(57)【要約】【課題】  置換空調方式の利点を残しながら、上記欠点である足元の冷えを低減することを主たる目的とすると共に、温冷感に対する個人的な嗜好に対応したり、ぺリメーターゾーンや室内の設備機器などの熱負荷が集中する部分に対応したり、机等の配置換えにも容易に対応可能なフレキシブルな置換空調システムを提供することを目的とする。【解決手段】  そこで本発明では、多数の貫通孔を形成した床パネルを縦横に配置して二重床を形成し、その上にタイルカーペットを載置して、二重床の内部空間からタイルカーペットを通して微風速の空調空気を室内に供給する置換空調システムにおいて、インテリアゾーンＩ内の所望の範囲の部分における空調空気の供給風速を、他の範囲の部分の供給風速よりも更に遅く設定する置換空調システムを提案する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の貫通孔を形成した床パネルを縦横に配置して二重床を形成し、その上にタイルカーペットを載置して、二重床の内部空間からタイルカーペットを通して微風速の空調空気を室内に供給する置換空調システムにおいて、インテリアゾーン内の所望の範囲の部分における空調空気の供給風速を、他の範囲の部分の供給風速よりも更に遅く設定することを特徴とする置換空調システム
【請求項２】
所望の範囲の部分における空調空気の供給風速を０に設定することを特徴とする請求項１に記載の置換空調システム
【請求項３】
ペリメータゾーンにおける空調空気の供給風速を、インテリアゾーンにおける供給風速よりも速く設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の置換空調システム
【請求項４】
所望の範囲の部分における供給風速の設定は、タイルカーペットの透気性を異ならせて行うことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の置換空調システム
【請求項５】
タイルカーペットには、透気性に対応する標識を設けたことを特徴とする請求項４に記載の置換空調システム
【請求項６】
所望の範囲の部分における供給風速の設定は、床パネルの透気性を異ならせて行うことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の置換空調システム
【請求項７】
所望の範囲の部分における供給風速の設定は、床パネルとタイルカーペット間にシートを介在させて行うことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の置換空調システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、置換空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
床から吹き出す置換空調システムは、多数の貫通孔を形成した床パネルを縦横に配置して二重床を形成し、その上に透気性タイルカーペットを載置して、二重床の内部空間から透気性タイルカーペットを通して微風速、例えば１cm/秒程度の超微風速で略均一な空調空気を室内に供給、即ち、吹き出すことにより、下からの空調空気で室内の空気を押し上げ、そして多孔を有する天井板等を通して排気して換気を行う空調システムである。尚、置換空調システムとして一般的に実施されているのは、壁の下方から吹き出す方式である。
【０００３】
このような置換空調の長所は、室内の平面的な温度分布が均一化し、かつ人のいる高さの範囲を適温にすればよいことから、天井吹出し方式の空調よりも少ないエネルギーで空調可能とされ、階高が高い建物空間について特に効果的とされている。また、室内で発生する汚染物質を速やかに排気することができるという特徴的な効果も有している。
【０００４】
このような置換空調に関する従来文献を挙げると、例えば特許文献１には、室内の下からの空調空気で、室内の空気をほぼ均一に押し上げるようにして上から排気して、換気することを特徴とする置換空調の理想的な概念が示されている。即ち、特許文献１には、二重床の内部空間から、多数の貫通孔を有する床パネルを通して、全床面吹出し平均速度及びユニット吹出し面速度とも１cm/秒程度の超微風速で室内にほぼ均一に空調空気を吹き出し、多孔板からなる天井板を通して排気する空調システムが示されている。尚、上記全床面吹出し平均速度とは、床全面から均一に吹き出したと仮定した場合の空調空気の速度を示すものであり、空調空間（居室）の床当たりの単位時間当たりの吹出し風量/空調空間の床面積で求められる。またユニット吹出し面速度とは、床パネル全面、叉はタイルカーペット全面から均一に吹き出したと仮定した場合の速度を示すものであり、床パネル、叉はタイルカーペット当たりの単位時間当たりの吹出し風量/床パネル、叉はタイルカーペットの面積で求められる。
【０００５】
一方、このような置換空調に対して、一般的に行われている床吹出し空調方式である、「混合撹拌床吹出し空調」は、二重床に吹出し口（例えば３〜５m2に1個：開口面積/床面積は0.3〜0.5%）を設け、ここから約２m/秒の速い速度で室内に空調空気を吹出し、吹出し口周辺の室内の空気を誘引して、天井の排気口から排気するので、同じく二重床から空調空気を吹き出す方式でも、置換空調方式とは全く考え方が異なっている。
【０００６】
置換空調に関する他の従来文献を説明すると、次に、特許文献２は、所定以上の面積割合の孔を有する床パネルの上に、所定の範囲の通気抵抗を有し、且つ所定の構造の通気性タイルカーペットを載置し、床全面から5〜10mm/秒のユニット吹出し面速度で、室内にほぼ均一に空調空気を吹き出し、天井に配置した排気口から排気して換気し、かつ室内における人間の足元の高さの空気温度を設定値に保つように制御する空調システムが示されている。
【０００７】
この特許文献２は、通気性タイルカーペットを使用していること、通常の天井に設置されている排気口を使用していること、人間の足元の高さの空気温度を設定値に保つように制御することにおいて、特許文献１とは異なっているが、これらの文献に記載された２つの発明の共通点は、下からの空調空気で室内の空気を均一に押し上げるようにして、換気しようとしていることにあり、即ち、ユニット吹出し面速度と全床面吹出し平均速度とを略同一とすることを理想としている。
【０００８】
次に特許文献３は、置換空調において、インテリアゾーンとぺリメータゾーンに分割し、ぺリメータゾーンを個別に空調可能とし、居室全体が均一な体感温度になるようにした点を示している。この特許文献３においても、インテリアゾーンの空調に関しては、下からの空調空気で室内の空気をほぼ均一に押し上げるようにして、換気する点においては、上記特許文献１，２と異なることがない。
【０００９】
更に特許文献４では、置換空調において、暖房モードでは、居住域下部の温度のみを制御するように、吹出し空気温度や吹出し風量を制御するのに対し、冷房モードでは、居住域下部と居住域上部の両方の温度を制御するように、吹出し空気温度や吹出し風量を制御することが示されている。
【特許文献１】特開平４−１６１７４９号公報
【特許文献２】特開平８−４２９１２号公報
【特許文献３】特開平８−１４６４２号公報
【特許文献４】特開平８−１２１８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
置換空調方式の短所は、冷房時において、冷風が足元から吹き出すことになるので、上下温度差を生じ易く、人間が心地よいと感じる頭寒足熱の空調の基本原則に反していることにある。特に机の下は、天井、照明等発熱体からの輻射がなく、また机の天板によって空気が上昇しづらいことから冷気が溜まりやすく、足元が冷えやすいという問題があった。
【００１１】
例えば特許文献４には、冷房モードでは、足元のみの制御では、人間が不快と感じることがあり、居室の上下間に大きな温度差が生じないように、吹出し温度を高めに設定し、吹出し風量を多くする必要があることを示している。
【００１２】
また特許文献２に係る発明のように、全面的に多孔パネルを配置し、この上に通気性タイルカーペットを載置する構成では、通気性タイルカーペットをどの様な方法で貼り付けても、通気性カーペット間の隙間から空調空気が吹出すので、通気性タイルカーペットの突き付け部は、通気性タイルカーペットの他の部分よりも、例えば１℃程度下がり、さらに椅子の下や机の下等で、且つ冷気が溜まり易く、しかも天井からの輻射熱が少ない部分では、さらに１〜２℃低下する。
【００１３】
この点に関し、米国暖房・冷凍空調学会（ASHRAE）では、床吹出し空調において、床からの高さの範囲が0.1ｍ〜1.7ｍの範囲を居住域とし、３℃以内の温度差にすることを推奨しており、また足元の高さの温度は、男性では21℃以上、女性では22℃以上が不快を感じない温度条件であることが知られている。
【００１４】
例えば、床吹出し空調において、換気回数を5〜7回程度で、空調機の吹出し口の温度を19℃として運転した場合、机の下の足元の高さの温度を基準とした居住域の温度差は、上記３℃以内という推奨値を大きく超えて、5℃程度に達する可能性もある。このような場所で執務する人が、足元が冷えるという不快感を感じるのは当然の帰結となる。
【００１５】
従来の置換空調方式において、このような不快感を取り去るためには、例えば、空調機の吹出し温度を21℃程度まで上げると共に、風量を多くして換気回数を大幅に上げる対策を講じる必要が生じ、このような対策では、置換空調方式の大きな特徴である省エネルギー効果を低減してしまうという欠点がある。また現在の一般の事務所では、冬期もインテリアゾーンでは冷房運転するような熱負荷の高い状況にあるので、風量を多くすることは年間を通して不経済である。
【００１６】
さらに、風量を多くして換気回数を上げるということは、二重床内の圧力が上昇するということであるから、風圧により通気性タイルカーペットを床パネルから浮かせようとする力が大きくなるので、これを防ぐために、より固定力の強い粘接着剤を使用する等の対策を取らざるを得なくなり、また接着力が低下したり不足した場合には、通気性タイルカーペットの浮きが発生するなどの問題も発生する。
【００１７】
本発明は、上述した課題に鑑みて創案されたもので、即ち、上記置換空調方式の利点を残しながら、上記欠点である足元の冷えを低減することを主たる目的とすると共に、温冷感に対する個人的な嗜好に対応したり、ぺリメーターゾーンや室内の設備機器などの熱負荷が集中する部分に対応したり、机等の配置換えにも容易に対応可能なフレキシブルな置換空調システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決するために、本発明では、請求項１において、多数の貫通孔を形成した床パネルを縦横に配置して二重床を形成し、その上にタイルカーペットを載置して、二重床の内部空間からタイルカーペットを通して微風速の空調空気を室内に供給する置換空調システムにおいて、インテリアゾーン内の所望の範囲の部分における空調空気の供給風速を、他の範囲の部分の供給風速よりも更に遅く設定することとした置換空調システムを提案するものである。
【００１９】
そして本発明では、請求項２において、所望の範囲の部分における空調空気の供給風速を０に設定することを提案するものである。
【００２０】
また本発明では、請求項３において、ペリメータゾーンにおける空調空気の供給風速を、インテリアゾーンにおける供給風速よりも速く設定することを提案するものである。
【００２１】
また本発明では、請求項４において、所望の範囲の部分における供給風速の設定は、タイルカーペットの透気性を異ならせて行うことを提案するものである。
【００２２】
また本発明では、請求項５において、タイルカーペットには、透気性に対応する標識を設けることを提案するものである。
【００２３】
また本発明では、請求項６において、所望の範囲の部分における供給風速の設定は、床パネルの透気性を異ならせて行うことを提案するものである。
【００２４】
また本発明では、請求項７において、所望の範囲の部分における供給風速の設定は、床パネルとタイルカーペット間にシートを介在させて行うことを提案するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の置換空調システムでは、インテリアゾーン内において、例えば室内の椅子に座り、机に向かって執務をする人の足元等に対応する所望の範囲は、タイルカーペットを通して室内に供給される空調空気の供給風速を、請求項１においては、インテリアゾーン内の他の範囲の部分、即ち、この場合は、インテリアゾーンの通路部分よりも更に遅く設定しており、また請求項２では供給風速を０、即ち、直接に吹き出さないように設定している。
【００２６】
このため冷房時において、執務をする人の足元等が冷えすぎるのを防止することができる。また、インテリアゾーン内の他の範囲の部分から吹き出された空調空気は、比重差により横方向に移動して上記足元等の範囲に流れ込み、次いでこの範囲で温められて軽くなった空気はゆっくりと上昇して、再び横方向からの空調空気と置換されるので、暑くなり過ぎることはない。
【００２７】
また暖房時において、上記足元等の範囲の部分は、他の範囲の部分と同様に空調空気を吹き出す場合と比較して、暖房運転開始時から所定の温度となるまでの時間が長くなるが、この点は、暖房運転開始を早くすることにより対応することができ、また比較的大きな面積を有する事務所ビルでは、通年冷房運転と称されるように、冬期でも就業時間中のインテリアゾーンは冷房運転されるので、この点からも大きな問題にはならない。
【００２８】
本発明の請求項３においては、ペリメータゾーンにおける空調空気の供給風速を、インテリアゾーンにおける供給風速よりも速く設定することにより、夏の西面や冬の南面の大きな冷房負荷に対応して、ぺリメータゾーンを快適にすると共に、ペリメータゾーンからインテリアゾーンに影響を及ぼすことが少なくなり、全ゾーンを快適にすることができる。また暖房時においては、ペリメータゾーンにおける冷輻射やコールドドラフトの影響を低減することができる。
【００２９】
尚、ペリメータゾーンについては、エアバリアを設置したり、ペリメータ空調を行う等の方式を適用することもできる。
【００３０】
本発明においては、請求項４に示すように、所望の範囲の部分における供給風速の設定はタイルカーペットの透気性を異ならせることにより、容易に行うことができる。
【００３１】
この場合には、請求項５に示すように、タイルカーペットに透気性に対応する標識を設けることにより、夫々のタイルカーペットの配置を更に容易に行うことができる。例えば、机等の配置を変えた時には、透気性の標識を視認しながらタイルカーペットを移動すれば、空調空気の供給風速を異ならせる範囲を容易に再配置することができる。
【００３２】
また本発明においては、上記所望の範囲の部分における供給風速の設定を、床パネルの透気性を異ならせて行うこともできる。
【００３３】
タイルカーペット又は床パネルの透気性を異ならせる方法では、上記所望の範囲は、基本的にはタイルカーペット又は床パネルの大きさを単位として区分けされる。
【００３４】
また上記所望の範囲の部分における供給風速の設定は、床パネルとタイルカーペット間にシートを介在させて行うこともでき、この場合には、上記所望の範囲は、タイルカーペット又は床パネルを単位とせずに適宜の個所で区分けをすることができる。
【実施例１】
【００３５】
次に、本発明に係る置換空調システムの実施例を添付図面を参照して説明する。尚、以下の説明に先立ち、説明において使用する語句の内容を簡単に説明しておく。
インテリアゾーン：窓や外壁からの熱や日射の影響を受けない室内領域
ぺリメータゾーン：窓や外壁からの熱や日射の影響を受ける室内領域（窓や外壁から数m以内の範囲）
多孔床パネル：空気がパネル内を透過できるような孔やスリットが設けられた二重床を形成することができる足付のパネル。通常の二重床を形成するためOAパネルの天板と裏面の補強板に多数の貫通孔を開けたもの等。
無孔床パネル：通常の二重床を形成するためのOAパネルの中で、全く孔のないもの。
乱貼り：床パネルの突き付け部とタイルカーペットの突き付け部が一致しないように、タイルカーペットを貼り付けること。床パネルの段差が目立ちにくいという特徴がある。通常はこの方法で張られる。
ユニット吹出し面速度：床パネル全面、叉はタイルカーペット全面から均一に吹き出したと仮定した場合の速度（床パネル、叉はタイルカーペット当たりの単位時間当たりの吹出し風量/床パネル、叉はタイルカーペットの面積）
ゾーン床パネル吹出し平均速度：ゾーン別にした床パネル叉はタイルカーペット吹出し面速度の平均値（ゾーン当たりの単位時間当たりの吹出し風量/ゾーンの面積）
全床面吹出し平均速度：床全面から均一に吹き出したと仮定した場合の速度（空調空間（居室）の床当たりの単位時間当たりの吹出し風量/空調空間の床面積）
タイルカーペット：すべてのタイルカーペット。
非通気性のタイルカーペット：通常使用されている非通気性のタイルカーペットであり、大部分が塩化ビニル樹脂で裏打ちされている。
通気性タイルカーペット：表から簡単に目視できないような通気孔や無数の連通孔を有するタイルカーペット。
孔開きタイルカーペット：パンチングなどにより、パイルも含めて打ち抜かれ、表から目視できる通気孔を有するタイルカーペット。孔の位置は置いて使用する床パネルの孔に合致するように開けられる。
透気性タイルカーペット：通気性タイルカーペットと孔開きタイルカーペットの両者
足元の高さの温度：床から10cm高さの空気温度
足元の床近傍の温度：足元の高さ（床から10cm）の温度を含む足元周辺の温度
【００３６】
図１は本発明に係る置換空調システムを概念的に示す縦断面図で、図２は床の部分を拡大し、一部を切り欠いて示す平面図である。
これらの図において、符号１は居室を示すもので、この居室１の床は、床スラブ２の上方に多数の床パネル３を縦横に配置して支持し、その上にタイルカーペット４を載置し、貼り付けて構成した二重床５として、チャンバー６を構成している。床パネル３は多数の貫通孔７を形成しており、二重床５を構成するために、図示を省略している足を設けている。またタイルカーペット４は、透気性を有する透気性タイルカーペット４を用いている。
【００３７】
図２に示すように、タイルカーペット４は、それらの突き付け部、即ち隣接縁が床パネル３の付き付け部と一致しないように、縦横方向に夫々半分ずつずらし、即ち、乱貼りにより、床パネル３上に載置し、貼り付けられている。
【００３８】
一方、天井は天井板８とスリット１３とから構成していて、上方の床スラブ２との間に天井内空間９を構成している。
【００３９】
以上の構成において、図示を省略している空調機からの空調空気は、チャンバー６に供給され、このチャンバー６から床パネル３、透気性タイルカーペット４を通して微風速、例えば１cm/秒程度の超微風速で略均一な空調空気を室内１に供給、即ち、吹き出すことにより、下からの空調空気で室内１の空気を押し上げ、そしてスリット１３を通り、天井内空間９を経て排気して換気が行われる。
【００４０】
以上の構成において、本発明の置換空調システムでは、インテリアゾーン内において、例えば室内の椅子に座り、机１０に向かって執務をする人の足元等に対応する所望の範囲は、透気性タイルカーペット４を通して室内１に供給される空調空気の供給風速を、インテリアゾーン内の他の範囲の部分、即ち、この場合は、インテリアゾーンの通路部分よりも更に遅く設定するか、又は供給風速を０、即ち、直接に吹き出さないように設定するのである。
【００４１】
この実施例では、上記所望の範囲の部分における供給風速の設定を、タイルカーペットの透気性を異ならせて行う。
【００４２】
そこで次に、本発明において使用するタイルカーペットの例を説明する。
まず図４は非透気性タイルカーペットの一例を示すもので、図中に記入した素材名に示すように、PVC、強化基布（ガラス繊維）、第１基布（不織布）及びパイル糸とから構成されるものである。
【００４３】
次に図５は透気性タイルカーペットの一つである通気性タイルカーペットの一例を示すもので、図中に記入した素材名に示すように、不織布、パウダー接着部、強化ガラス基布、多孔質体プレコート、第１基布及びパイル糸とから構成されるものである。
【００４４】
図５に示されるような通気性タイルカーペットは、表側から簡単に目視できないような通気孔や無数の連通孔を有するタイルカーペットであり、本発明において使用するものは、全面床吹出し空調方式に用いられるものよりも、より通気抵抗を小さくしたのが好ましい。その理由は、より狭い面積で必要な吹出し風量をまかなうためであり、二重床内の圧力を上げると搬送動力をより必要とするだけでなく、比較的軽い通気性タイルカーペットが浮き上がりを生じやすくなるからである。尚、通気性タイルカーペットは、上記不透気性タイルカーペットよりも、耐久性や寸法安定性、へたり等点で劣り、また、その通気抵抗は、後述する孔開きタイルカーペットと比較するとかなり大きい。
【００４５】
次に図６は透気性タイルカーペットの一つである孔開きタイルカーペットであり、これは図４に示すような塩化ビニル樹脂（PVC）で裏打ちされた通常の不透気性タイルカーペットに、床パネルの孔と合致する位置に貫通孔を開けて、空気を透すようにしたもので、空気の通り道が孔として視認できるものである。本発明においては、孔の大きさ、その配置、開口率等、様々な形の孔開きタイルカーペットが適用できる。この孔開きタイルカーペットは、孔が見えるので意匠的には劣るが、透気抵抗は小さい。
【００４６】
この実施例では、インテリアゾーン内において、上記人の足元等に対応する所望の範囲の透気性タイルカーペット４の透気性は、インテリアゾーンの通路部分よりも小さくして、供給風速を少量に設定するか、又は供給風速を０、即ち、直接に吹き出さないように設定し、この設定に従って、床パネル３上に透気性の異なったタイルカーペットを敷設して二重床を構成する。尚、この際、透気性タイルカーペットは、通常の不透気性タイルカーペットと、混在させて使用することになるから、厚みと歩行感は同一であることが好ましい。
【００４７】
次に、以上のように配置した本発明の動作を説明する。
まず、冷房モードで運転されている状態においては、例えば室内１の椅子に座り、机１０に向かって執務する人の足元に、空調空気を二重床５から直接吹き出さないか、又は吹出し風量を大きく減じているので、上述したとおり、足元が冷えすぎるのを防止することができ、また他の範囲の部分、即ちインテリアゾーンの通路部分から吹き出された空調空気が比重差で横方向に移動して足元に流れ込んだ後、足元で暖められ軽くなった空気は、ゆっくりと上昇して再び空調空気で置換されるので、暑くなり過ぎることはない。
【００４８】
例えば、足元のある範囲、即ち上記所望の範囲の吹出し風量を、インテリアゾーンの他の範囲の部分、即ち通路部分の半分とすれば、足元のある範囲の部分の温度は、床全面から均一に吹き出した場合と、足元のある範囲を吹き出さなくした場合の中間的な温度となる。
【００４９】
次に、暖房モードにおける運転では、空調空気が吹き出さないか、又は極少量しか吹き出さない机１０の下方は、時間が経てば、空調空気からの熱伝達により床パネル３が暖められ、さらに熱伝導によってタイルカーペット自体も次第に暖められる。また、冷気は、下降して二重床の表面付近で拡散して、空調空気が吹出している部分に達した時点で、それと混合され、そして大部分は天井板を経て排出され、一部は再び机の下に戻ることになる。
【００５０】
従って、床全面から空調空気を吹出する置換空調方式と比較すると、足元の床近傍の温度の上昇までに時間を要するが、暖房モードとなる冬期の朝、特に休み開けなどの場合は、始業開始のかなり前から暖房を開始する等の予熱運転を実施すれば、この不都合を解決できるので大きな問題とはならない。更に、比較的大きな面積を有する事務所ビルでは、通年冷房運転と称されるように、冬期でも就業時間中のインテリアゾーンは冷房運転されるので、この点からも大きな問題にはならない。
【００５１】
尚、上記所望の範囲、例えば机の下の空調空気の供給風速を、他の部分と比較して大きく減ずるか、微小量でも吹出した場合には、足元の二重床近傍の温度の上昇までの時間は、当然のことながら吹き出さない場合より短縮されることは云うまでもない。
【００５２】
次に、インテリアゾーンにおける冷房モードでの運転時の状態を更に詳細に説明する。
空調空気の吹出しをタイルカーペット又は床パネル毎に分けた場合に、タイルカーペットの透気性の差異（有無）により、空調空気が横移動する効果を確認するために、全面に多孔を均一に形成した床パネルを配置し、且つ、図５に示すような通気性タイルカーペットも全面としたケースＡと、１枚だけ図４に示すような不透気性タイルカーペットに替えたケースＢについて、他の条件は同一とした模擬負荷をかけた比較試験を実施した。この試験の一結果を以下に示す。
【００５３】
階高2900mm、室内負荷50ｗ/ｍ2条件下で換気回数を5回（全床面吹出し平均速度：4mm/秒）とし、空調機の吹出し口を19.0℃、通気性タイルカーペットを千鳥状に配置し（乱貼り）、部屋中央部の天井付近（h：2800mm）の空気温度が26.1〜26.5℃でほぼ定常状態となった時、ケースＡの場合には、通気性タイルカーペットの表面温度は22.3℃（同じ位置でh：100mmでは23.0℃、h：1700mmでは25.5℃）であったのに対し、ケースＢの場合の不透気性タイルカーペットの中央部の表面温度は24.2℃（同じ位置でh：100mmでは23.6℃、h：1700mmでは25.8℃）と1.9℃高くなっていた。そして、通気性タイルカーペットとの境界に近づくに連れて、次第に温度は低下し、境界から約5cm程度はなれた位置での不透気性タイルカーペットの表面温度は22.8℃と、通気性タイルカーペットの表面温度より0.5度高くなっていた。この時の部屋中央部付近の複数の通気性タイルカーペットの表面温度の平均は、約22℃であった。尚、空調空気が吹き出している通気性タイルカーペットにおいて、平面的に同じ位置で、表面温度と、足元の高さに相当する高さ100mmの温度は約1℃高くなった。一方、通気性タイルカーペットの突き付け部は、赤外線カメラの映像から、他の部分より1℃程度低くなっているのが認められた。
【００５４】
以上のことから、以下の本発明の考え方が裏付けられることがわかる。即ち、冷房用空調空気が吹き出している通気性タイルカーペットに囲まれた上記不透気性タイルカーペットの表面は、天井や熱源からの輻射により暖められ、次いで直上の空気を暖め、その暖められた空気は周りよりも軽くなるので上昇する。そこへ冷たく重い空調空気が這い込むように不透気性タイルカーペット表面に侵入してくることにより補完され、この空調空気が不透気性タイルカーペットの表面で暖められることにより上昇する形で置換が継続される
【００５５】
ここで、不透気性タイルカーペットは、裏面側から床パネルを介して冷やされるが、不透気性タイルカーペット自体が断熱性を有しているので、表面側に与えている影響はそれほど大きくない。このような機構により、空調空気を吹き出していない上記所望の範囲においても空調空気により置換されることが理解される。
【００５６】
次に、ケースＡにおいて、二重床上に机と椅子を持ち込み、ほぼ定常状態になった時の被験者の足元の高さの温度を測定すると、その温度は、22.4℃となり、机や椅子のない場合より0.6℃も低下した。尚、この際、足元の高さを測定した位置は、通気性タイルカーペットの中央部とした。他方、突き付け部上の足元の高さに相当する位置では、さらに0.5℃ほど低下した。
【００５７】
以上の実験において、椅子の上の位置1700mm（タイルカーペット表面より）の高さの温度は、25.5℃であったので、居住域の温度差は3.1℃あり、米国暖房・冷凍空調学会の推奨値を超えている。
【００５８】
従って、次に、本発明の典型的な例をケースＣとして実施した。ケースＣは、ケースＡに上記のように机と椅子を持ち込み、その机の天板にほぼ相当する場所3m2を不透気性のタイルカーペットとして、空調空気を全く吹き出させないようにしたものである。その他の範囲は通気性タイルカーペットを用いて上記と同じ換気回数である5回（通気性タイルカーペット部分からの吹き出すゾーン床パネル吹出し平均速度は、ケースＡの場合よりも約３%速くなる）とした。
【００５９】
以上のケースＣにおいては、ほぼ定常状態になった時の机の下の足元の高さの温度は、23.8℃と机や椅子のない場合より1.4℃上昇した。椅子の上の位置1700mmの高さの温度は、26.0℃であったので、米国暖房・冷凍空調学会の居住域の温度差の推奨値以下の、2.2℃となった。更に、不透気性タイルカーペットの突き付け部の温度低下はほとんど認められなかった。
【００６０】
次に、実際に本発明を一般事務所に適用した場合においては、足元の不透気性タイルカーペットの表面温度は、空調条件以外に、机の天板からの輻射、人からの輻射の影響、周辺の什器の配置、卓上のパソコンの配置等により変化するので、これらを考慮して配置を行えば良い。換気回数と空調機の吹出し口を同一とした条件において、本発明のように空調空気を足元から全く吹き出さない方法を適用した場合には、床全面吹出し置換空調の場合と比較して、足元の床近傍の温度が１℃以上高くなると考えられ、より心地よい環境に改善されることが理解される。
【００６１】
例えば、空調回数を６〜７回程度と少なくした場合において、盛夏の時のように熱負荷が高いような場合には、本発明と、床全面吹出し置換空調の場合との、足元の床近傍の温度差は２℃程度にもなると考えられ、本発明の優位性が分かるであろう。従来の、床全面均一吹出し置換空調において足元の床近傍の温度を高めようとすると、空調機の吹出し温度を高めとすると共に、換気回数を高めざるを得なくなり、置換空調の長所である省エネルギー効果が減少することになる。
【００６２】
尚、男性では足元の高さの温度が21℃、女性では22℃あれば、大部分の人が不快感を感じないとの被験者試験の結果や、前述した米国暖房・冷凍空調学会の居住域の上下の温度差が３℃以内との推奨値からも理解されるように、足元付近の温度が１℃違うということは、重要な意味を有する。
【００６３】
従って、机の下の足元の高さの温度を同一とするように空調しようとした場合、本発明の置換空調システムでは、従来の床全面吹出し置換空調の場合と比較して、空調機の吹出し温度を、より低く、かつ換気回数を少なくできるので、より省エネ運転ができることが分かる。
【００６４】
次に、インテリアゾーンにおける暖房モードでの運転時の状態を詳細に説明する。
暖房モードで運転を開始する冬期の早朝や夜間は、建物と什器が冷えている状態であるので、椅子を除いた什器の置いていない範囲から暖かい空気を吹き出すと、什器部分にある冷えた空気は、比重差から流下して床上を這うようにして広がり、通気性タイルカーペットから吹出している空調空気と混ざり合って上昇する。そして、この上昇した流れの一部が什器の側に生じている下降流を補完する形で引き寄せられた後、什器に熱を奪われて冷やされ、下降するという対流を生じる。このような対流によって、什器が暖められるまでは足元の二重床近傍の温度は上昇しにくい。
【００６５】
しかしながら、このような点は、執務時間のかなり前から予熱運転をすることで対応可能であり、通年で考えれば、冷房モードで運転される時間が長いので、この点からも大きな問題にはならない。即ち、大規模な事務所ビルでは、冷房を重視することになるので、執務する人の足元に空調空気を二重床から直接吹き出さないようにするのが好ましく、寒冷地や小規模ビル、展示場等、負荷の低い用途の建物では、暖房する時間も長くなるので、多少の量を吹き出させるほうが好ましい。
【００６６】
次に本発明では、ペリメータゾーンにおける空調空気の供給風速を、インテリアゾーンにおける供給風速よりも速く設定して、この設定に従って、上述と同様に、床パネル３上に透気性の異なったタイルカーペットを敷設して二重床を構成する。
【００６７】
即ち、ぺリメータゾーンの通気性タイルカーペットをインテリアゾーンに使用する通気性タイルカーペット、特に上述した他の範囲に使用する通気性タイルカーペットの通気抵抗より、小さいものを使用すれば、通気抵抗の差に応じてぺリメーターゾーンの二重床からの空調空気の供給風速を速くし、吹出し風量を増大することができる。また、透気性タイルカーペットとして、床パネルの多数の孔の位置と対応した位置に貫通孔を設けた孔開きタイルカーペットを使用することにより、その範囲の空調空気の供給風速、そして吹出し風量を飛躍的に増加させることができる。しかしながら、このような孔開きタイルカーペットの配置、通気性タイルカーペットの種別は、ペリメータゾーンにおける発熱体の有無等の個々の条件に合わせて決めることができる。
【００６８】
本発明によるペリメータゾーンにおける動作を次に説明する。
１．ぺリメータゾーンを冷房運転する場合
夏の西面や冬の南面が最も負荷が大きくなるので、このような場合には、日射をブラインド等でさえぎると同時に、二重床の下部から壁や窓に沿って、風速の速い空調空気の流れを作り、暖まった空気を速やかに天井から排気することができ、また暖まった空気は、自然に上昇流となるので、置換空調を実施しているインテリアゾーンには大きな影響は与えない。
２．ぺリメータゾーンを暖房運転する場合
休み開けなどは、始業時間のかなり前からインテリアゾーン及びぺリメータゾーンが一時的に同時に暖房運転とすることで、上述した不都合を解消し、この運転により、ある程度暖まり、執務が行われてしばらくすると、インテリアゾーンは冷房運転、ぺリメータゾーンは暖房運転とする。
【００６９】
ペリメータゾーンにおける空調空気の供給風速を、インテリアゾーンにおける供給風速よりも速く設定することにより、夏の西面や冬の南面の大きな冷房負荷に対応して、ぺリメータゾーンを快適にすると共に、ペリメータゾーンからインテリアゾーンに影響を及ぼすことが少なくなり、全ゾーンを快適にすることができる。また暖房時においては、ペリメータゾーンにおける冷輻射やコールドドラフトの影響を低減することができる。
【００７０】
尚、ペリメータゾーンについては、エアバリアを設置したり、ペリメータ空調を行う等の方式を適用することもできる。
【００７１】
上述したとおり、本発明においては、所望の範囲の部分における供給風速の設定を透気性タイルカーペットの透気性を異ならせることにより、容易に行うことができるのであるが、この場合には、透気性タイルカーペットに透気性に対応する標識、例えば色、印、模様等の標識を設けることにより、夫々のタイルカーペットの配置を更に容易に行うことができる。例えば、机等の配置を変えた時には、透気性の標識を視認しながらタイルカーペットを移動すれば、空調空気の供給風速を異ならせる範囲を容易に再配置することができる。
【００７２】
次に、各種床パネルの構造と各種透気性タイルカーペットとの組合わせ例を説明する。
本発明に使用する多孔床パネル単独の透気性と、通気性タイルカーペットCF（裏打ちにフェルトを使用した通気性を有するタイルカーペットの一例：以後単にCFと称する）と各種多孔床パネル（約500mm×約500mm）の組合わせの例の通気特性を表１に示す。
【００７３】
なお、必要換気回数の目安は、換気回数の標準的な値である7回とし、階高：2.8mとすると、換気風量：19.6m3/h・m2となる。開口率5.9%の多孔床パネル（以下単にPf5.9と称する）の上にCFを載置した組合わせであるPf5.9+CFの床パネル1枚当たりの通気風量は、10.5m3（二重床内の圧力は10Pa）であるから、m2当たり、通気する部分が床パネル2枚の面積、すなわち、1/2を占めていれば、必要な換気風量をまかなうことができる。言い換えれば、部屋全体として、約50%にPf5.9+CFの組合わせがある程度分散して存在すれば、二重床内の圧力を10Paとすれば、室全体として必要な換気風量をまかなうことができる。この時のユニット吹出し面速度及びこの部分のゾーン床パネル吹出し平均速度は11.7mm/秒、全床面吹出し平均速度は5.9mm/秒となるので、十分に吹出し速度は遅く、置換空調が行われる。
【００７４】
部分的に吹出し風量を半減したい区域では、開口率1.48%の床パネル（Pf1.48と称する）にCFを載置すれば、吹出し風量を半減することができ、Pf1.48の上に、Pf1.48と同じ位置にΦ7mmの孔を400ヶ開けた孔開き透気性タイルカーペット（Ce7Φと称する）を載置すれば、Pf1.48単独の場合と同一の吹出し風量となるから、Pf5.9+CFの組合わせの約４倍の吹出し風量が得られ、個々の要求に応じて吹出し風量を増加できる。なお、開口面積の異なる多種の多孔床パネルを用意するのは大変であるから、様々な多孔シートを用意して、多孔床パネルの開口率を変化させてもよい。
【００７５】
また、全床面積1/4のPf5.9+CFの組合わせで、階高2.8mの空間を７回換気しようとすると、吹出し風量は圧力にほぼ正比例するので、二重床内の圧力は20Pa程度に高める必要が出てくるので、通気性タイルカーペット1枚当りに対し、500g程度の浮力が作用することになり、接着力が低下すると比較的に軽い通気性タイルカーペットが浮き上がってしまう可能性も出てくるので、発熱する事務機器の下部に、Pf5.9の上に、Ce7Φを載置すれば、Pf5.9+CFの組合わせの約14倍の吹出し風量が得られる。このような吹出し風量の多い部分を作り、二重床内の圧力を15Pa以下に抑えるようにすることで、浮き防止、省エネルギーの効果を確保することができる。
【００７６】
なお、この孔開き透気性タイルカーペットを組合わせた場合のユニット吹出し面速度は、170mm/秒程度であり、人の周囲に自然に発生する上昇流よりやや速い程度であり、それほど気流に乱れは生じない。
【００７７】
【表１】
2005241105.tif 000003
【００７８】
次に本発明を適用した室内の配置例を図３につき説明する。図において、符号Ｉはインテリアゾーン、Ｐはペリメータゾーン、１０は机・テーブル類、１１は椅子、１２はＯＡ機器を示すものである。
この例では、床パネル２とタイルカーペット４を以下の５通りの組合せに分類して、使用場所に応じて使い分けている。同じ組み合わせの範囲は、１点鎖線、２点鎖線及び破線により示している。
ａのゾーンは、ぺリメーターゾーンにある打合せコーナーで、多孔床パネル＋通気性タイルカーペット(１)の組み合わせであり、冷暖房効果、及び換気効果を高める必要があり、通気性タイルカーペット(２)より、20%ほど通気性に富む通気性タイルカーペット(１)を採用している。
ｂのゾーンは、執務空間であり、多孔床パネル＋不透気性タイルカーペットの組み合わせであり、暑がりの人（例外）を除いて空調空気を吹き出させていない。
ｃのゾーンは、インテリアゾーン内の通路部分であり、多孔床パネル＋通気性タイルカーペット(２)の組み合わせにより、所定の平均速度で床から空調空気を吹き出す。
ｄのゾーンは、通路を兼ねたキャビネットを配した資料保管スペースで、空調空気を吹き出させないように、通常の透気性のない床パネルと、通常の不透気性タイルカーペットを採用している。
ｅのゾーンは、プリンター、サーバー、コピー機等の発熱するＯＡ機器が置かれているスペースで、多孔床パネル＋孔開き透気性タイルカーペットの組み合わせにより、ｃのゾーンの約２倍の風量の空調空気を吹き出す。
【００７９】
次に、本発明では、床パネルの上面に凹部を形成し、この凹部内に貫通孔を形成することができる。
この構成においては、床パネルの開口面積を一定値以下とし、仮にタイルカーペットを置かなくても、通気タイルカーペットを載せて空調した場合の４倍以上の風量が出ないようしてあるので、個々の要求により数倍程度の吹出し風量にしたい場所で、タイルカーペットを、床パネルの孔よりも大きな孔叉は総面積を開けた孔開きタイルカーペットに替えることにより、一定の吹き出し風量を確保することができる。
【００８０】
ここで、孔開きタイルカーペットは、使用により孔の面積が小さくなる傾向にあるので、一定の吹出し抵抗とすることは困難である。しかしながら本発明によれば、床パネルの孔の開口面積で律速段階になっているので、常に一定の吹き出し抵抗とすることができる。
【００８１】
即ち、床パネルの貫通孔は凹部の中にあるので、凹部の中で空調空気が広がることができ、従って床パネルの開口面積を小さくしても、通気性タイルカーペットの裏面の、空調空気に接触する面積を逆に増加させるので、床パネルの貫通孔から通気性タイルカーペット内に空調空気が拡散することが律速になることがなくなり、床パネルと通気性タイルカーペットを合わせた通気抵抗が大きくならないようにすることができる。
【００８２】
凹部を有する床パネルは、例えば特願2003-175282に開示される床パネル、例えば、図７に示す表面形状の多孔凹み床パネルと上記CFとを部屋全体の約50%に存在させ、二重床内の圧力を10Paとすれば、室全体として必要な換気風量をまかなうことができる。一方、OA機器を設置するゾーンには、P凹1.48にCe7Φを載置して使用すれば、この部分の通気風量を4倍程度に増加でき、かつこの時のユニット吹出し面速度は50mm/秒程度であるから、室全体の空気の流れを乱すようなことはない。
また、耐久性に富むが通気抵抗がやや大きい通気性タイルカーペットを採用した場合でも、床パネルP凹5.9を採用すれば、通気性タイルカーペットと組合わせた通気抵抗が大きくなり過ぎないようにようにできる。
【００８３】
表２は、上記凹部を有する床パネルと通気性タイルカーペットの組み合わせ上の特徴を示すものである。
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は以上のとおりであるので、以下に示すような効果がある。
１．請求項１又は２においては、執務者の足元に当たる二重床からは、空調空気を全く吹き出さなくするか、叉は供給風速を大幅に減じ、執務者を空調空気の流れで背中側からやさしく包み込むようにするので、冷房運転時に足元の冷える感じを少なくすることができ、盛夏の時でも空調機からの吹出し温度を低くすることなく、また換気回数も大幅に上げることなく、置換空調の長所である省エネルギー効果が維持される。
２．また、通気性タイルカーペットを通路部分、椅子の部分等にゾーニングして配置する事により、ゾーニングした部分では床全面から吹出す方式よりも吹出し風速が上がり、この空調空気の吹き出す部分の上下温度差が小さく快適になる。
３．請求項３においては、外壁や窓からの日射や冷輻射、コールドドラフトの影響を大幅に低減することができる。
４．請求項４においては、所望の範囲の部分における供給風速の設定を、タイルカーペットの透気性を異ならせることにより、容易に行うことができ、この場合には、請求項５において、タイルカーペットに透気性に対応する標識を設けることにより、夫々のタイルカーペットの配置を更に容易に行うことができる。例えば、机等の配置を変えた時には、透気性の標識を視認しながらタイルカーペットを移動すれば、空調空気の供給風速を異ならせる範囲を容易に再配置することができる。
５．例えば、冷房時には、平面的にも、垂直方向にも、より均一な温度分布の置換空調が可能となる。
６．また同一室内で負荷の大きい場所は床吹出しエリアの面積割合を多くし、負荷の小さい場所は床吹出しエリアの面積割合を小さくすることによって、負荷追従が可能となる。
７．床吹出し範囲の変更は、タイルカーペットの種類を変更することによって可能となり、個別の様々な要望に応じて、タイルカーペットの面積単位で、吹出しの有無、吹出し風量が選択でき、配置換えにも簡単に対応できる。
８．タイルカーペットの透気性の違いにより色分けされるので、吹出し風量が視覚的にイメージでき、居住者がより快適になるように、透気性の異なる各種のタイルカーペットを適切に配置することができる。
９．通常のOAフロア＋非通気性タイルカーペットのエリアを設定することにより、全面に多孔床パネルを設置する場合に比較してコスト削減となる
１０．床パネルとして、上面に凹部を構成し、その凹部内に貫通孔を設けた構成では、通気抵抗のやや大きい耐久性に富むタイルカーペットを採用しても、吹出し風量が余り低下しない。
１１．凹部内に貫通孔を設けた床パネルの開口面積を小さくし、ここで吹出し風量の律速とし、孔の位置が一致する開口面積の大きな孔開きタイルカーペットと組合わせても、タイルカーペットのへたりに影響されることなく、圧力差に応じて一定の吹出し風量が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る置換空調システムを概念的に示す縦断面図である。
【図２】床の部分を拡大し、一部を切り欠いて示す平面図である。
【図３】室内の配置例を示す説明図である。
【図４】本発明において使用するタイルカーペットの一例を示す断面図である。
【図５】本発明において使用するタイルカーペットの他例を示す断面図である。
【図６】本発明において使用するタイルカーペットの更に他の例を示す断面図である。
【図７】多孔凹み床パネルの表面形状の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１          居室（室内）
２          床スラブ
３          床パネル
４          透気性タイルカーペット
５          二重床
６          チャンバー
７          貫通孔
８          天井板
９          天井内空間
１０        机
１１        椅子
１２        ＯＡ機器
１３        スリット
【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】
2005241105.tif 000009
【図６】
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【図７】
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