(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下のフランジコンクリートと、上下のフランジコンクリートの間に配置された折板状の曲げ鋼板とから構成され、前記曲げ鋼板の山形頂部が、上フランジコンクリートに埋入して該コンクリートに一体化し、前記曲げ鋼板の谷底部が、下フランジコンクリートに埋入して該コンクリートに一体化した合成中空床構造体において、
前記曲げ鋼板の山形部又は谷形部と前記フランジコンクリートとによって中空領域が区画され、前記山形部又は谷形部に沿って延びる空気ダクトが前記中空領域によって形成され、
前記空気ダクト内の空気と熱交換する潜熱蓄熱材が、該空気ダクトに隣接する前記中空領域に収容されることを特徴とする合成中空床構造体。
【請求項２】
前記潜熱蓄熱材と熱交換する熱媒体流体を循環する熱媒体配管が、前記潜熱蓄熱材を収容した前記中空領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の合成中空床構造体。
【請求項３】
前記潜熱蓄熱材よりも高い熱伝導率を有する材料を伝熱促進体として前記潜熱蓄熱材に混入したことを特徴とする請求項１又は２に記載の合成中空床構造体。
【請求項４】
前記潜熱蓄熱材を収容可能な前記中空領域の開口部が蓋体によって閉鎖されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の合成中空床構造体。
【請求項５】
前記潜熱蓄熱材を前記中空領域に導入するための閉塞可能な開口部を前記蓋体に設けたことを特徴とする請求項４に記載の合成中空床構造体。
【請求項６】
請求項１に記載の合成中空床構造体と、前記空気ダクトに接続された空調機とを有し、該空調機によって加熱又は冷却した空調空気を前記空気ダクトに通風し、該空調空気の熱を前記潜熱蓄熱材に潜熱蓄熱するようにしたことを特徴とする空調システム。
【請求項７】
請求項２に記載された合成中空床構造体と、前記空気ダクトに接続された空調機と、前記熱媒体配管に接続された熱源機器とを有し、前記熱源機器によって加熱又は冷却した熱媒体流体を前記熱媒体配管に循環し、前記潜熱蓄熱材を加熱し又は冷却するようにしたことを特徴とする空調システム。
【請求項８】
前記空調機によって加熱又は冷却した空調空気を前記空気ダクトに通風し、該空調空気の熱を前記潜熱蓄熱材に更に潜熱蓄熱するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成中空床構造体及び空調システムに関するものであり、より詳細には、上下のフランジコンクリート及び折板状曲げ鋼板を一体化した構成を有する合成中空床構造体と、このような構成の床構造体を用いた空調システムとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中空部又は空隙部を備えたボイドスラブ等の中空コンクリートスラブや、折曲げ鋼板及びコンクリート板を一体化した複合的な合成床版等の中空床構造体が知られている。このような床構造体の中空部は、室内環境及び外部環境から分離し且つ隠蔽されており、建築設備配管、電気・通信配線、空調空気搬送等に使用し得ることから、建築空間の有効利用、建築設備工事の合理化・省力化等の観点より、この種の中空部に関する多種多様な建築設備上の利用形態が過去に提案されてきた。
【０００３】
例えば、代表的な過去の提案として、ボイドスラブ等の中空コンクリートスラブの円筒形中空部又は矩形中空部を空調ダクト又は配管・配線スペースとして使用する中空部の利用形態が挙げられる。中空コンクリートスラブは、比較的空隙率が低く、躯体（コンクリート）の顕熱蓄熱効果を期待し得ることから、深夜電力や低負荷運転時の余剰熱を利用して加熱又は冷却した空調空気を中空部に通風して空気の熱をコンクリート躯体に顕熱蓄熱し、蓄熱した冷熱又は温熱を高負荷運転時又は電力ピーク時等に空調空気に伝熱するように構成した空調システムが過去に提案されている。また、この形式の空調システムにおいて、潜熱蓄熱材を空調ダクト内に配置し、或いは、空気ダクトに隣接したコンクリートの中に埋設し、躯体の顕熱蓄熱効果を潜熱蓄熱によって補うように構成されたものが知られている。
【０００４】
他の利用形態として、ＰＣａ（プレキャストコンクリート）板及び現場打ちコンクリートを組合せて中空の床構造体を施工し、床構造体の中空部を空調ダクトとして使用し、或いは、配管・配線スペースとして使用することが特開平１−２０３５４９号公報等に記載されている。
【０００５】
中空部を空調ダクト等の用途に使用する他の構成の床構造体として、平鋼板とコンクリート板との間に折曲げ鋼板を配置し、平鋼板、折曲げ鋼板及びコンクリート板を一体化した構成の合成中空床構造体が、特開２００３−１５５７９４号公報、特開２０００−１８６３８９号公報等に記載されている。この形式の合成中空床構造体では、平鋼板及び折曲げ鋼板の間に形成された中空部は、建築設備配管、電気・通信配線、空調ダクト等を収容するための設備スペースとして使用される。
【特許文献１】特開平１−２０３５４９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５７９４号公報
【特許文献３】特開２０００−１８６３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
建築物の生産性・施工性の向上や、建設地の周辺環境の保全又は環境保護等の観点より、建設現場のコンクリート打設量を削減することが要望されてきた。このような事情より、建設現場におけるコンクリート打設の多くを省略可能なＰＣａ工法を建築物の施工において積極的に採用する傾向が、近年殊に顕著であり、ＰＣａ構造及びＰＣａ工法に関する研究・開発が、このような傾向を反映して多くの研究者によって実施されている。床構造体のフルプレキャスト化は、鉄骨構造又はＲＣ構造の建築物の建設工期短縮や、作業の安全に寄与するところが大きく、その点においても実利性が極めて高い。
【０００７】
しかしながら、前述の中空コンクリートスラブや、ＰＣａ板及び現場打ちコンクリートを組合せた構成の中空床構造体をフルプレキャスト化した場合、部材断面（コンクリート断面）を極力縮小し得たとしても、その空隙率は、２０〜３０％程度に設計し得るにすぎない。このため、フルプレキャスト化した床構造体は、依然として過大な自重を保有するので、一般的な建設現場における揚重設備の揚重能力を考慮すると、建設現場における作業性、施工性又は生産効率は悪化する。
【０００８】
これに対し、曲げ鋼板、平鋼板及びコンクリートを用いた前述の合成中空床構造体によれば、空隙率を大きく増大し、例えば、空隙率＝約５０％程度の軽量なフルプレキャスト床構造体を製造することが可能となる。
【０００９】
しかし、このような構成の合成中空床構造体においては、躯体を構成するコンクリートの質量が減少することから、躯体蓄熱効果を期待し難く、しかも、中空部同士がコンクリート部分を介して互いに離間することから、潜熱蓄熱材を所望の如く配置することもできない。
【００１０】
また、上記構成の合成中空床構造体においては、空調ダクトの気密性を確保すべく、鋼材同士の接合部に気密処理を施す必要が生じる。しかし、弾性シーリング材等の通常の気密処理材によって気密状態を長期に維持することは、極めて困難である。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲げ鋼板及びコンクリートを用いてフルプレキャスト化した床構造体の中空部を空気ダクトとして使用するとともに、効率的な潜熱蓄熱効果を発揮し、しかも、空気ダクトの気密性を長期に亘って維持することができる合成中空床構造体を提供することにある。
【００１２】
本発明は又、このような合成中空床構造体を用いた潜熱蓄熱式の空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成すべく、上下のフランジコンクリートと、上下のフランジコンクリートの間に配置された折板状の曲げ鋼板とから構成され、前記曲げ鋼板の山形頂部が、上フランジコンクリートに埋入して該コンクリートに一体化し、前記曲げ鋼板の谷底部が、下フランジコンクリートに埋入して該コンクリートに一体化した合成中空床構造体において、
前記曲げ鋼板の山形部又は谷形部と前記フランジコンクリートとによって中空領域が区画され、前記山形部又は谷形部に沿って延びる空気ダクトが前記中空領域によって形成され、
前記空気ダクト内の空気と熱交換する潜熱蓄熱材が、該空気ダクトに隣接する前記中空領域に収容されることを特徴とする合成中空床構造体を提供する。
【００１４】
本発明の上記構成によれば、空気ダクトを構成する中空領域は、曲げ鋼板及びフランジコンクリートによって区画される。曲げ鋼板とフランジコンクリートとは、コンクリート内に埋入した曲げ鋼板の山形頂部又は谷底部によって接合され、所望の気密性を有する。従って、空気ダクトは、鋼材同士の接合部に必要とされるような格別の気密処理を要しない。
【００１５】
本発明において、空気ダクトに隣接する曲げ鋼板の中空領域は、潜熱蓄熱材の収納容器として使用される。潜熱蓄熱材は、躯体蓄熱（コンクリート蓄熱）の顕熱吸熱又は顕熱放熱に比べて遥かに多量の熱を小容積且つ低質量の蓄熱材に効果的に蓄熱する。しかも、潜熱蓄熱材は、曲げ鋼板（又は曲げ鋼板及び耐蝕被覆）によって形成される伝熱隔壁を介して空気ダクト内の空気と熱交換することから、熱伝導経路が極めて短く且つ広範であり、従って、熱伝導経路の熱伝導抵抗が極めて小さいので、効率的な潜熱蓄熱効果が得られる。
【００１６】
本発明は又、上記構成の合成中空床構造体と、上記空気ダクトに接続された空調機とを有し、該空調機によって加熱又は冷却した空調空気を上記空気ダクトに通風し、該空調空気の熱を上記潜熱蓄熱材に潜熱蓄熱するようにしたことを特徴とする空調システムを提供する。
【００１７】
本発明は更に、潜熱蓄熱材を収容した中空領域に熱媒体配管を配置した合成中空床構造体と、上記空気ダクトに接続された空調機と、熱媒体配管に接続された熱源機器とを有し、熱源機器によって加熱又は冷却した熱媒体流体を熱媒体配管に循環し、潜熱蓄熱材を加熱し又は冷却するようにしたことを特徴とする空調システムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の合成中空床構造体によれば、曲げ鋼板及びコンクリートを用いてフルプレキャスト化した床構造体の中空部を空気ダクトとして使用するとともに、効率的な潜熱蓄熱効果を発揮し、しかも、空気ダクトの気密性を長期に亘って維持することができる。
【００１９】
本発明の空調システムによれば、上記構成の床構造体を用いた潜熱蓄熱式の空調システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態においては、上記潜熱蓄熱材と熱交換可能な熱媒体流体を循環する熱媒体配管が、潜熱蓄熱材を収容した中空領域に配置される。好ましくは、潜熱蓄熱材よりも高い熱伝導率を有する材料、例えば、金属繊維、炭素繊維等が、伝熱促進体として潜熱蓄熱材に混入される。更に好ましくは、空気ダクトの流路壁を構成する曲げ鋼板の表面が、耐食性被覆材によって被覆される。被覆材の縁部は、フランジコンクリート内に延入し、フランジコンクリートのコンクリートに埋設される。他の手段として、空気ダクトの流路壁全周に亘って連続する被覆材を空気ダクト内に配設しても良い。
【００２１】
好適には、潜熱蓄熱材を収容可能な中空領域の開口部が蓋体によって閉鎖される。蓋体は、潜熱蓄熱材の収容領域を区画する。好ましくは、潜熱蓄熱材を中空領域に導入するための閉塞可能な開口部が蓋体に設けられる。
【００２２】
床構造体は、室内空間、室内側空調機器、室内側プレナムチャンバ又は他系統の空気ダクトと連通する開口部を備えることが望ましい。床構造体の熱媒体配管を含む本発明の空調システムは、熱媒体配管に接続された熱源機器を更に含む。熱源機器によって加熱又は冷却した熱媒体流体は、熱媒体配管を循環し、潜熱蓄熱材を加熱し又は冷却する。
【００２３】
本発明の好適な実施形態によれば、工場等で製造された床構造体は、潜熱蓄熱材を充填可能な中空領域を有するとともに、潜熱蓄熱材を中空領域に導入するための閉塞可能な開口部を備える。潜熱蓄熱材は、大気温度で相変化することから、床構造体は、潜熱蓄熱材を未充填の状態で建設現場等に搬送される。建設現場等に搬送された床構造体は、上記開口部を開放され、液状の潜熱蓄熱材が、開口部を介して中空領域に導入される。
【実施例１】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【００２５】
図１（Ａ）は、本発明の実施例に係る合成中空床構造体の構成を示す部分断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ線における断面図である。図１（Ｃ）は、合成中空床構造体の部分斜視図であり、図１（Ｄ）、図（Ｅ）及び図１（Ｆ）は、合成中空床構造体の部分拡大断面図である。
【００２６】
合成中空床構造体１は、上下のフランジコンクリート２、３と、フランジコンクリート２、３の間に配置された曲げ鋼板４とから構成される。曲げ鋼板４は、折板状に曲げ成形した所定板厚（例えば、厚さ約１mm）の溶融亜鉛メッキ鋼板からなる。曲げ鋼板４の上面及び下面には、山形部及び谷形部が交互に配置される。フランジコンクリート２には、主筋５及び配力筋６が格子状に配筋され、フランジコンクリート３には、主筋７及び配力筋８が格子状に配筋される。フランジコンクリート２、３の厚さｈ１、ｈ２は、５０〜７０mm程度に設定される。主筋方向に延びるＶ字形断面及び逆Ｖ字形断面の溝が、配力筋方向に交互に形成される。ポリスチレンフォーム等の樹脂発泡体からなる型枠代用中空材９がＶ字形溝（Ｖ字形中空領域）に充填される。逆Ｖ字形溝の下面開口は、フランジコンクリート３によって閉鎖している。
【００２７】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、三角形断面を有する多数の中空領域が、逆Ｖ字形溝によって上下のフランジコンクリート２、３の間に並列に配置される。所定位置の逆Ｖ字形中空領域は空調給気ダクト１１として使用され、他の中空領域は、床構造体１の軽量化等を図る中空部（空隙部）１２として機能する。
【００２８】
フランジコンクリート２、３及び曲げ鋼板４を一体化した構成の床構造体１は、概ね５０％程度の空隙率を有する。床構造体１は、２５０〜３００mm程度の厚さＨを有するが、床構造体１の自重は、同等の厚さを有する通常のコンクリート床スラブと対比すると、かなり軽減しており、しかも、床構造体１は、積載荷重に対して比較的高い強度及び耐力を発揮する。このため、床構造体１は、長スパンのフルプレキャスト床工法に好ましく使用し得る。
【００２９】
空調給気ダクト１１の開口部１５が、下フランジコンクリート３に形成される。開口部１５は、下フランジコンクリート３を上下方向に貫通する円形又は矩形断面の貫通孔からなる。空調給気ダクト１１は、空調機械室等に配置された空調機（図示せず）に接続され、空調空気を搬送する空調空気給気系ダクトを構成する。温度及び湿度を調整した空調空気が空調ダクト１１に給送される。空調空気は、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）及び図１（Ｆ）に矢印Ａで示す如く空調給気ダクト１１内に通風される。
【００３０】
上下のフランジコンクリート２、３の配力筋６、８は、図１（Ｄ）〜図１（Ｆ）に溶接固着部６ａ、８ａとして示す如く、曲げ鋼板４の山形頂部４１及び谷底部４２にスポット溶接される。溶接固着部６ａ、８ａの近傍等においては、錆、金属腐食等が発生し易く、このため、凝縮水等の水分が空調空気の結露現象等によって空調給気ダクト１１内に発生した場合、溶接固着部６ａ、８ａの近傍等に発錆又は金属腐食が生じることが懸念される。
【００３１】
曲げ鋼板４の発錆又は金属腐食等を防止すべく、耐食性被覆材５０が曲げ鋼板４に取付けられ、空調給気ダクト１１内に面する曲げ鋼板４の表面が被覆される。図１（Ｅ）に示すように、耐食性被覆材５０は、空調給気ダクト１１内の曲げ鋼板４の表面を完全に被覆し、耐食性被覆材５０の下端部（縁部）５０ａは、下フランジコンクリート３内に延入し、この結果、耐食性被覆材５０と下フランジコンクリート３の上面とによって囲まれた密閉空間が、床構造体１に形成される。曲げ鋼板４は、耐食性被覆材５０によって空調給気ダクト１１内に発生した水分から完全に遮断されるので、ダクト内結露等による曲げ鋼板４の発錆又は金属腐食を確実に防止することができる。
【００３２】
耐食性被覆材５０として、所望の耐食性を有する溶融亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板等の金属薄板又は金属成形品を好ましく使用し得る。所望の熱伝導性、耐食材及び耐久性を有する合成樹脂、ゴム又はエラストマーのフィルム材、薄板材又は成形材等を耐食性被覆材５０として使用しても良い。耐食性被覆材５０を曲げ鋼板４の所定位置に予め装着し、曲げ鋼板４を未硬化の下フランジコンクリート３上に降下させることによって、空調給気ダクト１１に内装することができる。変形例として、所望の耐食材及び耐久性を有する合成樹脂塗料を曲げ鋼板４に塗布し、耐食性の塗膜又は皮膜を空調給気ダクト１１の内壁面（流路壁）に形成しても良い。
【００３３】
図１（Ａ）及び図１（Ｅ）に示す如く、空調給気ダクト１１と関連した所定位置のＶ字形溝（Ｖ字形中空領域）には、潜熱蓄熱材１０が充填される。本実施例では、潜熱蓄熱材１０は、並列配置された３本の空調給気ダクト１１の間に配置された２箇所のＶ字形溝に充填される。曲げ鋼板４のウェブ部と耐食性被覆材５０とは、空調給気ダクト１１と潜熱蓄熱材１０とを熱交換可能に隔てる伝熱隔壁を空調給気ダクト１１及び潜熱蓄熱材１０の間に形成する。
【００３４】
潜熱蓄熱材１０として、融解・凝固温度約１０〜２０℃、熱伝導率０．２〜０．５ｗ／ｍｋ（３０℃液体時）、潜熱約１００〜２００ｋＪ／ｋｇ程度の有機系蓄熱材料を好適に使用し得る。この種の蓄熱材料として、パラフィン、ポリエチレングリコール又はトリメチロールエタン等を主成分とした蓄熱材料が挙げられる。好ましくは、金属に対する腐食性が比較的低いトリメチロールエタン水和物及び尿素を主成分とした蓄熱材料が潜熱蓄熱材１０として使用される。所望により、潜熱蓄熱材１０に接触する曲げ鋼板４の表面に耐食性被覆が施される。
【００３５】
潜熱蓄熱材１０は、低負荷空調運転時又は深夜電力運転時に冷熱又は温熱を蓄熱し、高負荷運転時又は負荷ピーク時や、ランニングコストが高額化し易い時間帯に吸熱又は放熱して空調負荷変動を平準化するように機能する。相変化時の蓄熱材の凝固熱又は融解熱を利用した潜熱蓄熱方式の蓄熱装置によれば、躯体蓄熱（コンクリート蓄熱）等の顕熱吸熱又は顕熱放熱に比べて遥かに多量の熱を小容積且つ低質量の蓄熱材に効率的に蓄熱することができる。従って、薄いフランジコンクリート２、３を備えるにすぎない床構造体１は、躯体蓄熱効果（顕熱蓄熱効果）を発揮し難い反面、中空領域に充填された潜熱蓄熱材１０の潜熱蓄熱効果によって、十分な負荷変動平準化の効果を発揮する。
【００３６】
図１（Ｅ）に示す如く、熱媒体配管６０が、潜熱蓄熱材１０の中心部に埋設される。熱媒体配管６０は、深夜電力や、低負荷空調運転時の余剰熱等を利用して熱媒体流体（冷温水等）を冷却又は加熱する熱源機器（図示せず）に接続される。熱媒体配管６０を循環する熱媒体流体の熱は、潜熱蓄熱材１０に伝熱し、潜熱蓄熱材１０に蓄熱される。熱媒体配管６０は、鋼管、銅管等の金属管からなり、約４０〜８０mm程度の直径を有する。所望により、伝熱フィン等を金属管に形成しても良い。
【００３７】
潜熱蓄熱材１０を収容したＶ字形溝は、蓋体７０によって閉塞される。蓋体７０は、溶融亜鉛メッキ鋼板、ステンレス鋼板等の金属薄板又は金属成形品からなり、下方に屈曲した両側の縁部７１を有する。曲げ鋼板４と縁部７１との近接部又は接触部は、弾性シーリング材７２によって気密シールされる。潜熱蓄熱材１０の上面と蓋体７０の下面との間には、小寸法の空隙７３が形成される。
【００３８】
好ましくは、熱伝導率が高い銅又はアルミニウム合金等の金属繊維（図示せず）が伝熱促進体として潜熱蓄熱材１０に混入され、金属繊維は、潜熱蓄熱材１０内に分散する。金属繊維を混入しない潜熱蓄熱材１０の熱拡散性と、金属繊維を少量（３％程度）混入した潜熱蓄熱材１０の熱拡散性とに関する本発明者等の実験によれば、金属繊維が未混入の潜熱蓄熱材１０においては、潜熱蓄熱材１０の凝固層が冷却面近傍の領域に生成した後、凝固層が潜熱蓄熱材１０の全域に成長するのに比較的長い時間を要するのに対し、金属繊維を少量混入した潜熱蓄熱材１０では、凝固層が比較的短時間に潜熱蓄熱材１０の全域に成長する。即ち、金属繊維を潜熱蓄熱材１０に混入することにより、潜熱蓄熱材１０の熱拡散性を大きく向上することができる。
【００３９】
金属繊維に換わる伝熱促進体として、炭素繊維を潜熱蓄熱材１０に混入し、炭素繊維を潜熱蓄熱材１０内に分散させても良い。炭素繊維は、例えば、網目状又はブラシ状に繊維を集合した形態で潜熱蓄熱材１０内に混入される。金属繊維又は炭素繊維は、潜熱蓄熱材１０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を一般に有し、前述の如く、潜熱蓄熱材１０の熱拡散性を向上させる伝熱促進手段として有効に働く。好ましくは、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に好ましくは、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する金属繊維又は炭素繊維が潜熱蓄熱材１０に添加される。変形例として、金属繊維又は炭素繊維と同等の伝熱促進手段として働くように加工し、調製し又は成形した金属、炭素又は樹脂材料の伝熱促進体を潜熱蓄熱材１０内に混入し、潜熱蓄熱材１０内に分散させることも可能である。
【００４０】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、空調給気ダクト１１の使用形態を例示する断面図である。図２（Ａ）には、開口部１５から下階の室内空間Ｒに空調空気を直に吹出す使用形態が示され、図２（Ｂ）には、空調給気ダクト１１を二次側（室内側）空調機器２４に接続した使用形態が示されている。
【００４１】
図２（Ａ）に示す使用形態では、床構造体１の下面は、下階の室内空間Ｒの内装下地面を形成し、天井用内装仕上材２１が床構造体１の下面に施工される。空調空気用吹出し器具２２が、開口部１５の下端部に取付けられ、空調給気ダクト１１の空調空気は、吹出し器具２２から室内空間Ｒに流出する。
【００４２】
図２（Ｂ）に示す使用形態においては、床構造体１の下側に天井構造体２３が施工され、二次側の空調機器２４が天井裏領域Ｂに配設される。中央に示す空調給気ダクト１１の開口部１５は、中継ダクト２５によって空調機器２４に接続される。空調給気ダクト１１の空調空気は、中継ダクト２５を介して空調機器２４の吸気部に供給される。
【００４３】
空調機器２４は、室内空気循環ダクト２７を介して室内空気吸込み口２６に接続され、室内空気を強制循環する。空調機器２４は、温度及び湿度を調整した空気を吹出し口２９から室内空間Ｒに吹出す。所望により、切換え制御弁等の制御弁２８が中継ダクト２５に配設される。なお、図２（Ｂ）に示す他の２本の空調給気ダクト１１は、他の開口部１５及び中継ダクト２５（破線で示す）を介して他の空調機器（図示せず）に接続される。
【００４４】
図２（Ｃ）には、空調給気ダクト１１、潜熱蓄熱材１０及び熱媒体配管６０を含む空調システムの構成が概略的に示されている。
【００４５】
暖房期における空調システムの蓄熱運転においては、比較的高い温度を有する空調空気Ａ（暖気）が空調機から空調給気ダクト１１内に送風され、或いは、高温の熱媒体流体（温水）が電気加熱式温水器等の熱源機器によって熱媒体配管６０に強制循環される。空調空気Ａが保有する熱は、曲げ鋼板４のウェブ部と耐食性被覆材５０とによって形成された伝熱隔壁を介して潜熱蓄熱材１０に伝熱し、潜熱蓄熱材１０に蓄熱される。熱媒体配管６０を流通する熱媒体流体が保有する熱は、熱媒体配管６０の管壁を介して潜熱蓄熱材１０に伝熱し、潜熱蓄熱材１０に蓄熱される。即ち、潜熱蓄熱材１０は固相から液相に相変化し、空調空気Ａ（暖気）又は熱媒体流体から受熱した熱を融解潜熱として蓄熱する。
【００４６】
暖房期における空調システムの空調運転（暖房運転）においては、空調機から空調給気ダクト１１に送風された空調空気Ａは、伝熱隔壁（曲げ鋼板４及び耐食性被覆材５０）を介して潜熱蓄熱材１０と熱交換し、潜熱蓄熱材１０が保有する熱を受熱した後、室内空間Ｒ又は空調機器２４に給送される。即ち、潜熱蓄熱材１０は、液相から固相に相変化し、凝固時の潜熱放熱によって空調空気Ａを加熱する。
【００４７】
他方、冷房期における空調システムの潜熱蓄熱材１０の蓄熱運転においては、比較的低い温度を有する空調空気Ａ（冷気）が空調機から空調給気ダクト１１内に送風され、或いは、低温の熱媒体流体（冷水）が熱源機器によって熱媒体配管６０に強制循環される。潜熱蓄熱材１０が保有する熱は、伝熱隔壁（曲げ鋼板４及び耐食性被覆材５０）を介して空調空気Ａに伝熱し、或いは、熱媒体配管６０の管壁を介して熱媒体流体に伝熱する。即ち、空調空気Ａ又は冷水によって熱を奪われた潜熱蓄熱材１０は、液相から固相に相変化し、凝固潜熱を冷熱として蓄熱する。
【００４８】
冷房期における空調システムの空調運転（冷房運転）においては、空調機から空調給気ダクト１１に送風された空調空気Ａは、伝熱隔壁（曲げ鋼板４及び耐食性被覆材５０）を介して潜熱蓄熱材１０と熱交換し、潜熱蓄熱材１０は、空調空気Ａが保有する熱を奪う。潜熱蓄熱材１０は、空調空気Ａから受熱して融解し、固相から液相に相変化する。空調空気Ａの熱を相変化時の融解潜熱として吸熱する潜熱蓄熱材１０の吸熱作用によって、空調空気Ａは冷却され、冷却した空調空気Ａは、室内空間Ｒ又は空調機器２４に給送される。
【００４９】
深夜電力を利用し、或いは、空調負荷低下時の余剰熱を利用して上述の蓄熱運転を実施することにより、昼間運転時やピーク負荷時の空調運転負荷を軽減し、或いは、空調負荷の時間変動を平準化することができる。これは、空調ランニングコストを低下し、或いは、空調設備を構成する熱源機器の容量の低下する上で極めて有利である。
【００５０】
所望により、空調空気Ａを熱源とした蓄熱運転時には、空調給気ダクト１１の空調空気Ａを室内空間Ｒ又は室内側空調機器２４に循環させず、空調空気Ａをバイパス流路（図示せず）又は空調還気ダクト１３（図３）等によって空調機に直に還流させても良い。
【００５１】
図５〜図１０は、図１に示す床構造体１の製造方法を示す斜視図である。図１１は、潜熱蓄熱材１０の導入工程を示す部分断面図である。
【００５２】
図５に示す如く、空調給気ダクト１１を構成する逆Ｖ字形溝の部分には、曲げ鋼板４を被覆するように耐食性被覆材５０が取付けられる。主筋５、７及び配力筋６、８が曲げ鋼板４の上側面及び下側面に格子状に配筋される。配力筋６、８は、図１（Ｄ）〜図１（Ｆ）に溶接固着部６ａ、８ａとして示す如く、山形頂部４１及び谷底部４２にスポット溶接される。所定位置のＶ字形溝には、熱媒体配管６０が配管されるとともに、熱伝導性が高い金属繊維等の繊維８０が充填される。他のＶ字形溝には、中空材９が充填される。
【００５３】
図６に示如く、熱媒体配管６０及び繊維８０を収容したＶ字形溝には、蓋体７０が挿入される。蓋体７０は、Ｖ字形溝の上部を閉塞する。図１（Ｅ）に示すように、蓋体７０の縁部７１と、曲げ鋼板４と山形頂部との近接部又は接触部は、弾性シーリング材７２によって気密シールされる。
【００５４】
図６に示すように、蓄熱材導入孔９１が、蓋体７の所定位置に形成される。蓄熱材装入用の管体９０が、図７に示すように蓄熱材導入孔９１に取付けられる。管体９０及び導入孔９１は、同一断面（本例では円形断面）を有する。図７には、下フランジコンクリート３のコンクリートを打設した直後の状態が示されている。下フランジコンクリート３の開口部１５は、貫通孔施工用スリーブ等をコンクリート打設用型枠（図示せず）に予め配設することにより形成される。曲げ鋼板４は、下フランジコンクリート３の硬化前に垂直に下フランジコンクリート３上に降下される。
【００５５】
図８に示すように、曲げ鋼板４の谷底部４２は、下フランジコンクリート３に埋込まれる。曲げ鋼板４の下側面に配筋された主筋７及び配力筋８は、下フランジコンクリート３内に埋入する。谷底部４２の埋込み寸法ｈ３は、例えば、５〜１０mm程度に設定される。
【００５６】
図９に示す如く、下フランジコンクリート３の打設に引き続いて、上フランジコンクリート２のコンクリートが曲げ鋼板４上に打設される。山形頂部４１は、上フランジコンクリート２に埋込まれ、主筋５及び配力筋６は、上フランジコンクリート２に埋設される。上フランジコンクリート２のコンクリートは、所定の養生過程を経て硬化し、曲げ鋼板４と一体化する。
【００５７】
曲げ鋼板４及びフランジコンクリート２、３をかくして一体化した床構造体１は、図１０に示す如く、曲げ鋼板４と下フランジコンクリート３とによって区画された逆Ｖ字形中空領域の空調給気ダクト１１及び中空部１２を有する。床構造体１は又、曲げ鋼板４と上フランジコンクリート２とによって区画され且つ中空材９及び繊維８０を収容したＶ字形領域を有する。床構造体１の上面には、管体９０の開口頂部を配置される。
【００５８】
潜熱蓄熱材１０は、大気温度で相変化することから、本実施例では、床構造体１は、潜熱蓄熱材１０を充填する前の状態で建設現場等に搬送される。潜熱蓄熱材１０は、建設現場等に搬入された床構造体１のＶ字形中空領域に導入される。
【００５９】
図１１には、建設現場における潜熱蓄熱材１０の導入工程が示されている。図１１（Ａ）に示す如く、繊維８０を収容したＶ字形中空領域には、複数の管体９０が配設される。Ｖ字形中空領域の両端部は、閉塞手段（図示せず）によって閉塞され、管体９０は、Ｖ字形中空領域の両端部付近に配置される。液状の潜熱蓄熱材１０が、管体９０内に導入され、中空領域に充填される。図１１（Ｂ）に示す如く、中空領域内には、潜熱蓄熱材１０の体積膨張を許容する小寸法の空隙７３が、蓋体７０との間に残されるにすぎない。
【００６０】
管体９０の開口頂部は、図１１（Ｃ）に示すように蓋部材９２によって気密且つ液密に閉塞される。気密・液密手段として、螺子、嵌合機構、溶接等の機械的密封手段を使用し、或いは、シール材、接着剤等の化学的接合手段を使用することができる。管体９０として、熱伝導率が比較的低い素材の管体、例えば、塩化ビニル管等の樹脂管を好適に使用し得る。好ましくは、ねじ山及びねじ溝や、相互嵌着手段等が、蓋部材９２及び管体９０に形成され、蓋部材９２は、管体９０に解放可能に螺着又は嵌着する。このような構成によれば、経年劣化した潜熱蓄熱材１０を新規な潜熱蓄熱材に交換するための手段として、蓋部材９２及び管体９０を使用することができる。
【００６１】
図３は、図１及び図２に示す床構造体１の変形例を示す断面図である。
【００６２】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す床構造体１においては、中空領域の一部が空調還気ダクト１３として使用される。ダクト１１、１３の中空領域を除く他の中空領域は、床構造体１の軽量化等を図る中空部１２として機能する。
【００６３】
空調還気ダクト１３は、空調機械室等の空調機（図示せず）に接続され、室内空気を空調機に還流させる。還気用の開口部１６が、下フランジコンクリート３に形成される。開口部１６は、下フランジコンクリート３を垂直に貫通する円形又は矩形断面の貫通孔からなる。
【００６４】
図３（Ａ）に示す使用形態においては、室内空気吸込み器具３１が、開口部１６の下端部に取付けられる。室内空間Ｒの室内空気は、吸込み器具３１から空調還気ダクト１３に流入し、空調機に還流する。図３（Ｂ）に示す使用形態においては、開口部１６は、中継ダクト３２によって空調機器２４の還気部に接続される。空調機器２４の還気は、中継ダクト３２及び空調還気ダクト１３を介して空調機械室等の空調機に還流する。所望により、切換え制御弁等の制御弁３３が中継ダクト３２に配設される。
【００６５】
なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の床構造体１では、耐食性被覆材５０は、空調給気ダクト１７及び空調還気ダクト１３の双方に夫々配設される。
【００６６】
図４は、図１及び図２に示す床構造体１の更なる変形例を示す断面図である。
【００６７】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す床構造体１においては、中空材９を除去し又は未充填にした状態のＶ字形溝によって空調給気ダクト１７が形成される。空調給気ダクト１７の開口部１８が、上フランジコンクリート２に形成される。開口部１８は、上フランジコンクリート２を垂直に貫通する円形又は矩形断面の貫通孔からなる。空調ダクト１７の両側に位置する逆Ｖ字形溝には、潜熱蓄熱材１０が充填され、潜熱蓄熱材１０の中心部には、熱媒体配管６０が埋設される。
【００６８】
図４（Ａ）に示す床構造体１では、床仕上材３５が床構造体１の上面に施工され、床吹出し器具３６が、開口部１８の上端部に取付けられる。空調給気ダクト１７の空調空気は、開口部１８の床吹出し器具３６から上向きに室内空間Ｒに吹出す。
【００６９】
図４（Ｂ）に示す床構造体１においては、床仕上材３７が二重床構造体（図示せず）によって所定レベルに支持され、床下プレナムチャンバ３８が床構造体１及び床仕上材３７の間に形成される。空調給気ダクト１７の空調空気は、開口部１８及び床下プレナムチャンバ３８を介して床吹出し器具３９から室内空間Ｒに吹出す。
【００７０】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の床構造体１の製造において、潜熱蓄熱材１０及び熱媒体配管６０は、曲げ鋼板４の逆Ｖ字形溝に充填され又は配管される。所望により、潜熱蓄熱材１０は、蓋体７５（破線で示す）によって逆Ｖ字形溝内に保持される。空調給気ダクト１７を構成するＶ字形溝には、上フランジコンクリート２用のコンクリート打設用型枠５５が配設される。型枠５５は、上フランジコンクリート２のコンクリート打設後に床構造体１内に埋め殺される。開口部１８に整合する開口部５６が型枠５５に予め形成される。図１〜図３に示す床構造体と同じく、耐食性被覆材５０が空調給気ダクト１７に配設される。耐食性被覆材５０は、例えば、曲げ鋼板４の所定位置に予め取付けられ、耐食性被覆材５０の上縁部分は、上フランジコンクリート２のコンクリート内に埋設される。なお、型枠５５及び耐食性被覆材５０を一体化しても良く、或いは、耐食性被覆材５０自体によって型枠５５を形成しても良い。
【００７１】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能であり、このような変形例又は変更例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【００７２】
例えば、下階及び上階に夫々空調空気を供給する複数の空調ダクトを床構造体に形成しても良い。
【００７３】
また、熱媒体配管をヒートパイプとして構成し、或いは、ヒートポンプ式熱源機器の熱媒体循環配管として構成しても良い。
【００７４】
更に、伝熱効率を向上する伝熱リブ等を耐食性被覆材又は曲げ鋼板に形成しても良い。
【００７５】
また、空調又は換気ダクトとして使用されない床構造体の中空領域を電気・通信設備用配線のスペースとして使用し、或いは、給排水衛生設備の配管スペースとして使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の合成中空床構造体は、軽量化したフルプレキャスト床構造体として建築物等に施工される。床構造体の空気ダクトは、空調機械室等の空調機又は換気用送風機等に接続され、空調空気等を搬送する空調換気設備の給気系、還気系又は排気系を構成する。空調換気設備の空気ダクトが床構造体に組込まれることから、空気ダクト設置スペースを天井裏に確保する必要性が解消し又は軽減するので、室内空間の天井高さを増大し、或いは、建築物の階高を低下することができる。また、空気ダクトの現場施工が不要となり、或いは、現場施工されるダクト部材又はダクト部品の数量が減少するので、建築設備工事を合理化し又は省力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の合成中空床構造体の実施例を示す部分断面図、Ｉ−Ｉ線断面図、部分斜視図及び部分拡大断面図である。
【図２】図１に示す床構造体の使用例を示す断面図である。
【図３】図１及び図２に示す床構造体の変形例を示す断面図である。
【図４】図１及び図２に示す床構造体の更なる変形例を示す断面図である。
【図５】図１に示す床構造体の製造方法を示す斜視図であり、熱媒体配管、繊維、中空材、耐食性被覆材及び鉄筋を曲げ鋼板に配置し又は取付ける工程が示されている。
【図６】床構造体の製造方法を示す斜視図であり、蓋体を曲げ鋼板に取付ける工程が示されている。
【図７】床構造体の製造方法を示す斜視図であり、未硬化の下フランジコンクリート上に曲げ鋼板を降下させる工程が示されている。
【図８】床構造体の製造方法を示す斜視図であり、曲げ鋼板を下フランジコンクリートに一体化した状態が示されている。
【図９】床構造体の製造方法を示す斜視図であり、上フランジコンクリートを打設した状態が示されている。
【図１０】床構造体の製造方法を示す斜視図であり、上フランジコンクリートの硬化・養生後の状態が示されている。
【図１１】床構造体の製造方法を示す部分断面図であり、潜熱蓄熱材の導入工程が示されている。
【符号の説明】
【００７８】
１：合成中空床構造体
２：上フランジコンクリート
３：下フランジコンクリート
４：曲げ鋼板
５、７：主筋
６、８：配力筋
９：型枠代用中空材
１０：潜熱蓄熱材
１１、１７：空調給気ダクト
１３：空調還気ダクト
１５、１６、１８：開口部
４１：山形頂部
４２：谷底部
５０：耐食性被覆材
６０：熱媒体配管
７０：蓋体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005164451.tif 000005
【図５】
0005164451.tif 000006
【図６】
0005164451.tif 000007
【図７】
0005164451.tif 000008
【図８】
0005164451.tif 000009
【図９】
0005164451.tif 000010
【図１０】
0005164451.tif 000011
【図１１】
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