JPS63207923A - 輻射冷暖房方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、床面を冷却して行なう輻射冷房、または、床
面を加熱もしくは加温して行なう輻射暖房の方法、その
ための装置およびこむに供される床構造に関する。

（従来技術） 床に関する輻射冷房または輻射暖房（以下、「輻射冷暖
房」という。）は、床の内部に設けられた通路に冷風や
冷水のような冷却媒体または熱風や温風、温水のような
加熱媒体から成る流体を通して行なう。前記流体は前記
通路を流動する間、その周囲から熱を奪いまたはその周
囲に熱を放出する。前記流体による周囲からの熱の収奪
または周囲への熱の供給によって床面が冷却または加熱
され、室が冷房または暖房される。

ところで、従来の輻射冷暖房方法では、前記流体を前記
通路の一方ρ開口から供給し、他の一方の開口から外部
に排出する。すなわち、前記流体を一方向にのみ流動さ
せる。しかし、これでは、特に距離の長い通路の場合、
前記通路の一方の開口近傍（上流）および他の一方の開
口（下流）における前記流体の温度に大きな開きを生じ
、上流側に位置する床面の温度と、下流側に位置する床
面の温度との差が大きなものとなる。このために、温度
差の大きい冷房空間または暖房空間の偏在を余イλなく
されていた。

（発明の目的） 本発明は、床面の冷却または加熱に伴なって生じる床の
表面温度の差をできる限り小さくしての輻射冷房または
輻射暖房を可能とすることを目的とする。

（発明の構成、作用および効果） 本発明に係る輻射冷暖房方法は、床の内部に設けられた
通路への冷却媒体または加熱媒体から成る流体の供給を
、前記通路の一方の開口からと他の一方の開口とから交
互に行なうことを特徴とする。

本発明の方法によれば、前記通路に流体を流すときの上
流および下流の位置関係が交互に変化することから、上
流および下流の位置関係が不変の場合と比べて、上流側
および下流側における床の表面温度の差を小さくするこ
とができる。その結果、床面の上方に広がる室の空間の
冷房または暖房をより均一にすることができる。

また、本発明に係る輻射冷暖房装置は、冷却媒体または
加熱媒体から成る流体の通過を許す、少なくとも二個所
で開口する通路が設けられた床と、前記流体の供給源と
、該供給源に接続された一端部を有する一対の管であっ
て管の一方が前記床の通路の一方の開口に連通ずる孔を
有しかつ他の一方が前記通路の他の一方の開口に連通ず
る孔を有する一対の管と、両管の前記一端部側において
肢管のいずれか一方を選択的に閉鎖するための第１の閉
鎖手段と、両管の他端部側において肢管のいずれか一方
を選択的に閉鎖するための第２の閉鎖手段とを備えるこ
とを特徴とする。

本発明の装置によれば、前記第１および第２の閉鎖手段
の操作により一方の管の一端部および他端部においてそ
の管路をそれぞれ開放しおよび閉鎖するとともに他の一
方の管の一端部および他端部においてその管路をそれぞ
れ閉鎖しおよび開放することにより、前記流体を前記供
給源から前記一方の管に導入し、ここから前記通路に通
し、さらに、該通路から前記他の一方の管に導き、肢管
の他端部から放出することができる。また、両管の管路
の前記閉鎖および開放を逆にすることにより、前記流体
の流動経路を前記供給源、他の一方の管、前記通路およ
び前記一方の管とすることができる。これにより、前記
流体の供給を、前記通路の一方の開口からと他の一方の
開口とから交互に行なうことができる。

さらに、本発明に係る床構造は、床版と、該床版上に設
けられ、冷却媒体または加熱媒体の通過を許す通路を有
する下地層と、該下地層上に設けられた表層とを含み、
前記通路が、一方向に間隔をおいて設けられた複数の第
１の通路部分と、他方向に間隔をおいて設けられ、前記
第１の通路部分に連通ずる複数の第２の通路部分とから
成り、各第１の通路部分はその両端の一方のみが外部に
開放し、その開放端部が、互いに隣接する第１の通路部
分に関して互いに逆方向を向くことを特徴とする。

本発明の床構造にあっては、対をなす７４１の通路部分
の一方にその開放一端部から前記流体を供給すると、該
一方の第１の通路部分の他端部は非開口であるため、前
記流体は前記第２の通路部分を経て他の一方の第１の通
路部分に流れ、その開放端部から排出される。また、対
を成す第１の通路部分の前記他の一方の開放端から前記
流体を導入すれば、流体は前記したとは逆向きに流動す
る。

この床構造によれば、前記流体は、一対の第１の通路部
分の一方から他の一方に向けて、複数の第２の通路部分
をほぼ同時に流れる。このため、前記第２の通路部分が
設けられた下地層部分にその内部を蛇行して伸びる通路
を設け、該通路の一方の開口から他方の開口に向けて前
記流体を順次に通過させる場合に比べて、前記下地層部
分をより均一に冷却または加熱することができる。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図に本発明の床に関する輻射冷暖房方法を実施する
ための装置１０および該装置に組み込まれた床１２を示
す。

輻射冷暖房装置１０は、冷風のような冷却媒体またはへ
風や温風のような加熱媒体から成る流体を発生しこれを
送り出す装置を有する流体供給源（図示せず）と、該供
給源に接続された主管１４と、該主管に連なる一対の分
岐管１６．１８と、両分岐管の一端部１６ａ、１８ａ側
において該分岐管の管路のいずれか一方を選択的に閉鎖
するための第１の閉鎖手段と、両分岐管の他端部１６ｂ
、１８ｂ側において該分岐管の管路のいずれか一方を選
択的に閉鎖するための第２の閉鎖手段とを備える。分岐
管１６．１８は、主管１４を介することなしに、直接に
、前記流体供給源に接続してもよい。

床１２は、第３図に示すように、ボンクリートスラブの
ような床版２０と、該床版上に設けられた下地層２２と
、該下地層上に設けられ、床面を規定する表層２４とを
含む。図示の床１２の床面は全体に矩形を呈する。

一対の分岐管１６．１８はそれぞれ全体にＬ字の形状を
有する。両分岐管１６．１８は表層２４の外方にあける
上方にあって互いに共同して全体に矩形を成すように配
置されている。図示の例では、両分岐管の他端部１６ｂ
、１８ｂが他の主管２６に連なっている。両主管１４．
２６は、前記供給源の前記流体の送り出し側および前記
流体の回収側にそれぞれ接続されている。両分岐管の他
端部１６ｂ、１８ｂは、図示の例に代えて、開放自由端
とすることもできる。両主管１４．２６および両分岐管
１６．１８は、床が形成される建物の壁を取り巻くよう
に設置することができる。

各分岐管にはその一端部側および他端部側のそれぞれに
複数の孔２８．３０が設けられている。

番孔２８．３０は枝管３２，３４を介して後記一対のダ
クト４４．４６にそれぞれ連通している。

装置１０の一部を成す前記第１の閉鎖手段と前記第２の
閉鎖手段とは、それぞれ、両分岐管の一端部１６ａ、１
８ａに設けられた一対のダンパ３６．３８と、両分岐管
の他端部に設けられた一対のダンパ４０，４２とから成
る。各ダンパは円盤から成り、各分岐管の直径方向に伸
び該分岐管に回転可能に支承された軸に固定されている
。

各ダンパは、例えば前記各軸に接続されたモータ（図示
せず）でこれを回転駆動することができる。これにより
、各分岐管の各端部においてその管路を独立に閉鎖しま
たこれを解除することができる。

したがって、両分岐管１６．１８の各端部においてこれ
らの管路のいずれか一方を選択的に閉鎖することができ
、ダンパ３６，３Ｂをそれぞれ開および閉、また、ダン
パ４０，４２をそれぞれ閉および開にする（第１図）と
き、前記流体供給源から供給される前記流体を一方の分
岐管１６から床１２の通路に通し、他方の分岐管１８に
排出することができる。また、ダンパ３６，３Ｂとダン
パ４０，４２の開閉動作を前記と逆にする（第２図）こ
とにより、供給流体を他方の分岐管１８から前記通路に
導入し、一方の分岐管１６に排出することができる。

第１図〜第３図に示すように、床１２の下地層２２の周
りに一対のＬ字形の平面形状を有するダクト４４．４６
が、互いに共同して全体に矩形をなすように配置されて
いる。両ダクトはそれぞれコの字形の横断面形状を有し
、その開放側面が下地層の２２の側面に気密的に接して
いる。各ダクトの端面は閉塞されている。

ところで、前記冷却媒体および前記加熱媒体は、前記し
たような気体とすることに代えて、冷水および温水のよ
うな液体とすることができる。

前記流体を液体とするときは、前記ダクトに代えてこれ
を、後記通路の開口に連通される孔が設けられた側部を
有する管部材（図示せず）とすることが望ましい。さら
に、前記第１および第２の手段は、前記ダンパに代えて
例えば両分枝管の一端部１６ａ、１８ａおよび他端部１
６ｂ、１８ｂの合流部に設けられる一対の流路切換弁（
図示せず）とすることができる。

第３図〜第６図に示すように、本発明に係る床１２の下
地層２２は、発泡スチロールのような断熱材４Ｂ上に配
置されまた前記流体のための通路が設けられた下層部５
０と、該下層部上に設けられた金網５２と、該金網上に
設けられた上層部５４とを備える。断熱材４８は、前記
流体の熱エネルギの損失を防ぐために、各ダクトの外周
面を覆うように配置することが望ましい。前記下地層は
これを二層部分で構成する図示の例に代えて、一層部分
のみとすることができる。

下層部５０および上層部５４は、ゴムチップやコルクチ
ップのような弾性を有する多数の粒状物が相互に連通ず
る多数の空隙をおいて接着されて成る、矩形の平面形状
を有する複数のマットを敷き並べてそれぞれ形成されて
いる。

前記マットは、前記多数の粒状物と、これらの粒状物を
相互に結合す、るのに必要な最小限の液状樹脂との混合
物を型枠に敷き均したのち、これを加熱、養生すること
により得ることができる。もちろん、現場で型枠を組み
、これに前記混合物を敷き均し、さらに養生することに
よってもマット状に形成することができる。

下層部５０は、複数のマット５０ａを一方向へすなわち
第１図および第２図でみて床面の矩形の短辺に向けて間
隔をおいて配置し、また、複数のマット５０ａを他方向
へすなわち前記矩形の長辺に向けて互いに突き合わせて
配置することにより形成されている。

金網５２はマット５０ａの平面形状にほぼ等しい外形を
有し、各マット５０ａ上に配置されている。金網５２は
床の補強作用を担うとともに、下層部５０と上層部５４
との間の熱伝達作用をなす。

上層部５４は、マット５０ａより幅寸法が小さいマット
５４ａをマット５０ａとともに段を形成するように各金
網５２上に配置し、また、マット５４ａ間に鉄板のよう
な金属板５６を配置し、さらに、該金属板上に、マット
５４ａより厚さ寸法がわずかに小さい複数のマット５４
ｂを前記他方向へ互いに突き合わせて配置することによ
り形成されている。前記金属板は、後記第１の通路部分
６２を規定するとともに、該通路部分を設けることによ
って生じる床の強度低下を補償する。図示の例では、マ
ット５０ａを構成する粒状物５８は、マット５４ａ、５
４ｂを構成する粒状物６０よりも粒径が大きい。

マット５０ａ、金網５２およびマット５４ａはこれらを
一体に形成し、一体に形成されたものの複数個を断熱材
４８上に敷き並べてもよい。マツ′ト５（１ｇ、金網５
２およびマット５４ａの一体形成は、これらが積み重ね
られるときの頂面および側面を規定することとなる底面
および側面を有する型枠内に、まず、粒状物６ｏおよび
前記液状樹脂の混合物を投入して敷き均し、次いでこの
上に金網５２を載置し、最後に粒状物５８および前記液
状樹脂の混合物を投入して敷き均し、こゎを加熱、養生
することにより行なうことができる。

マット５０ａは例えば畳大の大きさとすることができる
。

マット５０ａにはこれを前記一方向へ伸びかつ該マット
５０ａの両側面で開口する複数の孔６４が前記他方向へ
相互に間隔をおいて設けられている。孔６４は、マット
５０ａの成形時、前記型枠内に丸棒を配置しておき、脱
型後、これを引き抜くことにより形成することができる
。

マット５０ａ相互、断熱材４８および金属板５６で規定
された矩形の横断面形状を有する空間６２に連通する孔
６４は、下地層２２の矩形の短辺側における両側面に接
する各ダクトの一端部４４ａ、４６ａの内部に連なる。

下地層２２の矩形の長辺側における両側面に開口する空
間６２は、その一方の端部でのみ外部に開放するように
他の一方の端部に閉鎖板６６が配置されている。

閉鎖板６６は、互いに隣接する一対の空間６２の開放端
が互いに逆向きとなるように、前記長辺のそわぞれの側
に、前記空間に関して一つおきに配置されている。この
ようにして成る空間６２と、前記孔６４とは前記流体の
ための通路の第１の通路部分と第２の通路部分とをそれ
ぞれ成す。

下地層２２を複数の前記マットで形成することにより、
床の構築作業を容易にまた短時間で行なうことができる
。

床面を規定する表層２４は、下地層の上層部５４にウレ
タン樹脂のような液状樹脂を塗布して成る樹脂層で形成
することができる。前記液状樹脂の垂れ落ちを防止する
ための目止め材６８として、上層部５４を構成するマッ
ト５４ａの表面０、その側面右よび前記段部における金
網５２の表面と、マット５４ｂの表面とに、プラスター
、ゴムシート、ウレタンシート等が接着されている。

本発明に係る輻射冷暖房方法は、本発明の装置および床
構造を用いて、次のように−して実施することができる
。

第１図を参照して、まず、前記第１の閉鎖手段を構成す
るダンパ３６，３Ｂを回転操作して一方の分岐管１６と
主管１４とを連通させかつ他方の分岐管１８と主管１４
との連通を遮断する。また、前記第２の閉鎖手段を構成
するダンパ４０゜４２を回転操作して一方の分岐管１６
と主管２６との連通を遮断しかつ他方の分岐管１８と主
管２６とを連通させる。

次いで、前記供給源から前記流体を送り出すと、該流体
は主管１４、一方の分岐管１６、複数の枝管３２を経て
一方のダクト４４に流入する。

ダクト４４に流入した前記流体は、その一端部４４ａか
ら第２の通路部分６４に、また、その他端部４４ｂから
これと連通ずる第１の通路部分６２にその開放一端から
流れ込み、これらの通路部分を経て他方のダクト４６に
至る（破線でしめず矢印参照）。第１の通路部分６２に
流入した前記流体は、該通路部分の他端が閉鎖されてい
るために、該通路部分に隣接する他の通路部分６２に向
けて第２の通路部分６４を流れ、前記他の第１の通路部
分６２の開放端から他方のダクト４６の他端部４６ｂに
至る。また、他方のダクト４６の一端部４６ａと連通ず
る第２の通路部分６４からも前記流体が該一端部に流れ
込む。

前記流体が前記通路を流動する間、前記流体はその周囲
から熱を奪いあるいはその周囲に熱を与える。より詳細
には、第１の通路部分６２を通る前記流体は、金属板５
６、下層部５ｏの粒状物５８および該粒状物に規定され
た空隙７０（第５図）中の空気を冷やしあるいは加熱す
る。また、第２の通路部分６４を流動する前記液体は、
金網５２、粒状物５８右よび空隙７０（第６図）中の空
気を冷却する。床面のほぼ全域にわたって配置された金
網５２の良好な熱伝導性のために、上層部５４にその底
面のほぼ全域にわたって下層部５０から熱伝達され、下
層部５４の粒状物６０および該粒状物が規定する空隙７
１中の空気が冷却または加熱され、これにより、表層２
４が冷却または加熱される。

この床構造では、第２の通路部分６４の長さ寸法を小さ
い値に設定することができ、これにより、該通路部分を
通る際に生じる前記流体の温度上昇または温度降下の度
合を低くすることができる。また、この例では、第１の
通路部分６２が下層部５４を貫通していない。このため
、前記下層部を貫通することによって生じる熱損失はな
く、第１の通路部分６２に満たされる前記流体の該第１
の通路部分の両端における温度差が小さい。したがって
、第２の通路部分６４の第１の通路部分６２との連通位
置が該第１の通路部分６２の両端間のどの位置にあって
も、第２の通路部分６４にはほぼ同じ温度の流体を導入
することができる。

これは、下地層２２のより均一な冷却または加熱に寄与
する。

他方のダクト４６内の前記流体は枝管３４、他方の分岐
管１８および本管２６を経て前記流体供給源に戻る。該
供給源に戻った前記流体は該供給源において再度冷却ま
たは加熱されて主管１４に送り出される。

一定時間経過後、あるいは、任意のマット５４ａにおけ
る上流側およびその下流側のいずれか一方が予め設定さ
れた値になったとき、前記第１および第２の閉鎖手段を
作動させる。すなわち、第２図に示すように、分岐管１
６．１８の一端部のダンパ３６，３Ｂをそれぞれ閉状態
および開状態にするとともに他端部のダンパ４０，４２
をそれぞれ閉状態および開状態にする。

前記第１および第２の閉鎖手段の操作はこれを自動制御
することができる。図示の例では、分岐管１６の一端部
側に最も近接しているマット５４ａの表面近傍にサーモ
スタットのような一対の温度センサ７２．７４が埋め込
まれており、いずれか一方のセンサが設定温度を感知す
るとき、該センサから、前記センサと電気的に接続され
たモータ制御装置（図示せず）に電気信号が送られ、該
制御装置の指令に基いて前記モータが作動される。

前記ダンパによる流路の切換え後における前記流体の移
動は、前記したと逆になる。説明の重複を避けるために
、第２図に、前記流体の経路の概略を破線の矢印で示す
にとどめる。

こうして、前記通路の一方の複数の開口（ダクトの他端
部４４ｂ側における第１の通路部分６２の開放端および
一端部４４ａ側における第２の通路部分６４の開放端）
からの前記流体の供給と、前記通路の他方の複数の開口
（ダクトの他端部４６ｂ側における第１の通路部分６２
の開放端および一端部４６ａ側における第２の通路部分
６４の開放端）からの前記液体の供給とを交互に行なう
ことにより、床面の全域にわたるより均一な冷却または
一加熱を実現することができる。

なお、輻射暖房の場合、第１の通路部分６２内に、電熱
線７６を配置することが望ましい。これによれば、前記
流体の供給を停止した後、例えば夜間に電熱線７６に通
電しておくことにより、前記流体の供給停止に伴なう下
地層２２の温度低下を最少限にとめることができ、これ
により、翌朝の暖房を迅速に行なうことができる。また
、第１の通路部分６２は、これを下地層２２を貫通する
孔とすることができる。さらに、第２の通路部分６４は
、これを下地層２２の上下方向におけるいずれの位置に
形成してもよい。さらに、第２の通路部分６４を孔とす
ることに代えて、第６図に想像線で示すように、これら
を下方に開放する溝７８で構成することができる。溝７
８は上方に開放するものであってもよい。さらに、管１
６゜１８に前記通路の開口と同数の孔を設け、該孔と前
記開口とを他の管部材で相互に接続して前記ダクトを省
略することができる。ただし、図示の例の場合、空隙７
０．７１の外部への開口を密閉するために、下地層の側
面に板部材を当であるいは前記側面に液状樹脂を塗布す
る。

図示の例では、前記したように、前記通路は下地層２２
の側面の多数の個所で開口しているが、本発明の方法お
よび装置は、少なくとも二個所で床の外部に開口する通
路を有する床に適用することができる。例えば、前記流
体の通路が蛇行して伸びる床の例がある。この場合、分
岐管１６゜１８には少なくとも−（ダクトを設ける場合
）または通路の開口の数に応じた（ダクトを設けない場
合）孔を設ける。また、図示の例では、前記通路が多数
の粒状物で構成されたクッショ性を有する下地層２２に
形成されている。しかし、本発明の方法および装置は、
例えば硬質の床下地とこれに設けられた通路とを有する
床に適用することを妨げない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の装置および床の平面図、
第３図は第１図の線３−３に沿って得た概略的な縦断面
図、第４図は床の部分拡大平面図、第５図および第６図
は第４図の線５−５および線６−６に沿って得た部分拡
大断面図である。 １０：輻射冷暖房装置、１２：床、 １４．２６：主管、 １６．１８：分岐管（一対の管）、２０：床版、２２：
下地層、　　　　　２４：表層、２８．３０：分岐管の
孔、 ３６．３８：ダンパ（第１の閉鎖手段）、４０．４２：
ダンパ（第２の閉鎖手段）、５０．５４：下地層の上層
部および下層部、６２．７８：第１および第２の通路部
分、６４：第２の通路部分、７６：電熱線。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第１図 第４図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）床の内部に設けられ、少なくとも二個所で床の外
   部に開口する通路に、冷却媒体または加熱媒体を、前記
   通路の一方の開口および他の一方の開口から交互に供給
   する、輻射冷暖房方法。
2. （２）冷却媒体または加熱媒体から成る流体の通過を許
   す、少なくとも二個所で開口する通路が設けられた床と
   、前記流体の供給源と、該供給源に接続された一端部を
   有する一対の管であって管の一方が前記床の通路の一方
   の開口に連通する孔を有しかつ他の一方が前記通路の他
   の一方の開口に連通する孔を有する一対の管と、両管の
   前記一端部側において該管のいずれか一方を選択的に閉
   鎖するための第１の閉鎖手段と、両管の他端部側におい
   て該管のいずれか一方を選択的に閉鎖するための第２の
   閉鎖手段とを含む、輻射冷暖房装置。
3. （３）前記一対の管はこれらの一端部の側で相互に連通
   している、特許請求の範囲第（２）項に記載の輻射冷暖
   房装置。
4. （４）前記流体は気体から成り、前記第１の閉鎖手段は
   各管の一端部に設けられたダンパから成り、また、前記
   第２の閉鎖手段は各管の他端部に設けられたダンパから
   成る、特許請求の範囲第（２）項に記載の輻射冷暖房装
   置。
5. （５）床版と、該床版上に設けられ、冷却媒体または加
   熱媒体の通過を許す通路を有する下地層と、該下地層上
   に設けられた表層とを含み、前記通路は、一方向に間隔
   をおいて設けられた複数の第１の通路部分と、他方向に
   間隔をおいて設けられ、前記第１の通路部分に連通する
   複数の第２の通路部分とから成り、各第１の通路部分は
   その両端の一方のみが外部に開放し、その開放端部は、
   互いに隣接する第１の通路部分に関して互いに逆方向を
   向く、床構造。
6. （６）前記下地層は下層部と、該下層部上に配置された
   上層部とを有し、前記下層部および上層部はそれぞれ弾
   性を有する多数の粒状物が相互に連通する多数の空隙を
   おいて接着されて成り、前記通路は前記下層部に設けら
   れている、特許請求の範囲第（５）項に記載の床構造。
7. （７）前記第１の通路部分に電熱線が配置されている、
   特許請求の範囲第（６）項に記載の床構造。