JPH11293799A - 躯体蓄熱空調システムにおける空調空気通路機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中空スラブにより構成した床スラブの中空部を
蓄熱・放熱用の空気通路として構成する躯体蓄熱空調シ
ステムにおいては、中空部に空調空気を供給するための
空気ダクトを床スラブの下方に設置しているため、室内
の天井口が低くなり、下り天井が必要になると共に、送
風量をコントロールするための点検口が室内に必要にな
る。 【解決手段】そこで、建物のコア部１に、並列に近接配
置した一対の梁３、４を構成すると共に、コア部に隣接
する部屋２の床スラブ８を中空スラブにより構成して、
その中空部９を上記一対の梁と直角の方向に配置し、中
空部はコア部から離れた端側において隣接するもの同士
を連通させて直列通路を構成すると共に、コア部側にお
いて上記一対の梁間の空間部５と連通させ、この梁間の
空間部には仕切板１２、１３により一対の空気通路１
４、１５を構成して、夫々の空気通路を、上記中空部の
直列通路の夫々の端部と連通させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、躯体蓄熱空調シス
テムにおける空調空気通路機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、空調機の始動直後から室内環境を
良好にすることを目的としたり、または空調負荷のピー
クカットによる熱源・空調機器の容量低減を計る目的
で、空調が必要な時間外に空調機を蓄熱運転してコンク
リート躯体に予め熱（冷熱を含む）を蓄熱しておき、こ
の熱を、空調が必要な時間に利用することができる躯体
蓄熱を利用した空調システムが提案されている。例えば
特願平９−２８２０９号等の願書に添付した明細書及び
図面参照。

【０００３】この空調システムは、建築物の構造体によ
り構成された閉鎖空間、例えば中空スラブにより構成し
た床スラブの中空部を蓄熱・放熱用の空気通路として構
成し、空調機から空調空間を経て空調機に還流する空調
空気経路の適所に上記床スラブの空気通路を配置した構
成を基本構成としている。

【０００４】このような空調システムの一例を説明する
と、例えば図１３に示すものは、空調機１０１の吐出側
１０２からの空調空気を、ＯＡフロア等の二重床１０３
と床スラブ１０４との間に構成した床下空間部１０５を
介して床１０３に設けた吹出口１０６から部屋の居室空
間１０７に供給すると共に、天井パネル１０８に設けた
吸込口１０９から、この天井パネル１０８と天井側の床
スラブ１０４との間の天井内空間１１０に流入させ、こ
こを通過させて空調機１０１の吸込側１１１に還流させ
る床吹き出し式の空調システムにおいて、床スラブ１０
４は中空部１１２を有する中空スラブにより構成し、こ
の中空部１１２により蓄熱・放熱用の空気通路を構成し
て、上記空調空気を必要に応じてこの蓄熱用空気通路に
流すようにしたものである。

【０００５】図１４に示すように、並列に近接配置され
た多数の中空部１１２は図中右端側において、隣接する
もの同士を連通させて直列通路を構成することにより、
これらの直列通路の両端を共に図中左端側に構成してい
る。そして空調機１０１の吐出側１０２からの空調空気
を上記直列通路の夫々の一端側に供給するために、天井
内空間１１０の床スラブ１０４の下方に、上記中空部１
１２と直角の方向に空気ダクト１１３を配置しており、
この空気ダクト１１３から各直列通路の一端側に枝ダク
ト１１４を設置している。一方、直列通路の他端側は開
口部１１５により天井内空間１１０と連通させている。

【０００６】このような構成においては、空調が必要な
時間外、特に、電力料金の単価が安い夜間において必要
な時間だけ空調機１０１を運転し、空調空気を主として
上記蓄熱用の空気通路に流して循環させる蓄熱運転を行
うことにより、空調機１０１の運転により発生した熱
（冷熱を含む）を中空部１１２を構成した床スラブ１０
４に蓄熱することができる。また空調時においては、居
室空間１０７に流す空調空気を、その上流側又は下流側
において上記蓄熱用空気通路に流す運転を行うことによ
り、床スラブ１０４に蓄えた熱を空調空気により回収し
て居室空間１０７の空調に供することができる。例え
ば、夜２２時から翌朝８時までの１０時間に蓄熱運転を
行って床スラブに蓄熱し、昼間にその大半を放熱して利
用する。尚、図中実線及び破線の矢印は蓄熱運転時の空
調空気の流れ、１点鎖線の矢印は空調運転時の空調空気
の流れを示すものであり、後者の空調運転においては、
空調空気の経路は、天井内空間１１０のみを流して空調
機１０１の吸込側１１１に還流する経路と、天井内空間
１１０から上記蓄熱用空気通路を流れて空調機１０１の
吸込側１１１に還流する経路とを選択できる構成であ
り、このような運転を行うためのダクト配置、切替機構
等を適宜に構成している。尚、以上の例は床吹き出し方
式であるが、天井吹き出し方式にも適用できることは勿
論である。尚、以上の例は、隣接した中空部を一端側で
連通させて直列経路を構成する方式であるが、直列経路
を構成しない方式もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の躯
体蓄熱空調システムでは、以下に示すような課題があ
る。 ａ．天井内空間の床スラブの下方に空気ダクトを配置す
るため、この空気ダクトを収めるための天井ふところが
必要で、一部に下り天井１１６が必要となり、天井高が
低くなってしまう。 ｂ．空気ダクトには、そこからの送風量をコントロール
するための開閉機構等が設置されるが、これを点検する
ための点検口が必要で、この点検口が室内の天井に必要
となる。 ｃ．空気ダクトは、放熱を防ぐために断熱材で囲むこと
が必要で、この部分は蓄熱に寄与しない。 本発明は、以上の課題を解決することを目的とするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、まず、建物のコア部に、並列に近接
配置した一対の梁を構成すると共に、コア部に隣接する
部屋の床スラブを中空スラブにより構成して、その中空
部を上記一対の梁と直角の方向に配置し、中空部はコア
部から離れた端側において隣接するもの同士を連通させ
て直列通路を構成すると共に、コア部側において上記一
対の梁間の空間部と連通させ、この梁間の空間部には仕
切板により一対の空気通路を構成して、夫々の空気通路
を、上記中空部の直列通路の夫々の端部と連通させる構
成の空調空気通路機構を提案する。

【０００９】そして本発明では、上記構成において、梁
間の空間部の下側に仕切板を設置して第１の空気通路を
構成すると共に、第１の空気通路内に仕切板によりダク
ト部を構成して、このダクト部を第２の空気通路として
構成すること、又は梁間の空間部の下側に仕切板を設置
して空気通路を構成し、この空気通路を仕切板により２
分割して第１、第２の空気通路を構成することを提案す
る。

【００１０】次に本発明では、建物のコア部に、並列に
近接配置した一対の梁を構成すると共に、コア部に隣接
する部屋の床スラブを中空スラブにより構成して、その
中空部を上記一対の梁と直角の方向に配置し、中空部は
コア部から離れた端側において隣接したもの同士を連通
させて直列通路を構成すると共に、コア部側において上
記直列通路の一端側を上記一対の梁間の空間部と連通さ
せ、この空間部を仕切板により仕切って第２の空気通路
を構成すると共に、上記一対の梁のうちの部屋側の梁の
外側に第１の空気通路を構成し、上記直列通路の他端側
を、この第１の空気通路と連通させる構成とした空調空
気通路機構を提案する。

【００１１】そして本発明では、以上の構成において、
一対の梁を、コア部から部屋内に延長して構成すること
を提案する。

【００１２】また本発明では、以上の構成において、一
対の梁の下方の天井部分に点検口を設置することを提案
する。

【００１３】また本発明では、以上の構成において、一
対の梁の下方に機械室を構成することを提案する。

【００１４】以上の本発明によれば、建物のコア部に並
列に近接配置した一対の梁間の空間部を仕切板により仕
切って空気通路を構成するので、その分の空気ダクトを
設置する必要がなくなり、またこの空気通路は、蓄熱部
としても利用することができる。また、点検口は一対の
梁の下方の天井部分に構成することができ、部屋の天井
部分に構成する必要がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。図１〜図８は本発明の第１の実施の形
態を示すものである。図１は本発明を適用するコアシス
テムの建物の一例の平面図であり、符号１は給排水設備
やエレベーター等が配置されるコア部、２は事務室等の
部屋である。コアシステムの具体的構成は、図示の他、
センターコア、その他適宜である。図２及び図４、図
６、図８は、夫々図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線
断面図、図３、図５は夫々図２、図４のＤ−Ｄ線断面
図、図７は図６のＥ−Ｅ線断面図である。図に示すよう
に、建物のコア部１に、並列に近接配置した一対の梁
３、４を構成しており、従ってこれらの梁３、４間に直
線状に延びる空間部５が構成されている。この一対の梁
３、４の下方には壁６により囲まれた機械室７を構成し
ている。またこの実施の形態では、図４に示すように、
一対の梁３、４はコア部１から隣接する部屋２内に延長
して構成されている。

【００１６】一方、コア部１に隣接する部屋２の床スラ
ブ８は、中空部９を上記梁３、４と直角の方向に配置し
た中空スラブにより構成し、梁３、４により支持してい
る。この実施の形態では、床スラブ８は、図８に示すよ
うに隣接する一対の中空部９ａ、９ｂを有する単位ｕが
並列するように構成されており、それらの単位ｕ間の下
側に溝部１０が形成されている。床スラブ８の中空部９
は一対の梁３、４から離れた端側において連通口１１に
より連通しており、従って一対の中空部９ａ、９ｂは直
列通路を構成している。そして直列通路の両端ａ，ｂは
コア部１側に位置し、それらａ、ｂは梁３、４間の空間
部５に開口している。

【００１７】また一対の梁３、４の下側には横方向の仕
切板１２を設置して、上記空間部５を仕切り、これを空
気通路として構成すると共に、上記空間部５内に一対の
縦方向の仕切板１３を設置して、上記空気通路内にダク
ト部１４を構成している。従って梁３、４間の空間部５
には、ダクト部１４による第２の空気通路１４（ダクト
部と同一の符号を付す。）と、それ以外の空間部５によ
る第１の空気通路１５の一対の空気通路が構成される。
そして第２の空気通路１４は枝ダクト１６を介して上記
中空部９ａの直列通路の一端ａに接続している。また横
方向の仕切板１２には点検口１７を設置している。尚、
図中、符号１８は天井パネル、１９はＯＡパネル、２０
は窓である。

【００１８】以上のようにして構成した空調空気通路
は、図示を省略しているが、空調機から空調空間を経て
空調機に還流する空調空気経路の適所に配置して躯体蓄
熱空調システムを構成する。この際、空調機は、梁３、
４の下方に構成した機械室７内に設置することができ
る。このような躯体蓄熱空調システムは、従来例におい
て説明したように、蓄熱運転においては空調空気を部屋
２内に流さずに空調空気通路に流して循環させ、空調運
転時には、空調空気を、空調空気通路を通さずに部屋２
内に流して循環させたり、又は空調空気通路を通して部
屋２内に流すように循環させる構成を適宜に構成するこ
とができる。

【００１９】このようにして適宜構成した躯体蓄熱空調
システムにおける本発明の空調空気通路機構の動作例を
次に説明する。尚、この動作例は、上述した従来の躯体
蓄熱空調システムと同様なシステムを構成した場合の例
である。まず蓄熱運転において、機械室７に設置してい
る空調機（図示省略）の吐出側からの空調空気を、切換
機構（図示省略）を介して第２の空気通路１４に供給す
ると、空調空気は、図２、図３、図６及び図７中の矢印
で示すように、第２の空気通路１４を流れ、枝ダクト１
６を経て夫々の直列通路の一端ａから中空部９ａ内に流
入し、夫々の中空部９ａを流れる。次いで空調空気は連
通口１１を経て中空部９ｂ内に流入し、夫々の中空部９
ｂを流れて他端ｂから第１の空気通路１５に流出する。
第１の空気通路１５に流出した空調空気は、この第１の
空気通路１５を流れ、切換機構を介して空調機の吸込側
に還流する。このように床スラブ８の中空部９ａ，９ｂ
を流れる際、空調空気は床スラブ８と熱交換し、こうし
て床スラブ８に熱（冷熱を含む）を蓄えることができ
る。この際、第１、第２の空気通路１５、１４は一対の
梁３、４間の空間部５に構成しているため、これらの一
対の梁３、４にも蓄熱が行われ、全体としての蓄熱容量
が増加している。

【００２０】次に空調運転において、空調機から切換機
構を介して床下から部屋２内に供給された空調空気は、
部屋２の空調に供された後、図４に示すように天井パネ
ル１８に形成した吸込口（図示省略）から、天井パネル
１８と床スラブ８間の空間部に吸い込まれ、次いで溝部
１０により形成される空間を通って第１の空気通路１５
内に吸い込まれる。第１の空気通路５内に吸い込まれた
部屋２内の空気は、端部ｂから中空部９ｂ内に流入し、
ここを流れて連通口１１から中空部９ａ内に流入する。
そして中空部９ａを流れた後、端部ａから枝ダクト１６
を介して第２の空気通路１４に流入し、ここを流れて空
調機の吸込側に還流する。部屋２内の空調に供された空
気は、以上のように中空部９ａ、９ｂの直列通路、そし
て第１、第２の空気通路１５、１４を流れる際、それま
でに床スラブ８と梁３、４に蓄積されていた熱（冷熱を
含む）を回収して空調機に還流するため、この熱を空調
に有効利用することができ、ピークカット等が可能とな
る。

【００２１】尚、上記空調運転において、空調機から切
換機構を介して部屋２内に供給されて空調に供された空
調空気を、上記吸込口から、天井パネル１８と床スラブ
８間の空間部に吸込み、上述と同様に溝部１０により形
成される空間を通って第１の空気通路１５内に流入させ
た後、第１の空気通路１５を通して空調機の吸込側に還
流させることができ、この場合には、上記蓄熱を利用し
ない空調運転が行われる。

【００２２】以上の第１の実施の形態においては、横方
向の仕切板１２は断熱性を有する材質により構成する
が、この仕切板１２により構成される空間部５内の縦方
向の仕切板１３は必ずしも断熱性を有さなくても良い。

【００２３】次に図９、図１０は本発明の第２の実施の
形態を示すものである。図９は図２と同様な個所の断面
を示すもので、図１０は図９のＦ−Ｆ線断面図である。
これらの図において、上述した図２、図３の構成要素と
同様な構成要素には同一の符号を付して重複する説明は
省略する。この実施の形態は、第１、第２の空気通路の
構成が上記第１の実施の形態とは異なるもので、即ち、
本実施の形態では、梁３、４間の空間部５の下側に横方
向の仕切板２１を設置して、上記空間部５を仕切り、こ
れを空気通路として構成することは第１の実施の形態と
同様であるが、本実施の形態では、この空気通路を縦方
向の仕切板２２で２分割して第１、第２の空気通路２
３、２４を構成するものである。そして第２の空気通路
２４は枝ダクト２５を介して上記中空部９ａの端部ａに
接続し、また中空部９ｂの端部ｂを第１の空気通路２３
に開口している構成である。この第２の実施の形態の空
調空気通路機構は、第１の実施の形態と同様な躯体蓄熱
空調システムの要素として構成することができ、こうし
て蓄熱運転により、床スラブ８と共に、第１、第２の空
気通路２３、２４を構成する梁３、４に熱（冷熱を含
む）を蓄え、そして空調運転において、これらに蓄えた
熱（冷熱を含む）を有効利用できる。

【００２４】次に図１１、図１２は本発明の第３の実施
の形態を示すものである。図１１は図２と同様な個所の
断面を示すもので、図１２は図１１のＧ−Ｇ線断面図で
ある。これらの図において、上述した図２、図３の構成
要素と同様な構成要素には同一の符号を付して重複する
説明は省略する。この実施の形態は、第１、第２の空気
通路の構成が上記第１、第２の実施の形態とは異なるも
ので、即ち、本実施の形態では、梁３、４間の空間部５
の下側に横方向の仕切板２６を設置して、上記空間部５
を仕切り、これを空気通路として構成することは第１、
第２の実施の形態と同様であるが、本実施の形態では、
この空間部５による空気通路を第２の空気通路２７とし
て利用すると共に、上記一対の梁のうちの部屋側の梁３
の外側に第１の空気通路２８を構成し、上記中空部９
ａ、９ｂの直列通路の他端ｂを、この第１の空気通路２
８と連通させる構成としたものである。この第１の空気
通路２８は図１１に示すように、一対の梁３、４の下方
に天井パネル２９を設置し、また機械室７と部屋２との
間に構成する壁６を、梁３との間に間隔を形成する位置
に設置することにより構成している。そして、この構成
においては、中空部９ｂの他端ｂに連通口３０を設けて
第１の空気通路２８と連通させている。この第２の実施
の形態の空調空気通路機構は、第１の実施の形態と同様
な躯体蓄熱空調システムの要素として構成することがで
き、こうして蓄熱運転により、床スラブ８と共に、第２
の空気通路２７を構成する梁３、４に熱（冷熱を含む）
を蓄え、そして空調運転において、これらに蓄えた熱
（冷熱を含む）を有効利用できる。このような構成であ
ることから、第２の空気通路２７は蓄熱運転時におい
て、空調空気の上流側となるように空調空気経路を構成
するのが望ましい。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のとおり、建物のコア部に
並列に近接配置した一対の梁間の空間部を仕切板により
仕切って空気通路を構成するので、次のような効果があ
る。 ａ．上記のように構成する空気通路に対しては、その
分、空気ダクトを設置する必要がなくなるため、この空
気ダクトを収めるための天井ふところが不要となり、部
屋内に下り天井を構成する必要が無くなると共に、空調
機等を設置する機械室のスペースを必要最小限に構成す
ることができ、部屋のスペース割合を大きくすることが
できる。 ｂ．空気通路を蓄熱部として構成することができるの
で、蓄熱容量を増加することができる。 ｃ．床スラブの中空部の清掃を、一対の梁側から容易に
行うことができる。 ｄ．送風量をコントロールするための開閉機構等を点検
するための点検口を部屋内の天井に設置する必要がなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用するコアシステムの建物の一例
の平面図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態に対応する図１の
Ａ−Ａ線断面図である。

【図３】 図２のＤ−Ｄ線断面図である。

【図４】 図２とは異なった動作における図１のＡ−Ａ
線断面図である。

【図５】 図４のＤ−Ｄ線断面図である。

【図６】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】 図６のＥ−Ｅ線断面図である。

【図８】 図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図９】 本発明の第２の実施の形態に対応する断面図
である。

【図１０】 図９のＦ−Ｆ線断面図である。

【図１１】 本発明の第３の実施の形態に対応する断面
図である。

【図１２】 図１１のＧ−Ｇ線断面図である。

【図１３】 躯体蓄熱を利用した空調システムの一例を
示す透視図である。

【符号の説明】

１ コア部 ２ 事務室等の部屋 ３ 梁 ４ 梁 ５ 空間部 ６ 壁 ７ 機械室 ８ 床スラブ ９ａ，９ｂ 中空部 １０ 溝部 １１ 連通口 １２ 横方向仕切板 １３ 縦方向仕切板 １４ ダクト部（第２の空気通路） １５ 第１の空気通路 １６ 枝ダクト １７ 点検口 １８ 天井パネル １９ ＯＡパネル ２０ 窓 ２１ 横方向仕切板 ２２ 縦方向仕切板 ２３ 第１の空気通路 ２４ 第２の空気通路 ２５ 枝ダクト ２６ 横方向仕切板 ２７ 第２の空気通路 ２８ 第１の空気通路 ２９ 天井パネル ３０ 連通口 ｕ 単位 １０１ 空調機 １０２ 吐出側 １０３ 二重床 １０４ 床スラブ １０５ 床下空間部 １０６ 吹出口 １０７ 居室空間 １０８ 天井パネル １０９ 吸込口 １１０ 天井内空間 １１１ 吸込側 １１２ 中空部 １１３ 空気ダクト １１４ 枝ダクト １１５ 開口部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物のコア部に、並列に近接配置した一
   対の梁を構成すると共に、コア部に隣接する部屋の床ス
   ラブを中空スラブにより構成して、その中空部を上記一
   対の梁と直角の方向に配置し、中空部はコア部から離れ
   た端側において隣接するもの同士を連通させて直列通路
   を構成すると共に、コア部側において上記一対の梁間の
   空間部と連通させ、この梁間の空間部には仕切板により
   一対の空気通路を構成して、夫々の空気通路を、上記中
   空部の直列通路の夫々の端部と連通させることを特徴と
   する躯体蓄熱空調システムにおける空調空気通路機構
2. 【請求項２】 梁間の空間部の下側に仕切板を設置して
   第１の空気通路を構成すると共に、第１の空気通路内に
   仕切板によりダクト部を構成して、このダクト部を第２
   の空気通路として構成することを特徴とする請求項１記
   載の躯体蓄熱空調システムにおける空調空気通路機構
3. 【請求項３】 梁間の空間部の下側に仕切板を設置して
   空気通路を構成し、この空気通路を仕切板により２分割
   して第１、第２の空気通路を構成することを特徴とする
   請求項１記載の躯体蓄熱空調システムにおける空調空気
   通路機構
4. 【請求項４】 建物のコア部に、並列に近接配置した一
   対の梁を構成すると共に、コア部に隣接する部屋の床ス
   ラブを中空スラブにより構成して、その中空部を上記一
   対の梁と直角の方向に配置し、中空部はコア部から離れ
   た端側において隣接したもの同士を連通させて直列通路
   を構成すると共に、コア部側において上記直列通路の一
   端側を上記一対の梁間の空間部と連通させ、この空間部
   を仕切板により仕切って第２の空気通路を構成すると共
   に、上記一対の梁のうちの部屋側の梁の外側に第１の空
   気通路を構成し、上記直列通路の他端側を、この第１の
   空気通路と連通させる構成とすることを特徴とする躯体
   蓄熱空調システムにおける空調空気通路機構
5. 【請求項５】 一対の梁を、コア部から部屋内に延長し
   て構成することを特徴とする請求項１〜４までのいずれ
   か１項に記載の躯体蓄熱空調システムにおける空調空気
   通路機構
6. 【請求項６】 一対の梁の下方の天井部分に点検口を設
   置することを特徴とする請求項１〜５までのいずれか１
   項に記載の躯体蓄熱空調システムにおける空調空気通路
   機構
7. 【請求項７】 一対の梁の下方に機械室を構成すること
   を特徴とする請求項１〜６までのいずれか１項に記載の
   躯体蓄熱空調システムにおける空調空気通路機構