JP4582769B2 - 高層建築物における冬季ドラフト対策システム - Google Patents

Description

本発明は、高層建築物において、冬季の上下温度差によるドラフト（上昇気流）に起因するドアの開閉障害や風切り音等を有効に低減するためのシステムに関するものである。

高層建築物では、冬季において、空気の上下温度差によりドラフト（上昇気流）が発生し、この現象は、高層建築物が吹き抜けを持つ場合や、寒冷地の場合には、より顕著である。上昇気流により、高層建築物上層部の空気は大気圧に対してかなり正圧となる一方、高層建築物低層部では負圧となり、これにより低層部では出入口やエレベータ扉等から外気が侵入して、室内空調環境を低下させると共に、外開きのドアの開閉に要する力を増大させて開閉障害を起こしたり、不快な風切り音を発生させたりする。特に、１階のエレベータのドア（扉）は、開閉時におけるドラフトの増大の原因となっており、開閉時には大きな風切り音が発生する。

このような冬季ドラフトの影響に対して、従来においては、ドラフトの発生を直接的に防止又は抑制する対策は行われていないが、出入口に風除室を設置した高層建築物では、この風除室を設けることで、出入口から直接的に高層建築物内に流入する外気によるドラフトの増大をある程度防ぐことはできる。

このような風除室に関する文献として、特許文献１には寒冷地用住宅高層建築物の玄関構造が記載されており、これは風除け空間の屋内側面全域に亘って内側ドアを構成することで、出入りの際の屋内への風の侵入をできるだけ防止し、屋内の快適な空調空間を効果的に維持しようとするものである。また特許文献２には、玄関ドアを開放して風除室内に出入りする際に、風除室内に風が吹き込まれても、風除室と店舗主室との間の出入口を閉鎖して、店舗主室内に風が吹き込まれることを防止するための風除室用ドアが記載されている。
特開２０００−１７９１６４ 特開２０００−８７２４

風除室を設けることで、出入口から直接的に高層建築物内に流入する空気によるドラフトの増大をある程度防ぐことはできるが、出入口の開閉の頻度が多い場合には、外気が風除室を通って直接的に高層建築物の内側に入り込み、周辺の温熱環境を低下させてしまう。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたもので、即ち、高層建築物において、冬季の上下温度差によるドラフトに起因するドアの開閉障害や風切り音等を有効に低減することのできるドラフト対策システムを提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決するために、本発明では、高層建築物の最上部のエレベータ機械室に換気用ファンと兼用する加圧用ファンを設置すると共に、夏期に開とし、冬期に閉とする開閉操作可能な空気排出部を設け、加圧用ファンは、夏期の運転において、開状態の空気排出部を通してエレベータ機械室内の熱気の排出を可能とすると共に、冬期の運転において、閉状態の空気排出部によりエレベータ機械室内を加圧可能に構成した冬季ドラフト対策システムを提案する。

また本発明では、上記の構成において、加圧用ファンは、高層建築物の高層部分の適所における圧力を検出して、それが設定値となるように風量を制御可能に構成することを提案する。

更に本発明では、出入口部分に風除室を設置した高層建築物において、風除室内の空気を外部に排出するための排気ファンを設置すると共に、風除室内に輻射系暖房装置を設置した上記の高層建築物における冬季ドラフト対策システムを提案する。

そして本発明では、以上の構成において、空気の流通経路となる開口部に、気密用部材を設置することを提案する。

本発明の高層建築物におけるドラフト対策システムでは、通常、高層建築物の最上部に位置し、エレベータロープ用の開口や換気用の開口等が空気の流通経路となるエレベータ機械室内を加圧用ファンにより加圧することにより、外気への空気の流出を抑制し、高層建築物全体の空気の圧力分布を正圧側にシフトすることができる。このため低層部における室内空気と外気の圧力差、従って１階部分等の出入口部分の扉に加わる圧力差を小さくして、扉を通しての外気の侵入量を低減することができ、こうして外気の侵入による室内環境の低下を抑制すると共に、外開きのドアの開閉障害や、不快な風切り音の発生を抑制することができる。

上記加圧用ファンは、エレベータ機械室の換気用ファンと兼用する構成とすることができ、夏季には排気ガラリ等の空気排出部を開として熱気を排出することができると共に、冬季には、この空気排出部を閉として、上述したようにエレベータ機械室内を加圧することができる。

出入口部分に風除室を設置した高層建築物では、風除室内の空気を排気ファンにより吸引して外部に排出することにより、風除室内と高層建築物室内との圧力差を更に小さくすることができ、従って高層建築物内への空気の侵入量を更に低減することができる。

一方、上記動作では、風除室内には外気の侵入量が増えるため、輻射系暖房装置を設置することにより、寒さ対策とすることができる。

次に本発明に係る高層建築物における冬季ドラフト対策システムの実施例を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明のシステムの実施例の構成を概念的に示した説明図であり、この実施例では後述するように出入口部分に風除室を設けている。
符号１は高層建築物を示すもので、２はエレベータシャフト、３はエレベータ機械室、４はかご、５はロープ、６は巻き上げ機を示すものである。

エレベータ機械室３には換気用ファン兼用の加圧用ファン７を設けており、この加圧用ファン７はインバータ等を用いた駆動制御装置８により風量を制御可能に構成しており、この風量は、例えばエレベータシャフト２の上部空間の圧力を検出する圧力センサ９により制御可能に構成している。加圧用ファン７の風量を制御するための圧力センサ９は、この他、高層建築物の最上階の居室内等に設置することもできる。更にエレベータ機械室３には、排気ガラリ１０を設け、この排気ガラリ１０をモーターダンパー１１により開閉操作可能に構成している。

次に符号１２は高層建築物１の出入口部分に設けた風除室であり、この風除室１２内の空気を排出する排気ファン１３を設け、この排気ファン１３は風除室１２内に設置した圧力センサ（図示省略）により駆動制御することにより、風除室１２内の圧力を制御する構成としている。そして風除室１２内にはパネルヒーター等の輻射系暖房装置１４を設置している。

以上の構成において、冬季には、図３に示すように、高層建築物１の室内温度（２２℃）と外気温度（−５℃）の差により、暖かい室内の空気（２２℃）がエレベータシャフト２内を上昇し、エレベータロープ用や換気用の開口１５等を経てエレベータ機械室３内に侵入し、次いで排気ガラリ１０を経て外気（−５℃）に流出する。このような上昇気流は、高層建築物１が吹抜空間を設けたものの場合には、更に顕著となる。

ここでエレベータ機械室３の加圧用ファン７及び風除室１２の排気ファン１３のいずれをも運転させず、また排気ガラリ１０を開とすると、図３に示すように従来と同様な状態になり、高層建築物１の上層部の空気の圧力は、図中矢印で示すように、大気圧に対してかなり正圧となる一方、出入口に対応する低層部ではかなりの負圧（ΔＰ0）となり、これによって低層部の出入口やエレベータの扉等から空気が侵入して、避難上、外開きとなっているドアでは、開くのに必要な力が大きくなって開閉障害を起こしたり、不快な風切り音を発生させたりする。

そこで、まず加圧用ファン７を運転すると共に、モーターダンパー１１の遠隔操作により排気ガラリ１０を閉として、エレベータ機械室３内を加圧すると、エレベータ機械室３内の圧力上昇は、上記開口１５等を介してエレベータシャフト２内や高層建築物１内に伝わり、図２に示すように、上層部から下層部の圧力分布は正圧側にシフトして、図中破線の状態から実線の状態（低層部は２点鎖線）となる。

このシフトの結果、出入口に対応する低層部における大気圧との差圧はΔＰ0からΔＰ1に小さくなり、従ってドラフト量が低減して、上述した外開きのドアの開閉障害や不快な風切り音の発生を抑制することができる。

ところで、加圧用ファン７によりエレベータ機械室３内を過剰に加圧すると、高層部の居室の内外の圧力差が大きくなり過ぎ、これによって居室の外開きのドアの開閉障害等を起こしてしまう。

そのため加圧用ファン７は、このような過剰加圧を防止し、常時適正な圧力分布を得るために、インバータ等を用いた駆動制御装置８により風量を制御可能に構成しており、この風量は、例えばエレベータシャフト２の上部空間の圧力を検出する圧力センサ９により制御して、エレベータシャフト２の上部空間の圧力が上限値を越えない適宜の設定値となるように風量を制御するように構成している。このため、外気温度状況等の変動要因にも追随して常時最適な圧力状態を実現することができる。尚、このような制御を行うための圧力センサ９は、エレベータシャフト２の上部空間の他に、最上階の居室内等の適所に設置することもできることは上述したとおりである。

加圧用ファン７はエレベータ機械室の換気用ファンと兼用する構成とすることにより、設置コストの増大を最小限に抑制することができる。即ち、このような構成では、夏季においては、排気ガラリ１０を開として加圧用ファン７を運転することにより、エレベータシャフト内の熱気をエレベータ機械室３を介して排出することができ、即ち加圧用ファン７を換気用ファンとして使用することができる。

次にこの実施例に示すように、出入口部分に風除室１２を設置した高層建築物１の場合では、上述した加圧用ファン７の運転に加えて、風除室１２の排気ファン１３を運転する。

排気ファン１３の運転により、風除室１２内の空気は吸込口１６から吸い込まれて排出口１７から外気に排出されるため、風除室１２内の圧力は負圧側にシフトし、従って室内側と風除室１２との間の圧力差は、排気ファン１３を運転しない状態のΔＰ1からΔＰ2に小さくなる。従って風除室１２を通して室内側に流入するドラフト量を低減して、外開きのドアの開閉障害や不快な風切り音の発生を低減することができる。

一方、圧力が負圧側にシフトすることにより、風除室１２内への外気の侵入量が増大するため、風除室１２内の寒さ対策が必要になり、この寒さ対策としては風除室１２内にパネルヒーター等の輻射系暖房装置１４を設置すれば良い。

尚、以上に説明したドラフト量は、空気の流通経路となるエレベータシャフト２や、階段室、吹き抜け等における開口部のドア等の閉状態における気密性を高めて、空気の流通抵抗を増加させることによっても低減することができる。

図４〜図７は、エレベータシャフト２の開口部である、ドアの部分の気密性を高めた実施例を示すもので、図４は正面図、図５〜図７は図４の夫々Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ断面図である。これらの図において符号１６はドアパネル、１７は枠、１８は枠１７とドアパネル１６間に介装した吸音マットであり、この吸音マットは、ドア機構部との干渉を避けるために連続ではなく隙間を設けている。また符号１９はドアパネル１６と枠１７間に介装したパッキンであり、このパッキン１９は図５においてはドア幅と同じ長さに、図６においてはドア高さと同じ高さに構成している。更に符号２０はドアパネル１６と枠１７間に介装したフェルトであり、このフェルト２０は、ガイドシュー部等との干渉を避けるための隙間を設けている。

本発明は以上のとおりであるので、高層建築物において、冬季の上下温度差によるドラフトに起因するドアの開閉障害や風切り音等を有効に低減することのできるドラフト対策システムを提供することができる。

即ち、本発明では、エレベータ機械室内を加圧用ファンにより加圧することにより、高層建築物全体の空気の圧力分布を正圧側にシフトすることができ、こうして低層部における室内と外気との圧力差、従って１階部分等の出入口部分の扉に加わる圧力差を小さくして、高層建築物内への外気の侵入量を低減することができる。

このため外気の侵入による室内環境の低下を抑制し、室内環境を向上させると共に、避難対策上外開きのドアの開閉障害や、不快な風切り音の発生を抑制することができる。

加圧ファンは、圧力センサにより検出した上層部分の圧力が設定値となるようにインバータ等により制御することにより、過剰加圧を防止し、外気温度状況等の変動要因に追随して常時最適な圧力状態を実現することができる。

加圧用ファンは、エレベータ機械室の換気用ファンと兼用する構成とすることにより、設置コストの増大を最小限に抑えることができる。

エレベータ機械室を直接に加圧するため、エレベータシャフトがない空調空間である吹抜け部分のシースルーエレベータ等の構造の場合にも適用することができ、特にドラフト防止効果が高い。

出入口部分に風除室を設置した高層建築物では、風除室内の空気を排気ファンにより吸引して外部に排出することにより、風除室内と高層建築物室内との圧力差を更に小さくすることができ、従って高層建築物内への空気の侵入量を更に低減することができる。

上記排気ファンの運転により外気の侵入量が増えることによる風除室内の温熱環境の低下に対しては、輻射系暖房装置を設置することにより、寒さ対策とすることができる。

本発明に係る高層建築物における冬季ドラフト対策システムの構成を概念的に示した説明図である。 本発明に係る冬季ドラフト対策を行った場合の高層建築物の全体における圧力分布を概念的に示した説明図である。 本発明に係る冬季ドラフト対策を行なわない場合の高層建築物の全体における圧力分布を概念的に示した説明図である。 開口部の気密性を高めて、空気の流通抵抗を増加させる一例として、エレベータのドアの部分を表した説明図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ 高層建築物
２ エレベータシャフト
３ エレベータ機械室
４ かご
５ ロープ
６ 巻き上げ機
７ 加圧ファン（換気ファン）
８ 駆動制御装置
９ 圧力センサ
１０ 排気ガラリ
１１ モーターダンパー
１２ 風除室
１３ 排気ファン
１４ 輻射系暖房装置
１５ 開口
１６ ドアパネル
１７ 枠
１８ 吸音マット
１９ パッキン
２０ フェルト

Claims (4)

1. 高層建築物の最上部のエレベータ機械室に換気用ファンと兼用する加圧用ファンを設置すると共に、夏期に開とし、冬期に閉とする開閉操作可能な空気排出部を設け、加圧用ファンは、夏期の運転において、開状態の空気排出部を通してエレベータ機械室内の熱気の排出を可能とすると共に、冬期の運転において、閉状態の空気排出部によりエレベータ機械室内を加圧可能に構成したことを特徴とする高層建築物における冬季ドラフト対策システム。
2. 加圧用ファンは、高層建築物の高層部分の適所における圧力を検出して、それが設定値となるように風量を制御可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の高層建築物におけるドラフト対策システム。
3. 出入口部分に風除室を設置した高層建築物において、風除室内の空気を外部に排出するための排気ファンを設置すると共に、風除室内に輻射系暖房装置を設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の高層建築物における冬季ドラフト対策システム。
4. 空気の流通経路となる開口部に、気密用部材を設置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高層建築物におけるドラフト対策システム。

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