特許 6662133 機械排煙システム及び火災対策構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6662133

(24)【登録日】2020年2月17日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】機械排煙システム及び火災対策構造

(51)【国際特許分類】

   A62B 13/00 20060101AFI20200227BHJP

   F24F 7/007 20060101ALI20200227BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20200227BHJP

【ＦＩ】

   A62B13/00 B

   F24F7/007 B

   F24F7/06 D

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-54701(P2016-54701)

(22)【出願日】2016年3月18日

(65)【公開番号】特開2017-164396(P2017-164396A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2019年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】山口 純一

(72)【発明者】

【氏名】岸上 昌史

【審査官】 楠永 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３３４２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０３４２２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−０１２９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１４０５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２９９７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０４４９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６２Ｂ １３／００

Ｆ２４Ｆ ７／００〜 ７／１０

Ｆ２４Ｆ １１／００〜１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の階にわたって貫通する吹抜空間を有する建物に適用される機械排煙システムであって、
少なくとも１つの階にて前記吹抜空間に隣接する室内に滞留する煙を案内する第１導煙手段と、
前記吹抜空間内に滞留する煙を案内する第２導煙手段と、
前記第１導煙手段及び前記第２導煙手段により案内された煙を集めて排出する排煙機と、
前記第１導煙手段による排煙と前記第２導煙手段による排煙とを制御する排煙制御手段とを備え、
前記第１導煙手段は、耐火ダクトを含んで構成され、
前記排煙制御手段は、前記第１導煙手段による排煙と前記第２導煙手段による排煙とを並行して行うことを特徴とする機械排煙システム。

【請求項2】

前記排煙機は、前記建物の上方に配置されており、
前記第１導煙手段は、
階毎に設けられた複数の排煙口と、
各々の前記排煙口と前記排煙機の間の風道を形成する竪ダクトと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の機械排煙システム。

【請求項3】

前記排煙制御手段は、各々の前記排煙口に対して開閉制御を行うように構成され、煙の発生源がある階に対応する前記排煙口に対して開制御を行うと共に、残りの前記排煙口に対して閉制御を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の機械排煙システム。

【請求項4】

前記建物の外部に設けられた外気取入口、前記外気取入口と前記排煙機の間の風道を形成する外気ダクト、及び前記外気ダクトの途中に設けられた外気ダンパを有する外気案内手段を更に備え、
前記排煙機は、前記外気案内手段からの外気によって希釈された煙を排出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機械排煙システム。

【請求項5】

前記建物の外部に設けられた外気取入口、前記外気取入口と前記排煙機の間の風道を形成する外気ダクト、及び前記外気ダクトの途中に設けられた外気ダンパを有する外気案内手段を更に備え、
前記排煙口が第１排煙口であり、
前記第２導煙手段は、
前記吹抜空間の上方部に設けられた第２排煙口と、
前記第２排煙口と前記排煙機との間の風道を形成する横引きダクトとを備え、
前記排煙機は、前記竪ダクト、前記横引きダクト、および、前記外気ダクトが合流する合流部に接続され、前記外気案内手段からの外気によって希釈された煙を排出する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の機械排煙システム。

【請求項6】

前記排煙機又はその周辺の温度を測定する温度計と、
前記温度計により測定された温度が閾値を上回る場合に前記外気ダンパに対して開制御を行うと共に、前記閾値を上回らない場合に前記外気ダンパに対して閉制御を行う外気取入制御手段と
を更に備えることを特徴とする請求項４または５に記載の機械排煙システム。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の機械排煙システムと、
階毎の床の先端側に配置され、かつ前記吹抜空間と前記室の間を隔てる１つ以上の間仕切りと
を備えることを特徴とする火災対策構造。

【請求項8】

前記間仕切りに近い位置に設けられ、かつ前記吹抜空間に向かって前記床の面を延長するように構成される１つ以上の張出し部を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の火災対策構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の階にわたって貫通する吹抜空間を有する建物に適用される機械排煙システム、及びこの機械排煙システムを備える火災対策構造に関する。

【背景技術】

【0002】

近時、建築分野において、複数の階にわたって貫通する吹抜空間（具体例としてアトリウム）を設けることで、開放的かつ快適な空間を演出する建築構造が注目されている。この種の建物に関して、火災の拡大・煙の拡散等を防止するための火災対策構造が種々提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、吹抜空間の上方に面する階に該吹抜空間との間仕切りを設けることで蓄煙すると共に、吹抜空間の上端近傍にある排煙口から煙を排出する排煙システムが提案されている。また、階毎の室には、排煙ダクトと排煙ファンとからなる機械排煙装置が設けられてもよい旨の記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１０４４９９号公報（図１、［００１８］、［００２２］等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、この種の機械排煙装置では、高温の煙により周囲の過熱又は延焼が発生するのを防止するため、温度ヒューズを有する自動閉鎖式の防火ダンパが設けられている。この防火ダンパが「閉」状態になることで、その排煙口からの煙の吸入が停止し、火災室内に煙が滞留する。その後、滞留した煙は、火災室に連通する吹抜空間に向けて流出する。

【0006】

この場合、大量かつ高温の煙が吹抜空間に流出する可能性を想定して、吹抜空間に隣接する箇所に対して万全な火災対策を講じる必要がある。具体的には、法令で定められた防火区画（面積区画・竪穴区画を含む）を設けた上で、その区画の種類に応じた区画方法を採用しなければならない。

【0007】

例えば、間仕切りを耐火材で構成したり、防火シャッタ又は防火扉を設けたりすることで十分な防火対策が講じられる反面、建設費の高騰或いは設計自由度の低下を招くという問題が生じる。

【0008】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、吹抜空間を有する建物の火災対策に関して、建設費の高騰及び設計自由度の低下を同時に抑制可能な機械排煙システム及び火災対策構造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】

【0009】

本発明に係る「機械排煙システム」は、複数の階にわたって貫通する吹抜空間を有する建物に適用されるシステムであって、少なくとも１つの階にて前記吹抜空間に隣接する室内に滞留する煙を案内する第１導煙手段と、前記吹抜空間内に滞留する煙を案内する第２導煙手段と、前記第１導煙手段及び前記第２導煙手段により案内された煙を集めて排出する排煙機を備え、前記第１導煙手段は、耐火ダクトを含んで構成される。

【0010】

このように、第１導煙手段は耐火ダクトを含んで構成されるので、耐火ダクトの破損・焼失、更には耐火ダクトの周囲への過熱・延焼が起こり難くなり、第１導煙手段による導煙動作を停止する必要がなくなる。この場合、室内から発生した煙は、吹抜空間を経由する流路のみならず、室内から第１導煙手段に向かう流路を通じて排出される。

【0011】

つまり、室内で発生した煙が２つの流れに分散されるので、その分だけ吹抜空間を経由する煙の量が少なくなると共に、吹抜空間の隣接箇所に掛かる熱負担が軽減される。その結果、建物における防火区画の数の削減、防火区画の免除等の減免対策を施すことが可能となる。これにより、吹抜空間を有する建物の火災対策に関して、建設費の高騰及び設計自由度の低下を同時に抑制できる。

【0012】

また、前記排煙機は、前記建物の上方に配置されており、前記第１導煙手段は、階毎に設けられた複数の排煙口と、各々の前記排煙口と前記排煙機の間の風道を形成する竪ダクトを備えてもよい。

【0013】

また、各々の前記排煙口に対して開閉制御を行う排煙制御手段を更に備え、前記排煙制御手段は、煙の発生源がある階に対応する前記排煙口に対して開制御を行うと共に、残りの前記排煙口に対して閉制御を行ってもよい。発生源に近い位置、すなわち濃度が相対的に高い位置から煙を引き出すことで、高効率な排煙動作を行うことができる。

【0014】

また、前記建物の外部に設けられた外気取入口、前記外気取入口と前記排煙機の間の風道を形成する外気ダクト、及び前記外気ダクトの途中に設けられた外気ダンパを有する外気案内手段を更に備え、前記排煙機は、前記外気案内手段からの外気によって希釈された煙を排出してもよい。高温の煙を外気で希釈化することで、排煙機に到達する気体の温度が大幅に低下し、排煙機に掛かる熱負担を軽減できる。

【0015】

また、前記排煙機又はその周辺の温度を測定する温度計と、前記温度計により測定された温度が閾値を上回る場合に前記外気ダンパに対して開制御を行うと共に、前記閾値を上回らない場合に前記外気ダンパに対して閉制御を行う外気取入制御手段を更に備えてもよい。温度計による温度の測定結果を用いて外気ダンパの開閉制御を行うことで、排煙動作の効率化及び熱負担の軽減の両立が図られる。

【0016】

本発明に係る「火災対策構造」は、上記したいずれかの機械排煙システムと、階毎の床の先端側に配置され、かつ前記吹抜空間と前記室の間を隔てる１つ以上の間仕切りを備える。

【0017】

また、前記間仕切りに近い位置に設けられ、かつ前記吹抜空間に向かって前記床の面を延長するように構成される１つ以上の張出し部を更に備えてもよい。室内の煙は、床及び張出し部の面に沿って吹抜空間に向けて流出する。ここで、煙は、張出し部の下面と接触することで張出し部に熱を奪われていくので、間仕切りに到達する時点で煙の温度が十分に低下する。また、間仕切りに近い位置に張出し部が設けられているので、上昇中の煙が間仕切りに直接的に接触するのを防止可能であり、間仕切りに掛かる熱負担が軽減される。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る機械排煙システム及び火災対策構造によれば、吹抜空間を有する建物の火災対策に関して、建設費の高騰及び設計自由度の低下を同時に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態に係る火災対策構造が組み込まれた建物の全体構成図である。

【図2】図１に示す機械排煙システムの作動に伴う煙の挙動に関する説明図である。

【図3】第２実施形態に係る火災対策構造が組み込まれた建物の全体構成図である。

【図4】図３に示す機械排煙システムの動作状態に関する説明図である。

【図5】第３実施形態に係る火災対策構造が組み込まれた建物の全体構成図である。

【図6】図５に示す張出し部の周辺における煙の挙動に関する説明図である。

【図7】効果確認に用いた実験模型の見取図である。

【図8】吹抜空間内における温度上昇量の高さ分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る機械排煙システムについて、火災対策構造との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

【0021】

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態に係る火災対策構造１０について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。

【0022】

＜火災対策構造１０の構成＞
図１は、第１実施形態に係る火災対策構造１０が組み込まれた建物１２の全体構成図である。本図では、建物１２の主要な構造部として、床１４、壁１６、天井１８、及び床２０、２２を模式的に示す。建物１２の内部には、複数の階２４ａ、２４ｂ、２４ｃをそれぞれ貫通する吹抜空間２６が形成されている。

【0023】

下位の階２４ａには、吹抜空間２６に隣接する室２８ａが設けられている。中位の階２４ｂには、吹抜空間２６に隣接する室２８ｂが設けられている。上位の階２４ｃには、吹抜空間２６に隣接する室２８ｃが設けられている。なお、室２８ｃ内には、建物１２の外に避難するための避難扉３０が配置されている。

【0024】

床２０の先端側であって吹抜空間２６に面する位置には、ガラスからなる間仕切り３２が設けられている。床２２の先端側であって吹抜空間２６に面する位置には、ガラスからなる間仕切り３４が設けられている。これにより、室２８ｂ、２８ｃは、吹抜空間２６から物理的に隔てられる。

【0025】

この建物１２内に構築される火災対策構造１０は、上記した間仕切り３２、３４の他、機械排煙方式による機械排煙システム４０から構成される。ここで、「機械排煙方式」とは、排煙機４６を作動させ、排煙しようとする部分の煙Ｓを引き出すことにより、建物１２の外部に排煙する方式を意味する。

【0026】

機械排煙システム４０は、室２８ａ〜２８ｃ内に滞留する煙Ｓを案内する第１導煙手段４２と、吹抜空間２６内に滞留する煙Ｓを案内する第２導煙手段４４と、案内された煙Ｓを集めて外部に排出する排煙機４６を含んで構成される。

【0027】

第１導煙手段４２は、室２８ａに接する壁１６の付近に設けられた排煙口４８ａと、室２８ｂに接する壁１６の付近に設けられた排煙口４８ｂと、室２８ｃに接する壁１６の付近に設けられた排煙口４８ｃと、各々の排煙口４８ａ〜４８ｃと排煙機４６の間の風道を形成し、かつ壁１６の外側に配置された竪ダクト５０とから構成される。

【0028】

竪ダクト５０は、建物１２の屋上に向かって高さ方向に本管が延びており、かつ複数の高さ位置で分岐する耐火仕様のダクト（以下、耐火ダクト）である。竪ダクト５０の耐熱温度は、防火の観点から高いほど好ましく、概ね８００〜１２００℃である。竪ダクト５０は、具体例として、１．５ｍｍ以上の鋼板ダクトに対して耐火被覆材（２５ｍｍ以上のロックウール）を巻き付けて構成される。

【0029】

第２導煙手段４４は、吹抜空間２６に接する天井１８の付近に設けられた排煙口５２と、排煙口５２と排煙機４６の間の風道を形成し、かつ天井１８の外側に配置された横引きダクト５４と、横引きダクト５４の途中に設けられた排煙ダンパ５６から構成される。

【0030】

排煙機４６は、竪ダクト５０及び横引きダクト５４にそれぞれ接続され、竪ダクト５０及び横引きダクト５４の中にある煙Ｓを吸引すると共に、図示しない排煙出口から排出する。なお、排煙機４６の耐熱温度は、機種（遠心型又は軸流型）によって異なるが、概ね６００〜８００℃以下である点に留意する。

【0031】

機械排煙システム４０は、各々の構成機器を制御可能なＰＬＣ（Programmable Logic Controller）制御盤５８（排煙制御手段）と、商用電源とは別の非常電源６０を更に備える。ＰＬＣ制御盤５８は、具体的には、排煙機４６の駆動制御、排煙口４８ａ〜４８ｃ、５２の開閉制御、及び排煙ダンパ５６の開閉制御を行う。

【0032】

＜機械排煙システム４０の動作＞
続いて、火災発生時における機械排煙システム４０の動作について、図２を参照しながら説明する。例えば、室２８ａ内から火Ｆが発生した場合、在室者Ｍの避難安全を確保するために機械排煙システム４０を作動させる。

【0033】

一般的に言えば、高温の煙Ｓにより周囲の過熱又は延焼が発生するのを防止するため、排煙用の竪ダクトには、温度ヒューズを有する自動閉鎖式の防火ダンパが設けられる場合がある。しかし、第１実施形態を含む各々の実施形態では、この防火ダンパが設けられておらず、第１導煙手段４２を経由する機械排煙を停止させない点に留意する。

【0034】

図２に示すように、ＰＬＣ制御盤５８は、排煙ダンパ５６に対して「開」制御を行うと共に、排煙機４６を作動する。ＰＬＣ制御盤５８は、更に、煙Ｓの発生源（火Ｆ）がある階２４ａに対応する排煙口４８ａに対して「開」制御を行うと共に、残りの階２４ｂ、２４ｃに対応する排煙口４８ｂ、４８ｃの「閉」制御を行う。

【0035】

発生した煙Ｓの一部は、室２８ａ内に滞留すると共に、床２０の面に沿って吹抜空間２６に向けて流出する。その後、室２８ａ内から流出した煙Ｓは、対流を起こしながら上昇し、吹抜空間２６の上方（天井１８の付近）にて滞留する。

【0036】

竪ダクト５０は耐火ダクトであるため、耐火ダクトの破損・焼失、更には耐火ダクトの周囲への過熱・延焼が起こり難くなり、第１導煙手段４２による導煙動作を停止する必要がなくなる。この場合、室２８ａ内から発生した煙Ｓは、吹抜空間２６を経由する流路のみならず、室２８ａ内から第１導煙手段４２に向かう流路を通じて排出される。

【0037】

つまり、室２８ａ内で発生した煙Ｓが２つの流れに分散されるので、その分だけ吹抜空間２６を経由する煙Ｓの量が少なくなると共に、吹抜空間２６の隣接箇所（例えば、間仕切り３２、３４）に掛かる熱負担が軽減される。その結果、建物１２における防火区画の数の削減、防火区画の免除等の減免対策を施すことが可能となる。

【0038】

具体的には、火災対策構造１０として、間仕切り３２、３４を耐火材で構成しなくてもよく、例えばガラスを用いることができる。また、機械排煙システム４０の排煙能力又は建物１２の構造によっては、間仕切り３２、３４とは別に、防火シャッタ又は防火扉を設ける必要がなくなる。

【0039】

なお、排煙機４６は、商用電源（主電源）からの電力の供給が停止された場合、非常電源６０により作動可能に構成されている。これにより、第１導煙手段４２及び／又は第２導煙手段４４を経由する「止まらない機械排煙」を実現する。

【0040】

＜第１実施形態による効果＞
以上のように、この機械排煙システム４０は、［１］複数の階２４ａ〜２４ｃにわたって貫通する吹抜空間２６を有する建物１２に適用され、［２］少なくとも１つの階２４ａ〜２４ｃにて吹抜空間２６に隣接する室２８ａ〜２８ｃ内に滞留する煙Ｓを案内する第１導煙手段４２と、［３］吹抜空間２６内に滞留する煙Ｓを案内する第２導煙手段４４と、［４］第１導煙手段４２及び第２導煙手段４４により案内された煙Ｓを集めて排出する排煙機４６を備え、［５］第１導煙手段４２は、竪ダクト５０（耐火ダクト）を含んで構成される。これにより、吹抜空間２６を有する建物１２の火災対策に関して、建設費の高騰及び設計自由度の低下を同時に抑制できる。

【0041】

また、排煙機４６は、建物１２の上方に配置されており、第１導煙手段４２は、階２４ａ〜２４ｃ毎に設けられた複数の排煙口４８ａ〜４８ｃと、各々の排煙口４８ａ〜４８ｃと排煙機４６の間の風道を形成する竪ダクト５０を備えてもよい。

【0042】

そして、機械排煙システム４０は、各々の排煙口４８ａ〜４８ｃに対して開閉制御を行うＰＬＣ制御盤５８（排煙制御手段）を更に備え、ＰＬＣ制御盤５８は、煙Ｓの発生源（火Ｆ）がある階２４ａに対応する排煙口４８ａに対して開制御を行うと共に、残りの排煙口４８ｂ、４８ｃに対して閉制御を行ってもよい。火Ｆに近い位置、すなわち濃度が相対的に高い位置から煙Ｓを引き出すことで、高効率な排煙動作を行うことができる。

【0043】

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態に係る火災対策構造７０について、図３及び図４を参照しながら説明する。この火災対策構造７０は、第１実施形態（火災対策構造１０）の改良例に相当する。なお、第１実施形態と同等の構成については、同一の参照符号を付すると共に、その説明を適宜省略する。

【0044】

＜火災対策構造７０の構成＞
図３は、第２実施形態に係る火災対策構造７０が組み込まれた建物１２の全体構成図である。第２実施形態では、建物１２の構造は第１実施形態（建物１２）と同一であるが、機械排煙システム７２の構成が第１実施形態（機械排煙システム４０）と異なっている。

【0045】

機械排煙システム７２は、第１導煙手段４２、第２導煙手段４４及び排煙機４６の他、外気を案内する外気案内手段７４を含んで構成される。外気案内手段７４は、建物１２の外部に設けられた外気取入口７６と、外気取入口７６と排煙機４６の間の風道を形成する外気ダクト７８と、外気ダクト７８の途中に設けられた外気ダンパ８０から構成される。

【0046】

排煙機４６は、竪ダクト５０、横引きダクト５４及び外気ダクト７８が合流する合流部８２に接続され、外気ダクト７８からの外気によって希釈された煙Ｓを吸引すると共に、図示しない排煙出口から排出する。

【0047】

機械排煙システム７０は、非常電源６０の他、排煙機４６又はその周辺（ここでは、合流部８２）の温度を測定する温度計８４と、各々の構成機器を制御可能なＰＬＣ制御盤８６（排煙制御手段、外気取入制御手段）を更に備える。ＰＬＣ制御盤８６は、具体的には、排煙機４６の駆動制御、排煙口４８ａ〜４８ｃ、５２の開閉制御、排煙ダンパ５６の開閉制御、及び外気ダンパ８０の開閉動作を行う。

【0048】

＜機械排煙システム７２の動作＞
続いて、火災発生時における機械排煙システム７２の動作について、図４を参照しながら説明する。例えば、室２８ａ内から火Ｆが発生した場合、在室者Ｍの避難安全を確保するために機械排煙システム７２を作動させる。

【0049】

第１実施形態にて説明したように、第１導煙手段４２を経由する機械排煙を継続する場合、排煙機４６に掛かる熱負荷が懸念される。つまり、竪ダクト５０の耐熱温度が排煙機４６の耐熱温度よりも高い場合、高温の煙Ｓによる排煙機４６の故障・破損が起こり得る点に留意する。

【0050】

図４に示すように、ＰＬＣ制御盤８６は、排煙ダンパ５６に対して「開」制御を行うと共に、排煙機４６を作動する。ＰＬＣ制御盤８６は、更に、煙Ｓの発生源（火Ｆ）がある階２４ａに対応する排煙口４８ａに対して「開」制御を行うと共に、残りの階２４ｂ、２４ｃに対応する排煙口４８ｂ、４８ｃの「閉」制御を行う。

【0051】

ＰＬＣ制御盤８６は、更に、温度計８４により逐次測定される合流部８２の温度に応じて外気ダンパ８０の開閉制御を行う。具体的には、ＰＬＣ制御盤８６は、温度が閾値を上回る場合に外気ダンパ８０に対して「開」制御を行うと共に、閾値を上回らない場合に外気ダンパ８０に対して「閉」制御を行う。なお、閾値は、排煙機４６の耐熱温度よりも低い任意の値（例えば、５００℃）に設定される。

【0052】

外気ダンパ８０が「開」状態である場合、煙Ｓは、外気案内手段７４からの外気によって希釈される。つまり、高温の煙Ｓが、室２８ａ、排煙口４８ａ、竪ダクト５０、及び合流部８２の順に流れた後、排煙機４６に到達する時点で、煙Ｓの温度が十分に低下する。これにより、排煙機４６に掛かる熱負担を軽減できる。

【0053】

一方、外気ダンパ８０が「閉」状態である場合、煙Ｓは、外気案内手段７４からの外気によって希釈されない。つまり、濃度が高い煙Ｓをそのまま引き出すことで、高効率な排煙動作を行うことができる。なお、この「閉」状態であっても、煙Ｓの温度の低下効果が得られている。温度が相対的に低い吹抜空間２６内の煙Ｓが、合流部８２にて混合されるからである。

【0054】

＜第２実施形態による効果＞
以上のように、この機械排煙システム７２は、第１実施形態（機械排煙システム４０）と同様に、［１］複数の階２４ａ〜２４ｃにわたって貫通する吹抜空間２６を有する建物１２に適用され、［２］第１導煙手段４２と、［３］第２導煙手段４４と、［４］排煙機４６を備え、［５］第１導煙手段４２は、竪ダクト５０（耐火ダクト）を含んで構成される。これにより、吹抜空間２６を有する建物１２の火災対策に関して、建設費の高騰及び設計自由度の低下を同時に抑制できる。

【0055】

そして、機械排煙システム７２は、［６］建物１２の外部に設けられた外気取入口７６、外気取入口７６と排煙機４６の間の風道を形成する外気ダクト７８、及び外気ダクト７８の途中に設けられた外気ダンパ８０を有する外気案内手段７４を更に備え、［７］排煙機４６は、外気案内手段７４からの外気によって希釈された煙Ｓを排出してもよい。高温の煙Ｓを外気で希釈化することで、排煙機４６に到達する気体の温度が大幅に低下し、排煙機４６に掛かる熱負担を軽減できる。

【0056】

また、機械排煙システム７０は、排煙機４６又はその周辺の温度を測定する温度計８４と、温度計８４により測定された温度が閾値を上回る場合に外気ダンパ８０に対して開制御を行うと共に、閾値を上回らない場合に外気ダンパ８０に対して閉制御を行うＰＬＣ制御盤８６（外気取入制御手段）を更に備えてもよい。温度計８４による温度の測定結果を用いて外気ダンパ８０の開閉制御を行うことで、排煙動作の効率化及び熱負担の軽減の両立が図られる。

【0057】

［第３実施形態］
続いて、第３実施形態に係る火災対策構造１００について、図５〜図８を参照しながら説明する。この火災対策構造１００は、第１実施形態（火災対策構造１０）の改良例に相当する。なお、第１実施形態と同等の構成については、同一の参照符号を付すると共に、その説明を適宜省略する。

【0058】

＜火災対策構造１００の構成＞
図５は、第３実施形態に係る火災対策構造１００が組み込まれた建物１０２の全体構成図である。第３実施形態では、機械排煙システム４０の構成が第１実施形態（機械排煙システム４０）と同一であるが、建物１０２の構造は第１実施形態（建物１２）と異なっている。

【0059】

この建物１０２内に構築される火災対策構造１００は、上記した間仕切り３２、３４、機械排煙システム４０の他、階２８ｂに設けられた張出し部１０４と、階２８ｃに設けられた張出し部１０８から構成される。

【0060】

側方視Ｌ字状の張出し部１０４は、間仕切り３２に近い位置に設けられ、かつ吹抜空間１１２に向かって床２０の面を延長するように構成される。より詳細には、張出し部１０４は、床２０の面に沿って水平に延びる延長部１０５と、延長部１０５の先端側から上方に延びる塀部１０６を有する。

【0061】

側方視Ｌ字状の張出し部１０８は、間仕切り３４に近い位置に設けられ、かつ吹抜空間１１２に向かって床２２の面を延長するように構成される。より詳細には、張出し部１０８は、床２２の面に沿って水平に延びる延長部１０９と、延長部１０９の先端側から上方に延びる塀部１１０を有する。

【0062】

このように、階２４ｂ、２４ｃ毎に張出し部１０４、１０８を設けることで、吹抜空間１１２と間仕切り３２の間に中間領域１１４が形成されると共に、吹抜空間１１２と間仕切り３４の間に中間領域１１６が形成される。

【0063】

なお、張出し部１０４、１０８は、図５の例に限られることなく、任意の形状又はサイズであってもよい。また、張出し部１０４、１０８の材質に関して、ある程度の耐熱性又は強度があれば材質の種類は問わない。

【0064】

＜火災発生時における煙Ｓの挙動＞
図６は、図５に示す張出し部１０４の周辺における煙Ｓの挙動に関する説明図である。室２８ａ内の煙Ｓは、床２０及び張出し部１０４の面に沿って吹抜空間１１２に向けて流出する。ここで、煙Ｓは、延長部１０５の下面又は塀部１０６の側面と接触することで張出し部１０４に熱を奪われていくと共に、周囲の空気を巻き込むことで気流の噴出幅が広がる。

【0065】

つまり、高温の煙Ｓが、室２８ａ、吹抜空間１１２、及び中間領域１１４の順に流れた後、間仕切り３２に到達する時点で煙Ｓの温度が十分に低下する。また、間仕切り３２に近い位置に張出し部１０４が設けられているので、上昇中の煙Ｓが間仕切り３２に直接的に接触するのを防止可能であり、間仕切り３２に掛かる熱負担が軽減される。

【0066】

＜効果確認＞
続いて、張出し部１０４、１０８による効果を確認するため、火災対策構造１００の模型を作製して実験を行った。

【0067】

図７は、効果確認に用いた実験模型の見取図である。詳しくは、図７（Ａ）は１階の平面図であり、図７（Ｂ）はＡ−Ａ’線に沿った断面図である。この図から理解されるように、この実験模型は、３つの階を貫通する吹抜空間と、階毎に３つずつの室を有する建物を形作る。

【0068】

この実験模型は、実寸の約１／３の縮尺スケールを想定したサイズ、具体的には、幅４．５ｍ、奥行き６．３ｍ、高さ３．０ｍのサイズを有する。吹抜空間は、幅２．２７５ｍ、奥行き６．３ｍ、高さ３．０ｍのサイズを有する。各々の室は、幅２．２７５ｍ、奥行き２．１ｍ、高さ１．０ｍのサイズを有する。

【0069】

１階の中央にある室（以下、火災室）内で火災が発生したことを想定し、火災室の床面中央に煙の発生源を載置した。また、火災室の出入口付近には、幅が３５０ｍｍ又は７００ｍｍの張出し部を取り付けた。

【0070】

図８は、吹抜空間内における温度上昇値の高さ分布を示す図である。詳しくは、図８（Ａ）は排煙方法による結果の差異を示すグラフであり、図８（Ｂ）は張出し部の有無による結果の差異を示すグラフである。グラフの横軸は上昇温度（単位：℃）を示し、グラフの縦軸は１階床面からの高さ（単位：ｍ）を示す。

【0071】

図８（Ａ）に示すように、「排煙なし」、「吹抜のみ排煙」及び「吹抜＋室内排煙」のいずれのグラフに関しても、吹抜空間の上方ほど温度の上昇値が大きくなっている。「排煙なし」の場合は最大で約７５℃であったのに対し、「吹抜のみ排煙」の場合は最大で約５５℃、「吹抜＋室内排煙」の場合は最大で約５℃であった。特に、「吹抜＋室内排煙」の場合では、「吹抜のみ排煙」と比べて飛躍的に温度上昇が抑制された。

【0072】

図８（Ｂ）に示すように、「張出し部なし」、「張出し部あり（３５０ｍｍ）」及び「張出し部あり（７００ｍｍ）」のいずれのグラフに関しても、吹抜空間の上方ほど温度の上昇値が大きくなっている。「張出し部なし」の場合は最大で約５０℃であったのに対し、「張出し部あり（３５０ｍｍ）」の場合は最大で約３０℃、「張出し部あり（７００ｍｍ）」の場合は最大で約２５℃であった。特に、「張出し部あり」の場合では、「張出し部なし」と比べて、高さ分布を均一にしながら全体的に抑制する傾向がみられた。

【0073】

＜第３実施形態による効果＞
以上のように、この火災対策構造１００は、［１］上記した機械排煙システム４０と、［２］階２４ｂ、２４ｃ毎の床２０、２２の先端側に配置され、かつ吹抜空間１１２と室２８ｂ、２８ｃの間を隔てる１つ以上の間仕切り３２、３４を備える。これにより、吹抜空間１１２を有する建物１０２の火災対策に関して、建設費の高騰及び設計自由度の低下を同時に抑制できる。

【0074】

また、火災対策構造１００は、［３］間仕切り３２、３４に近い位置に設けられ、かつ吹抜空間１１２に向かって床２０、２２の面を延長するように構成される１つ以上の張出し部１０４、１０８を更に備えてもよい。室２８ａ（２８ｂ）内の煙Ｓは、床２０（２２）及び張出し部１０４（１０８）の面に沿って吹抜空間１１２に向けて流出する。ここで、煙Ｓは、張出し部１０４（１０８）の下面と接触することで張出し部１０４（１０８）に熱を奪われていくので、間仕切り３２、３４に到達する時点で煙Ｓの温度が十分に低下する。また、間仕切り３２、３４に近い位置に張出し部１０４、１０８が設けられているので、上昇中の煙Ｓが間仕切り３２、３４に直接的に接触するのを防止可能であり、間仕切り３２、３４に掛かる熱負担が軽減される。

【0075】

［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0076】

１０、７０、１００‥火災対策構造 １２、１０２‥建物
１４、２０、２２‥床 ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ‥階
２６、１１２‥吹抜空間 ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ‥室
３２、３４‥間仕切り ４０、７２‥機械排煙システム
４２‥第１導煙手段 ４４‥第２導煙手段
４６‥排煙機 ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、５２‥排煙口
５０‥竪ダクト（耐火ダクト） ５４‥横引きダクト
５６‥排煙ダンパ ５８‥ＰＬＣ制御盤（排煙制御手段）
６０‥非常電源 ７４‥外気案内手段
８２‥合流部 ８４‥温度計
８６‥ＰＬＣ制御盤（排煙制御手段、外気取入制御手段）
１０４、１０８‥張出し部 １０５、１０９‥延長部
１０６、１１０‥塀部 １１４、１１６‥中間領域
Ｆ‥火（煙の発生源） Ｓ‥煙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】