JP2010096420A - 体育施設用空調構造 - Google Patents

Abstract

【課題】体育館等の体育施設用空調構造に関し、体育施設及び避難所として快適な空調環境を実現し、併せて省エネルギー化にも適した体育施設用空調構造を提供することを課題とする。
【解決手段】建物の床スラブ２に支持脚１０、大引１２を配設し、これら大引に配置した根太１４に床面材１５を敷設した床構造に付属する体育施設用空調構造において、床面材１５の下方に、大引１２と直交する方向に第一のダクト６を配置し、この第一のダクト６に空調機３３から送り出される空調用空気を流通させ、大引１２間にわたり、床面材１５の下方を覆う断熱シート３０を配置して床面材１５との間に第二のダクト７を形成し、第一のダクト６の所定間隔位置に第二のダクト７に送風する送風機３１を配置し、第二のダクト７を通過する空調用空気により床面材１５を暖め又は冷やして温度を調整し、この床面材１５の上部の床面からの輻射作用により室内の空調を行なう構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、体育館等の体育施設用空調構造に関する。

従来、体育館等の建物における空調設備の多くは、室内へ温冷風等の空調用空気を吹き込んで空調を行なう室内対流型空調が用いられている。また一方では、温冷風による空調用空気を床下全体に充満させ、壁際の床面換気孔から前記空調用空気を室内へ取り入れる構造の床下空調型の空調設備も導入されている。

また空調システムとして、特許文献１には図４に示すように、フロアパネル８２の発熱によって室内を暖房するものであって、床スラブ８０とフロアパネル８２との間に間仕切り８４を設け、前記フロアパネル８２と間仕切り８４とで形成する第一の床下空間８６と、前記間仕切り８４と床スラブ８０とで形成する第二の床下空間８８とを区画形成する空調システムが開示されている。これは、上記第二の床下空間８８の空気層を断熱材の代わりとして、床スラブ８０面へ逃げる熱伝導を極力遮断して、室内暖房の効率を上げるものである。

また、特許文献２に記載の住宅の空調装置は、床面材の下側に気密性を有する膜材を所定の撓みを持つように設けて、床面材と膜材との間に空気を囲い込む空間を形成して特殊な床構造を形成し、この空間を空調用空気が流通する通気層として空調装置の構成に利用し、吹出し口から空調空間内に空調用空気を供給して建物内の空調を行ない、また上記床構造を床暖房装置に利用するものである。

特開平６−５８５６６号公報 特開平６−３００３５０号公報

さて、上記体育館等の室内対流型空調は、対流風により競技に支障が生じる場合は稼動できないこともあり、また上記床下空調型の空調では、床下スペース容量が大きい体育館の床では、断熱性の確保の問題或いはエネルギーロス等の問題がある。

また、特許文献１に示す空調システムは、フロアパネル自体を発熱させるものであるため、大規模なフロアー或いは運動施設の床には不向きであるという問題がある。
特許文献２の住宅の空調装置は、大引と根太間に膜材を挟み込む形態であり、通気層内の暖房用空気は大引と床下面との間の狭い隙間を通過する構造であるため、空気の流通に支障をきたすおそれがあり、またこの空調装置では体育館等の広いフロアーの場合には、フロアーの全体に暖房用空気が行き渡らないという問題がある。

また、昨今の自然災害時の避難場所として体育館などの室内競技場が用いられる等、体育館の多様化のニーズは高まっており、このため長時間の避難生活における十分な室内環境の維持及び、通常の運動競技使用時にも適した空調構造の開発が望まれている。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、体育施設及び避難所として快適な空調環境を実現し、併せて省エネルギー化にも適した体育施設用空調構造を提供することを目的とする。

以上の技術的課題を解決するため、本発明に係る体育施設用空調構造は、建物の床スラブ２に設置した支持脚１０の上部間に平行に大引１２を配設し、上記大引１２の上部に、これら大引と直交する方向に根太１４を配置し、上記根太１４の上部に床面材１５を敷設した床構造に付属する体育施設用空調構造において、上記床面材１５の下方に、上記大引１２と直交する方向に第一のダクト６を配置し、この第一のダクト６に、これと連通する空調機３３から送り出される暖気又は冷気などの空調用空気を流通させ、上記並置された隣り合う大引１２間にわたり、上記床面材１５の下方を覆う断熱シート３０を配置して床面材１５とこの断熱シート３０との間に第二のダクト７を形成し、上記第一のダクト６の所定間隔位置に、この第一のダクト６を通過する空調用空気を吸引して上記第二のダクト７に送風する送風機３１を配置し、上記第二のダクト７を通過する空調用空気により上記床面材１５を暖め又は冷やして温度を調整し、この床面材１５の上部の床面からの輻射作用により室内の空調を行なう構成である。

また、本発明に係る体育施設用空調構造は、上記第一のダクト６を上記床スラブ２を二分する状態で直線状に配置する一方、上記第二のダクト７を第一のダクト６からこれと直交する両方向に向けて配置した構成である。

また、本発明に係る体育施設用空調構造は、上記建物の壁スラブ４とこの前方に配置した壁板２６との間の空間部に、上記第二のダクト７と連通しこの第二のダクト７からの空調用空気を上記壁面に設けた通風口２７まで送る第三のダクト８を形成し、上記通風口２７から空調用空気を室内へ吹き出す構成である。

本発明に係る体育施設用空調構造によれば、床面材の下方に大引と直交する方向に第一のダクトを配置し、床面材と断熱シートとの間に第二のダクトを形成し、第一のダクトの所定間隔位置に第二のダクトに送風する送風機を配置し、第二のダクトの床面材の上部の床面からの輻射作用により室内の空調を行なう構成を採用したから、第一のダクトを空調用空気を大量に流す主流とし、この主流から各第二のダクトに分岐して流すことで、空調用空気の流路が効率良くかつ均等に分岐され、さらに送風機により第二のダクトへ強制的に空調用空気を送り出すことにしたから、これが広い床面積の全体にわたって隅々まで行きわたって全体に快適な空調が行なわれ、床面全体から放出される輻射作用（輻射熱）による冷暖房により室内を涼暖し、床面全体から快適で心地良い室内空調環境が得られ、これにより運動競技にも支障のない空調環境が形成されるため体育施設として快適に利用でき、併せて避難所としても快適で健康的な空調環境が実現できるという効果を奏する。
また、床下空間を断熱シートで分割することで、床下空間全体を空調する構造と比較してエネルギー効率が高く省エネ化が期待できるとともに、断熱シートの利用により、断熱効果とダクト機能とが同時に得られて初期コスト等が削減されるという効果がある。

本発明に係る体育施設用空調構造によれば、第一のダクトを床スラブを二分する状態で直線状に配置する一方、第二のダクトを第一のダクトから両方向に向けて配置した構成を採用したから、第一のダクト内の空調用空気の流通が良好に行なえ、また第一のダクトから空調用空気が左右の第二のダクトに分岐して全ダクトに効率的かつ均等に行きわたることから、空調が室内の隅々まで均一かつ確実に行なえるという効果がある。

本発明に係る体育施設用空調構造によれば、第二のダクトからの空調用空気を壁面に設けた通風口まで送る第三のダクトを形成した構成を採用したから、通風口からの空調用空気の吹き出しにより、空気温度による空調が併せて行なえることから空調効率が高められ、また施設に装備する床面換気口の設置数を削減できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態に係る体育施設用空調構造は、図１〜３に示すように、主に室内競技場である体育館等の建物の高床式二重床の床構造及び壁面懐構造に組み込まれる構造である。この建物の室内は、矩形状に床スラブ２が形成されまた四方にはそれぞれ壁スラブ４が形成されており、床スラブ２の上方には上記床構造に係る床面３が、また壁スラブ４の前方には上記壁面懐構造に係る壁面５が形成されている。

上記床構造には、支持脚１０、大引１２、根太１４が用いられ、また床面材１５として捨板１６及び仕上げ用のフローリング材１８が用いられる。上記壁面懐構造には、間隔保持具２０、スタッド２２、ランナ２３、長尺状の鋼板からなる押えプレート２４、Ｌ型長尺状のアングル２５、壁板２６及び通風板２８が用いられる。また、空調用のダクトを形成するために断熱シート３０が用いられる。

上記支持脚１０は図２に示すように、高さ調整が可能な（ターンバックル形態）中空胴状のバックル部３４が中間部に設けられ、この上側に螺着される支持ボルト３６にはその上部に受け板３８が固定され、この受け板３８の上部に板状の弾性体４０を介在させて受け部４２が設けられている。上記弾性体４０により、大引１２及び床面材１５等は弾性支持される。また、上記バックル部３４の下側に螺着される支持ボルト４４の下部には台座４６が固定されている。上記バックル部３４の上部及び下部の中空部にはそれぞれ一方に右螺子、他方に左螺子が形成され、このバックル部３４を回転することで支持脚１０の高さが加減できる。各支持ボルト３６，４４は、ナットによりバックル部３４に締結固定されている。

上記大引１２は、断面ハット状の鋼材からなり、下部の両側にはそれぞれフランジ部５０，５０が形成された長尺材であり、上記根太１４も断面ハット状の鋼材からなり、下部の両側にはそれぞれフランジ部５２，５２が形成された長尺材である。
上記間隔保持具２０は、台座５４の上部に立設された支持ボルト５６に、受け板５８が螺着された形状である。上記スタッド２２は、断面コの字状の軽量鋼材からなる長尺材である。上記ランナ２３は、断面略コの字状の軽量鋼材からなる長尺材である。上記壁板２６は、木製からなる仕上げ用の板材である。上記通風板２８は、表面処理がされた金属板に複数の孔が穿設された長尺板状でありいわゆるパンチングメタルバーである。

また上記断熱シート３０は、板状の断熱材の表裏にアルミフィルムが貼着された所定の厚さ（ここでは８ｍｍ）の可撓性のシート材である。また、ダクト間の連結等には可撓性のある蛇腹状の断熱ホース３２が用いられ、この断熱ホース３２の周囲には、アルミフィルムが被着されたシート状の断熱材が被着されている。建物の外部（或いは地下等）の所定位置には、暖房用、冷房用等の空調用の暖冷気を供給する空調機３３が配置され、これに付設された制御装置により空調機３３及び送風機３１等の各種制御が行われる。

上記空調構造の施工に際しては、先ず床スラブ２に支持脚１０を立設する。この場合、床スラブ２の上部に所定間隔（ここでは９００ｍｍ間隔）をおいて平行に複数の大引１２を配置するため、これら大引１２を載置する位置に所定間隔（ここでは９００ｍｍ間隔）をおいて支持脚１０を配置する。各支持脚１０は、台座４６を接着材或いはピン等を用いて床スラブ２に固定する。

次に、各支持脚１０間に大引１２を架設し、併せて各支持脚１０のバックル部３４を回転操作して高さ調節を行う。そして、各受け部４２の中央部に大引１２を載置し、ビス等の止着具５１を用いてこの受け部４２に大引１２の左右のフランジ部５０を固定する。各大引１２は、一定間隔をおいて互いに平行に配置される。

そして、空調機３３からの空調用空気を吹き込む第一のダクト６を床スラブ２上に直線状に設置する。上記第一のダクト６は、鋼板で形成された断面長方形状の筒体からなり、周囲には表面にアルミフィルムが貼着されたシート状の断熱材が被着されている。第一のダクト６の一端部は、空調機３３の吹き出し口と連通しており、また第一のダクト６には所定間隔をおいて空調用空気を吸引する開口部６２が形成されている。

上記第一のダクト６は、建物の床スラブ２面を二分する中央部に、部屋の一方の端部（壁面）から他方の端部（壁面）にかけて配置する。このとき上記開口部６２は、大引１２同士の略中央部に該当する箇所に位置するように配置する。また第一のダクト６は、上記大引１２と直交する方向にかつ大引１２の下方をくぐらせて配置する。

なお、上記第一のダクト６は、床スラブ２の広さ、形状により、また空調機３３の配置位置により所望する位置に配置することができる。また、この実施の形態では、上記開口部６２は大引１２間を一つおきに配置しているが、これは全ての大引１２間に配置してもよく、また大引１２間を二つおき又それ以外の配置でもよく、要は建物内の空調が全体に均等に行き渡るように配置する。

そして、上記開口部６２の位置に合わせて各開口部６２毎にそれぞれ送風機３１を配置する。この送風機３１は、上記開口部６２と両側の第二のダクト７，７と連通しており、開口部６２から吸引した空調用空気を第一のダクト６と直交する両第二のダクト７，７に吹出す。また各送風機３１には、空調機３３の制御装置から電源等の配線を行なう。

次に第二のダクト７を形成するため、各隣り合う大引１２間に上記断熱シート３０を敷設する。図２に示すように、断熱シート３０は両大引１２間にわたり、かつ大引１２間の中央部は下方に撓む状態で取り付ける。上記断熱シート３０の中央部を下方に撓ませて取り付けるのは、空調用空気の流通性の良い風道を形成するためである。

上記断熱シート３０の両端部は、それぞれ大引１２のフランジ部６０の上部に接着材等を用いて固着し、併せて補強のため、支持脚１０の受け部４２の上部にも同様にして固着する。また、必要により断熱シート３０同士を接続する場合には接着材或いは接着テープを用いる。これら接着材等は、耐熱性の高いものを用いる。

上記断熱シート３０は、上記第一のダクト６から直交する両側に向けて配設し、それぞれ建物内の壁面５の近傍まで配設する。この断熱シート３０により、床下空間を上下に分割し床面材１５の下方の空間部を狭くして熱効率を高め、併せて断熱効果を図る。

上記第二のダクト７は、上記断熱シート３０と後に敷設される床面材１５とにより形成される風道である。また、第二のダクト７は大引１２と同じ方向に形成されるが、大引１２を介して隣接する第二のダクト７とは大引１２の上部と床面材１５の下面との間の空間部（根太１４の高さ空間）を介して連通しており、この空間部は空調用空気の移動が可能である。

図３に示すように、上記第二のダクト７の壁面５側の端部は、大引１２間に断面コの字状の横鋼７０を架設し、この横鋼７０の側面に第二のダクト７の断熱シート３０の端部を接着材等を用いて固着する。第二のダクト７の壁面５側の端部は、上記横鋼７０の上部に配置された根太１４により床面材１５との間が閉塞される。また第二のダクト７の第一のダクト６側の端部についても、上記と同様に大引１２間に架設した横鋼に断熱シート３０の端部を固着して閉塞する。

この第二のダクト７には、上記第一のダクト６に配置した送風機３１を介して空調用空気が送られる。この送風機３１には、左右の両方向に向けて上記断熱ホース３２，３２が取り付けられ、各断熱ホース３２はそれぞれ両側の第二のダクト６の端部に設けた孔部に接続される。これにより、送風機３１は第一のダクト６から空調用空気を吸引し、断熱ホース３２を経由して第二のダクト７内に送風する。

一方、第二のダクト７の壁面５側には、この第二のダクト７と連通する第三のダクト８を壁面５の内部に形成する。図３は壁面５内部の壁面懐構造を示したものであり、この壁面懐に上記断熱シート３０を用いて第三のダクト８を形成する。この施工に際しては、先ず壁スラブ４の所定箇所に間隔保持具２０を固定しその高さ調整を行なう。各間隔保持具２０は、台座５４を接着材等を用いて壁スラブ４に固着する。次に上記間隔保持具２０間にスタッド２２を配置し、各スタッド２２の両端部は、先に床スラブ２等に配置固定したランナ２３間に架設立設し、スタッド２２の中間部を上記間隔保持具２０の受け板５８に固定する。このように上記スタッド２２は、所定間隔をおいて壁スラブ４の前方に互いに平行に設置する。

そして、上記配置したスタッド２２の後部にアングル２５を横向きに架設する。このアングル２５は、床面３から少し上方の位置に配置し、ビス等の止着具７１を用いてスタッド２２に固定する。次に、床スラブ２上に配置したランナ２３の位置から上記アングル２５の位置にかけて断熱シート３０を配置する。この断熱シート３０は、ランナ２３の後部の床スラブ２に接着材等でその端部を固着し、ここから壁スラブ４にも同様に接着材等で固着し、さらに断熱シート３０の上端部を上記アングル２５の上面部に配置し、これを上記押えプレート２４で挟持しこの押えプレート２４を止着具７１で固定する。

一方、上記スタッド２２の前面には壁板２６を張り付けて壁面５を形成する。このとき、上記アングル２５を配置した位置より少し下方位置には、上記壁板２６を張り付けない横向き帯状の空間部である通風口２７を残し、この通風口２７に上記通風板２８を取り付ける。床下の壁面部分についても、スタッド２２の表面に壁板２６を張り付ける。これにより、壁スラブ４上の床スラブ２と上記アングル２５との間に配置した断熱シート３０と、壁板２６との間の壁面懐に、第三のダクト８としての空調用空気の風道が形成される。

そして、上記第二のダクト７と第三のダクト８との間を、上記断熱ホース３２を用いて連結する。このとき、上記第二のダクト７の断熱シート３０の端部近傍に設けた孔部７２に断熱ホース３２の一端部を連結し、一方この断熱ホース３２の他端部を第三のダクト８を形成する壁板２５に設けた孔部７３に連結し、この断熱ホース３２を介して第二のダクト７内の空調用空気を第三のダクト８に送る。

上記床構造は、最後に根太１４及び床面材１５を取り付けて仕上げる。先ず、上記支持脚１０の上部に配置した大引１２の上部に、各大引１２と直交する方向に所定の間隔をおいて根太１４を配置し、止着具を用いて根太１４のフランジ部５２，５２を大引１２に固定する。そして、上記根太１４の上部に床面材１５として、捨板１６を配置して根太１４に固定し、これら捨板１６の上部にフローリング材１８を張り付けて床面３を仕上げる。上記床面材１５の敷設により、実質的に第二のダクト７の風道が完成する。これにより、建物の床構造、壁面懐構造に第一のダクト６、第二のダクト７及び第三のダクト８を付設した空調構造が仕上がる。

さて、上記空調構造では、制御装置の操作により空調機３３及び送風機３１が稼動を開始する。この空調機３３からは空調用空気（冷房用の冷気、暖房用の暖気或いは換気用の大気等）が吹き出され、この空調用空気が第一のダクト６内を流通し、この第一のダクト６の所定位置に配置された各送風機３１により、第一のダクト６内の空調用空気は第二のダクト７内へ勢いよく吹き出される。そして、第二のダクト７を空調用空気が流通するに伴いこの第二のダクト７の上部の床面材１５を暖め（床暖房）或いは冷却（床冷房）する。

さらに、第二のダクト７内の空調用空気は、この第二のダクト７の端部に連結された断熱ホース３２を通過して第三のダクト８に流れ込み、この第三のダクト８内を上昇した空調用空気は上方に設けられた通風口２７から通風板２８を介して室内に吹き出される。この空調用空気は、そのまま室内の温度を加減する空調に利用される。また、室内の空気は所定の箇所から吸引され、その一部或いは全部が再び空調機３３に送られ、新たな空調用空気として利用される。

上記空調構造は、第二のダクト７内を流通する空調用空気により床面材１５を直接温め（又は冷却）、この床面材１５からの輻射（暖輻射、冷輻射）効果により、床面３の上方に快適で心地よい室内空調環境を提供する。また、上記通風口２７から吹き出される空調用空気により、室内の空調能力が高められ空調効率が良くなる。なお、上記吹き出しの空調用空気は、室内の運動競技に支障が生じるような風量ではないため競技は快適に行なえる。

従って、上記実施の形態によれば、空調機から直線状に第一のダクトを配置したから、空調機から第一のダクトに吹き込まれる空調用空気の流通が良好となり、さらに送風機により第二のダクトへ強制的に空調用空気が吹き出されて、空調用空気が広い床面積の隅々まで行きわたることから部屋全体に快適な空調が行なえるという効果がある。そして、第二のダクトを形成する床面材自体を涼暖し、床面全体から放出される輻射熱により室内の空調を自然に涼暖し、輻射効果により夏冬を問わず快適で心地良い室内空調環境が得られ、このため運動競技にも支障のない空調環境が得られて体育施設として快適に利用することができ、また建物の空調環境が良好で避難所としても快適に利用できるなど、体育館の多様化のニーズも満足する。

また、床下空間を断熱シートで分割することで、床下空間全体を空調する構造と比較してエネルギー効率が高く省エネ化が期待でき、加えて断熱シートの利用により断熱効果とダクト機能とが同時に得られてコストが削減され経済効果にも優れる。また、通風口からの空調用空気の吹き出しにより、空気温度による空調が併せて行なえるので空調効率が高められ、また施設に装備する床面換気口の設置数を削減できるという効果がある。

本発明の実施の形態に係る体育施設用空調構造を示す図である。 実施の形態に係る第二のダクトを示す図である。 実施の形態に係る第二のダクト及び第三のダクトを示す図である。 従来例に係る空調システムを示す図である。

符号の説明

２ 床スラブ
６ 第一のダクト
７ 第二のダクト
８ 第三のダクト
１０ 支持脚
１２ 大引
１４ 根太
１５ 床面材
２６ 壁板
２７ 通風口
３０ 断熱シート
３１ 送風機
３３ 空調機

Claims (3)

1. 建物の床スラブに設置した支持脚の上部間に平行に大引を配設し、上記大引の上部に、これら大引と直交する方向に根太を配置し、上記根太の上部に床面材を敷設した床構造に付属する体育施設用空調構造において、
   上記床面材の下方に、上記大引と直交する方向に第一のダクトを配置し、この第一のダクトに、これと連通する空調機から送り出される暖気又は冷気などの空調用空気を流通させ、
   上記並置された隣り合う大引間にわたり、上記床面材の下方を覆う断熱シートを配置して床面材とこの断熱シートとの間に第二のダクトを形成し、
   上記第一のダクトの所定間隔位置に、この第一のダクトを通過する空調用空気を吸引して上記第二のダクトに送風する送風機を配置し、
   上記第二のダクトを通過する空調用空気により上記床面材を暖め又は冷やして温度を調整し、この床面材の上部の床面からの輻射作用により室内の空調を行なうことを特徴とする体育施設用空調構造。
2. 上記第一のダクトを上記床スラブを二分する状態で直線状に配置する一方、上記第二のダクトを第一のダクトからこれと直交する両方向に向けて配置したことを特徴とする請求項１記載の体育施設用空調構造。
3. 上記建物の壁スラブとこの前方に配置した壁板との間の空間部に、上記第二のダクトと連通しこの第二のダクトからの空調用空気を上記壁面に設けた通風口まで送る第三のダクトを形成し、上記通風口から空調用空気を室内へ吹き出すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の体育施設用空調構造。

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