JP4441315B2 - Environmental control device for building space - Google Patents

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JP4441315B2 JP2004123278A JP2004123278A JP4441315B2 JP 4441315 B2 JP4441315 B2 JP 4441315B2 JP 2004123278 A JP2004123278 A JP 2004123278A JP 2004123278 A JP2004123278 A JP 2004123278A JP 4441315 B2 JP4441315 B2 JP 4441315B2
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Description

本発明は、たとえば、環境傾度温室(バイオームを形成する建物)における建物内空間の環境を制御するための環境制御装置に関する。   The present invention relates to an environment control apparatus for controlling the environment of a space in a building in an environmental gradient greenhouse (building that forms a biome), for example.

近年は、地球のさまざまな気候帯や生息環境に生息する動植物達のデリケートな生態やバイオームに関して注目されている。「バイオーム」は、「地理的に広い領域を覆っている複合的生物群集」と言われる場合もあるが、「一つの大きな生態系の地域に棲む生物の社会全体、またはある地域の気候で支えられ独自の植物で特徴付けらけた複合生物共同体」と言われる場合もあり、明確な定義は定まっていないのが現状である。
このようなバイオームを建物内に人工的に作り出すことができれば好都合である。たとえば、大きな建物の内部を外部から仕切った大空間とし、この建物内大空間に、異なる環境を有する複数の領域を形成し、各領域で動植物達が生息するバイオームとすることが考えられる。
In recent years, attention has been paid to the delicate ecology and biomes of animals and plants inhabiting various climatic zones and habitats of the earth. A “biome” is sometimes referred to as a “complex biological community covering a large geographical area,” but it is “supported by the whole society of living organisms living in one large ecosystem area, or the climate of a certain area. It is sometimes referred to as a complex biological community characterized by its own plants, and no clear definition has yet been established.
It would be advantageous if such a biome could be artificially created in a building. For example, it can be considered that a large space is formed by partitioning the inside of a large building from the outside, and a plurality of regions having different environments are formed in the large space in the building, and a biome in which animals and plants inhabit each region is considered.

しかしながら、建物内空間全体での空気の対流を強くすると、異なる環境の領域を形成するための気流,湿度などの調整が難しくなる。この気流,湿度などの調整を行うために、各領域をたとえば固定式の幕やエアーカーテンなどで仕切ってしまうと、植物の種子,昆虫,鳥などが、領域間を拡散,移動できなくなるので、自然に近い生態系を再現できなくなってバイオームとしては好ましくない。   However, if the air convection in the entire building space is strengthened, it becomes difficult to adjust the airflow, humidity, etc. to form different environmental regions. If you divide each area with, for example, a fixed curtain or air curtain to adjust the airflow and humidity, plant seeds, insects, birds, etc. will not be able to diffuse and move between areas. It is not preferable as a biome because it is impossible to reproduce a natural ecosystem.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、複数の領域を有する建物内空間における全体的な空気の対流を抑制するとともに、下部空間が連通し異なる環境を有する複数の領域を建物内空間に形成することができる建物内空間の環境制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and suppresses overall air convection in a building space having a plurality of regions, and a plurality of regions having different environments in which the lower spaces communicate with each other. An object of the present invention is to provide an environment control device for a building space that can be formed in the building space.

上述の目的を達成するため、本発明にかかる建物内空間の環境制御装置は、建物外部から仕切られた建物内空間における環境を制御するための環境制御装置であって、建物の天井に少なくとも一台のスクリーン装置を設け、このスクリーン装置の巻き上げ装置で昇降動作可能なスクリーンにより、床面より上方の任意の高さ位置から天井まで建物内空間の上部のみを複数の領域に仕切り、建物には空調手段を設けて各領域が互いに異なる環境になるようにこの空調手段で制御するようにしている。
たとえば、建物は環境傾度温室であり、建物内空間の各領域には、この各領域の環境に適する生物群がそれぞれ配置されているのが好ましい。
スクリーン装置のスクリーンは側面視でV字形を有するとともに、このスクリーンが反転する下端部は下方に引っ張られており、このV字形のスクリーンにより囲まれた内部スペースの温度を、このスクリーンの外部側温度とは異なるように制御することにより、このスクリーンの外面側に上昇気流または下降気流を創成するように構成するのが好ましい。
スクリーン装置のスクリーンが移動装置により建物の天井に沿って移動することにより、建物内空間の各領域の範囲を変更可能にするのが好ましい。
In order to achieve the above-described object, an environment control device for a building space according to the present invention is an environment control device for controlling the environment in a building space partitioned from the outside of the building, and is at least one on the ceiling of the building. With a screen that can be moved up and down by a lifting device of this screen device, only the upper part of the building space is partitioned into a plurality of areas from an arbitrary height position above the floor surface to the ceiling. Air-conditioning means is provided, and control is performed by the air-conditioning means so that each region has a different environment.
For example, it is preferable that the building is an environmental gradient greenhouse, and in each region of the space in the building, a group of organisms suitable for the environment of each region is arranged.
The screen of the screen device has a V shape in a side view, and a lower end portion where the screen is inverted is pulled downward, and the temperature of the internal space surrounded by the V shape screen is set as the temperature of the external side of the screen. It is preferable that an updraft or a downdraft is created on the outer surface side of the screen by controlling it differently.
It is preferable that the range of each area of the space in the building can be changed by moving the screen of the screen device along the ceiling of the building by the moving device.

本発明の建物内空間の環境制御装置は、上述のように構成したので、複数の領域を有する建物内空間における全体的な空気の対流を抑制するとともに、下部空間が連通し異なる環境を有する複数の領域を建物内空間に形成することができる。   Since the environmental control device for a building space according to the present invention is configured as described above, a plurality of air convection in a building space having a plurality of regions is suppressed, and the lower space communicates with different environments. This area can be formed in a building space.

下記の実施例では、建物の天井に少なくとも一台(ここでは、二台)のスクリーン装置を設け、このスクリーン装置のスクリーンにより建物内空間の上部のみを複数の領域に仕切り、建物に空調手段を設けることにより、空気の対流を抑制し、下部空間が連通し異なる環境を有する複数の領域を建物内空間に形成するという目的を実現している。
下記の実施例では、建物として環境傾度温室(バイオームを形成する建物であり、以下、バイオーム用ドームという)を例にとって示しているが、建物内空間を、異なる環境の複数の領域に仕切る必要のある工場の建物であってもよい。たとえば、工場内に炉が設置されていて、炉の熱の影響を周囲に及ぼさないために、炉の領域と周囲の領域とを仕切る場合がある。
In the following embodiment, at least one (two in this case) screen device is provided on the ceiling of a building, and only the upper part of the space in the building is partitioned into a plurality of areas by the screen of this screen device, and air conditioning means is provided for the building. By providing, the objective of suppressing the convection of air and forming the several area | region in which the lower space communicates and has a different environment in the space in a building is implement | achieved.
In the following embodiments, an environmental gradient greenhouse (a building forming a biome, hereinafter referred to as a biome dome) is shown as an example, but it is necessary to divide the space in the building into a plurality of regions of different environments. It may be a factory building. For example, there is a case where a furnace is installed in a factory and the area of the furnace is separated from the surrounding area in order not to affect the influence of the heat of the furnace.

以下、本発明にかかる一実施例を、図1ないし図7を参照して説明する。
図1ないし図4は本発明の一実施例を示す図で、図1は、建物内空間の環境制御装置の概略構成を示す正面図、図2は、図1に示す環境制御装置の概略構成を示す斜視図、図3(A)は、図1に示す環境制御装置の正面断面図、図3(B),(C)は、それぞれ図3(A)のB部拡大図,C部拡大図である。図4は図1のIV−IV線断面図である。
An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
1 to 4 are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of an environmental control device for a building space. FIG. 2 is a schematic configuration of the environmental control device shown in FIG. FIG. 3A is a front sectional view of the environmental control device shown in FIG. 1, and FIGS. 3B and 3C are an enlarged view of B and C in FIG. 3A, respectively. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.

図1ないし図4に示すように、本実施例の建物1は、バイオーム用ドームであり水平面2に対して所定角度傾斜して設置されている。環境制御装置3は、建物1の外部4から仕切られた建物内空間5における環境を制御する機能を有している。
建物1は、下方の床6と上方の天井7と建物内空間5の全体を囲う壁8とを有し、建物内空間5は外部から遮断された空間になっている。天井7と壁8は、透明または半透明のガラス製またはプラスチック製で、太陽光Rは受けるが外気温の影響を受けない断熱構造になっている。
建物1の天井7には、少なくとも一台(ここでは、二台)のスクリーン装置15が設けられ、スクリーン装置15は巻き上げ装置16を有している。
巻き上げ装置16でY方向(ほぼ上下方向)に昇降動作可能なスクリーン17は、床6の床面6aより上方の任意の高さ位置Hから天井7まで建物内空間5の上部のみを、複数(ここでは、三つ)の領域S1(たとえば、熱帯ゾーン),領域S2(たとえば、温帯ゾーン),領域S3(たとえば、寒帯ゾーン)に仕切っている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the building 1 of this embodiment is a biome dome, and is installed at an angle with respect to the horizontal plane 2. The environment control device 3 has a function of controlling the environment in the building space 5 partitioned from the exterior 4 of the building 1.
The building 1 has a lower floor 6, an upper ceiling 7, and a wall 8 that surrounds the entire building space 5, and the building space 5 is a space blocked from the outside. The ceiling 7 and the wall 8 are made of transparent or translucent glass or plastic, and have a heat insulating structure that receives sunlight R but is not affected by outside air temperature.
At least one (here, two) screen devices 15 are provided on the ceiling 7 of the building 1, and the screen device 15 has a hoisting device 16.
A plurality of screens 17 that can be moved up and down in the Y direction (substantially up and down) by the hoisting device 16 are provided only on the upper part of the building interior space 5 from any height position H above the floor surface 6a of the floor 6 to the ceiling 7 ( Here, three regions S1 (for example, a tropical zone), a region S2 (for example, a temperate zone), and a region S3 (for example, a cold zone) are partitioned.

スクリーン17で上部が仕切られた各領域S1,S2,S3には、空調装置C1,C2,C3がそれぞれ設けられている。空調装置C1,C2,C3は、各領域S1,S2,S3がそれぞれ互いに異なる環境になるように制御している。空調装置C1,C2,C3は、熱帯側が高湿度で寒帯側が低湿度になるように、各領域S1,S2,S3の湿度を制御する機能を有している。
領域S1(熱帯ゾーン)の一番高温にすべき位置には加熱パネル9が設置され、また、空調装置C1により領域S1は加湿されている。領域S3(寒帯ゾーン)の一番低温にすべき位置には、放射冷却パネル10が設置されている。この放射冷却パネル9や空調装置C3により、領域S3では、この領域内部の水蒸気が大量に結露して減湿されている。
建物1に設けられた空調装置C1,C2,C3,加熱パネル9,放射冷却パネル10などにより、各領域S1,S2,S3を互いに異なる環境になるように制御する空調手段が構成されている。
重力による温度成層を形成するために、建物1の全体は水平面2に対して傾斜している。これにより、床面6a(すなわち、バイオーム用ドームの地表面)は、南側の熱帯ゾーン(領域S1)側が高くて北側の寒帯ゾーン(領域S3)側が低くなるように、傾斜している。
Air conditioners C1, C2, and C3 are provided in the areas S1, S2, and S3, which are partitioned by the screen 17, respectively. The air conditioners C1, C2, and C3 are controlled so that the areas S1, S2, and S3 are in different environments. The air conditioners C1, C2, and C3 have a function of controlling the humidity in each region S1, S2, and S3 so that the tropical side has high humidity and the cold zone has low humidity.
A heating panel 9 is installed at the highest temperature position in the region S1 (tropical zone), and the region S1 is humidified by the air conditioner C1. A radiation cooling panel 10 is installed at a position where the temperature is to be the lowest in the region S3 (cold zone). Due to the radiant cooling panel 9 and the air conditioner C3, in the region S3, a large amount of water vapor in the region is condensed and dehumidified.
The air conditioner C1, C2, C3, the heating panel 9, the radiant cooling panel 10 and the like provided in the building 1 constitute air conditioning means for controlling the regions S1, S2, S3 to be in different environments.
The entire building 1 is inclined with respect to the horizontal plane 2 in order to form a temperature stratification by gravity. Thereby, the floor surface 6a (that is, the ground surface of the biome dome) is inclined such that the south tropical zone (region S1) side is high and the north cold zone (region S3) side is low.

環境制御装置3が建物内空間5の環境を制御するので、複数(ここでは、三つ)の領域S1,S2,S3を有する建物内空間5における全体的な空気の大対流を抑制するとともに、下部空間Saが連通し異なる環境を有する複数の領域S1,S2,S3を建物内空間5に形成することができる。
本実施例の建物1はバイオーム用ドームであり、熱帯の気候から寒帯の気候までの雰囲気を、一つの連続した空間で実現している。建物内空間5の各領域S1,S2,S3には、この各領域S1,S2,S3の環境に適する生物群B1,B2,B3がそれぞれ配置されている。生物群としては樹木や花などの植物,昆虫,鳥などがあり、各領域に樹木,花などが植栽されている。
各領域S1,S2,S3の温度,湿度は、それぞれ各生物群B1,B2,B3に適した環境になるように空調装置C1,C2,C3,加熱パネル9,放射冷却パネル10などの空調手段により制御されているので、各生物群B1,B2,B3はそれぞれ良好に生息することができる。
Since the environmental control device 3 controls the environment of the building space 5, the overall air convection in the building space 5 having a plurality of (here, three) regions S1, S2, S3 is suppressed, A plurality of regions S1, S2, and S3 having different environments through which the lower space Sa communicates can be formed in the in-building space 5.
The building 1 of this embodiment is a biome dome, and realizes an atmosphere from a tropical climate to a cold climate in one continuous space. In each area S1, S2, S3 of the building internal space 5, biological groups B1, B2, B3 suitable for the environment of each area S1, S2, S3 are respectively arranged. The group of organisms includes plants such as trees and flowers, insects and birds, and trees, flowers, etc. are planted in each area.
Air conditioning means such as air conditioners C1, C2, C3, heating panel 9 and radiation cooling panel 10 so that the temperature and humidity of each region S1, S2, S3 are suitable for each organism group B1, B2, B3. Therefore, each organism group B1, B2, B3 can live well.

スクリーン装置15のスクリーン17は側面視でV字形を有するとともに、このスクリーン17が反転する下端部18は、重力または重力以外の手段(たとえば、ばね力)により下方に引っ張られている。スクリーン17は、その下方に配置されて正逆方向に回転自在な下部ローラ31に巻き掛けられており、そのV字形の開き角θは、スクリーン17を下ろしたり巻き上げたりすると変化するが0度〜15度が好ましい。
V字形のスクリーン17により囲まれた内部スペース19の温度(内部側温度)Tinを、このスクリーン17の外部側の温度(外部側温度)Toutとは異なるように制御することにより、スクリーン17の外面側に上昇気流20aまたは下降気流20bを創成している。これにより、領域S1,S2,S3内でそれぞれ気流(自然対流)E1,E2,E3が循環する。
スクリーン装置15は、スクリーン17を移動させるための移動装置21を有している。この移動装置21は、スクリーン17を建物1の天井7に沿ってX方向に移動させることにより、建物内空間5の各領域S1,S2,S3の範囲を変更可能にしている。これにより、各領域S1,S2,S3で生息する生物群B1,B2,B3の量を適宜増減する調整を行うことができる。
The screen 17 of the screen device 15 has a V shape in a side view, and a lower end 18 where the screen 17 is inverted is pulled downward by means of gravity or means other than gravity (for example, spring force). The screen 17 is wound around a lower roller 31 disposed below and freely rotatable in the forward and reverse directions. The V-shaped opening angle θ changes when the screen 17 is lowered or rolled up, but is 0 ° to 15 degrees is preferred.
By controlling the temperature (internal side temperature) Tin of the internal space 19 surrounded by the V-shaped screen 17 to be different from the external side temperature (external side temperature) Tout of the screen 17, the outer surface of the screen 17 is controlled. The updraft 20a or the downdraft 20b is created on the side. As a result, airflows (natural convection) E1, E2, and E3 circulate in the regions S1, S2, and S3, respectively.
The screen device 15 has a moving device 21 for moving the screen 17. This moving device 21 moves the screen 17 in the X direction along the ceiling 7 of the building 1 so that the ranges of the areas S1, S2, and S3 of the in-building space 5 can be changed. Thereby, adjustment which increases / decreases the quantity of living organism group B1, B2, B3 which inhabits each area | region S1, S2, S3 suitably can be performed.

環境制御装置3についてさらに詳述する。
天井7には複数(ここでは、二台)のスクリーン装置15を設置し、各スクリーン装置15のスクリーン17は、所定の高さ寸法Lになるように巻き上げ装置16により調整されている。
熱帯ゾーン側のスクリーン17の内部スペース19には冷風を供給して、内部側温度Tinが所定温度になるように温度制御している。すなわち、領域S1と領域S2の間に配置されたスクリーン装置15は、スクリーン17の内部スペース19に冷風を供給して下降気流20bを形成しているので、「冷却下降型」のスクリーン装置である。
一方、寒帯ゾーン側のスクリーン17の内部スペース19には温風を供給して、内部側温度Tinが所定温度になるように温度制御している。すなわち、領域S2と領域S3の間に配置されたスクリーン装置15は、スクリーン17の内部スペース19に温風を供給して上昇気流20aを形成しているので、「加温上昇型」のスクリーン装置15である。
The environment control device 3 will be further described in detail.
A plurality of (here, two) screen devices 15 are installed on the ceiling 7, and the screen 17 of each screen device 15 is adjusted by the hoisting device 16 so as to have a predetermined height L.
Cold air is supplied to the internal space 19 of the screen 17 on the tropical zone side, and the temperature is controlled so that the internal temperature Tin becomes a predetermined temperature. That is, the screen device 15 arranged between the region S1 and the region S2 is a “cooling down type” screen device because the cool air is supplied to the internal space 19 of the screen 17 to form the descending airflow 20b. .
On the other hand, warm air is supplied to the internal space 19 of the screen 17 on the cold zone side to control the temperature so that the internal temperature Tin becomes a predetermined temperature. That is, since the screen device 15 arranged between the region S2 and the region S3 supplies the warm air to the internal space 19 of the screen 17 to form the rising airflow 20a, the “warming and rising type” screen device. 15.

このように、天井7からスクリーン17を垂らして建物内空間5の上部のみを仕切ることにより、建物内空間5内の空気の全体的な大対流を寸断させるとともに、建物内空間5内に、各領域S1,S2,S3毎に循環する気流E1,E2,E3が生成するように、スクリーン装置15,空調装置C1,C2,C3などで制御している。
これにより、気流E1,E2,E3同士が、建物内空間5の連通する下部空間Saで相互に混合して温度勾配が生じる。こうして、建物内空間5の開放性を保ちながら、複数の領域S1,S2,S3が、異なる温度などの環境を有し且つ連続性を保つことができる。
建物内空間5に形成される気流E1,E2,E3は、スクリーン17と空調装置C1,C2,C3の配置で、建物1の南北方向の回転対流と東西方向の回転対流の組合せが可能になるので、バイオームにおける自然条件に応じた気流制御を行うことができる。
In this way, by hanging the screen 17 from the ceiling 7 and partitioning only the upper portion of the building space 5, the overall large convection of the air in the building space 5 is cut off, and The screen device 15 and the air conditioners C1, C2, C3 and the like are controlled so as to generate airflows E1, E2, E3 that circulate in each of the regions S1, S2, S3.
As a result, the airflows E1, E2, and E3 are mixed with each other in the lower space Sa that communicates with the in-building space 5 to generate a temperature gradient. In this way, the plurality of regions S1, S2, and S3 can have environments such as different temperatures and can maintain continuity while maintaining the openness of the space 5 in the building.
The airflows E1, E2, and E3 formed in the building interior space 5 can be combined with rotating convection in the north-south direction and rotating convection in the east-west direction of the building 1 by arranging the screen 17 and the air conditioners C1, C2, and C3. Therefore, airflow control according to natural conditions in the biome can be performed.

スクリーン装置15の移動装置21は、一例として、X方向に延びるレールを天井7に設け、このレールに係合する走行クレーンをX方向に移動させるメカニズムなどで構成されている。
巻き上げ装置16は、X,Y方向の両方向に直交するZ方向に延びる回転ローラが配置され、この回転ローラ3を正逆方向に回転駆動して、スクリーン17をY方向に巻き上げたり下ろしたりする制御ができるようになっている。
領域S1,S2,S3における環境の変化や空調状況に応じて、移動装置21と巻き上げ装置16で、スクリーン17のX方向の位置および下方への長さLを任意に調整することができる。したがって、環境制御装置3の施工後でも、実情に応じてスクリーン17のX方向の位置と長さLを変更して、気流E1,E2,E3の流れや温度分布の調整を行うことができる。
As an example, the moving device 21 of the screen device 15 includes a mechanism that provides a rail extending in the X direction on the ceiling 7 and moves a traveling crane engaged with the rail in the X direction.
The hoisting device 16 is provided with a rotating roller extending in the Z direction orthogonal to both the X and Y directions. The hoisting device 16 is driven to rotate the rotating roller 3 in the forward and reverse directions to wind up or lower the screen 17 in the Y direction. Can be done.
The position of the screen 17 in the X direction and the length L in the downward direction can be arbitrarily adjusted by the moving device 21 and the hoisting device 16 in accordance with the environmental changes and the air conditioning conditions in the regions S1, S2, and S3. Therefore, even after construction of the environmental control device 3, the position and the length L in the X direction of the screen 17 can be changed according to the actual situation, and the flow of the airflows E1, E2, E3 and the temperature distribution can be adjusted.

スクリーン17は、この素材の表面に金属製の箔(たとえば、アルミニウム箔)を張り付ければ、この金属製箔は、熱に対して低放射率で且つ光に対して高反射率であり、熱遮断性能に優れているので好ましい。
こうして、スクリーン17の表面を低放射率且つ高反射率にすれば、エネルギーは、スクリーン17で囲まれた内部スペース19の空気の加熱,冷却のみに作用して、気流創出のエネルギー効率を高めることができる。
スクリーン17はもともと面積が大きいので、スクリーン17の表面を熱に対して低放射率とし、光に対して高反射率にすることで、建物1内の地表での光(可視光および赤外線)の環境を天井面とできるだけ均一にし、地表からの見掛けの天空状態を制御することができる。
なお、スクリーン17は、ガラス繊維,布など一般材料のみにより形成され金属製箔が張り付けられていない場合であってもよい。この場合、熱に関して高放射率で且つ光に関して低反射率なので、物体からの熱を放射で吸収するか、または周囲に放射で熱を供給するのに適している。
If the screen 17 is made by attaching a metal foil (for example, an aluminum foil) to the surface of the material, the metal foil has a low emissivity with respect to heat and a high reflectivity with respect to light. It is preferable because of its excellent blocking performance.
Thus, if the surface of the screen 17 is made to have a low emissivity and a high reflectivity, the energy acts only on the heating and cooling of the air in the internal space 19 surrounded by the screen 17 to increase the energy efficiency of airflow creation. Can do.
Since the screen 17 originally has a large area, the surface of the screen 17 has a low emissivity with respect to heat and a high reflectivity with respect to light. The environment can be made as uniform as possible with the ceiling surface, and the apparent sky condition from the ground surface can be controlled.
Note that the screen 17 may be formed only of a general material such as glass fiber or cloth and is not attached with a metal foil. In this case, since it has a high emissivity with respect to heat and a low reflectivity with respect to light, it is suitable for absorbing heat from an object with radiation or supplying heat to the surrounding with radiation.

冷却下降型のスクリーン装置15は、下部ローラ31の下方に結露受け32が吊り下げられている。下部ローラ31と結露受け32により、スクリーン17の下端部18が、重力または重力以外の手段(たとえば、ばね力)により下方に引っ張られている。
スクリーン17の表面が冷却されて結露した結露水は、結露受け32で捕集され排出される。結露受け32を設けたので、スクリーン装置15から水滴がぽたぽたと流れ落ちる恐れはない。
内部スペース19には、空調装置C1,C2からダクトを介して冷風を供給することにより、内部スペース19の温度(内部側温度Tin)を、スクリーン17の外部側温度Toutより低くなるように制御している。これにより、スクリーン17の外面側に下降気流20bを創成している。
In the cooling descending screen device 15, a condensation receiver 32 is suspended below the lower roller 31. The lower roller 31 and the condensation receiver 32 pull the lower end 18 of the screen 17 downward by gravity or a means other than gravity (for example, spring force).
Condensed water having condensed on the surface of the screen 17 is collected by the condensation receiver 32 and discharged. Since the dew condensation receptacle 32 is provided, there is no fear that water droplets will flow down from the screen device 15.
The internal space 19 is controlled so that the temperature of the internal space 19 (internal side temperature Tin) is lower than the external side temperature Tout of the screen 17 by supplying cold air from the air conditioners C1 and C2 through the duct. ing. Thereby, the descending airflow 20b is created on the outer surface side of the screen 17.

加温上昇型のスクリーン装置15において、スクリーン17は下部ローラ31に巻き掛けられており、この下部ローラ31により、スクリーン17の下端部18を下方に引っ張っている。
内部スペース19には、空調装置C2,C3からダクトを介して温風を供給して、内部スペース19の温度(内部側温度Tin)を、スクリーン17の外部側温度Toutより高くなるように制御している。これにより、スクリーン17の外面側に上昇気流20aを創成している。
なお、下部ローラ31に直接的に(または、その近傍に)ヒーターを設け、このヒーターと空調装置C2,C3から供給される温風とで、内部スペース19の空気を加熱するようにしてもよい。
In the heating and raising type screen device 15, the screen 17 is wound around the lower roller 31, and the lower roller 31 pulls the lower end portion 18 of the screen 17 downward.
Hot air is supplied to the internal space 19 from the air conditioners C2 and C3 through the duct, and the temperature of the internal space 19 (internal side temperature Tin) is controlled to be higher than the external side temperature Tout of the screen 17. ing. As a result, an updraft 20 a is created on the outer surface side of the screen 17.
A heater may be provided directly on (or in the vicinity of) the lower roller 31, and the air in the internal space 19 may be heated by this heater and the warm air supplied from the air conditioners C2 and C3. .

このように、気流は物の面に沿って流れるという特性(すなわち、コアンダー効果)を利用して、スクリーン装置15は、スクリーン17の外側に上昇気流20a,下降気流20bを創出している。
冷却下降型のスクリーン装置15でその周囲に下降気流20bを形成し、加温上昇型のスクリーン装置15でその周囲に上昇気流20aを形成したので、領域S1では、たとえば時計まわり方向の大きな気流E1が生成され、領域S2では反時計まわり方向の大きな気流E2が生成され、領域S3では時計まわり方向の大きな気流E3が生成されることが分かる(図1参照)。
スクリーン17の内部スペース19に冷風や温風を導入することで、スクリーン17の表面の温度制御を行って、気流の方向性の制御と放熱,吸熱を行うことができる。また、内部スペース19に冷風を導入すれば、スクリーン17の表面に結露をさせて、その結露水を結露受け32で処理して、除湿の機能を発揮させることができる。
このようにして、スクリーン17を有する少なくとも一台(ここでは、二台)のスクリーン装置15を使用することで、連続的に温度傾斜する空間(たとえば、0℃〜40℃まで連続的に温度傾斜する空間)を創出することができる。
As described above, the screen device 15 creates the ascending airflow 20 a and the descending airflow 20 b outside the screen 17 by utilizing the characteristic that the airflow flows along the surface of the object (that is, the Counder effect).
Since the descending airflow 20b is formed around the cooling descending screen device 15 and the ascending airflow 20a is formed around the heating and raising type screen device 15, the region S1 has, for example, a large airflow E1 in the clockwise direction. It can be seen that a large airflow E2 in the counterclockwise direction is generated in the region S2, and a large airflow E3 in the clockwise direction is generated in the region S3 (see FIG. 1).
By introducing cool air or warm air into the internal space 19 of the screen 17, the temperature of the surface of the screen 17 can be controlled to control the direction of the air flow and to dissipate and absorb heat. If cold air is introduced into the internal space 19, the surface of the screen 17 can be condensed, and the condensed water can be processed by the condensation receiver 32 to exert a dehumidifying function.
In this way, by using at least one (two in this case) screen device 15 having the screen 17, a continuously temperature-gradient space (for example, a temperature gradient continuously from 0 ° C. to 40 ° C.). Space) to create.

次に、本実施例の環境制御装置3における解析データについて説明する。
図5は、建物内空間5の中央部の縦断面の風速ベクトル分布のデータを示す図で、図5(A),(B)は、スクリーン装置15がない場合とある場合をそれぞれ示している。図6は、建物内空間5の中央部の縦断面の温度分布のデータを示す図で、図6(A),(B)は、スクリーン装置15がない場合とある場合をそれぞれ示している。図7は、建物内空間5の床上1mの仮想平面での温度分布のデータを示す図で、図7(A),(B)は、スクリーン装置15がない場合とある場合をそれぞれ示している。
Next, analysis data in the environment control apparatus 3 of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram showing data of wind velocity vector distribution in the longitudinal section of the central portion of the building interior space 5, and FIGS. 5A and 5B respectively show a case where the screen device 15 is not provided and a case where the screen device 15 is not provided. . 6A and 6B are diagrams showing temperature distribution data of a longitudinal section in the center of the building space 5, and FIGS. 6A and 6B respectively show a case where the screen device 15 is not provided and a case where the screen device 15 is not provided. FIG. 7 is a diagram showing temperature distribution data on a virtual plane 1 m above the floor of the building space 5, and FIGS. 7A and 7B respectively show a case where the screen device 15 is not provided and a case where the screen device 15 is not provided. .

解析の対象となるモデルの仕様および条件は下記の通りである。
建物1は、南北方向の長さ200m,東西方向の幅50m,高さ40mの直方体であり、南側の領域S1を熱帯ゾーンとし、中間の領域S2を温帯ゾーンとし、北側の領域S3を寒帯ゾーンとしている。建物1全体は、熱帯ゾーン側が高くなるように水平面2に対して約10度傾斜している。
建物内空間5の温度は、熱帯側(図1,図2の左側)の壁面は加熱パネル9で40℃とし、寒帯側(図1,図2の右側)の壁面は放射冷却パネル10で0℃としている。また、空調装置C1,C2,C3により、床面6aの近くでは40℃,35℃,30℃,25℃,20℃,15℃,10℃,5℃,0℃の温度設定を行っている。
空調装置C1,C2,C3は、建物内空間5の両側で且つ長辺方向一杯に高さ2mの吹出し吸込み口を配置し、吹出し温度は前記設定温度になるように制御している。吹出し風速は、領域S1(熱帯ゾーン)では2.5m/sとし、領域S2(温帯ゾーン)では1.5m/sとし、領域S3(寒帯ゾーン)では0.5m/sとし、吹出し吸込み口の位置を対向させている。
スクリーン17は、その高さ寸法Lが約20mになるように巻き上げ装置16により調整されている。熱帯ゾーン側のスクリーン17の内部スペース19には冷風を供給して内部側温度Tinを15℃に設定し、寒帯ゾーン側のスクリーン17の内部スペース19には温風を供給して内部側温度Tinを25℃に設定して、温度制御している。
The specifications and conditions of the model to be analyzed are as follows.
Building 1 is a rectangular parallelepiped having a length of 200m in the north-south direction, a width of 50m in the east-west direction, and a height of 40m. The south region S1 is a tropical zone, the middle region S2 is a temperate zone, and the north region S3 is a cold zone. It is said. The entire building 1 is inclined about 10 degrees with respect to the horizontal plane 2 so that the tropical zone side becomes higher.
The temperature of the building interior space 5 is 40 ° C. on the heating panel 9 on the wall on the tropical side (left side in FIGS. 1 and 2), and 0 on the wall in the cold zone (on the right side in FIGS. 1 and 2) with the radiation cooling panel 10. ℃. Further, the air conditioners C1, C2, and C3 are set to 40 ° C, 35 ° C, 30 ° C, 25 ° C, 20 ° C, 15 ° C, 10 ° C, 5 ° C, and 0 ° C near the floor surface 6a. .
The air conditioners C1, C2, and C3 are arranged such that a blow-in inlet having a height of 2 m is arranged on both sides of the building space 5 in the long side direction, and the blow-out temperature is controlled to be the set temperature. The blowing wind speed is 2.5 m / s in the region S1 (tropical zone), 1.5 m / s in the region S2 (temperate zone), and 0.5 m / s in the region S3 (cold zone). The positions are opposed.
The screen 17 is adjusted by the hoisting device 16 so that the height L thereof is about 20 m. Cold air is supplied to the internal space 19 of the tropical zone screen 17 to set the internal temperature Tin to 15 ° C., and hot air is supplied to the internal space 19 of the cold zone screen 17 to supply the internal temperature Tin. Is set to 25 ° C. to control the temperature.

図5(A)に示すように、スクリーン装置15がない場合には、建物内空間5に全体的な大対流が生じている。そのため、異なる環境を有する複数の領域が建物内空間5には形成されていない。
これに対して、図5(B)に示すように、建物1の天井7に二台のスクリーン装置15を設けることにより、建物内空間5における全体的な大対流の発生を抑制して、領域S1,S2,S3毎に気流が形成される。その結果、下部空間Saが連通し異なる環境を有する領域S1,S2,S3を形成することができる。
As shown in FIG. 5A, when there is no screen device 15, large convection is generated in the entire building space 5. Therefore, a plurality of regions having different environments are not formed in the building interior space 5.
On the other hand, as shown in FIG. 5 (B), by providing two screen devices 15 on the ceiling 7 of the building 1, it is possible to suppress the generation of general large convection in the building interior space 5. Airflow is formed every S1, S2, and S3. As a result, it is possible to form regions S1, S2, and S3 in which the lower space Sa communicates and has different environments.

建物内空間5の温度分布については、図6(A)に示すように、スクリーン装置15がない場合には重力の影響で等温線gはほぼ水平になっている。
これに対して、図6(B)に示すように、スクリーン装置15がある場合には大対流の発生を抑制しているので、等温線gがやや傾斜して、異なる環境の領域S1,S2,S3が形成される。
Regarding the temperature distribution in the building space 5, as shown in FIG. 6A, the isotherm g is substantially horizontal due to the influence of gravity when the screen device 15 is not provided.
On the other hand, as shown in FIG. 6B, since the occurrence of large convection is suppressed when the screen device 15 is provided, the isotherm g is slightly inclined, and the regions S1 and S2 in different environments. , S3 are formed.

また、床上1mの仮想平面での温度分布に関しては、スクリーン装置15がない場合には、図7(A)に示すように、建物内空間5全体で不規則であるが、図7(B)に示すように、スクリーン装置15を設けた場合は、各領域S1,S2,S3における温度分布が、スクリーン装置15がない場合と比べて連続的に温度変化している。これにより、下部空間Saが連通し異なる環境を有する領域S1,S2,S3を、建物内空間5に形成することができる。   Further, regarding the temperature distribution in the virtual plane 1 m above the floor, when there is no screen device 15, as shown in FIG. 7A, the entire building space 5 is irregular, but FIG. As shown, when the screen device 15 is provided, the temperature distribution in each of the regions S1, S2, and S3 continuously changes as compared with the case where the screen device 15 is not provided. Thereby, the areas S1, S2, and S3 in which the lower space Sa communicates and has different environments can be formed in the in-building space 5.

上述のように、本実施例では下部空間Saが連通しているので、この下部空間Saに生物群B1,B2,B3など物があってもスクリーン17は邪魔にならない。また、背の高い植物などを移動するのにスクリーン17が邪魔になるときは、巻き上げ装置16を駆動してスクリーン17を巻き上げればよい。
下部空間Saが連通しているので、植物の種子,昆虫,鳥などが領域S1,S2,S3間を拡散,移動することができるので、自然に近い生態系を再現することができる。
空気の大対流の発生を抑制し、領域S1,S2,S3相互間の対流を少なくしているので、環境制御装置3全体を省エネルギー化することができる。
As described above, since the lower space Sa communicates with the present embodiment, the screen 17 does not get in the way even if there are objects such as the biological groups B1, B2, B3 in the lower space Sa. In addition, when the screen 17 gets in the way to move tall plants or the like, the screen 17 may be wound up by driving the winding device 16.
Since the lower space Sa communicates, plant seeds, insects, birds, etc. can diffuse and move between the regions S1, S2, and S3, so that an ecosystem close to nature can be reproduced.
Since the generation of large air convection is suppressed and the convection between the regions S1, S2, and S3 is reduced, the entire environment control device 3 can be saved in energy.

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形,付加などが可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and additions are possible within the scope of the gist of the present invention.
In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

本発明は、建物としてバイオーム用ドームのほか工場の建物などに適用可能である。   The present invention can be applied to a building of a factory in addition to a biome dome as a building.

図1ないし図7は本発明の一実施例を示す図で、図1は、建物内空間の環境制御装置の概略構成を示す正面図である。1 to 7 are views showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of an environment control device for a space in a building. 図1に示す環境制御装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the environment control apparatus shown in FIG. 図1に示す環境制御装置の正面断面図である。It is front sectional drawing of the environment control apparatus shown in FIG. 図1のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 建物内空間の中央部の縦断面の風速ベクトル分布のデータを示す図である。It is a figure which shows the data of the wind speed vector distribution of the longitudinal section of the center part of the space in a building. 建物内空間の中央部の縦断面の温度分布のデータを示す図である。It is a figure which shows the data of the temperature distribution of the longitudinal cross-section of the center part of the space in a building. 建物内空間の床上1mの仮想平面での温度分布のデータを示す図である。It is a figure which shows the data of the temperature distribution in the virtual plane 1m on the floor of the space in a building.

符号の説明Explanation of symbols

1 建物
3 環境制御装置
4 建物外部
5 建物内空間
6a 床面
7 天井
9 加熱パネル(空調手段)
10 放射冷却パネル(空調手段)
15 スクリーン装置
16 巻き上げ装置
17 スクリーン
18 下端部
19 内部スペース
20a 上昇気流
20b 下降気流
21 移動装置
B1,B2,B3 生物群
C1,C2,C3 空調装置(空調手段)
H 高さ位置
S1,S2,S3 領域
Tin 内部側温度
Tout 外部側温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Building 3 Environmental control apparatus 4 Building exterior 5 Building space 6a Floor surface 7 Ceiling 9 Heating panel (air conditioning means)
10 Radiation cooling panel (air conditioning means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Screen apparatus 16 Winding apparatus 17 Screen 18 Lower end part 19 Internal space 20a Ascending air current 20b Downward airflow 21 Moving apparatus B1, B2, B3 Organism group C1, C2, C3 Air conditioner (air conditioning means)
H Height position S1, S2, S3 area Tin Internal temperature Tout External temperature

Claims (4)

建物外部から仕切られた建物内空間における環境を制御するための環境制御装置であって、
建物の天井に少なくとも一台のスクリーン装置を設け、
このスクリーン装置の巻き上げ装置で昇降動作可能なスクリーンにより、床面より上方の任意の高さ位置から天井まで建物内空間の上部のみを複数の領域に仕切り、
建物には空調手段を設けて各領域が互いに異なる環境になるようにこの空調手段で制御するようにしたことを特徴とする建物内空間の環境制御装置。
An environmental control device for controlling the environment in a building space partitioned from the outside of the building,
Install at least one screen device on the ceiling of the building,
By the screen that can be moved up and down by the winding device of this screen device, only the upper part of the space in the building is partitioned into a plurality of regions from an arbitrary height position above the floor to the ceiling,
An environment control device for a space in a building, characterized in that the building is provided with air-conditioning means and the air-conditioning means controls each area so as to have different environments.
建物は環境傾度温室であり、建物内空間の各領域には、この各領域の環境に適する生物群がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1に記載の建物内空間の環境制御装置。   2. The environmental control device for a building space according to claim 1, wherein the building is an environmental gradient greenhouse, and a group of organisms suitable for the environment of each region is arranged in each region of the building space. . スクリーン装置のスクリーンは側面視でV字形を有するとともに、このスクリーンが反転する下端部は下方に引っ張られており、
このV字形のスクリーンにより囲まれた内部スペースの温度を、このスクリーンの外部側温度とは異なるように制御することにより、このスクリーンの外面側に上昇気流または下降気流を創成することを特徴とする請求項1または2に記載の建物内空間の環境制御装置。
The screen of the screen device has a V-shape in a side view, and the lower end portion where the screen is reversed is pulled downward,
By controlling the temperature of the internal space surrounded by the V-shaped screen so as to be different from the temperature on the outside of the screen, an updraft or downdraft is created on the outer surface side of the screen. The environmental control apparatus of the space in a building of Claim 1 or 2.
スクリーン装置のスクリーンが移動装置により建物の天井に沿って移動することにより、建物内空間の各領域の範囲を変更可能にしたことを特徴とする請求項1,2または3に記載の建物内空間の環境制御装置。   The building interior space according to claim 1, 2 or 3, wherein the range of each region of the building interior space can be changed by moving the screen of the screen device along the ceiling of the building by the moving device. Environmental control equipment.
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