(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物内部の空間構造データと、当該空間構造を複数のブロックに分割する分割設定データと、を記憶する記憶手段と、
当該分割設定データに基づき、所定の発煙位置で生じた煙の前記複数のブロック間の流動を二層ゾーンモデルにより所定の条件に基づいて算出する演算手段と、
当該演算手段によって求められた煙流動の解析結果を出力する出力手段と、
を備え、
前記複数のブロックは、平面フロアと、当該平面フロアとは異なる階層の外部とを連絡する所定長の傾斜路と、が含まれる屋内エリアを、前記平面フロア及び前記傾斜路のそれぞれについて、それぞれ煙量体積に応じて高さ方向に二分割して定められる
ことを特徴とする排煙予測装置。
【請求項２】
前記傾斜路は、水平方向に分割された複数の前記平面フロアの各屋内エリアにおける水平方向長さよりも、当該傾斜路の長さ方向に短く複数に分割されることを特徴とする請求項１記載の排煙予測装置。
【請求項３】
前記傾斜路の各ブロックは、当該傾斜路に対する天井が設けられている部分に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の排煙予測装置。
【請求項４】
前記平面フロアは、天井の高さの異なる部分が互いに異なるブロックに属するように、前記複数のブロックが設定されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の排煙予測装置。
【請求項５】
前記傾斜路の外部への開口部上方には、屋根が設けられ、
当該屋根で覆われた平面エリアの少なくとも一部は、外気との接続空間として設定されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の排煙予測装置。
【請求項６】
前記平面フロアは、駅コンコースであり、前記外気との接続空間は、高架駅のプラットホームであることを特徴とする請求項５記載の排煙予測装置。
【請求項７】
前記所定の条件は、模型実験及び実測のうち少なくとも一方に基づいて定められることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の排煙予測装置。
【請求項８】
コンピュータを、
建築物内部の空間構造データと、当該空間構造を複数のブロックに分割する分割設定データと、を記憶する記憶手段、
当該分割設定データに基づき、所定の発煙位置で生じた煙の前記複数のブロック間の流動を二層ゾーンモデルにより所定の条件に基づいて算出する演算手段、
当該演算手段によって求められた煙流動の解析結果を出力する出力手段、
として機能させ、
前記複数のブロックは、平面フロアと、当該平面フロアとは異なる階層の外部とを連絡する所定長の傾斜路と、が含まれる屋内エリアを、前記平面フロア及び前記傾斜路のそれぞれについて、それぞれ煙量体積に応じて高さ方向に二分割して定められる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天井部から屋外への排煙に制限のある建築構造物からの排煙に係る排煙予測装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物では、火災発生時の安全性確保のために速やか且つ十分な排煙を行う要求がある。屋内火災時の排煙は、窓などの開口部から自然な空気の流れを利用して排煙を行う自然排煙と、排煙口及びダクトを介して排煙機により強制的に排煙を行う機械排煙とがある。高層ビルなどの通常建築物では、機械排煙設備の存在を前提として排煙が行われる場合が多い。従って、機械排煙設備の性能が適切に設定される必要がある。
【０００３】
従来、このような排煙状況を算出するために数値シミュレーションが用いられる。しかしながら、流体シミュレーションで大型、複雑な建築構造物内部について大気や燃焼生成物などの流動に係る計算を行おうとすると、使用するメモリ量や計算時間が増大し、特殊な計算環境が必要になり、また、コストが大きく上昇するという問題がある。
【０００４】
そこで、従来、建築物において、例えば、各フロアにおいて部屋や通路といった水平方向に区切られたエリアごとに、煙のある上層と煙のない下層とに二分割し、二次元又は三次元的に分割された各ブロック内で大気や煙を含む燃焼生成物などの各成分、熱が瞬時に混合して一様な温度、湿度及び濃度となる完全混合を仮定して、上層の体積変化に基づいて各エリアの煙量や煙層高さを見積もる二層ゾーンモデルを用いた流動や熱伝導の解析が利用されている。通常、煙は、部屋や通路などのほぼ閉じた部分において上層に偏在するので、このように高さ位置で二分割される位置を求めることで、より容易に煙の量や流れを算出することが出来る。例えば、ＢＲＩ２００２と呼ばれる旧建設省建築研究所（ＢＲＩ）が中心となって開発された二層ゾーン煙流動モデルは、建築物内部における煙流動を容易且つ的確に予測する数値シミュレーションのプログラムコードとして一般に用いられている。
【０００５】
しかしながら、このモデルでは、排煙設備の稼働状況や排煙設備に対する新たな技術の導入といった現実的な状況に即した結果を容易に得るのが難しいという問題がある。そこで、例えば、特許文献１には、扉の開閉状況や加圧空気の供給状況を加味した煙流動解析に関する技術について開示されている。
【０００６】
また、一方で、数値シミュレーションのパラメータ設定は、慣れていないと適切に設定するのが難しく、不適切なパラメータの設定により、現実と合わない結果が得られる場合がある。そこで、特許文献２には、簡易式を用いつつ排煙設備の動作タイミングなどを考慮した容易な煙層下端の位置を算出する技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−７５１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、空間利用の効率化、住環境の改善やデザインの多様化などに伴って、複合的な建築構造物が増加している。例えば、線路の高架化に伴い当該高架設備下部に当該高架設備と接続して設けられた駅施設（コンコース）があり、更に、この駅施設には、各種店舗や売店が併設される場合が増加している。このような高架下駅建造物のように、屋外に接続される傾斜路が設けられた建築物において、排煙状況の算出対象である駅施設に対し、これまでの数値シミュレーションモデルや簡易式では、傾斜路に係る自然排煙の影響を適切に見積もることが出来ないという課題がある。その結果、自然排煙を考慮せずに不要に多くの機械排煙の設備を設ける必要が生じてコスト増に繋がるという課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、傾斜路を介して外部に接続された建築構造物における煙流動をより正確に見積もることの出来る排煙予測装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明は、建築物内部の空間構造データと、当該空間構造を複数のブロックに分割する分割設定データと、を記憶する記憶手段と、当該分割設定データに基づき、所定の発煙位置で生じた煙の前記複数のブロック間の流動を二層ゾーンモデルにより所定の条件に基づいて算出する演算手段と、当該演算手段によって求められた煙流動の解析結果を出力する出力手段と、を備え、前記複数のブロックは、平面フロアと、当該平面フロアとは異なる階層の外部とを連絡する所定長の傾斜路と、が含まれる屋内エリアを、前記平面フロア及び前記傾斜路のそれぞれについて、それぞれ煙量体積に応じて高さ方向に二分割して定められることを特徴とする排煙予測装置である。
従って、傾斜路を介して外部に接続された建築物内部からの自然排煙の影響をより正確に見積もり、また、機械排煙に係る排煙設備の設置量を適切に定めることが出来る。
【００１１】
また、望ましくは、前記傾斜路は、水平方向に分割された複数の前記平面フロアの各屋内エリアにおける水平方向長さよりも、当該傾斜路の長さ方向に短く複数に分割されるようにする。
従って、天井や床の高さが変化する傾斜路においても上層に偏在する煙の流動状況を精度良く見積もることが出来る。
【００１２】
また、望ましくは、前記傾斜路の各ブロックは、当該傾斜路に対する天井が設けられている部分に設定されるようにする。
即ち、煙が天井に押さえられずに抜けていく部分を傾斜路に含めないブロックとすることで、煙の流動特性に即した解析を適切に行うことが出来る。
【００１３】
また、望ましくは、前記平面フロアは、天井の高さの異なる部分が互いに異なるブロックに属するように、前記複数のブロックが設定されるようにする。
これにより、平面フロアにおいて天井の高さに応じて煙が留まったり流出入しやすかったりする部分の影響を適切に評価して煙層の高さを算出し、また、排煙量を見積もることが出来る。
【００１４】
また、望ましくは、前記傾斜路の外部への開口部上方には、屋根が設けられ、当該屋根で覆われた平面エリアの少なくとも一部は、外気との接続空間として設定されるようにする。
即ち、傾斜路の開口部上方に、外部に開放されていても屋根があって煙や熱が一時的に留まり得る屋根が設けられている場合には、当該部分を外部とは別個に煙流動の算出対象ブロックとして定めることで、より正確に傾斜路を介した平面フロアからの排煙量を見積もることが出来る。
【００１５】
また、望ましくは、前記平面フロアは、駅コンコースであり、前記外気との接続空間は、高架駅のプラットホームであることとする。
これにより、高架下に効率的且つ安全に駅を設けることが出来、また、火災時に適切な排煙を行いながら旅客を避難誘導することが出来る。
【００１６】
また、望ましくは、前記所定の条件は、模型実験及び実測のうち少なくとも一方に基づいて定められることとする。
従って、通常のＢＲＩ２００２による数値シミュレーションと同様に、本願発明に係る傾斜路を介して外部に接続された現実の建築物に対して正確に煙流動を見積もることが出来る。
【００１７】
また、上記目的を達成するため、この発明は、コンピュータを、建築物内部の空間構造データと、当該空間構造を複数のブロックに分割する分割設定データと、を記憶する記憶手段、当該分割設定データに基づき、所定の発煙位置で生じた煙の前記複数のブロック間の流動を二層ゾーンモデルにより所定の条件に基づいて算出する演算手段、当該演算手段によって求められた煙流動の解析結果を出力する出力手段、として機能させ、前記複数のブロックは、平面フロアと、当該平面フロアとは異なる階層の外部とを連絡する所定長の傾斜路と、が含まれる屋内エリアを、前記平面フロア及び前記傾斜路のそれぞれについて、それぞれ煙量体積に応じて高さ方向に二分割して定められることを特徴とするプログラムである。
従って、このようなプログラムを各種コンピュータにインストールして実行することで、特殊な環境を必要とせずに、外部に接続された傾斜路を介した建築構造物内における煙流動の解析を行い、自然排煙量を見積もることが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に従うと、傾斜路を介して外部に接続された建築構造物における煙流動をより正確に見積もることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の排煙予測装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の排煙予測装置で煙流動の算出を行う駅構造の例を示す図である。
【図３】本実施形態の排煙予測装置におけるエリア設定例を示す図である。
【図４】煙流動算出処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】模型実験との比較に用いられた４種類のエリア設定を示す図表である。
【図６】模型実験及び４種類のエリア設定による数値シミュレーションで得られた煙層の高さを示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の排煙予測装置の機能構成を示すブロック図である。
【００２１】
この排煙予測装置１には、通常のコンピュータ（ＰＣ）が用いられる。排煙予測装置１は、ＣＰＵ１１（演算手段）と、ＲＡＭ１２と、記憶部１３（記憶手段）と、入力操作部１４と、出力部１５（出力手段）と、通信部１６などを備える。
【００２２】
ＣＰＵ１１は、各種演算処理を行い、排煙予測装置１（ＰＣ）の動作を統括制御する。ＣＰＵ１１のコア数などは特に限られない。
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１に作業用のメモリ空間を提供し、一時データを記憶する。ＲＡＭ１２には、ＤＲＡＭやＳＲＡＭが適宜選択、組み合わされて利用される。
【００２３】
記憶部１３は、ＳＳＤなどの不揮発性メモリやＨＤＤの何れか又はこれらの組み合わせである。記憶部１３は、各種プログラム、排煙予測装置１の動作に係る各種設定データや、排煙シミュレーションを実行する対象の建築物の空間構造データ、壁面データ、開口部データ、火源位置や火元の燃料の種類、量、燃焼速度といった設定データ、初期温度（室温、外気温）や大気成分などを記憶する。また、機械排煙に係る設備が設けられている場合には、当該排煙位置や排煙量のデータが併せて記憶される。記憶部１３に記憶されるプログラム及び設定データには、排煙シミュレーションプログラム１３１及びその動作設定データ（所定の条件）が含まれる。これらのうち必要なものについては、建築物の実際の値や模型実験による測定値などに応じて定められる。
【００２４】
入力操作部１４は、キーボードやマウスなどのユーザからの操作を受け付けるための構成を有し、これらの構成への外部からの入力操作を検出して当該入力操作の内容に応じた入力信号をＣＰＵ１１に出力する。
【００２５】
出力部１５は、液晶画面（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイなどの表示画面を備え、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じてシミュレーションの設定や算出結果などを表示する。
また、この出力部１５は、表示画面と重ねてタッチセンサを備え、表示画面へのタッチ操作を検出して当該操作内容に応じた入力信号を生成し、ＣＰＵ１１に出力する構成により入力操作部１４と併用されても良い。
【００２６】
通信部１６は、外部とのデータや命令の送受信に係るインターフェイスであり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）を備える。また、外部とのデータ送受信に各種無線通信が用いられる場合には、通信部１６は、当該無線通信の規格に応じたコントローラを備える。
【００２７】
次に、本実施形態の排煙予測装置１で実行される排煙シミュレーションプログラム１３１による煙流動の算出方法について説明する。
【００２８】
本実施形態の排煙予測装置１では、高架下に設けられた駅コンコースの排煙状況を、高架上のプラットホーム、及び当該プラットホームと駅コンコースとを接続する昇降路、即ち、階段やエスカレータなどを考慮に入れて算出する。
【００２９】
図２は、本実施形態の排煙予測装置１で煙流動の算出を行う駅構造の例を示す図である。ここで示されている寸法の単位は、ミリメートルである。
【００３０】
ここでは、プラットホーム、及び当該プラットホームとコンコースとの間を繋ぐ階段／エスカレータをそれぞれ１箇所ずつ設けた場合について説明する。図２（ａ）の平面図で示すように、改札を含む地上階のコンコース３１（幅６．００ｍ、長さ１７．５０ｍ、平面フロア）に対して、開口部端から１１．２５ｍ〜１５．２５ｍの位置に設けられた開口部を介して直角に昇降路３２（幅４．００ｍ、長さ４．２９ｍ、傾斜路）が設けられて、この図では描画が省略されている旅客上家３４に昇降路上部３３（幅４．００ｍ、長さ７．１５ｍ）を介して接続されている。コンコース３１の一端は、矢印で示されているように開口部となっている。点Ｆは、煙流動に係る火源の設定点（発煙位置）である。
【００３１】
図２（ｂ）には、図２（ａ）の矢印Ａ方向から見た側面図を示す。ここでは、昇降路３２及び昇降路上部３３に跨って設けられた階段３２ａ（最下段手前に０．６３７ｍの奥行きがあり、また、中間に長さ１．５０ｍの踊り場がある。高低差４．８０ｍ、コンコースから階段３２ａの側壁上部までの高さ５．７０ｍ）上に、階段３２ａと平行に高架上のプラットホーム３４ａ（図２（ｃ））を含む旅客上家３４が設けられている。旅客上家３４には、屋根３４ｂが設置されており、側面は、矢印で示されているように開放されている。階段３２ａは、ここでは、昇降路３２にのみ天井及び側壁が設けられ、階段３２ａを含む残りの部分である昇降路上部３３では、屋根３４ｂまで上方が開放されている。
【００３２】
図２（ｃ）には、図２（ａ）の矢印Ｂ方向から見た側面図を示す。コンコース３１のうち昇降路３２と繋がっているコンコース部分（コンコースエリア３１２）、即ち、プラットホーム３４ａの下部（天井までの高さ３．４０ｍ）は、他のコンコース部分（コンコースエリア３１１、３１３）の高さである２．４０ｍと比較して高く形成されている。また、上述のように、コンコース３１の一端と、旅客上家３４の側面は、外部に解放され、矢印で示されているように空気や煙の出入りが可能となっている。
【００３３】
本実施形態の排煙予測装置１では、従来用いられている二層ゾーンモデルを利用して煙流動の数値演算を行う。この二層ゾーンの設定において、この排煙予測装置１では、プラットホーム３４ａとの間に天井がある昇降路３２を旅客階段の各エリアとし、また、天井がプラットホーム３４ａの屋根３４ｂとなる昇降路上部３３を旅客上家３４とまとめてプラットホームエリア（外気との接続空間）として屋内エリアを定める。
【００３４】
図３は、本実施形態の排煙予測装置１におけるエリアの設定例を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）と同一の関係の図である。
【００３５】
本実施形態では、個別の部屋で区切られておらず、全体として繋がった駅舎内空間が次の条件で各エリアに分割される。
（１）コンコースを複数のエリアに分割する際に、特に、駅ホーム直下などで天井の高さが異なる部分を、他の部分とは異なるエリアとして区切る。
（２）階段やエスカレータのような勾配を伴った昇降路では、コンコースよりも短い幅ごとにエリアを分割する。
（３）プラットホームとの間に天井が設けられていない昇降路上部と屋根付プラットホーム部分とを一つのエリアとして、外部とは別個に設定する。
上述のように、煙は、屋内各所で上層に偏在するので、階段などの高さ方向に位置が異なる部分を計算の負担を極端に増大させない範囲で細かく分割することが好ましい。
【００３６】
上述の（１）に基づいて、コンコース３１は、３つのコンコースエリア３１１、３１２、３１３に分割される。また、（２）に基づいて、昇降路３２は、４つの旅客階段エリア３２１〜３２４に分割され、昇降路上部３３がプラットホームエリア３３１に組み込まれる。そして、（３）に基づいて、旅客上家３４は、昇降路上部３３とまとめて一つのプラットホームエリア３３１とされる。そして、これら８つのエリアは、それぞれ高さ方向に２分割されて合計１６のブロックが設定される。初期状態では、煙が存在しないので、例えば、上層の高さ（厚さ）をそれぞれ各エリアの高さの０．１％〜１．０％程度に設定しておくことが出来る。
このエリア分割に係る分割設定データは、記憶部１３に予め記憶されている。
【００３７】
本実施形態の排煙予測装置１では、これら１６のブロックの間での煙流動を混合モデルにより算出する。混合モデルでは、各ブロック内において大気の各成分（Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎの各元素、燃料物質及び燃焼生成物としての有機化合物、水蒸気、二酸化炭素、一酸化炭素など）、煙及び温度や湿度などの各パラメータが瞬時に混合するものと仮定として、所定時間ステップごとの火元ブロックでの燃焼に係る各成分の生成や消滅、ブロック間での対流（貫入）、輻射熱及び周壁熱伝導などの変化を、微分方程式を用いて計算していく。例えば、ＢＲＩ２００２では、当該微分方程式に基づく時間変化の計算方法として、ルンゲクッタ法が用いられており、本実施形態の排煙予測装置１でもこの方法を利用することが出来る。
【００３８】
図４は、本実施形態の排煙予測装置１における煙流動算出処理のＣＰＵ１１による制御手順を示すフローチャートである。
【００３９】
煙流動算出処理が開始されると、ＣＰＵ１１は、対象建造物の構造、開口部及び各部の材質などの設定データを取得する（ステップＳ１０１）。次いで、ＣＰＵ１１は、火源データに関する燃焼位置、燃料物質及びその分量などの設定を取得する（ステップＳ１０２）。この設定には、火源からの発火（発煙）タイミングなどが含まれる。
【００４０】
ＣＰＵ１１は、初期大気（室内及び外気）の温度、湿度や成分、外気の風向風速などのデータを取得する（ステップＳ１０３）。また、ＣＰＵ１１は、機械排煙に係る設定を取得する（ステップＳ１０４）。この機械排煙に係る設定では、設備の有無、位置データ及び排煙量に加え、排煙設備がある場合の動作スケジュールを定めることが出来る。例えば、発煙後所定時間で最大能力の何割の排煙量で動作を開始させるといった設定が可能である。
これらの初期設定は、上述のように記憶部１３に予め記憶され、ＣＰＵ１１がこれらのデータを読み込むことで行われ得るが、適宜ユーザが入力操作部１４からインタラクティブに手動入力設定しても良い。
【００４１】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の初期設定が終了すると、ＣＰＵ１１は、これらの初期設定に基づいて時間発展データの計算を順次行う（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ１１は、所定の時間ステップごとの変化量、即ち、微分係数を計算して、次回の時間ステップにおける各パラメータの値を算出する。また、当該パラメータの一つとして算出された上層の体積に基づいて、各エリアにおける上層、即ち、煙層の高さを算出する。
【００４２】
予め設定された時間分の計算が終了するか、又は、途中で計算が発散するなどでエラーが生じた場合には、ＣＰＵ１１は、計算を終了して結果を出力する（ステップＳ１０６）。結果は、所定のフォーマットで記憶部１３に記憶される他、設定に基づいて、又は、ユーザの入力操作部１４への操作に基づく命令に応じて出力部１５に出力される。そして、ＣＰＵ１１は、煙流動算出処理を終了する。
【００４３】
次に、エリア設定の妥当性について説明する。
上述の排煙シミュレーションに係るエリア設定の妥当性を検証するために、本発明者らは、上述の寸法の１／１０サイズで高架下の駅建造物の模型を作成し、コンコースエリア３１１から発煙させて煙の流動範囲を取得した。そして、その結果と、本実施形態のエリア設定を含む複数種類のエリア設定を用いた排煙シミュレーションで算出された煙流動の結果とを比較した。
【００４４】
図５は、模型実験との比較に用いられた４種類のエリア設定を示す図表である。
図３に示したように、本実施形態のエリア設定では、コンコース３１を３分割、昇降路３２を４分割し、また、旅客上家３４を１つのエリアとすることで、合計８エリアが設定されている。これに対して、比較例１では、コンコース３１を単一のエリアに設定し、これ以外を実施形態の設定と同一とした。また、比較例２では、コンコース３１を単一エリアに設定し、また、旅客上家３４を外部の扱いとして、昇降路３２のエリア設定を実施形態と同一にした。また、比較例３では、旅客上家３４を外部として扱った点を除いて実施形態と同一のエリア設定とした。
【００４５】
図６は、模型実験及び４種類のエリア設定による数値シミュレーションで得られた煙層の高さを示す図表である。
【００４６】
本模型実験では、熱伝導率を実物の１／１０の縮尺に合わせて、コンクリート床及び壁面の熱伝導率に対して床及び壁面を厚さ６．５ｍｍの合板及び一部１０ｍｍのアクリル合板（図２（ａ）の斜線ハッチ部分）で形成した。また、コンコースの開口から５５００ｍｍ奥、側壁から１０００ｍｍ離れた位置に火源Ｆを設定し、１０００ｋＷで１２分間の燃焼の１／１０に合わせて、３．１６ｋＷで６分２０秒間燃焼させた時点での各エリアにおける床面から煙層下端までの高さを計測した。なお、外気は無風状態とされた。
ここで、煙層の高さ（下端位置）の算出には、模型内各所に設けられた熱電対により計測された温度に基づいて、当該温度分布からQuintiereらの方法（Quintiere, J. G. and DenBraven K., Some Theoretical Aspects of Fire Induced Flows Through Doorways in a Room-Corridor Scale Model, NBSIR, pp.78-1512, 1978）を用いた。この方法による結果は、目視による計測値と概ね一致する。
【００４７】
その結果、コンコースエリア３１１の開口端から１００．０ｍｍの位置における煙層下端までの高さは、１５１．６ｍｍと求められた。また、旅客階段エリア３２４のプラットホームエリア３３１との境界位置における床からフロア煙層下端までの高さは、１３７．８ｍｍと求められた。
【００４８】
一方、数値シミュレーションにおいて、同位置に火源を設定して各エリアにおける煙層の下端位置を算出した。その結果、実施形態の設定では、コンコースエリア３１１における煙層下端までの高さは、１／１０縮尺換算で１８０．０ｍｍと求められた。この結果と模型実験との差は、２８．４ｍｍである。また、旅客階段エリア３２４における煙層下端までの高さは、１３８．１ｍｍと求められた。この結果と模型実験との差は、０．３ｍｍである。
【００４９】
これに対し、コンコースエリア３１１において、比較例１、２を用いて求められた煙層下端の高さは、１／１０縮尺換算で１９０．０ｍｍであり、この結果と模型実験との差は、３８．３ｍｍである。また、旅客階段エリア３２４における煙層下端までの高さは、比較例１、２の設定により、それぞれ、１２８．１ｍｍ、１１８．１ｍｍと求められた。これらの結果と模型実験との差は、それぞれ、９．７ｍｍ、１９．７ｍｍである。
【００５０】
比較例３を用いて求められたコンコースエリア３１１における煙層下端の高さは、１／１０縮尺換算で１８０．０ｍｍである。この結果と模型実験との差は、２８．４ｍｍである。また、旅客階段エリア３２４における煙層下端の高さは、９８．１ｍｍである。この結果と模型実験との差は、３９．７ｍｍである。
【００５１】
以上のように、いずれの場合でもコンコースエリア３１１における煙層下端の高さのずれは、模型実験に対して２割程度のずれに収まっており、概ね適切な結果が得られていることが分かる。更に、本実施形態や比較例３で示されたように、コンコース３１を天井までの高さに応じて３分割してエリア設定することにより、更にこのずれを小さく抑えることが出来た。
【００５２】
また、旅客階段エリア３２４の煙層下端の高さも、模型実験に対して３割程度のずれで求められることが分かる。この中で、プラットホームエリア３３１を外部とは別個に設定することで、旅客階段エリア３２４における煙層高さがより模型実験と一致するという結果が得られた。即ち、本実施形態の設定により、コンコース３１を３つのエリアに分割し、且つ、プラットホームエリア３３１を外部とは別個に設定することで、模型実験と最も一致する結果が得られた。
【００５３】
以上のように、本実施形態の排煙予測装置１は、建築物内部の空間構造データと、当該空間構造を複数のブロックに分割する分割設定データと、を記憶する記憶部１３と、分割設定データに基づき、所定の火源Ｆで生じた煙の複数のブロック間の流動を二層ゾーンモデルにより所定の条件に基づいて算出するＣＰＵ１１と、求められた煙流動の解析結果を出力する出力部１５と、を備え、複数のブロックは、コンコース３１と、当該平面フロアとは異なる階層の外部とを連絡する所定長の昇降路３２と、が含まれる屋内エリアをそれぞれ煙量体積に応じて高さ方向に二分割して定められる。
このように、昇降路３２による自然排煙の影響をより正確に算出することが出来るので、高架下の駅コンコースのように、傾斜路である昇降路３２を介して外部に接続された建築構造物における煙流動をより正確に見積もることが出来る。従って、自然排煙を適切に考慮しつつ、排煙設備を必要な機械排煙量に応じた分だけ設けることが出来る。これにより、不要なコストの増加を抑えることが出来る。
【００５４】
また、昇降路３２は、水平方向に分割された複数のコンコースエリア３１１〜３１３の各エリアにおける水平方向長さよりも、昇降路３２の長さ方向に短く複数に分割される。これにより、上層に偏在する煙層を昇降路３２でも精度良く見積もって排煙量を適切に求めることが出来る。
【００５５】
また、昇降路３２に設定される各ブロックは、当該昇降路３２に対する天井が設けられている部分に設定される。これにより、構造上、階段３２ａが昇降路３２から昇降路上部３３に続いていても、天井が開放されて煙がプラットホーム３４ａ上方の屋根３４ｂに上がっていく部分（昇降路上部３３）については、昇降路３２と異なるブロック（エリア）に切り離して計算を行うことで、より適切に煙の流動状態を取得することが出来る。
【００５６】
また、コンコース３１は、天井の高さの異なる部分が互いに異なるブロックに属するように当該複数のブロックが設定されることで、煙が溜まったり流出しやすかったりする部分を適切に分割して煙流動を見積もることが出来る。
【００５７】
また、昇降路３２のコンコース３１との接続部分とは反対側、即ち、外部への開口部上方には、屋根３４ｂが設けられ、この屋根３４ｂで覆われたエリア（プラットホーム）の少なくとも一部は、外気との接続空間として設定される。このように、プラットホーム３４ａのように部分的に煙や熱が保持され得る部分については単純に外部とせずに屋内と外部の接続領域として数値シミュレーションに組み込むことで、より精度の高い煙流動に係る解析を行うことが出来る。
【００５８】
また、特に、駅のコンコース３１と、高架駅のプラットホーム３４ａと、これらを接続する昇降路３２及び昇降路上部３３に本発明を適用することで、高架下に効率良く安全に駅を設け、火災時に旅客を適切に誘導することが出来る。
【００５９】
また、排煙シミュレーションプログラム１３１の実行に係る各種パラメータなどの設定条件は、模型実験及び実測のうち少なくとも一方に基づいて定められるので、通常のＢＲＩ２００２による数値シミュレーションと同様に、本願発明に係る傾斜路を介して外部に接続された現実の建築物に対して正確に煙流動を見積もることが出来る。
【００６０】
また、上述の排煙シミュレーションプログラム１３１を各種コンピュータにインストールして実行することで、特殊な環境を必要とせずに容易に煙流動の解析を行うことが出来る。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、昇降路３２としては、階段やエスカレータを例に挙げて説明したが、スロープなど、傾斜を伴って他の階層の外部と接続されるものであれば良い。また、この昇降路３２は、直線である必要は無く、途中で傾斜や方向が変化するものであっても良い。
【００６２】
また、上記実施の形態では、旅客上家３４の側方が開放されているものとして説明したが、隣接して建築物がある場合や風防がある場合などには、適宜空気の流れを制限してモデル設定を行うことが出来る。一方で、旅客上家３４の屋根が小さい場合などには、プラットホームエリア３３１を設定せずに外部として数値シミュレーションを行っても良い。
【００６３】
また、上記実施の形態では、階段３２ａとプラットホーム３４ａとの間に天井があるか否かにより昇降路３２と昇降路上部３３とを分割したが、例えば、天井が設けられている一方で側壁がなく、プラットホーム３４ａと昇降路３２が連通する場合など、種々の条件に応じて分割位置を設定することが出来る。
【００６４】
また、上記実施の形態では、高架下の駅コンコースの排煙について説明したが、この高架駅には、鉄道、モノレール、バス類似の構造を持つ建築構造物、例えば、スタジアム、屋外ホールや展示場などでコンコースやロビーから傾斜路などを介して開放空間、特に屋根付のもの、に接続される建築物に対して本発明を適用することが出来る。
【００６５】
また、出力部１５は、ディスプレイに限られず、プリンタなどの印刷を行うものであっても良い。また、結果表示画像データを生成して、当該データを外部に出力する構成であっても良い。
【００６６】
また、コンコース３１や昇降路３２のエリア分割数は、適宜設定可能であり、上記実施の形態に示したものに限られない。また、コンコース３１は、天井の高さだけで分割位置を定めなくても良い。また、昇降路３２も天井の高さなどに応じて適宜異なる幅で分割されても良い。また、ホームの数、各ホームと接続される昇降路３２の数やコンコースの形状などは、解析対象の駅構造に応じて適宜設定可能である。
【００６７】
また、上記実施の形態では、通常のＰＣに排煙シミュレーションプログラム１３１を記憶させて実行させることとしたが、排煙シミュレーションプログラム１３１が実行可能な演算、記憶能力を有するコンピュータであれば、コンピュータの種別は限られない。
【００６８】
また、上記実施の形態の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読取可能な媒体として排煙予測装置１として用いられるコンピュータに接続された記憶部１３の各種不揮発性メモリやＨＤＤを使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読取可能な媒体として、例えば、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。同様に、ＵＳＢ接続などが可能な可搬型の不揮発性メモリも利用可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も本発明に適用される。
その他、上記実施の形態で示した設定、手順や数値などの具体的な内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１     排煙予測装置
１１   ＣＰＵ
１２   ＲＡＭ
１３   記憶部
１３１ 排煙シミュレーションプログラム
１４   入力操作部
１５   出力部
１６   通信部
３１   コンコース
３２   昇降路
３２ａ 階段
３３   昇降路上部
３４   旅客上家
３４ａ プラットホーム
３４ｂ 屋根
３１１〜３１３       コンコースエリア
３２１〜３２４       旅客階段エリア
３３１ プラットホームエリア
Ｆ     火源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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