JP6393068B2 - 加圧防煙システム - Google Patents

Description

本発明は、火災時に避難経路を確保するための加圧防煙システムであって、特に、火災が発生している居室である火災室に通じる避難室への加圧給気を行う避難室給気手段を備えた加圧防煙システムに関する。

オフィスビルなどの建物内の居室にて火災が発生した場合、その火災が発生している居室である火災室の煙が階段室などに通じる避難経路側へ漏れ出ることを防止するために、当該火災室に近接する附室などの避難室に対して給気して当該避難室の内圧を上昇させる所謂加圧給気を行う加圧防煙システムが知られている（例えば特許文献１を参照。）。

また、火災室の天井面に分散配置された天井面排気口から排煙を行う排煙システムとして、煙の拡散を防止するために、当該排煙と同時に火災室の床面に分散配置された床面給気口から火災室に給気することで、火災室にて煙を天井面付近に誘導するものが知られている（例えば特許文献２を参照。）。

特開２００３−１８５２０６号公報 特開平０２−１１０２４０号公報

パーティションなどの間仕切りにより複数の小空間に区画されている居室にて火災が発生した場合、火災発生位置やレイアウトなどによって居室全体に多種多様な圧力分布が生じることになる。
このように居室が区画される建物において、上記従来の加圧防煙システムを導入する場合には、先ず居室のレイアウトを特定した上で、火災が発生した場合の居室における圧力分布や避難室から火災室への加圧給気の流入状態などをシミュレートして、防煙効果を十分に検証しておく必要がある。よって、居室のレイアウトを変更した場合には、再度煩雑な防煙効果の検証を行う必要が生じる。

また、火災時に避難室に対して加圧給気を行うと、避難室の内圧は安定して上昇するが、火災室に設けられた間仕切りなどの影響で、火災室の内圧は不均一又は不安定になる場合がある。このように火災室の内圧が不均一又は不安定になる場合には、扉の開閉時に又は扉の隙間などを介して、避難室から火災室へ比較的多くの空気が不安定な状態で流入する。すると、上記従来の排煙システムにより天井面からの排煙と床面からの給気とを同時に行って、火災室の煙を天井面付近に誘導したとしても、避難室から火災室への比較的多くの空気の不安定な流入により、天井面付近の煙が拡散し、結果、避難に支障が生じる場合がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、間仕切りなどのレイアウトに拘らず火災室の内圧を均一で安定した状態に維持して、避難室と火災室との圧力差を適正な状態に保つことで、避難室から火災室への空気の流入を少量且つ安定したものに維持して火災室の煙の拡散を抑制し、避難経路を良好な状態で確保することができる技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、
火災が発生している居室である火災室に通じる避難室への加圧給気を行う避難室給気手段を備えた加圧防煙システムであって、
前記避難室に対する前記火災室の陰圧状態を維持しながら、前記火災室への加圧給気を行う火災室給気手段を備え、
空調装置から前記居室に空調用空気を導く空調用給気ダクト経路が配置され、
前記避難室給気手段及び前記火災室給気手段が、前記空調用給気ダクト経路を利用して前記避難室及び前記火災室への加圧給気を行い、
前記空調用給気ダクト経路には、火災時に作動して外気を内部に強制的に取り込む給気用ファンが前記空調装置とは別に接続されており、
火災時に遮断されて前記空調装置と前記空調用給気ダクト経路との間の通風を停止するダンパが設けられている点にある。

本特徴構成によれば、居室で火災が発生している火災時において、火災室給気手段により火災室に対して加圧給気が行われるので、火災室の内圧が上昇する。すると、火災室が間仕切りなどにより複数の小空間に区画されていた場合でも、内圧上昇が火災室全体に伝わることで、火災室の内圧を略均一な状態に維持することができる。
更に、火災室給気手段による火災室に対する加圧給気では、同時に加圧給気が行われる避難室に対して、火災室の陰圧状態が維持されるので、避難室と火災室との圧力差が適正な状態に保たれることになる。
従って、本発明により、避難室から火災室への空気の流入を少量且つ安定したものに維持して火災室の煙の拡散を抑制し、避難経路を良好な状態で確保することができる。
更に、本特徴構成によれば、専用の給気ダクト経路を設ける必要がなく、既存の空調用給気ダクト経路を利用して、避難室及び火災室への加圧給気を行うことができるので、加圧防煙システム導入のためのコストを低減することができる。

本発明の第２特徴構成は、
前記居室に複数の居室給気口が分散配置され、
前記火災室給気手段が、前記複数の居室給気口を通じて前記火災室への加圧給気を行う点にある。

本特徴構成によれば、火災時において、火災室給気手段により、火災室に分散配置された複数の居室給気口を通じて当該火災室全体に亘って加圧給気が行われることになるので、火災室の内圧を一層均一なものとすることができる。

本発明の第３特徴構成は、
前記居室の床面に居室給気口が配置され、
前記火災室給気手段が、前記居室給気口を通じて前記火災室への加圧給気を行う点にある。

本特徴構成によれば、火災時において、火災室給気手段により、火災室の床面に配置された居室給気口を通じて当該火災室に床面から上方に向けて加圧給気が行われることになるので、火災室にて煙を天井面付近に誘導し、その下方側の空間を煙が少ない避難経路として確保することができる。

本発明の第４特徴構成は、
前記居室の天井側に、煙を排出する居室排気口が配置されている点にある。

本特徴構成によれば、火災時において、火災室の天井側に配置された居室排気口を通じて当該火災室の天井面付近の煙が大気に排出されることになるので、火災室において天井面に向かう気流を安定して発生させて、火災室の煙を天井面付近に誘導し、その下方側の空間を煙が少ない避難経路として確保することができる。

本発明の第５特徴構成は、
前記居室に設けられた居室排気口から空調装置に前記居室の室内空気を導く空調用排気ダクト経路が配置され、
前記空調用排気ダクト経路には、火災時に作動して当該空調用排気ダクト経路の空気を大気に排出する排気用ファンが前記空調装置とは別に接続されており、
火災時に遮断されて前記空調装置と前記空調用排気ダクト経路との間の通風を停止するダンパが設けられている点にある。

第１実施形態の加圧防煙システムの概略構成図 第２実施形態の加圧防煙システムの別実施形態の概略構成図

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について、図１に基づいて説明する。
本実施形態に係る加圧防煙システムは、建物１００内の居室１において火災Ｆが発生した場合、居室１からの避難経路を良好な状態で確保するためのシステムであり、詳細については後述するが所定の避難室給気手段Ｘ１、火災室給気手段Ｙ、及び排煙手段Ｚを構成する各種機器、並びに、これら機器を制御する制御装置（図示省略）などを備えて構成されている。

先ず、建物１００及び建物１００に設置された各種機器の構成について説明する。
建物１００は、オフィスビルなどのように各階に居室１が設けられた多層階建築物として構成され、この建物１００の各階には、居室１の他に、各階に通じる階段５ａが設けられた階段室５と、その階段室５に対して扉７を介して連接すると共に居室１に対して扉７及び廊下６を介して連接する附室３とが設けられている。
このような廊下６、附室３、及び階段室５は、居室１において火災Ｆが発生した際に、その火災Ｆが発生した居室１である火災室Ａに対して直接的又は間接的に通じる空間であると言え、当該火災室Ａからの避難経路となり得る避難室Ｂとして機能する。

建物１００の屋上などの共有スペースには、各居室１に対してセントラル方式の空調を行うための空調装置５０が設置されている。この空調装置５０には、各居室へ空調用空気を供給するための空調用給気ダクト経路Ｌａ、及び、各居室１から排出された室内空気を取り込むための空調用排気ダクト経路Ｌｂが接続されている。

上記空調用給気ダクト経路Ｌａは、空調装置５０側から順に、各階に亘って鉛直方向に延出する姿勢で敷設された給気用集合ダクト３１、各階において当該給気用集合ダクト３１から分岐して水平方向に延出する姿勢で敷設された床下給気用ダクト１１、及び、床下給気用ダクト１１に連接すると共に居室１の床面１ｂの下方空間として形成され床面１ｂに略均等に分散配置された複数の床面給気口１０ａ（居室給気口の一例）を介して居室１に通じる床下チャンバ１０などからなる。
一方、空調用排気ダクト経路Ｌｂは、空調装置５０側から順に、各階に亘って鉛直方向に延出する姿勢で敷設された排気用集合ダクト４１、各階において当該排気用集合ダクト４１から分岐して水平方向に延出する姿勢で敷設された天井裏排気用ダクト２１、及び、当該天井裏排気用ダクト２１に連接すると共に居室１の天井面１ｄの上方空間として形成され天井面１ｄに略均等に分散配置された複数の天井面排気口２０ａ（居室排気口の一例）を介して居室１に通じる天井裏チャンバ２０などからなる。

更に、給気用集合ダクト３１には、空調装置５０との接続部に配置されたダンパ５１と、各階に対応して配置された複数のダンパ３２とが設けられている。
一方、排気用集合ダクト４１には、空調装置５０との接続部に配置されたダンパ５２と、各階に対応して配置された複数のダンパ４２とが設けられている。

各階に設けられた床下給気用ダクト１１には、ダンパ１３とそのダンパ１３の開度を制御して床下給気用ダクト１１における通風量を所定の設定通風量に設定する定風量制御装置１２とが配置されている。
一方、各階に設けられた天井裏排気用ダクト２１には、通風量を調整するためのダンパ２３が配置されている。

上記のようなダクト構造を採用することにより、空調装置５０で冷却又は加熱された空調用空気が、給気用集合ダクト３１を介して床下給気用ダクト１１に供給され、定風量制御装置１２により空調用の設定通風量に設定された後に、床下チャンバ１０に流入する。そして、その床下チャンバ１０に流入した空調用空気が床面給気口１０ａを介して居室１に吹き出されて、居室１の空調が行われることになる。
同時に、この居室１への空調用空気の供給に伴って、居室１の天井面１ｄ付近の室内空気が、上記空調用排気ダクト経路Ｌｂにおいて、天井面排気口２０ａを介して天井裏チャンバ２０に流入し、ダンパ２３により通風量が調整された状態で天井裏排気用ダクト２１に供給され、排気用集合ダクト４１を介して空調装置５０に取り込まれる。
尚、この空調装置５０では、取り込んだ室内空気を空調用空気として還流させることができ、また、その一部を外気と置換することで居室１に外気を取り込むことができる。

次に、この建物１００に設置された加圧防煙システムの構成について説明する。
この建物１００に導入される加圧防煙システムは、導入コストの削減のために、上述したような既設の空調用給気ダクト経路Ｌａ及び空調用排気ダクト経路Ｌｂを利用したものとして構成されている。
給気用集合ダクト３１には、外気を内部に強制的に取り込むための給気用ファン３０が接続されており、一方、排気用集合ダクト４１には、内部を通流する室内空気を強制的に大気に放出するための排気用ファン４０が接続されている。
また、これら給気用ファン３０及び排気用ファン４０は、通常時は停止状態に維持されており、居室１に設けられた火災検知器としての煙感知器８により火災Ｆの発生が検知された際に作動する火災検知連動式のファンとして構成されている。

また、各階に設けられた天井裏排気用ダクト２１には、通常時は閉状態で維持されており、火災Ｆが発生した際の手動開放装置（図示省略）の操作等により開放される排煙ダンパ２２が、上述した通風量調整用のダンパ２３に対して並列状態で配置されている。
更に、各階において、給気用集合ダクト３１から分岐して附室３に開口する附室給気用ダクト１４が設けられている。この附室給気用ダクト１４には、通常時は閉状態で維持されており、火災Ｆが発生した際の手動開放装置（図示省略）の操作等により開放される排煙ダンパ１５が配置されている。

そして、煙感知器８により火災Ｆの発生を検知した際には、空調装置５０の運転が停止され、ダンパ５１，５２が遮断されることで、その空調装置５０と空調用給気ダクト経路Ｌａ及び空調用排気ダクト経路Ｌｂとの間の通風が停止された状態で、給気用ファン３０及び排気用ファン４０の作動が開始され、排煙ダンパ２２，１５が開放される。

煙感知器８により火災Ｆの発生を検知して給気用ファン３０が作動すると共に排煙ダンパ１５が開放されることにより、給気用ファン３０から給気用集合ダクト３１に取り込まれた外気が、附室給気用ダクト１４を通じて避難室Ｂとしての附室３に供給され、当該附室３の内圧が上昇する。このように避難室Ｂとしての附室３に対して給気して内圧を上昇させる所謂加圧給気を行う手段を避難室給気手段Ｘ１と呼ぶ。
そして、このような避難室給気手段Ｘ１により附室３に対して加圧給気が行われることにより、火災室Ａの煙が廊下６を通じて附室３側へ漏れ出ることが防止されるので、火災室Ａから廊下６、附室３、及び階段室５などへの避難経路が確保されることになる。

更に、煙感知器８により火災Ｆの発生を検知して給気用ファン３０が作動することで、給気用集合ダクト３１に取り込まれた外気が、床下給気用ダクト１１、床下チャンバ１０、及び、床面給気口１０ａを通じて、火災Ｆが発生している居室１である火災室Ａに、床面１ｂから供給されて、居室１の内圧についても上昇する。このように火災室Ａに対して給気して内圧を上昇させる所謂加圧給気を行う手段を火災室給気手段Ｙと呼ぶ。ここで、避難室給気手段Ｘ１及び火災室給気手段Ｙは、夫々のダクト１４，１１の口径やダンパ１５，１３の開度調整により、避難室Ｂに対する火災室Ａの陰圧状態を維持するように構成されている。
そして、このような火災室給気手段Ｙにより火災室Ａに対して加圧給気が行われることにより、火災室Ａがパーティションなどの間仕切り１ａなどにより複数の小空間に区画されていた場合でも、火災室Ａの内圧が均一な状態に維持されることになる。
また、この火災室給気手段Ｙにより、床面１ｂに配置された床面給気口１０ａを通じて火災室Ａに加圧給気が行われるので、火災室Ａで発生する煙は天井面１ｄ付近に誘導されることになり、その下方側の空間が、煙が少ない避難経路として確保されることになる。

更に、上記避難室給気手段Ｘ１による附室３への加圧給気と、火災室給気手段Ｙによる火災室Ａへの加圧給気とを併用することにより、附室３を含む避難室Ｂと火災室Ａとの圧力差が適正且つ安定した状態で保たれて、避難室Ｂから火災室Ａへの空気の流入を少量且つ安定したものに維持される。よって、火災室Ａの煙の拡散が抑制され、火災室Ａから階段室５に至る避難経路が一層良好な状態で確保されることになる。

更に、煙感知器８により火災Ｆの発生を検知して排気用ファン４０が作動すると共に排煙ダンパ２２が開放されることにより、火災室Ａの天井面１ｄ付近の煙が、天井面排気口２０ａを通じて天井裏チャンバ２０に取り込まれ、天井裏排気用ダクト２１、排気用集合ダクト４１を介して、排気用ファン４０により大気に排出される。
このように、居室排気口としての天井面排気口２０ａを通じて、当該火災室Ａの煙を大気へ排出する排煙手段Ｚと呼ぶ。
このように火災室Ａの天井面１ｄ側に天井面排気口２０ａが配置されていることにより、その天井面排気口２０ａを通じて火災室Ａからの排煙が行われるので、火災室Ａにて発生する煙が一層良好に天井面１ｄ付近に誘導されて良好に排出されることになる。尚、天井面排気口２０ａの代わりに、居室１の側壁上方などの天井側に、煙を排出する居室排気口を備えても構わない。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態について、図２に基づいて説明する。
尚、上記第１実施形態と重複する説明は割愛する。
図２に示す建物１０１では、居室１と階段室５との間に廊下６が配置されている。尚、この廊下６は、附室３など別の避難室Ｂであっても構わない。
また、この場合について、避難室Ｂとして居室１に対して直接的に通じる避難室Ｂとしての廊下６に対して加圧給気を行うように構成することができるが、本実施形態の避難室給気手段Ｘ２は、居室１に対して廊下６を挟んで間接的に通じる避難室Ｂとしての階段室５に対して加圧給気を行うように構成されている。
更に、避難室給気手段Ｘ２は、既存の空調用給気ダクト経路Ｌａを利用するのではなく、専用の給気ダクト経路Ｌｃを利用して、階段室５への加圧給気を行うように構成されている。

この専用の給気ダクト経路Ｌｃについては、空調装置５０には接続されておらず、給気用ファン６０側から順に、各階に亘って鉛直方向に延出する姿勢で敷設された給気用集合ダクト６１、及び、各階において当該給気用集合ダクト６１から分岐して水平方向に延出して階段室５に開口する階段室給気用ダクト６２などからなる。更に、この階段室給気用ダクト６２には、通常時は閉状態で維持されており、火災Ｆが発生した際の手動開放装置（図示省略）の操作等により開放される排煙ダンパ６３が配置されている。

そして、煙感知器８により火災Ｆの発生を検知して給気用ファン６０が作動すると共に排煙ダンパ６３が開放されることにより、給気用ファン６０から給気用集合ダクト６１に取り込まれた外気が、階段室給気用ダクト６２を通じて避難室Ｂとしての階段室５に供給され、当該階段室５の内圧が上昇する。
すると、このような避難室給気手段Ｘ２により階段室５に対して加圧給気が行われることにより、火災室Ａの煙が廊下６を通じて階段室５側へ漏れ出ることが防止されるので、火災室Ａから廊下６及び階段室５などへの避難経路が確保されることになる。

更に、上記第１実施形態と同様に、火災室給気手段Ｙにより、床面１ｂに配置された床面給気口１０ａを通じて火災室Ａに加圧給気が行われる。
そして、上記避難室給気手段Ｘ２による階段室５への加圧給気と、火災室給気手段Ｙによる火災室Ａへの加圧給気とを併用することにより、階段室５を含む避難室Ｂと火災室Ａとの圧力差が適正且つ安定した状態で保たれて、避難室Ｂから火災室Ａへの空気の流入を少量且つ安定したものに維持される。よって、火災室Ａの煙の拡散が抑制され、火災室Ａから階段室５に至る避難経路が一層良好な状態で確保されることになる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、避難室給気手段Ｘ１，Ｘ２により加圧給気される避難室Ｂを、附室３や階段室５としたが、加圧給気の対象となる避難室Ｂとしては、上記実施形態で示したものの他に、非常用エレベータの乗降ロビーなどであってもよく、要するに、居室１に対して直接又は間接的に通じる空間であって、当該居室１で火災Ｆが発生した際に避難通路として利用される空間であればよい。

（２）上記実施形態では、避難室給気手段Ｘ１，Ｘ２及び火災室給気手段Ｙにより避難室Ｂに対する火災室Ａの陰圧状態を維持するべく夫々のダクトの口径やダンパの開度調整を行うこととしたが、火災室Ａ及び避難室Ｂの夫々に圧力センサを設け、これら圧力センサの検出結果に基づいて火災室Ａ及び避難室Ｂの夫々に対する加圧給気量を制御することで、上記陰圧状態を維持するように構成しても構わない。

（３）上記実施形態では、火災室Ａへの加圧給気を行うための居室給気口を、床面１ｂに略均等に分散配置された複数の床面給気口１０ａとしたが、居室１から避難室Ｂへの出入り口付近に集中的に設けたり、間仕切りされた小部屋などの一部に設けたり、側壁の下方部に設けるなど、当該居室給気口の数量及び設置位置については適宜改変可能である。

（４）上記実施形態では、火災室Ａからの排煙を行うための居室排気口を、天井面１ｄに分散配置された複数の天井面排気口２０ａとしたが、居室１から避難室Ｂへの出入り口付近に集中的に設けたり、間仕切りされた小部屋などの一部に設けたり、側壁の上方部に設けるなど、当該居室排気口の数量及び設置位置については適宜改変可能である。

（５）上記実施形態では、火災室給気手段Ｙについて、既存の空調用給気ダクト経路Ｌａを利用して火災室Ａへの加圧給気を行うように構成したが、空調用給気ダクト経路Ｌａとは別に、加圧給気を行うための専用の給気ダクト経路を設け、その専用の給気ダクト経路を利用して火災室Ａへの加圧給気を行うように構成しても構わない。
また、上記実施形態では、排煙手段Ｚについて、既存の空調用排気ダクト経路Ｌｂを利用して火災室Ａからの排煙を行うように構成したが、空調用排気ダクト経路Ｌｂとは別に、排煙を行うための専用の排煙ダクト経路を設け、その専用の排煙ダクトを利用して火災室Ａからの排煙を行うように構成しても構わない。

（６）上記実施形態では、排煙手段Ｚについて、排気用ファン４０の吸引力を利用して排煙を行うように構成したが、排気用ファン４０を省略し、火災室給気手段Ｙによる火災室Ａへの加圧給気力を利用して、火災室Ａの煙を天井面排気口２０ａから押し出す所謂押し出し排煙を行うように構成しても構わない。

本発明は、各種建築物において、避難室から火災が発生している居室である火災室への空気の流入を少量且つ安定したものに維持して火災室の煙の拡散を抑制し、避難経路を良好な状態で確保することができる加圧防煙システムとして好適に利用できる。

１ ：居室
１ｂ ：床面
１ｄ ：天井面
３ ：附室（避難室）
５ ：階段室（避難室）
６ ：廊下（避難室）
１０ａ ：床面給気口（居室給気口）
２０ａ ：天井面排気口（居室排気口）
５０ ：空調装置
Ａ ：火災室
Ｂ ：避難室
Ｆ ：火災
Ｌａ ：空調用給気ダクト経路
Ｘ１，Ｘ２：避難室給気手段
Ｙ ：火災室給気手段

Claims (5)

1. 火災が発生している居室である火災室に通じる避難室への加圧給気を行う避難室給気手段を備えた加圧防煙システムであって、
   前記避難室に対する前記火災室の陰圧状態を維持しながら、前記火災室への加圧給気を行う火災室給気手段を備え、
   空調装置から前記居室に空調用空気を導く空調用給気ダクト経路が配置され、
   前記避難室給気手段及び前記火災室給気手段が、前記空調用給気ダクト経路を利用して前記避難室及び前記火災室への加圧給気を行い、
   前記空調用給気ダクト経路には、火災時に作動して外気を内部に強制的に取り込む給気用ファンが前記空調装置とは別に接続されており、
   火災時に遮断されて前記空調装置と前記空調用給気ダクト経路との間の通風を停止するダンパが設けられている加圧防煙システム。
2. 前記居室に複数の居室給気口が分散配置され、
   前記火災室給気手段が、前記複数の居室給気口を通じて前記火災室への加圧給気を行う請求項１に記載の加圧防煙システム。
3. 前記居室の床面に居室給気口が配置され、
   前記火災室給気手段が、前記居室給気口を通じて前記火災室への加圧給気を行う請求項１又は２に記載の加圧防煙システム。
4. 前記居室の天井側に、煙を排出する居室排気口が配置されている請求項１〜３の何れか１項に記載の加圧防煙システム。
5. 前記居室に設けられた居室排気口から空調装置に前記居室の室内空気を導く空調用排気ダクト経路が配置され、
   前記空調用排気ダクト経路には、火災時に作動して当該空調用排気ダクト経路の空気を大気に排出する排気用ファンが前記空調装置とは別に接続されており、
   火災時に遮断されて前記空調装置と前記空調用排気ダクト経路との間の通風を停止するダンパが設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の加圧防煙システム。

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