(57)【要約】      （修正有）【課題】加圧防排煙設備における遮煙開口部付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙を可能とする。【解決手段】加圧防排煙設備１０が、建築物１の附室２を通じて遮煙開口部３に給気を行う給気構造２０として、遮煙開口部３に給気する気流の風速分布を均等化する均等化手段３０を備える構成とする。給気口から附室に供給された気流が、附室においてその風速分布を均一なものとしつつ遮煙開口部に達し、遮煙開口部の空気を漏れなく押圧して、附室への煙の侵入を抑止する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の附室を通じて遮煙開口部に給気を行う給気構造であって、遮煙開口部に給気する気流の風速分布を均等化する均等化手段を備えることを特徴とする、加圧防排煙設備における給気構造。
【請求項２】
前記均等化手段は、前記遮煙開口部より開口幅及び開口高さが大きい給気口であることを特徴とする請求項１に記載の加圧防排煙設備における給気構造。
【請求項３】
前記均等化手段は、前記附室において、気流進行面に対し均等分布する複数の貫通路を介して前記気流を均等に分流させ通過させる抵抗体であることを特徴とする、請求項１に記載の加圧防排煙設備における給気構造。
【請求項４】
前記抵抗体は、前記遮煙関口部の開口幅及び開口高さより幅及び高さが大きいものであることを特徴とする、請求項３に記載の加圧防排煙設備における給気構造。
【請求項５】
建築物の附室を通じて遮煙開口部に給気を行う給気構造であって、遮煙開口部に給気する気流の風速分布を均等化する均等化手段を備えた給気構造を有することを特徴とする加圧防排煙設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧防排煙設備における給気構造、および加圧防排煙設備に関するものであり、具体的には、加圧防排煙設備における遮煙開口部付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙を可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定規模の建築物においては、火災発生時に生じる煙を適切に排出させ、避難行動や消火活動を容易にする排煙設備の設置が必要となる。そのうち、加圧防排煙設備は、避難階段に隣接する室、特別避難階段の附室、その他これらに類する室といった、避難や消火活動の拠点について、給気口から給気した気流による遮煙開口部の加圧により、内部の煙を排除するとともに外部からの煙の流入を防止する機能を備えている。
【０００３】
こうした加圧防排煙設備に関する技術としては、以下のような技術が提案されている。すなわち、居室において火災が発生した際に、この居室内の煙を外部へ排出して負圧状態とするとともに、廊下に附室を介して給気を行うことにより、この附室及び廊下を加圧状態とし、火災の進行に伴って居室からの排煙操作が停止した際に、廊下の空気を外部へ排出することにより、廊下の圧力を附室の圧力より低く保持する防火方法（特許文献１）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１９１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の加圧防排煙設備に関して、その給気口に関する規定はなく、図１Ａに示すように、給気口Ｄの面積が遮煙開口部Ｓの面積よりも小さくなっている。こうした構造の加圧防排煙設備の場合、図１Ｂに示すように、給気される気流が給気口Ｄを通過した直後の附室内（位置ａ）での風速分布Ｖ１は、給気口Ｄを中心に急峻な凸となった、全体として不均ーなものとなる。従って、火災時に遮煙する際、給気口Ｄから給気を受けるとしても、遮煙開口部Ｓにおいて必要風速を確保できない部分が発生し、一般室等で生じた煙が附室内に流入する懸念が生じる。
【０００６】
そこで、上述した給気口Ｄを通過した気流が、図１Ｂに示すように位置ｂ、位置ｃと十分な距離だけ移動することで、上述の風速分布Ｖ１がなだらかな凸に変化して風速分布Ｖ２となり、更に変化して風速分布Ｖ３に至るなど、均一化しやすいことを踏まえ、遮煙開口部Ｓ付近での風速分布が均一化する程度まで気流を移動させるべく、附室を大型化する措置も想定されるが、建築計画上、現実的ではない。他方、上述のような遮煙開口部Ｓ付近での不均一な風速分布のうち、風速が必要値以下となる部分について、別途の給気手段を手当てする措置を採用するとすれば、機器導入や運用の手間、コストの増大を招くことになる。
【０００７】
そこで本発明は、加圧防排煙設備における遮煙開口部付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙を可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する加圧防排煙設備における給気構造は、建築物の附室を通じて遮煙開口部に給気を行う給気構造であって、遮煙開口部に給気する気流の風速分布を均等化する均等化手段を備えることを特徴とする。これによれば、給気口から附室に供給された気流が、附室においてその風速分布を均一なものとしつつ遮煙開口部に達し、遮煙開口部の空気を漏れなく押圧して、附室への煙の侵入を抑止することにつながる。こうした効果は、給気増大用の追加機器の導入や、給気口と遮煙開口部との間の距離拡大といった措置無しに達成され、追加機器導入による手間やコストの増大、建築計画の変更等を生じることもない。したがって、加圧防排煙設備における遮煙開口部付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙が可能となる。
【０００９】
なお、上述の均等化手段は、遮煙開口部より開口幅及び開口高さが大きい給気口であるとすれば好適である。これによれば、給気口から供給された気流の風速分布は、遮煙開口部のサイズに比べて大きく広がった、すなわち均一化された形態となり、ひいては、遮煙開口部に作用する領域の風速も遮煙に必要な十分な風速を維持したものとなって、附室内への煙の流入を効果的に抑制できる。
【００１０】
また、上述の均等化手段は、附室において、気流進行面に対し均等分布する複数の貫通路を介して気流を均等に分流させ通過させる抵抗体であるとしてもよい。これによれば、給気口から導かれる気流が抵抗体に押し当たり、附室にて一旦滞留しつつ、当該抵抗体における各貫通路に分かれて流入および流出することで、抵抗体後方における気流は整流され、風速分布が均一化されたものとなる。従って、風速分布均一な気流が遮煙開口部に達し、遮煙開口部の空気を押圧して、附室への煙の侵入を抑止することにつながる。
【００１１】
なお、こうした抵抗体は、遮煙関口部の開口幅及び開口高さより幅及び高さが大きいものであるとすれば更に好適である。これによれば、風速分布均一な気流の範囲が、遮煙開口部のサイズに比べて大きく広がったものとなり、遮煙のための十分な風速を維持した気流を、遮煙開口部の全域にわたって漏れなく給気可能となり、附室内への煙の流入を更に効果的に抑制できる。
【００１２】
また、本発明の加圧防排煙設備は、建築物の附室を通じて遮煙開口部に給気を行う給気構造であって、遮煙開口部に給気する気流の風速分布を均等化する均等化手段を備えた給気構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加圧防排煙設備における遮煙開口部付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】従来における加圧防排煙設備における給気構造を示す図である。
【図１Ｂ】従来における加圧防排煙設備における風速分布の遷移例を示す図である。
【図２Ａ】第１実施形態の加圧防排煙設備における給気構造を示す側断面図である。
【図２Ｂ】第１実施形態の加圧防排煙設備における風速分布例を示す図である。
【図２Ｃ】第１実施形態の加圧防排煙設備における給気構造を示す平面図である。
【図３Ａ】第２実施形態の加圧防排煙設備における給気構造と風速分布を示す側断面図である。
【図３Ｂ】第２実施形態の加圧防排煙設備における給気構造を示す平面図である。
【図３Ｃ】第２実施形態における抵抗体の構造例を示す図である。
【図４Ａ】第２実施形態における抵抗体を適用した加圧防排煙設備の具体例を示す平面図である。
【図４Ｂ】第２実施形態における抵抗体を適用した加圧防排煙設備の具体例を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図４Ｃ】第２実施形態の抵抗体を適用した加圧防排煙設備における煙の検知結果を示す図である。
【図５】第２実施形態の抵抗体を附室天井部に適用した加圧防排煙設備の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
−−−第１実施形態−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図２Ａは第１実施形態の加圧防排煙設備１０における給気構造２０を示す側断面図であり、図２Ｂはその風速分布を示す図、同様に図２Ｃは上述の給気構造２０を示す平面図である。第１実施形態の加圧防排煙設備１０の給気構造２０は、加圧防排煙設備１０における遮煙開口部３付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙を可能とするものである。
【００１６】
本実施形態の加圧防排煙設備１０が設置される建築物１は、図２Ａ（側断面図）、図２Ｃ（平面図）にて示すように、外気と連通している給気風道４、特別避難階段８及びその附室２、遮煙開口部３を介して附室２と連絡する廊下等の隣接室５、隣接室５と連絡する室のうち附室２以外の室たる一般室６、を備えた構造となっている。なお、特別避難階段８は、建築物１の１５階以上又は地下３階以下の階に通ずる直通階段である。また、一般室６には空気逃し口７が設けられており、給気口３１から附室２に取り入れられ、遮煙開口部３を介して隣接室５、および一般室６に流入した空気の排出が図られる。
【００１７】
一方、加圧防排煙設備１０は、適宜な吸気ファン９を介して給気風道４から附室２内に向けた給気を行う給気口３１と、この給気口３１から供給された空気の流れ、すなわち気流を受けて隣接室５から附室２への煙の侵入を防ぐ遮煙開口部３と、遮煙開口部３で上述の気流に押圧された煙を一般室６から外部に排出する空気逃し口７とから構成されている。火災発生時には、火災報知器等の適宜な火災検知手段からの信号を受けた給気口３１の吸気ファン９が稼働して、附室２への給気を開始すると共に、同様の信号を受けた上述の空気逃し口７の開閉機構１１が空気逃し口７を開放し、一般室６における煙排出口を確保する。なお、給気口３１の吸気ファン９は、火災報知器等からの信号を受けて当該吸気ファン９の駆動モータを起動する適宜な制御装置を備えている。また、空気逃し口７の開閉機構１１は、火災報知器等からの信号を受けて、当該開閉機構１１の開閉扉を開放する向きに駆動させる適宜な制御装置を備えている。
【００１８】
こうした第１実施形態の給気構造２０である給気口３１は、遮煙開口部３の開口幅Ｗｒ及び開口高さＨｒより大きな、開口幅Ｗｓ及び開口高さＨｓを備える構造を有しており、遮煙開口部３に給気する気流の風速分布を均等化する均等化手段３０となる。給気口３１において、このように遮煙開口部３より開口幅Ｗｓ及び開口高さＨｓが大きいことによって、給気風道４から給気口３１を介して附室２に流れ込んだ気流の風速分布Ｖｓは、図２Ｂに示すように、遮煙開口部３のサイズに比べて大きく広がった、すなわち遮煙開口部３のサイズにおいて最高風速Ｖｍ１を頂点になだらかに均一化された状態となる。ここでいう均一化された状態とは、遮煙開口部３において煙を押し返す遮煙動作に必要な風速ＶＡを、遮煙開口部３全域にて確保できている状態を示している。
【００１９】
従って、図２Ｂの例では、附室２に流れ込んだ気流の風速分布Ｖｓは、遮煙開口部３に到達するまでに最高風速Ｖｍ２（＜Ｖｍ１）を頂点とした幾分なだらかな、すなわち均一な分布に遷移する一方、遮煙開口部３の開口幅Ｗｒ及び開口高さＨｒの範囲においては、必要風速ＶＡを維持した性状を示している。なお、上述した給気口３１と遮煙開口部３とのサイズ関係を踏まえて、予め遮煙開口部３で必要な風速ＶＡを算定ないし試験しておき、この必要風速ＶＡが確保出来るよう、給気口３１における吸気ファン９は適宜な速度で給気風道４から空気を吸入し、附室２への給気を行うものとする。
【００２０】
以上のような給気口３１を備えた給気構造２０によれば、給気口３１から附室２に供給された気流が、附室２においてその風速分布を均一なものとしつつ遮煙開口部３に達し、遮煙開口部３の空気を漏れなく押圧して、附室２への煙の侵入を抑止することにつながる。こうした効果は、給気増大用の追加機器の導入や、給気口３１と遮煙開口部３との間の距離拡大といった措置無しに達成され、追加機器導入による手間やコストの増大、建築計画の変更等を生じることもない。したがって、加圧防排煙設備１０における遮煙開口部３付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙が可能となる。
【００２１】
−−−第２実施形態−−−
図３Ａは、第２実施形態の加圧防排煙設備１０における給気構造２０と風速分布を示す側断面図であり、図３Ｂは第２実施形態の加圧防排煙設備１０における給気構造２０を示す平面図である。なお、この第２実施形態における加圧防排煙設備１０は、給気構造２０以外の部分については第１実施形態と同様であるので、重複箇所の説明および図示は適宜省略する。
【００２２】
第２実施形態における均等化手段３０は、附室２において、気流進行面に対し均等分布する複数の貫通路３３を介して気流を均等に分流させ通過させる抵抗体３２となる。抵抗体３２は、給気口３１に嵌め込まれているとしてもよいし、図３Ａ等に示すように、給気口３１からの気流を受け止めて一旦滞留させる、附室２内に設けた滞留室１３の１つの壁面（の全部または一部）を構成するとしてもよい。滞留室１３における抵抗体３２は、好ましくは、給気口３１からの気流の進行方向に対向して立設している形態を想定する。
【００２３】
抵抗体３２の一例としては、図３Ｃに示すようなパンチングメタルを採用できる他、所定長の管体を積層して多孔体を構成した構造体、所定レベルの通気性を備えた不織布や樹脂材を張り渡した枠体なども採用できる。いずれにしても、給気口３１からの気流進行面に対し均等分布する複数の貫通路３３を備え、適宜な強度を備えるものであれば採用できる。
【００２４】
上述した抵抗体３２なる均等化手段３０を備える加圧防排煙設備１０においては、抵抗体３２よりサイズの小さな、開口幅Ｗｓ１及び開口高さＨｓ１を備える給気口３１から、滞留室１３に導かれる最高風速Ｖｍ１ａの気流が、抵抗体３２に押し当たる。この抵抗体３２に押し当たった気流は、附室２内の滞留室１３にて一旦滞留しつつ、当該抵抗体３２における各貫通路３３に分かれて流入し、各貫通路３３から附室２に流出する。これにより、抵抗体３２の後方における気流は整流され、風速分布が均一化されたものとなる。従って、抵抗体３２によって風速分布均一となった気流が遮煙開口部３に達し、遮煙開口部３の空気を押圧して、附室２への煙の侵入を抑止することにつながる。
【００２５】
なお、抵抗体３２の幅Ｗｓ２及び高さＨｓ２は、遮煙関口部３の開口幅Ｗｒ及び開口高さＨｒより大きいものであるとすれば更に好適である。この場合、上述した、必要風速ＶＡを維持する風速Ｖｍ１ｂにて風速分布均一な気流の範囲が、遮煙開口部３のサイズに比べて大きく広がったものとなり、遮煙のための十分な風速Ｖｍ２を維持した気流を、遮煙開口部３の全域にわたって漏れなく給気可能となり、附室２内への煙の流入を更に効果的に抑制できることとなる。
【００２６】
続いて、実際に抵抗体３２を適用した加圧防排煙設備１０において行った、遮煙効果の確認実験（実物大実験）とその結果について説明する。図４Ａは、第２実施形態における抵抗体３２を適用した加圧防排煙設備１０の具体例を示す平面図であり、図４Ｂは、第２実施形態における抵抗体３２を適用した加圧防排煙設備１０の具体例を示すＡ−Ａ’断面図である。
【００２７】
この実験においては、実験精度を高める意味で、上述の滞留室１３内を区画する抵抗体３２Ａを設置し、この抵抗体３２Ａによって給気口３１からの気流を一度整流した上で、滞留室１３の壁面に設けた抵抗体３２Ｂであらためて気流の整流を行い、附室２を介して一般室６の遮煙開口部３に気流を導く加圧防排煙設備１０を採用している。また、比較のため、滞留室１３の壁面に抵抗体３２Ｂを設けず、単純な開口のみを設けて、一般室６の遮煙開口部３に気流を導く構造についても検討を行っている。なお、抵抗体３２Ａの開口率は４０．２％、抵抗体３２Ｂの開口率は３２．６％、とした。
【００２８】
上述した構造において、広さ７ｍ２の一般室６にて火災が発生し、この一般室６からの煙が、広さ１５ｍ２の附室２との境界に位置する遮煙開口部３に達したとする。また、給気口３１からは所定量（４２００ＣＭＨ）の給気を行い、空気逃し口７は開放しているものとする。この時、附室２での温度上昇を測定した結果が、図４Ｃに示す検知結果である。遮煙開口部３から附室２に煙が漏れ出した場合、漏れ出した煙の量に応じて附室２の温度は上昇する。従って、附室２の温度上昇を測定することで、附室２への煙の侵入程度を測定することができる。
【００２９】
図４Ｃに示すように、抵抗体３２Ｂを設置している場合は、附室２の上昇温度が「０」、すなわち附室２内に煙が侵入していない。一方、抵抗体３２Ｂが設置されていない場合は、附室２の上昇温度が「３．７」、すなわち附室２内に煙が侵入してしまったことを示している。従って、抵抗体３２Ｂによる遮煙効果は確かであることがわかる。なお、抵抗体３２Ｂを設置しない場合に、給気量を大きくして附室２の上昇温度を「０」とする場合、必要な給気量は６１００ＣＭＨとなった。つまり、抵抗体３２Ｂを設置すれば、遮煙に必要な給気量を低減出来ることがわかる。
【００３０】
なお、これまでの例では、給気口３１からの気流の進行方向に対向する位置に、抵抗体３２を立設した形態に基づいて説明を行ってきた。しかしながら、こうした形態のみならず、例えば、図５に示すように、抵抗体３２を附室２の天井部１２に設置する形態も採用できる。この場合、給気風道４から外気を水平に導く水平導入路１５を、天井部１２上に配設し、水平導入路１５の開口すなわち給気口３１に設置した吸気ファン９で、水平導入路１５内に空気を導き入れ、抵抗体３２を介し附室２に空気を流入させる構造とする。
【００３１】
給気口３１から水平導入路１５を介し抵抗体３２に導かれた気流は、当該抵抗体３２に押し当たり、水平導入路１５にて適宜滞留しつつ、抵抗体３２における各貫通路３３に分かれて流入し、各貫通路３３から附室２に流下する。これにより、抵抗体３２の下方すなわち附室２内における気流は整流され、風速分布が均一化されたものとなる。従って、抵抗体３２によって風速分布均一となった気流が遮煙開口部３に達し、遮煙開口部３の空気を押圧して、附室２への煙の侵入を抑止することにつながる。
【００３２】
本実施形態によれば、加圧防排煙設備における遮煙開口部付近での風速分布を効率的に均一化し、確実な遮煙が可能となる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  建築物
２  附室
３  遮煙開口部
４  給気風道
５  隣接室
６  一般室
７  空気逃し口
８  特別避難階段
９  吸気ファン
１０  加圧防排煙設備
１１  空気逃し口の開閉機構
１２  附室天井部
１３  滞留室
１５  水平導入路
２０  給気構造
３０  均等化手段
３１  給気口
３２  抵抗体
３３  貫通路
【図１Ａ】
2014144152.tif 000003
【図１Ｂ】
2014144152.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2014144152.tif 000012
【図４Ｃ】
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【図５】
2014144152.tif 000014