させることができる。
【００４９】
なお、本発明の各実施形態において、Ｖ字形溝の頂部に配置された構造部材である鋼管を吸気ダクトに兼用することにより、専用の吸気ダクトを配置するのに比べて意匠性の向上、コストの低減をはかることができた。なお、場合によっては頂部の吸い込みをとりやめることもできる。また、図５に示したように、吸い込んだ温風を回収して再利用するとともに空気の対流を膜裏面のみに限定し、膜面の温風を室内下部に拡散させないようにすることにより、エネルギーの効率化をはかることができる。さらに、サプラダクト、熱交換チャンバー、セパレータを吸音膜材で構成することにより、室内の音響向上をはかることもできる。また、熱媒体の配管（往）と（還）を分離せず１本とし、当該配管に一定間隔で（あるいは配管全長に渡って）熱交換用の放熱フィン等を取り付けて熱交換を行うことにより、イニシャルコスト及び設置スペースを縮小することもできる。
【００５０】
また、誘引ファン等を膜屋根に分散配置する方法を採用してもよい。つまり、送風の方法を、図５のようなセントラルダクトによる循環ではなく、ファンを膜屋根に分散配置して局所的に循環させる方法としてもよい。
【００５１】
本発明の各実施形態において、熱媒配管の凍結防止対策として、既述の不凍液使用のほか、外気温度低下時の自動熱媒循環等が考えられる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によると次の効果が得られる。
（１） 従来、温風による熱搬送方法で回避不可能であった不必要な熱ロスを、融雪必要場所に配設の放熱部までは温水，蒸気等、液体または気体の熱媒体で搬送することにより回避でき、膜屋根頂部の雪を効率的に融雪できる。
（２） Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積用溝の底部に温風のエアサプライダクトを設けることにより、効率的な融雪滑雪促進，結露受け等の複合メリットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 膜構造建築物の側面図である。
【図２】 同上左側面図である。
【図３】 同上平面図である。
【図４】 エアサプライダクトと熱交換チャンバーを構成する内膜を示す前記膜構造建築物の平面図である。
【図５】 融雪装置の熱媒体と温風の循環システムを含む全体の概要図である。
【図６】 図５の融雪装置の本体部の拡大図である。
【図７】 本発明の膜屋根構造と屋根架構の説明図である。
【図８】 本発明の実施形態１における温風放熱による融雪部の断面説明図である。
【図９】 図８の要部拡大図である。
【図１０】 （Ａ），（Ｂ）は本発明の実施形態２における温風放熱による融雪部の断面図と平面図である。
【図１１】 （Ａ），（Ｂ）は本発明の実施形態３における温風放熱による融雪部の断面図と平面図である。
【図１２】 図１１の要部斜視図である。
【図１３】 （Ａ），（Ｂ）は温水配管とエアサプライダクトのそれぞれの配設パターン１と２の説明図である。
【図１４】 同じくパターン３と４の説明図である。
【図１５】 同じくパターン５と６の説明図である。
【図１６】 （Ａ）は本発明の実施形態４の説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１ 膜構造建築物
２ エッジリング
３ 膜屋根（外膜）
４ 鋼管アーチ部
５ トラス
６ 底部
７ Ｖ字形溝
８ 屋根端部
９ 頂部
１０ 屋根頂部
１１ 雪
１２ 外管
１３ 鋼管
１４ 下部構造鋼管
１５ 吸気鋼管ダクト
１６ 室内
１７ 内膜
１８ 底部水平膜
１９ 傾斜膜
２０ 頂部
２１ 取付金具
２２ 通風孔
２３ セパレータ（仕切り膜）
２４ エアサプライダクト
２５ 熱交換チャンバー
２６ 温風吹出口
２７ 結露受け金物
２８ 温水管（往）
２９ 温水管（還）
３０ 温水コイル
３１ 断熱材被覆
３２ 第１分岐管
３３ 第２分岐管
３４ 吸気孔
３５ 吹出し管
３６ 結露
３７ 内管
３８ 連結管
３９ 端部
４０ 送風ダクト
４１ ファン本体
４２ オートロールフィルター
４３ 膜送風ファンユニット
４４ 送気管
４５ 端部
４６ 内管
４７ 帰還ダクト
４８ 補給管
４９ 連通管
５０ 戻り配管
５１ 連通管
５２ 温水給送配管
５３ 熱源機器
５４ 観覧席暖房用エアヒータユニット
５５ 観覧席
５６ エアサプライ鋼管ダクト
５７ 開口
５８ 高速吹出ノズル
５９ 支持脚
６０ 支持台
６１ 開口
６３ 結露受け具
６４ 温水管
６５ 放熱フィン
６７ 固定金具
６８ 上部支持脚
６９ 吹出しノズル

Claims (8)

1. 膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす方法であって、熱エネルギーである温水，蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等液体または気体の熱媒体を熱源機器から融雪場所に配設の放熱部まで搬送した後、放熱部の周囲の空気に強制対流を加えることにより前記熱エネルギーを温風に変換し、この温風を融雪対象部位の膜屋根に対して直接放熱させて、融雪・滑雪促進，膜面結露防止を行わせる膜構造建築物の融雪方法において、前記膜屋根は、Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する膜屋根であって、前記放熱部は前記雪堆積溝の底部室内側に配設され、吹出し気流を直接放熱部に当てずに前記雪堆積溝に斜めに吹き付けることにより、前記放熱部からの自然放熱を前記吹出し気流の誘引作用により膜面全体に拡散させることを特徴とする請求項１記載の膜構造建築物の融雪方法。
2. Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす方法であって、エアダクトを膜屋根における前記雪堆積溝の底部室内側に配設して、このエアダクトの温風吹き出し口から吹き出す温風で前記溝の雪を融雪するとともに、当該エアダクトに膜面結露水の受け皿機能を付加することを特徴とする請求項１に記載の膜構造建築物の融雪方法。
3. 前記エアダクトは、その内部を流れる温風が温度差が大の外膜に、可及的に接しない断面形状として構成してある請求項２記載の膜構造建築物の融雪方法。
4. 膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす方法であって、Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する前記膜屋根の溝頂部の室内側に吸気ダクトを配置し、前記溝底部より吹き上げた温風を前記吸気ダクトで吸い込むことにより、前記溝底部を中心に膜屋根の室内側表面全体に温風を行きわたらせる気流を形成して膜表面結露防止、融雪・滑雪促進するとともに、前記の吸込み空気を循環して再び吹出すことにより、膜裏面近傍のみで空気を対流させて膜面の温風を室内下部に拡散させないことを特徴とする請求項１に記載の膜構造建築物の融雪方法。
5. 前記Ｖ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝の頂部に配設した構造部材である鋼管に前記吸気ダクトを兼用させたことを特徴とする請求項４に記載の膜構造建築物の融雪方法。
6. 膜屋根を室内側から加温して膜屋根上の積雪を融かす装置であって、該装置は、熱源機器から融雪場所に配設の放熱部まで熱エネルギーである温水，蒸気，加熱オイル，加熱不凍液等液体または気体の熱媒体を搬送する搬送手段と、前記放熱部の周囲の空気に強制対流を加えることにより温風に変換し、かつ前記温風による吹出し気流を直接放熱部に当てないようにされ、さらに膜屋根に対して放熱空気を拡散させる強制対流手段とを具備したことを特徴とする膜構造建築物の融雪装置。
7. 前記膜屋根がＶ字形，Ｕ字形等の雪堆積溝を有する屋根であり、前記溝底部から傾斜部に前記放熱空気を拡散させる強制対流手段として温風吹き出し用エアダクトを設け、当該エアダクトは屋根膜面結露水の受け皿機能を有していることを特徴とする請求項６に記載の膜構造建築物の融雪装置。
8. 前記エアダクトは、当該エアダクト内の温風が温度差の大である屋根外膜に可及的に接しないダクト断面形状および／または配置とされている請求項７記載の膜構造建築物の融雪装置。

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