(57)【要約】建物（２０）内のいわゆる煙突効果を最小限にまたは回避する方法は、エレベータ昇降路または階段吹抜けなどの垂直方向に延在するシャフト（４０）内の温度を制御することを含む。建物（２０）の使用可能または占有空間内の複数の階（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のそれぞれで空気圧を制御することにより、使用可能または占有空間とシャフト（４０）の内部との圧力差を制御することが可能になる。適切な圧力差レベルを維持することにより、さもなければ建物内部と外部の周辺環境との間に望ましくない大量の気流を生じさせることになる煙突効果を最小限にするまたは回避することが可能になる。
2008508163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータかご室が中を移動することができるシャフトと、
前記シャフト内の温度が該シャフト付近の屋外温度に対応するように、前記シャフト内の温度を制御するために該シャフトに関連して設けられるとともに、前記屋外温度が前記シャフト内の温度より低い場合に前記シャフト内の空気流を第１の方向に向け、前記屋外温度が前記シャフト内の温度より高い場合に前記シャフト内の空気流を反対の第２の方向に向ける温度制御機構と、
を備えるエレベータ昇降路。
【請求項２】
前記温度制御機構が、前記シャフトの両端付近にそれぞれ少なくとも１つの開口を備え、前記開口のそれぞれが前記シャフトと前記シャフト付近の屋外環境との間で空気流が通過することを可能にする請求項１に記載のエレベータ昇降路。
【請求項３】
前記シャフトの少なくとも一部分の温度を指示する少なくとも１つの温度センサを含む請求項２に記載のエレベータ昇降路。
【請求項４】
前記シャフト内の温度が選択範囲内で前記屋外温度に対応しないという前記温度センサからの指示に応答して、前記シャフトと前記屋外環境との間の空気流量を選択的に変える換気装置を含む請求項３に記載のエレベータ昇降路。
【請求項５】
前記開口が、外気が前記シャフトを通って流れるように前記シャフトを通る空気流の通路を定める請求項２に記載のエレベータ昇降路。
【請求項６】
前記温度制御機構が、前記シャフト内の温度を前記屋外温度とほぼ等しくなるように維持する請求項１に記載のエレベータ昇降路。
【請求項７】
複数の階を有する建物内の概ね垂直のシャフトを通る空気流を制御する方法であって、
前記シャフト内の温度を前記建物の外部の屋外温度に対応するように調節するステップと、
前記シャフト内の温度に基づいて前記建物の少なくとも１つの階の空気圧を制御するステップと、
を備える方法。
【請求項８】
前記シャフトと前記少なくとも１つの階との間の圧力差を選択範囲内に維持するために、前記少なくも１つの階の前記空気圧を調節することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の階のそれぞれの前記空気圧を個別に制御することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の階のうちの少なくとも２つの階を１つの区域として分けて、前記区域の空気圧を制御することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記シャフトと各階との間で所望の圧力差を得るために、前記複数の階のそれぞれの空気圧を制御することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの階での空気圧を増加させるために、前記少なくとも１つの階における空気流量を増加させることを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記シャフトが、階段吹抜けまたはエレベータ昇降路のいずれかを備える請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記屋外温度が前記シャフト内の温度より低い場合は前記シャフト内の空気流を第１の方向に向け、前記屋外温度が前記シャフト内の温度より高い場合は前記シャフト内の空気流を反対の第２の方向に向けることを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記建物が複数の概ね垂直のシャフトを含み、前記方法が前記シャフト内の温度を調整することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
複数の階と、
前記複数の階の少なくともいくつかの階に出入り口を設けている少なくとも１つのエレベータ昇降路シャフトと、
前記複数の階の少なくともいくつかの階に出入り口を設けている少なくとも１つの階段吹抜けシャフトと、
前記シャフト内の温度が調整されて建物の外部の屋外温度に対応するように、各シャフト内の温度を制御するために前記シャフトのそれぞれと関連して設けられた温度制御機構と、
を備える建物。
【請求項１７】
前記複数の階の少なくともいくつかの階のそれぞれでの空気圧を制御する圧力制御装置を備える請求項１６に記載の建物。
【請求項１８】
前記圧力制御装置が、前記各階での空気圧を維持して、前記階の空気圧と少なくとも前記エレベータ昇降路シャフト内の空気圧との間の所望の圧力差を得る請求項１７に記載の建物。
【請求項１９】
前記温度制御機構が、前記屋外温度が前記エレベータ昇降路シャフト内の温度より低い場合は少なくとも前記エレベータ昇降路シャフト内の空気流を第１の方向に向け、前記屋外温度が前記エレベータ昇降路シャフト内の温度より高い場合は少なくとも前記エレベータ昇降路シャフト内の空気流を反対の第２の方向に向ける請求項１６に記載の建物。
【請求項２０】
前記温度制御機構がまた、前記階段吹抜けシャフト内の空気流を前記第１および第２の方向に向ける請求項１９に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に建物内の空気圧制御に関する。より詳細には本発明は、建物の内部と外部の周囲環境との間に望ましくない空気流を生じさせる圧力差を回避するための建物内の空気圧の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な状況で建物内の空気流管理および空気圧管理が求められ必要となる。様々な建物の構造が、たとえば建物への出入りを可能にする通路（すなわち出入り口）を通る望ましくない大量の空気流を防ぐために、建物内部と建物の外部空間との間の空気流の制御を必要とする。ある状況では、建物の内外の温度差および建物の構造により建物内部と外部環境との間の圧力差を生じ、その結果建物内部と外部の周囲環境との間に望ましくない大量の気流または突風さえも生じることになる。望ましくないことに、このような気流は建物の熱負荷を変えてしまい、たとえば出入り口を通る快適な通行を妨げる恐れがある。
【０００３】
建物と外部領域との間の通路を通る望ましくない空気流の一例は、エレベータ昇降路または階段吹抜けなどの高いシャフトを含む高層ビルにおいて生じる可能性がある。室内と屋外の温度に差があると、このようなシャフトによりいわゆる煙突効果が生じる。建物への出入りを可能にする通路（すなわち出入り口）が開放されると、煙突効果によりこうした通路を通る大量の空気の気流が生じる。建物内部と外部環境との間の圧力の差および煙突効果がこのような空気流を生じさせる。
【０００４】
たとえば、冬季の建物外部の冷気は建物内部の暖気より重い。建物の低層階では外部圧力は内部圧力より高い。高層ビルの上層階では、多くの状況下において外部圧力は内部圧力より低い。したがって、（建物のロビー入口階の出入り口などの）開口がある場合、低層階では空気は建物の中へと侵入しやすい。この空気は建物の頂部へと流れる傾向にある。空気流は最も抵抗が小さい通路へ向かうので、建物に進入する外部空気はエレベータ昇降路または階段吹抜けなどの垂直のシャフトを通って建物の頂部へ上昇しやすい。
【０００５】
煙突効果を減少させる構成を示す特許の一例は、１９９５年１２月に公開された特開平０７−３３０２４７号に示される。この文献は、屋外の空気を引き込むために吸気を使用してエレベータシャフトに冷気を加えることを提案する。この構成には制限がある。
【０００６】
建物と周囲の外部環境との間の望ましくない空気流に対処するための典型的な手法は、建物を外部環境から遮断するように試みることである。通常、建物の内部と外部との間の通路の遮断は回転ドアを使用して実現される。この手法に関しては様々な短所および難点がある。たとえば、回転ドアはいずれの所与の時にも出入り口を通って通行できる人数を制限しがちである。可能な交通量を増加させるために、より大型のモータを備えたより大型の回転ドアが導入されてきた。この手法は、設備の大型化によりさらに費用がかかり、空間をさらに必要とするので理想的でない。
【０００７】
回転ドアに関する別の難点は、自動的に可動なドアを通って通行しようと望む人が、ドアの動きに対して通路へと進入するタイミングについて不安を感じる傾向にあることである。多くの状況では、いったん人が回転ドア近辺に進入すると、ゆっくりと移動することや停止することが許されず、そうした場合には動いているドアパネルの１つにぶつかる恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
建物の内部に関する空気流管理を改良するために、煙突効果の発生を最小限にする改良された構成が必要である。さらに、建物の入口で回転ドアの必要性をなくすことができることが有益であろう。本発明は、上述の短所および難点を回避すると同時にこれらの要求に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
建物内の空気流を制御する例示の開示された方法は、建物内の概ね垂直のシャフトを通る空気流を制御することを含む。シャフト内の温度を建物外部の屋外温度に対応するように維持し、このシャフト内の温度に基づいて建物の各階で空気圧を制御することによって、開示の方法はいわゆる煙突効果を最小限にする。
【００１０】
一実施例では、少なくとも建物のいくつかの階の空気圧は、シャフト内の圧力と建物の占有空間の圧力との差が選択範囲外であることに応じて調整される。一実施例は建物の各階での空気圧を個別に制御することを含む。別の実施例は、建物の階の組を区域に分けることおよび各区域の圧力を制御することを含む。
【００１１】
開示の建物は複数の階を含む。階段吹抜けまたはエレベータ昇降路などの少なくとも１つのシャフトが概ね垂直方向に延在し、建物の複数の階の少なくともいくつかに出入り口を設けている。このシャフトに関する温度制御機構は、シャフト内の温度が建物の外部の屋外温度に対応するようにシャフト内の温度を制御する。
【００１２】
一実施例では、温度制御機構は、シャフトと建物の外部との間で空気流を通過させるようにシャフトの両端付近に開口を含む。
【００１３】
一実施例では、圧力制御装置が、シャフトと建物の占有空間との間の圧力差を制御するためにシャフトが出入り口を設けている複数階のそれぞれの空気圧を制御する。これらの階の空気圧を制御することにより、いわゆる煙突効果を最小限にする方法で、シャフトとフロア階との間の圧力差が制御できる。
【００１４】
当業者には、本発明の様々な特徴および利点が以下の詳細な説明から明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は複数のフロアまたは階Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ．．．．ＹＹおよびＺＺを含む建物２０を概略的に示す。例示の建物２０は高層ビルである。
【００１６】
垂直方向に延在する少なくとも１つのシャフト４０は、建物の少なくともいくつかの階に出入り口を設けている。一実施例ではシャフト４０はエレベータ昇降路である。別の実施例ではシャフト４０は階段吹抜けである。
【００１７】
図示の実施例では、温度制御機構はシャフト４０と関連している。この実施例では、温度制御機構はシャフト４０の内部と建物２０の外部の環境との間の空気流を可能にする開口４２および４４を備える。この実施例では、開口４２および４４がシャフトの両端付近にあり、外気がシャフトを通って流れるように流れがシャフトを通って通過できるようにする。外気がシャフトを通って流れるようになることにより、外部温度に対応するシャフト内の温度が定まる。ある状況では外部温度およびシャフト内の温度はほぼ等しくなるであろう。
【００１８】
図２は、一実施例の実施形態の選択された制御構成要素を概略的に示す。この実施例では、温度センサ５０はシャフト４０内で支持されてシャフト４０の少なくとも一部分での温度を指示する。シャフトの長さに応じて、複数の温度センサがシャフトの高さに沿って離間して配置されてもよい。複数の温度センサは、シャフトの長さに沿って生じる可能性のある温度差に対応することも可能である。
【００１９】
制御装置５２は温度センサ５０からシャフト４０内の温度についての情報を受け取る。一実施例の制御装置５２は、建物２０の外部の外部温度に関する情報も受け取る。制御装置５２がシャフト４０内の温度と建物２０の外部の温度との間に差があり、その差が選択範囲外であると判定した場合、制御装置５２は換気装置５４を作動させてシャフト４０への外部の空気流量を増加させる。一実施例では換気装置５４はファンを備える。
【００２０】
一実施例では、シャフト４０内の空気の移動方向は外部温度に応じて制御される。比較的低温の日（すなわち、外部温度が建物内部の温度より低い日）には、空気はシャフトを通って下部から上部へ向かって導かれる。これは、１つまたは複数の開口４２、４４と関連するあるいは、シャフト４０を通るこのような空気流が実現できる他の方法で配置される１つまたは複数の換気装置５４を使用して実現される。比較的暖かい日（すなわち、外部温度が建物内部の温度より高い日）には、空気はシャフト４０の上部から下部へ向かって導かれる。これは、一実施例ではシャフトを通る空気流を所望の方向に導く少なくとも１つの換気装置５４を使用して実現される。
【００２１】
外部温度に応じてシャフトを通る空気の移動を管理することにより、シャフト内の外気が所望の通り通過し、建物の使用可能または占有空間に入らないことを確実にする。
【００２２】
シャフト４０内の温度と建物２０の外部の温度との対応関係を維持することにより、シャフトと建物外部との圧力差が最小限になる。これがいわゆる煙突効果を最小限にする助けをする。図２に開示の実施例も、シャフト４０と各階の使用可能または占有空間との間の圧力差を最小限にするように建物２０の異なる階での圧力を管理する構成を含む。
【００２３】
一実施例では、階段吹抜けでの温度もエレベータシャフト内の温度制御に対応するように制御される。この実施例は、エレベータシャフトの温度のみが制御される場合に通常なら生じる可能性のある、階段吹抜けの出入り口での圧力増加を回避するために建物内の全てのシャフト４０の温度管理を調整する。
【００２４】
図２の実施例を検討すると、さらにいっそう空気流制御の機能を高めるために、制御装置６０が建物２０の例示のＹＹ階の空気圧を制御する。この実施例では制御装置６０は、既知のＨＶＡＣシステムに関連するものなどの換気装置６２を制御して、ＹＹ階への空気流量を増減させ、これにより建物のその階における空気圧を増減させる。図示の実施例では制御装置６０は、温度センサ５０からシャフト４０内の温度に関する情報を受け取って、建物のその階について適切な空気圧調節を行う。シャフト４０内の温度は、一般的に知られているようにシャフト内の圧力に関係する。制御装置６０は、このような情報を使用して建物のＹＹ階の使用可能または占有空間での空気圧を維持して、建物のその階とシャフト４０との間の所望の圧力差を得る。
【００２５】
図２の実施例では、圧力センサ６４が建物のＹＹ階の使用可能または占有空間内の適切な位置に備えられ、その結果、制御装置６０が適切な空気圧調整を行うことができ、使用可能または占有空間とシャフト４０との間で所望の圧力差が得られるようになる。一実施例では、若干の圧力差は許容される。別の実施例で制御装置６０は、この階の使用可能または占有空間とシャフト４０の対応する部分との間の圧力差が事実上ないように、建物のその階の空気圧を維持するようにプログラムされている。
【００２６】
シャフト４０の内部と各階での使用可能または占有空間との圧力差を制御するために建物の階で空気圧を制御すると、シャフト４０内の空間にかなりの空気流を進入させる圧力差がないことから、いわゆる煙突効果の発生を最小限にすることが可能になる。これにより、たとえば回転ドアの使用により通常実現される建物入口での遮断形態を必要としなくなる。建物内の圧力を効果的に管理し、シャフト４０内の温度および、これにしたがって圧力を制御することにより、いわゆる煙突効果を最小限にまたは回避することができる。
【００２７】
一実施例では、制御装置６０は個々の階ごとに、建物内の各階での空気圧を制御するように設定されている。別の実施例では、建物の階の群が単一の区域として制御される。各階を個別に制御するまたは階の群を区域で制御することにより、建物内の異なる相対的な高さでの異なる圧力レベルを管理し、シャフト４０の長さすなわち高さに沿って生じる変動、および建物の異なる階に対応する高さで建物外部で生じる空気の圧力差に対処することが可能となる。上記の説明を考慮すると、当技術者は、個々の階の制御または区域制御のどちらが彼らの個別の状況の必要性を最も満たすかを選択することができるであろう。
【００２８】
建物内の異なる階での空気圧を得ることにより建物の使用可能または占有空間と垂直方向に延在するシャフトとの間で所望の圧力差を得るために、外気温度と空気圧との既知の関係および周知の空気圧制御技法が使用できる。当技術者は彼らの個々の状況の必要性を満たすように、これらの周知の技法の中から選択できるであろう。
【００２９】
前述の説明は限定的というよりは例示的である。開示の実施例に対する変形形態および修正形態は、本発明の本質から必ずしも逸脱しないことが当業者には明白になり得よう。本発明に与えられる法的保護の範囲は、特許請求の範囲を検討することによってのみ決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】例示の建物を概略的に示す図である。
【図２】例示の実施形態の選択された制御要素を概略的に示す図である。
【図１】
2008508163.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
2008508163.tif 000005