(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高天井施設内において、
居住フロアと隔離され、地上から天井までの吹き抜けの構造になっている蓄煙スペースと、
前記居住フロアと前記蓄煙スペースとの間の蓄煙スペースの側面部分の高さ方向にダンパと排風機を備える複数の排気用ダクトと、
前記蓄煙スペース内には鉛直方向に複数の消火用スプリンクラーのダクトと、
前記蓄煙スペースから高天井施設外部へ煙を排気する屋外排風機と、を含み、
火災発生時には、前記ダンパを開口し、かつ前記排風機または前記屋外排風機の少なくとも一方を運転して、前記消火用スプリンクラーのダクトと煙を接触させた後、前記屋外排風機により施設外部に冷却した煙を排煙する、
ことを特徴とする高天井施設の排煙システム。
【請求項２】
前記高天井施設の排煙システムにおいて、
施設内での煙の流動解析を行う流動解析用計算機を備え、
流動解析により推定した煙の高温部の到達高さ位置にある前記ダンパと前記排風機を空調機運転装置によって運転する、
ことを特徴とする請求項１記載の高天井施設の排煙システム。
【請求項３】
前記高天井施設の排煙システムにおいて、
前記施設内の高さ方向の煙温度の検知を行う複数の温度センサを備えており、
前記温度センサで検知した煙温度から温度分布のデータを検出することで推定した煙の高温部の到達高さ位置にある前記ダンパと前記排風機を空調機運転装置によって運転する、
ことを特徴とする請求項１記載の高天井施設の排煙システム。
【請求項４】
前記高天井施設の排煙システムにおいて、
前記施設内での煙の流動解析を行う前記流動解析用計算機と、
前記施設内の高さ方向の煙温度の検知を行う複数の前記温度センサを備えており、
前記温度センサによって得られた温度計測のデータと、前記温度計測のデータにより補正した流動解析結果に基づいて推定した煙の高温部の到達高さ位置にある前記ダンパと前記排風機を空調機運転装置によって運転する、
ことを特徴とする請求項１記載の高天井施設の排煙システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高層建築物、特にアトリウム等の内部公開空地を有した高天井施設に火災等が発生した際に用いられる高天井施設の排煙システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築物の高層化に伴い、アトリウム等の内部公開空地を有した高天井施設のように、多層の居住フロアに面する吹き抜け空間を有することで開放的な空間を実現したものが増えつつある。
【０００３】
アトリウム等の内部公開空地を有した高天井施設に対応した防災システムとしては、例えば、特許文献１の内部竪穴空間加圧排煙システムがある。この排煙システムでは、火災の発生した階を排気すると同時に火災の発生していない全ての階に加圧空気を供給し、火災の発生した階を減圧状態、他の火災の発生していない階を加圧状態とすることで、火災で発生した煙や熱がアトリウムを通じて火災の発生していない階に伝わることを防止する技術が開示されている。また、特許文献２では、建物内の所定の高さの複数の位置において給排気を行うことにより、吹き抜け空間部分であるアトリウム内の火炎の形状を制御することで、火災の抑制と避難経路を確保する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０４４９９号公報
【特許文献２】特開平５-３１７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の従来の排煙システムにおいては、居住フロアとアトリウムとの間に仕切りがない連続空間となっているため、給排気によって火炎や煙を制御するためには、給排気装置に過大の負荷がかかるという問題があった。
【０００６】
また、在館者の煙による傷害の防止や避難経路の見通しを確保することを考慮すると、居住フロア内においては、まず、高温で高濃度の煙が到達している位置（到達高さ）から早急に排気してしまうことが望ましい。これに対し、従来の建築物においては、煙は自然対流によって上昇し、煙の高温部は天井付近に蓄積するので、天井付近に蓄煙スペースを設けて、そこから排気することを前提に防災システムを設計している。しかし、アトリウムのような吹き抜け空間部では、壁面部分における熱交換によって煙の温度が上層部分で低下することがあり、そのため、煙の高温部の到達高さを経験的に予測することが難しく、煙の高温部の到達高さでの排気が困難になる。
【０００７】
また、煙が一定の温度を超えている場合に排煙装置を使用すると、高熱により排風機の耐久性が低下する恐れがある。したがって、現状の装置には煙が一定の温度を超えると排気ダクトが開かないような安全装置が組み込まれており、煙の温度が下がらないと排煙装置を使用できないため、できるだけ早急に煙を排気するためには、高温の煙を冷却する方法も必要である。
【０００８】
したがって、アトリウム等の内部公開空地を有した高天井施設では、従来の建築物以上に内部の区画の設定や煙の排気を制御するシステムが適切でないと全館に煙が拡散し、避難経路上においても見通しが悪くなる上に、避難者が煙を吸引する可能性が増えるなど、避難経路の安全性確保も困難になるほか、複数の場所での消防活動が必要になって消防活動にも障害が発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、火災発生時に排煙装置に過大な負担をかけることなく効果的に排煙を行うことで安全な避難経路の迅速な確保ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る高天井施設の排煙システムは、高天井施設内において、居住フロアと隔離され、地上から天井までの吹き抜けの構造になっている蓄煙スペースと、前記居住フロアと前記蓄煙スペースとの間の蓄煙スペースの側面部分の高さ方向にダンパと排風機を備える複数の排気用ダクトと、前記蓄煙スペース内には鉛直方向に複数の消火用スプリンクラーのダクトと、前記蓄煙スペースから高天井施設外部へ煙を排気する屋外排風機と、を含み、火災発生時には、前記ダンパを開口し、かつ前記排風機または前記屋外排風機の少なくとも一方を運転して、前記消火用スプリンクラーのダクトと煙を接触させた後、前記屋外排風機により施設外部に冷却した煙を排煙することを特徴とする。
【００１１】
前記高天井施設の排煙システムにおいて、施設内での煙の流動解析を行う流動解析用計算機を備え、流動解析により推定した煙の高温部の到達高さ位置にある前記ダンパと前記排風機を空調機運転装置によって運転することが好ましい。
【００１２】
前記高天井施設の排煙システムにおいて、前記施設内の高さ方向の煙温度の検知を行う複数の温度センサを備えており、前記温度センサで検知した煙温度から温度分布のデータを検出することで推定した煙の高温部の到達高さ位置にある前記ダンパと前記排風機を空調機運転装置によって運転することが好ましい。
【００１３】
前記高天井施設の排煙システムにおいて、前記施設内での煙の流動解析を行う前記流動解析用計算機と、前記施設内の高さ方向の煙温度の検知を行う複数の前記温度センサを備えており、前記温度センサによって得られた温度計測のデータと、前記により温度計測のデータにより補正した流動解析結果に基づいて推定した煙の高温部の到達高さ位置にある前記ダンパと前記排風機を空調機運転装置によって運転することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る高天井施設の排煙システムは、火災発生時に排煙装置に過大な負担をかけることなく効果的に排煙を行うことで安全な避難経路の迅速な確保ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１−１】図１−１は、本発明に係る高天井施設内での煙の流動状況の概要を示す図である。
【図１−２】図１−２は、従来の建築物内の煙の流動状況の概要を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る蓄煙スペースを設置した高天井施設の概要を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る、流動解析装置と温度センサ計測・記録装置と空調制御装置の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る煙の流動解析結果に基づく蓄煙スペースの排気用ダクトのダンパ開閉及び排風機運転の制御フローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る温度センサの計測結果に基づく蓄煙スペースの排気用ダクトのダンパ開閉及び排風機運転の制御フローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る煙の流動解析と温度センサの計測結果に基づく蓄煙スペースの排気用ダクトのダンパ開閉及び排風機運転の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る蓄煙スペースを使用した高天井施設の排煙システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１−１は、本発明に係る高天井施設内での煙の流動状況の概要を示す図である。図１−２は、従来の建築物内の煙の流動状況の概要を示す図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る蓄煙スペースを設置した高天井施設の概要を示す図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る、流動解析装置と温度センサ計測・記録装置と空調制御装置の概略構成を示す図である。本発明に係る高天井施設の内部には、吹き抜け空間であるアトリウム１６に居住フロア３が面している。このように天井が高い吹き抜け空間では、従来の建物のように煙の高温部が天井部分に達する前に壁面部分における熱交換によって煙の温度が低下することがあり、煙の高温部分が建屋内のどの高さにあるかを経験的に予測することが難しくなる。なお、一般に高温の煙はその濃度も高いと考えられるので、避難者がこのような高温・高濃度の煙に曝されることを防止する必要がある。
【００１８】
このため、火災発生時には高温部分の煙から排気することが望ましいが、高天井施設においては、煙の流動を経験的に予測することが困難なため、迅速で効果的な排煙を行うことができない可能性がある。
【００１９】
このような課題を解決するため、本発明に係る高天井施設の排煙システム１００は、図２に示すように、高天井施設の地上部分１から高天井フロア２までを貫通した吹き抜け構造の蓄煙スペース４を設けている。蓄煙スペース４は居住フロア３と隔離された構造である。そして、居住フロア３に面している蓄煙スペース４の側面部分には、居住フロア３から蓄煙スペース４に煙を誘導するための排気ダクト５が高さ方向に複数設けられている。その入り口の開口部分にはダンパ６が設置されており、図６に示す空調機運転装置１５からの指令に従ってダンパ６の開閉を行う。また、排気ダクト５内には排風機７が設置されており、空調機運転装置１５からの指令に従って排風機７が運転し、煙を蓄煙スペース４に誘導する。
【００２０】
また、蓄煙スペース４には、高天井施設外部との境に高天井施設外部へ煙を排気する屋外排風機８が設置されている。図２では、屋外排風機８は高天井施設の天井部分に１台備えられているが、その個数や設置位置は適宜変更可能である。なお、火災発生時には、蓄煙スペース４に煙を誘導させる前に屋外排風機８を運転することで、蓄煙スペース４を外部空間よりも減圧できるので、ダンパ６を開口するだけで、排風機７を使用しなくても煙を蓄煙スペース４内に誘導できる。
【００２１】
また、蓄煙スペース４内に、消火用スプリンクラーのダクト９が設置されている。消火用スプリンクラーのダクト９との熱交換により高温の煙を冷却するので、屋外排風機８が高温の煙に曝されて、その耐久性が低下することを防止できる。なお、屋外排風機８の耐久性の低下を防止するために、高温の煙に屋外排風機８が直接曝されることがないように、図示しない開閉装置を持つ防火ダンパがあり、高温時には開口しないことで屋外排風機８の高熱による耐久性の低下を防止している。
【００２２】
火災発生が検知されると、図３に示す空調制御システム１０が排気ダクト５のダンパ６の開閉、排風機７の運転及び屋外排風機８の運転を制御する。空調制御システム１０は、煙流動解析用計算機１１、高天井施設内に複数設置した温度センサ１２とそのデータを収集記録する温度センサデータ記録装置１３、流動解析と温度計測結果から得られた煙温度状況をモニターする煙温度モニター装置１４及び空調機運転装置１５から概略構成されている。
【００２３】
空調機運転システム１０は、図２に示す複数階に設置された温度センサ１２からの各フロアの温度データを温度センサデータ記録装置１３に収録し、高さ方向の温度データ分布を煙温度モニター装置１４に表示する。
【００２４】
煙流動解析用計算機１１は、高天井施設内の煙流動解析を計算し計算結果を煙温度モニター装置１４に表示する。煙流動解析用計算機１１は、煙の発火点を入力すると、２層ゾーンモデルを使用した煙流動解析、またはＣＦＤとして使用されているような数値計算モデルを使用して、高温煙の高さを求める。２層ゾーンモデル、またはＣＦＤにより煙温度高さを求めるにあたり、事前の建物の階層、構造材、開口部入力、フロア図、面積、建物、フロアの天井高さ、部屋の用途を設定しておくことが必要となる。
【００２５】
火災の発生を２層ゾーンモデル又はＣＦＤに設定すると、部屋用途や構造により煙の流動は変化することから、上記に記載した事前入力情報を元に、火災の延焼、煙の流動を計算する。
【００２６】
温度センサデータ記録装置１３から提供された、煙温度分布または、煙流動解析用計算機１１から提供された煙温度分布の結果の少なくとも一方を使用して、高温煙高さを求め、その結果を元に高温煙の到達高さに該当する排気ダクト５及びダンパ６の開口と排風機７の運転、または屋外排風機８の運転を行う。
【００２７】
本発明の第１の実施の形態では、流動解析用計算機１１によって、煙の流動解析を実施して煙の高温部の到達高さを推定し、その高さでのダンパ６の開口と排風機７の運転を行うという空調制御を行う。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る煙の流動解析結果に基づく蓄煙スペースの排気用ダクトのダンパ開閉及び排風機運転の制御フローチャートである。
【００２８】
まず、火災により煙が発生すると自然対流により煙が上昇し、施設の高天井フロア２部分に煙が蓄積される（ステップＳ１０１）。
【００２９】
煙流動解析用計算機１１が数値解析を実施し、火災発生個所を起点とした施設内における煙の流動を解析する（ステップＳ１０２）。
【００３０】
上述の推定に使用する数値解析手法については、建設省総合技術開発プロジェクト「建築物の防火設計法の開発」（１９８２年から１９８６年にかけて実施）に示された２層ゾーンモデルの数値シミュレーションや、近年、ＣＦＤとして一般に使用されているような数値解析モデル（防火安全分野ではフィールドモデルと称する）を使用し、煙層の高さ、温度分布、降下速度・時間を求める。なお、２層ゾーンモデルは、建築基準法第３８条認定のための煙流動予測に使用されており、上層部の煙と下層部の空気が成層化した状態での煙の流動が推定できるので、主に初期火災時の煙流動状況の予測に使用される。また、フィールドモデルのような実際の施設内部の３次元的な形状までも考慮した複雑な計算についても、近年の計算機速度の向上により迅速かつ高精度の処理が可能となっている。
【００３１】
上述の解析によって高温煙の到達高さとその場所の温度とが算出（ステップＳ１０３）される。この解析結果により、各フロアに設置された排気ダクト５のダンパ６のうち、どのダンパ６を開け、どのダンパ６を閉じるかを推定する（ステップＳ１０４）。このとき、煙温度が一定温度以上であると機器が故障するため、ダンパ６を開口することができる煙温度範囲を設けておき、煙温度が設定温度以上（ステップＳ１０５でＹＥＳの場合）であれば、どのダンパ６を開け、また、どのダンパ６を閉じるかを再度推定する（ステップＳ１０４）。一方、煙温度が設定温度以下（ステップＳ１０５でＮＯの場合）であれば、ダンパ６を開口する（ステップＳ１０６）。なお、高さ方向の煙温度データとどのダンパ６を開閉するかを推定した結果は、空調制御システム１０の煙温度モニター装置１４を経由して、空調機運転装置１５に送られ、空調機運転装置１５によりダンパ６の開閉制御が行われる。
【００３２】
次に、高温煙の到達高さ位置での温度が一定の温度以下であれば排風機７を運転するが、一定値以上であれば、高熱による耐久性低下を防止するために排風機７を運転できない可能性もある。そのため、一定の温度以上の高温部に曝される排風機７の運転個所も推定するとともに、屋外排風機の運転を開始する。また、高温煙の到達高さ位置での温度が排風機７を運転に支障がない場合においては、避難者が暴露すると危険な煙高温部にあたる排風機７の運転個所を推定し、その場所の排風機７の運転を開始する（ステップＳ１０７）。
【００３３】
屋外排風機８によって蓄煙スペース４の圧力を居住フロア３よりも下げることができるので、一定の温度以上の高温部に曝される位置の排風機７は運転せず、ダンパ６のみ開口するだけでも煙を蓄煙スペース４内に誘導することができる。また、高温部に近く、一定の温度以下にある位置の排風機７も運転することにより、できるだけ高温の煙から蓄煙スペース４内に誘導する（ステップＳ１０８）。
【００３４】
蓄煙スペース４に煙が誘導されることにより、新たに煙の流動が変化する可能性があるので煙の流動解析を実施し、高温煙の到達高さが変化しているかどうかを確認する（ステップＳ１０９）。到達高さが変化した場合（ステップＳ１０９でＹＥＳの場合）は、再び、流動解析を実施（ステップＳ１０２）して高温煙の到達高さとその場所の温度を算出して、その到達高さ位置でのダンパ６の開口、排風機７の運転を行うという、ステップＳ１０３からＳ１０９の処理を繰り返す。なお、このステップＳ１０２からステップＳ１０９の処理は、高温煙の到達高さが変化した場合（ステップＳ１０９でＹＥＳの場合）は繰り返す実行するが、高温煙の到達高さが変化しない場合（ステップＳ１０９でＮＯの場合）は、継続して同じ箇所から高温煙を蓄煙スペース４に誘導した後、引き続き、低温部の煙の誘導を開始する処理（ステップＳ１１０）を行う。
【００３５】
このとき、蓄煙スペース４の煙を屋外排風機８により施設外部に排気しようとする際、屋外排風機８が高熱のために耐久性が低下することを防止するため、屋外排風機８の位置に設置された図示しない温度センサにより温度を検知し、図示しない防火ダンパが自動的に閉止されるような安全装置が組み込まれている。蓄煙スペース４の高温の煙は、蓄煙スペース４の壁面に設置されていて、中に低温の水が流れている消火用スプリンクラーのダクト９と熱交換させることで、煙温度を下げる（ステップＳ１１１）ようになっているので、煙温度が一定値以下に下がれば、屋外排風機８により煙を施設外部に排気する（ステップＳ１１２）。また、低温部の煙も継続して蓄煙スペース４に誘導する（ステップＳ１１０）が、これにより蓄煙スペース４内の全体の温度を低下させることができ、屋外排風機８の耐久性の低下を防止する効果がある。
【００３６】
一方、煙の流動解析を実施（ステップＳ１０９）した結果から、施設内において煙が到達していない箇所を特定し、そこを経由した経路での在館者の避難誘導を行う（ステップＳ１１３）。避難誘導中も煙の流動解析を実施し、煙の流動状況を引き続き計算する（ステップＳ１１４）。煙の流動が変化する（ステップＳ１１４でＹＥＳ）場合は、ステップＳ１０２からステップＳ１１３の処理を繰り返す。煙の流動が変化していない（ステップＳ１１４でＮＯ）場合は、在館者の避難誘導が完了しているか確認（ステップＳ１１５）し、避難が完了していない場合（ステップＳ１１５でＮＯ）はステップＳ１０２からＳ１１４までの処理を繰り返し、避難が完了している場合（ステップＳ１１５でＹＥＳ）の場合は、処理を完了する。
【００３７】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る蓄煙スペース４を使用した高天井施設の排煙システムでは、煙の流動解析による予測に基づき、煙の高温部の位置を推定し、その位置でのダンパ６の開口と排煙機７の運転を行うことで、居住フロア３から隔離した蓄煙スペース４内に煙の高温部を誘導し、さらに蓄煙スペース４内に設置した消火用スプリンクラーのダクト９により煙を冷却することで、蓄煙スペース４に設けた屋外排風機８の高温による耐久性の低下を防止しつつ、排気装置に高負荷をかけることなく、施設外部に煙を排気することができ、煙の流動予測に基づく安全な避難経路を確保できる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態における高温煙の到達高さの推定に関して、図２に示す複数階に設置された温度センサ１２から得られる温度データを使用するものである。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る温度センサの計測結果に基づく蓄煙スペースの排気用ダクトのダンパ開閉及び排風機運転の制御フローチャートである。
【００３９】
火災により煙が発生すると施設の高天井フロア２部分に煙が蓄積される（ステップＳ２０１）。同時に図２に示す空調制御システム１０により、空調制御を開始する。
【００４０】
まず、複数階に設置された温度センサ１２により各階の温度を検知する（ステップＳ２０２）。複数階の高さ方向の温度センサ１２の温度検出結果は温度センサ記録装置１３に送られて、温度センサ記録装置１３によって高さ方向の煙の温度分布を求め、その温度分布に基づいて高温煙の到達高さが算出される（ステップＳ２０３）。
【００４１】
この到達高さ算出結果により、各フロアに設置された排気ダクト５のダンパ６のうち、どのダンパ６を開け、どのダンパ６を閉じるかを検討する（ステップＳ２０４）。このとき、煙温度が一定温度以上であると機器が故障するため、ダンパ６を開口することができる煙温度範囲を設けておき、煙温度が設定温度以上（ステップＳ２０５でＹＥＳの場合）であれば、どのダンパ６を開け、また、どのダンパ６を閉じるかを再度検討する（ステップＳ２０４）。一方、煙温度が設定温度以下（ステップＳ２０５でＮＯの場合）であれば、ダンパ６を開口する（ステップＳ２０６）。なお、高さ方向の煙温度データとどのダンパ６を開閉するかを推定した結果は、空調制御システム１０の煙温度モニター装置１４を経由して、空調機運転装置１５に送られ、空調機運転装置１５によりダンパ６の開閉制御が行われる。
【００４２】
次に、高温煙の到達高さ位置での温度が一定の温度以下であれば排風機７を運転するが、一定値以上であれば、高熱による耐久性低下を防止するために排風機７を運転できない可能性もある。そのため、一定の温度以上の高温部に曝される排風機７の運転個所も温度センサ１２の検出結果から推定するとともに、屋外排風機の運転を開始する。また、高温煙の到達高さ位置での温度が排風機７を運転に支障がない場合においては、避難者が暴露すると危険な煙高温部にあたる排風機７の運転個所を温度センサ１２の検出結果から推定し、その場所の排風機７の運転を開始する（ステップＳ２０７）。
【００４３】
蓄煙スペース４に煙が誘導される（ステップＳ２０８）ことにより、新たに煙の流動が変化する可能性があるので、温度センサ１２の検出結果から高温煙の到達高さが変化しているかどうかを確認する（ステップＳ２０９）。煙の高温部の到達高さが変化している場合（ステップＳ２０９でＹＥＳの場合）は、再び、各階の温度検知を実施（ステップＳ２０２）し、高温煙の到達高さを推定して、その到達高さ位置でのダンパ６の開口と排風機７の運転を行うという、ステップＳ２０２からステップＳ２０９の処理を繰り返す。煙の高温部の到達高さが変化していない場合（ステップＳ２０９でＮＯの場合）は、煙の高温部を蓄煙スペース４に継続して誘導した後、低温部の煙の誘導を開始する（ステップＳ２１０）。
【００４４】
蓄煙スペース４内に誘導した高温の煙は、蓄煙スペース４の壁面に設置した消火用スプリンクラーのダクト９と熱交換させて温度を下げる（ステップＳ２１１）。屋外排風機８により、温度が一定値以下に下がった煙を施設外部に排気する（ステップＳ２１２）。
【００４５】
温度センサ１２により煙の高温部位置の変化を確認した結果から、施設内において安全と考えられる箇所を特定し、そこを経路として使用し、屋外への在館者の避難誘導を行う（ステップＳ２１３）。避難誘導中または誘導完了後においても煙の温度検知を実施し、煙の流動状況の監視を継続する（ステップＳ２１４）。煙の流動が変化する場合（ステップＳ２１４でＹＥＳ）は、ステップＳ２０２からステップＳ２１３の処理を繰り返す。ステップＳ２０２からステップＳ２１３の処理は、高温煙の到達高さが変化した場合（ステップＳ２１４でＹＥＳの場合）は繰り返す実行するが、高温煙の到達高さが変化しない場合（ステップＳ２１４でＮＯの場合）は、在館者の避難誘導が完了しているか確認（ステップＳ２１５）し、避難が完了していない場合（ステップＳ２１５でＮＯ）はステップＳ２０２からＳ２１４までの処理を繰り返し、避難が完了している場合（ステップＳ２１５でＹＥＳ）の場合は、処理を完了する。
【００４６】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態では、空調制御における高温煙の到達高さの推定において、複数階に設置された温度センサ１２からの温度データを使用するとともに、流動解析も同時に実施し、解析結果における誤差を、温度計測データを使用して補正することにより、煙の高温部の到達高さおよび施設内の流動状況の推定精度を向上させ、その結果に基づいて空調制御を行う。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る煙の流動解析と温度センサの計測結果に基づく蓄煙スペースの排気用ダクトのダンパ開閉及び排風機運転の制御フローチャートである。
【００４７】
まず、火災により煙が発生すると自然対流により煙が上昇し、施設の高天井フロア２部分に煙が蓄積され、火災の発生が検知される（ステップＳ３０１）。
【００４８】
火災発生が検知されると、空調制御システム１０により空調制御を開始する。まず、煙流動解析用計算機１１が数値解析を実施して、火災発生個所を起点とした施設内における煙の流動を解析する（ステップＳ３０２）。
【００４９】
流動解析結果の煙温度の高さ方向の分布と温度センサ１２により得られた、煙の高さ方向の分布を比較し、煙流動解析結果の煙温度の高さ方向の分布が、温度センサ１２のデータに一致若しくは予め設定した許容範囲内となるよう熱伝達、煙の漏れ量等の補正係数を算出し、流動解析結果に乗ずる（ステップＳ３０３）。
【００５０】
温度センサ１２データによる高温煙の到達高さ算出結果を使用して、高さ方向の各フロアに設置された排気ダクト５のダンパ６のうち、どのダンパ６を開け、どのダンパ６を閉じるかを検討する（ステップＳ３０４）。このとき、煙温度が一定温度以上であると機器が故障するため、ダンパ６を開口することができる煙温度範囲を設けておき、煙温度が設定温度以上（ステップＳ３０５でＹＥＳの場合）であれば、どのダンパ６を開け、また、どのダンパ６を閉じるかを再度検討する（ステップＳ３０４）。一方、煙温度が設定温度以下（ステップＳ３０５でＮＯの場合）であれば、ダンパ６を開口する（ステップＳ３０６）。次に、一定の温度以上の高温部に曝される排風機７の運転個所も温度センサ１２の検出結果から推定するとともに、屋外排風機の運転を開始する。また、高温煙の到達高さ位置での温度が排風機７を運転に支障がない場合においては、避難者が暴露すると危険な煙高温部にあたる排風機７の運転個所を温度センサ１２の検出結果から推定し、その場所の排風機７の運転を開始する（ステップＳ３０７）。以上のように、高温煙位置に近い高さの排気ダクト５を開口することで、高温煙を蓄煙スペース４内に誘導する（ステップＳ３０８）
【００５１】
蓄煙スペース４に煙が誘導されることにより施設内の煙の流動が変化する可能性があるので、煙の高温部位置が変化しているかを温度センサ１２の検出結果から確認する（ステップＳ３０９）。
【００５２】
煙の高温部位置が変化している場合（ステップＳ３０９でＹＥＳの場合）は、温度センサ１２により検知（ステップＳ３０２）した高さ方向の煙の温度分布を流動解析結果と比較し、煙流動解析結果の煙温度の高さ方向の分布が温度センサ１２のデータに一致若しくは予め設定した許容範囲内となるよう熱伝達、煙の漏れ量等の補正係数を算出し、流動解析結果に乗ずる（ステップＳ３０３）ことで、高温煙の到達高さを推定して、その到達高さ位置でのダンパ６の開口と排風機７の運転を行うという、ステップＳ３０２からステップＳ３０８までの処理を実施する。煙の高温部位置が変化している場合（ステップＳ３０９でＮＯの場合）は、煙の高温部位置が変化しているかを温度センサ１２の検出結果から確認（ステップＳ３０９）し、変化している場合（ステップＳ３０９でＹＥＳの場合）は、ステップＳ３０２からステップＳ３０９までの処理を繰り返す。
【００５３】
一方、煙の高温部位置に変化がない場合（ステップＳ３０９でＮＯの場合）は流動解析により高温煙の到達高さの変化を確認する（ステップＳ３１０）。高温部位置が変化した場合（ステップＳ３１０でＹＥＳの場合）は、ステップＳ３０２からステップＳ３１０の処理を繰り返し、変化していない場合（ステップＳ３１０でＮＯの場合）ければ次の処理ステップＳ３１１に移る。
【００５４】
煙の高温部位置が変化しなければ、煙の高温部を蓄煙スペース４に誘導し、引き続き、低温部の煙の誘導を継続する（ステップＳ３１１）。
【００５５】
蓄煙スペース４内の高温の煙は、蓄煙スペース４の壁面に設置した消火用スプリンクラーのダクト９と熱交換させて、煙温度を下げる（ステップＳ３１２）。煙温度が一定値以下に下がれば、屋外排風機８により煙を施設外部に排気する（ステップＳ３１３）。
【００５６】
一方、煙の流動解析を実施（ステップＳ３１０）した結果を使用し、施設内において安全と考えられる箇所を特定し、そこを経由した経路にて屋外への在館者の避難誘導を行う（ステップＳ３１４）。
【００５７】
避難誘導中においても煙の流動解析を継続して実施する（ステップＳ３１５）。煙の流動が変化する場合（ステップＳ３１５でＹＥＳの場合）は、ステップＳ３０２からステップＳ３１５の処理を繰り返す。煙の流動が変化しない場合（ステップＳ３１５でＮＯの場合）は、在館者の避難誘導が完了しているか確認（ステップＳ３１６）し、避難が完了していない場合（ステップＳ３１６でＮＯ）はステップＳ３０２からＳ３１５までの処理を繰り返し、避難が完了している場合（ステップＳ３１６でＹＥＳ）の場合は、処理を完了する。
【符号の説明】
【００５８】
１  高天井施設の地上部分
２  高天井フロア
３  居住フロア
４  蓄煙スペース
５  排気ダクト
６  ダンパ
７  排風機
８  屋外排風機
９  消火用スプリンクラーのダクト
１０  空調制御システム
１１  煙流動解析用計算機
１２  温度センサ
１３  温度センサデータ記録装置
１４  煙温度モニター装置
１５  空調機運転装置
１６  アトリウム
１００  高天井施設の排煙システム
【図１−１】
0005931545.tif 000002
【図１−２】
0005931545.tif 000003
【図２】
0005931545.tif 000004
【図３】
0005931545.tif 000005
【図４】
0005931545.tif 000006
【図５】
0005931545.tif 000007
【図６】
0005931545.tif 000008