JP6468872B2 - 建築物 - Google Patents

Description

本発明は、二階建て以上の建築物に関する。

従来は、建物内において複数階に亘るように上下に連続的に設けられたシャフトに、給排水管等の設備配管（鋼管や塩ビ管）が収容されていた。シャフトは、例えば、各室とは隔壁によって遮断された状態で設けられていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２７９４４９号公報

ところで、シャフトの上部は、いわゆるハト小屋等の搭屋を介して外部に開放されていることが多く、シャフトの内部空間の空気（以下、「シャフト内空気」と称する）の温度は、外気の影響を受けやすい。したがって、特に、外気温が上昇する夏場等は、シャフト内空気も高温になりがちである。しかも、シャフトは、各室と隔壁によって遮断されているので、外光の差し込まない閉鎖空間となって、その湿度も高くなりがちである。

このような場合、シャフト内空気の温度と、冷たくなっている設備配管の表面温度との間に大きな温度差が生じ、その温度差と比較的高い湿度とに起因して、設備配管の表面に結露が生じることとなる。設備配管の表面に結露が発生すると、設備配管が早期に腐食・劣化する等の不利な面がある。このような結露が生じないようにするために、設備配管の外周を断熱材によって覆う等の断熱工事を講じることが考えられるが、設備配管全てに断熱工事を行うことは、手間もコストもかかるものである。

そこで、手間やコストを抑えながらも、設備配管の表面に結露が発生するのを回避することが望まれていた。

本発明に係る建築物の特徴構成は、
空気調和設備を有する室が備えられた二階建て以上の建築物であって、
複数の階に亘って上下に連続的に設けられると共に通気自在に連通されたシャフトと、
複数の階に亘って延伸する状態で前記シャフトに収容される設備配管と、
前記室の空気を前記シャフトに流通させる送風手段と、が備えられ、
前記シャフトに、前記シャフト内の空気を外部に排出可能な排気口が備えられており、
前記シャフト内に、隣接階間を区切る床版が備えられ、かつ、前記シャフトは、前記床版に貫通開口を設けることで通気自在に構成され、
前記貫通開口の開口面積は、前記排気口に近いものほど大きく設定されている点にある。

本発明によれば、送風手段によって、空気調和設備によって温度調節や湿度調節（除湿）された室の内部空気（以下、「空調空気」と称する）がシャフトに流入し、シャフト内を流動して排気口から外部に排出される。つまり、シャフト内空気に空調空気が混合される。

夏場等においては室が冷房されているため、シャフト内空気に、冷却された空調空気が混合されることで、シャフト内空気の温度が下がって、シャフト内空気の温度と設備配管の表面温度との温度差が小さくなる。この結果、設備配管の表面に結露が発生するのが抑制される。しかも、そもそも空調空気は除湿されているため、シャフト内空気において結露の原因である水分が少なくなり、この点からも、結露は抑えられる。したがって、設備配管に断熱工事を行わずに、設備配管の表面に結露が発生するのを回避することができる。

なお、複数の階に亘って上下に連続的に設けられるシャフトには、シャフト内に床版がなく、シャフトが同じ平面形状のまま上下に連続するものだけでなく、建築基準法上の水平区画等によってシャフト内に床版が存在し、その床版に防火ダンパー付の開口を設けて通気自在に構成したものも含まれる。もちろん、各階におけるシャフトの平面位置や平面形状が多少異なっていても構わない。

本発明においては、
前記送風手段として、前記シャフトに設けられると共に前記シャフト内の空気を外部に強制排気する排気装置が備えられていると好適である。

シャフトの構成としては種々の形態があって、建築基準法上の水平区画によってシャフト内に床版が存在するような場合もあるが、本構成によれば、シャフト内空気は、排気装置の強制排気によって、各階の貫通開口を介して、排気口から確実に外部に排気される。したがって、シャフト内空気が滞留して、シャフト内の空気圧が高圧になり、シャフト内空気が室側へ漏れ出すような事態を避けられる。また、シャフト内に床版が無い場合と比較して、床版に乗って安定した状態でシャフト内の点検やメンテナンスを行うことができる。

また、シャフトが複数階に亘る状態で設けられているため、排気口よりも空気流動方向上手側に位置する階層分の空調空気が累積していき、排気口に近づけば近づくほど、貫通開口には多量の空気が通流することになる。本構成によれば、複数の階の貫通開口のうち、排気口に近いものほど貫通開口の開口面積が大きく設定されているので、排気口に近づくにつれて空調空気が累積したとしても、通流抵抗の少ない状態で良好に貫通開口を通流させることができる。

本発明においては、
前記送風手段として、前記室と前記シャフトとの間に設けられると共に前記室の空気を前記シャフトに強制給気する給気装置が備えられ、
前記排気装置による外部への排気量は、前記給気装置による前記シャフト内への給気量に基づいて決定されると好適である。

本構成によれば、例えば、運転している給気装置の個数や風量に基づいてシャフト内への給気量を求め、その給気量に見合った排気量を設定する等、排気装置による外部への排気量を給気装置によるシャフト内への給気量に基づいて決定することができる。つまり、シャフト内の気圧が高くなり過ぎたり、低くなり過ぎたりすることがない良好な状態で、室の空気を、シャフトを円滑に通流させると共に確実に外部に排気させられる。

本発明においては、
前記貫通開口は、前記シャフト内において前記設備配管が通過する箇所に隣接する状態で設けられていると好適である。

本構成によれば、室の空気は、シャフト内に流入したのち、シャフトの床版に設けられた貫通開口を通して隣接階のシャフト内に流動する。貫通開口が、設備配管が通過する箇所に隣接しているので、シャフト内を流動する空気が、的確にシャフト内において設備配管の表面の近傍を流動することになる。この結果、設備配管の表面への結露発生の防止効果が高まる。

本発明においては、
前記室は、発熱する機器が収容された機械室であり、
前記送風手段は、前記機械室の空気を前記シャフトに流通させるように構成されていると好適である。

本構成によれば、発熱する機器によって機械室の室内温度が上昇するのを防止するために、空気調和設備によって温度調節や湿度調節がなされている。そして、この温度調節等された機械室内の空調空気をシャフトに流通させるようにしたので、別途シャフトへの専用の送風手段を備えずとも、機械室の空調空気を有効利用して、シャフト内における設備配管の結露の発生を防止することができる。

また、発熱する機器としては、電力配電盤やコンピューターサーバー等である場合が考えられるが、このような機器の場合、常時の空気調和（冷房）が必要となるので、必然的にシャフト内への空調空気の給気も常時行われることとなって、設備配管の表面への結露の発生を効果的に防止できる。

建築物の模式断面図である。 建築物の模式天井伏図である。 最下段の階のシャフトの平面図である。 屋上階のシャフトの平面図である。 別実施形態のシャフトの平面図である。 別実施形態のシャフトの平面図である。 別実施形態のシャフトの平面図である。

以下、本発明に係る建築物の実施形態を図面に基づいて説明する。

〔建築物の概要〕
図１に示すように、本発明に係る建築物は、例えば、病院、ホテル、集合住宅等のような空気調和設備を有する室Ｒが備えられた複数階の建築物である。建築物は、例えば、鉄筋コンクリート造であり、上下に隣接する階はスラブ（本発明における「床版」）２によって区画されている。

図２に示すように、各階には、人が居住あるいは滞在する部屋（ロビー、廊下、病室、手術室、検査室等も含まれる）３、電力配電盤やコンピューターサーバー、ネットワーク機器の集線装置（ＨＵＢ）等の発熱する機器Ｍが設置された機械室４等の室Ｒが備えられている。また、室Ｒ以外には、洗面所５等も適宜備えられている。

〔空気調和設備について〕
部屋３は、空気調和設備６によって室内雰囲気の温度調節や湿度調節（除湿）がなされているので、快適な居住環境や作業環境が確保されている。機械室４においては、常時、空気調和設備６が運転され、室内雰囲気の温度調節（冷房）や湿度調節（除湿）がなされ、機器Ｍが熱を持つのが抑制される等して、機器Ｍの故障が防止されている。

〔シャフトについて〕
図１及び図２に示すように、建築物には、平面プラン上必要な箇所に適宜、シャフト７が設けられている。シャフト７は、一階から屋上階までの複数の階に亘って上下に連続的に繋がっている。屋上階には、屋上のスラブ２から立上る状態に、いわゆるハト小屋１９が設けられており、シャフト７の上部は、ハト小屋１９と連続的に繋がっている。ハト小屋１９における外方に臨む側壁２０には、シャフト７内のシャフト内空気を外部に排出可能な排気口２１が形成されている。

シャフト７は、建築基準法上の防火区画の１つである竪穴区画として構成され、シャフト７の内部空間は、各階の周囲の空間に対して、シャフト７の周囲を覆う防火壁８によって区画されている。

シャフト７の内部には、階毎にスラブ２が設けられている。スラブ２に貫通開口１３が開口されており、シャフト７の内部空間は上下階に亘って連通している。即ち、シャフト７は複数の階に亘って上下に通気自在である。

図３に示すように、貫通開口１３は、スラブ２に開口された開口部分１４と、開口部分１４に設置された多孔状部材１５とを備えており、通気性床構造として形成されている。多孔状部材１５は、グレーチングあるいはパンチングメタル等から構成されており、かつ、作業者が載置可能な程度以上の強度を備えている。

〔設備配管について〕
室Ｒには、用途に応じて、設備配管９が配管されている。設備配管９には、例えば、給水管１０、排水管１１、空気調和設備６からのドレン配管１２、給湯配管、電気設備配管、空配管等がある（図１及び図３参照）。特に図示はしないが、設備配管９は、その階の室Ｒの天井懐や下階の天井懐を介して、シャフト７まで引き回される。

図３に示すように、シャフト７に、設備配管９（給水管１０、排水管１１、ドレン配管１２等）の縦管が、複数の階に亘って延伸する状態で収容されている。この設備配管９の縦管に、各室Ｒから引き回された設備配管９が接続され、各室Ｒからの給水や排水等は設備配管９の縦管によって、上階や下階まで導かれる。

シャフト７において、設備配管９は、図３に示すように、貫通開口１３を貫通する状態（平面視で貫通開口１３と重複する状態）で配設されている。即ち、設備配管９と貫通開口１３とは隣接している。シャフト７にはスラブ２が設けられているので、シャフト７や設備配管９のメンテナンス時等には、スラブ２を足場として安定した状態での作業が可能となる。しかも、貫通開口１３を通気性床構造として構成してあるので、開口部分１４の開口面積を大きくして通気量を確保しながらも、作業スペースを広くすることができる。

〔換気設備について〕
図２に示すように、室Ｒ（部屋３、機械室４）や洗面所５には、必要に応じて適宜、換気設備として換気ファン１６や換気ファンＫが備えられている。換気ファン１６や換気ファンＫには、建築基準法を遵守するための機械換気設備や２４時間換気設備が含まれる。そして、特に図示はしないが、換気ファン１６及び換気ファンＫによる空気の引き込みを良好に行わせるために、各室Ｒには空気の取入口が設けられている。

シャフト７から遠い位置にある部屋３等の換気ファンＫは、換気ダクトＴを介して外部に接続されており、換気ファンＫからの排気は、外壁等から直接外部に排気される。

シャフト７に近い位置にある部屋３や機械室４の換気ファン１６は、換気ダクト１８を介してシャフト７に接続されており、換気ファン１６からの排気は、シャフト７の内部空間に排気されている。換気ファン１６が駆動によって、室Ｒ（部屋３、機械室４）の空調空気がシャフトに流通（強制給気）される。

即ち、換気ファン１６が、本発明の「送風手段」に兼用されている。これにより、コストの低減が図られている。しかも、外壁から離れた箇所に位置する室Ｒの場合、換気ファン１６からの排気を外壁から排出しようとすると、ダクト長が長くなってコスト増となるが、本発明では、換気ファン１６からの排気を近い位置にあるシャフト７に排出するので、ダクト長を短く抑えられ、コストの軽減を図ることができる。

なお、特に図示はしていないが、換気ダクト１８とシャフト７との接続部２３（図３参照）には、防煙防火ダンパー（ＳＦＤ）や防火ダンパー（ＦＤ）が備えられている。また、換気ファン１６や換気ファンＫは、各室Ｒの天井に設けたり、換気ダクト１８における途中部分やシャフト７側の端部に設けたりすることができる。

〔排気ファンについて〕
図１に示すように、ハト小屋１９において、排気口２１に排気ファン１７が設けられている。排気ファン１７によって、シャフト７のシャフト内空気が外部に強制排気される。即ち、排気ファン１７も本発明の「送風手段」に相当する。

したがって、図１に示すように、換気ファン１６によって各室Ｒから給気された空調空気は、シャフト７の内部で合流し、さらに、排気ファン１７の吸引力によって、確実に排気口２１から外部に排気される。

〔制御部について〕
本発明では、図１に示すように、各換気ファン１６及び排気ファン１７は、制御線及び電源線等を介して、制御部Ｃと連結されている。制御部Ｃは、例えば、中央管理室や建築物内に設けられた制御盤等に配設されている。制御部Ｃは、換気ファン１６の駆動状態を検知して、換気ファン１６による給気量を演算し、それに基づいて、排気ファン１７の駆動状態を制御して、適切な排気量を確保する。

制御部Ｃの制御について具体的に説明する。各換気ファン１６が換気量固定タイプである場合は、駆動していれば各換気ファン１６の給気量（換気量）は一義的に決まるし、各換気ファン１６が換気量調節可能タイプである場合は、その電流値等を検知することで、各換気ファン１６の給気量（換気量）を検出することができる。そして、制御部Ｃは、各換気ファン１６の給気量を合計し、その合計量に基づいて排気ファン１７を駆動させる。これにより、空調空気が、シャフト７の内部で滞留することなく排気口２１に向けて流動する。

また、全ての換気ファン１６が停止している場合は、制御部Ｃは、所定量の排気をするように排気ファン１７を駆動させると好適である。これにより、排気ファン１７の吸引力によって、室Ｒの空調空気がシャフト７に強制的に引き込まれ、シャフト７のシャフト内空気が流動する。

〔空調空気による作用効果について〕
以上のような構成により、以下の作用効果が奏される。室Ｒからの空調空気は、温度調節及び湿度調節されているため、シャフト７において、シャフト内空気に空調空気が混合されて、設備配管９の表面温度とシャフト内空気との温度差は、空調空気が流入しない場合に比べて小さくなり、かつ、シャフト内空気の湿度は低くなる。この結果、設備配管９の表面に結露が生じにくくなる。したがって、設備配管９の表面に結露防止用の断熱材を装着するといた断熱工事が不要となって、コストの低減が可能となる。

〔シャフト内の詳細構造等について〕
図１に示すように、貫通開口１３の開口面積は、排気口２１に近いものほど大きく設定されている。即ち、図３に示すように、排気口２１から最も離れた最下階天井のスラブ２では、貫通開口１３の開口面積が最も小さく設定され、排気口２１に近づく上階になるにつれて、貫通開口１３の開口面積は徐々に大きくなる。そして、図４に示すように、屋上階のスラブ２に形成される貫通開口１３の開口面積が最も大きく設定されている。

複数の階のうち排気口２１に近い階になるほど、換気ファン１６によって給気される空調空気が合流、累積していくが、排気口２１に近い貫通開口１３ほど開口面積が大きくなるように設定されているので、排気口２１に近い階の貫通開口１３を累積して大量となった空気が通流しようとしても、通流抵抗が大きくならず、空気の流動が円滑に行われる。

また、図３に示すように、貫通開口１３は、シャフト７における１つの隅部２２に対応する箇所に形成されている。一方、シャフト７と換気ダクト１８との接続部２３は、貫通開口１３に対して対角線上に位置する他方の隅部２４に形成されている。

このように接続部２３と貫通開口１３とが対角線上に位置するように設けることで、接続部２３から給気された空気は、シャフト７の内部空間内を横断するように通流する。その結果、シャフト７内の空気と給気された空気とが効率よく混合して、シャフト７内部空間の略全域にわたってシャフト７内の温度が略均等に室Ｒの温度に近づくように変化する。

上述したように、設備配管９が、通気性床構造である貫通開口１３の中央部を貫通しているため（図３参照）、即ち、貫通開口１３と設備配管９とが隣接しているため、貫通開口１３を通して流通する空気が、設備配管９の表面に沿って流動する。この結果、設備配管９への結露の発生がさらに抑制される。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、送風手段Ｆとして、給気装置（換気ファン１６）と排気装置（排気ファン１７）とを備える構成としたが、給気装置（換気ファン１６）だけを備える構成としてもよく、また、排気装置（排気ファン１７）だけを備える構成として良い。これらの何れか一方のみであっても、室Ｒの空調空気をシャフト７に流通させることが可能である。

（２）上記実施形態では、用途上必要であったり、建築基準法遵守のために必要であったりする換気ファン１６を換気設備（送風手段）として兼用する例を示したが、本発明の換気設備専用の換気ファン１６を備えても良い。

（３）上記実施形態では、制御部Ｃを備えて換気設備の換気量と排気設備の換気量との調整を行う例を示したが、換気ファン１６が常時運転されるもの（建築基準法上の２４時間換気設備を含む）のみから構成されるのであれば、換気量の合計が一義的に決まるので、制御部Ｃを設ける必要はない。また、制御部Ｃを設けない場合、建築プランから、換気量の合計を推定し、換気量を決めておくことも可能である。

（４）上記実施形態では、一つの排気装置（排気ファン１７）をハト小屋１９に備えられた一つの排気口２１に設置する構成としたが、排気口２１及び排気装置の位置や数は適宜変更可能である。例えば、免震構造の建築物の場合、免震層が外部に連通しているので、免震層を排気口２１に見立て、シャフト７を免震層に連通させると共に、シャフト内空気が免震層を介して外部に排気されるように排気装置を設置することも可能である。

（５）上記実施形態では、貫通開口１３として、開口率が全領域に亘って同じ多孔状部材１５を、シャフト７の１つの隅部２２に備える構成を示したが、貫通開口１３の位置及び数及び多孔状部材１５の開口率等は、これに限られるこのではなく、例えば、この構成に代えて、次の（５−１）〜（５−３）のように構成するものでも良い。

（５−１）図５に示すように、貫通開口１３として、設備配管９が隣接する箇所では、多孔状部材１５の開口率を大きめに設定した大開口部１３Ａを備え、その他の箇所は多孔状部材１５の開口率を小さめに設定した小開口部１３Ｂを備える構成としても良い。

（５−２）図６に示すように、貫通開口１３が、接続部２３と対向する側の縦壁２６における左右隅部２２，２５に振り分けて備えられ、貫通開口１３の並び方向において、接続部２３が縦壁２７の中間部位置に備えられる構成としても良い。

（５−３）図７に示すように、設備配管９が貫通開口１３を貫通せず、設備配管９が直接スラブ２を貫通すると共に、貫通開口１３が、設備配管９と隣接するように、スラブ２のうち設備配管９と少しだけ離れた箇所に開口されていても良い。

（６）上記実施形態では、貫通開口１３の開口面積が、排気口２１に近いものほど徐々に大きくなるように設定される構成としたが、この構成に代えて、例えば、排気口２１から遠い側の複数階分の貫通開口１３を第１開口面積に構成し、排気口２１に近い側の複数階分の貫通開口１３を、第１開口面積よりも大きい第２開口面積に構成してあっても良い。
また、全ての貫通開口１３を、同じ開口面積に構成してあっても良い。

（７）上記実施形態では、全ての設備配管９が貫通開口１３を貫通するように構成した例を示したが、例えば給水管１０のように、内部に冷たい水が流通する等して表面温度が他の設備配管９よりも低くなりがちなものに関しては、非常に結露しやすいため、このようなものに関しては断熱材を装着することも考えられる。そのような場合は、図６に示すように、給水管１０を、スラブ２のうち貫通開口１３がない箇所を貫通するように設けてあっても良い。また、断熱材を装着した設備配管９を貫通開口１３と隣接する位置に配設することは何ら問題ない。

（８）上記実施形態では、空気調和設備６を備えた室Ｒ（直接的に空気調和設備６を備えている室）の空調空気を直接シャフトへ給気するように構成してあるが、例えば、空気調和設備６を備えた室Ｒから空調空気を取り込んで空調している室（間接的に空気調和設備を備えている室）から、空調空気を取り込んでシャフト７に給気する構成であっても良い。

（９）上記実施形態では、シャフト７が竪穴区画として構成されるものを示したが、水平区画として構成されるものでも良い。この場合には、シャフト７の各階におけるスラブ２に形成される貫通開口１３には、それぞれ防煙防火ダンパー（ＳＦＤ）を備える必要がある。また、上記実施形態においては、竪穴区画としてのシャフト７に、スラブ２が備えられている例を示したが、スラブ２を備えずに、シャフト７が完全に上下に連通するような構成であっても良い。

本発明は、鉄筋コンクリート造以外の建築物、例えば、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、木造等の建築物にも適用可能である。

２ スラブ（床版）
４ 機械室
６ 空気調和設備
７ シャフト
９ 設備配管
１３ 貫通開口
１６ 換気ファン（給気装置）
１７ 排気ファン（排気装置）
２１ 排気口
Ｆ 送風手段
Ｒ 室
Ｍ 機器

Claims (5)

1. 空気調和設備を有する室が備えられた二階建て以上の建築物であって、
   複数の階に亘って上下に連続的に設けられると共に通気自在に連通されたシャフトと、
   複数の階に亘って延伸する状態で前記シャフトに収容される設備配管と、
   前記室の空気を前記シャフトに流通させる送風手段と、が備えられ、
   前記シャフトに、前記シャフト内の空気を外部に排出可能な排気口が備えられており、
   前記シャフト内に、隣接階間を区切る床版が備えられ、かつ、前記シャフトは、前記床版に貫通開口を設けることで通気自在に構成され、
   前記貫通開口の開口面積は、前記排気口に近いものほど大きく設定されている建築物。
2. 前記送風手段として、前記シャフトに設けられると共に前記シャフト内の空気を外部に強制排気する排気装置が備えられている請求項１に記載の建築物。
3. 前記送風手段として、前記室と前記シャフトとの間に設けられると共に前記室の空気を前記シャフトに強制給気する給気装置が備えられ、
   前記排気装置による外部への排気量は、前記給気装置による前記シャフト内への給気量に基づいて決定される請求項２に記載の建築物。
4. 前記貫通開口は、前記シャフト内において前記設備配管が通過する箇所に隣接する状態で設けられている請求項１から３の何れか一項に記載の建築物。
5. 前記室は、発熱する機器が収容された機械室であり、
   前記送風手段は、前記機械室の空気を前記シャフトに流通させるように構成されている請求項１から４の何れか一項に記載の建築物。

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