JP6804725B2

JP6804725B2 - 病室の空調システム

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Publication number: JP6804725B2
Application number: JP2015212844A
Authority: JP
Inventors: 中村　卓司; 卓司中村; 村上　宏次; 宏次村上; 直人熊野; 吉章小久保; 裕次辻; 晃一町田; 尚文今井田; 聡宏川村; 掛川　秀史; 秀史掛川; 山口　一; 一山口
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: JP2017083090A

Description

本発明は、病室の空調システムに関するものである。

従来から、病室は、患者、医師や看護師等の医療従事者等様々な者が利用し、これらの者にとって快適な空調が望まれている。例えば透析室では、患者は長時間同じ姿勢で透析を行うため代謝量が低く、医療従事者は治療等の作業を行うため代謝量が高い。このため、透析室内を同一の温熱環境にすると、一方にとっては快適であっても、他方にとっては暑く感じたり、寒く感じたりすることがある。

そこで、ベッドが並んで配置されたベッドゾーンでは、天井に輻射パネルを設置して輻射空調を行い、医療従事者が行き来するスタッフゾーンでは、天井に温度調整された空気を吹き出す吹出口を設置して対流式空調を行う空調システムが提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２０１３−１３４０２１号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の空調システムでは、対流式空調の吹出口から吹き出される空気の気流の挙動については考慮されていないため、実際には吹出口から吹き出された空気がベッドゾーンにまで到達して、ベッドを利用する患者は暑すぎたり、寒すぎたり、不快に感じる虞がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ベッドを利用する患者及び作業する医療従事者の両方にとって、快適性を確保することができる病室の空調システムを提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る病室の空調システムは、ベッドが配置されるベッド領域と、該ベッド領域に連設された作業領域とを有する病室の空調システムであって、前記ベッド領域の天井に設けられた放射パネルを有するベッド側空調と、前記作業領域の天井に設けられ、温度調整された空気を吹き出す吹出し口を有する作業側空調と、を備え、前記吹出し口は、該吹出し口から吹き出される前記空気を前記ベッドの上面に流れ込ませないように配置され、平面視において、前記ベッドにおける前記吹出し口側の端部と前記吹出し口の前記ベッド側の端部とは最短で７００ｍｍ離間し、且つ前記ベッドにおける前記吹出し口側の端部と前記吹出し口の幅方向及び該幅方向と直交する長さ方向の中心とは最短で１０００ｍｍ離間するように設置され、平面視において前記ベッドの端面に沿う方向のみに前記空気を吹き出すように構成されていることを特徴とする。

このように構成された病室の空調システムでは、ベッド領域に連設された作業領域の天井には、温度調整された空気を吹き出す吹出し口を有する作業側空調が設けられている。よって、作業領域で作業をする医療従事者は、作業側空調の吹出し口から吹き出される温度調整された空気により、快適な温熱環境で作業をすることができる。
一方、ベッドが配置されるベッド領域の天井には、放射パネルを有するベッド側空調が設けられている。また、作業側空調の吹出し口から吹き出される空気をベッドの上面に流れ込ませないように、吹出し口が配置されている。よって、ベッド領域でベッドを利用する患者は、作業側空調の吹出し口から吹き出される空気の影響を受けることなく、ベッド側空調の放射パネルにより、快適な温熱環境で療養し、治療を受けることができる。

また、平面視において、ベッドにおける吹出し口側の端部と吹出し口のベッド側の端部とは最短で７００ｍｍ離間し、且つベッドにおける吹出し口側の端部と吹出し口の幅方向及び幅方向と直交する長さ方向の中心とは最短で１０００ｍｍ離間するように設置されているため、作業側空調の吹出し口から吹き出される空気がベッドの上面に流れ込まない。よって、ベッド領域でベッドを利用する患者は、作業側空調の吹出し口から吹き出される空気の影響を受けることなく、ベッド側空調の放射パネルにより、快適な温熱環境で療養し、治療を受けることができる。

また、本発明に係る病室の空調システムは、前記吹出し口は、水平方向と３０度〜４５度をなす斜め下向き方向に前記空気を吹き出すように構成されていてもよい。

このように構成された病室の空調システムでは、水平方向と３０度〜４５度をなす斜め下向き方向、且つ平面視においてベッドの端面に沿う方向に空気を吹き出すように構成されているため、作業側空調の吹出し口から吹き出される空気がベッドの上面に流れ込まない。よって、ベッド領域でベッドを利用する患者は、作業側空調の吹出し口から吹き出される空気の影響を受けることなく、ベッド側空調の放射パネルにより、快適な温熱環境で療養し、治療を受けることができる。

本発明に係る病室の空調システムによれば、ベッドを利用する患者及び作業する医療従事者の両方にとって、快適性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る病室の空調システムが設けられる病室の模式的な立面図である。本発明の一実施形態に係る病室の空調システムが設けられる病室を上から見下ろした図である。本発明の一実施形態の実施例に係る病室の空調システムが設けられる病室を上から見下ろして図である。本発明の一実施形態の実施例に係る病室の空調システムが設けられる病室の模式的な立面図である。本発明の一実施形態の解析例に係る病室の空調システムが設けられる病室を上から見下ろして図である。

本発明の一実施形態に係る病室の空調システムについて、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る病室の空調システムの対象となる病室の模式的な立面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る病室の空調システムが設けられる病室を上から見下ろした図である。なお、図２において、天井に設けられる空調システムを二点鎖線で示している。

空調システムが設けられる病室として、患者に人工透析治療を行う透析室を例に挙げて説明する。
図１及び図２に示すように、透析室２は、床１１、壁１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ及び天井１３に囲まれた空間である。一方側の壁１２Ａに沿って、床１１には患者Ｐが利用する複数のベッドＢが間隔を有して配置されている。また、壁１２Ａと対向する壁１２Ｃ側の床１１は、医師や看護師等の医療従事者Ｑが通行したり作業を行ったりする通路Ａとされている。

つまり、透析室２は、複数のベッドＢが配置されたベッド領域Ｓ１と、主に医療従事者Ｑが利用する作業領域Ｓ２とに領域が分かれている。ベッド領域Ｓ１と作業領域Ｓ２との間には、両領域を区画する壁等は設けられておらず連設されている。

空調システム１は、ベッド領域Ｓ１に設けられるベッド側空調３と、作業領域Ｓ２に設けられる作業側空調４と、を備えている。

ベッド側空調３は、天井１３に放射パネル３１が設けられた放射式空調である。放射式空調は、例えば放射パネル３１に設けられ水等の熱媒体が流通する冷媒管３２と、冷媒管３２に接続された不図示の空調室外機と、を有している。空調室外機で熱交換された熱媒体である冷水又は温水が冷媒管３２を流通する。冷水が流通する場合には、冷水により冷やされた放射パネル３１が、ベッド領域Ｓ１の熱を奪いベッド領域Ｓ１を冷房する。一方、温水が流通する場合には、温水により温められた放射パネル３１がベッド領域Ｓ１を暖房する。

作業側空調４は、パッケージ空調やファンコイルユニットを採用することができる。パッケージ空調は、冷媒を用いて室外機にて吸放熱するものであり、ファンコイルユニット４２は、不図示の冷凍機とボイラーから冷水又は温水を供給され、温度及び湿度を調整して、吹出し口４１から送風するものである。

吹出し口４１は、作業領域Ｓ２の天井１３に設けられ、温度調整された空気を吹き出す。吹出し口４１は、吹出し口４１から吹き出される空気をベッドＢの上面ＢＴに流れ込ませないように配置されている。

図２に示すように、平面視において、ベッドＢにおける吹出し口４１側の端部ＢＡと吹出し口４１のベッドＢ側の端部４１Ａとの最短の離間距離Ｘは、７００ｍｍとされている。また、ベッドＢの端部ＢＡと吹出し口４１の幅方向及び幅方向と直交する長さ方向の中心４１Ｂとの最短の離間距離Ｙは、１０００ｍｍとされている。また、吹出し口４１から吹き出される空気の方向（吹出し方向）Ｐは、平面視においてベッドＢの端面ＢＣ（図１参照）に沿う方向とされている。さらに、吹出し方向Ｐは、水平方向と３０度〜４５度をなす斜め下向き方向が好ましく、本実施形態では水平方向から斜め下向きに４５度傾斜した方向とされている。
これにより、ベッドＢの上面ＢＴにおける風速が、約０．２２ｍ／ｓ以下とされている。
なお、吹出し口４１は、吹き出される空気が線状をなす線状吹出口タイプ等のものが好ましい。また、平面視における吹出し方向は、ベッドＢの端面ＢＣに沿う方向以外にも、ベッドＢ側に向かわないように、ベッドＢから離間する方向であってもよい。

このように構成された病室の空調システム１では、ベッドＢが配置されたベッド領域Ｓ１と連設された作業領域Ｓ２の天井１３には、温度調整された空気を吹き出す吹出し口４１を有する作業側空調４が設けられている。よって、作業領域Ｓ２で作業をする医療従事者Ｑは、作業側空調４の吹出し口４１から吹き出される温度調整された空気により、快適な温熱環境で作業をすることができる。
一方、ベッド領域Ｓ１の天井１３には、放射パネル３１を有するベッド側空調３が設けられている。平面視において、ベッドＢの端部ＢＡと吹出し口４１の端部４１Ａとの最短の離間距離Ｘは７００ｍｍとされ、且つベッドＢの端部ＢＡと吹出し口４１の中心４１Ｂとの最短の離間距離Ｙは１０００ｍｍとされ、且つ吹出し方向Ｐは平面視においてベッドＢの端面ＢＣに沿う方向であって、水平方向から４５度斜め下向きとされている。これにより、作業側空調４の吹出し口４１から吹き出される空気がベッドＢの上面ＢＴに流れ込まない。よって、ベッド領域Ｓ１でベッドＢを利用する患者Ｐは、作業側空調４の吹出し口４１から吹き出される空気の影響を受けることなく、ベッド側空調３の放射パネル３１により、快適な温熱環境で療養し、治療を受けることができる。
特に、透析室２では、患者ＰはベッドＢで長時間同じ姿勢で人工透析治療を受けるため、代謝量が低い。一方、医師や看護師等の医療従事者Ｑは、医療行為を行うため代謝量が高い。このため、ベッド領域Ｓ１と作業領域Ｓ２で、温熱環境を分けて、作業領域Ｓ２側の空気が直接的に患者Ｐに当たらないようにすることは有効である。

（実施例）
以下、上記に示す実施形態の実施例について説明する。

図３は、本発明の一実施形態の実施例に係る病室の空調システム１が設けられる病室を上から見下ろして図である。図４は、本発明の一実施形態の実施例に係る病室の空調システム１が設けられる病室の模式的な立面図である。
本実施例では、図３及び図４に示すような病室の空調システム１の解析モデルを作成し、温熱環境シミュレーションを行った。ベッド領域Ｓ１の天井１３には放射パネル３１を有した放射式空調が設けられている。作業領域Ｓ２の天井１３には、吹出し口４１を有したパッケージ空調機が設けられている。

Ａ１〜Ｄ４は、測定点を示し、温度及び気流を高さ方向の分布を測定する。測定点Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｄ２，Ｄ３には、快適性を測るＰＭＶ計を設置する。ＰＭＶとは、人体の熱負荷と人間の温冷感とを結びつけた温熱環境評価指数（Predicted Mean Vote、予測温冷感申告）である。

表１及び表２は、高さ５００ｍｍ（ベッドＢ高さ）の位置における測定点Ａ１〜Ｄ１での風速の測定結果を示している。表１は、吹出し口４１が真下を向いている、つまり吹出し口４１から吹き出させる空気の方向（吹出し方向）が真下を向いている場合の測定結果を示している。表２は、吹出し方向が測定点Ｃ４，Ｂ４，Ａ４に向かって水平方向から４５度傾斜している場合の測定結果を示している。

表１及び表２より、測定点のうちＣ４において風速が最も速くなっていることが分かる。表１では最大風速は測定点Ｃ４における１．４２ｍ／ｓであるのに対して、表２では最大風速は測定点Ｃ４における０．５３ｍ／ｓである。つまり、吹出し方向を水平方向から４５度傾けたことにより、最大風速が低下している。

また、表１及び表２ともに、ベッドＢが設置されている測定点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、いずれも約０．２ｍ／ｓの静穏な気流であることが分かる。

表３及び表４は、高さ５００ｍｍの位置における測定点Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｄ２，Ｄ３での快適性を示すＰＭＶの測定結果を示している。表１は吹出し方向が真下を向いている場合の測定結果を示し、表２は吹出し方向が測定点Ｃ４，Ｂ４，Ａ４に向かって水平方向から４５度傾斜している場合の測定結果を示している。

まず、患者の立場での快適性を示す。ＰＭＶの測定は、着衣量１．０ｃｌｏ、代謝量０．８ｍｅｔとして、その他の要素は実測値を用いた。

表３及び表４より、ベッドＢ位置における測定点Ｄ２，Ｄ３では、測定値が表３の方が表４よりも１０〜２０％低くなっている（寒くなっている）ことが分かる。つまり、吹出し方向が水平方向から４５度傾斜することにより、ベッドＢではＰＭＶ測定値が１０〜２０％改善されている。

また、吹出し方向が真下及び水平方向から４５度傾斜しているいずれの場合も、測定点Ｂ４では、ＰＭＶが−０．５を下回っており、快適範囲の＋０．５〜−０．５の範囲から逸脱していることが分かる。

次に、作業領域Ｓ２を看護師の立場とし、ベッド領域Ｓ１を患者の立場とした際のＰＭＶ分布を表５及び表６に示す。

看護師のＰＭＶの算出は、患者よりも薄着で、活動量が多いという実状を考慮して、着衣量０．７ｃｌｏ、代謝量１．４ｍｅｔとした。

表５及び表６より、吹出し方向が真下及び水平方向から４５度傾斜しているいずれの場合も、快適範囲である＋０．５〜−０．５の範囲に入っていることが分かり、本発明の有効性を確認することができた。また、吹出し方向が真下の場合よりも水平方向から４５度傾斜している場合の方が、ＰＭＶが全体的に１０〜２０％改善されている。

（解析例）
次に、吹出しの水平方向の影響を検討するため数値流体解析により吹出しとベッドＢの離隔距離について解析を行った。解析は上記に示す実験で良い結果であった吹出し方向が水平方向から４５度傾斜しているである場合について行った。数値流体解析は、吹出し方向、風量、温度を実験に合わせて定常になるまで計算を行った。また、室温、風速が実測値とほぼ等しくなることを確認した。

図５は、本発明の一実施形態の解析例に係る病室の空調システム１が設けられる病室を上から見下ろした図である。
図５に示すように、ＰＭＶはベッドＢの中心線にあたるｙ＝１．７２断面及びｙ＝３．７２断面の２箇所において、ｘ＝２．４線及びｘ＝３．３線に沿って算出した。ｘ＝２．４線はベッドＢの端から壁１２Ａ側に２００ｍｍの患者の足に相当する位置であり、ｘ＝３．３線は吹出し口４１の端に相当する位置である。高さは、ベッドＢの高さに相当する床面から５００ｍｍの位置である。その結果を表７に示す。

表７に示すように、ｙ＝１．７２断面及びｙ＝３．７２断面共に、ｘ＝２．４〜２．６では、ＰＭＶは０．４以下で、快適範囲内に属しており、本発明の有効性が確認された。

なお、放射パネル３１としては、コスト面から石膏ボード等の木質パネルを採用すると有利である。また、冷媒管としては、樹脂製や金属製の管を採用することができる。また、放射パネル３１と冷媒管の裏側には厚さ２５〜５０ｍｍの断熱材を張り付けた構成とした。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記に示す実施形態において、吹出し口４１は、平面視において、ベッドＢと７００ｍｍ離間し且つ吹出し口４１の中心がベッドＢと１０００ｍｍ離間するように設置されるとともに、水平方向から４５度傾斜した向きに空気を吹き出すように構成されていたが本発明はこれに限られない。吹き出し方向を適宜設定し、吹出し口４１が、平面視において、ベッドＢと７００ｍｍ離間し且つ平面視において吹出し口４１の中心がベッドＢと１０００ｍｍ離間するように設置されていてもよい。あるいは、吹出し口４１の位置を適宜設定し、吹出し口４１は水平方向から４５度傾斜した向きに空気を吹き出すように構成されていてもよい。

上記に示す実施形態では、透析室２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られず、通常の病室にも適用可能である。

また、病室が、ベッド領域Ｓ１と作業領域Ｓ２との２領域に分かれている場合のみならず、作業領域Ｓ２を挟んで両側にベッド領域Ｓ１が設けられたプラン等であってもよい。あるいは、ベッド領域Ｓ１と作業領域Ｓ２とが交互に配置されたプランであってもよい。

また、天井１３には、ベッド領域Ｓ１と作業領域Ｓ２との境界部分に沿って、垂れ壁１２が設けられていてもよい。垂れ壁１２により、作業側空調４の吹出し口４１から吹き出される空気がベッド領域Ｓ１に流れ込むことがさらに抑制される。

１…空調システム
２…透析室
３…ベッド側空調
４…作業側空調
１１…床
１２…壁
１３…天井
３１…放射パネル
４１…吹出し口
Ａ…通路
Ｂ…ベッド
Ｓ１…ベッド領域
Ｓ２…作業領域

Claims

ベッドが配置されるベッド領域と、該ベッド領域に連設された作業領域とを有する病室の空調システムであって、
前記ベッド領域の天井に設けられた放射パネルを有するベッド側空調と、
前記作業領域の天井に設けられ、温度調整された空気を吹き出す吹出し口を有する作業側空調と、を備え、
前記吹出し口は、該吹出し口から吹き出される前記空気を前記ベッドの上面に流れ込ませないように配置され、
平面視において、前記ベッドにおける前記吹出し口側の端部と前記吹出し口の前記ベッド側の端部とは最短で７００ｍｍ離間し、且つ前記ベッドにおける前記吹出し口側の端部と前記吹出し口の幅方向及び該幅方向と直交する長さ方向の中心とは最短で１０００ｍｍ離間するように設置され、
平面視において前記ベッドの端面に沿う方向のみに前記空気を吹き出すように構成されていることを特徴とする病室の空調システム。
前記吹出し口は、水平方向と３０度〜４５度をなす斜め下向き方向に前記空気を吹き出すように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の病室の空調システム。