JPH0481703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、床面を冷却して行なう輻射冷房、ま
たは、床面を加熱もしくは加温して行なう輻射暖
房の方法および装置に関する。

（従来技術） 床に関する輻射冷房または輻射暖房（以下、
「輻射冷暖房」という。）は、床の内部に設けられ
た通路に冷風や冷水のような冷却媒体または熱風
や温風、温水のような加熱媒体から成る流体を通
して行なう。前記流体は前記通路を流動する間、
その周囲から熱を奪いまたはその周囲に熱を放出
する。前記流体による周囲からの熱の収奪または
周囲への熱の供給によつて床面が冷却または加熱
され、室が冷房または暖房される。

ところで、従来の輻射冷暖房方法では、前記流
体を前記通路の一方の開口から供給し、他の一方
の開口から外部に排出する。すなわち、前記流体
を一方向にのみ流動させる。しかし、これでは、
特に距離の長い通路の場合、前記通路の一方の開
口近傍（上流）および他の一方の開口（下流）に
おける前記流体の温度に大きな開きを生じ、上流
側に位置する床面の温度と、下流側に位置する床
面の温度との差が大きなものとなる。このため
に、温度差の大きい冷房空間または暖房空間の偏
在を余儀なくされていた。

（発明の目的） 本発明は、床面の冷却または加熱に伴なつて生
じる床の表面温度の差をできる限り小さくしての
輻射冷房または輻射暖房を可能とすることを目的
とする。

（発明の構成、作用および効果） 本発明に係る輻射冷暖房方法は、床の内部に設
けられた通路への冷却媒体または加熱媒体から成
る流体の供給を、前記通路の一方の開口からと他
の一方の開口とから交互に行なうことを特徴とす
る。

本発明の方法によれば、前記通路に流体を流す
ときの上流および下流の位置関係が交互に変化す
ることから、上流および下流の位置関係が不変の
場合と比べて、上流側および下流側における床の
表面温度の差を小さくすることができる。その結
果、床面の上方に広がる室の空間の冷房または暖
房をより均一にすることができる。

また、本発明に係る輻射冷暖房装置は、冷却媒
体または加熱媒体から成る流体の通過を許す、少
なくとも二個所で開口する通路が設けられた床
と、前記流体の供給源と、該供給源に接続された
一端部を有する一対の管であつて管の一方が前記
床の通路の一方の開口に連通する孔を有しかつ他
の一方が前記通路の他の一方の開口に連通する孔
を有する一対の管と、両管の前記一端部側におい
て該管のいずれか一方を選択的に閉鎖するための
第１の閉鎖手段と、両管の他端部側において該管
のいずれか一方を選択的に閉鎖するための第２の
閉鎖手段とを備えることを特徴とする。

本発明の装置によれば、前記第１および第２の
閉鎖手段の操作により一方の管の一端部および他
端部においてその管路をそれぞれ開放しおよび閉
鎖するとともに他の一方の管の一端部および他端
部においてその管路をそれぞれ閉鎖しおよび開放
することにより、前記流体を前記供給源から前記
一方の管に導入し、ここから前記通路に通し、さ
らに、該通路から前記他の一方の管に導き、該管
の他端部から放出することができる。また、両管
の管路の前記閉鎖および開放を逆にすることによ
り、前記流体の流動経路を前記供給源、他の一方
の管、前記通路および前記一方の管とすることが
できる。これにより、前記流体の供給を、前記通
路の一方の開口からと他の一方の開口とから交互
に行なうことができる。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

第１図に本発明の床に関する輻射冷暖房方法を
実施するための装置１０および該装置に組み込ま
れた床１２を示す。

輻射冷暖房装置１０は、冷風のような冷却媒体
または熱風や温風のような加熱媒体から成る流体
を発生しこれを送り出す装置を有する流体供給源
（図示せず）と、該供給源に接続された主管１４
と、該主管に連なる一対の分岐管１６，１８と、
両分岐管の一端部１６ａ，１８ａ側において該分
岐管の管路のいずれか一方を選択的に閉鎖するた
めの第１の閉鎖手段と、両分岐管の他端部１６
ｂ，１８ｂ側において該分岐管の管路のいずれか
一方を選択的に閉鎖するための第２の閉鎖手段と
を備える。分岐管１６，１８は、主管１４を介す
ることなしに、直接に、前記流体供給源に接続し
てもよい。

床１２は、第３図に示すように、コンクリート
スラブのような床版２０と、該床版上に設けられ
た下地層２２と、該下地層上に設けられ、床面を
規定する表層２４とを含む。図示の床１２の床面
は全体に矩形を呈する。

一対の分岐管１６，１８はそれぞれ全体にＬ字
の形状を有する。両分岐管１６，１８は表層２４
の外方における上方にあつて互いに共同して全体
に矩形を成すように配置されている。図示の例で
は、両分岐管の他端部１６ｂ，１８ｂが他の主管
２６に連なつている。両主管１４，２６は、前記
供給源の前記流体の送り出し側および前記流体の
回収側にそれぞれ接続されている。両分岐管の他
端部１６ｂ，１８ｂは、図示の例に代えて、開放
自由端とすることもできる。両主管１４，２６お
よび両分岐管１６，１８は、床が形成される建物
の壁を取り巻くように設置することができる。

各分岐管にはその一端部側および他端部側のそ
れぞれに複数の孔２８，３０が設けられている。
各孔２８，３０は枝管３２，３４を介して後記一
対のダクト４４，４６にそれぞれ連通している。

装置１０の一部を成す前記第１の閉鎖手段と前
記第２の閉鎖手段とは、それぞれ、両分岐管の一
端部１６ａ，１８ａに設けられた一対のダンパ３
６，３８と、両分岐管の他端部に設けられた一対
のダンパ４０，４２とから成る。各ダンパは円盤
から成り、各分岐管の直径方向に伸び該分岐管に
回転可能に支承された軸に固定されている。各ダ
ンパは、例えば前記各軸に接続されたモータ（図
示せず）でこれを回転駆動することができる。こ
れにより、各分岐管の各端部においてその管路を
独立に閉鎖しまたこれを解除することができる。

したがつて、分岐管１６，１８の各端部におい
てこれらの管路のいずれか一方を選択的に閉鎖す
ることができ、ダンパ３６，３８をそれぞれ開お
よび閉、また、ダンパ４０，４２をそれぞれ閉お
よび開にする（第１図）とき、前記流体供給源か
ら供給される前記流体を一方の分岐管１６から床
１２の通路に通し、他方の分岐管１８に排出する
ことができる。また、ダンパ３６，３８とダンパ
４０，４２の開閉動作を前記と逆にする（第２
図）ことにより、供給流体を他方の分岐管１８か
ら前記通路に導入し、一方の分岐管１６に排出す
ることができる。

第１図〜第３図に示すように、床１２の下地層
２２の周りに一対のＬ字形の平面形状を有するダ
クト４４，４６が、互いに共同して全体に矩形を
なすように配置されている。両ダクトはそれぞれ
コの字形の横断面形状を有し、その開放側面が下
地層の２２の側面に気密的に接している。各ダク
トの端面は閉塞されている。

ところで、前記冷却媒体および前記加熱媒体
は、前記したような気体とすることに代えて、冷
水および温水のような液体とすることができる。
前記流体を液体とするときは、前記ダクトに代え
てこれを、後記通路の開口に連通される孔が設け
られた側部を有する管部材（図示せず）とするこ
とが望ましい。さらに、前記第１および第２の閉
鎖手段、前記ダンパに代えて例えば両分岐管の一
端部１６ａ，１８ａおよび他端部１６ｂ，１８ｂ
の合流部に設けられる一対の流路切換弁（図示せ
ず）とすることができる。

第３図〜第６図に示すように、床１２の下地層
２２は、発泡スチロールのような断熱材４８上に
配置されまた前記流体のための通路が設けられた
下層部５０と、該下層部上に設けられた金網５２
と、該金網上に設けられた上層部５４とを備え
る。断熱材４８は、前記流体の熱エネルギの損失
を防ぐために、各ダクトの外周面を覆うように配
置することが望ましい。前記下地層はこれを二層
部分で構成する図示の例に代えて、一層部分のみ
とすることができる。

下層部５０および上層部５４は、ゴムチツプや
コルクチツプのような弾性を有する多数の粒状物
が相互に連通する多数の空隙をおいて接着されて
成る、矩形の平面形状を有する複数のマツトを敷
き並べてそれぞれ形成されている。

前記マツトは、前記多数の粒状物と、これらの
粒状物を相互に結合するのに必要な最少限の液状
樹脂との混合物を型枠に敷き均したのち、これを
加熱、養生することにより得ることができる。も
ちろん、現場で型枠を組み、これに前記混合物を
敷き均し、さらに養生することによつてもマツト
状に形成することができる。

下層部５０は、複数のマツト５０ａを一方向へ
すなわち第１図および第２図でみて床面の矩形の
短辺に向けて間隔をおいて配置し、また、複数の
マツト５０ａを他方向へすなわち前記矩形の長辺
に向けて互いに突き合わせて配置することにより
形成されている。

金網５２はマツト５０ａの平面形状にほぼ等し
い外形を有し、各マツト５０ａ上に配置されてい
る。金網５２は床の補強作用を担うとともに、下
層部５０と上層部５４との間の熱伝達作用をな
す。

上層部５４は、マツト５０ａより幅寸法が小さ
いマツト５４ａをマツト５０ａとともに段を形成
するように各金網５２上に配置し、また、マツト
５４ａ間に鉄板のような金属板５６を配置し、さ
らに、該金属板上に、マツト５４ａより厚さ寸法
がわずかに小さい複数のマツト５４ｂを前記他方
向へ互いに突き合わせて配置することにより形成
されている。前記金属板は、後記第１の通路部分
６２を規定するとともに、該通路部分を設けるこ
とによつて生じる床の強度低下を補償する。図示
の例では、マツト５０ａを構成する粒状物５８
は、マツト５４ａ，５４ｂを構成する粒状物６０
よりも粒径が大きい。

マツト５０ａ、金網５２およびマツト５４ａは
これらを一体に形成し、一体に形成されたものの
複数個を断熱材４８上に敷き並べてもよい。マツ
ト５０ａ、金網５２およびマツト５４ａの一体形
成は、これらが積み重ねられるときの頂面および
側面を規定することとなる底面および側面を有す
る型枠内に、まず、粒状物６０および前記液状樹
脂の混合物を投入して敷き均し、次いでこの上に
金網５２を載置し、最後に粒状物５８および前記
液状樹脂の混合物を投入して敷き均し、これを加
熱、養生することにより行なうことができる。マ
ツト５０ａは例えば畳大の大きさとすることがで
きる。

マツト５０ａにはこれを前記一方向へ伸びかつ
該マツト５０ａの両側面で開口する複数の孔６４
が前記他方向へ相互に間隔をおいて設けられてい
る。孔６４は、マツト５０ａの成形時、前記型枠
内に丸棒を配置しておき、脱型後、これを引き抜
くことにより形成することができる。

マツト５０ａ相互、断熱材４８および金属板５
６で規定された矩形の横断面形状を有する空間６
２に連通する孔６４は、下地層２２の矩形の短辺
側における両側面に接する各ダクトの一端部４４
ａ，４６ａの内部に連なる。下地層２２の矩形の
長辺側における両側面に開口する空間６２は、そ
の一方の端部でのみ外部に開放するように他の一
方の端部に閉鎖板６６が配置されている。閉鎖板
６６は、互いに隣接する一対の空間６２の開放端
が互いに逆向きとなるように、前記長辺のそれぞ
れの側に、前記空間に関して一つおきに配置され
ている。このようにして成る空間６２と、前記孔
６４とは前記流体のための通路の第１の通路部分
と第２の通路部分とをそれぞれ成す。

下地層２２を複数の前記マツトで形成すること
により、床の構築作業を容易にまた短時間で行な
うことができる。

床面を規定する表層２４は、下地層の上層部５
４にウレタン樹脂のような液状樹脂を塗布して成
る樹脂層で形成することができる。前記液状樹脂
の垂れ落ちを防止するための目止め材６８とし
て、上層部５４を構成するマツト５４ａの表面、
その側面および前記段部における金網５２の表面
と、マツト５４ｂの表面とに、プラスター、ゴム
シート、ウレタンシート等が接着されている。

本発明に係る輻射冷暖房方法は、本発明の装置
および床構造を用いて、次のようにして実施する
ことができる。

第１図を参照して、まず、前記第１の閉鎖手段
を構成するダンパ３６，３８を回転操作して一方
の分岐管１６を主管１４とを連通させかつ他方の
分岐管１８と主管１４との連通を遮断する。ま
た、前記第２の閉鎖手段を構成するダンパ４０，
４２を回転操作して一方の分岐管１６と主管２６
との連通を遮断しかつ他方の分岐管１８と主管２
６とを連通させる。

次いで、前記供給源から前記流体を送り出す
と、該流体は主管１４、一方の分岐管１６、複数
の枝管３２を経て一方のダクト４４に流入する。
ダクト４４に流入した前記流体は、その一端部４
４ａから第２の通路部分６４に、また、その他端
部４４ｂからこれと連通する第１の通路部分６２
にその開放一端から流れ込み、これらの通路部分
を経て他方のダクト４６に至る（破線でしめす矢
印参照）。第１の通路部分６２に流入した前記流
体は、該通路部分の他端が閉鎖されているため
に、該通路部分に隣接する他の通路部分６２に向
けて第２の通路部分６４を流れ、前記他の第１の
通路部分６２の開放端から他方のダクト４６の他
端部４６ｂに至る。また、他方のダクト４６の一
端部４６ａと連通する第２の通路部分６４からも
前記流体が該一端部に流れ込む。

前記流体が前記通路を流動する間、前記流体は
その周囲から熱を奪いあるいはその周囲に熱を与
える。より詳細には、第１の通路部分６２を通る
前記流体は、金属板５６、下層部５０の粒状物５
８および該粒状物に規定された空隙７０（第５
図）中の空気を冷やしあるいは加熱する。また、
第２の通路部分６４を流動する前記液体は、金網
５２、粒状物５８および空隙７０（第６図）中の
空気を冷却する。床面のほぼ全域にわたつて配置
された金網５２の良好な熱伝導性のために、上層
部５４にその底面のほぼ全域にわたつて下層部５
０から熱伝達され、上層部５４の粒状物６０およ
び該粒状物が規定する空隙７１中の空気が冷却ま
たは加熱され、これにより、表層２４が冷却また
は加熱される。

この床構造では、第２の通路部分６４の長さ寸
法を小さい値に設定することができ、これによ
り、該通路部分を通る際に生じる前記流体の温度
上昇または温度降下の度合を低くすることができ
る。また、この例では、第１の通路部分６２が下
層部５０を貫通していない。このため、前記下層
部を貫通することによつて生じる熱損失はなく、
第１の通路部分６２に満たされる前記流体の該第
１の通路部分の両端における温度差が小さい。し
たがつて、第２の通路部分６４の第１の通路部分
６２との連通位置が該第１の通路部分６２の両端
間のどの位置にあつても、第２の通路部分６４に
はほぼ同じ温度の流体を導入することができる。
これは、下地層２２のより均一な冷却または加熱
に寄与する。

他方のダクト４６内の前記流体は枝管３４、他
方の分岐管１８および本管２６を経て前記流体供
給源に戻る。該供給源に戻つた前記流体は該供給
源において再度冷却または加熱されて主管１４に
送り出される。

一定時間経過後、あるいは、任意のマツト５４
ａにおける上流側およびその下流側のいずれか一
方が予め設定された温度値になつたとき、前記第
１および第２の閉鎖手段を作動させる。すなわ
ち、第２図に示すように、分岐管１６，１８の一
端部のダンパ３６，３８をそれぞれ閉状態および
開状態にするとともに他端部のダンパ４０，４２
をそれぞれ閉状態および開状態にする。

前記第１および第２の閉鎖手段の操作はこれを
自動制御することができる。図示の例では、分岐
管１６の一端部側に最も近接しているマツト５４
ａの表面近傍にサーモスタツトのような一対の温
度センサ７２，７４が埋め込まれており、いずれ
か一方のセンサが設定温度を感知するとき、該セ
ンサから、前記センサと電気的に接続されたモー
タ制御装置（図示せず）に電気信号が送られ、該
制御装置の指令に基いて前記モータが作動され
る。

前記ダンパによる流路の切換え後における前記
流体の移動は、前記したと逆になる。説明の重複
を避けるために、第２図に、前記流体の経路の概
略を破線の矢印で示すにとどめる。

こうして、前記通路の一方の複数の開口（ダク
トの他端部４４ｂ側における第１の通路部分６２
の開放端および一端部４４ａ側における第２の通
路部分６４の開放端）からの前記流体の供給と、
前記通路の他方の複数の開口（ダクトの他端部４
６ｂ側における第１の通路部分６２の開放端およ
び一端部４６ａ側における第２の通路部分６４の
開放端）からの前記液体の供給とを交互に行なう
ことにより、床面の全域にわたるより均一な冷却
または加熱を実現することができる。

なお、輻射暖房の場合、第１の通路部分６２内
に、電熱線７６を配置することが望ましい。これ
によれば、前記流体の供給を停止した後、例えば
夜間に電熱線７６に通電しておくことにより、前
記流体の供給停止に伴なう下地層２２の温度低下
を最少限にとめることができ、これにより、翌朝
の暖房を迅速に行なうことができる。また、第１
の通路部分６２は、これを下地層２２を貫通する
孔とすることができる。さらに、第２の通路部分
６４は、これを下地層２２の上下方向におけるい
ずれの位置に形成してもよい。さらに、第２の通
路部分６４を孔とすることに代えて、第６図に想
像線で示すように、これらを下方に開放する溝７
８で構成することができる。溝７８は上方に開放
するものであつてもよい。さらに、管１６，１８
に前記通路の開口と同数の孔を設け、該孔と前記
開口とを他の管部材で相互に接続して前記ダクト
を省略することができる。ただし、図示の例の場
合、空隙７０，７１の外部への開口を密閉するた
めに、下地層の側面に板部材を当てあるいは前記
側面に液状樹脂を塗布する。

図示の例では、前記したように、前記通路は下
地層２２の側面の多数の個所で開口しているが、
本発明の方法および装置は、少なくとも二個所で
床の外部に開口する通路を有する床に適用するこ
とができる。例えば、前記流体の通路が蛇行して
伸びる床の例がある。この場合、分岐管１６，１
８には少なくとも−（ダクトを設ける場合）また
は通路の開口の数に応じた（ダクトを設けない場
合）孔を設ける。また、図示の例では、前記通路
が多数の粒状物で構成されたクツシヨン性を有す
る下地層２２に形成されている。しかし、本発明
の方法および装置は、例えば硬質の床下地とこれ
に設けられた通路とを有する床に適用することを
妨げない。

【図面の簡単な説明】

第１および第２図は本発明の装置の平面図、第
３図は第１図の線３−３に沿つて得た概略的な縦
断面図、第４図は床の部分拡大平面図、第５図お
よび第６図は第４図の線５−５および線６−６に
沿つて得た部分拡大断面図である。 １０：輻射冷暖房装置、１２：床、１４，２
６：主管、１６，１８：分岐管（一対の管）、２
０：床版、２２：下地層、２４：表層、２８，３
０：分岐管の孔、３６，３８：ダンパ（第１の閉
鎖手段）、４０，４２：ダンパ（第２の閉鎖手
段）、５０，５４：下地層の上層部および下層部、
６２：第１の通路部分、６４，７８：第２の通路
部分、７６：電熱線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 床の内部に設けられ、少なくとも二個所で床
   の外部に開口する通路に、冷却媒体または加熱媒
   体を前記通路の一方の開口および他の一方の開口
   から交互に供給する、輻射冷暖房方法。 ２ 冷却媒体または加熱媒体から成る流体の通過
   を許す、少なくとも二個所で開口する通路が設け
   られた床と、前記流体の供給源と、該供給源に接
   続された一端部を有する一対の管であつて該管の
   一方が前記床の通路の一方の開口に連通する孔を
   有しかつ他の一方が前記通路の他の一方の開口に
   連通する孔を有する一対の管と、両管の前記一端
   部の側において該管のいずれか一方を選択的に閉
   鎖するための第１の閉鎖手段と、両管の他端部側
   において該管のいずれか一方を選択的に閉鎖する
   ための第２の閉鎖手段とを含む、輻射冷暖房装
   置。 ３ 前記一対の管はこれらの一端部の側で相互に
   連通している、特許請求の範囲第２項に記載の輻
   射冷暖房装置。 ４ 前記流体は気体から成り、前記第１の閉鎖手
   段は各管の一端部に設けられたダンパから成り、
   また、前記第２の閉鎖手段は各管の他端部に設け
   られたダンパから成る、特許請求の範囲第２項に
   記載の輻射冷暖房装置。 ５ 前記通路は、一方向に間隔をおいて設けられ
   た複数の第１の通路部分と、他方向に間隔をおい
   て設けられ、前記第１の通路部分に連通する複数
   の第２の通路部分とから成り、各第１の通路部分
   はその両端の一方のみが外部に開放し、その開放
   端部は、互いに隣接する第１の通路部分に関して
   互いに逆方向を向く、特許請求の範囲第２項に記
   載の輻射冷暖房装置。 ６ 前記下地層は下層部と、該下層部上に配置さ
   れた上層部とを有し、前記下層部および上層部は
   それぞれ弾性を有する多数の粒状物が相互に連通
   する多数の空〓をおいて接着されて成り、前記通
   路は前記下層部に設けられている、特許請求の範
   囲第５項に記載の輻射冷暖房装置。 ７ 前記第１の通路部分に電熱線が配置されてい
   る、特許請求の範囲第６項に記載の輻射冷暖房装
   置。