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【発明の名称】 防災設備
【発明者】 【氏名】笠原 勲

【氏名】道越 由華

【氏名】矢代 嘉郎

【氏名】掛川 秀史

【氏名】佐藤 博臣

【氏名】栗岡 均

【氏名】菊池 正道

【氏名】辻 利秀

【氏名】石田 博志

【氏名】浅見 高志

【氏名】大橋 正満

【氏名】管 敏夫

【氏名】斎藤 直

【氏名】鶴田 俊
【要約】 【課題】火災発生時に排煙を確実に行うことが可能な防災設備を提供する。

【解決手段】スプリンクラーヘッド２からの散水を流水検知装置８で検知すると、対応する排煙口４を開放する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スプリンクラー設備及び排煙設備を備えた防災設備において、スプリンクラーヘッドからの散水を検出する散水検出手段を設け、上記排煙設備は、上記散水検出手段からの散水検知信号に基づき排煙を行うことを特徴とする防災設備。
【請求項２】 上記散水検出手段は、スプリンクラーヘッドに水を供給する管路に設けられた流水検知装置であることを特徴とする請求項１に記載した防災設備。
【請求項３】 防災の対象空間を複数の区画に区分し、各区画毎に独立した散水検知手段を設け、排煙設備は、散水検知信号を出力した散水検知手段に対応する区画内の排煙を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した防災設備。
【請求項４】 防災対象とする空間を複数の区画に区分し、各区画毎に煙感知器を設けると共に、上記散水検知手段は、上記複数の区画に配置されたスプリンクラーヘッドのいずれかからの散水の有無を検出し、上記排煙設備は、散水検知信号と煙感知器からの煙感知信号の両方の信号を入力すると、煙感知信号を出力した煙感知器が配置された区画内の排煙を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した防災設備。
【請求項５】 火災鎮火状態か否かを判定する鎮火判定手段を備え、上記スプリンクラー設備は、上記鎮火判定手段からの鎮火信号に基づきスプリンクラーヘッドからの散水を停止することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載した防災設備。
【請求項６】 上記スプリンクラー設備は、スプリンクラーヘッドに水を供給する管路に設けられて鎮火判定手段から鎮火信号を入力すると管路を閉じるバルブを備えることを特徴とする請求項５に記載した防災設備。
【請求項７】 上記鎮火判定手段は、煙濃度判定装置を備え、その煙濃度判定装置が検出した煙濃度に基づき火災鎮火状態か否かを判定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載した防災設備。
【請求項８】 上記鎮火判定手段は、複数の温度センサを備え、火災発生エリアの温度と非火災エリアの温度との温度差に基づき火災鎮火状態か否かを判定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載した防災設備。
【請求項９】 上記排煙設備は、排煙のための開閉可能な排煙口と該排煙口に連通する排煙ダクトとを備え、上記鎮火判定手段は、上記排煙ダクト内の温度に基づき火災鎮火状態か否かを判定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載した防災設備。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、消火・排煙を行う防災設備に係り、スプリンクラー設備により火災が抑制される空間での排煙の仕方を工夫した防災設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、火災発生の際における排煙は、所定以上の煙発生を認知した居住者が排煙設備の排煙口を手動で開放するか、防災センタや警備室などの管理室において火災報知器の通報で火災発生を認知した管理者が、当該火災報知器の表示盤で火災発生場所（排煙区画など）を特定した後に、遠隔操作で対応する排煙口を開放する。
【０００３】なお、排煙口を開放した場合には、その信号によって排煙機が作動し排煙口および排煙ダクトを通じて排煙が行われる。または、煙感知器の感知に連動して自動的に排煙口を開放させる排煙設備もある。また、スプリンクラー設備は、上記排煙設備とは非連動で作動し、熱感知器などで火災発生を検知するとスプリンクラーヘッドから散水を開始し消火を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排煙口の開放を上記のように手動若しくは遠隔操作で行う方法は、操作ボタンの設置場所の問題や、現場駆け付け、初期消火などの対応のため、排煙起動まで手が回らないことも多く、排煙のための作動信頼性が低い。ここで、排煙設備が作動しないと、火災で発生した煙やスプリンクラーで散水した際に発生する水蒸気を含む煙を有効に排出できない可能性がある。
【０００５】また、煙感知器と連動して排煙設備が作動する場合は、煙感知器の信頼性が十分でないため、火災が発生していないのに排煙設備が誤作動する場合がある。たとえば、煙感知器の近傍で喫煙が行われた場合に誤作動する可能性がある。また、スプリンクラーが作動しないで排煙を行った場合、急激な温度上昇によりダンパーが閉鎖し、排煙が短時間で停止してしまう可能性がある。
【０００６】また、スプリンクラーが作動すると、火災が鎮火したとしても、バルブを閉めない限り散水は継続する。一般に消防隊により火災現場は閉鎖されるため、室内の水損被害が発生するおそれがある。本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、火災発生時に排煙を確実に行うことが可能な防災設備を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、スプリンクラー設備及び排煙設備を備えた防災設備において、スプリンクラーヘッドからの散水を検出する散水検出手段を設け、上記排煙設備は、上記散水検出手段からの散水検知信号に基づき排煙を行うことを特徴としている。
【０００８】次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記散水検出手段は、スプリンクラーヘッドに水を供給する管路に設けられた流水検知装置であることを特徴とするものである。次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、防災の対象空間を複数の区画に区分し、各区画毎に独立した散水検知手段を設け、排煙設備は、散水検知信号を出力した散水検知手段に対応する区画内の排煙を行うことを特徴とするものである。
【０００９】次に、請求項４に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、防災対象とする空間を複数の区画に区分し、各区画毎に煙感知器を設けると共に、上記散水検知手段は、上記複数の区画に配置されたスプリンクラーヘッドのうちのいずれかからの散水の有無を検出し、上記排煙設備は、散水検知信号と煙感知器からの煙感知信号の両方の信号を入力すると、煙感知信号を出力した煙感知器が配置された区画内の排煙を行うことを特徴とするものである。
【００１０】次に、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載した構成に対し、火災鎮火状態か否かを判定する鎮火判定手段を備え、上記スプリンクラー設備は、上記鎮火判定手段からの鎮火信号に基づきスプリンクラーヘッドからの散水を停止することを特徴とするものである。次に、請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した構成に対し、上記スプリンクラー設備は、スプリンクラーヘッドに水を供給する管路に設けられて鎮火判定手段から鎮火信号を入力すると管路を閉じるバルブを備えることを特徴とするものである。
【００１１】次に、請求項７に記載した発明は、請求項５又は請求項６に記載した構成に対し、上記鎮火判定手段は、煙濃度判定装置を備え、その煙濃度判定装置が検出した煙濃度に基づき火災鎮火状態か否かを判定することを特徴とするものである。次に、請求項８に記載した発明は、請求項５又は請求項６に記載した構成に対し、上記鎮火判定手段は、複数の温度センサを備え、火災発生エリアの温度と非火災エリアの温度との温度差に基づき火災鎮火状態か否かを判定することを特徴とするものである。
【００１２】次に、請求項９に記載した発明は、請求項５又は請求項６に記載した構成に対し、上記排煙設備は、排煙のための開閉可能な排煙口と該排煙口に連通する排煙ダクトとを備え、上記鎮火判定手段は、上記排煙ダクト内の温度に基づき火災鎮火状態か否かを判定することを特徴とするものである。ここで、上記排煙設備による排煙は、排煙口の開放によって行われる。また、当該排煙口に排煙ダクトが連通している場合には、上記開放に連動して排煙機（ファンなど）が作動することで行われる。
【００１３】また、上記区画として、一つの排煙区画または複数の排煙区画群を例示できる。また、非火災エリアとは、例えば火災が発生していないと判定される室内をいう。本発明によれば、火災時に自動で作動し煙感知器と比較して誤作動がほとんど無いスプリンクラー設備と連動して排煙設備が作動することにより、非常時の排煙設備の作動信頼性が向上する。
【００１４】また、散水と一緒に排煙が行われることで、煙および散水による水蒸気を含んだ煙も確実に排出が行われる。また、スプリンクラーの散水により煙温度が低下し、長時間、排煙を行うことが可能である。また、火災が鎮火すると、自動的にスプリンクラーの散水が停止して水損防止を図ることも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の防災設備を説明するための所定階フロアでの模式的構成図であって、防災対象とする空間は、排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃ単位に複数に区分されている。
【００１６】そして、各排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃ単位に、スプリンクラー設備のスプリンクラーヘッド２、煙感知器３、排煙設備の排煙口４が配置されている。各スプリンクラーヘッド２には、配管６を通じて水が供給可能となっている。その配管６は、主管６ａから各排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃ毎に枝管６ｂ、６ｃが分岐し、その各枝管６ｂ、６ｃに対応する排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃに配置されたスプリンクラーヘッド２が接続している。符号７は配管６に水を圧送するポンプを示す。
【００１７】上記各排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃに対応して配置された各枝管６ｂ、６ｃには、個別に流水検知装置８及び電磁バルブ９が介装されている。そして、上記排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃ毎に配置された各流水検知装置８は、所定流速以上の水の流れを検知すると、散水検知信号を対応する排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃに配置された排煙口４の排煙口作動用アクチュエータ１０に供給可能となっている。該排煙口作動用アクチュエータ１０は、検知信号を入力すると作動して連結されている排煙口４を開放するように作動する。
【００１８】また、各排煙口４は、排煙口作動用アクチュエータ１０を作動することで開閉可能となっていると共に、各排煙口４は排煙ダクト１１に接続されている。各排煙口４近傍の排煙ダクト１１の枝管部分にはそれぞれ温度センサ１２が配置されている。各温度センサ１２は、検知した温度信号を鎮火判定手段を構成する鎮火判定部１３に出力する。
【００１９】各鎮火判定部１３は、各温度センサ１２からの温度信号に基づき、排煙口４近傍の排煙ダクト１１内が第１の温度以上となったと判定すると火災鎮火状態の判定を開始し、その後、対応する排煙ダクト１１内の温度が第２の温度以下となったと判定したら、対応する排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃに対応する上記電磁バルブ９に閉指令を供給する。
【００２０】例えば、上記第１の温度は、７０℃など火災発生状態を検知可能な温度であり、第２の温度は３０℃など火災鎮火状態と判定可能な温度である。第２の温度は、外気温や非火災室の温度などとの温度差に基づき決定しても良い。ここで、火災発生状態の有無は、上記判定に限定されず、例えば、対応する排煙口４が開口してから所定時間経過することによって火災発生状態と判定しても良い。
【００２１】また、各電磁バルブ９は、閉指令を入力すると弁を閉状態として対応する区画のスプリンクラーヘッド２への水の供給を遮断する。ここで、電磁バルブ９は初期状態では開状態となっている。また、一旦閉状態となっても、管理室からの信号によって開状態（初期状態）に復帰可能となっている。なお、主管６ａには図示しないが手動などで操作可能な別途バルブが介装している。
【００２２】ここで、煙感知器３は、不図示の管理室に煙感知信号を供給可能となっている。また、各排煙口作動用アクチュエータ１０は管理室からの信号によっても作動可能となっている。すなわち、従来と同様に排煙設備は遠隔操作が可能となっている。次に、上記防災設備の作用や効果などについて説明する。
【００２３】例えば、排煙区画Ａで火災が発生すると、当該火災発生によって排煙区画に配置されたスプリンクラーヘッド２ａから水が散水される。この散水状態では、排煙区画Ａに対応する枝管６ｂには水の流れが発生しているので、この水の流れが流水検知装置８ａによって検知され、散水検知信号が対応する排煙区画Ａに設けられた排煙口作動用アクチュエータ１０ａに供給される。この結果、対応する排煙口４ａが開放される。これによって、管理室からの遠隔操作が行われなくても、火災が発生した排煙区画Ａでの排煙が確実に行われる。
【００２４】このとき、スプリンクラーヘッド２ａからの散水によって煙が冷却されるため、排煙ダクト１１や排煙機（ファン等）などの排煙設備の仕様は、必ずしも一般の排煙設備のように断熱性の高い仕様でなくてもよい。つまり、排煙ダクト１１などの耐火性能仕様を低減可能となる。さらに、排煙温度が低下するため、排煙ダクト１１のダンパ閉鎖温度以下（例えば２８０℃以下）での排煙を長時間行うことが可能となる。このことは、排煙設備における強制排煙部分を、一般空調や換気設備と兼用することも可能となる。
【００２５】また、煙が通過する排煙ダクト１１内の温度が第１の温度以上となったことが鎮火判定部１３ａによって検知されると当該鎮火判定部１３ａによる火災鎮火状態か否かの判定処理が開始され、その後、火災の鎮火によって排煙ダクト１１内を通過する温度が第２の温度以下になったと判定すると火災が鎮火した状態と判定して対応する電磁バルブ９ａに閉指令を供給する。閉指令が供給された電磁バルブ９ａは閉状態となって対応するスプリンクラーヘッド２への水の供給が遮断されて散水が停止する。
【００２６】これによって、必要以上の散水が回避されて水損被害を小さく抑えることが可能となる。このように、手動による排煙口４の開放やスプリンクラーヘッドからの散水停止を実施されなくても、確実に排煙が行われると共に鎮火後にはスプリンクラーによる散水も停止できる。
【００２７】ここで、電磁バルブ９の閉指令は、管理室からも行える。また、上記実施形態では、排煙ダクト１１内の温度に基づいて火災鎮火状態か否かの判定しているが、これに限定されない。炎センサで対象とする区画内の火災状況を判定して火災鎮火状態か否かの判定をしても良い。または、各区画内に煙濃度センサ（煙濃度判定装置）を設置してスプリンラーヘッド２から散水の行われている区画での煙濃度を測定し、所定値以下（例えば１０％以下）となったか否かで区画内の火災鎮火状態か否かを判定しても良い。
【００２８】また、上記実施形態では、電磁バルブ９を閉じることで水の供給を遮断しているが、これに限定されない。例えば、信号を受けて、配管６に水を圧送するポンプ７の作動停止や圧力を低下することで散水を停止させても良い。また、上記実施形態では、各区画毎に排煙口４の開閉などの制御が行われるように構成しているが、これに限定されない。複数区画単位に上記制御を行うように構成しても良い。また、後述の第２実施形態のように、主コントローラ２０で全ての制御を行うように集中した構成としても良い。
【００２９】また、各階が複数の排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃに区分される場合で説明しているが、防災対象エリアが一つの排煙区画から構成される場合であっても同様である。また、上記実施形態では、流水検知装置８で散水検知手段を構成しているが、熱感知器などの火災発生を検知する手段を散水検知手段としても良い。但し、流水検知装置８を使用した場合の方が、確実に散水と連動して排煙を行うようにすることができる。
【００３０】なお、スプリンクラーの散水停止後に火災が検知されて対応するスプリンクラーヘッド２が散水状態となったら電磁バルブ９に開指令を供給可能として当該電磁バルブ９を開状態として再び散水を開始するようにしておくと良い。また、上記説明では、排煙口作動用アクチュエータ１０による排煙口４の開放処理だけを説明しているが、それに連動して排煙機が作動するものとする。
【００３１】次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態のスプリンクラー設備及び排煙設備の構成は、図２に示すように、上記第１実施形態と同様である。ただし、上記スプリンクラー設備に設ける流水検知装置８及び電磁バルブ９が、複数の排煙区画Ａ、Ｂ、Ｃ毎に水を供給する主管６ａに設けられ、かつ、流水検知装置８は検知信号を主コントローラ２０に供給可能となっていると共に、電磁バルブ９は主コントローラ２０からの指令によって開閉が制御される。
【００３２】また、煙感知器３及び温度センサ１２からの信号も主コントローラ２０に供給され、各排煙口作動用アクチュエータ１０は主コントローラ２０からの指令によって開閉が制御される。符号３０は管理室に設けられた表示装置及び操作盤を表し、火災状況などの通報、及び遠隔操作が可能となっている。
【００３３】主コントローラ２０は、煙感知器３から煙感知信号を入力すると表示装置にその旨の信号を出力する。同様に、流水検知装置８から検知信号を入力すると表示盤にその旨の信号を出力する。また、主コントローラ２０の排煙制御部２０Ａは、流水検知装置８から検知信号を入力すると、対応する複数の区画のいずれかで火災発生つまり排煙必要と判定し、この状態でいずれかの煙感知器３から煙感知信号を入力すると当該煙感知器３が配置されている区画の排煙口作動用アクチュエータ１０に開指令を供給する。ここで、流水検知装置８からの検知信号が無い状態で煙感知器３から感知信号を入力しても誤信号として無視する。但し、表示盤には煙感知の信号を供給する。
【００３４】これによって、煙感知器３の誤検出による排煙の誤作動が防止され、確実に火災時にのみ排煙を行うことができる。また、主コントローラ２０の鎮火判定部２０Ｂは、開放した排煙口４近傍にある温度センサ１２からの信号に基づき、排煙ダクト１１内の温度が第１の温度以上になったと判定すると鎮火状態判定処理を開始し、その状態で対応する排煙ダクト１１内の温度が第２の温度以下となったと判定すると火災鎮火状態と判定して電磁バルブ９に閉指令を供給して、水の供給を遮断する。
【００３５】なお、例えば２つの区画でスプリンクラーヘッド２からの散水が行われている場合には、当該２つの区画が共に火災鎮火状態と判定された場合にのみ閉指令が電磁バルブ９に供給される。これによって、必要以上の散水が防止されて水損を抑えることができる。その他の構成や作用・効果は上記第１実施形態と同様である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、排煙がスプリンクラー設備による消火に連動して作動するので、排煙設備の作動信頼性が向上し、避難安全性が増し消防活動も行いやすくなる。また、スプリンクラーによる水蒸気を含んだ煙も確実に排出が行える。
【００３７】さらに、スプリンクラーにより火災は抑制されるため、排出する煙の温度が低くなるので一般の排煙設備の耐火仕様を低下可能となる。スプリンクラーにより火災は抑制されるため、排出する煙の温度はダンパーが閉鎖する温度以下の状態が長くなり、排煙設備の長時間の運転が可能となる。特に、請求項４に係る発明では、煙感知器と連動して排煙口が作動する場合と比較すると、煙感知器の誤作動による排煙設備の作動を防止できる。また、請求項５〜請求項９のいずれかの発明によれば、水損防止を図ることも可能である。
【出願人】 【識別番号】０００２０６２１１
【氏名又は名称】大成建設株式会社
【識別番号】０００００２２９９
【氏名又は名称】清水建設株式会社
【識別番号】０００００１３７３
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
【識別番号】０００００３４０３
【氏名又は名称】ホーチキ株式会社
【識別番号】０００２３３８２６
【氏名又は名称】能美防災株式会社
【識別番号】５０１３８１４１３
【氏名又は名称】独立行政法人消防研究所
【出願日】 平成１４年２月６日（２００２．２．６）
【代理人】 【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−２２５３２２（Ｐ２００３−２２５３２２Ａ）
【公開日】 平成１５年８月１２日（２００３．８．１２）
【出願番号】 特願２００２−２９９６２（Ｐ２００２−２９９６２）