(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記支持具は、前記曲げ鋼板における谷部の内側面に形成された水平状の長溝に突っ張り係合するようになっており、前記支持具に設けた吊り棒によって前記放射パネルが吊支されている、
請求項1に記載した放射空調装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
空調空気を吹き出す方式の空調装置に対して、放射パネルと流体との間で熱交換する放射空調方式は風が発生しないため静粛性に優れている等の多くの利点がある。そして、特許文献1の構成は、デッキプレートを放射パネルに兼用するため構造が簡単になる利点あるが、パイプの熱がコンクリートに放熱されてしまうことや、デッキプレートは鋼板であって必ずしも伝熱効率が良いとは云えないことなどから、空調装置としてのエネルギ効率は必ずしも良くないと解される。
【0007】
また、流体が流れるパイプはコンクリートの内部に埋設されているため、腐食が発生しても交換することはできない問題や、不要になっても取り外しできない問題、或いは、パイプの箇所においてコンクリートとデッキプレートとの密着性が低下するため、合成スラブとしての機能が低下するおそれなどが懸念される。
【0008】
他方、特許文献2は、デッキプレートに後付けされる天井材を放射パネルとして使用するので、特許文献1の問題は生じないが、デッキプレートの谷部を天井材で密閉せねばならないため、施工が面倒である等の問題がある。
【0009】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本願発明は様々な構成を含んでおり、その典型を各請求項で特定している。このうち請求項1の発明
は、
「
下向きの山部と上向きの谷部とを交互に形成した断面凹形状の曲げ鋼板
によって天井部の下面が構成されている建物に設ける放射空調装置であって、
前記曲げ鋼板に取り付けた支持具と、前記支持具によって水平状に支持された放射パネルと
、前記放射パネルに設けられて空調用流体が流れるパイプ
とを備えている」
という基本構成において、
「
前記放射パネルは、前記曲げ鋼板における谷部及び山部の長手方向に長い形状に形成されて、前記曲げ鋼板における1つ又は複数の谷部を下方から塞ぐ幅寸法に設定されており、
前記放射パネルの長手両側縁に、前記曲げ鋼板における山部の下面に当接する起立片が形成されて、前記起立片に、通気穴が長手方向に沿って断続的に多数形成されている」
という
特徴を有している。
【0011】
請求項2の発明は請求項1を具体化したもので、この発明では、
「前記支持具は、前記曲げ鋼板における谷部の内側面に形成された水平状の長溝に突っ張り係合するようになっており、前記支持具に設けた吊り棒によって前記放射パネルが吊支されている」
という構成になっている。
【0012】
【0013】
【0014】
請求項
3の発明は
、請求項1と同じ基本構成において、
「前記放射パネルは、前記曲げ鋼板における谷部及び山部の長手方向に長い形状に
形成されて、前記曲げ鋼板における谷部に入り込んだ状態に配置されている」
という
特徴を有している。
【0015】
【0016】
請求項
4の発明は、
請求項1と同じ基本構成において、
「前記放射パネルは、前記曲げ鋼板における谷部及び山部の長手方向に長い形状
に形成されて、多数枚の前記放射パネルが、その長手方向に間隔を空けた状態で直列に
並べられており、
前記直列の並び方向に隣り合った放射パネルの間
に、下方から見て前記放射パネルと同じ外観を有するカバーが配置され
て、前記隣り合った放射パネルに設けたパイプが、前記カバーの上の空間において継手部材で接続されている」
という
特徴を有している。
【0017】
【発明の効果】
【0018】
本願発明では、流体が流れるパイプを備えた放射パネルによって放射空調を行うものであるため、放射パネルとして伝熱性に優れた材料を使用することができると共に、流体と放射パネルとの間で放熱ロスを抑制して効率良く熱交換できる。このため、空調効率に優れていて省エネにも貢献できる。
【0019】
また、デッキプレート用の支持具は種々のものが市販されているが、本願発明
では支持具として市販されているものを使用可能であるため、作業は容易であると共にコストを抑制することもできる。また、特許文献2のように曲げ鋼板の谷部を密閉する必要はないため、作業は一層容易である。更に、建物を施工した後に後付けする方式であって交換や撤去も容易であるため、メンテナンス性
に優れていると共に、室内改装に際しての融通性も高い。既存の建物
に適用できる点でも優れている。
【0020】
曲げ鋼板の代表としてデッキプレートがあるが、デッキプレートには様々な形態があり、谷部の内側面に突条や長溝などの係合部(補強部)を設けて、この係合部に支持具を突っ張り係止できるようになっているものがある。請求項2の発明は、この形態のデッキプレートと支持具とを利用したものであり、デッキプレートに特段の加工を施すことなく放射パネルを簡単に吊支することができる。従って、実用性に優れている。また、支持具は曲げ鋼板の谷部に入り込んでいるため、放射パネルをできるだけ上に配置することができる。このため、放射空調装置を見栄え良く仕上げることができる。
【0021】
放射パネルは様々な形態・配置を採用できるが、請求項
1のように曲げ鋼板の谷部及び山部の長手方向に長い形態を採用して、曲げ鋼板の谷部を塞ぐように配置すると、曲げ鋼板の凹凸が露出することを防止又は抑制して、天井部の美観を向上できる。また、曲げ鋼板の谷部を断熱空気層として機能することにより、流体の熱が曲げ鋼板に伝わることを抑制できるため、空調効率においても優れていると云える。
【0022】
請求項
1のうち、1枚の放射パネルが曲げ鋼板の1つの谷部を塞ぐ幅寸法に設定されていると、例えば、放射パネルを、曲げ鋼板の谷部を1つ置きに塞ぐように配置するなど、きめ細かく配置することができる。従って、融通性に優れている。他方、放射パネルが複数の谷部を塞ぐような幅寸法に設定されていると、1枚の放射パネルの放射面積を大きくできるため、熱の漏洩を抑制して空調効率の向上に貢献できる。
【0023】
請求項
1のように、放射パネルが曲げ鋼板の谷部を塞ぐように配置されていると、曲げ鋼板の谷部内に、放射パネルの熱によって対流が発生することが有り得るが、この場合、請求項
1の構成を採用すると、谷部に発生した対流を起立片の通気穴から室内に逃がしたり、逆に、室内の空気を通気穴から谷部内に取り込んだりすることができるため、流体と室内との間の熱交換を促進して、空調効率を向上させることが可能になる。
【0024】
請求項
3のように放射パネルを曲げ鋼板の谷部に入り込ませると、人が天井を見上げたときに放射パネルが目立つことを抑制できる。従って、天井面の高さが低いような場合に有益である。
【0025】
【0026】
放射パネルの長さには限度があるため、放射空調装置では、多数枚の放射パネルを直列に配置して各放射パネルのパイプを継手部材で接続することになるが、請求項
4の構成では、放射パネルと同じ外観のカバーで覆われた空間においてパイプ同士を接続できるため、天井部のデザインを統一しつつ、各放射パネルのパイプに流体を流すことができる。従って、現実性に優れている。
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0029】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態では、曲げ鋼板としてデッキプレートを使用しており、デッキプレートの上にコンクリートが打設されている。以下では、方向を特定するため「前後・左右」の文言を使用するが、前後方向はデッキプレートにおける谷部及び山部の長手方向であり、左右方向は、デッキプレートにおける谷部及び山部の長手方向と直交した幅方向(並び方向)である。
【0030】
(1).第1実施形態の基本構造
図1では、本願発明を適用した建物を大まかに表示している。建物の床スラブ(天井スラブ)は、鋼板を凹凸形状に曲げて形成されたデッキプレート1の上面にコンクリート2を打設して構成されている。
図1では壁もコンクリート層として表示しているが、壁はALC板などで構成されていることが多い。
【0031】
図3に明示するように、デッキプレート1は、
上向きの谷部3と
下向きの山部4とが左右方向に連続した凹凸形状であり、谷部3と山部4と
の断面形状は台形になっている。そして、谷部3の左右内側面に、上長溝5と下長溝6とが全長に亙って形成されている。また、谷部3の上面のうち左右中間位置には下向き突条7が形成されている。
【0032】
放射空調装置は、デッキプレート1の谷部3に取り付けた支持具(吊支具、ハンガー)8の群と、支持具8で水平姿勢に吊支された放射パネル9の群と
を備えている。支持具8は、正面視で屈曲可能に連結された左右のアーム10と、左右アーム10の連結部11に螺合した鉛直姿勢の吊りボルト(両切りボルト)12とを備えており、連結部11の上部に、吊りボルト12で押し広げられる一対のカム体13を設けている。吊りボルト12は、請求項に記載した吊り棒の一例である。
【0033】
吊りボルト12の上端がカム体13の下方に位置していると、左右のアーム10は夾角を小さくしてデッキプレート1の下長溝6よりも上の位置に配置することができる。そして、吊りボルト12を全ねじレンチ等の工具で下方からねじ込んでいくと、吊りボルト12の上端がデッキプレート1の上面(下向き突条7)に当たるが、更に吊りボルト12をねじ込んでいくと、左右のカム体13が押されて左右カム体13の間隔が広がることにより、左右のアーム10の成す夾角が広がって、左右アーム10の先端が下長溝6に突っ張
ると共に、吊りボルト12の上端はデッキプレート1の上面に突っ張って落下不能に保持される。
【0034】
従って、支持具8は、三点支持の状態でデッキプレート1の谷部3に突っ張って、デッキプレート1に離脱不能に固定される。なお、吊りボルト12の回転手段としては、全ねじレンチを使用することに代えて、吊りボルト12の下端面にすり割りや角形穴等のレンチ係合手段を形成し、マイナス形や六角のレンチで回転操作することも可能である。
【0035】
(2).放射パネル
放射パネル9は、デッキプレート1の谷部3
及び山部4の長手方向に長くなっており、デッキプレート1の谷部3の開口幅よりも少し大きい幅寸法の基板14と、基板14にそれぞれ別々のヒートシンク15を介して装着された左右一対のパイプ16とを備えている。
パイプ16を空調媒体としての流体が流れるが、流体としては、一般に温水又は冷水が使用されている。
【0036】
基板14はスチール板やアルミ板のような金属板製であり、例えば200mm程度の幅寸法に設定している。敢えて述べる
までもないが、基板14は、伝熱性ができるだけ高い素材が好ましい。基板14の長さは任意に設定できるが、例えば2000mm程度のロングタイプや、1000mm程度のショートタイプとすることができる。実施形態ではロングタイプを表示している。
【0037】
基板14の左右長手側縁には上向きの起立片17を曲げ形成しており、起立片17の上端部には、下向きに開口したコ字形の折り返し部17aが形成されている。起立片17の存在によって
基板14の剛性が格段に高くなっているが、上端にコ字形の折り返し部17aが形成されているため、剛性は更に高くなっている。
【0038】
図2(C)に明示するように、起立片17には、前後長手の通気穴18の群が前後方向に適宜間隔で断続的に多数形成されている。通気穴18は2段形成しており、長手方向に隣り合った通気穴18の間隔は、通気穴18の長さと同じ程度の寸法に設定している。なお、通気穴18は、1段のみ又は3段以上形成してもよいし、その前後長さやピッチは任意に設定できる。多数の丸穴を形成してもよい。複数段に形成する場合、各段ごとに長さや配置位置を異ならせてもよい(千鳥配列にすることも可能である。)。
【0039】
ヒートシンク15は例えばアルミの押し出し加工品であり、基板14に重なるフラップと、パイプ16が弾性に抗して強制嵌合される抱持部15aとを有している。ヒートシンク15は、基板14と同じ素材の場合はスポット溶接等の溶接で固定することが可能である。異種素材の場合は、接着剤で接着したり両面粘着テープで接着したりしたらよい(同種素材の場合も、接着によって一体化でき
る。)。
【0040】
ヒートシンク15の両端は基板14の両端よりも内側に位置しているが、ヒートシンク15と基板14とを同じ長さに揃えてもよい。ヒートシンク15を基板14よりも短くする場合、その寸法差は任意に設定できる。基板14をアルミの押し出し加工品として、抱持部を一体に形成することも可能である(この場合は、別部材としてのヒートシンク15は不要になる。)。
【0041】
基板14は、その長手方向
に離れた複数箇所が支持具8の吊りボルト12で吊支されている。すなわち、基板14に空けた取付け穴19に吊りボルト12
を上から嵌め入れて、上下のナット20,21で固定している。放射パネル9
のが長さ
が1000mm程度のショートタイプの場合は、放射パネル9はその両端部を支持具8で吊支するだけでよいが、長さが2000mm程度のロングタイプの場合は、
図2(A)に示すように、前後両端部と前後中間部との3カ所に取付け穴19を設けて、3カ所を吊支すればよい。
【0042】
本実施形態では、パイプ16の
前後両端部は起立片17の
前後両端から外側に露出している。長手方向に隣り合った放射パネル9のパイプ16が、
図2(A)に簡略して表示した継手部材22によって接続されている。従って、長手方向に隣り合った放射パネル9の間には空間が空いているが、この空間は、基板14と同じ形態のカバー23によって塞がれている。カバー23も、放射パネル9と同じ形態の起立片17を備えており、明示していないが、カバー23の起立片17にも放射パネル9と同様の通気穴18が空いている。また、カバー23も、前後2つの支持具8で吊支されている。
【0043】
(3).まとめ
放射パネル9の取付けは、例えば次のような手順で行われる。すなわち、各放射パネル9とカバー23とに対応した支持具8をデッキプレート1の下長溝6に仮保持してから、まず、放射パネル9が所定の位置になるように支持具8を位置決めして、各放射パネル9を所定位置にセットして、放射パネル9の基板14を、上下のナット20,21で吊りボルト12に固定する。
【0044】
この場合、放射パネル9の両端部の箇所では、放射パネル9の上方に作業者の手が入るので、上のナット20を所定の高さに保持してから、上のナット20を回転不能に保持した状態で下のナット21を吊りボルト12にねじ込むことにより、上下のナット20,21で基板14を挟み固定できる。
【0045】
他方、放射パネル9の長さが長くて中途部に吊りボルト12が貫通している場合は、中途部の吊りボルト12の箇所まで作業者の手が届かないので、中途部の吊りボルト12のうち放射パネル9の下方に露出している部分に2個の20,21ナットをねじ込んで、2個のナット20,21を互いに密着した状態で回転不能にロックされたダブルナットと成し、このダブルナットで放射パネル9を支持したらよい。
【0046】
各放射パネル9を固定してから、隣り合った放射パネル9のパイプ16を継手部材で接続し、次いで、カバー23のための支持具8を正確に位置決めして、カバー23をナット20,21で支持する。カバー23の取り付けに当たっては、作業者の手をカバー23の上方に差し込むことはできないので、2個のナット20,21は、カバー23の下方において吊りボルト12にねじ込まれて、互いに密着した状態に保持されたダブルナットになっている。
【0047】
なお、ロングタイプの放射パネル9の場合、前後中間部では上のナット20に手が届かないので、既述のように、2個のナット20,21を放射パネル9の下に配置して回転不能にロックされたダブルナットと成したらよいが、これに代えて、放射パネル9の上に、2個の上ナット20をダブルナットとして回転不能に配置しておいて、放射パネル9の下から1つのナット21を吊りボルト12にねじ込んで固定することも可能である。
【0048】
1列の放射パネル9で2列のパイプ16が存在しているが、一列に並んだ放射パネル9の群のうち一端部に位置したものにおいて、2本のパイプ16は、
図2(A)に一点鎖線で示すようにUターンして一体に繋がっている。従って、1列の放射パネル9の群において、パイプ16の群は全体として1本に繋がっており、水は、その一端から流入し、列の端部においてUターンして他端から流出する。但し、2本のパイプ16に個別に水を流すことも可能である。
【0049】
このように、放射パネル9は、長溝6を利用してデッキプレート1に取付けた支持具8で吊支されているが、支持具8は市販品を使用できるため、作業は容易であると共にコストの抑制にも貢献できる。
【0050】
基板14とデッキプレート1との温度差(或いは基板14の上下の温度差)等により、谷部3の内部で空気の対流(上下方向に流れる対流)が発生することが有り得るが、実施形態のように起立片17に多数の通気穴18を空けておくと、
図3(B)に矢印で示すように、谷部3の内部で発生した対流が通気穴18から外部に流れ出たり、逆に、室内の空気が谷部3の内部に入り込んだりすることにより、谷部3の内部での空気の籠もりを防止又は抑制して、空調効率を向上させることが可能になる。
【0051】
また、本実施形態では、放射パネル9はデッキプレート1の山部4から起立片17の高さ分だけ下向きに突出した状態になるため、天井面には、デッキプレート1の凹凸とは逆の凹凸がラインとして現れる。このため、デッキプレート1の下面全体が露出している場合に比べて天井面の美観を向上できると云える。
【0052】
なお、列の端部に位置した放射パネル9のパイプ16には、図示しない給水装置から温水又は冷水が供給される。放射パネル9はデッキプレート1の各谷部3の箇所に配置しているが、隣り合った放射パネル9の列のパイプ16をジグザグ状に接続させてもよいし、複数列を1つのブロックとして、各ブロックごとに給排水してもよい。
【0053】
また、デッキプレート1の全ての谷部3に放射パネル9を配置する必要はないのであり、例えば、1列おきに放射パネル9を配置するなど、必要とする空調能力に応じて放射面積を設定したらよい。放射パネル9を配置していない谷部3に、放射パネル9と同じ外観のカバーを配置すると、天井面のデザインの統一が取れて好ましいと云える。
【0054】
放射空調装置が配置されてない谷部3に照明装置を配置できるが、この場合、照明装置の透光カバーを基板14と同様の起立片17を備えた外観に形成すると、天井部でのデザインの統一が成されていて好ましいといえる(この場合、透光カバーの起立片には、通気穴18と同様の穴は空けてもよいし、空けなくてもよい。)。
【0055】
(4).第2〜4実施形態・第1〜2参考例
次に、
図4以下の他の実施形態を説明する。
図4に示す第2実施形態は、1枚の放射パネル9で2つの谷部3を覆うように設定している。すなわち、第1実施形態の放射パネル9を左右に2枚繋いだ2連タイプになっている。この実施形態でも、ヒートシンク15及びパイプ16は、谷部3の下方に位置するように左右に2対ずつ設けている。実施形態の放射パネル9はロングタイプであり、前後中間部にも取付け穴19が空いている。
【0056】
本実施形態では、1枚の放射パネル9に4本のパイプ16が配置されているが、放射パネル9の群のパイプ16を全体として1本に構成する場合は、まず、放射パネル9の群のうち列の一端に位置したものについて、
図4(A)に一点鎖線で示すように、外側の2本
のパイプ16をUターン状に連結し、次いで、放射パネル9の群のうち列の他端に位置したものについて、
図4(A)に二点鎖線で示すように、内側の2本のパイプ16のUターン状に連結したらよい。従って、水の流入・排出は、列の他端に位置した放射パネル9において行われる。4本のパイプ16に独立して水を流すことも可能であるし、2本ずつのパイプ16をセットとして水を流すことも可能である。
【0057】
図5に示す第3実施形態では、隣り合った放射パネル9の間の部位に照明装置25を配置している。照明装置25は、支持具8で吊支される本体ケース26と、本体ケース26に下方から装着される透光カバー27とを備えており、本体ケース26に、ホルダー26aを介して直管状の灯具28を装着している。本体ケース26の左右両端部には下向き片29を設けており、下向き片29に、外向きに突出した係合爪部30を形成している。
【0058】
他方、透光カバー27は、放射パネル9の基板14と同じ形態になっており、起立片31に形成した折り返し部31aを本体ケース26の係合爪部30に上から係止している。なお、起立片31には、放射パネル9の通気穴18と同じ状態で穴を空けてもよいし、空けなくてもよい。
【0059】
この実施形態では、パイプ16の端部は基板14からはみ出ておらず、両端は上向きに曲げられている。そして、ホース状の継手部材22が照明装置25の上を跨いで配置されている。電源ケーブルは放射パネル9の基板14に這わせることも可能であるが、(A)に一点鎖線で示すように、支持具8の吊りボルト12に配線ダクト32を取り付けてもよい。
【0060】
図6に示す第
1参考例及び第2参考例では、放射パネル9の基板14を照明装置の一部として利用している。すなわち、(A)に示す
第1参考例では、デッキプレート1の山部4の下面に、回路基板33を介してLEDランプ34が配置されている一方、LEDランプ34を挟んで左右両側に位置した放射パネル9の基板14を、LEDランプ34に向けて傾斜させている。従って、左右の基板14が照明装置の反射板としての役割を果たしている。
【0061】
図6のうち(B)に示す
第2参考例では、放射パネル9の基板14をV形に形成している一方、デッキプレート1における山部4の下面に、横向きH形の灯具サポート35を固定して、灯具サポート35の鉛直部に、横向き方向に光を照射するようにLEDランプ34の群を配置している。この実施形態では、LEDランプ34の光は放射パネル9の基板14のみに反射して室内に照射するため、完全な間接照明になっている。LEDランプ34は、灯具サポート35の下水平フランジ又は上水平フランジに配置してもよい。
【0062】
図7に示す第
4実施形態も照明装置の例であり、この実施形態では、第1実施形態において、デッキプレート1の山部4にLED方式の照明装置25を配置している。照明装置25は、下面にLEDランプ34が配置された下向き開口コ字形の本体ケース37と、本体ケース37を下方から塞ぐ透光カバー38とを有しており、本体ケース37の左右両下向き側板37aに、基板14の起立片17に設けた通気穴18に係合する爪39を外向きに突設している。
【0063】
また、本体ケース37の下向き側板37aの下端に内向きフランジ40を形成している一方、透光カバー38の長手側縁に、内向きフランジ40に係合する爪体41を設けている。
【0064】
(5).第5〜7実施形態・第3参考例
図8では、放射パネル9をデッキプレート1の谷部3に入り込ませた実施形態を示している。このうち
図8(A)に示す第
5実施形態では、支持具8は第1実施形態とほぼ同じであるが、連結部11を谷部3のできるだけ上部に位置させることにより、放射パネル9を谷部3に入り込ませている。基板14の左右両端縁には、起立片17を形成している。
【0065】
図8(B)に示す第
6実施形態では、基板14は平板に形成されており、支持具8は基板14の下面に重なっている。そして、支持具8は屈曲可能に連結された2つのアーム42で構成されており、アーム42の連結部に当て板43を下方から当てて、ボルト44及びナット45でアーム42の連結部を基板14と当て板43で挟み付けることにより、左右のアーム42を1枚板状に保持して谷部3の下長溝6に突っ張らせている。ナット45は基板14の上面に溶接等で固定されている(バーリング加工で形成してもよい。)。
【0066】
図9では、山部4の下面に逆台形の蟻溝46を形成したデッキプレート1に適用している。すなわち、まず、
図9(A)に示す
第3参考例では、吊りボルト12のねじ込みによって上端部が広がる拡張式の支持具(吊支具)47を蟻溝46に取付けて、吊りボルト12に基板14をナット49で固定している。また、
本参考例では、基板14はアルミの押し出し加工によって形成されており、ホルダー部14aが基板14に一体に形成されている。1枚の基板14で複数の谷部3を塞ぐ多連式に構成することも可能である。
【0067】
次に、
図9(B)に示す第
7実施形態では、放射パネル9は谷部3の内部に入り込んでおり、基板14の下面に左右の板状の支持具50,51が重なっており、支持具50,51の一端部50a,51aが基板14にボルト52で共締めされている。支持具50,51の他端部には、蟻溝46に横から引っ掛かり係合する鉤部53を形成しており、一端部50a,51aが基板14に共締めすると、支持具50,51はデッキプレート1に離脱不能に保持される。
【0068】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば支持具は長溝や蟻溝を利用した吊支方式には限らず、ビス等のファスナでデッキプレートに固定した方式や、デッキプレートに溶接した方式も採用できる。更に、デッキプレートによっては内向きリブを多数形成したタイプもあるが、リブを利用して支持具を取り付けることも可能である。キーストンプレートから成る天井にも適用可能である。デッキプレート等の曲げ鋼板の谷部は、換気空間として利用することも可能である。