(57)【要約】【課題】建物構造体に流れる雷電流によって発生する電磁界に対する遮蔽効果を持たせることと、雷電流により上下階のスラブ間に生じる電位差により室内の機器に大きな影響を与えないようにすることを課題とする。【解決手段】本発明では、床スラブ１に金属体６を埋設し、この金属体から、メッシュ状に配設された鉄筋５に接続線７により電気的接続を行う構成とし、間仕切壁３は下地用軽量鉄骨９をメッシュ構造とすると共に下地用軽量鉄骨は下側ランナー１０から金属体に打ち込んだ固定用ピン８により金属体に電気的接続を行って、接続線を介して床スラブの鉄筋に接地し、間仕切壁と上階の床スラブ２及び間柱１２との間には絶縁材１３を介装して絶縁を行う建物における重要室の等電位及び構造体接地機構を提案している。【選択図】図２
2011032718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室を構成するものにおいて、床スラブには、間仕切壁の設置位置に対応して金属体を埋設し、この金属体から、メッシュ状に配設された鉄筋に接続線により電気的接続を行う構成とし、間仕切壁は、下地用軽量鉄骨をメッシュ構造とすると共に、この下地用軽量鉄骨は、下側ランナーにおいて前記金属体に打ち込んだ導電性の固定用ピンにより前記金属体に電気的接続を行って、前記接続線を介して床スラブの鉄筋に接地し、間仕切壁と、上階の床スラブ及び間柱との間には絶縁材を介装して絶縁を行うことを特徴とする建物における重要室の等電位及び構造体接地機構。
【請求項２】
間仕切壁の下側ランナーの一部と床スラブとの間に絶縁材を介装して絶縁を行うことを特徴とする請求項１に記載の建物における重要室の等電位及び構造体接地機構。
【請求項３】
建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室を構成するものにおいて、床スラブには、間仕切壁の設置位置に対応して金属体を埋設し、この金属体から、メッシュ状に配設された鉄筋に接続線により電気的接続を行う構成とし、間仕切壁は、下地用軽量鉄骨をメッシュ構造とすると共に、ランナーを介して床スラブと上階の床スラブ間に固定した間柱によって支持し、この下地用軽量鉄骨は、下側ランナーにおいて前記金属体に打ち込んだ導電性の固定用ピンから金属体及び前記接続線を介して床スラブの鉄筋に打ち込んだ導電性の固定用ピンにより前記金属体に電気的接続を行って、前記接続線を介して床スラブの鉄筋に接地し、間柱の上側ランナーと上階の床スラブ間に絶縁材を介装したことを特徴とする建物における重要室の等電位及び構造体接地機構。
【請求項４】
重要室に、上階の床スラブと柱から距離を隔ててメッシュ構造の下地用軽量鉄骨を有する内装天井を設け、内装天井と間仕切壁の下地用軽量鉄骨を電気的に接続したことを特徴とする請求項３に記載の建物における重要室の等電位及び構造体接地機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造建築物等の建物への落雷時において、例えば病院の手術室や事務所のサーバー室などの保護区画である重要室内に設置された機器への影響を軽減するための等電位及び構造体接地機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート造、鉄骨造建築物等の建物への落雷時において、建物には、建物構造体としての柱、梁、床などに雷電流が流れる。避雷針など、建物の一個所への雷撃においても、雷電流は建物全体に拡散しながら流れるため、建物構造体の横方向部材である梁や床にも雷電流の分流成分が流れる。
【０００３】
このような雷電流によって生じる電磁界は室内に設置された機器に対して影響を与えるが、病院の手術室や事務所のサーバー室などの重要室内に設置された機器に影響を与えた場合には、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記録媒体による記録データの消失、機器の誤動作、システムダウンなどの多大なる被害が生じる可能性がある。
【０００４】
建物への落雷時における影響の軽減を図る従来技術の例としては下記の文献に示されるものがある。
まず特許文献１には、重要室の内装部材としての天井、間仕切壁及び床を建物構造体と絶縁すると共に、重要室の金属部と電気設備は接地線を介して建物構造体に一点で接地した構成が記載されている。
【０００５】
このような構成では、雷電流の経路となる建物構造体と、重要室の内装部材の間には、落雷時に電位差が生じるため、接地が必要な重要室内の金属部、盤及び電源用接地などは内装部材と絶縁する必要があるが、雷電流は高周波であって、高い絶縁性能を有する部材であってもそれを隔てて電磁誘導が生じるため、絶縁のために距離的に離隔することが必要である。しかしながら、このような離隔距離の決定には高度な解析を要し、また離隔スペースを確保することも現実的には困難である。
【０００６】
次に特許文献２には、床スラブを構成するデッキプレート、鉄筋あるいはメッシュ筋などに、接地ケーブルを接続するためのケーブル取出し用ボルトを、そのねじ部を上方にして立設すると共に、このケーブル取出し用ボルトに接地ケーブル接続金物を固着した構成で、接地を必要とする機器と、室内の床側において非常に短い長さの接地ケーブルで接続可能なスラブ構造躯体が記載されている。
【０００７】
更に特許文献３には、デッキプレートと、その上方に配置されてスラブコンクリート中に埋設されるグリッド状の主筋とを有する床スラブにおいて、Ｔ字型吊りボルトの横ボルト部を主筋に接続固定すると共に、縦ボルト部をデッキプレートを通して下方に垂下させ、この縦ボルト部に接地ケーブルを接続したケーブルラックを固定した構成であり、従っての接地を必要とする機器を、室内の天井側において接地ケーブルで上階スラブに接続可能な躯体接地構造が記載されている。
【０００８】
上記の２つの特許文献は、夫々、室内の床側、天井側において床スラブに接地を行うための技術を開示しているに過ぎず、落雷時に建物構造体を流れる雷電流により発生する電磁界から室内を遮蔽するための技術的手段は記載されていない。
【０００９】
また上記の２つの特許文献に記載されている構成によって接地を行った場合には、建物構造体に沿った雷電流の進行に伴う電位差が上下階に生じるため、重要室内の接地は床スラブ又は上階スラブのいずれかに統一する必要があり、実用上非常に困難であるが、２つの特許文献には、その解決策は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７３３２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１８３４２６号公報
【特許文献３】特開２００５−５６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする問題点は、従来技術においては、建物構造体に流れる雷電流によって発生する電磁界に対する遮蔽効果がない点と、雷電流により上下階のスラブ間に生じる電位差により室内の機器に大きな影響を与えるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために本発明では、建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室を構成するものにおいて、床スラブには、間仕切壁の設置位置に対応して金属体を埋設し、この金属体から、メッシュ状に配設された鉄筋に接続線により電気的接続を行う構成とし、間仕切壁は、下地用軽量鉄骨をメッシュ構造とすると共に、この下地用軽量鉄骨は、下側ランナーにおいて前記金属体に打ち込んだ導電性の固定用ピンにより前記金属体に電気的接続を行って、前記接続線を介して床スラブの鉄筋に接地し、間仕切壁と、上階の床スラブ及び間柱との間には絶縁材を介装して絶縁を行うこととした建物における重要室の等電位及び構造体接地機構を提案する。
【００１３】
また本発明では、上記の構成において、間仕切壁の下側ランナーの一部と床スラブとの間に絶縁材を介装して絶縁を行うことを提案する。
【００１４】
また本発明では、建物構造体の空間に、間仕切壁により囲んだ重要室を構成するものにおいて、床スラブには、間仕切壁の設置位置に対応して金属体を埋設し、この金属体から、メッシュ状に配設された鉄筋に接続線により電気的接続を行う構成とし、間仕切壁は、下地用軽量鉄骨をメッシュ構造とすると共に、ランナーを介して床スラブと上階の床スラブ間に固定した間柱によって支持し、この下地用軽量鉄骨は、下側ランナーにおいて前記金属体に打ち込んだ導電性の固定用ピンから金属体及び前記接続線を介して床スラブの鉄筋に打ち込んだ導電性の固定用ピンにより前記金属体に電気的接続を行って、前記接続線を介して床スラブの鉄筋に接地し、間柱の上側ランナーと上階の床スラブ間に絶縁材を介装した建物における重要室の等電位及び構造体接地機構を提案する。
【００１５】
そして本発明では、後者の構成において、重要室に、上階の床スラブと柱から距離を隔ててメッシュ構造の下地用軽量鉄骨を有する内装天井を設け、内装天井と間仕切壁の下地用軽量鉄骨を電気的に接続した建物における重要室の等電位及び構造体接地機構を提案する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、建物構造体としての床スラブのメッシュ状に配設された鉄筋、重要室を構成する間仕切壁のメッシュ構造の下地用軽量鉄骨、そしてメッシュ構造の下地用軽量鉄骨を有する内装天井により電磁シールド構造を構成し、落雷に伴って発生する重要室内の電磁界パルスを低減することができる。
【００１７】
そして間仕切壁と、上階の床スラブ及び間柱との間には絶縁材を介装して絶縁を行うことにより、床の電位変動の少ない個所において、重要室の等電位化と、間仕切壁の電磁シールド用のメッシュ構造の下地用軽量鉄骨の接地が同じ個所で可能となる。
【００１８】
間仕切壁の下地用軽量鉄骨と、床スラブの鉄筋との接続は、間仕切壁の施工に際して下側ランナーから床スラブに埋設した金属体に導電性の固定用ピンを打ち込むことにより同時に行うことができ、建築工事と、電気工事である接地工事の同時施工が可能である。
【００１９】
このようにして本発明では、等電位面を床スラブのメッシュ状の鉄筋とし、そして重要室の内装部材を等電位化して、その等電位面に重要室内の金属体、盤、電源用接地を容易に行うことができ、こうして落雷時の機器の破損や誤動作を防止することができる。
建物構造体としての床スラブに流れる雷電流によって発生する電磁界は、場所により大小があるため、電磁界の発生が大きいと想定される床スラブの個所と間仕切壁の下側ランナーの一部との間に絶縁材を介装して絶縁を行へば床スラブからの電磁界の影響を更に低減することができる。
【００２０】
また本発明においては、間仕切壁はランナーを介して床スラブと上階の床スラブ間に固定した間柱によって支持する構成とし、間柱の上側ランナーと上階の床スラブ間に絶縁材を介装した構成とすることにより、重要室の間仕切壁は、床スラブと等電位となり、また電位の異なる上階の床スラブとは絶縁されるので、電磁界を発生する原因となる電流は発生しない。
【００２１】
そして上階の床スラブと柱から距離を隔ててメッシュ構造の下地用軽量鉄骨を有する内装天井を設ければ、距離が近いと生じる上階の床スラブとの電磁結合を抑えることができ、この内装天井と間仕切壁の下地用軽量鉄骨を電気的に接続することにより、上階の床スラブを流れる雷電流により発生する電磁界に対する効果的な電磁シールドとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の建物における重要室の等電位及び構造体接地機構の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の建物における重要室の等電位及び構造体接地機構の実施の形態を図１とは異なった方向から見た模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の建物における重要室の等電位及び構造体接地機構の他の実施の形態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
まず図１、図２に示す実施の形態において、符号１は床スラブ、２は上階の床スラブであり、３は間仕切壁であり、重要室４はこれらの要素により構成される。符号５は床スラブ２内にメッシュ状に配設されて電気的接続がされた鉄筋であり、本発明における床スラブ１では、間仕切壁３の設置位置に対応して金属体６を埋設し、この金属体６から鉄筋５に接続線７により電気的接続を行っている。ここで金属体６は、後述するように間仕切壁３の施工に際して導電性の固定用ピン８を打ち込むものであり、例えば金属板や発泡金属などを用いることができる。
【００２４】
間仕切壁３は図２に示されるように下地用軽量鉄骨９をメッシュ構造としており、夫々下側ランナー１０、上側ランナー１１を介して床スラブ１、上階の床スラブ２間に支持する構成としている。
【００２５】
以上の構成において、間仕切壁３の施工に際して、下側ランナー１０から床スラブ１に埋設した金属体６に導電性の固定用ピン８を打ち込んで間仕切壁３を支持すると、間仕切壁３の下地用軽量鉄骨９は、固定用ピン８から金属体６、そして接続線７を経て床スラブ１の鉄筋５に接地することができる。即ち、建築工事と、電気工事である接地工事の同時施工が可能である。
【００２６】
一方、図に示すように、間仕切壁３と、上階の床スラブ２及び間柱１２との間には絶縁材１３を介装して絶縁を行う。この場合、絶縁材１３としては、絶縁材料で構成された汎用品の防振用緩衝体を利用することができ、このように絶縁を行うことにより、重要室４の等電位化と、間仕切壁３の電磁シールド用のメッシュ構造の下地用軽量鉄骨９の接地が、床スラブ２の電位変動の少ない個所において可能となる。尚、図１に示されるように、間仕切壁３の上側は、上側ランナー１１から上階の床スラブ２に固定用ピン１４を打ち込んで支持するが、上階の床スラブ２の対応個所には床スラブ１のような金属体６を埋設していないため、上階の床スラブ２の鉄筋１５と電気的接続がされてしまうことはない。
尚、上述したように建物構造体としての床スラブに流れる雷電流によって発生する電磁界は場所により大小があるため、図２に示す実施の形態においては、電磁界の発生が大きいと想定される床スラブ１の個所と間仕切壁３の下側ランナー１０の一部との間に絶縁材１３を介装して絶縁を行っており、この構成においては、床スラブ１からの電磁界の影響を更に低減することができる。
【００２７】
次に図３は本発明の他の実施の形態を示すもので、この実施の形態は、重要室４を、建物構造体としての上階の床スラブと柱から距離を隔てて設置することができる。
【００２８】
即ち、図３において、符号１０１は床スラブ、１０２は上階の床スラブ、１０３は柱、１０４は梁を示すものであり、重要室４を構成する間仕切壁１０５は、ランナー（図示省略）を介して床スラブ１０１と上階の床スラブ１０２間に固定した間柱１０６によって支持する構成としている。間柱１０６の上側は、上側ランナーと上階の床スラブ１０２間に絶縁材１０７を介装している。尚、床スラブ１０１及び間仕切壁１０５の構成並びに絶縁材は図１、図２に示す実施の形態と同様である。
【００２９】
更にこの実施の形態では、重要室４に、上階の床スラブ１０２から距離を隔ててメッシュ構造の下地用軽量鉄骨を有する内装天井１０８を設けており、この内装天井１０８と間仕切壁１０５の下地用軽量鉄骨（図示省略）を電気的に接続している。
【００３０】
以上の実施の形態において、重要室４は、上述したように、建物構造体としての床スラブ１０１のメッシュ状に配設された鉄筋１０９、重要室４を構成する間仕切壁１０５のメッシュ構造の下地用軽量鉄骨、そして内装天井１０８のメッシュ構造の下地用軽量鉄骨による電磁シールド構造により遮蔽することができる。このようなことから本発明では、上述した構成により間仕切壁１０５の下地用軽量鉄骨の接地を行う床スラブ１０１を除いて、他の建物構造体である上階の床スラブ１０２や柱１０３から距離を隔てて構成することができるので、建物内で外壁に近いゾーンであっても、落雷時に図中２点鎖線１１０で示す雷電流により発生する電磁界の影響を抑えることができる室を構成することができる。
【実施例１】
【００３１】
間仕切壁の下地用軽量鉄骨は、例えば、接合部を電気的に導通を取った30cm間隔のメッシュ構造とすることで、それを通して侵入する電磁界を1/5以上低減する効果を有する。これは、銅製の棒材によって同間隔のメッシュ構造を構成した電磁シールド（ファラデーケージ）構造と同等の性能である。
建物に落雷が起こった場合、建物内であっても最も高い磁界の強さは瞬間的に4000A/m以上（雷ピーク電流を100kAと想定し、避雷針を建物最上階の角部の柱に接続した場合に、接続した柱から1m以内の範囲）に達する。4000A/mはJEITA（登録商標） IT-1004の直流磁界class S4（特別な環境）に相当し、『磁気ディスク、磁気テープ等の磁気媒体による記録保存の限界（この環境では記録データが消失）であり、（…中略…）記録媒体の保管を含め、周到な注意が必要である。』（以上、JEITA（登録商標） IT-1004より抜粋）と考えられる磁界の強度である。
これに対して、本発明の機構を適用すると、4000A/m以上の磁界の強度となる範囲は、上記に示した柱から40cm以内にまで減ずることができる。同様に、「保護された環境。保護接地導体等から大きく離れた一般家庭、事務所、病院等の保護区画」に相当するJEITA（登録商標）  IT-1004の直流磁界400A/mは上述した柱から1.4m未満の範囲で実現できる（一般的建物は3.6m以内）。
本実施例では柱１本について言及したが、建物内にはこのように避雷針と直結する柱が各所に存在するため、通常の構造では建物内の各所の柱から1m以内の範囲では強い磁界に機器が曝されることになるため、保護区画を構成することはきわめて困難である。本発明機構では、範囲を1/2以上縮めることが可能になり、重要機器の配置レイアウトの自由度が向上する。
【実施例２】
【００３２】
間仕切壁の下地用軽量鉄骨は、例えば、接合部を電気的に導通を取った45cm間隔のメッシュ構造とすることで、それを通して侵入する電磁界の強度を1/2以上低減する効果を有する。これは、銅製の棒材によって同間隔のメッシュ構造を構成した電磁シールド（ファラデーケージ）構造と同等の性能である。このメッシュ構造では、上述した試算において、4000A/m以上（JEITA（登録商標） IT-1004 Class S4相当）の範囲は80cm以内、400A/m以上（JEITA（登録商標） IT-1004 Class B相当）の範囲は、2.6m以内にまで減衰する。
【符号の説明】
【００３３】
１              床スラブ
２              上階の床スラブ
３              間仕切壁
４              重要室
５              鉄筋
６              金属体
７              接続線
８              固定用ピン
９              下地用軽量鉄骨
１０            下側ランナー
１１            上側ランナー
１２            間柱
１３            絶縁材
１４            固定用ピン
１５            鉄筋
１０１          床スラブ
１０２          上階の床スラブ
１０３          柱
１０４          梁
１０５          間仕切壁
１０６          間柱
１０７          絶縁材
１０８          内装天井
１０９          鉄筋
１１０          雷電流
【図１】
2011032718.tif 000003
【図２】
2011032718.tif 000004
【図３】
2011032718.tif 000005