排気装置
【課題】空気が他方の排気口から排気ダクト内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまうことを防止できるようにして、室内の空気が一方の排気口を介して排気されやすいようにした排気装置を提供する。
【解決手段】屋根に設けられた第１の排気口３２及び第２の排気口３２と、室内と各排気口とを連通させる排気路（排気ダクト１２）と、第１の排気口及び第２の排気口のうちの一方と室内７とを連通させ、かつ、第１の排気口及び第２の排気口のうちの他方と室内との連通を遮断する開閉手段（切換弁装置５１）と、第１の排気口及び第２の排気口の周囲の圧力を検出するための検出手段（センサー５２）と、検出手段からの信号に基づいて第１の排気口又は第２の排気口のうち周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断するよう開閉手段を制御する制御手段（切換制御装置５３）とを備えた。
【解決手段】屋根に設けられた第１の排気口３２及び第２の排気口３２と、室内と各排気口とを連通させる排気路（排気ダクト１２）と、第１の排気口及び第２の排気口のうちの一方と室内７とを連通させ、かつ、第１の排気口及び第２の排気口のうちの他方と室内との連通を遮断する開閉手段（切換弁装置５１）と、第１の排気口及び第２の排気口の周囲の圧力を検出するための検出手段（センサー５２）と、検出手段からの信号に基づいて第１の排気口又は第２の排気口のうち周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断するよう開閉手段を制御する制御手段（切換制御装置５３）とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を建物の室内から建物の屋根を介して建物外部に排出する排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気を建物の室内から建物の屋根に設けられた排気口を介して建物外部に排気する排気装置において、建物の屋根における互いに対向する一対の辺縁側にそれぞれ排気口を設けた構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、建物屋根面には負圧が作用することが多い。本発明の発明者は、例えば、横断面及び縦断面が長方形状である直方体形状の複数階建ての集合住宅のような建物の一方の外壁面に向けて風が吹くと、一方の外壁面側の屋上（屋根）部分には大きな負圧が作用し、一方の外壁面側の屋上部分以外のその他の屋上部分には一方の外壁面側の屋上部分よりも小さな負圧が作用することを数値シミュレーションによって確認した（図６参照）。
尚、本明細書では、風が吹いている状態において、建物の外壁面、屋上面等の建物の外表面に作用する風の圧力が建物の外表面から外表面より離れる方向に向いている状態（風により建物の外表面が建物の外側に引張られているような状態）を負圧といい、建物の外表面に作用する風の圧力が建物の外表面に向いている状態（風により建物の外表面が建物の内側に押されているような状態）を正圧という。
ここで、建物の一方の外壁面側の屋上に設けられた一方の排気口と建物の他方の外壁面側の屋上に設けられた他方の排気口とを備え、さらに、建物の室内から一方の排気口及び他方の排気口とに連通する排気ダクトのような排気路を介して排気する構成の場合において、例えば、建物の一方の外壁面に向けて風が吹いている場合、一方の外壁面側の屋上部分に設けられた一方の排気口の周囲には他方の排気口の周囲よりも大きな負圧が作用するため、空気が他方の排気口から排気ダクト内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまい、これにより室内の空気が排気されにくくなる可能性があった。
本発明は、例えば、周囲の空気の圧力状態が負圧側に大きい側の一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断することによって、空気が他方の排気口から排気ダクト内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまうことを防止できるようにして、室内の空気が一方の排気口を介して排気されやすいようにした排気装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る排気装置は、空気を建物の室内から建物の屋根に設けられた排気口を介して建物外部に排気する排気装置において、屋根の第１の辺縁側に設けられた第１の排気口と、屋根の第２の辺縁側に設けられた第２の排気口と、室内と第１の排気口とを連通させる第１の排気路と、室内と第２の排気口とを連通させる第２の排気路と、第１の排気口及び第２の排気口のうちの一方と室内とを連通させ、かつ、第１の排気口及び第２の排気口のうちの他方と室内との連通を遮断する開閉手段と、第１の排気口の周囲の圧力及び第２の排気口の周囲の圧力を検出するための検出手段と、検出手段からの信号に基づいて第１の排気口又は第２の排気口のうち周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断するよう開閉手段を制御する制御手段とを備えたので、空気が他方の排気口から排気路内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまうことを防止できて、室内の空気は周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口を介して排気されやすくなる。
第１の排気路の一端部及び第２の排気路の一端部は、室内と連通する共通の排気導入ダクトにより形成され、開閉手段は、排気導入ダクトから第１の排気路及び第２の排気路に分岐する部分に設けられたので、室内から第１の排気口及び第２の排気口に対する切り換えを１つの開閉手段で実現でき、開閉手段の個数を最小限にできる。
第１の排気路及び第２の排気路は、それぞれ、天井裏空間において天井に沿うように設けられた横排気ダクト部分と、建物の壁内に設けられて横排気ダクト部分と排気口とを連通させる縦排気ダクト部分とを備え、開閉手段は、縦排気ダクト部分と横排気ダクト部分との境界部分に設けられたので、横排気ダクト部分の全体を排気口に連通させることができ、横排気ダクト部分内の空気を確実に排気できるので、室内の天井側に位置する横排気ダクト部分の内に空気が停滞してしまうことを防止でき、横排気ダクト部分の内に停滞した空気が室内に漏れてしまうようなことを防止できる。
検出手段が、排気口の近傍に設けられたので、排気口の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
検出手段が、外壁面に設けられたので、外壁面に吹く風の状態を検出して室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を行うことができる。
検出手段が、第１の排気路内と第２の排気路内とにそれぞれ設けられたので、排気路内の風の状態を検出して室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を行うことができる。
検出手段が、風圧計であるので、排気口の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】建物の給排気システムを示した断面図（実施形態１）。
【図２】建物の屋上に設けられた排気口を示す斜視図（実施形態１）。
【図３】排気口が設けられた建物の屋上を上から見た平面図（実施形態１）。
【図４】数値シミュレーションの条件を示す図（実施形態１）。
【図５】数値シミュレーションの結果を示す図（実施形態１）。
【図６】数値シミュレーションの結果を示す図（実施形態１）。
【図７】建物の給排気システムを示した断面図（実施形態４）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
まず、実施形態１の排気装置を採用した建物の給排気システムについて説明する。
図１乃至図３に示すように、建物の給排気システム１は、建物２と、吸気装置３と、排気装置４とを備える。
建物２は、例えば、横断面及び縦断面が長方形状である直方体形状の集合住宅である。
吸気装置３は、例えば、集合住宅の各戸５の壁６に設けられて外気を室内７に取り込むための吸気口８を備えた構成、又は、吸気口８と吸気口８に設けられた図外の吸気ファン等の吸気機械と吸気機械の図外の制御装置とを備えた構成である。
【０００８】
排気装置４は、例えば、各戸に設けられた戸別排気部９と、屋上（屋根）１０に設けられた２つの屋上排気部１１；１１と、各戸別排気部９；９・・・と一方の屋上排気部１１とを連通させる一方の排気ダクト（第１の排気路）１２と、各戸別排気部９；９・・・と他方の屋上排気部１１とを連通させる他方の排気ダクト（第２の排気路）１２と、排気切換装置５０とを備える。
【０００９】
戸別排気部９は、例えば、各戸５の天井板１３に設けられた室内排気口１４と、室内排気口１４に設けられた排気ファン等の排気機械１５と、排気機械１５の図外の制御装置とを備えた構成である。室内排気口１４は、例えば、浴室や洗面所等の天井に設けられる。
【００１０】
屋上排気部１１は、例えば、建物２の屋上１０における長方形又は正方形の互いに対向する一対の辺縁側に設けられる。例えば、建物２の屋上１０における一方の長辺縁２１側（第１の辺縁側）に設けられた一方の屋上排気部１１に一方の排気口３２（第１の排気口）が設けられ、建物２の屋上１０における他方の長辺縁２２側（第２の辺縁側）に設けられた他方の屋上排気部１１に他方の排気口３２（第２の排気口）が設けられる。
図２に示すように、屋上排気部１１は、例えば、排気ダクト１２の他端開口と屋上１０とを連通させるために屋上面１６と建物２の壁６の内側とに連通するように形成されて屋上面１６に開口する複数の排気路１７；１７・・・と、排気路１７の屋上面開口１８より屋上１０に排出される空気を集合させる排気集合空間３１と排気口３２とを形成する囲い３０とを備える。
排気路１７は、建物躯体に形成された貫通路又は当該貫通路内に配置された排気ダクト１２の他端部により形成される。図３では、戸５の排気を排気路１７、囲い３０の排気集合空間３１及び排気口３２を介して建物外部に排気するレイアウト構成を示した。
【００１１】
囲い３０は、例えば図２に示すように、各屋上面開口１８；１８・・・の上方に位置する上板３０ａと、上板３０ａにおける屋上１０の一方の長辺縁２１（又は他方の長辺縁２２）側の縁面である前縁面と対向する後縁面より延長して屋上面１６と連結される後板３０ｂと、上板３０ａの一方側縁面及び後板３０ｂの一方側縁面より延長して屋上面１６と連結される一方側板３０ｃと、上板３０ａの他方側縁面及び後板３０ｂの他方側縁面より延長して屋上面１６と連結される他方側板３０ｄと、排気口構成板３０ｅと、排気口構成板３０ｅに形成された排気口３２とを備える。
上板３０ａ、後板３０ｂ、排気口構成板３０ｅは、屋上１０の長辺縁２１（又は長辺縁２２）に沿った方向に長い板により形成される。
排気口構成板３０ｅは、上板３０ａの前縁面と一方側板３０ｃの前縁面と他方側板３０ｄの前縁面とより延長して屋上面１６と連結された横長の壁板により形成される。
【００１２】
排気口３２は、例えば、排気口構成板３０ｅにおいて一方側板３０ｃ側と他方側板３０ｄ側とに渡って連続して延長するように形成された横長貫通孔により形成される。つまり、排気口３２は、排気口構成板３０ｅの一部を貫通させた開口により形成されたものであり、上板３０ａの前縁面と一方側板３０ｃの前縁面と他方側板３０ｄの前縁面と屋上面１６とで囲まれた開口よりも小さい開口により形成される。
そして、横長貫通孔により形成された排気口３２における長辺縁２１（又は長辺縁２２）に沿った横長の開口縁３３、即ち、水平方向に延長する上側開口縁３３ａと下側開口縁３３ｂとが平行な直線に形成される。
互いに平行となるように形成される上側開口縁３３ａと下側開口縁３３ｂとの間の間隔は、例えば、５ｃｍ〜１０ｃｍ程度に形成される。
即ち、屋上排気部１１は、囲い３０の内面と屋上面１６とで囲まれた排気集合空間３１を備え、室内７からの排気が排気ダクト１２、排気路１７、屋上面開口１８を介して囲い３０の排気集合空間３１内に集まった後に、排気口構成板３０ｅに形成された排気口３２を介して囲い３０の外部に排気されるように構成されている。
【００１３】
排気ダクト１２は、例えば、一端側が分岐されて複数階建ての各階の各室内排気口１４；１４・・・と連通可能に連結され、かつ、他端側が分岐されて屋上面１６上に設けられた屋上排気部１１に連通するように構成された集合排気ダクトにより形成される。
実施形態１では、室内７と一方の排気口３２とを連通させる一方の排気ダクト１２（第１の排気路）の一端部及び室内７と他方の排気口３２とを連通させる他方の排気ダクト１２（第２の排気路）の一端部が、室内７と連通する共通の排気導入ダクト１２ｃにより形成され、当該排気導入ダクト１２ｃの一端が室内７と連通する室内排気口１４に形成される。
即ち、一方の排気ダクト１２及び他方の排気ダクト１２は、それぞれ、一端に室内７と連通する室内排気口１４を備えた排気導入ダクト１２ｃと、一端が排気導入ダクト１２ｃの他端と連通して天井裏空間において天井に沿うように設けられた横排気ダクト部分１２ｂと、建物２内に設けられて一端が横排気ダクト部分１２ｂの他端と連通し他端が排気口３２と連通して横排気ダクト部分１２ｂと排気口３２とを連通させる縦排気ダクト部分１２ａとを備える。
【００１４】
排気切換装置５０は、開閉手段としての切換弁装置５１と、検出手段としてのセンサー５２と、制御手段としての切換制御装置５３とを備える。
切換弁装置５１は、例えば、共通の排気導入ダクト１２ｃから一方の排気ダクト１２及び他方の排気ダクト１２に分岐する部分に設けられる。当該切換弁装置５１は、切換制御装置５３からの制御信号により作動する弁を備え、当該弁により、室内７と一方の排気口３２との連通を遮断したり、室内７と他方の排気口３２との連通を遮断することにより、一方の排気口３２及び他方の排気口３２のうちの一方と室内７とを連通させ、一方の排気口３２及び他方の排気口３２のうちの他方と室内７との連通を遮断する装置である。
センサー５２は、一方の排気口３２の周囲及び他方の排気口３２の周囲の圧力を検出するためのセンサーであり、例えば、一方の排気口３２の近傍に設けられた一方の風圧計５２ａ、及び、他方の排気口３２の近傍に設けられた他方の風圧計５２ｂである。
切換制御装置５３は、センサー５２からの信号に基づいて一方の排気口３２及び他方の排気口３２のうち周囲の圧力が負圧側に大きい例えば一方の排気口３２と室内７とを連通させ、かつ、他方の排気口３２と室内７との連通を遮断するよう切換弁装置５１を制御することにより、空気が他方の排気口３２から排気ダクト１２内に入り込んで一方のの排気口３２側に流れてしまうことを防止できて、室内７の空気は周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口３２を介して排気されやすくなる。
【００１５】
以上の給排気システム１によれば、建物２の外部から吸気口８を介して室内７に空気が導入され、かつ、排気機械１５が駆動されて室内７の空気が排気ダクト１２及び屋上排気部１１を介して建物２の外部に排出される。
【００１６】
尚、発明者らは建物２の外壁面３５に風圧が作用した場合に屋上１０での圧力分布がどのようになるかを数値シミュレーションで求めた。
図４に示すように、数値シミュレーションでは、横断面及び縦断面が長方形状である直方体形状の建物２の一方の外壁面３５Ａに直交する方向から建物２の一方の外壁面３５Ａに向けて風が吹いた場合（図４に白抜き矢印で示すように風向０°で風が吹いた場合（図４の紙面上において下から上に向けて風が吹いた場合））を想定して、建物２の周囲の圧力分布を解析するとともに、図４の紙面上において建物２の中心２Ｃを中心として風向き０°の位置より右回りに４５°回転させた位置から建物２の中心２Ｃに向けて風が吹いた場合（図４に白抜き矢印で示すように風向４５°で風が吹いた場合）を想定して、建物２の周囲の圧力分布を解析した。
尚、図４に示すように、屋上１０における長方形の長辺縁２１及び長辺縁２２が庇２３の長辺で構成されている建物２を想定して数値シミュレーションを行った。
【００１７】
図５（ａ）は、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合の建物横幅方向の中央の部分Ｘ（図４参照）での建物２の高さ方向における建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
図５（ｂ）は、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合の建物横幅方向の中央の部分Ｘでの建物２の高さ方向における建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
図６（ａ）は、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合の屋上面１６から５００ｍｍ上方の位置での建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
図６（ｂ）は、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合の屋上面１６から５００ｍｍ上方の位置での建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
また、図５；図６において、等圧線４０に付した数字は圧力係数であり、等圧線４０の１間隔は、圧力係数０．１間隔である。尚、圧力係数Ｃｐは、風が吹くことによって建物２の外表面に作用する圧力ｐを建物頂部高さＨにおける速度圧ｑＨで除した値（Ｃｐ＝ｐ／ｑＨ）である。
【００１８】
図５；図６から、建物２の外壁面３５に向けて風が吹いたと想定した場合に、建物２の屋上１０は負圧となることがわかった。
そして、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合、図６（ａ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６より上方でかつ屋上面１６と平行な面上において上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上面１６の一方の長辺縁（縁）２１に沿った湾曲線となることがわかった。即ち、屋上１０の一方の長辺縁２１の中央側の部分での負圧の等圧線４０が建物２の中心２Ｃ側（図４参照）に張り出すように湾曲する湾曲線となることがわかった。
また、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合も、図６（ｂ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６より上方でかつ屋上面１６と平行な面上において上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上面１６の一方の長辺縁（縁）２１に沿った湾曲線（屋上１０の一方の長辺縁２１の中央側の部分での負圧の等圧線４０が建物２の中心２Ｃ側に張り出すように湾曲する湾曲線）となるとともに、建物２の一方の外壁面３５Ａと直角に隣り合う外壁面３５Ｂ（図４参照）の上端縁に沿った湾曲線（外壁面３５Ｂの上端縁の中央側の部分での負圧の等圧線４０が建物２の中心２Ｃ側に張り出すように湾曲する湾曲線）となることがわかった。
さらに、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合、図５（ａ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６と直交する面上においても上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上１０の一方の長辺縁２１から上方に移動して屋上面１６に到達するような湾曲線となることがわかった。
また、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合、図５（ｂ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６と直交する面上においても上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上１０の一方の長辺縁２１から上方に移動して屋上面１６に到達するような湾曲線となり、かつ、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合と比べて、負圧値の値が小さく、また、負圧の等圧線４０の間隔も広くなることがわかった。
【００１９】
図５；図６からわかることは、例えば、建物２の一方の外壁面３５Ａに向けて風が吹くと、一方の外壁面３５Ａ側の屋上部分には大きな負圧が作用し、一方の外壁面３５Ａ側の屋上部分以外のその他の屋上部分には一方の外壁面側の屋上部分よりも小さな負圧しか作用しないことである。
そこで、実施形態１では、建物２の外壁面３５に向けて風が吹いた場合に当該外壁面３５側の屋上部分に大きな負圧が作用することに鑑み、排気切換装置５０を設け、切換制御装置５３が、一方の排気口３２の近傍に設けた一方の風圧計５２ａ及び他方の排気口３２の近傍に設けた他方の風圧計５２ｂからの風圧値を入力して、風圧値の大きい方の排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風圧値の小さい方の排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御することによって、空気が風圧値の大きい方の排気口３２から排気ダクト１２内に入り込んで風圧値の小さい方の排気口３２側に流れてしまうことを防止できて、室内７の空気は周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２（風圧値の小さい方の排気口３２）を介して排気されやすくなるようにした。
【００２０】
実施形態１の排気装置４によれば、排気切換装置５０を備えたことにより、例えば、建物２の一方の外壁面３５Ａに向けて風が吹いている場合において、風圧値の大きい方の排気口３２と風圧値の小さい方の排気口３２との連通を遮断させ、かつ、一方の外壁面３５Ａ側の屋上１０に設けられた風圧値の小さい方の排気口３２と室内７とを連通させることによって、風圧値の大きい方の排気口３２から風圧値の小さい方の排気口３２側への空気の移動を防止でき、室内７の空気は風圧値の小さい方の排気口３２を介して排気されやすくなる。
また、一方の排気口３２及び他方の排気口３２と複数階建ての各階の各室内排気口１４；１４・・・とが排気ダクト１２により連通可能に連結された構成において、排気切換装置５０を備えない場合には、周囲の圧力が負圧側に大きい例えば一方の排気口３２に他方の排気口３２から流入してきた空気が移動する（空気が他方の排気口３２側から一方の排気口３２側に引張られやすくなるので）ので、下階の室内７からの空気が一方の排気口３２まで移動しにくくなり、下階の室内７からの空気が排気されにくくなる恐れがある。これに対して、実施形態１では、排気切換装置５０を備えたので、他方の排気口３２側から一方の排気口３２側への空気の移動が遮断され、下階の室内７からの空気が一方の排気口３２を介して排気されやすくなる。
また、切換弁装置５１を、共通の排気導入ダクト１２ｃから一方の排気ダクト１２及び他方の排気ダクト１２に分岐する部分に設けたので、室内７から一方の排気口３２及び他方の排気口３２に対する切り換えを１つの切換弁装置５１で実現でき、切換弁装置５１の個数を最小限にできる。
また、排気口３２の近傍に風圧計を設けたので、排気口３２の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
センサー５２として風圧計を用いたので、排気口３２の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
また、排気口３２が、囲い３０における屋上１０の辺縁側に位置する面３４（図２参照）に形成されたので、排気口３２が建物２の外側を向くように設けられ、また、屋上１０の辺縁に近いほど負圧が大きくなるので、建物２の外側に向けて効率的に排気できる。
また、一対の囲い３０が、屋根における一対の長辺縁のそれぞれに沿うように設けられたので、排気口３２の水平方向の長さを長くでき、また、それぞれの長辺縁のどちらに向けて風が吹いた場合でも、建物２の外側に向けて効率的に排気できる。
尚、実施形態１においては、センサー５２として風速計を用いてもよい。図５；図６から、等圧線４０が密であるところは風速値が大きく負圧となっていると考えることができるので、この場合、切換制御装置５３が、一方の排気口３２の近傍に設けた一方の風速計及び他方の排気口３２の近傍に設けた他方の風速計からの風速値を入力して、風速値の小さい方の排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風速値の大きい方の排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御すればよい。
【００２１】
実施形態２
実施形態１では、センサー５２としての風圧計５２ａ；５２ｂを排気口３２の近傍に設置したが、屋上排気部１１が設けられている屋上１０の辺縁側の一方の外壁面３５Ａ及び他方の外壁面３５Ｃのそれぞれに風圧計を設置してもよい。この場合、切換制御装置５３が、一方の外壁面３５Ａに設けた一方の風圧計５２ａ及び他方の外壁面３５Ｃに設けた他方の風圧計５２ｂからの風圧値を入力して、風圧値の小さい方の外壁面側の屋上部分に設けられている排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風圧値の大きい方の外壁面側の屋上部分に設けられている排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御することによって、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させることができる。つまり、実施形態２では、外壁面に設けられた風圧計の風圧値が大きいということは、当該外壁面側の屋上部分には大きな負圧が作用していると推定できるので、当該屋上部分に設けられている排気口３２を介して排気させるようにしたものである。
実施形態２によれば、外壁面３５Ａ；３５Ｃにそれぞれ風圧計を設けたので、外壁面に加わる風圧値を検出して室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を行うことができる。
尚、実施形態２においては、センサー５２として風向計を用いてもよい。図５；図６から、風上側が負圧となっていると考えることができるので、この場合、切換制御装置５３が、１つの外壁面３５に設けられた１つの風向計からの値を入力して、排気口３２が風上に位置するか風下に位置するかを判定し、風下側に位置する排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風上側に位置する排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御すればよい。
【００２２】
実施形態３
風圧計を一方の排気ダクト１２内と他方の排気ダクト１２内とにそれぞれ設けた構成としてもよい。この場合、切換制御装置５３が、一方の排気ダクト１２内に設けた一方の風圧計５２ａ及び他方の排気ダクト１２内に設けた他方の風圧計５２ｂからの風圧値を入力して、風圧値の小さい方の風圧計が設けられている排気ダクト１２側の排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風圧値の大きい方の風圧計が設けられている排気ダクト１２側の排気口３２と室内７とを連通させるように切換弁装置５１を制御することによって、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させることができる。つまり、実施形態３では、排気ダクト１２内に設けられた風圧計の風圧値が大きいということは、当該排気ダクト１２の排気端側の屋上部分には負圧が作用していると推定できるので、当該屋上部分に設けられている排気口３２を介して集中的に排気させるようにしたものである。
尚、排気ダクト１２をバイパスするダミーの排気ダクトを設け、このダミーの排気ダクト内に風圧計を設けてもよい。
実施形態３によれば、一方の排気ダクト１２内及び他方の排気ダクト１２内、又は、これらをバイパスするダミーの排気ダクト内にそれぞれ風圧計を設けたので、排気ダクト内の風圧値を検出して室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を行うことができる。
尚、実施形態３においては、センサー５２として風速計を用いてもよい。この場合、切換制御装置５３が、一方の排気ダクト（ダミーの排気ダクト）１２内に設けた一方の風速計及び他方の一方の排気ダクト（ダミーの排気ダクト）１２内に設けた他方の風速計からの風速値を入力して、風速値の小さい方の風速計が設けられている排気ダクト１２側の排気口と室内との連通を遮断し、かつ、風速値の大きい方の風速計が設けられている排気ダクト１２側の排気口３２と室内７とを連通させるように切換弁装置５１を制御すればよい。つまり、排気口３２の周囲の圧力が負圧側に大きい場合、排気ダクト１２内の空気の流れは室内７側から排気口３２に向けて速くなると考えられるので、風速値を測定することで、囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を特定できる。
【００２３】
実施形態１乃至３によれば、切換制御装置５３が、排気口の近傍の風の状態、外壁面に吹く風の状態、排気ダクト内の風の状態を検出して、周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を特定できるので、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
尚、一方の外壁面３５Ａ又は他方の外壁面３５Ｃのいずれかにのみ風圧計を設ける構成としてもよい。
【００２４】
実施形態４
図７に示すように、開閉手段として、一方の排気ダクト１２の縦排気ダクト部分１２ａと横排気ダクト部分１２ｂとの境界部分、及び、他方の排気ダクト１２の縦排気ダクト部分１２ａと横排気ダクト部分１２ｂとの境界部分に、それぞれ開閉弁装置５１Ａを設けてもよい。
この場合、横排気ダクト部分１２ｂの全体を排気口３２に連通させることができ、横排気ダクト部分１２ｂ内の空気を確実に排気できるので、室内７の天井側に位置する横排気ダクト部分１２ｂの内に空気が停滞してしまうことを防止でき、横排気ダクト部分１２ｂの内に停滞した空気が室内７に漏れてしまうようなことを防止できる。
【００２５】
実施形態５
一方の排気口３２及び他方の排気口３２のそれぞれに、排気口を開閉する開閉手段としての開閉弁を設けた構成としてもよい。
【００２６】
また、横長貫通孔により形成された排気口３２は、囲い３０の排気口構成板３０ｅの面３４に１つ又は面３４の上下方向に複数並ぶように設ければよい。
また、排気口３２は、縦長貫通孔、又は、屋上面１６に対して斜め方向に延長する貫通孔により形成してもよい。
また、囲い３０は、上下方向に排気口３２を形成する複数の貫通孔が平行に並ぶように設けられたガラリ戸のような排気口構成板３０ｅを備えた構成としてもよい。
【００２７】
上記では、排気口３２が、囲いにおける屋上の一辺縁側に位置する排気口構成板３０ｅの面３４に形成された例を示したが、排気口３２は、囲い３０の排気口構成板３０ｅ、後板３０ｂ、上板３０ａのうちのいずれか１つに形成されていればよい。
【００２８】
尚、屋上排気部１１は、建物２の屋上１０の３つの辺縁側にそれぞれ設けられたり、建物２の屋上１０の４つの辺縁側にそれぞれ設けられた構成としてもよい。このようにすれば、どの方向から風が吹いた場合でも屋上排気部１１の排気口３２を介して効率的な排気が行われる。
この場合、例えば、一番大きな負圧が作用している屋上部分に設けられた屋上排気部１１の排気口３２以外の排気口と室内との連通を遮断し、一番大きな負圧が作用している屋上部分に設けられた屋上排気部１１の排気口３２を介して集中的に排気を行わせる構成とすればよい。
【００２９】
また、制御手段による開閉手段の制御は、制御手段がセンサーからの出力をリアルタイムに入力してリアルタイムに制御を行ってもよいし、制御手段が所定時間間隔でセンサーからの出力を読み込んで所定時間間隔で制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
２ 建物、４ 排気装置、７ 室内、１０ 屋上（屋根）、
１２ 一方の排気ダクト（第１の排気路）、１２ 他方の排気ダクト（第２の排気路）、１２ａ 縦排気ダクト部分、１２ｂ 横排気ダクト部分、１２ｃ 排気導入ダクト、
２１ 一方の長辺縁（第１の辺縁）、２２ 他方の長辺縁（第２の辺縁）、
３２ 一方の排気口（第１の排気口）、３２ 他方の排気口（第２の排気口）、
３５Ａ 一方の外壁面、３５Ｃ 他方の外壁面、５０ 排気切換装置、
５１ 切換弁装置（開閉手段）、５１Ａ 開閉弁装置（開閉手段）、
５２ センサー（検出手段）、５２ａ；５２ｂ 風圧計（検出手段）、
５３ 切換制御装置（制御手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を建物の室内から建物の屋根を介して建物外部に排出する排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気を建物の室内から建物の屋根に設けられた排気口を介して建物外部に排気する排気装置において、建物の屋根における互いに対向する一対の辺縁側にそれぞれ排気口を設けた構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、建物屋根面には負圧が作用することが多い。本発明の発明者は、例えば、横断面及び縦断面が長方形状である直方体形状の複数階建ての集合住宅のような建物の一方の外壁面に向けて風が吹くと、一方の外壁面側の屋上（屋根）部分には大きな負圧が作用し、一方の外壁面側の屋上部分以外のその他の屋上部分には一方の外壁面側の屋上部分よりも小さな負圧が作用することを数値シミュレーションによって確認した（図６参照）。
尚、本明細書では、風が吹いている状態において、建物の外壁面、屋上面等の建物の外表面に作用する風の圧力が建物の外表面から外表面より離れる方向に向いている状態（風により建物の外表面が建物の外側に引張られているような状態）を負圧といい、建物の外表面に作用する風の圧力が建物の外表面に向いている状態（風により建物の外表面が建物の内側に押されているような状態）を正圧という。
ここで、建物の一方の外壁面側の屋上に設けられた一方の排気口と建物の他方の外壁面側の屋上に設けられた他方の排気口とを備え、さらに、建物の室内から一方の排気口及び他方の排気口とに連通する排気ダクトのような排気路を介して排気する構成の場合において、例えば、建物の一方の外壁面に向けて風が吹いている場合、一方の外壁面側の屋上部分に設けられた一方の排気口の周囲には他方の排気口の周囲よりも大きな負圧が作用するため、空気が他方の排気口から排気ダクト内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまい、これにより室内の空気が排気されにくくなる可能性があった。
本発明は、例えば、周囲の空気の圧力状態が負圧側に大きい側の一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断することによって、空気が他方の排気口から排気ダクト内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまうことを防止できるようにして、室内の空気が一方の排気口を介して排気されやすいようにした排気装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る排気装置は、空気を建物の室内から建物の屋根に設けられた排気口を介して建物外部に排気する排気装置において、屋根の第１の辺縁側に設けられた第１の排気口と、屋根の第２の辺縁側に設けられた第２の排気口と、室内と第１の排気口とを連通させる第１の排気路と、室内と第２の排気口とを連通させる第２の排気路と、第１の排気口及び第２の排気口のうちの一方と室内とを連通させ、かつ、第１の排気口及び第２の排気口のうちの他方と室内との連通を遮断する開閉手段と、第１の排気口の周囲の圧力及び第２の排気口の周囲の圧力を検出するための検出手段と、検出手段からの信号に基づいて第１の排気口又は第２の排気口のうち周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断するよう開閉手段を制御する制御手段とを備えたので、空気が他方の排気口から排気路内に入り込んで一方の排気口側に流れてしまうことを防止できて、室内の空気は周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口を介して排気されやすくなる。
第１の排気路の一端部及び第２の排気路の一端部は、室内と連通する共通の排気導入ダクトにより形成され、開閉手段は、排気導入ダクトから第１の排気路及び第２の排気路に分岐する部分に設けられたので、室内から第１の排気口及び第２の排気口に対する切り換えを１つの開閉手段で実現でき、開閉手段の個数を最小限にできる。
第１の排気路及び第２の排気路は、それぞれ、天井裏空間において天井に沿うように設けられた横排気ダクト部分と、建物の壁内に設けられて横排気ダクト部分と排気口とを連通させる縦排気ダクト部分とを備え、開閉手段は、縦排気ダクト部分と横排気ダクト部分との境界部分に設けられたので、横排気ダクト部分の全体を排気口に連通させることができ、横排気ダクト部分内の空気を確実に排気できるので、室内の天井側に位置する横排気ダクト部分の内に空気が停滞してしまうことを防止でき、横排気ダクト部分の内に停滞した空気が室内に漏れてしまうようなことを防止できる。
検出手段が、排気口の近傍に設けられたので、排気口の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
検出手段が、外壁面に設けられたので、外壁面に吹く風の状態を検出して室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を行うことができる。
検出手段が、第１の排気路内と第２の排気路内とにそれぞれ設けられたので、排気路内の風の状態を検出して室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を行うことができる。
検出手段が、風圧計であるので、排気口の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】建物の給排気システムを示した断面図（実施形態１）。
【図２】建物の屋上に設けられた排気口を示す斜視図（実施形態１）。
【図３】排気口が設けられた建物の屋上を上から見た平面図（実施形態１）。
【図４】数値シミュレーションの条件を示す図（実施形態１）。
【図５】数値シミュレーションの結果を示す図（実施形態１）。
【図６】数値シミュレーションの結果を示す図（実施形態１）。
【図７】建物の給排気システムを示した断面図（実施形態４）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
まず、実施形態１の排気装置を採用した建物の給排気システムについて説明する。
図１乃至図３に示すように、建物の給排気システム１は、建物２と、吸気装置３と、排気装置４とを備える。
建物２は、例えば、横断面及び縦断面が長方形状である直方体形状の集合住宅である。
吸気装置３は、例えば、集合住宅の各戸５の壁６に設けられて外気を室内７に取り込むための吸気口８を備えた構成、又は、吸気口８と吸気口８に設けられた図外の吸気ファン等の吸気機械と吸気機械の図外の制御装置とを備えた構成である。
【０００８】
排気装置４は、例えば、各戸に設けられた戸別排気部９と、屋上（屋根）１０に設けられた２つの屋上排気部１１；１１と、各戸別排気部９；９・・・と一方の屋上排気部１１とを連通させる一方の排気ダクト（第１の排気路）１２と、各戸別排気部９；９・・・と他方の屋上排気部１１とを連通させる他方の排気ダクト（第２の排気路）１２と、排気切換装置５０とを備える。
【０００９】
戸別排気部９は、例えば、各戸５の天井板１３に設けられた室内排気口１４と、室内排気口１４に設けられた排気ファン等の排気機械１５と、排気機械１５の図外の制御装置とを備えた構成である。室内排気口１４は、例えば、浴室や洗面所等の天井に設けられる。
【００１０】
屋上排気部１１は、例えば、建物２の屋上１０における長方形又は正方形の互いに対向する一対の辺縁側に設けられる。例えば、建物２の屋上１０における一方の長辺縁２１側（第１の辺縁側）に設けられた一方の屋上排気部１１に一方の排気口３２（第１の排気口）が設けられ、建物２の屋上１０における他方の長辺縁２２側（第２の辺縁側）に設けられた他方の屋上排気部１１に他方の排気口３２（第２の排気口）が設けられる。
図２に示すように、屋上排気部１１は、例えば、排気ダクト１２の他端開口と屋上１０とを連通させるために屋上面１６と建物２の壁６の内側とに連通するように形成されて屋上面１６に開口する複数の排気路１７；１７・・・と、排気路１７の屋上面開口１８より屋上１０に排出される空気を集合させる排気集合空間３１と排気口３２とを形成する囲い３０とを備える。
排気路１７は、建物躯体に形成された貫通路又は当該貫通路内に配置された排気ダクト１２の他端部により形成される。図３では、戸５の排気を排気路１７、囲い３０の排気集合空間３１及び排気口３２を介して建物外部に排気するレイアウト構成を示した。
【００１１】
囲い３０は、例えば図２に示すように、各屋上面開口１８；１８・・・の上方に位置する上板３０ａと、上板３０ａにおける屋上１０の一方の長辺縁２１（又は他方の長辺縁２２）側の縁面である前縁面と対向する後縁面より延長して屋上面１６と連結される後板３０ｂと、上板３０ａの一方側縁面及び後板３０ｂの一方側縁面より延長して屋上面１６と連結される一方側板３０ｃと、上板３０ａの他方側縁面及び後板３０ｂの他方側縁面より延長して屋上面１６と連結される他方側板３０ｄと、排気口構成板３０ｅと、排気口構成板３０ｅに形成された排気口３２とを備える。
上板３０ａ、後板３０ｂ、排気口構成板３０ｅは、屋上１０の長辺縁２１（又は長辺縁２２）に沿った方向に長い板により形成される。
排気口構成板３０ｅは、上板３０ａの前縁面と一方側板３０ｃの前縁面と他方側板３０ｄの前縁面とより延長して屋上面１６と連結された横長の壁板により形成される。
【００１２】
排気口３２は、例えば、排気口構成板３０ｅにおいて一方側板３０ｃ側と他方側板３０ｄ側とに渡って連続して延長するように形成された横長貫通孔により形成される。つまり、排気口３２は、排気口構成板３０ｅの一部を貫通させた開口により形成されたものであり、上板３０ａの前縁面と一方側板３０ｃの前縁面と他方側板３０ｄの前縁面と屋上面１６とで囲まれた開口よりも小さい開口により形成される。
そして、横長貫通孔により形成された排気口３２における長辺縁２１（又は長辺縁２２）に沿った横長の開口縁３３、即ち、水平方向に延長する上側開口縁３３ａと下側開口縁３３ｂとが平行な直線に形成される。
互いに平行となるように形成される上側開口縁３３ａと下側開口縁３３ｂとの間の間隔は、例えば、５ｃｍ〜１０ｃｍ程度に形成される。
即ち、屋上排気部１１は、囲い３０の内面と屋上面１６とで囲まれた排気集合空間３１を備え、室内７からの排気が排気ダクト１２、排気路１７、屋上面開口１８を介して囲い３０の排気集合空間３１内に集まった後に、排気口構成板３０ｅに形成された排気口３２を介して囲い３０の外部に排気されるように構成されている。
【００１３】
排気ダクト１２は、例えば、一端側が分岐されて複数階建ての各階の各室内排気口１４；１４・・・と連通可能に連結され、かつ、他端側が分岐されて屋上面１６上に設けられた屋上排気部１１に連通するように構成された集合排気ダクトにより形成される。
実施形態１では、室内７と一方の排気口３２とを連通させる一方の排気ダクト１２（第１の排気路）の一端部及び室内７と他方の排気口３２とを連通させる他方の排気ダクト１２（第２の排気路）の一端部が、室内７と連通する共通の排気導入ダクト１２ｃにより形成され、当該排気導入ダクト１２ｃの一端が室内７と連通する室内排気口１４に形成される。
即ち、一方の排気ダクト１２及び他方の排気ダクト１２は、それぞれ、一端に室内７と連通する室内排気口１４を備えた排気導入ダクト１２ｃと、一端が排気導入ダクト１２ｃの他端と連通して天井裏空間において天井に沿うように設けられた横排気ダクト部分１２ｂと、建物２内に設けられて一端が横排気ダクト部分１２ｂの他端と連通し他端が排気口３２と連通して横排気ダクト部分１２ｂと排気口３２とを連通させる縦排気ダクト部分１２ａとを備える。
【００１４】
排気切換装置５０は、開閉手段としての切換弁装置５１と、検出手段としてのセンサー５２と、制御手段としての切換制御装置５３とを備える。
切換弁装置５１は、例えば、共通の排気導入ダクト１２ｃから一方の排気ダクト１２及び他方の排気ダクト１２に分岐する部分に設けられる。当該切換弁装置５１は、切換制御装置５３からの制御信号により作動する弁を備え、当該弁により、室内７と一方の排気口３２との連通を遮断したり、室内７と他方の排気口３２との連通を遮断することにより、一方の排気口３２及び他方の排気口３２のうちの一方と室内７とを連通させ、一方の排気口３２及び他方の排気口３２のうちの他方と室内７との連通を遮断する装置である。
センサー５２は、一方の排気口３２の周囲及び他方の排気口３２の周囲の圧力を検出するためのセンサーであり、例えば、一方の排気口３２の近傍に設けられた一方の風圧計５２ａ、及び、他方の排気口３２の近傍に設けられた他方の風圧計５２ｂである。
切換制御装置５３は、センサー５２からの信号に基づいて一方の排気口３２及び他方の排気口３２のうち周囲の圧力が負圧側に大きい例えば一方の排気口３２と室内７とを連通させ、かつ、他方の排気口３２と室内７との連通を遮断するよう切換弁装置５１を制御することにより、空気が他方の排気口３２から排気ダクト１２内に入り込んで一方のの排気口３２側に流れてしまうことを防止できて、室内７の空気は周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口３２を介して排気されやすくなる。
【００１５】
以上の給排気システム１によれば、建物２の外部から吸気口８を介して室内７に空気が導入され、かつ、排気機械１５が駆動されて室内７の空気が排気ダクト１２及び屋上排気部１１を介して建物２の外部に排出される。
【００１６】
尚、発明者らは建物２の外壁面３５に風圧が作用した場合に屋上１０での圧力分布がどのようになるかを数値シミュレーションで求めた。
図４に示すように、数値シミュレーションでは、横断面及び縦断面が長方形状である直方体形状の建物２の一方の外壁面３５Ａに直交する方向から建物２の一方の外壁面３５Ａに向けて風が吹いた場合（図４に白抜き矢印で示すように風向０°で風が吹いた場合（図４の紙面上において下から上に向けて風が吹いた場合））を想定して、建物２の周囲の圧力分布を解析するとともに、図４の紙面上において建物２の中心２Ｃを中心として風向き０°の位置より右回りに４５°回転させた位置から建物２の中心２Ｃに向けて風が吹いた場合（図４に白抜き矢印で示すように風向４５°で風が吹いた場合）を想定して、建物２の周囲の圧力分布を解析した。
尚、図４に示すように、屋上１０における長方形の長辺縁２１及び長辺縁２２が庇２３の長辺で構成されている建物２を想定して数値シミュレーションを行った。
【００１７】
図５（ａ）は、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合の建物横幅方向の中央の部分Ｘ（図４参照）での建物２の高さ方向における建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
図５（ｂ）は、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合の建物横幅方向の中央の部分Ｘでの建物２の高さ方向における建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
図６（ａ）は、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合の屋上面１６から５００ｍｍ上方の位置での建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
図６（ｂ）は、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合の屋上面１６から５００ｍｍ上方の位置での建物２の周囲の圧力分布を解析した結果を示す図である。
また、図５；図６において、等圧線４０に付した数字は圧力係数であり、等圧線４０の１間隔は、圧力係数０．１間隔である。尚、圧力係数Ｃｐは、風が吹くことによって建物２の外表面に作用する圧力ｐを建物頂部高さＨにおける速度圧ｑＨで除した値（Ｃｐ＝ｐ／ｑＨ）である。
【００１８】
図５；図６から、建物２の外壁面３５に向けて風が吹いたと想定した場合に、建物２の屋上１０は負圧となることがわかった。
そして、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合、図６（ａ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６より上方でかつ屋上面１６と平行な面上において上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上面１６の一方の長辺縁（縁）２１に沿った湾曲線となることがわかった。即ち、屋上１０の一方の長辺縁２１の中央側の部分での負圧の等圧線４０が建物２の中心２Ｃ側（図４参照）に張り出すように湾曲する湾曲線となることがわかった。
また、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合も、図６（ｂ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６より上方でかつ屋上面１６と平行な面上において上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上面１６の一方の長辺縁（縁）２１に沿った湾曲線（屋上１０の一方の長辺縁２１の中央側の部分での負圧の等圧線４０が建物２の中心２Ｃ側に張り出すように湾曲する湾曲線）となるとともに、建物２の一方の外壁面３５Ａと直角に隣り合う外壁面３５Ｂ（図４参照）の上端縁に沿った湾曲線（外壁面３５Ｂの上端縁の中央側の部分での負圧の等圧線４０が建物２の中心２Ｃ側に張り出すように湾曲する湾曲線）となることがわかった。
さらに、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合、図５（ａ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６と直交する面上においても上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上１０の一方の長辺縁２１から上方に移動して屋上面１６に到達するような湾曲線となることがわかった。
また、上記風向４５°で風が吹いたと想定した場合、図５（ｂ）に示すように、屋上１０に作用する負圧の等圧線４０は、屋上面１６と直交する面上においても上記一方の外壁面３５Ａの上端部に位置する屋上１０の一方の長辺縁２１から上方に移動して屋上面１６に到達するような湾曲線となり、かつ、上記風向０°で風が吹いたと想定した場合と比べて、負圧値の値が小さく、また、負圧の等圧線４０の間隔も広くなることがわかった。
【００１９】
図５；図６からわかることは、例えば、建物２の一方の外壁面３５Ａに向けて風が吹くと、一方の外壁面３５Ａ側の屋上部分には大きな負圧が作用し、一方の外壁面３５Ａ側の屋上部分以外のその他の屋上部分には一方の外壁面側の屋上部分よりも小さな負圧しか作用しないことである。
そこで、実施形態１では、建物２の外壁面３５に向けて風が吹いた場合に当該外壁面３５側の屋上部分に大きな負圧が作用することに鑑み、排気切換装置５０を設け、切換制御装置５３が、一方の排気口３２の近傍に設けた一方の風圧計５２ａ及び他方の排気口３２の近傍に設けた他方の風圧計５２ｂからの風圧値を入力して、風圧値の大きい方の排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風圧値の小さい方の排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御することによって、空気が風圧値の大きい方の排気口３２から排気ダクト１２内に入り込んで風圧値の小さい方の排気口３２側に流れてしまうことを防止できて、室内７の空気は周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２（風圧値の小さい方の排気口３２）を介して排気されやすくなるようにした。
【００２０】
実施形態１の排気装置４によれば、排気切換装置５０を備えたことにより、例えば、建物２の一方の外壁面３５Ａに向けて風が吹いている場合において、風圧値の大きい方の排気口３２と風圧値の小さい方の排気口３２との連通を遮断させ、かつ、一方の外壁面３５Ａ側の屋上１０に設けられた風圧値の小さい方の排気口３２と室内７とを連通させることによって、風圧値の大きい方の排気口３２から風圧値の小さい方の排気口３２側への空気の移動を防止でき、室内７の空気は風圧値の小さい方の排気口３２を介して排気されやすくなる。
また、一方の排気口３２及び他方の排気口３２と複数階建ての各階の各室内排気口１４；１４・・・とが排気ダクト１２により連通可能に連結された構成において、排気切換装置５０を備えない場合には、周囲の圧力が負圧側に大きい例えば一方の排気口３２に他方の排気口３２から流入してきた空気が移動する（空気が他方の排気口３２側から一方の排気口３２側に引張られやすくなるので）ので、下階の室内７からの空気が一方の排気口３２まで移動しにくくなり、下階の室内７からの空気が排気されにくくなる恐れがある。これに対して、実施形態１では、排気切換装置５０を備えたので、他方の排気口３２側から一方の排気口３２側への空気の移動が遮断され、下階の室内７からの空気が一方の排気口３２を介して排気されやすくなる。
また、切換弁装置５１を、共通の排気導入ダクト１２ｃから一方の排気ダクト１２及び他方の排気ダクト１２に分岐する部分に設けたので、室内７から一方の排気口３２及び他方の排気口３２に対する切り換えを１つの切換弁装置５１で実現でき、切換弁装置５１の個数を最小限にできる。
また、排気口３２の近傍に風圧計を設けたので、排気口３２の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
センサー５２として風圧計を用いたので、排気口３２の周囲の圧力をより正確に検出でき、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
また、排気口３２が、囲い３０における屋上１０の辺縁側に位置する面３４（図２参照）に形成されたので、排気口３２が建物２の外側を向くように設けられ、また、屋上１０の辺縁に近いほど負圧が大きくなるので、建物２の外側に向けて効率的に排気できる。
また、一対の囲い３０が、屋根における一対の長辺縁のそれぞれに沿うように設けられたので、排気口３２の水平方向の長さを長くでき、また、それぞれの長辺縁のどちらに向けて風が吹いた場合でも、建物２の外側に向けて効率的に排気できる。
尚、実施形態１においては、センサー５２として風速計を用いてもよい。図５；図６から、等圧線４０が密であるところは風速値が大きく負圧となっていると考えることができるので、この場合、切換制御装置５３が、一方の排気口３２の近傍に設けた一方の風速計及び他方の排気口３２の近傍に設けた他方の風速計からの風速値を入力して、風速値の小さい方の排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風速値の大きい方の排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御すればよい。
【００２１】
実施形態２
実施形態１では、センサー５２としての風圧計５２ａ；５２ｂを排気口３２の近傍に設置したが、屋上排気部１１が設けられている屋上１０の辺縁側の一方の外壁面３５Ａ及び他方の外壁面３５Ｃのそれぞれに風圧計を設置してもよい。この場合、切換制御装置５３が、一方の外壁面３５Ａに設けた一方の風圧計５２ａ及び他方の外壁面３５Ｃに設けた他方の風圧計５２ｂからの風圧値を入力して、風圧値の小さい方の外壁面側の屋上部分に設けられている排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風圧値の大きい方の外壁面側の屋上部分に設けられている排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御することによって、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させることができる。つまり、実施形態２では、外壁面に設けられた風圧計の風圧値が大きいということは、当該外壁面側の屋上部分には大きな負圧が作用していると推定できるので、当該屋上部分に設けられている排気口３２を介して排気させるようにしたものである。
実施形態２によれば、外壁面３５Ａ；３５Ｃにそれぞれ風圧計を設けたので、外壁面に加わる風圧値を検出して室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を行うことができる。
尚、実施形態２においては、センサー５２として風向計を用いてもよい。図５；図６から、風上側が負圧となっていると考えることができるので、この場合、切換制御装置５３が、１つの外壁面３５に設けられた１つの風向計からの値を入力して、排気口３２が風上に位置するか風下に位置するかを判定し、風下側に位置する排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風上側に位置する排気口３２と室内７と連通させるように切換弁装置５１を制御すればよい。
【００２２】
実施形態３
風圧計を一方の排気ダクト１２内と他方の排気ダクト１２内とにそれぞれ設けた構成としてもよい。この場合、切換制御装置５３が、一方の排気ダクト１２内に設けた一方の風圧計５２ａ及び他方の排気ダクト１２内に設けた他方の風圧計５２ｂからの風圧値を入力して、風圧値の小さい方の風圧計が設けられている排気ダクト１２側の排気口３２と室内７との連通を遮断し、かつ、風圧値の大きい方の風圧計が設けられている排気ダクト１２側の排気口３２と室内７とを連通させるように切換弁装置５１を制御することによって、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させることができる。つまり、実施形態３では、排気ダクト１２内に設けられた風圧計の風圧値が大きいということは、当該排気ダクト１２の排気端側の屋上部分には負圧が作用していると推定できるので、当該屋上部分に設けられている排気口３２を介して集中的に排気させるようにしたものである。
尚、排気ダクト１２をバイパスするダミーの排気ダクトを設け、このダミーの排気ダクト内に風圧計を設けてもよい。
実施形態３によれば、一方の排気ダクト１２内及び他方の排気ダクト１２内、又は、これらをバイパスするダミーの排気ダクト内にそれぞれ風圧計を設けたので、排気ダクト内の風圧値を検出して室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を行うことができる。
尚、実施形態３においては、センサー５２として風速計を用いてもよい。この場合、切換制御装置５３が、一方の排気ダクト（ダミーの排気ダクト）１２内に設けた一方の風速計及び他方の一方の排気ダクト（ダミーの排気ダクト）１２内に設けた他方の風速計からの風速値を入力して、風速値の小さい方の風速計が設けられている排気ダクト１２側の排気口と室内との連通を遮断し、かつ、風速値の大きい方の風速計が設けられている排気ダクト１２側の排気口３２と室内７とを連通させるように切換弁装置５１を制御すればよい。つまり、排気口３２の周囲の圧力が負圧側に大きい場合、排気ダクト１２内の空気の流れは室内７側から排気口３２に向けて速くなると考えられるので、風速値を測定することで、囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を特定できる。
【００２３】
実施形態１乃至３によれば、切換制御装置５３が、排気口の近傍の風の状態、外壁面に吹く風の状態、排気ダクト内の風の状態を検出して、周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を特定できるので、室内７の空気を周囲の圧力が負圧側に大きい排気口３２を介して排気させるための制御を正確に行うことができる。
尚、一方の外壁面３５Ａ又は他方の外壁面３５Ｃのいずれかにのみ風圧計を設ける構成としてもよい。
【００２４】
実施形態４
図７に示すように、開閉手段として、一方の排気ダクト１２の縦排気ダクト部分１２ａと横排気ダクト部分１２ｂとの境界部分、及び、他方の排気ダクト１２の縦排気ダクト部分１２ａと横排気ダクト部分１２ｂとの境界部分に、それぞれ開閉弁装置５１Ａを設けてもよい。
この場合、横排気ダクト部分１２ｂの全体を排気口３２に連通させることができ、横排気ダクト部分１２ｂ内の空気を確実に排気できるので、室内７の天井側に位置する横排気ダクト部分１２ｂの内に空気が停滞してしまうことを防止でき、横排気ダクト部分１２ｂの内に停滞した空気が室内７に漏れてしまうようなことを防止できる。
【００２５】
実施形態５
一方の排気口３２及び他方の排気口３２のそれぞれに、排気口を開閉する開閉手段としての開閉弁を設けた構成としてもよい。
【００２６】
また、横長貫通孔により形成された排気口３２は、囲い３０の排気口構成板３０ｅの面３４に１つ又は面３４の上下方向に複数並ぶように設ければよい。
また、排気口３２は、縦長貫通孔、又は、屋上面１６に対して斜め方向に延長する貫通孔により形成してもよい。
また、囲い３０は、上下方向に排気口３２を形成する複数の貫通孔が平行に並ぶように設けられたガラリ戸のような排気口構成板３０ｅを備えた構成としてもよい。
【００２７】
上記では、排気口３２が、囲いにおける屋上の一辺縁側に位置する排気口構成板３０ｅの面３４に形成された例を示したが、排気口３２は、囲い３０の排気口構成板３０ｅ、後板３０ｂ、上板３０ａのうちのいずれか１つに形成されていればよい。
【００２８】
尚、屋上排気部１１は、建物２の屋上１０の３つの辺縁側にそれぞれ設けられたり、建物２の屋上１０の４つの辺縁側にそれぞれ設けられた構成としてもよい。このようにすれば、どの方向から風が吹いた場合でも屋上排気部１１の排気口３２を介して効率的な排気が行われる。
この場合、例えば、一番大きな負圧が作用している屋上部分に設けられた屋上排気部１１の排気口３２以外の排気口と室内との連通を遮断し、一番大きな負圧が作用している屋上部分に設けられた屋上排気部１１の排気口３２を介して集中的に排気を行わせる構成とすればよい。
【００２９】
また、制御手段による開閉手段の制御は、制御手段がセンサーからの出力をリアルタイムに入力してリアルタイムに制御を行ってもよいし、制御手段が所定時間間隔でセンサーからの出力を読み込んで所定時間間隔で制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
２ 建物、４ 排気装置、７ 室内、１０ 屋上（屋根）、
１２ 一方の排気ダクト（第１の排気路）、１２ 他方の排気ダクト（第２の排気路）、１２ａ 縦排気ダクト部分、１２ｂ 横排気ダクト部分、１２ｃ 排気導入ダクト、
２１ 一方の長辺縁（第１の辺縁）、２２ 他方の長辺縁（第２の辺縁）、
３２ 一方の排気口（第１の排気口）、３２ 他方の排気口（第２の排気口）、
３５Ａ 一方の外壁面、３５Ｃ 他方の外壁面、５０ 排気切換装置、
５１ 切換弁装置（開閉手段）、５１Ａ 開閉弁装置（開閉手段）、
５２ センサー（検出手段）、５２ａ；５２ｂ 風圧計（検出手段）、
５３ 切換制御装置（制御手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を建物の室内から建物の屋根に設けられた排気口を介して建物外部に排気する排気装置において、
屋根の第１の辺縁側に設けられた第１の排気口と、屋根の第２の辺縁側に設けられた第２の排気口と、室内と第１の排気口とを連通させる第１の排気路と、室内と第２の排気口とを連通させる第２の排気路と、第１の排気口及び第２の排気口のうちの一方と室内とを連通させ、かつ、第１の排気口及び第２の排気口のうちの他方と室内との連通を遮断する開閉手段と、第１の排気口の周囲の圧力及び第２の排気口の周囲の圧力を検出するための検出手段と、検出手段からの信号に基づいて第１の排気口又は第２の排気口のうち周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断するよう開閉手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする排気装置。
【請求項２】
第１の排気路の一端部及び第２の排気路の一端部は、室内と連通する共通の排気導入ダクトにより形成され、
開閉手段は、排気導入ダクトから第１の排気路及び第２の排気路に分岐する部分に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項３】
第１の排気路及び第２の排気路は、それぞれ、天井裏空間において天井に沿うように設けられた横排気ダクト部分と、建物の壁内に設けられて横排気ダクト部分と排気口とを連通させる縦排気ダクト部分とを備え、
開閉手段は、縦排気ダクト部分と横排気ダクト部分との境界部分に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項４】
検出手段が、排気口の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項５】
検出手段が、外壁面に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項６】
検出手段が、第１の排気路内と第２の排気路内とにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項７】
検出手段が、風圧計であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項１】
空気を建物の室内から建物の屋根に設けられた排気口を介して建物外部に排気する排気装置において、
屋根の第１の辺縁側に設けられた第１の排気口と、屋根の第２の辺縁側に設けられた第２の排気口と、室内と第１の排気口とを連通させる第１の排気路と、室内と第２の排気口とを連通させる第２の排気路と、第１の排気口及び第２の排気口のうちの一方と室内とを連通させ、かつ、第１の排気口及び第２の排気口のうちの他方と室内との連通を遮断する開閉手段と、第１の排気口の周囲の圧力及び第２の排気口の周囲の圧力を検出するための検出手段と、検出手段からの信号に基づいて第１の排気口又は第２の排気口のうち周囲の圧力が負圧側に大きい一方の排気口と室内とを連通させ、かつ、他方の排気口と室内との連通を遮断するよう開閉手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする排気装置。
【請求項２】
第１の排気路の一端部及び第２の排気路の一端部は、室内と連通する共通の排気導入ダクトにより形成され、
開閉手段は、排気導入ダクトから第１の排気路及び第２の排気路に分岐する部分に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項３】
第１の排気路及び第２の排気路は、それぞれ、天井裏空間において天井に沿うように設けられた横排気ダクト部分と、建物の壁内に設けられて横排気ダクト部分と排気口とを連通させる縦排気ダクト部分とを備え、
開閉手段は、縦排気ダクト部分と横排気ダクト部分との境界部分に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項４】
検出手段が、排気口の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項５】
検出手段が、外壁面に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項６】
検出手段が、第１の排気路内と第２の排気路内とにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項７】
検出手段が、風圧計であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の排気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１１７４７（Ｐ２０１２−２１１７４７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８４２８（Ｐ２０１１−７８４２８）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
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