JP7470940B2 - 床下地セット及び輻射冷暖房システム - Google Patents

Description

本発明は床下地セット及び輻射冷暖房システムに関し、特に運搬が簡便で輻射冷暖房に適した床下地セット及び輻射冷暖房システムに関する。

温度が調節された空気を冷暖房対象空間に供給する対流方式の冷暖房における温度ムラの発生という不都合を解消するものとして、熱輻射によって冷暖房を行う技術がある。熱輻射による冷暖房を行う際に用いられるものとして、表面と裏面とを有する立体を基本形状とするコンクリートで形成されたブロック本体を備え、所定の流量の気体が流通可能な溝状の気体流路が裏面側に形成され、気体流路を裏面側の送気流路と裏面に面しない還気流路とに分割する流路セパレータを備え、流路セパレータには、送気流路から還気流路への気体の移動が可能な連通孔が形成されている熱輻射ブロックがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５－２２２１５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の熱輻射ブロックは、ブロック本体がコンクリートで形成されているため、重量及び容積が大きくなりがちで、運搬が難儀であった。

本発明は上述の課題に鑑み、運搬が簡便な、輻射冷暖房に適した床下地セット及びこれを用いた輻射冷暖房システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る床下地セットは、例えば図２に示すように、気体を流れ方向Ｘに案内する案内板１１であって、流れ方向Ｘに沿って延びる天面１１ｔ及び一対の側面１１ｓを有し、一対の側面１１ｓは天面１１ｔを間に挟んで天面１１ｔに対して同じ側に角度をもって延びるように天面１１ｔに接続され、天面１１ｔと一対の側面１１ｓとの内部に気体が流れる通気空間１２を形成する案内板１１と；流れ方向Ｘに沿って延びて、通気空間１２を天面１１ｔから遠い側の第１の通気空間１０ｓと天面１１ｔに近い側の第２の通気空間１０ｒとに仕切る中仕切板１３であって、第１の通気空間１０ｓと第２の通気空間１０ｒとを連絡する通気孔１３ｈが流れ方向Ｘに並ぶように複数形成され、第１の通気空間１０ｓから通気孔１３ｈを通って第２の通気空間１０ｒに移動した気体を流れ方向Ｘに対して交差する方向に天面１１ｔに沿って移動させるように配置された中仕切板１３とを備える。

このように構成すると、簡便に運搬できる構造の部材で通気流路を形成することができる。

また、本発明の第２の態様に係る床下地セットは、例えば図５に示すように、上記本発明の第１の態様に係る床下地セット１０Ａにおいて、第２の通気空間１０ｒの天面１１ｔと側面１１ｓとの境界付近に設けられた案内羽根１５であって、天面１１ｔと側面１１ｓとが連なる部分との間に気体を通す外周隙間１０ｒｅを流れ方向Ｘに渡って形成する隙間形成板１５ｒと、外周隙間１０ｒｅに流入した気体を流れ方向Ｘに対して交差する方向に案内する案内片１５ｐと、を有する案内羽根１５を備える。

このように構成すると、第２の通気空間を流れ方向に対して交差する方向に流れる気体が拡大することを抑制することができ、気体から案内板への伝熱効率の低下を抑制することができる。

また、本発明の第３の態様に係る床下地セットは、例えば図６に示すように、上記本発明の第１の態様に係る床下地セット１０Ｂにおいて、案内板１１Ｂが、天面１１ｔから第２の通気空間１０ｒに突き出た交差フィン１７であって流れ方向Ｘに対して交差する方向に第１の所定の長さで延びる交差フィン１７と、側面１１ｓから第２の通気空間１０ｒに突き出た平行フィン１８であって流れ方向Ｘに沿って第２の所定の長さで延びる平行フィン１８と、を有する。

このように構成すると、交差フィンを中断フィンとして、平行フィンを乱れ促進体として、それぞれ機能させることが可能になり、気体から案内板への伝熱を向上させることが可能になる。

また、本発明の第４の態様に係る輻射冷暖房システムは、例えば図１及び図２に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る床下地セット１０が流れ方向Ｘに第３の所定の長さになるように構成された床下地列１０ｆが、流れ方向Ｘに対して交差する方向Ｙに複数配列されて構成された床下地ユニット１０ｃと；複数の床下地列１０ｆのそれぞれの一方の端部を介して第１の通気空間１０ｓに供給する気体Ａを流す主送気流路３１と；複数の床下地列１０ｆのそれぞれの一方の端部とは反対側の他方の端部を介して第２の通気空間１０ｒから収集した気体Ａを流す主還気流路３２と；床下地ユニット１０ｃの外側上面に構成された床構成層２８と；主送気流路３１に供給する気体Ａの温度を調節する温度調節機器４０とを備える。

このように構成すると、温度が調節された気体の熱を案内板を介して床構成層に伝達させることができ、床構成層からの熱輻射によってその上方の空間の冷暖房を行うことができる。

また、本発明の第５の態様に係る輻射冷暖房システムは、例えば図１及び図４に示すように、上記本発明の第４の態様に係る輻射冷暖房システム１において、主送気流路３１及び主還気流路３２の少なくとも一方が、案内板１１で形成されている。

このように構成すると、床下地セットと主送気流路及び／又は主還気流路との間で少なくとも一部の部品の共通化を図ることができ、輻射冷暖房システムの生産効率を向上させることができる。

本発明によれば、簡便に運搬できる構造の部材で通気流路を形成することができる。

本発明の実施の形態に係る輻射冷暖房システムの概略構成を示す系統図である。 本発明の実施の形態に係る床下地セットを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は床下地セットを構成する案内板の斜視図、（Ｃ）は床下地セットを構成する中仕切板の斜視図である。 床下地に取り付けられる部材であり、（Ａ）は連結クリップの斜視図、（Ｂ）は還気端部キャップの斜視図、（Ｃ）は送気端部キャップの斜視図、（Ｄ）は塞ぎキャップの斜視図である。 床下地の構成手順を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る床下地セットを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は床下地セットを構成する案内板及び案内羽根の正面斜視図、（Ｃ）は床下地セットを構成する案内羽根の斜視図である。 本発明の実施の形態の別の変形例に係る床下地セットを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は床下地セットを構成する案内板の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る輻射冷暖房システム１を説明する。図１は、輻射冷暖房システム１の概略構成を示す系統図である。輻射冷暖房システム１は、本発明の実施の形態に係る床下地セット１０を複数備えている。輻射冷暖房システム１は、さらに、主送気流路を構成する主送気管３１と、主還気流路を構成する主還気管３２と、気体としての空気Ａの温度を調節する温度調節機器としての空調機４０とを備えている。輻射冷暖房システム１は、本実施の形態では、冷房又は暖房（以下「冷暖房」という）の対象となる空間（典型的には冷暖房対象室）を区画する床面に敷き詰められた複数の床下地セット１０及びその上に構成される床構成層に、空気Ａが保有する冷熱又は温熱を伝達させ、床下地セット１０及び床構成層の輻射熱で冷暖房対象空間の冷暖房を行うシステムである。

ここで図２を参照して、床下地セット１０の構成を説明する。図２（Ａ）は床下地セット１０の斜視図、図２（Ｂ）は床下地セット１０を構成する案内板１１の斜視図、図２（Ｃ）は床下地セット１０を構成する中仕切板１３の斜視図である。床下地セット１０は、図２（Ａ）に示すように、案内板１１と、中仕切板１３とを備えている。

案内板１１は、板状の部材がプレス加工等によって曲げられることで、内部に空気Ａが通過する通気空間としての空気流路１２を形成する部材である。案内板１１は、本実施の形態では、概略、矩形の板状部材の両端部が同じ方向に曲げられて、溝形鋼のような断面形状を有している。案内板１１は、同じ方向に曲げられた板状部材の両端部である一対の側面１１ｓと、一対の側面１１ｓに挟まれた天面１１ｔとを有している。天面１１ｔ及び各側面１１ｓは、典型的には平面に形成されているが、機能を阻害しない範囲において湾曲していてもよい。天面１１ｔと各側面１１ｓとのなす角は、９０°～１００°であることが好ましく、９３°～９７°であることがより好ましく、典型的には９５°である。一対の側面１１ｓの間隔が天面１１ｔから遠ざかるに連れて大きくなるようにすると、案内板１１の複数を運搬する際に重ねることで嵩張らずに効率的な運搬が可能になる。天面１１ｔとそれぞれの側面１１ｓとのなす角は、典型的には同じ角度であるが、異なる角度であってもよい。天面１１ｔと各側面１１ｓとの境界部分は、典型的には曲面になっており、応力集中を緩和することができるようになっている。本実施の形態では、各側面１１ｓには、天面１１ｔが接続された辺に対向する辺に、フランジ１１ｆが接続されている。フランジ１１ｆは、外側（相対する側面１１ｓから離れる側）に向けて延びており、外側に延びた先端部１１ｆｅが鉛直上方にわずかに延びている。案内板１１は、本実施の形態では、天面１１ｔに対向する面が開口になっている。天面１１ｔに対向する開口面は、一対のフランジ１１ｆ（先端部１１ｆｅを除く）と同一平面上にある。また、本実施の形態では、天面１１ｔ及び一対の側面１１ｓに直交する一対の面も開口になっている。案内板１１は、一対のフランジ１１ｆが建物の床面（不図示）に接するように載置されることで、天面１１ｔと建物の床面との間に間隔が空き、天面１１ｔと一対の側面１１ｓと建物の床面とに囲まれた内部（案内板１１の内部）に空気流路１２が形成されるように構成されている。空気流路１２は、全体として、天面１１ｔと側面１１ｓとの境界が延びる方向に空気Ａが流れるようになっている。この空気Ａが流れる方向を流れ方向Ｘということとし、流れ方向Ｘに直交する方向（本実施の形態ではかつ天面１１ｔに平行）を直交方向Ｙということとする。直交方向Ｙは、流れ方向Ｘに交差する方向の一態様である。案内板１１は、天面１１ｔ並びに一対の側面１１ｓ及びフランジ１１ｆが、流れ方向Ｘに沿って延びている。案内板１１は、典型的には金属で形成されているが、金属以外の材料（例えば合成樹脂等）で形成されていてもよい。案内板１１は、例えば、長さ（流れ方向Ｘの距離）が７００～１０００ｍｍ（例えば９００ｍｍ）、幅（直交方向Ｙにおける天面１１ｔに平行な距離）が５００～７００ｍｍ（例えば６００ｍｍ）、高さが８０～１２０ｍｍ（例えば１００ｍｍ）に形成されるが、これ以外の適切な長さに形成されていてもよい。

中仕切板１３は、空気流路１２を送気流路１０ｓと還気流路１０ｒとに仕切る部材である。中仕切板１３は、概ね、矩形の板状部材が、対向する一対の辺の中点を結ぶ線に沿ってプレス加工等によって曲げられて、長屋の屋根のような外観を呈している。中仕切板１３は、本実施の形態では、矩形の板状部材が曲げられた線が直交方向Ｙに幅を有していて頂面１３ｔを形成している。頂面１３ｔに対して直交方向Ｙの両側には斜面１３ｓが形成されている。各斜面１３ｓの、頂面１３ｔに接続する辺に対向する辺には、端部１３ｅが形成されている。一対の端部１３ｅは、典型的には頂面１３ｔに平行な同一平面上に存在している。中仕切板１３は、案内板１１に組み合わせて床下地セット１０を構成したときに、頂面１３ｔが天面１１ｔに接触し、端部１３ｅがフランジ１１ｆの先端部１１ｆｅに接触するように構成されている。これにより、床下地セット１０は、一対の斜面１３ｓと案内板１１との間に一対の還気流路１０ｒが形成され、一対の斜面１３ｓの内側に送気流路１０ｓが形成されることになる。送気流路１０ｓは、還気流路１０ｒよりも天面１１ｔから遠い位置に形成されている。したがって、送気流路１０ｓは第１の通気空間に相当し、還気流路１０ｒは第２の通気空間に相当する。中仕切板１３は、案内板１１に対して容易に着脱できるように構成されており、案内板１１の一対のフランジ１１ｆの先端部１１ｆｅと建物の床面との間に両端部１３ｅを挟むだけで位置決めしてもよい。中仕切板１３は、長さ、幅、高さが、案内板１１と同程度に形成されている。ここでいう同程度とは、中仕切板１３が案内板１１に組み合わされたときに、本実施の形態では１つの送気流路１０ｓと２つの還気流路１０ｒとを適切に形成することができる程度である。中仕切板１３は、一対の斜面１３ｓのそれぞれに、通気孔１３ｈが形成されている。通気孔１３ｈは、本実施の形態ではスリット状（細長い長方形状）に形成されている。各斜面１３ｓに形成される通気孔１３ｈは、頂面１３ｔの近傍で、スリットが流れ方向Ｘに延びる向きで、複数が流れ方向Ｘに沿って一列に配列されている。中仕切板１３に通気孔１３ｈが形成されていることで、送気流路１０ｓと還気流路１０ｒとの間を空気Ａ（図１参照）が流通できるようになっている。各通気孔１３ｈは、通過する空気Ａが噴流の状態で還気流路１０ｒに流入する大きさに形成されているとよい。例えば、空気Ａが３ｍ／ｓ～５ｍ／ｓの流速で通気孔１３ｈを通過するように、通気孔１３ｈの形状及び大きさを決定してもよい。空気Ａの流量にもよるが、各通気孔１３ｈは、例えば３０～５０ｍｍ×３～５ｍｍ（典型的には４０ｍｍ×４ｍｍ）の長方形としてもよく、この寸法は中仕切板１３（ひいては床下地セット１０）の流れ方向Ｘの長さに応じて適宜変更することができる。

再び主に図１を参照して、輻射冷暖房システム１の構成を説明する。輻射冷暖房システム１は、複数の床下地セット１０が建物の床面（不図示）に敷き詰められている。床下地セット１０の敷設態様は、まず、複数の床下地セット１０を、中仕切板１３の端部１３ｅが建物の床面に接するように載置しつつ、流れ方向Ｘに一列に隙間なく配列して第３の所定の長さにすることで、１つの床下地列１０ｆが形成される。第３の所定の長さは、熱輻射が行われる床面の流れ方向Ｘにおける一辺の長さである。床下地列１０ｆは、各床下地セット１０の送気流路１０ｓ同士及び還気流路１０ｒ同士が、それぞれ連絡している。このように構成された床下地列１０ｆが、直交方向Ｙに複数列並べられることで、多数の床下地セット１０が敷き詰められることとなる（以下「床下地ユニット１０ｃ」という。）隣接する床下地列１０ｆは、フランジ１１ｆを突き合わせたうえで、接触した隣接する先端部１１ｆｅを連結クリップ２３（図３（Ａ）参照）で挟み込むことで連結することができる。複数の床下地列１０ｆが配列されることにより、空気流路１２（送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒ）が複数本形成されることとなる。床下地ユニット１０ｃは、平面視において、全体として矩形に形成されている。床下地ユニット１０ｃは、平面視における矩形の４つの辺のうちの向かい合う一対の辺から連なる側面に、一方につき床下地列１０ｆの数に相当する空気流路１２の開口が表れている。床下地ユニット１０ｃの、複数の空気流路１２の開口が表れる一対の側面のうち、一方の側面に表れる各空気流路１２の開口においては還気流路１０ｒの開口が還気端部キャップ２１（図３（Ｂ）参照）で塞がれており、他方の側面に表れる各空気流路１２の開口においては送気流路１０ｓの開口が送気端部キャップ２２（図３（Ｃ）参照）で塞がれている。還気端部キャップ２１が取り付けられた床下地ユニット１０ｃの側面には主送気管３１が接続されており、送気端部キャップ２２が取り付けられた床下地ユニット１０ｃの側面には主還気管３２が接続されている。

主送気管３１は、直交方向Ｙに延びている。主送気管３１は、本実施の形態では、案内板１１（図２（Ｂ）参照）を以下のように利用して構成されている。すなわち、主送気管３１は、案内板１１を、床下地ユニット１０ｃを構成している床下地セット１０の案内板１１の配置に対して、天地を逆にすると共に直交するように一列に配置することで、下半分が形成されている。このとき、主送気管３１の下半分の高さ方向の位置関係は、主送気管３１の下半分を構成する案内板１１を、その天面１１ｔが建物の床面に載置されるように配置したときのフランジ１１ｆの一方の上に、床下地ユニット１０ｃを構成する中仕切板１３の端部１３ｅが載置される、高さ方向の位置関係である。このような配置にするために、主送気管３１の下半分が配置される部分は、床下地ユニット１０ｃが配置される部分よりも、建物の床面が一段下がっている。主送気管３１の下半分の上には、床下地ユニット１０ｃを構成する各床下地列１０ｆに連続するように、案内板１１が載置されことによって主送気管３１の上半分が形成されている。主送気管３１の上半分を構成する各案内板１１は、フランジ１１ｆが接するように配置されている。つまり、主送気管３１は、上半分を構成する各案内板１１が、下半分を構成する案内板１１に対して、天地が逆で直交している。主送気管３１の上半分を構成する各案内板１１は、床下地列１０ｆに接続された端部とは反対側の端部が、塞ぎキャップ２５（図３（Ｄ）参照）で塞がれている。このように構成されることで、主送気管３１は暗渠となっている。主還気管３２は、上述した主送気管３１と同様に構成されている。主送気管３１は、床下地ユニット１０ｃにおける直交方向Ｙの一方の端部が、塞ぎキャップ２５で塞がれている。主還気管３２は、床下地ユニット１０ｃにおける直交方向Ｙの、主送気管３１の塞ぎキャップ２５で塞がれている端部とは反対側の端部が、塞ぎキャップ２５で塞がれている。

図４を併せて参照して、上述の床下地ユニット１０ｃ並びに主送気管３１及び主還気管３２（以下、これらを合わせて「床下地」という場合がある。）の構築手順を説明する。本実施の形態では、まず、図４（Ａ）に示すように、主送気管３１及び主還気管３２それぞれの下半分を配置する。このとき、本実施の形態では、上述のように、案内板１１を利用して、案内板１１の天面１１ｔを下にして床面に載置し、主送気管３１と主還気管３２とを第３の所定の距離だけ離して平行に配列する。次に、図４（Ｂ）に示すように、配列した主送気管３１と主還気管３２との間に中仕切板１３を配列する。中仕切板１３は、構築する床下地ユニット１０ｃの構成に必要な床下地列１０ｆの分だけ配列する。中仕切板１３は、一対の端部１３ｅが床面に接するように載置し、主送気管３１及び主還気管３２が延びる方向に対して直交する方向に延びるように配列する。次に、図４（Ｃ）に示すように、配列したそれぞれの中仕切板１３の一対の端部１３ｅの上に、案内板１１の一対のフランジ１１ｆを載置して、それぞれの中仕切板１３に案内板１１を取り付ける。中仕切板１３に案内板１１を取り付けることで床下地セット１０が構成され、これが順次行われることで床下地列１０ｆが構成され、さらには床下地列１０ｆが直交方向Ｙに複数構成されることで床下地ユニット１０ｃとなる。案内板１１を中仕切板１３に取り付けたら、隣り合う床下地列１０ｆの突き合わさったフランジ１１ｆの先端部１１ｆｅを連結クリップ２３で止める。また、主送気管３１に面する還気流路１０ｒの開口を還気端部キャップ２１で塞ぎ、主還気管３２に面する送気流路１０ｓの開口を送気端部キャップ２２で塞ぐ。これにより、各床下地列１０ｆは、各送気流路１０ｓが主送気管３１と連絡し、各還気流路１０ｒが主還気管３２と連絡することになる。次に、図４（Ｄ）に示すように、主送気管３１及び主還気管３２それぞれの上半分を配置する。このとき、本実施の形態では、前述のように、案内板１１を利用して、下半分を構成している案内板１１に対して、天地が逆で直交するように案内板１１を配置している。この、主送気管３１及び主還気管３２それぞれの上半分を構成する案内板１１は、床下地列１０ｆに続いて同列に配置されている。なお、図１では、便宜上、主送気管３１及び主還気管３２の平面視が、床下地列１０ｆから連続した案内板１１で表されておらず、床下地列１０ｆに直交する方向に連続するように表されている。その後、主送気管３１及び主還気管３２それぞれの、床下地ユニット１０ｃとは反対側の側面（長手方向に沿った面）に表れる、上半分を構成する案内板１１の開口を、塞ぎキャップ２５で塞ぐ。さらに、主送気管３１の長手方向の一方の端部の末端に表れる下半分を構成する案内板１１の開口を塞ぎキャップ２５で塞ぎ、主還気管３２の長手方向の他方の端部の末端に表れる下半分を構成する案内板１１の開口を塞ぎキャップ２５で塞ぐ。このようにして、床下地が構築される。ここで構築した床下地に利用した部材は、案内板１１と中仕切板１３の２種類なので、部材の共通化を図ることができ、製造効率の向上を図ることができる。また、案内板１１及び中仕切板１３は、それぞれ重ねて運搬できるので、輸送効率を向上させることができる。

輻射冷暖房システム１では、上述のように構成された床下地の上に、コンクリートが現場で打設されて、コンクリート層２８（図１中に部分的に示している）が構成される。このように、床下地は、敷設した上に直接コンクリートを流し込むことができ、デッキプレートの役割を果たしている。コンクリート層２８は、床構成層に相当する。コンクリート層２８は、要求される積載荷重に応じて、鉄筋を配筋するとよい。なお、床構成層として、コンクリート層２８に代えて、砂及び／又は乾燥土を入れた上に合板を敷いた層を構成してもよく、あるいは砂を入れた上に人工芝を敷いた層を構成してもよく、この他に適切な層を構成してもよい。

再び主に図１を参照して、輻射冷暖房システム１の構成の説明を続ける。空調機４０は、コイル４１と、ファン４２とを有している。コイル４１は、空調機４０に導入された空気Ａを冷却又は加熱するものである。コイル４１は、熱源機（不図示）で温度が調節された冷水又は温水を内部に流すチューブを有している。コイル４１のチューブには、多数のフィンが設けられている。コイル４１は、多数のフィンの間に空気Ａを通過させて、冷水又は温水と空気Ａとの間で熱交換させることにより、冷水又は温水の熱を空気Ａに伝達させるように構成されている。ファン４２は、コイル４１で温度が調節された空気Ａを床下地ユニット１０ｃに向けて圧送するものである。なお、空調機４０は、空気Ａの温度を調節することができれば足り、空気Ａの湿度を調節するための構成は有しなくてよい。しかしながら、空調機４０から供給された空気Ａに含まれる水分が結露するおそれがある場合は、結露を発生させないようにするため、空調機４０が空気Ａの湿度を調節するための構成を有することが好ましい。空調機４０の吐出側と主送気管３１の端部（塞ぎキャップ２５で塞がれた端部とは反対側の端部）とは、空気往管３５で接続されている。空調機４０の導入側と主還気管３２の端部（塞ぎキャップ２５で塞がれた端部とは反対側の端部）とは、空気還管３４で接続されている。空気往管３５が接続された主送気管３１の端部と、空気還管３４が接続された主還気管３２の端部とは、全体として矩形に形成された床下地ユニット１０ｃの対角に位置するように構成されている。

引き続き図１乃至図４を参照して、輻射冷暖房システム１の作用を説明する。床下地セット１０の作用は、輻射冷暖房システム１の作用の一環として説明する。輻射冷暖房システム１を作動させる際、まず、空調機４０を起動する。すると、空気Ａが空調機４０に導入される。空調機４０に導入された空気Ａは、コイル４１を通過する際、冷房時は冷やされ、暖房時は温められる。コイル４１を通過して温度が調節された空気Ａは、ファン４２によって、空調機４０から吐出される。空調機４０から吐出された空気Ａは、空気往管３５を流れた後に主送気管３１に流入する。主送気管３１に流入した空気Ａは、空気往管３５が接続された側とは反対側の端部に向けて流れる。主送気管３１内を流れる空気Ａは、床下地列１０ｆに出会う度に、出会った床下地列１０ｆの送気流路１０ｓに流入する。

主送気管３１から各床下地列１０ｆの送気流路１０ｓに流入した空気Ａは、主還気管３２が接続された側の端部に向けて流れる。そして、送気流路１０ｓを流れる空気Ａは、通気孔１３ｈ（図２参照）に出会う度に、出会った通気孔１３ｈを通過して還気流路１０ｒに流入する。このとき、通気孔１３ｈを通過した空気Ａは、噴流の状態で還気流路１０ｒに流入し、案内板１１の天面１１ｔに衝突してから天面１１ｔに沿う流れとなって、天面１１ｔから側面１１ｓへと内面に沿って流れ方向Ｘに交差する方向に流れる。還気流路１０ｒに流入した空気Ａが、噴流で天面１１ｔから側面１１ｓへと内面に沿って流れることで、還気流路１０ｒと接する部分の案内板１１の内面に沿って存在する境膜が破壊され、空気Ａが保有する冷熱又は温熱が効率よく案内板１１に伝達され、ひいてはコンクリート層２８に伝達される。さらに、還気流路１０ｒの空気Ａが主還気管３２に向かって乱流で流れることで、層流で流れる場合に比べて空気Ａから案内板１１及びコンクリート層２８への熱伝達を促進させることができる。案内板１１（床下地セット１０）及びコンクリート層２８は、冷房時は冷やされ、暖房時は温められる。

空気Ａからの熱伝達により案内板１１を介して冷やされ又は温められたコンクリート層２８は、表面から冷熱又は温熱を輻射して、コンクリート層２８の表面に面した空間の冷房又は暖房を行う。なお、冷房時は、冷房対象空間に存在する物体の熱がコンクリート層２８に吸収されることで納涼感を得られるのであるが、本明細書では、便宜上、コンクリート層２８から冷熱が輻射されると表現する。輻射冷暖房システム１では、案内板１１及びコンクリート層２８を冷却又は加熱する熱媒体が空気Ａであるので、コンクリートに埋設された管内を流れる冷水又は温水を熱媒体とする場合に比べて、結露の発生を抑制することができ、漏水を回避することができる。仮に、熱媒体を冷水として輻射冷房を行う場合、床面等の輻射面の結露を防止するために冷水の温度を２３℃以上（露点より高い温度）とすることが考えられるが、２３℃一定の冷水を流した場合、負荷の変動があったときに迅速に追従することが困難となる。

また、輻射冷暖房システム１では、床下地セット１０及び床下地セット１０の上に構成されたコンクリート層２８を冷却又は加熱し、冷却又は加熱したコンクリート層２８からの熱輻射によって冷暖房を行うので、大空間においても床上３ｍ程度までの作業領域を温度調節する成層空調を実現することができる。仮に、温度調節した空気を冷暖房対象空間に供給する対流方式の空調を行う場合は、上部に高温の空気が対流しやすくなり、作業領域の暖房を効果的に行うことが困難であるが、輻射冷暖房システム１では、作業領域の冷暖房を効果的に行うことができる。また、輻射冷暖房システム１では、コンクリート層２８を冷却又は加熱して輻射冷暖房を行うところ、コンクリートは比較的熱容量が大きいので、コンクリート層２８に蓄熱することができる。したがって、温度が調節された空気Ａの空気流路１２への供給を一旦中断し、その後に温度が調節された空気Ａを空気流路１２へ供給して冷暖房を再開した場合に、中断前の冷熱又は温熱がコンクリート層２８に留保されているため、冷暖房の立ち上がりが早くなる。このため、中断によって空気に伝達した熱が喪失してしまう対流方式の空調に比べて、輻射冷暖房システム１は省エネルギー効果が大きくなる。また、電力平準化に有効な深夜電力を利用して空調機４０を作動させ、深夜にコンクリート層２８に蓄熱させた冷熱又は温熱を、日中に表面から輻射させて冷暖房を行うことができる。

還気流路１０ｒに流入した空気Ａは、案内板１１の天面１１ｔから側面１１ｓへとその内面に沿って流れた後、主還気管３２に向けて還気流路１０ｒを流れ、主還気管３２に流入する。主還気管３２に流入した空気Ａは、空気還管３４に向けて主還気管３２を流れる。このとき、空気還管３４が接続された主還気管３２の端部は、空気往管３５が接続された主送気管３１の端部に対して対角に位置しているので、各床下地列１０ｆを流れた空気Ａが空気往管３５から空気還管３４まで移動した距離が概ね等しくなり（リバースレタン方式）、床下地ユニット１０ｃ及びコンクリート層２８の全体をムラなく冷却又は加熱することができる。主還気管３２を流れて空気還管３４に流入した空気Ａは、空気還管３４を流れて空調機４０に導入される。空調機４０に導入された空気Ａは、再び温度調節された後に空調機４０から吐出され、以降、上述の作用を繰り返す。

以上で説明したように、本実施の形態に係る床下地セット１０によれば、案内板１１及び中仕切板１３をそれぞれ重ねて運搬することができると共に現場において設置した床下地セット１０（床下地ユニット１０ｃ）の上にコンクリートを打設してコンクリート層２８を形成するので、運搬時の重量及び容積を軽減することができ、簡便に運搬できる構造の部材を利用して輻射冷暖房に適した構造物を得ることができる。また、本実施の形態に係る輻射冷暖房システム１によれば、温度が調節された空気Ａの熱を床下地ユニット１０ｃの各案内板１１を介してコンクリート層２８に伝達させることができ、コンクリート層２８からの熱輻射によってその上方の冷暖房対象空間の冷暖房を行うことができる。

次に図５を参照して、本発明の実施の形態の第１の変形例に係る床下地セット１０Ａを説明する。図５（Ａ）は床下地セット１０Ａの斜視図、図５（Ｂ）は床下地セット１０Ａを構成する案内板１１及び案内羽根１５の正面斜視図、図５（Ｃ）は床下地セット１０を構成する案内羽根１５の斜視図である。床下地セット１０Ａは、前述の床下地セット１０（図２参照）に対して、案内羽根１５が追加されている。案内羽根１５は、正面視において還気流路１０ｒ内の天面１１ｔと側面１１ｓとの境界部分からその周辺に渡る領域に設置されている。案内羽根１５は、隙間形成板１５ｒと複数の案内片１５ｐとを有している。隙間形成板１５ｒは、天面１１ｔと側面１１ｓとの境界部分周辺の案内板１１との間に外周隙間１０ｒｅを形成する部材である。隙間形成板１５ｒは、典型的には、正面視において天面１１ｔと側面１１ｓとが連なる部分（境界部分）の周辺と概ね同じ形状にプレス加工等で曲げられた板状部材が、流れ方向Ｘにおいて案内板１１と同じ長さに形成されている。隙間形成板１５ｒが案内板１１に近接して設置されることで、案内板１１と隙間形成板１５ｒとの間に外周隙間１０ｒｅが流れ方向Ｘに渡って形成されることとなる。隙間形成板１５ｒは、設置されたときに天面１１ｔに対向する部分の直交方向Ｙの端部の辺が、流れ方向Ｘ全体に渡って、天面１１ｔから離れる方向に曲げられている。案内片１５ｐは、板状の小片で形成されている。案内片１５ｐは、隙間形成板１５ｒの天面１１ｔに対向する面に、流れ方向Ｘに間隔をあけて（典型的には等間隔で）複数が設けられている。各案内片１５ｐは、天面１１ｔに対向する隙間形成板１５ｒの面に対して直交するように延びると共に、直交方向Ｙに対して主還気管３２側（空気Ａの流れの下流側）に傾いて延びるように設けられている。各案内片１５ｐが直交方向Ｙに対して主還気管３２側に傾く程度は、概ね１５°～４５°、典型的には３０°である。上述した案内羽根１５が一対の還気流路１０ｒに追加されている点以外の床下地セット１０Ａの構成は、床下地セット１０（図２参照）と同様である。

このように構成された床下地セット１０Ａは、輻射冷暖房システム１において床下地セット１０（図２参照）に代えて設けられる。そして、床下地セット１０Ａの送気流路１０ｓに流入した空気Ａは、通気孔１３ｈを通過して噴流の状態で還気流路１０ｒに流入し、案内板１１の天面１１ｔに衝突してから天面１１ｔに沿う流れとなって、天面１１ｔから側面１１ｓへと内面に沿って流れ方向Ｘに交差する方向に流れる際に、外周隙間１０ｒｅを、案内片１５ｐの傾きに沿って流れることになる。このように空気Ａが流れることにより、噴流の状態で通気孔１３ｈから還気流路１０ｒに流入した空気Ａが拡大することが抑制され、空気Ａが保有する冷熱又は温熱を効率よく案内板１１及びコンクリート層２８に伝達させることができる。

次に図６を参照して、本発明の実施の形態の第２の変形例に係る床下地セット１０Ｂを説明する。図６（Ａ）は床下地セット１０Ｂの斜視図、図６（Ｂ）は床下地セット１０Ｂを構成する案内板１１Ｂの斜視図である。床下地セット１０Ｂは、前述の床下地セット１０（図２参照）の案内板１１（図２参照）に代えて、交差フィン１７及び平行フィン１８を有する案内板１１Ｂが設けられている点が、床下地セット１０（図２参照）と異なっている。案内板１１Ｂは、案内板１１（図２参照）に対して交差フィン１７及び平行フィン１８が設けられたものである。交差フィン１７は、天面１１ｔから還気流路１０ｒに突き出るように、天面１１ｔに取り付けられている。交差フィン１７は、板状の小片で構成されており、天面１１ｔに対して直交するように延びると共に直交方向Ｙに第１の所定の長さで延びている。第１の所定の長さは、中断フィンの効果を奏する長さである。中断フィンは、伝熱面積の総和を変えずに、流体が流れる方向に見てフィンを構成する平板の先端からの距離が長くなるほど発達する温度境界層の厚さを小さくするために、平板を分割して１つおきに位置をずらして配置したものである。交差フィン１７は、流れ方向Ｘに間隔をあけて（典型的には等間隔で）複数が設けられている列が、直交方向Ｙに複数列（図６に示す例では３列）設けられている。直交方向Ｙに隣接する交差フィン１７の列は、典型的には流れ方向Ｘに半分の距離だけずれている。平行フィン１８は、側面１１ｓから還気流路１０ｒに突き出るように、側面１１ｓに取り付けられている。平行フィン１８は、板状の小片で構成されており、側面１１ｓに対して直交するように延びると共に流れ方向Ｘに第２の所定の長さで延びている。第２の所定の長さは、乱れ促進体の効果を奏する長さである。乱れ促進体は、一般に、平板状に突出物がある場合に平板に沿って流れる流体が突出物の上端で剥離し、剥離した流れが突出物の高さの数倍程度下流の位置で平板に再付着する際に熱伝達率が高くなる現象利用した、熱伝達率を向上させる突起物である。平行フィン１８は、流れ方向Ｘに間隔をあけて（典型的には等間隔で）複数が設けられている列が、直交方向Ｙに沿う方向に複数列（図６に示す例では上下方向に２列）設けられている。直交方向Ｙに沿う方向に隣接する平行フィン１８の列は、典型的には流れ方向Ｘに半分の距離だけずれている。上述したように交差フィン１７及び平行フィン１８が案内板１１Ｂに設けられている以外の床下地セット１０Ｂの構成は、床下地セット１０（図２参照）と同様である。

このように構成された床下地セット１０Ｂは、輻射冷暖房システム１において床下地セット１０（図２参照）に代えて設けられる。そして、床下地セット１０Ｂの送気流路１０ｓに流入した空気Ａは、通気孔１３ｈを通過して噴流の状態で還気流路１０ｒに流入し、案内板１１の天面１１ｔに衝突してから天面１１ｔに沿う流れとなって、天面１１ｔから側面１１ｓへと内面に沿って流れ方向Ｘに交差する方向に流れる際に、天面１１ｔに沿って流れる段階では中断フィンとして作用する交差フィン１７の面に沿って流れることで交差フィン１７を介した案内板１１Ｂ全体への熱伝達が促進され、側面１１ｓに沿って流れる段階では乱れ促進体として作用する平行フィン１８を越えて流れることで平行フィン１８を介した案内板１１Ｂ全体へさらに効率よく熱伝達が行われることとなる。このように空気Ａが流れることにより、噴流の状態で通気孔１３ｈから還気流路１０ｒに流入した空気Ａが保有する冷熱又は温熱を、効率よく案内板１１Ｂ及びコンクリート層２８に伝達させることができる。

以上の説明では、案内板１１（案内板１１Ｂを含む）の天面１１ｔに対向する面が開口になっていることとしたが、天面１１ｔに対向する面に底面を有して空気流路１２の四方を完全に包囲する構成であってもよい。

以上の説明では、主送気管３１及び主還気管３２が案内板１１を利用して構成されていることとしたが、案内板１１を利用せずに別途製造したダクト等を用いてもよい。主送気管３１及び／又は主還気管３２を別途構成すると、状況に応じて形状を決定することができる。他方、案内板１１を利用した場合は、床下地セット１０の構成部品と部材の共通化を図ることができて製造効率の向上（コストダウンを含む）を図ることができる。

以上の説明では、中仕切板１３は、送気流路１０ｓの幅及び還気流路１０ｒの幅がそれぞれ流れ方向Ｘに渡って等しくなる（変わらない）ように配置されることとしたが、空気Ａの流れ方向で下流側に向けて進むに連れて送気流路１０ｓの幅が徐々に狭くなると共に還気流路１０ｒの幅が徐々に広くなるように中仕切板１３を構成してもよい。このように配置すると、送気流路１０ｓから還気流路１０ｒへ通気孔１３ｈを通って流れ込む空気Ａの量の変動を抑制することができ、送気流路１０ｓ及び還気流路１０ｒのそれぞれで流れ方向Ｘにおける空気Ａの流速をほぼ一定にすることができるので、流れ方向Ｘに渡って熱伝達量の変動を抑制し、熱伝達量をほぼ一定にすることができる。

以上の説明では、温調機器が空調機４０であるとしたが、ファンコイルユニットやパッケージエアコン等の、気体の温度を変化させることができる機器であってもよい。

以上の説明では、主送気管３１、空気流路１２、及び主還気管３２を流れる気体が、空調機４０（温調機器）で温度が調節された又は温度が調節される空気Ａであるとしたが、外気温が外気冷房可能な温度の場合は外気としてもよく、あるいは用途に応じて下水道管内の空気や地中で熱交換が行われた気体であってもよい。

１ 輻射冷暖房システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ 床下地セット
１０ｃ 床下地ユニット
１０ｆ 床下地列
１０ｒ 還気流路
１０ｒｅ 外周隙間
１０ｓ 送気流路
１１、１１Ｂ 案内板
１１ｓ 側面
１１ｔ 天面
１２ 通気空間
１３ 中仕切板
１３ｈ 通気孔
１５ 案内羽根
１５ｒ 隙間形成板
１５ｐ 案内片
１７ 交差フィン
１８ 平行フィン
２８ コンクリート層
３１ 主送気流路
３２ 主還気流路
４０ 空調機
Ａ 空気
Ｘ 流れ方向
Ｙ 交差方向

Claims (5)

1. 気体を流れ方向に案内する案内板であって、前記流れ方向に沿って延びる天面及び一対の側面を有し、一対の前記側面は前記天面を間に挟んで前記天面に対して同じ側に角度をもって延びるように前記天面に接続され、前記天面と一対の前記側面との内部に前記気体が流れる通気空間を形成する案内板と；
   前記流れ方向に沿って延びて、前記通気空間を前記天面から遠い側の第１の通気空間と前記天面に近い側の第２の通気空間とに仕切る中仕切板であって、前記第１の通気空間と前記第２の通気空間とを連絡する通気孔が前記流れ方向に並ぶように複数形成され、前記第１の通気空間から前記通気孔を通って前記第２の通気空間に移動した前記気体を前記流れ方向に対して交差する方向に前記天面に沿って移動させるように配置された中仕切板とを備え；
   前記案内板は、前記天面が平面に形成されており；
   前記中仕切板は、前記流れ方向に沿って延びる頂面と、前記頂面に対して前記流れ方向に直交する方向の両側に接続された一対の斜面と、を有すると共に、前記通気孔が、一対の前記斜面のそれぞれに、前記頂面の近傍で複数が形成されており；
   前記案内板及び前記中仕切板は、前記頂面が前記天面に組み合わせられていて、前記案内板と一対の前記斜面との間に前記第２の通気空間が形成されている；
   床下地セット。
2. 気体を流れ方向に案内する案内板であって、前記流れ方向に沿って延びる天面及び一対の側面を有し、一対の前記側面は前記天面を間に挟んで前記天面に対して同じ側に角度をもって延びるように前記天面に接続され、前記天面と一対の前記側面との内部に前記気体が流れる通気空間を形成する案内板と；
   前記流れ方向に沿って延びて、前記通気空間を前記天面から遠い側の第１の通気空間と前記天面に近い側の第２の通気空間とに仕切る中仕切板であって、前記第１の通気空間と前記第２の通気空間とを連絡する通気孔が前記流れ方向に並ぶように複数形成され、前記第１の通気空間から前記通気孔を通って前記第２の通気空間に移動した前記気体を前記流れ方向に対して交差する方向に前記天面に沿って移動させるように配置された中仕切板と；
   前記第２の通気空間の前記天面と前記側面との境界付近に設けられた案内羽根であって、前記天面と前記側面とが連なる部分との間に前記気体を通す外周隙間を前記流れ方向に渡って形成する隙間形成板と、前記外周隙間に流入した前記気体を前記流れ方向に対して交差する方向に案内する案内片と、を有する案内羽根とを備える；
   床下地セット。
3. 前記案内板が、前記天面から前記第２の通気空間に突き出た交差フィンであって前記流れ方向に対して交差する方向に第１の所定の長さで延びる交差フィンと、前記側面から前記第２の通気空間に突き出た平行フィンであって前記流れ方向に沿って第２の所定の長さで延びる平行フィンと、を有する；
   請求項１に記載の床下地セット。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の床下地セットが前記流れ方向に第３の所定の長さになるように構成された床下地列が、前記流れ方向に対して交差する方向に複数配列されて構成された床下地ユニットと；
   複数の前記床下地列のそれぞれの一方の端部を介して前記第１の通気空間に供給する前記気体を流す主送気流路と；
   複数の前記床下地列のそれぞれの前記一方の端部とは反対側の他方の端部を介して前記第２の通気空間から収集した前記気体を流す主還気流路と；
   前記床下地ユニットの外側上面に構成された床構成層と；
   前記主送気流路に供給する前記気体の温度を調節する温度調節機器とを備える；
   輻射冷暖房システム。
5. 前記主送気流路及び前記主還気流路の少なくとも一方が、前記案内板で形成された；
   請求項４に記載の輻射冷暖房システム。

Images