JP6782913B2 - 建物の火災時煙制御システム - Google Patents

Description

本発明は、建物の火災時煙制御システムに関する。

従来、ビルやマンションなどの建物には、建物の窓等の開口部を排煙口として利用しつつ自然な煙の流れによって火災時に発生した煙を外部に排出させる自然排煙方式の排煙設備を備えたものがある。

また、火災時に、給気ファン（排気排煙ファン）を駆動させ、天井などに設けられた吸込口からダクトを通じて煙を強制的に外部に排出させる機械排煙方式の排煙設備を備えたものもある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００１−１９０７０２号公報 特開２００５−１８５４７０号公報

一方、例えば大規模な医療施設や老人介護施設等の建物においては、ストレッチャーや車椅子での避難を考慮することが必要になるなど、特殊な避難時の行動を予め予測し、有効適切に防火設備や防煙設備を設けることが重要になる。

このため、上記従来の自然排煙方式、機械排煙方式の排煙設備をより効果的、効率的、且つ長時間にわたって排煙が行えるようにすることが強く望まれている。

上記事情に鑑み、本発明は、より効果的、効率的、且つ長時間にわたって継続的に排煙が行える建物の火災時煙制御システムを提供することを目的とする。

本発明の建物の火災時煙制御システムは、火災時に建物内の煙の流れを制御するためのシステムであって、防火区画壁によって区画され、建物内に複数設定された防火・防煙区画と、各防火・防煙区画に設けられ、火災時に開いて火災が発生した前記防火・防煙区画から煙を外部に排出させるための排煙口を備えた自然排煙設備と、火災時に駆動し、火災が発生していない前記防火・防煙区画に空気を加圧供給するとともに、前記火災が発生していない防火・防煙区画から前記火災が発生した防火・防煙区画及び該火災が発生した防火・防煙区画に設けられて開いている前記排煙口を通じて外部に流れる空気流を強制的に形成する機械給気設備とを備え、制御装置は、火災が発生した防火・防煙区画を特定し、特定した防火・防煙区画の前記排煙口を開放制御するとともに、火災が発生していない非火災区画を特定し、前記機械給気設備を用いて、安全区画に空気を供給し、該安全区画を通じて前記非火災区画へ空気を供給することを特徴とする。

本発明の建物の火災時煙制御システムにおいては、自然排煙設備と機械給気設備を連動させるように構成し、出火ゾーン（火災が発生した防火・防煙区画）の自然排煙設備の排煙口を開くとともに、機械給気設備によって非出火ゾーン（火災が発生していない防火・防煙区画）から出火ゾーンに向かう空気流を形成し、出火ゾーンの排煙口から煙を外部に排出させることができる。

よって、本発明の建物の火災時煙制御システムによれば、一度排煙口を開放すれば閉鎖することがなく、効果的、効率的、且つ長時間にわたって継続的に排煙効果を発揮させることができる。これにより、避難者の避難経路、消防隊員の消火活動に要する経路を長時間好適に確保することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る建物の火災時煙制御システムを示す図（平面図）である。 本発明の一実施形態に係る建物の火災時煙制御システムを示す図（平面図）である。 本発明の一実施形態に係る建物の火災時煙制御システムの変更例を示す図（平面図）である。 本発明の一実施形態に係る建物の火災時煙制御システムの空気供給扉を示す図（水平断面図）である。 本発明の一実施形態に係る建物の火災時煙制御システムの性能を確認した結果を示す図であり、煙層高さの推移を示す図である。

以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係る建物の火災時煙制御システムについて説明する。

本実施形態の建物の火災時煙制御システムは、排煙口の開放による排煙と、給気ファンによる機械給気を組み合わせ、建物の居室、通路などの配置に応じて空気の流れを工夫することにより、従来の排煙設備（自然排煙方式）の効果を高めつつ、同時に、避難上重要な場所の安全性を高めることができるシステムである。

具体的に、まず、本実施形態の建物１は、例えば大規模な医療施設や老人介護施設等であり、図１及び図２に示すように、各階層の空間が防火区画壁２、防火扉等を用いて複数に区画されている。すなわち、本実施形態の建物の火災時煙制御システムでは、各階層に予め複数の防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４が設定されている。

また、本実施形態の建物の火災時煙制御システムにおいては、各階層の各防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に自然排煙設備（自然排煙方式の排煙設備）３が設けられている。すなわち、各防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４には、窓等の開口部と火災時にこの開口部を開いて煙を自然な流れで外部に排出させるためのダンパー等からなる排煙口４が設けられている。なお、火災時以外の通常時には排煙口４が閉状態で保持されている。

そして、本実施形態の建物の火災時煙制御システムでは、火災時に、火災検知器、火災報知器の検知・報知信号や、火災を発見、認識した人が操作する起動ボタンや起動スイッチなどの起動手段の操作信号等を受けた制御装置が、火災が発生した防火・防煙区画Ａ１を特定し、特定した防火・防煙区画Ａ１の排煙口４を開放制御する。

これにより、火災が発生した防火・防煙区画Ａ１で発生した煙が排煙口４から建物外部に流れるようにすることができる。

さらに、本実施形態の建物の火災時煙制御システムにおいては、自然排煙設備３とともに、給気ファンの駆動によって各防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に（設定した全て（複数）の防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対して選択的に）空気を加圧供給する機械給気設備５が設けられている。

そして、本実施形態の建物の火災時煙制御システムでは、火災時に、火災検知器、火災報知器の検知・報知信号や、火災を発見、認識した人が操作する起動ボタンや起動スイッチなどの起動手段の操作信号や、自然排煙設備の排煙口４の開放制御から一定時間が経過した後に発信される排煙口開放信号等を受けた制御装置が、火災が発生した防火・防煙区画Ａ１を特定するとともに、機械給気設備５の給気ファンを駆動させ、特定した防火・防煙区画Ａ１を除く他の防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４に空気Ｒを供給する。

これにより、空気Ｒを供給した火災が発生していない防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４の空間が、空気Ｒを供給していない火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に対して正圧となり、火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に、火災が発生していない他の防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４から空気Ｒが流入しようとする圧力勾配を形成することができる。

ここで、本実施形態の建物の火災時煙制御システムでは、防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とは別に、階層の全ての防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４にそれぞれ隣接する安全区画Ｂが設けられている。この安全区画Ｂは、図２に示すように複数の防火・防煙区画と隣接するように設けられていても、図３に示すように各防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３に個別に隣接するように複数設けられていても構わない。また、この安全区画Ｂは、避難上重要な場所、例えば避難階段が設けられた区画、エレベータホールなど、予め定めた避難経路に設定されていることが好ましい。

そして、本実施形態では、機械給気設備５の給気ファンの駆動とともに安全区画Ｂに空気Ｒが加圧供給され、安全区画Ｂを通じて各防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４に空気Ｒを供給するように構成されている。なお、安全区画Ｂで火災が発生した際には、火災の拡大を防ぐため、火災が発生したこの安全区画Ｂに空気Ｒが供給されないように機械給気設備５の駆動が制御される。

また、建物１が大規模な医療施設や老人介護施設等の場合、自然排煙設備３や機械給気設備５を起動させるための起動ボタンや起動スイッチなどの起動手段は、看護師や介護スタッフが居るスタッフステーション、スタッフルームに、あるいはその近隣に設けておくことが望ましい。また、機械給気設備５を起動させるための起動ボタンや起動スイッチなどの起動手段は安全区画Ｂに設けることが好ましい。さらに、自然排煙設備３が起動する前に機械給気設備５が起動しないように制御するように構成することが好ましい。また、自然排煙設備３、機械給気設備５が火災時にのみ起動するように（通常時に起動手段を操作しても起動しないように）制御することがより好ましい。

一方、隣り合う防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を区画する防火区画壁２に、機械給気設備５の給気ファンの駆動によって空気Ｒが供給された高圧側の火災が発生していない防火・防煙区画Ａ２、Ａ３から、空気Ｒが供給されない火災が発生した低圧側の防火・防煙区画Ａ１に空気Ｒを流通させるための空気供給扉６が設けられている。

本実施形態の建物の火災時煙制御システムにおいては、図４に示すように、この空気供給扉６が防火区画壁２の開口部に取り付けられ、開き勝手の方向が異なる２枚の戸体６ａ、６ｂで構成されている。２枚の戸体６ａ、６ｂは、戸当り部を有し、ラッチが設けられていない。そして、これら２枚の戸体６ａ、６ｂによって区画された一方の防火・防煙区画Ａ２、Ａ３が機械給気設備５の駆動によって加圧されて正圧となり、他方の防火・防煙区画Ａ１が負圧となると、この圧力差によって一方の戸体６ａだけが少しだけ（例えば５０ｍｍ程度）開くように構成されている。

これにより、機械給気設備５の駆動によって供給された空気Ｒを、専用のガラリなどを設けることなく、安全区画Ｂから、火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に向けて流れる空気流を形成することができ、火災が発生していない防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４、さらに安全区画Ｂへ煙が流れにくくすることができる。

ここで、本実施形態において、安全区画Ｂと各防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４との間にはそれぞれ、空気Ｒを流通させるための専用のガラリが設けられている。

このように安全区画Ｂと各防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４とをそれぞれ連通させる専用のガラリを設ける場合には、通常時には全てのガラリを閉状態としておき、火災が発生した際には火災が発生した防火・防煙区画Ａ１以外のガラリ（火災が発生していない防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４と安全区画Ｂを連通させる全てのガラリ）を開放制御するように構成し、安全区画Ｂから火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に直接空気Ｒが流通しないようにすればよい。

あるいは、前記専用のガラリを通常時に開放状態にし、あるいはスイング式で開閉するようにし、これとともに給気ダクトの途中にダンパーを設けて構成してもよい。
この場合には、通常時には全てのガラリにそれぞれ通じる全ての給気ダクトをダンパーによって閉状態にしておき、火災が発生して機械給気設備５から給気を行う際に、火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に給気するためのガラリ以外のガラリ（防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４に空気するための全てのガラリ）を開放制御する。これにより、安全区画Ｂから火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に直接空気Ｒが流通しないようにすることができる。

また、安全区画Ｂを複数の区画Ｂ１、Ｂ２・・・に細分化（細区画）し、一つの細区画Ｂ１に供給した空気Ｒが他の細区画Ｂ２・・・を通じて火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に給気されるように構成してもよい。

したがって、上記のように構成した本実施形態の建物の火災時煙制御システムにおいては、従来の機械排煙設備の場合、煙の温度が高温（２８０℃以上）になるとダンパーが閉鎖して排煙できなくなるのに対し、自然排煙設備３と機械給気設備５を連動させるように構成し、出火ゾーン（火災が発生した防火・防煙区画Ａ１）の自然排煙設備３の排煙口４を開くとともに、機械給気設備５によって非出火ゾーン（火災が発生していない防火・防煙区画Ａ２、Ａ３、Ａ４）から出火ゾーンに向かう空気流を形成し、出火ゾーンの排煙口４から煙を外部に排出させることができる。

また、本実施形態の建物の火災時煙制御システムにおいては、避難階段の前室やエレベーター乗降ロビー等、避難や消防活動上、重要な空間の圧力を機械給気設備５の駆動によって高めることができる。これにより、出火ゾーンからの煙の侵入を防護し、安全性を高めることができる。すなわち、避難上重要な空間の加圧による煙防護を行うことが可能になる。

さらに、機械給気設備５の駆動により安全区画Ｂに空気Ｒを供給し、安全区画Ｂから非出火ゾーンを通じて間接的に出火ゾーンに空気Ｒを供給する流れをつくることで、出火ゾーンの自然排煙設備３による排煙効率を高めることができるとともに、出火ゾーンの煙層の降下を遅らせることができる。すなわち、押し出し効果による排煙性能の向上を図ることができる。

例えば図５に示すように、図１に示す建物１の防火区画Ａ１で火災が発生した場合において、従来の自然排煙のみでは１４分程度で煙が充満してしまうのに対し、本実施形態の建物の火災時煙制御システムでは煙の降下を長時間阻止することができる。

よって、本実施形態の建物の火災時煙制御システムによれば、一度出火ゾーンの排煙口４を開放すれば閉鎖することはなく、効果的、効率的、且つ長時間にわたって継続的に排煙効果を発揮させることができる。これにより、患者や介護者等の避難者の避難経路、消防隊員の消火活動に要する経路を長時間好適に確保することが可能になる。

また、本実施形態の建物の火災時煙制御システムにおいては、区画の構成として、中央に安全区画（加圧する空間）Ｂを配置し、その周囲に（出火が想定される）区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を配置するパターンと、両端部に安全区画Ｂを配置し、中央部に、出火が想定される区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を配置するパターンの２通りが考えられるが（図２、図３参照）、出火が想定される区画のどこで出火しても確実に上記の作用効果を得ることができる。すなわち、信頼性の高い火災時煙制御システムを実現することが可能になる。

以上、本発明に係る建物の火災時煙制御システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、隣り合う防火・防煙区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を区画する防火区画壁２に空気供給扉６を設け、火災が発生していない防火・防煙区画Ａ２、Ａ３から火災が発生した防火・防煙区画Ａ１に空気Ｒを流通させるようにしたが、防火区画壁２に設けたガラリを通じて空気Ｒを流通させるように構成してよい。

１ 建物
２ 防火区画壁
３ 自然排煙設備
４ 排煙口
５ 機械給気設備
６ 空気供給扉
６ａ 一方の戸体
６ｂ 他方の戸体
Ａ１ 防火・防煙区画（火災が発生した防火・防煙区画／出火ゾーン）
Ａ２ 防火・防煙区画（火災が発生していない防火・防煙区画／非出火ゾーン）
Ａ３ 防火・防煙区画（火災が発生していない防火・防煙区画／非出火ゾーン）
Ａ４ 防火・防煙区画（火災が発生していない防火・防煙区画／非出火ゾーン）
Ｂ 安全区画
Ｒ 空気（空気流）

Claims (4)

1. 火災時に建物内の煙の流れを制御するためのシステムであって、
   防火区画壁によって区画され、建物内に複数設定された防火・防煙区画と、
   各防火・防煙区画に設けられ、火災時に開いて火災が発生した前記防火・防煙区画から煙を外部に排出させるための排煙口を備えた自然排煙設備と、
   火災時に駆動し、火災が発生していない前記防火・防煙区画に空気を加圧供給するとともに、前記火災が発生していない防火・防煙区画から前記火災が発生した防火・防煙区画及び該火災が発生した防火・防煙区画に設けられて開いている前記排煙口を通じて外部に流れる空気流を強制的に形成する機械給気設備とを備え、
   制御装置は、火災が発生した防火・防煙区画を特定し、特定した防火・防煙区画の前記排煙口を開放制御するとともに、火災が発生していない非火災区画を特定し、前記機械給気設備を用いて、安全区画に空気を供給し、該安全区画を通じて前記非火災区画へ空気を供給することを特徴とする建物の火災時煙制御システム。
2. 制御装置は、前記排煙口を開放制御した後に、前記機械給気設備を起動するように構成されている請求項１に記載の建物の火災時煙制御システム。
3. 前記機械給気設備を起動させる起動手段は前記安全区画に設けられている請求項１または請求項２に記載の建物の火災時煙制御システム。
4. 前記防火・防煙区画の開口部に空気供給扉が取り付けられ、
   前記空気供給扉は、２枚の戸体で構成され、
   前記２枚の戸体によって区画された一方の防火・防煙区画が前記機械給気設備の駆動によって加圧されて正圧となり、他方の防火・防煙区画が負圧となると、この圧力差によって一方の戸体だけが開くように構成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の建物の火災時煙制御システム。

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