D-23
微気流を併用した放射空調を行う都市型環境建築の性能検証（第 8 報）耐震、耐久及び施工性に配慮した放射パネルおよび接続配管の仕様構造の検証
Validation about the environmental efficiency of the radiative cooling and heating system
assisted by a slight air flow on urban environmental building(Part8) Validation about earthquake resistant, durability and the specification andconstruction of passing water radiative panels and connecting pipes
正 会 員 ○矢 島 大 督（鹿島建設）
技術ﾌｪﾛｰ
正 会 員
本 郷 太 郎（日建設計）
正 会 員
正 会 員
木 下 碧 子（元首都大学東京）正 会 員
正 会 員
加 藤 直 樹（東洋熱工業）

水出 喜太郎（日建設計）
一ノ瀬 雅之（首都大学東京）
山 田 一 樹（東洋熱工業）

Daisuke YAJIMA*1 Kitaro MIZUIDE*2 Taro HONGO*2 Masayuki ICHINOSE *3Midoriko KINOSHITA*4 Kazuki YAMADA*5 Naoki KATO*5*1 KAJIMA Corporation *2 Nikken Sekkei Ltd.
*3 Tokyo Metropolitan University*4 Former Graduate Student Tokyo Metropolitan University *5 TONETS Corporation
The specification and construction of this passing water radiative panels is important to the radiative
cooling and heating system. We carried out validation about earthquake resistant and durability in order tothis office space got a comfortable air conditioning by this passing water radiative ceiling panel could be
opened and closed.

１．はじめに
本研究は、都心に立地する事務所ビルにおいて、水式放射空調とデシカント空調による潜熱顕熱分離空調の性能検証を行ってきた。既報 1)2)では、対象物件における微気流併用型放射空調を行うオフィス概要や各環境性能評価について示した。本報では、今回の水媒体における天井放射パネルを開閉型にすることで、メンテナンス性や快適性の向上をねらっている。その耐震性、施工性とその接続される冷温水配管の仕様と接続部の耐久性について検証した。水平展開を見据えてその内容を報告する。

図 1．固定設置とした放射パネル

２．放射パネルの仕様構造の検討

本計画の放射空調パネルは、自然循環をもたらす目的で斜めに取り付ける必要があること、空調器具の類ではあるが、実質天井パネルの施工に近いことから耐震性を考慮し、初期検討では固定設置として計画していた。
（図1参照）
しかしながら、その天井を見立てた放射天井パネルの裏には、冷温水配管、ダクト、ファン等、点検しなければならない設備が多くあるため、点検口が必要である。

空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集｛2017.9.13 〜 15（高知）｝第3巻

図 2．開閉型とした放射パネル-181-そのため、一部放射パネルとしてはダミーとして点検口を設置することを計画したが、そのダミーパネルとなる位置はあまりメンテナンス性の良い配置ができず、また平面上に敷き詰められる放射パネルの一部がダミーとなることで居住空間に対して温度ムラとなる懸念があった。
そこで、開閉可能なパネル機構を採用することとし、開閉型放射パネルを製作することとした。
（図2参照）この実現には、配管を接続したまま開閉できる機構とする必要があり、接続部の機構とその耐久性・耐震性の検討が必要であった。
３．放射パネルに接続する配管の仕様
配管を接続したままパネルを開閉できる機構について
は、スマートフィックス製のアルミ三層管及び回転式継手を採用することとした。このアルミ配管は、施工的に簡易に曲げることができ、形状を維持することができるため、配管は螺旋状にして余長をもたせることができる。
また、接続継手部はOリングとグラブリングというもので配管差込口を包み込む構造となっている。それにより回転する構造をもつため、配管を外すことなくパネル開閉できる機構が確立できた。さらにワンタッチ接続継手のため施工コストも抑制できる。その開閉機構の施工性及び信頼性については、モックアップにより問題ないことが確認できた。実施工についても同様である。
（図3,4,6参照）

図 5．継手繰り返し試験結果報告
空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集｛2017.9.13 〜 15（高知）｝-182-

図 3．配管余長設置状況

図 4．回転式継手

アルミ配管とその回転式継手の接続部の信頼性を検証するため、メーカーにて配管接続部の耐久試験として回転試験を行った。試験負荷としては、管と継手接続部に繰り返し回転を2600回（52週×50年分）として加え、水密性に問題ないことを確認することとした。回転試験速度は一般開閉速度と同等の3秒1回とし、その後の水密試
験では1.5MPaの圧力を途中50回、100回、500回、1000回、1500回、2000回、2600回ごとに加える。
結果としては、どの段階においても水密性が維持されており問題ないことが確認できた。また、内部機構の Oリングの状態も確認したが接触部に回転の影響とみられる接触痕が確認されるものの、光学顕微鏡による表面観察においても異常はなかった。
よって少なくとも 40 年分相当の耐久性は間違いなく確保できることが確認できた。
（図 5 参照）
４．放射パネルの開閉機構における強度
放射パネルの開閉機構における耐震強度については、建具の検証として YKKAP にて耐震性能に見合う蝶番強度が確保されているか検証した上で選定した。内容としては、蝶番のカール部の開き強さ、羽根の曲げ強さ、軸のせん断強さ、パネルの固定ねじの引張強さ、せん断強さ等を確認した。さらなる安全対策として開き止めワイヤーを追加し、開閉時に 16 ㎏のパネル重量の慣性力により、破損や落下等が生じる危険性を回避した。
（図 7 参照）

図 7．放射パネルの蝶番強度の検討条件

５．天井放射パネルの耐震実験
天井放射パネルの設置におけるその支持方法について
は、当社技術研究所にて実物大のモックアップにより加振実験を行った。
天井を構成する放射パネル、その下地、吊ボルト、下地補強のブレスを天井懐寸法も合わせて天井に取付ける器具・配管すべてを再現した。
（図 8,9,10 参照）
与える振動としては、構造設計時の基準となる、極めて稀に発生する大地震を想定した建物応答波と建設省告示で示される告示波を与える。100％加振とその 2 倍、3倍の振動を与えて、天井の損傷限界および破壊限界の検証を実施した。配管耐圧試験は空圧をかけた状態を維持し、振動試験前後でデジタル試験機にて確認した。
試験結果は、設計震度相当である建物応答波 100％時において、各所損傷がなかった。また加振後に配管気密試験を実施したが、圧力低下は見られず、配管も損傷がなかった。更なる加振である建設省告示波の 100％、200％、300％加振においても、損傷はなく、天井変位も微小、加振後の配管気密試験においても圧力低下が見られなかった。
（表 1 参照）

空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集｛2017.9.13 〜 15（高知）｝

図 6．回転継手構造断面図 8．基本試験体平面図-183-

想定通り結果に余裕が見られた為、放射パネル天井下地の補強ブレスを約半分にし（図 8 基本試験体平面図の赤となるブレスを削減し）、同様の加振実験を実施した。
その試験結果では、同様の揺れを受けても損傷や圧力低下は見られず、基本試験体と同様に天井としての健全性を維持した。これにより合理的なブレス、支持材にて高い耐震性能を得られた。
（表 2 参照）

６．まとめ
本研究で得られた知見を以下にまとめる。
1) 開閉機構を設けた天井放射パネルによって、良好な施工性及びメンテナンス性が得られた。
2) 開閉機構を設けた天井放射パネルによって、全面放射パネルとなる空間を容易に構築でき、温度ムラの解消により快適な空調性能に寄与することができた。
3) 水式放射パネルにおけるアルミ三層管の採用は、既報 1)2)3)の中でも示されている通り高い伝熱性により放射パネル性能を維持することに加え、配管材及び接続部の耐久性が検証された。
4) アルミ三層管とその回転式継手は、その回転機構の耐久性及び水密性などの機能維持は約 40 年以上あることが確認でき、パネル開閉機構を可能にした。
5) 放射パネルの施工、支持方法において、適正なブレス配置と耐震実験による確証により、安全面及びコスト面含め最適化することができる。
6) これらの放射パネルにおける施工的な技術検証により、容易性や合理性を高められ、今後の水冷式放射パネルの技術として水平展開できるものとして期待できる。

図 9．試験体設置状況

図 10．試験体設置状況（パネル裏）

表 1．加振実験結果（基本試験体(青＋赤)）1

謝辞

入力波ﾚﾍﾞﾙ

加振方向

天井加速度

天井変位

損傷等

建物応答度

100％

X+Z

0.35G

0.47mm

損傷なし

100％

Y+Z

0.35G

0.42mm

配管気密試験合格

2

本研究にあたり多くのご協力頂いたＹＫＫ不動産株式会社、ＹＫＫ株

3

100％

Y+Z

0.50G

0.51mm

損傷なし

式会社、ＹＫＫＡＰ株式会社並びに関係者の皆様に深く感謝致します。

4

200％

Y+Z

1.20G

1.2mm損傷なし

参考文献

5300％

Y+Z

1.4G

1.8mm

損傷なし

告示波1) 水出喜太郎、一之瀬雅之ら：微気流を併用した放射冷暖房を行うオフィスの温熱環境に関する実験研究（第 1 報）～（第 4 報）, 空気調和・衛生工学会学術講演梗概,2014 年 9 月
2) 本郷太郎、一之瀬雅之ら：微気流を併用した放射空調を行う都市型環境建築の性能検証（第 1報）～（第 4 報）, 空気調和・衛生工学会学術講演梗概,2016 年 9 月
3) 水出喜太郎、一之瀬雅之ら：微気流を併用した放射空調を行う都市型環境建築の性能検証（第5 報）～（第 9 報）, 空気調和・衛生工学会学術講演梗概,2017 年 9 月（予定）

表 2．加振実験結果（ブレス削減体（青））
入力波

ﾚﾍﾞﾙ

加振方向

天井加速度

天井変位

損傷等

建物応答度

100％

X+Z

0.37G

0.62mm

損傷なし

100％

Y+Z

0.35G

0.5mm

配管気密試験合格100％

Y+Z

0.60G

1.6mm

損傷なし

4200％

Y+Z

1.10G

2.4mm

損傷なし

5300％

Y+Z

2.40G

3.5mm

損傷なし

123

空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集｛2017.9.13 〜 15（高知）｝-184-

告示波