(57)【要約】【課題】  非常用電源の電力により避難用の機器を効率的に運転する。【解決手段】  排煙機に使用する電力を一時的に少なくして、余った電力をエレベータなど避難用の機器の電力に使用する。人がいない区画など排煙の必要が少ない区画の排煙を停止する。エレベータや非常階段など避難経路を加圧して煙が入り込まないようにする。加圧された領域と建物の内部区画との間に圧力差によって開く弁を設け、その弁を介して内部区画に流れ込む空気流によって内部区画の排煙、煙掃気を行う。【選択図】図１
2005330094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常用電源から排煙機に電力を供給する排煙機電源系統と、
前記非常用電源からエレベータに電力を供給するエレベータ電源系統と、
前記排煙機電源系統と前記エレベータ電源系統とが供給する電力の和である使用電力と、前記非常用電源により前記排煙機電源系統と前記エレベータ電源系統とに供給可能な電力の和である電力容量とを表示画面に表示させる表示部
とを具備する
排煙制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された排煙制御装置であって、
更に、前記使用電力が前記電力容量を越えない範囲で、オペレータからの入力に従って、前記排煙機電源系統と前記エレベータ電源系統とに電力を分配する電力分配部
を具備する
排煙制御装置。
【請求項３】
非常用電源から排煙機に電力を供給する排煙機電源系統と、
前記非常用電源からエレベータに電力を供給するエレベータ電源系統と、
前記排煙器電源系統が供給する電力と前記エレベータ電源系統が供給する電力の和が前記非常用電源により供給可能な電力を超えないように前記排煙機電源系統と前記エレベータ電源系統とを制御する電力分配部
とを具備する
排煙制御装置。
【請求項４】
請求項２、３のうちのいずれか１項に記載された排煙制御装置であって、
更に、前記エレベータの使用計画が入力される入力部
を具備し、
前記電力分配部は、前記使用計画において前記エレベータが使用される予定の時間に前記排煙機電源系統に供給される電力を減少させる
排煙制御装置。
【請求項５】
請求項２、３のうちのいずれか１項に記載された排煙制御装置であって、
更に、煙の現在の状況を検知する煙センサと、
煙の将来の状況を予測する予測部と、
前記煙センサが検知する前記煙の現在の状況と前記予測部が予測する前記煙の将来の状況を用いて、排煙機の運転計画を示す排煙計画情報を生成する排煙計画情報生成部
とを具備し、
前記電力分配部は、前記排煙計画情報に示される前記運転計画において前記非常用電源の供給する電力に余裕のある時間帯にエレベータに電源を供給する
排煙制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載された排煙制御装置であって、
更に、開度情報を収集する開度情報収集部と、
収集された前記開度情報に従って、建物の複数の区画の各々に開口し前記排煙機に接続される排煙口の開度を制御する開度制御部
とを具備する
排煙制御装置。
【請求項７】
非常用電源から排煙機に電力を供給する排煙機電源系統と、
開度情報を収集する開度情報収集部と、
収集された前記開度情報に従って、建物の複数の区画の各々に開口し前記排煙機に接続される排煙口の開度を制御する開度制御部
とを具備する
排煙制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載された排煙制御装置であって、
前記開度情報は、前記区画を撮影したカメラの映像、煙センサにより検知された前記区画の煙の濃度、コンピュータにより予測された煙の流れの予測値、温度センサにより検知された前記区画の温度のうちの少なくとも１つを用いて生成される
排煙制御装置。
【請求項９】
請求項６又は７に記載された排煙制御装置であって、
更に、前記区画の煙の濃度を検知する煙センサからの情報、前記区画の煙の流れの予測値を算出するコンピュータからの予測情報、前記区画の温度を検知する温度センサからの情報、前記区画の内部を撮影するカメラからの画像情報のうちの少なくとも１つを表示する排煙区画情報表示部
を具備し、
前記開度情報は、前記排煙区画情報表示部に近接する入力部により入力される
排煙制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９のうちのいずれか１項に記載された排煙制御装置であって、
更に、非常階段又はエレベータの昇降路を含む避難経路に加圧する加圧装置
を具備する
排煙制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された排煙制御装置であって、
更に、前記避難経路が加圧されたときに前記避難経路と前記避難経路の外部とを連通させる弁
を具備する
排煙制御装置。
【請求項１２】
非常階段又はエレベータの昇降路を含む避難経路に加圧する加圧装置と、
前記避難経路が加圧されたときに前記避難経路と前記避難経路の外部とを連通させる弁
とを具備する
排煙制御装置。
【請求項１３】
通常電源を非常用電源に切り替えるステップと、
前記非常用電源から排煙機に電力を供給するステップと、
前記非常用電源からエレベータに電力を供給するステップと、
オペレータが前記エレベータの使用計画を立案し入力装置に入力するステップと、
前記入力装置に入力された前記使用計画を用いて、前記エレベータと前記排煙機とにより消費される電力が前記非常用電源の容量を越えないような前記排煙機の最大消費電力を演算装置が算出し表示装置に表示するステップ
とを具備する
排煙制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排煙機を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火災に例示される災害が発生したとき、空気中に発生する有害物質を排除するために、排煙機が使用される。
避難階段室に附帯する附室又はエレベータホールに火災時に加圧給気ファンから給気ダクトを介して給気し、前記附室又はエレベータホールの排煙を行う加圧排煙システムにおいて、前記附室又はエレベータホールとこれに隣接する室空間との間の附室扉に、同附室扉の開・閉を検知するセンサーを設置すると共に、同センサーからの前記附室扉の開・閉信号に基づいて前記加圧給気ファンの回転駆動インバータの周波数を制御するコントローラを備えたことを特徴とする加圧排煙用システムの給気量コントロール装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０８３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
火災が発生した時など非常時には、電源は非常用電源に切り替えられる。非常用電源が供給する電力は通常時に供給される電力よりも少ない。少ない電力で、排煙機の運転など火災に対する対策が有効に行われる技術が求められている。特に高層建造物又は大深度地下建造物から避難する際には、少ない電力の中からエレベータに電力を供給して避難に使用することが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、少ない電力で効率的な排煙を行う排煙制御装置及び排煙制御方法を提供することである。
本発明の他の目的は、エレベータを駆動する電力を確保する排煙制御装置及び排煙制御方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、高層建造物又は大深度地下建造物において避難路をより確実に確保する排煙制御装置及び排煙制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
本発明による排煙制御装置は、非常用電源（１５）から排煙機（１０）に電力を供給する排煙機電源系統（１２）と、非常用電源（１５）からエレベータに電力を供給するエレベータ電源系統（１４）と、排煙機電源系統（１２）とエレベータ電源系統（１４）とが供給する電力の和である使用電力と、非常用電源（１５）により排煙機電源系統（１２）とエレベータ電源系統（１４）とに供給可能な電力の和である電力容量とを表示画面に表示させる表示部（３８）とを備えている。
【０００８】
本発明による排煙制御装置は、使用電力が電力容量を越えない範囲で、オペレータからの入力に従って、排煙機電源系統（１２）とエレベータ電源系統（１４）とに電力を分配する電力分配部（１６）を備えている。
【０００９】
本発明による排煙制御装置は、非常用電源（１５）から排煙機に電力を供給する排煙機電源系統（１２）と、非常用電源（１５）からエレベータに電力を供給するエレベータ電源系統（１４）と、排煙器電源系統（１２）が供給する電力とエレベータ電源系統（１４）が供給する電力の和が非常用電源（１５）により供給可能な電力を超えないように排煙機電源系統（１２）とエレベータ電源系統（１４）とを制御する電力分配部（１６）とを備えている。
【００１０】
本発明による排煙制御装置は、エレベータの使用計画が入力される入力部（３６）を備えている。電力分配部（１６）は、使用計画においてエレベータが使用される予定の時間に排煙機電源系統（１２）に供給される電力を減少させる。
【００１１】
本発明による排煙制御装置は、煙の現在の状況を検知する煙センサ（２４）と、煙の将来の状況を予測する予測部（３２、３３）と、煙センサ（２４）が検知する煙の現在の状況と予測部が予測する煙の将来の状況を用いて、排煙機（１０）の運転計画を示す排煙計画情報を生成する排煙計画情報生成部（３２、３３）とを備えている。電力分配部（１６）は、排煙計画情報に示される運転計画において非常用電源（１５）の供給する電力に余裕のある時間帯にエレベータに電源を供給する。
【００１２】
本発明による排煙制御装置は、開度情報を収集する開度情報収集部（４０）と、収集された開度情報（４０）に従って、建物（２）の複数の区画（４）の各々に開口し排煙機に接続される排煙口の開度を制御する開度制御部とを備えている。
【００１３】
本発明による排煙制御装置は、非常用電源（１５）から排煙機（１０）に電力を供給する排煙機電源系統（１２）と、開度情報を収集する開度情報収集部と、収集された開度情報に従って、建物の複数（２）の区画（４）の各々に開口し排煙機（１０）に接続される排煙口の開度を制御する開度制御部とを備えている。
【００１４】
本発明による排煙制御装置において、開度情報は、区画を撮影したカメラ（２０）の映像、煙センサ（２４）により検知された区画の煙の濃度、コンピュータにより予測された煙の流れの予測値、温度センサ（２２）により検知された区画の温度のうちの少なくとも１つを用いて生成される。
【００１５】
本発明による排煙制御装置は、区画（４）の煙の濃度を検知する煙センサ（２４）からの情報、区画（４）の煙の流れの予測値を算出するコンピュータ（１８）からの予測情報、区画の温度を検知する温度センサ（２２）からの情報、区画（４）の内部を撮影するカメラ（２０）からの画像情報のうちの少なくとも１つを表示する排煙区画情報表示部（３８）を備えている。開度情報は、排煙区画情報表示部（３８）に近接する入力部（３６）により入力される。
【００１６】
本発明による排煙制御装置は、非常階段又はエレベータの昇降路を含む避難経路（５８）に加圧する加圧装置（５０）を備えている。
【００１７】
本発明による排煙制御装置は、避難経路（５８）が加圧されたときに避難経路と避難経路の外部とを連通させる弁（５４）を備えている。
【００１８】
本発明による排煙制御装置は、非常階段又はエレベータの昇降路を含む避難経路（５８）に加圧する加圧装置（５０）と、避難経路（５８）が加圧されたときに避難経路（５８）と避難経路の外部（４）とを連通させる弁（５４）とを備えている。
【００１９】
本発明による排煙制御方法は、通常電源を非常用電源（１５）に切り替えるステップと、非常用電源（１５）から排煙機（１２）に電力を供給するステップと、非常用電源（１０）からエレベータ（１４）に電力を供給するステップと、オペレータがエレベータの使用計画を立案し入力装置（３６）に入力するステップと、入力装置（３６）に入力された使用計画を用いて、エレベータと排煙機とにより消費される電力が非常用電源の容量を越えないような排煙機の最大消費電力を演算装置（３２）が算出し表示装置（３８）に表示するステップとを備えている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、少ない電力で効率的な排煙を行う排煙制御装置及び排煙制御方法が提供される。
更に本発明によれば、エレベータを駆動する電力を確保する排煙制御装置及び排煙制御方法が提供される。
更に本発明によれば、高層建造物又は大深度地下建造物において避難路をより確実に確保する排煙制御装置及び排煙制御方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明による排煙制御装置について詳細に説明する。
【００２２】
図１を参照すると、排煙制御装置１が適用される建造物２が示されている。建造物２は、例えば高層ビルディング、又は大深度の地下建造物である。建造物２は、複数の区画４に区画されている。建造物２は、異なる階の間を移動するために、エレベータの昇降路６と、昇降路６の内部を上下移動するかご８を備えている。
【００２３】
区画４の各々には排煙機１０が設置されている。あるいは、区画の各々に設置されているのは排煙用のダクトであり、複数の区画のダクトが一つの排煙機に接続されている構成であってもよい。その場合、各々の区画に開口するダクトには開度制御部（図示されない）が設けられている。開度制御部はコンピュータ１８に接続されており、開度はコンピュータ１８の通信部４０から送信される信号により制御される。開度制御部は更に、各々の開口の開度を示す開度情報をコンピュータ１８の通信部４０に送信する。
【００２４】
排煙機１０は排煙機電源系統１２から電力を供給されて動く。エレベータは、エレベータ電源系統１４から電力を供給されて動く。建造物２には非常用電源１５が設置されている。非常用電源１５の電力は、電力分配部１６により排煙機電源系統１２、エレベータ電源系統、及びその他の図示されない電源系統に分配される。電力分配部１６は、コンピュータ１８に接続されている。
【００２５】
区画４の各々には、監視カメラ２０と、温度センサ２２と、煙センサ２４とが設置されている。監視カメラ２０は、区画４の内部を撮影した画像を監視モニタ（図示せず）及びコンピュータ１８に送信する。温度センサ２２は、区画４の内部の温度を検知してコンピュータ１８に送信する。煙センサ２４は、区画４の内部の煙の濃度を検知してコンピュータ１８に送信する。
【００２６】
図２を参照すると、コンピュータ１８の構成がしめされている。コンピュータ１８は、ＣＰＵ３２、記憶部３３、入力部３６、出力部３８、及び通信部４０を備えている。記憶部３３は間欠排煙プログラム３４、分散排煙プログラム３５、及びエレベータ運行計画プログラム３７を格納している。以下、ＣＰＵが記憶部３３からプログラムを読み出し、そのプログラムに記述された手順に従って行う動作は、プログラム自身が行う動作として記述される。通信部４０は、監視カメラ２０、温度センサ２２、煙センサ２４から送信される信号を受信する。通信部４０はさらに、電力分配部１６に信号を送信することにより、排煙機電源系統１２とエレベータ電源系統１４とを含む各電源系統に分配される電力を制御する。
【００２７】
以上の構成を備えた排煙制御装置は、以下のように動作する。建造物２に火災などの非常事態が発生したとき、電源が通常時の電源から非常用電源１５に切り替えられる。
【００２８】
オペレータは、各々の区画について、監視カメラ２０により撮影された映像、温度センサ２２により検知された温度、煙センサ２４により検知された煙濃度を出力部３８が備えるディスプレイ、プリンタ、ＬＥＤなどからの出力によりモニターする。
【００２９】
オペレータは、建造物２の内部の人が効率的にかつ安全に避難するために適切なエレベータの運転計画を立案する。オペレータがその計画をコンピュータ１８の入力部３６から入力すると、間欠排煙プログラム３４は、エレベータの運転計画に従ってエレベータに電力を供給できるように、排煙機１０に使用される電力を抑制する計画を立てる。または、エレベータの運転計画はエレベータ運行計画プログラム３７により生成される。間欠排煙プログラム３４は、そのエレベータの運転計画に従ってエレベータに電力を供給できるように、排煙機１０に使用される電力を抑制する計画を立てる。
【００３０】
間欠排煙プログラム３４は、排煙機１０に使用される電力の計画をコンピュータ１８の出力部３８から出力してオペレータの指示を待つか、又は排煙機１０に使用される電力の計画を自動的に実行して排煙機１０を運転する。排煙機１０に使用される電力が低下されると、エレベータの昇降路６の内部をかご８が昇降し、人の避難に使用される。
【００３１】
他の場合として、排煙機の運転計画が先に立てられ、後からエレベータの運行計画が立てられる場合がある。その場合、監視カメラ２０により撮影された映像、温度センサ２２により検知された温度、煙センサ２４により検知された煙濃度を用いて、オペレータまたはコンピュータ１８が所定のプログラムに従って排煙機の運転計画を立案する。その運転計画において、非常用電源１５の電力に余裕がある時間にエレベータが運転されるように、オペレータ又はエレベータ運行計画プログラム３７によってエレベータの運転計画が立案される。
【００３２】
図３Ａと図３Ｂは、コンピュータ１８の出力部３８から出力される表示画面の例である。図３Ｂを参照して、間欠排煙プログラム３４の動作の一例が示されている。図３Ｂの左図においては、エレベータの使用電力が周期的に変化している。排煙機１０の使用電力はエレベータの使用電力と半周期ずらされて周期的に変化している。そのため、図３Ｂの右図に示されるように、使用電力はどの時点を取っても非常用電源１５の電源容量よりも小さく抑えられている。
【００３３】
仮に図３Ａの左図に示されるように排煙機１０の使用電力が一定であったとすると、図３Ａの右図に示されるように、エレベータが使用されるときエレベータの使用電力と排煙機１０の使用電力の和が大きくなり、場合によっては非常用電源１５の電源容量をオーバーする（図３ＡのＶで示される箇所）。間欠排煙プログラム３４によって排煙機１０に供給される電力が抑制されることにより、こうした電力オーバーが避けられ、使用電力を電源容量に収めてエレベータを計画的に運転することができる。
【００３４】
ある排煙機１０を止めると、その排煙機１０により排煙されていた区画４の煙濃度が増加するが、排煙を止めることにより新しい空気が区画４に流入することが抑制され、火災燃焼が抑制され、新たに煙が発生することが抑制される。そのため、排煙機１０の回転数を一時的に低下させ又は停止しても、急速にその排煙機１０に対応する区画の煙濃度が上昇することは自然に抑制される。そのため、エレベータに電力を供給するために排煙機１０に供給する電力を一時的に低下する方法は、非常時の対策として実用的なものである。
【００３５】
次に、分散排煙プログラム３５の動作について説明する。図４Ａを参照して、分散排煙プログラム３５は、全ての区画４に対して排煙が必要であると判断すると、全ての区画４から排煙を行う。各々の区画４には、排煙機１０に接続されている排煙ダクトの開口が設けられており、各々の開口には、開度を調節するための開度制御部（図示されない）が設けられている。開度制御部は、コンピュータ１８からの信号により開口の開度を制御する。コンピュータ１８は、各々の開口の開度を示す開度情報を収集する開度情報収集部を備えている。
【００３６】
排煙の目的は避難活動の円滑化、避難者の煙被害からの保護、初期消火対応の支援であるが、例えば、監視カメラ２０により人がいないことが分かった区画４に対しては、排煙をする必要は少ない。火炎が小さく初期消火が可能な区画４においては、消火活動が効率的に行われるように、排煙が行われていることが好ましい。監視カメラ２０が撮影した火炎が大きい、又は温度センサ２２の示す温度が所定値より高い、または煙センサ２４の示す煙濃度が所定値より濃い等の場合、初期消火は困難であると判断され、その区画４から人が脱出した方がよい。その区画から在館者が避難完了した場合、排煙する必要が少ない。図４Ｂを参照して、区画４ａからは排煙が行われ、区画４ｂからは排煙ダクトの排煙口が閉じられることにより排煙が停止されている。
【００３７】
分散排煙プログラム３５は、各々の区画４に対して、監視カメラ２０の画像、温度センサ２２の検知した温度、煙センサの検知した煙濃度を出力部３８より出力する。分散排煙プログラム３５はさらに、排煙する区画４ａと排煙を停止する区画４ｂとを所定の基準（監視カメラ２０の画像の解析、温度センサ２２の検知した温度が所定値以上、煙センサの検知した煙濃度が所定値以上または所定値以下など）により自動判定する。排煙する区画４ａと排煙を停止する区画４ｂとの判定は、オペレータが行って入力部３６より入力するのでもよい。区画４ｂに対しては排煙が停止されるため、非常用電源１５の容量が節約され、エレベータなどの電源にまわすことが可能となる。
【００３８】
コンピュータ１８の記憶部３３には更に、建造物２の煙の流れを解析するシミュレーションプログラムが格納されていることが好ましい。その場合、どの区画４に煙が溜まりやすいか、どの区画４から煙が出て行きやすいかが算出されれば、その結果を参照したオペレーターの判断により、又は自動的に、例えば数分後に煙が溜まりやすい区画４に対して排煙を行い、煙が無くなりやすい区画４に対して排煙を停止するという対策が可能となる。こうした判断をより正確にするために、記憶部３３には、事前に行ったシミュレーションによる解析の結果、過去の事故などの事例を記憶するデータベースも格納していることが好ましい。
【００３９】
図５を参照すると、本実施の形態の変形例の構成が示されている。建造物２は、エレベータまたは非常階段に例示される鉛直方向避難経路５８を備えている。鉛直方向避難経路５８には、送風機５０が取り付けられている。鉛直方向避難経路５８と区画４の間には防火扉などの扉５２がある。区画４には排煙ダクト６０が接続されている。図６を参照して、扉５２は弁５４を備えている。弁５４は、鉛直方向避難経路５８が区画４よりも高圧力となったとき、圧力差により区画４の側に開く。弁５４は、鉛直方向避難経路５８にできるだけ煙が入らないようにするため、鉛直方向避難経路５８の側には開かない。
【００４０】
火災などの非常時に人が建造物２から脱出するためには、非常階段、エレベータなどの避難経路から煙が排除されていることが重要である。そのため、非常時には、送風機５０により鉛直方向避難経路５８に空気が送り込まれ加圧される。加圧されることにより、鉛直方向避難経路５８と区画４との間に圧力差が発生し、弁５４が開く。鉛直方向避難経路５８の加圧された空気は弁５４を介して区画４の内部を流れる気流を発生する。この気流により、区画４の内部の煙は排煙ダクト６０に排煙（煙掃気）される。
【００４１】
こうした圧力差を利用した煙掃気により、各々の区画４から排煙を行う排煙機４が必要ないか、少ない電力消費で済む。そのため、非常用電源１５からの電力をエレベータの運転などにまわす電力の余裕が得られる。
【００４２】
こうした圧力差を利用した煙掃気が、図３Ｂを参照して説明された間欠排煙、図４Ｂを参照して説明された分散排煙と共に用いられると、排煙機４に使用される電力が更に節電されてエレベータ等を運転する電源にまわすことができ、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、排煙制御装置の構成を示す。
【図２】図２は、コンピュータの構成を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、間欠排煙プログラムが使用されない場合の電力使用量を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、間欠排煙プログラムが使用された場合の電力使用量を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、分散排煙プログラムを使用した場合の排煙の様子を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、分散排煙プログラムを使用した場合の排煙の様子を示す。
【図５】図５は、鉛直方向避難経路に加圧した場合に発生する気流を示す。
【図６】図６は、扉に取り付けられた弁５４を示す。
【符号の説明】
【００４４】
２…建造物
４…区画
６…昇降路
８…かご
１０…排煙機
１２…排煙機電源系統
１４…エレベータ電源系統
１５…非常用電源
１６…電力分配部
１８…コンピュータ
２０…監視カメラ
２２…温度センサ
２４…煙センサ
３２…ＣＰＵ
３３…記憶部
３４…間欠排煙プログラム
３５…分散排煙プログラム
３６…入力部
３８…出力部
４０…通信部
５０…送風機
５２…扉
５４…弁
５６…気流
５８…鉛直方向避難経路
【図１】
2005330094.tif 000003
【図２】
2005330094.tif 000004
【図３Ａ】
2005330094.tif 000005
【図３Ｂ】
2005330094.tif 000006
【図４Ａ】
2005330094.tif 000007
【図４Ｂ】
2005330094.tif 000008
【図５】
2005330094.tif 000009
【図６】
2005330094.tif 000010