JP5945440B2 - 配管ユニットおよび配管ユニット工法 - Google Patents

Description

この発明は、例えばオフィスビルやホテルなどのビル建設にともなう配管工事において、空調や衛生配管の主配管と二次側配管用弁装置の組込部とをユニットとして組み立てる配管ユニットおよび配管ユニット工法に関する。

オフィスビルやホテルなどのビル建設にともなう配管工事において、空調や衛生配管をユニットとして組み立てるユニット工法が採用されている。

ユニット工法（立て管ユニット工法、ライザー工法）とは、高層ビルの施工においてシャフト内の立て配管を工場で加工し、例えば鉄骨一節分に組み立てて現場に搬入し、揚重・取り付けるものであり、限られた揚重設備の有効活用と、人・機材の集中を避けるための先行工事を目的とする。このようなユニット工法によって、現場でのパイプの切断、ねじ切りなどの加工作業や、溶接作業を減らすことができる。

このようなユニット工法としては、建物のパイプスペースに縦設される給水・ガスの竪配管に対し取り付け・取り外しが自在で、かつ、建物の住戸内に至る二次側配管に対し取り付け・取り外しが自在な給水配管およびガス配管と、水道メーター、ガスメーターおよび給湯器とを、ユニットフレームに組み付ける技術（例えば、特許文献１参照。）や、各階のパイプシャフト設置位置に取付け可能な枠体に構成された支持体に、分岐接続管や計量器を設けておく技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。また、両端にフランジを有する短管状のパイプ部と両端にフランジ部を有する長管状のパイプ部の間にバタフライ弁をフランジ接合によって接続してユニット本体を構成し、長管状のパイプ部には、圧力計、温度計、流量計等の計器類を装着する技術（例えば、特許文献３参照。）が知られている。

特開平１０−１４０６２９号公報 特開平１１−１６６２７７号公報 特許第２６９４３０７号公報

しかしながら、特許文献１から３に記載のいずれの技術でも、主配管と、一次分岐弁または一次分岐接続フランジまでをユニットとして構成するものであった。このためこれらのユニットをシャフト内に据え付けた後に、二次側配管用弁装置を取り付ける必要があった。つまり、ユニットと二次側配管用弁装置と二次側配管とを別々に搬入し、据え付ける必要があるため、揚重工事、配管工事、支持金物製作取付工事を別々に行わなくてはならなかった。このため、工期が長期化するとともに、コストを要するものであった。また、このようなユニットと二次側配管用弁装置との接続箇所の溶接作業は、現場の限られた作業スペースで行う必要があるため、作業者の熟練を要し、品質を確保することが困難であった。ここで、弁装置は、バイパス装置とも呼ばれ、自動制御弁や計器類の故障した際や保守する際に、それら部材の流路を止めてバイパス流路に熱媒などの流体を通すことで、一応の機能を確保するとともに、保守、保全に寄与せしめるためのものである。

この発明は、前記の課題を解決し、空調や衛生配管の主配管と二次側配管用弁装置の組込部とをユニットとして組み立てる配管ユニットおよび配管ユニット工法を提供することを目的としている。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、空調や衛生配管の主配管と二次側配管用弁装置の組込部とをユニットとする配管ユニットであって、垂直に配設される主配管と、前記主配管と一体化されて配設された一次分岐弁と、前記一次分岐弁の下流側に配設され、前記主配管と一体化されて配設された二次側配管用弁装置の組込部と、を備え、前記一次分岐弁から前記二次側配管用弁装置の組込部までの流路の少なくとも一部は、前記主配管の外周に沿って配設され、前記主配管が前記二次側配管用弁装置の組込部のバイパス配管を兼用する、ことを特徴とする配管ユニットである。

この発明によれば、一次分岐弁から二次側配管用弁装置の組込部までの流路の少なくとも一部は、主配管の外周に沿って配設され、主配管が二次側配管用弁装置の組込部のバイパス配管を兼用する。

請求項２の発明は、請求項1記載の配管ユニットにおいて、前記二次側配管用弁装置の組込部は、熱量計組込部である、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、空調や衛生配管の主配管と二次側配管用弁装置の組込部とをユニットとする配管ユニット工法であって、垂直に配設される主配管と、前記主配管と一体化されて配設された一次分岐弁と、前記一次分岐弁の下流側に配設され、前記主配管と一体化されて配設された二次側配管用弁装置の組込部とを備える配管ユニットによって、前記一次分岐弁から前記二次側配管用弁装置の組込部までの流路の少なくとも一部は、前記主配管の外周に沿って配設され、前記主配管が前記二次側配管用弁装置の組込部のバイパス配管を兼用する、ことを特徴とする配管ユニット工法である。

請求項４の発明は、請求項３に記載の配管ユニット工法において、前記二次側配管用弁装置の組込部は、熱量計組込部で構成される、ことを特徴とする。

請求項１および３に記載の発明によれば、二次側配管用弁装置の組込部を、主配管に一体化して組み立てることにより、揚重工事、配管工事、支持金物取付工事を省力化することができるため、工期を短縮するとともにコストを削減することができる。具体的には、一度の揚重工事で多くの配管をまとめて揚重することができるので、エレベータの使用回数が減ることにより、工事の手待ち時間がなくなり、工期を短縮することができる。

二次側配管用弁装置の組込部がユニットに組み込まれているため、現場で取り付ける枝管や弁装置などを削減することができるので、限られた作業スペースであっても効率的に作業することができる。

二次側弁装置のバイパス回路は、主配管を兼用して構成するので、二次側弁装置の管支持金物を減らすことができるため、支持金物取付工事を省力化することができるため、工期を短縮するとともにコストを削減することができる。また、床置き方の弁装置に対して、省スペース化が可能である。

一次分岐弁から二次側配管用弁装置の組込部までの流路の少なくとも一部は、前記主配管の外周に沿って配設されているので、ユニット全体がコンパクト化され、省スペース化することができる。

配管取出位置を床上から低位置とすることにより、計器周りの整流域を竪方向に確保することができる。さらに、計器の表示部が視認し易く、メンテナンスが容易である。

工場であらかじめ組み立てるプレハブ工法とすることで、コスト、品質を安定することができる。

請求項２および４に記載の発明によれば、ユニットに熱量計組込部を容易に組み込むことができるので、施工が容易になる。また、熱量計を後から組み込むことができるので、搬入時の破損や風雨による故障を防ぐことが可能である。

本発明の実施の形態に係る配管ユニットの正面図である。 図１の配管ユニットの断面図である。 図１の配管ユニットの正面図である。 図１の配管ユニットの正面側の斜視図である。 図１の配管ユニットの背面図である。 図１の配管ユニットの背面側の斜視図である。 図１の配管ユニットを空調機に接続した状態を示す概略図である。 従来の配管ユニットを空調機に接続した状態を示す概略図である。 工法ごとの配管溶接範囲を比較するための概略図であり、（ａ）は従来の工法を示し、（ｂ）は床板付ライザー工法を示し、（ｃ）は図１の配管ユニットを適用した配管ユニット工法を示している。

図１ないし図７は、この発明の実施の形態を示している。配管ユニット１は、例えばオフィスビルやホテルなどのビルのシャフト内の立て配管（竪管）をユニットとして組み立てられたものであり、図１および図２に示すように、それぞれ垂直に配設された主配管としての竪管２〜５と、加湿給水管６とが、フレームＡによって支持された状態で一体となっている。この実施の形態では、施工するビルの階数に合わせて、図１に示すように、２つの配管ユニット１が接続された状態でシャフト内に据え付けられる場合について説明する。また、竪管４は竪管２と同等または対応する構成であり、竪管５は竪管３と同等または対応する構成であるため、主として竪管２について説明し、竪管３〜５の説明は省略するものとする。

竪管２は、図１、図３ないし図６に示すように、床面から略垂直に伸びた熱媒管（温水管）の往路であり、主として、一次分岐弁２１と、二次側配管用弁装置のＹ型ストレーナ２２と、二次側配管用弁装置の組込部であるエアハンドリングユニット（ＡＨＵ）用熱量計組込部２３、ファンコイルユニット（ＦＣＵ）用熱量計組込部２５と、ＡＨＵ用バイパス回路２４と、ＦＣＵ用バイパス回路２６と、二次側配管用タッピング２７と、将来用タッピングとを備えている。また、竪管２の両端部は、他の竪管２と接続可能となっている。

一次分岐弁２１は、図１、図３、図５、図６に示すように、枝管を形成するために竪管２に配設されるものであり、具体的には、竪管２の左側面側から取り出され、水平方向に分岐した枝管が左側面側、正面側に屈曲しながら水平に配設され、略コの字型となって竪管２の外周に沿って配設されている。そして、一次分岐弁２１は、正面側の枝管に配設されている。一次分岐弁２１を開閉することによって、枝管に流れる温水などの熱媒の流量などを調節するようになっている。ここで、この実施の形態では、熱媒は温水であるものとして説明する。

Ｙ型ストレーナ２２は、図１、図３、図４に示すように、一次分岐弁２１の下流側に配設されるものであり、枝管の正面側に配設されている。つまり、一次分岐弁２１からＹ型ストレーナ２２までの配管が、略コの字型となっていることによって、これらの荷重が分散されて、竪管２によって支持するようになっている。ここで、図７に示すように、一次分岐弁２１およびＹ型ストレーナ２２の床面からの高さｈ１１は、メンテナンスが容易な高さ、例えば略１１００ｍｍに配設されている。

Ｙ型ストレーナ２２の下流側の配管は、図１、図３、図４に示すように、正面側において、竪管３側に水平に延び、さらに屈曲して上方に垂直に延び、さらにまた竪管２側に水平に延びて略コの字型に形成されるとともに、竪管２に平行なＡＨＵ用垂直管２０ａ、ＦＣＵ用垂直管２０ｆが分岐して、上方に向かって延びている。

ＡＨＵ用熱量計組込部２３は、図１、図３ないし図６に示すように、ＡＨＵ用垂直管２０ａの略中央部に配設されるものであり、フランジと短管とで構成されている。ＡＨＵ用熱量計組込部２３は、この配管ユニット１をシャフト内に取り付けた後に、フランジと短管とを取り外してＡＨＵ用熱量計１０１が組み込まれるようになっている。ここで、ＡＨＵ用熱量計１０１を配管ユニット１に組み込まない理由は、搬入時や据え付け時の損傷や、雨など屋外の天候による劣化、損傷を避けるためである。このＡＨＵ用熱量計組込部２３は、ＡＨＵ用垂直管２０ａの中央部に配設されているため、ＡＨＵ用熱量計１０１の前後に十分な直管距離が確保されている。

ＦＣＵ用熱量計組込部２５は、図１、図３ないし図６に示すように、ＡＨＵ用熱量計組込部２３と同等に構成され、ＦＣＵ用垂直管２０ｆの略中央部に配設されている。

ＡＨＵ用バイパス回路２４は、図１、図３、図５、図６に示すように、二次側弁装置であるＡＨＵ用熱量計１０１のバイパス配管であり、竪管２とＡＨＵ用垂直管２０ａとを接続している。つまり、ＡＨＵ用バイパス回路２４は、竪管２の一次分岐弁２１より下流側から直接、空調機側へ温水などの熱媒を供給する流路を形成している。ＡＨＵ用バイパス回路２４は、例えばＡＨＵ用熱量計１０１など、二次側の計器やトラップ、弁装置などの故障や保守時などに温水などの熱媒を通すための流路を形成するためのものである。具体的には、ＡＨＵ用熱量計組込部２３に組み込まれたＡＨＵ用熱量計１０１の上流側および下流側に配設されている弁装置を閉状態とし、当該区間と並列しているＡＨＵ用バイパス回路２４を温水などの熱媒が流れて、空調機側と接続されるようになる。このように、ＡＨＵ用バイパス回路２４に温水をバイパスする際は、弁制御はできなくなるが、空調機側へ温水などの熱媒の供給を継続する。

ＦＣＵ用バイパス回路２６は、図１、図３、図５、図６に示すように、ＡＨＵ用バイパス回路２４と同等に構成され、竪管２とＦＣＵ用垂直管２０ｆとを接続している。

二次側配管用タッピング２７は、図１、図３、図７に示すように、配管ユニット１をシャフト内に据え付けた後に、二次側配管２００を接続するための接続部である。この二次側配管用タッピング２７が二次側配管２００と接続されることにより、二次側配管２００の吊金物（図示略）とあいまって、配管ユニット１はより強固に支持、固定されるようになっている。ここで、図７に示すように、二次側配管用タッピング２７の床面からの高さｈ１２は、空調機側タッピング２１０の高さ、例えば略２２００ｍｍに配設されている。ここで、空調機は、床面からの高さｈ１３（例えば、略１００ｍｍ）に設置されており、空調機の設置高さから空調機側タッピング２１０の高さまでは、ｈ１４＝ｈ１２−ｈ１３（例えば、略２１００ｍｍ）となっている。

将来用タッピングは、ビルや空調設備の改修、増設などに備えて、拡張性を持たせるために配設されているものである。

竪管３は、図１、図３ないし図６に示すように、床面から略垂直に伸びた温水管の復路であり、主として、二次側配管用タッピング３７を備えている。そして、二次側配管用タッピング３７が空調設備と接続されて、温水管の復路が形成される。

竪管４は、図１、図３ないし図６に示すように、床面から略垂直に伸びた冷水管の往路であり、竪管２と同等な構成であるため説明を省略する。この竪管４の二次側配管用タッピング４７が空調設備と接続されて、冷水管の往路が形成される。

竪管５は、図１、図３ないし図６に示すように、床面から略垂直に伸びた冷水管の復路であり、竪管３と同等な構成であるため説明を省略する。この竪管５の二次側配管用タッピング５７が空調設備と接続されて、冷水管の復路が形成される。

加湿給水管６は、図１、図３ないし図６に示すように、床面から略垂直に伸びた空調機による暖房加湿時に給水するための配管であるため説明を省略する。

これらの竪管２〜５と、加湿給水管６とによって図３ないし図６に示すような１つの配管ユニット１が構成されている。ここで、配管ユニット１の、例えば竪管２の一次分岐弁２１からＹ型ストレーナ２２までの配管が略コの字型であり、バイパス回路２４、２６は竪管２を兼用しているため、図２に示すように配管ユニット１全体が省スペースとなって、フレームＡ内に収まるようになっている。このような構成の配管ユニット１は、工場において溶接され一体となっている。また、図１に示すように、施工するビルの階数や高さに合わせて、このような配管ユニット１を所望の数だけ用意するようになっている。

次に、このような構成の配管ユニット１を適用した配管ユニット工法について説明する。

まず、工場で設置場所に合わせた配管ユニット１が組み立てられる。この実施の形態では、２つの配管ユニット１が組み立てられたものとする。

つづいて、ビル建設現場まで、２つの配管ユニット１が運搬される。このとき、配管ユニット１の継ぎ手同士が干渉しないように、例えば木材などで組まれた支持枠によって配管ユニット１が支持された状態で運搬される。

そして、ビル建設現場のシャフト内に配管ユニット１が順次搬入されて据え付けられる。具体的には、１つめの配管ユニット１が最下層に据え付けられ、その上方に２つめの配管ユニット１が揚重されて、据え付けられる。このとき、配管ユニット１の例えばフレームＡなどに親綱設置用のスタンションが仮設され、作業者は安全帯をスタンションに固定して据え付け作業が行われる。

そして、熱量計組込部２３、２５、４３、４５のフランジと短管とが取り外されて熱量計１０１〜１０４が組み込まれる。さらに、二次側配管用タッピング２７には、二次側配管２００が接続されて、配管ユニット１は空調設備と接続される。

このようにして、配管ユニット１が据え付けられて、空調設備と接続された後に、水圧テストなどの各種テストが行われる。

以上のように、この実施の形態に係る発明によれば、熱量計組込部２３、２５、４３、４５を、竪管２〜５と一体化して組み立てることにより、揚重工事、配管工事、支持金物取付工事を省力化することができるため、工期を短縮するとともにコストを削減することができる。具体的には、一度の揚重工事で多くの配管をまとめて揚重することができるので、エレベータの使用回数が減ることにより、工事の手待ち時間がなくなり、工期を短縮することができる。

熱量計組込部２３、２５、４３、４５が配管ユニット１に組み込まれているため、現場で配管ユニット１に取り付ける枝管や弁装置などを削減することができるので、限られた作業スペースであっても効率的に作業することができる。

熱量計組込部２３、２５、４３、４５のバイパス回路２４、２６、４４、４６は、竪管２、４を兼用して構成するので、熱量計組込部２３の管支持金物を減らすことができるため、支持金物取付工事を省力化することができるため、工期を短縮するとともにコストを削減することができる。また、床置き方の弁装置に対して、省スペース化が可能である。

一次分岐弁２１、４１から熱量計組込部２３、２５、４３、４５までの流路の少なくとも一部は、竪管２、４の外周に沿って配設されているので、配管ユニット１全体がコンパクト化され、省スペース化することができる。

一次分岐弁２１、４１およびＹ型ストレーナ２２、４２の配設位置、すなわち、竪管２、４から配管取出位置を床上から低位置（図７に示すｈ１１）とすることにより、一次分岐弁２１、４１およびＹ型ストレーナ２２、４２の操作性、メンテナンス性を向上できる。また、熱量計組込部２３、２５、４３、４５に組み込まれる熱量計１０１〜１０４などの計器周りの整流域を竪方向に確保することができる。さらに、熱量計１０１〜１０４の表示部が、図８に示すように従来通りに接続した場合と比べて低位置となるため、視認し易く、メンテナンスが容易である。

ここで、従来の空調機との接続においては、図８に示すように、竪管から空調機側への枝管の取出高さ（床面からの高さ）ｈ２１は、空調機側タッピング２１０の高さに対して高い位置となるように設定されている。この取出高さｈ２１は、最低でも例えば２４００ｍｍである。このため、熱量計２０２は、空調機側タッピング２１０の高さと同等の高さｈ２２に配設されるため、視認が困難で、メンテナンスにも足場を要するなど手間を要していた。さらに、熱量計２０２にバイパス回路２２４を配設する場合は、熱量計２０２と同一水平面にバイパス回路のための配管スペースが必要となってしまっていた。

配管ユニット１を工場であらかじめ組み立てるプレハブ工法とすることで、現場での溶接作業などを減らすことができるので、コスト、品質を高度に維持することができる。

ここで、現場溶接箇所の比較を図９に示しており、図中の実線は工場での溶接箇所を示し、破線は現場での溶接箇所を示している。図９（ａ）は従来工法を示しており、竪管、枝管はすべて現場で溶接するものである。図９（ｂ）は床板付ライザー工法を示しており、枝管はすべて現場で溶接するものである。図９（ｃ）はこの発明の工法を示しており、竪管、枝管はすべて工場で溶接し、現場での溶接は必要最低限の少数箇所であることがわかる。

さらに、熱量計組込部２３、２５、４３、４５には、フランジと短管とを取り外して熱量計１０１〜１０４を容易に組み込むことができるので、施工が容易になる。また、熱量計１０１〜１０４を、配管ユニット１の据え付け後に組み込むことができるので、搬入時や据え付け時の損傷や、雨など屋外の天候による劣化、損傷を避けることができる。

さらにまた、配管ユニット１は、一次分岐弁２１からＹ型ストレーナ２２までの配管が、略コの字型に形成され、かつ、垂直管２０、４０は竪管２、４と平行しているため、省スペースであるため、運搬や揚重が容易で、コストを削減することができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、二次側配管用弁装置として熱量計１０１〜１０４を組み込む場合について説明したが、弁装置はこれに限定されず、例えば自動制御弁装置などであってもよいことはもちろんである。

また、この実施の形態では、一次分岐弁２１、４１の下流側に二次側配管用弁装置としてＹ型ストレーナ２２、４２を備えるものとして説明したが、Ｙ型ストレーナ２２、４２を備えない構成でもよい。

１ 配管ユニット
２ 竪管（立て配管、主配管）
２１ 一次分岐弁
２２ Ｙ型ストレーナ（二次側弁装置）
２３ ＡＨＵ用熱量計組込部
２４ ＡＨＵ用バイパス回路（バイパス配管）
２５ ＦＣＵ用熱量計組込部
２６ ＦＣＵ用バイパス回路（バイパス配管）
２７ 二次側配管用タッピング
３ 立て配管（主配管）
３５ 二次側配管用タッピング
４ 竪管（立て配管、主配管）
４１ 一次分岐弁
４２ Ｙ型ストレーナ（二次側弁装置）
４３ ＡＨＵ用熱量計組込部
４４ ＡＨＵ用バイパス回路（バイパス配管）
４５ ＦＣＵ用熱量計組込部
４６ ＦＣＵ用バイパス回路（バイパス配管）
４７ 二次側配管用タッピング
５ 竪管（立て配管、主配管）
５７ 二次側配管用タッピング
１０１ ＡＨＵ用熱量計（二次側弁装置）
１０２ ＦＣＵ用熱量計（二次側弁装置）
１０３ ＡＨＵ用熱量計（二次側弁装置）
１０４ ＦＣＵ用熱量計（二次側弁装置）
２００ 二次側配管
Ａ フレーム

Claims (4)

1. 空調や衛生配管の主配管と、二次側配管用弁装置の組込部とをユニットとする配管ユニットであって、
   垂直に配設される主配管と、
   前記主配管と一体化されて配設された一次分岐弁と、
   前記一次分岐弁の下流側に配設され、前記主配管と一体化されて配設された二次側配管用弁装置の組込部と、を備え、
   前記一次分岐弁から前記二次側配管用弁装置の組込部までの流路の少なくとも一部は、前記主配管の外周に沿って配設され、
   前記主配管が前記二次側配管用弁装置の組込部のバイパス配管を兼用する、
   ことを特徴とする配管ユニット。
2. 前記二次側配管用弁装置の組込部は、熱量計組込部である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配管ユニット。
3. 空調や衛生配管の主配管と二次側配管用弁装置の組込部とをユニットとする配管ユニット工法であって、
   垂直に配設される主配管と、前記主配管と一体化されて配設された一次分岐弁と、前記一次分岐弁の下流側に配設され、前記主配管と一体化されて配設された二次側配管用弁装置の組込部とを備える配管ユニットによって、前記一次分岐弁から前記二次側配管用弁装置の組込部までの流路の少なくとも一部は、前記主配管の外周に沿って配設され、前記主配管が前記二次側配管用弁装置の組込部のバイパス配管を兼用する、
   ことを特徴とする配管ユニット工法。
4. 前記二次側配管用弁装置の組込部は、熱量計組込部で構成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の配管ユニット工法。

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