JP3715015B2 - Membrane ceiling panel and ceiling air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般住宅や、集合住宅、ビル等の建物に応用される膜張り天井パネルおよび天井空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
住宅における空調装置としては、壁掛式空調機を取付けるのが一般的であり、一部において、天井ビルトイン空調機も採用されている。
ところが、これらの空調装置は、いずれも温度調整した空気を単に室内空間で循環させる対流型であるため、室内の温度分布にむらが生じると共に、局部的に風が当たるなどして不快感を伴うことが多い。
このような課題を解消するものとして、本出願人は、室内空間と天井空間とを通気性の天井膜で仕切り、前記天井膜を介して天井裏から新鮮空気の供給や温度調整空気の吹き出しを行うものを試みた。前記天井膜は、野縁等の天井下地に直接に張っても良いが、パネルフレームに天井膜を張った天井パネルとして構成しておくと、施工や保守に便利である。パネルフレームに天井膜を張る場合、湿らせた状態で張るなどして、皺や弛みが出ないようにする。
しかし、上記のように天井膜を張っても、年月の経過により、弛みや皺が生じ、天井の見栄えが悪くなることが予想される。
【0003】
この発明は、上記の課題を解消するものであり、長年に渡って天井膜が弛むことがなく、あるいは弛みが生じても容易に弛みを無くせる膜張り天井パネル、およびその天井パネルを用いた快適な空調が行える天井空調装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明の膜張り天井パネルは、外周フレームに、形状記憶樹脂または形状記憶合金等の形状記憶素材を使用した通気性の天井膜を張ったものである。この膜張り天井パネルは、その通気性の天井膜を介して天井裏空間と室内空間との間に空気の出入りを行わせる天井空調装置に使用される。
前記天井膜の素材として、形状記憶素材を用いるため、経年変化による弛みを生じずに天井膜が常に張った状態に保たれ、良好な見栄えを維持することができる。あるいは、天井膜に弛みが生じても、加熱等の処理を行うことにより、元の弛みのない状態に張ることができる。
前記構成の膜張り天井パネルにおいて、天井膜を、空気の他に熱および水蒸気の両方または片方を透過可能な材質としてもよい。
このような材質とすれば、膜張り天井パネルを介して仕切られる天井裏空間と室内空間との間で、空気の出入りと共に、熱や水蒸気の移動、あるいはその移動量の制御が行える。
【0005】
また、この発明の天井空調装置は、前記膜張り天井パネルを並設して室内空間と天井裏空間とを仕切り、天井裏空間に空気の吹出口を設けたものである。
この構成によれば、吹出口から吹き出される空気が天井裏空間に行きわたり、この空気が天井膜を介して室内に吹き出される。このとき、吹き出し速度が天井膜によって制御され、また天井面の範囲から吹き出されるので、天井裏空間から室内空間への空気の吹き出しが緩やかで、局部的に風が当たることがなく、室内空間の快適な空調が行える。
前記吹出口から吹き出させる空気は、空調機によって温度調整した空気であっても良く、また単に換気用に供給される新鮮空気であっても良い。温度調整空気を吹き出すようにした場合、室内空間だけでなく、天井裏空間まで温度調整空気が行き渡るため、温度むらのない快適な冷暖房が行える。天井裏空間は、略全体を前記吹出口から吹き出された空気が自然に流れる無仕切りの空間としても良く、また蛇行状等に仕切りが設けられて強制的に所定の経路で吹き出し空気が流れる空間としても良い。なお、この天井空調装置は、高断熱高気密の建物の場合により効果的である。
前記天井空調装置において、天井裏空間に、下面が開口した複数の機能チャンバを設け、前記各機能チャンバに除湿機器、冷暖房機器、および空気清浄機の少なくとも一つを収容し、前記吹出口を前記各機能チャンバに開口させ、各機能チャンバの下面開口を前記膜張り天井パネルで覆ってもよい。
この構成によれば、室内の場所ごとに、選択的に除湿、空調、空気清浄を行うことができる。
前記天井空調装置において、前記機能チャンバのいずれかに、空気の吸込口を開口させてもよい。
このように吸引口を設けることにより、複数の機能チャンバ間で空気を循環させることができ、空気の循環流路を自在に選択設定できる。
【0006】
【発明の実施の形態】
この発明の膜張り天井パネルの一実施形態を図1および図2に基づいて説明する。この膜張り天井パネル9は、図2(A)に示す天井空調装置5に使用する天井パネルであって、図1のように矩形の外周フレーム8の下面に形状記憶樹脂または形状記憶合金等の形状記憶素材を含むクロス等からなる通気性の天井膜4を張ったものである。天井膜4に使用するクロスは、織布であっても不織布であっても良い。前記外周フレーム8は、外周に係合溝8aとなる溝形断面の軽鉄またはアルミ等の金属フレーム、または樹脂フレームとしてある。天井膜4は、空気の他に、熱や水蒸気が適度の透過度で通過可能な選択透過機能を有する材質のものが好ましい。
天井膜4に形状記憶樹脂を使用する場合、その樹脂繊維からなる糸で織ったクロスとしても良く、またその樹脂を糸状として織ったクロス等としてもよい。
形状記憶合金を用いる場合、例えばコイル状に成形したTiNi形状記憶合金で織ったクロス、あるいは通常のクロスにコイル状に成形したTiNi形状記憶合金を織り込んだものとし、その形状記憶合金の形状回復温度を、室温としては高温である例えば30°程度に設定する。
【0007】
前記膜張り天井パネル9は、図2(A)の天井空調装置5において、吊り具10で支持することにより複数枚並設され、その天井パネル9の天井膜4によって、居住空間1の天井裏空間2と室内空間3とが仕切られる。居住空間1は、建物Bに設けられた一室を示し、壁40によって天井裏まで隣室と仕切られている。天井裏空間2には複数本の空調ダクト6が配管され、その吹出口6aが天井裏空間2内で開口させてある。空調ダクト6は、居住空間1外に設置された空調機7に接続されている。空調機7は、例えば多数の部屋に分岐して温度調整空気を供給するものであり、ピートポンプ式のもの等が使用される。
【0008】
前記吊り具10は、図2(B)に示すようにH形鋼からなる上階床梁11の下フランジ11aに高さ調整ナット13で吊られた吊りボルト12と、この吊りボルト12の下側頭部に係止させた断面逆U字状のパネル係止バー14とからなる。前記パネル係止バー14に、外周フレーム8の係合溝8aを係合させることにより、膜張り天井パネル9が、上階床梁11の下に支持される。16は床パネルである。
【0009】
上記構成の天井空調装置5の作用を説明する。
空調機7により加熱・冷却されて得られる温度調整空気、つまり冷暖気は、空調ダクト6の吹出口6aから吹き出され天井裏空間2の全体に行きわたる。これと平行して、天井裏空間2と室内空間3との間では、天井裏空間2での強制的な空気移動に誘引されて、通気抵抗を有する天井膜4を介して空気の透過が行われる。これにより、天井裏空間2から室内空間3への冷暖気の吹き出しが緩やかに行われる。そのため、局部的に冷暖気が当たることがなく、室内空間3の快適な換気および均一な冷暖房が行われる。空調ダクト6は、空調機7に接続する代わりに、単に換気を行うファン等と接続しても良い。
この天井空調装置は、通気、透湿、放射(輻射)等を制御できる機能のある選択透過機能を持った天井膜4で天井を覆うことによって、天井懐部分すなわち天井裏空間2の全体を一種のチャンバー(仕切空間)構造にして、チャンバーと室内空間3の間で空気の呼吸動作を作り出し、非積極的な換気を実現するものである。ここで言う「非積極的な」とは、室内空間3内に居る一般の居住者が室内環境を意識することなく過ごせるベース環境を作り出すことを言う。もし、不快に感じた人は、自分の快適域に応じて調整すれば良い。
【0010】
膜張り天井パネル9の天井膜4は、その自重や材質の劣化により時の経過と共に弛んでくるが、夏期において室内温度が形状記憶合金の形状回復温度(例えば30°程度)を越える状態になると、天井膜4は元の張り状態に回復する。そのため、経年変化により天井膜4の弛みが進行することがなく、いつまでも天井面を見栄え良く保つことができる。また、冬期において空調を暖房モードにしたときに、天井裏空間2から天井膜4を透過して室内空間3へ吹き出す暖気の温度が形状回復温度を越える状態になる場合にも、天井膜4は元の張り状態に回復する。
【0011】
なお、前記天井空調装置5において、膜張り天井パネル9は吊り具10に係合させて支持しているため、天井裏空間2と室内空間3とを天井膜4で仕切った状態に容易に施工でき、天井裏空間2での空調ダクト6のメンテナンス等も容易に行うことができる。
【0012】
図3および図4は、前記膜張り天井パネル9を使用した天井空調装置の他の実施形態を示す。この天井空調装置15では、図3(A)に示すように、天井裏空間2に、下面が開口した複数の機能チャンバ21が設けられる。空調ダクト6は給気用と排気用とに分けられ、H形鋼からなる上階床梁11上に配管される。給気用空調ダクト6Aから分岐する吹出口6aは選択した一部の機能チャンバ21Aに開口させてあり、排気用空調ダクト6Bから分岐する吸込口6bも別の一部の機能チャンバ21Bに開口させてある。
【0013】
前記各機能チャンバ21,21A,21Bは、前記上階床梁11上に掛け渡された支持桟23に吊りボルト22を介して支持され、機能チャンバ21の下面開口は前記膜張り天井パネル9で覆われている。すなわち、図3(B)に示すように、前記吊りボルト22は支持桟23に高さ調整ナット13で係止され、この吊りボルト22の下側頭部にチャンバ支持桟33と断面逆U字状のパネル係止バー14とが係止され、チャンバ支持桟33に機能チャンバ21,21A,21Bの開口縁が固定される。また、前記パネル係止バー14には、図2(B)の場合と同様に前記外周フレーム8の係合溝8aが係合し、機能チャンバ21,21A,21Bの下面開口が膜張り天井パネル9で覆われる。これにより、天井裏空間2と室内空間3とは、前記天井膜4によって仕切られる。前記各機能チャンバ21,21A,21Bには、除湿機器,冷暖房機器,空気清浄機などの機能ユニット26の少なくとも一つが収容される。
【0014】
図4(A),(B)は、前記機能ユニット26として冷暖房機器を収容した機能チャンバ21の縦断面図および下面図を示す。この図では、前記膜張り天井パネル9は省略してある。この場合、前記冷暖房機器として、セラミックヒータを用いている。このセラミックヒータは、導電性のセラミック素材をメッシュ状に押し出し成形したものであり、電圧制御で加熱温度を自由に可変設定できる。給気用空調ダクト6Aの吹出口6aが開口する機能チャンバ21Aでは、セラミックヒータのメッシュの隙間を通過する空気が、加熱され暖気となって機能チャンバ21Aの下面開口から、前記膜張り天井パネル9を介して室内空間2に緩やかに吹き出す。
【0015】
この天井空調装置15の場合は、給気用空調ダクト6Aの吹出口6aから機能チャンバ21内に吹き出された空気が、機能チャンバ21A内に機能ユニット26として収容される冷暖房機器で加熱され、その加熱された暖気が機能チャンバ21Aからさらに膜張り天井パネル9を介して室内空間3に緩やかに吹き出す。また室内空間3の空気は、別の機能チャンバ21Bから空調ダクト6Bの吸引口6bを経て排気されるので、室内空間3で暖気が緩やかに循環すると共に、換気も行われる。また、各機能チャンバ21から、給気側の機能チャンバ21Aと排気側の機能チャンバ21Bとを選択的に設定することにより、室内空間3における暖気の循環流路を、室内の生活領域に合わせて切換え設定できる。なお、排気側となる機能チャンバ21B内の冷暖房機器は作動させなくてもよい。また、機能チャンバ21A,21B内に機能ユニット26として除湿機器や空気清浄機を合わせて収容した場合には、前記空気の循環と並行して空気の除湿処理や清浄処理を同時に行うことができる。
【0016】
図5は、前記膜張り天井パネル9を使用した天井空調装置のさらに他の実施形態を示す。この例では、各膜張り天井パネル9の上方に、同図(B),(C)に示すダクトパネル41を設置してある。ダクトパネル41は、3層の断熱性発泡樹脂材42〜44を積層して構成され、下面に開口した吹出口45と、この吹出口45の内壁面およびパネル両端面に開口したT字状のダクト空間部46とを有する。下層の発泡樹脂材44には前記吹出口45となる繰抜部44aが形成される。中間層の発泡樹脂材43には、前記吹出口45となる繰抜部43aと、前記ダクト空間部46となる繰抜部43bとが形成される。吹出口45およびダクト空間部46となる中間層の発泡樹脂材43の繰抜部43a,43bの上面は、上層の発泡樹脂材42で蓋される。また、ダクト空間部46となる中間層の発泡樹脂材43の繰抜部43bの下面は、下層の発泡樹脂材44で蓋される。
このダクトパネル41は、ダクト空間部46が相互に連通するように配列し、縦横に並設する。
この構成の場合、各ダクトパネル41の吹出口45から吐出された空気が、膜張り天井パネル9の天井膜4を介して室内に吹き出されることになる。このように断熱性の発泡樹脂からなるダクトパネル41を用いると、ダクトパネル41を設置するだけでダクトが形成されることになり、ダクトの設置やその断熱施工が容易になる。
【0017】
【発明の効果】
この発明の膜張り天井パネルは、外周フレームに、形状記憶素材を有する通気性の天井膜を張ったため、天井膜が経年変化せずに常に張った状態に維持でき、あるいは弛みが生じても容易に緊張状態に回復させることができ、天井面をいつまでも見栄え良く保つことができる。
また、この膜張り天井パネルを用いて天井空調装置を構成する場合に、天井裏空間に換気用または冷暖房用の空気を供給することにより、天井膜の通気抵抗によって室内に緩やかな空気の吹き出しが行われ、そのため室内空間の快適な空調が行える。
前記天井空調装置において、天井裏空間に、下面が開口した複数の機能チャンバを設け、これらの各機能チャンバに除湿機器、冷暖房機器、および空気清浄機の少なくとも一つを収容し、吹出口を各機能チャンバに開口させ、各機能チャンバの下面開口を通気性の天井膜で覆った場合は、室内の場所ごとに、選択的に除湿、空調、空気清浄を行うことができる。
前記機能チャンバのいずれかに、空気の吸引口を開口させた場合には、複数の機能チャンバ間で空気を循環させることができ、空気の循環流路を自在に選択設定できる。
前記膜張り天井パネルにおいて、天井膜を、空気の他に、熱および水蒸気の両方または片方を透過可能な材質とした場合には、空気の出入りと並行して、熱や水蒸気の移動、あるいはその移動量の制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施形態に係る膜張り天井パネルの斜視図、(B)は同天井パネルの縦断面図である。
【図2】(A)は同天井パネルを使用した天井空調装置の一例を示す縦断面図、(B)は同天井空調装置における天井パネル支持構造を示す縦断面図である。
【図3】(A)は同天井パネルを使用した天井空調装置の他の例を示す縦断面図、(B)は同天井空調装置における天井パネル支持構造を示す縦断面図である。
【図4】(A),(B)は同装置での機能チャンバの縦断面図および下面図である。
【図5】(A)は同天井パネルを使用した天井空調装置のさらに他の例を示す縦断面図、(B)は同天井空調装置におけるダクトパネルの下面図、(C)は同ダクトパネルの裏面から見た斜視図である。
【符号の説明】
2…天井裏空間、3…室内空間、4…天井膜、5,15…天井空調装置、6a…吹出口、7…空調機、8…外周フレーム、9…膜張り天井パネル、21,21A,21B…機能チャンバ、26…機能チャンバユニット(除湿機器、冷暖房機器、空気清浄機)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a membrane-covered ceiling panel and a ceiling air conditioner that are applied to buildings such as ordinary houses, apartment houses, and buildings.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
As an air conditioner in a house, a wall-mounted air conditioner is generally installed, and a ceiling built-in air conditioner is also used in some cases.
However, these air conditioners are all convection types in which the temperature-adjusted air is simply circulated in the indoor space, resulting in uneven temperature distribution in the room and uncomfortable feeling due to local winds. There are many cases.
In order to solve such problems, the present applicant partitions the indoor space and the ceiling space with a breathable ceiling membrane, and supplies fresh air or blows out temperature-controlled air from the back of the ceiling through the ceiling membrane. Tried what to do. The ceiling membrane may be directly stretched on a ceiling base such as a field edge, but if it is configured as a ceiling panel with a ceiling membrane stretched on a panel frame, it is convenient for construction and maintenance. When the ceiling membrane is stretched on the panel frame, it should be moistened to prevent wrinkles and slack.
However, even if the ceiling membrane is stretched as described above, it is expected that slack and wrinkles will occur over the years and the appearance of the ceiling will deteriorate.
[0003]
The present invention solves the above-mentioned problems, and uses a membrane-clad ceiling panel that allows the ceiling membrane not to sag for many years, or to easily eliminate sag even if sag occurs, and the ceiling panel. It aims at providing the ceiling air conditioner which can perform comfortable air conditioning.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The membrane-clad ceiling panel of the present invention is obtained by stretching a breathable ceiling membrane using a shape memory material such as a shape memory resin or a shape memory alloy on the outer peripheral frame. This membrane-clad ceiling panel is used in a ceiling air conditioner that allows air to enter and exit between the ceiling back space and the indoor space via the breathable ceiling membrane.
Since the shape memory material is used as the material of the ceiling membrane, the ceiling membrane is always kept in tension without causing slack due to secular change, and a good appearance can be maintained. Alternatively, even if the ceiling membrane is slack, it can be stretched to the original state by performing a process such as heating.
In the membrane-clad ceiling panel having the above-described configuration, the ceiling membrane may be made of a material that can transmit heat and / or water vapor in addition to air.
By using such a material, it is possible to control the movement of heat and water vapor, or the amount of movement, as well as the entry and exit of air, between the ceiling back space and the indoor space partitioned through the membrane-coated ceiling panel.
[0005]
In the ceiling air conditioner of the present invention, the membrane-covered ceiling panel is arranged in parallel to partition the indoor space and the ceiling back space, and an air outlet is provided in the ceiling back space.
According to this structure, the air blown out from the air outlet goes to the ceiling back space, or this air is blown into the room through the ceiling membrane. At this time, since the blowing speed is controlled by the ceiling membrane and blown out from the range of the ceiling surface, the blowing of air from the ceiling back space to the indoor space is slow, and the indoor space is not exposed to the wind. Comfortable air conditioning is possible.
The air blown out from the air outlet may be air whose temperature is adjusted by an air conditioner, or may be fresh air simply supplied for ventilation. When the temperature-adjusted air is blown out, the temperature-adjusted air is distributed not only in the indoor space but also in the ceiling space, so that comfortable air conditioning without temperature unevenness can be performed. The space behind the ceiling may be an undivided space in which the air blown out from the air outlet naturally flows, or a space in which the air blows out forcibly through a predetermined path provided with a meandering partition. It is also good. This ceiling air conditioner is more effective in the case of a highly insulated and airtight building.
In the ceiling air conditioner, in the ceiling space, a plurality of functional chambers whose bottom surfaces are opened are provided, each functional chamber contains at least one of a dehumidifying device, a cooling / heating device, and an air purifier, and the air outlet is connected to the air outlet. Each functional chamber may be opened, and the lower surface opening of each functional chamber may be covered with the membrane-clad ceiling panel.
According to this configuration, dehumidification, air conditioning, and air cleaning can be selectively performed for each indoor location.
In the ceiling air conditioner, an air suction port may be opened in any of the functional chambers.
By providing the suction port in this way, air can be circulated between the plurality of functional chambers, and the air circulation flow path can be freely selected and set.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the membrane-clad ceiling panel of the present invention will be described with reference to FIGS. This membrane-
When a shape memory resin is used for the
When using a shape memory alloy, for example, a cloth woven with a TiNi shape memory alloy formed into a coil shape, or a TiNi shape memory alloy formed into a coil shape into a normal cloth, and the shape recovery temperature of the shape memory alloy Is set to a high temperature, for example, about 30 °.
[0007]
A plurality of the membrane-
[0008]
As shown in FIG. 2 (B), the
[0009]
The operation of the
Temperature-adjusted air obtained by heating and cooling by the air conditioner 7, that is, cooling and warming air, is blown out from the
This ceiling air conditioner covers the ceiling with a
[0010]
The
[0011]
In the
[0012]
3 and 4 show another embodiment of a ceiling air conditioner using the membrane-clad
[0013]
Each of the
[0014]
4A and 4B show a longitudinal sectional view and a bottom view of a
[0015]
In the case of this ceiling air conditioner 15, air blown into the
[0016]
FIG. 5 shows still another embodiment of a ceiling air conditioner using the membrane-covered
The
In the case of this configuration, the air discharged from the
[0017]
【The invention's effect】
In the membrane-clad ceiling panel of the present invention, a breathable ceiling membrane having a shape memory material is stretched on the outer peripheral frame, so that the ceiling membrane can always be kept stretched without changing over time, or even if slack occurs. It can be restored to tension and the ceiling surface can be kept looking forever.
In addition, when a ceiling air conditioner is configured using this membrane-clad ceiling panel, by supplying ventilation or air conditioning air to the ceiling space, a gentle air blowout is generated in the room due to the ventilation resistance of the ceiling membrane. Therefore, comfortable air conditioning of the indoor space can be performed.
In the ceiling air conditioner, a plurality of functional chambers whose bottom surfaces are opened are provided in the space behind the ceiling, each of these functional chambers accommodates at least one of a dehumidifying device, a cooling / heating device, and an air cleaner, When the functional chamber is opened and the lower surface opening of each functional chamber is covered with a breathable ceiling membrane, dehumidification, air conditioning, and air cleaning can be selectively performed for each indoor location.
When an air suction port is opened in any one of the functional chambers, air can be circulated between the plurality of functional chambers, and the air circulation flow path can be freely selected and set.
In the membrane-clad ceiling panel, when the ceiling membrane is made of a material that can transmit both heat and water vapor or one of them in addition to air, the movement of heat and water vapor, The amount of movement can be controlled.
[Brief description of the drawings]
1A is a perspective view of a membrane-clad ceiling panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view of the ceiling panel.
FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing an example of a ceiling air conditioner using the ceiling panel, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view showing a ceiling panel support structure in the ceiling air conditioner.
FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing another example of a ceiling air conditioner using the ceiling panel, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view showing a ceiling panel support structure in the ceiling air conditioner.
4A and 4B are a longitudinal sectional view and a bottom view of a functional chamber in the same apparatus. FIG.
5A is a longitudinal sectional view showing still another example of a ceiling air conditioner using the ceiling panel, FIG. 5B is a bottom view of the duct panel in the ceiling air conditioner, and FIG. 5C is the duct panel. It is the perspective view seen from the back surface.
[Explanation of symbols]
2 ... Ceiling back space, 3 ... Indoor space, 4 ... Ceiling membrane, 5, 15 ... Ceiling air conditioner, 6a ... Air outlet, 7 ... Air conditioner, 8 ... Peripheral frame, 9 ... Membrane ceiling panel, 21, 21A, 21B ... Function chamber, 26 ... Function chamber unit (dehumidification equipment, air conditioning equipment, air purifier)
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