(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
居室と階段室との間に介在する附室又はエレベータホールに、加圧給気ファンにより圧縮空気を流入させることにより、前記居室から前記附室又はエレベータホールへの煙の流入を防止する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前記居室との間に設けられた附室扉が、前記圧縮空気の流入により加圧されて扉枠の戸当たり部に押し付けられるときの押圧力を検出するセンサと、
前記センサによって検出された前記押圧力に基づいて、前記附室扉に作用する差圧を演算し、当該差圧が所定の値となるように前記加圧給気ファンの回転駆動を制御する演算・制御手段と
を備えたことを特徴とする加圧排煙システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特別避難階段室と、居室との間に介在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外気を給気して排煙する加圧排煙システム及びそれに用いる差圧センサ付扉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビル火災等では、発生した煙が居室等の上部に煙層を形成し、この煙層が次第に下方へと立ち込め、居室の開口部の上端より低い位置に達すると、この開口部から、特別避難階段室と居室との間に介在する附室又はエレベータホールに流出し始める。このため、附室又はエレベータホールは、排煙設備を有したものとすることが義務付けられている。この種の排煙設備としては、附室の圧力を火災が発生した居室の圧力より高く加圧し、隣接居室内の火災で発生した煙が附室へ流入するのを阻止する加圧排煙システムがある。
【０００３】
この加圧排煙システムは、火災時に加圧給気ファンから附室又はエレベータホールに給気される給気量をコントロールし、附室又はエレベータホールとこれに隣接する居室との間の附室扉にかかる圧力調整と排煙を行っている。従来、この給気量のコントロールは、例えば、加圧給気ファンからの給気ダクト途中の数点におけるダクト内圧と外気圧との差圧を計測し、これによって対象とする附室扉の前後の差圧を推定することにより行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の加圧排煙システムは、対象とする附室扉の前後差圧を、給気ダクト途中のダクト内圧と外気圧との差圧により推定してコントロールするため、附室扉の前後差圧が目標値になっている保証がないままコントロールされる場合があった。即ち、現実の火災の状況に応じた附室扉の差圧が把握できなかったため、十分な差圧が現実には確保されていない場合があり、この場合には附室に煙が流出拡散する虞れがあった。一方、過剰な差圧が附室扉に作用している場合には、扉の開閉に支障をきたす虞れもあった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、附室扉に作用する実際の差圧を把握することで、附室扉に作用する差圧を所定の差圧に制御可能な加圧排煙システム及びそれに用いる差圧センサ付扉を提供し、附室扉の開閉障害、及び煙の流出拡散の防止を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加圧排煙システムは、居室と階段室との間に介在する附室又はエレベータホールに、加圧給気ファンにより圧縮空気を流入させることにより、前記居室から前記附室又はエレベータホールへの煙の流入を防止する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前記居室との間に設けられた附室扉が、前記圧縮空気の流入により加圧されて扉枠の戸当たり部に押し付けられるときの押圧力を検出するセンサと、前記センサによって検出された前記押圧力に基づいて、前記附室扉に作用する差圧を演算し、当該差圧が所定の値となるように前記加圧給気ファンの回転駆動を制御する演算・制御手段とを備えるものである。
【０００６】
この加圧排煙システムでは、煙感・熱感信号の受信により加圧給気ファンが駆動されると、附室又はエレベータホールに圧縮空気が流入し、附室又はエレベータホールが隣接する居室より高圧に加圧される。すると、附室扉が扉枠の戸当たり側へ押し付けられ、その押圧力が、歪センサによって検出される。検出された押圧力は、演算・制御手段によって、附室扉を挟む両側の差圧として演算される。演算・制御手段は、この差圧が所定の値となるように、加圧給気ファンの回転駆動を制御する。これにより、附室扉を挟む居室と附室との差圧が適切に保たれ、扉の開閉障害、煙の流出拡散が防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る加圧排煙システムの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る加圧排煙システムの構成図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は本発明に係る加圧排煙システムのブロック図である。
【００１０】
特別避難階段室１と居室３との間には附室又はエレベータホール（以下、単に「附室５」という）が設けられ、附室５は壁部である耐火壁７によって特別避難階段室１と居室３とから区画形成されている。耐火壁７には扉枠９が設けられ、扉枠９はヒンジ１１を介して開閉自在となった附室扉１３を支持している。附室扉１３は、少なくとも居室３と附室５との間の耐火壁７に設けられる他、附室５と特別避難階段室１との間の耐火壁７に設けられてもよい。但し、いずれの場合にも、附室扉１３は、附室側へ開放自在となっている。この開放方向は、後述する附室扉１３を用いて差圧を検出するために重要となる。
【００１１】
附室５には給気口１５が開口され、給気口１５は給気ダクト１７を介して加圧給気ファン１９に接続されている。加圧給気ファン１９は、駆動されることで、外気を加圧空気として給気口１５から附室５に給気する。この加圧給気ファン１９は、後述の演算・制御手段によって駆動制御される。
【００１２】
また、附室５には排煙口２１が開口され、排煙口２１は排煙ダクト２３を介して不図示の排煙ファンに接続されている。排煙ファンは、例えば上述の演算・制御手段によって制御するものであってもい。排煙ファンは、駆動されることで、附室５内の煙を排煙口２１から吸引して外部へ排出する。なお、この排煙ファンの送気量は、加圧給気ファン１９の送気量より十分に小さく設定されている。
【００１３】
従って、加圧給気ファン１９により圧縮空気を流入させると、附室５は居室３より高圧に加圧され、居室３から附室５への煙の流入が防止されるようになっている。なお、このような構成により煙の流入が防止される附室５において、排煙口２１が設けられているのは、通常状態（例えば附室扉１３が開放されていた場合等）以外の状態で附室５に進入した煙を排気するためである。
【００１４】
図２に示す附室扉１３のドアノブ２５側に対応する扉枠９には図３に示す差圧センサである歪センサ２７が設けられている。歪センサ２７は、扉枠９の戸当たり部２９に埋設され、閉動される附室扉１３に当接してこの附室扉１３に加わる扉閉方向の外力を歪み量として検出するようになっている。歪センサ２７は、側面視が凸形状で形成され、突出先端部２７ａが戸当たり部２９から突出する。突出先端部２７ａの周囲には耐火被覆材３１が設けられ、耐火被覆材３１はセンサ本体２７ｂを火災による熱から保護している。これら扉枠９、附室扉１３、歪センサ２７、耐火被覆材３１は、差圧センサ付扉３３を構成している。
【００１５】
歪センサ２７は、加えられる圧力によって誘電分極を生じて、圧力に比例した電荷が現れる所謂圧電効果を利用したものである。具体的には、チタン酸バリウム、及びその同類であるＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）等の一群の磁器物質が機械的に丈夫なため好適に用いることができ、また、高感度を必要とする場合にはロシェル塩等を用いることができる。
【００１６】
この歪センサ２７は、図４に示す演算・制御手段３５に電気的に接続されている。演算・制御手段３５としては、例えばコンピューターが使用される。建物が複数階である場合には、演算・制御手段３５には各階毎の差圧センサ付扉３３の歪センサ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．ｎ）２７が接続される。演算・制御手段３５にはインバーター３７を介して加圧給気ファン１９が接続される。加圧給気ファン１９は、演算・制御手段３５から送出される制御信号によってインバーター３７を介して周波数が制御され、その結果、回転数が可変制御されて給気量が制御されるようになっている。
【００１７】
演算・制御手段３５には、煙感・熱感センサ３９が電気的に接続されている。煙感・熱感センサ３９は、各居室３で発生した火災を煙又は熱により検出し、その信号を演算・制御手段３５へ送るようになっている。また、演算・制御手段３５には、記憶手段４１が電気的に接続されている。記憶手段４１は、附室扉１３の面積、高さ、ヒンジ加減、歪み−圧力差換算値等のデータを格納している。この記憶手段４１は、例えば演算・制御手段３５にコンピューターが使用された場合、そのコンピューターの内部メモリを用いることができる。
【００１８】
ここで、附室扉１３の開放に要する力について説明する。
附室扉１３には、附室５と居室３との差圧によって所定の開放力が必要になる。附室扉１３にかかる力を示せば、静止物体にかかるモーメントの合計は、０（ゼロ）であるから、附室扉１３について、ヒンジ廻りのモーメント合計は、
Ｍ＋Ａ・ΔＰ（Ｗ／２）−Ｆ（Ｗ−ｄ）＝０…（式１）
である。
但し、ここで、
Ｆ；扉開放に要するトータルの力〔Ｎ〕
Ｍ；ドアクローザー及び他の摩擦力のモーメント〔Ｎｍ〕
Ｗ；扉の幅〔ｍ〕
Ａ；扉の面積〔ｍ2 〕
ΔＰ；附室扉１３を挟む差圧〔Ｐａ〕
ｄ；ドアノブと附室扉１３の端までの距離〔ｍ〕
とする。
【００１９】
ドアクローザー及び摩擦力によるモーメントは、ドアクローザーによるヒンジ廻りのモーメントやヒンジの摩擦力、附室扉１３と扉枠９との摩擦力によるモーメント等から成り立っている。ドアクローザー及び他の摩擦力に打ち勝つノブの位置での分力Ｆｒは、
Ｆｒ＝Ｍ／（Ｗ−ｄ）
である。
これを（式１）に代入すると、
Ｆ＝Ｆｒ＋Ｗ・Ａ・ΔＰ／２（Ｗ−ｄ）…（式２）
となる。
【００２０】
従って、扉開放に要するトータルの力（Ｆ）と、附室扉１３を挟む差圧（Ｐ）とは比例関係にあり、力（Ｆ）又は差圧（Ｐ）のいずれか一方の値を特定することにより、他方の値を特定することができる。
【００２１】
次に、このように構成される加圧排煙システム４３の作用を説明する。
図５は本発明に係る加圧排煙システムの動作を説明するフローチャートである。
居室３に設けられた煙感・熱感センサ３９が火災を検知すると、その信号が演算・制御手段３５に受信され、演算・制御手段３５は加圧給気ファン１９を始動する。加圧給気ファン１９が駆動されると、附室５に圧縮空気が流入し、附室５が隣接する居室３より高圧に加圧される。すると、附室扉１３が扉枠９の戸当たり部２９側へ押し付けられ、その押圧力が、差圧センサ付扉３３の歪センサ２７によって検出される。検出された押圧力は、演算・制御手段３５によって、附室扉１３を挟む両側の差圧ΔＰとして演算される。演算・制御手段３５は、この差圧ΔＰが所定の値となるように、インバーター３７を介して加圧給気ファン１９の回転駆動を制御する。これにより、附室扉１３を挟む居室３と附室５との差圧ΔＰが適切に保たれ、扉開放に要するトータルの力Ｆが所定の値となって、附室扉１３の開閉障害、煙の流出拡散が防止される。
【００２２】
このように、上述の加圧排煙システム４３によれば、歪センサ２７からの信号により附室扉１３の差圧が把握可能になり、この差圧に対応して加圧給気ファン１９を制御するので、附室扉１３の開閉障害を防止でき、且つ煙の流出拡散を防止することができる。
また、差圧センサ付扉３３によれば、附室扉１３を挟む両空間の差圧を、簡素な構造で、容易且つ確実に把握することができる。
【００２３】
なお、上述の実施の形態では、歪センサ２７が扉枠９の戸当たり部２９に設けられる場合を例に説明したが、本発明に係る加圧排煙システム又はそれに用いる差圧センサ付扉は、歪センサ２７を附室扉１３に設けるものであっても、上述同様の作用・効果を奏するものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る加圧排煙システムは、附室又はエレベータホールとこれに隣接する居室との間の附室扉に、この附室扉に加わる差圧を検出するための歪センサを設け、この歪センサからの検出歪量に応じて加圧給気ファンの回転駆動を制御する演算・制御手段を備えたので、歪センサからの信号により必要な附室扉の差圧が把握可能になり、この差圧に対応して加圧給気ファンの回転駆動を制御することで、扉の開閉障害を防止でき、且つ煙の流出拡散を防止することができる。又場合によっては、火災室（廊下）の温度が測定されており、この場合、温度と差圧のデータにより、消防隊活動時の扉の開閉による煙の進入の危険性の表示も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加圧排煙システムの構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明に係る加圧排煙システムのブロック図である。
【図５】本発明に係る加圧排煙システムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…特別避難階段室、３…居室、５…附室又はエレベータホール、１３…附室扉、１９…加圧給気ファン、２７…歪センサ、３３…差圧センサ付扉、３５…演算・制御手段、４３…加圧排煙システム
【図１】
0004230071.tif 000002
【図２】
0004230071.tif 000003
【図３】
0004230071.tif 000004
【図４】
0004230071.tif 000005
【図５】
0004230071.tif 000006