JP7011804B2 - 建物の天井部 - Google Patents

Description

本願発明は、空調機能と吸音機能とを有する天井部に関するものである。

熱媒体として水のような液体（流体）を使用して、液体で冷却又は加温された放射パネルによって冷房や暖房を行う放射空調設備（放射空調システム）があり、この空調設備は、騒音がなくて快適性に優れる等の利点があって広く普及している。

放射パネルは平面視四角形に形成されていて、平面視で縦横に整列して敷設されている。また、放射パネルの下面はフラットな態様と凹凸の態様（例えば特許文献１）とがあり、特許文献１のように下面が凹凸になっていると、伝熱面積が大きくなるため、空調効率を向上できる利点がある。

他方、室内の環境を良くするために建物の天井面を吸音性天井材で構成することは広く行われており、その例として特許文献２には、深さが相違する溝を交互に形成した吸音パネルが開示されている。特許文献３には、下面を波形に形成した天井板が開示されているが、この天井板も吸音機能を備えていると推測される。

特開２００８－２７５２２７号公報 意匠登録第１５４５４１８号公報 特開２００２－２３５４３４号公報

さて、建物の天井部に放射パネルよりなる空調設備を設ける場合、天井部の全体に放射パネルを配置することは殆ど無く、一般には、天井部のうち何割かの範囲を空調エリアと成している。特許文献１のように放射パネルの下面を凹凸面に形成すると、空調効率が高くなるため配置エリアを狭めることができて、それだけコストを抑制できる。

このように、空調エリアが天井部の全体に広がっていない場合、空調エリアでないエリアは通常の天井材で構成することになり、一般には、空調エリアの周囲を通常の天井材からなるエリアで囲う方式が多い。或いは、室内の面積が大きい場合は、空調エリアを複数設けて、余白部分を通常の天井材で構成することも行われている。

通常の天井材は石膏ボードのような無機質材料の押し固め品又は焼成品が一般的であり、下面はフラットになっている。従って、特許文献１のように下面を凹凸に形成した放射パネルによって空調エリアが構成されていると、空調エリアとそれ以外のエリアとの下面の形態が大きく相違するため、人によっては違和感を持つ場合があると懸念される。

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り、放射空調システムの特徴の一つである静粛性と天井部の吸音性とを組み合わせることによって室内環境をより良くしつつ、天井部全体のデザイン的な統一を図って見た目も向上させることを目的とするものである。

本願発明は様々な構成を含んでおり、その典型例を各請求項で特定している。このうち請求項１の発明は、
「平面視四角形の放射パネルの群で構成された空調エリアと、同じく平面視四角形の吸音性天井材の群で構成された吸音エリアとが隣り合わせに配置されており、
前記放射パネルの下面と吸音性天井材の下面とは、それぞれ下向き突条と下向き溝条とが交互に並んだ凹凸面になっていて、前記放射パネルの凹凸と吸音性天井材の凹凸とは、同じ形状・大きさでかつ同じ方向に一直線状に並ぶように形成されている」
という構成において、
「前記隣り合った放射パネルと吸音性天井材との互いに隣り合った端部が、前記放射パネル及び吸音性天井材の凹凸に下方から嵌合する凹凸形状のフランジを有する吊り具によって吊支された外観を呈している」
という構成を付加している。

請求項２の発明は、請求項２において、
「前記放射パネルは、凹凸形状に曲がった放射プレートを備えていて、前記放射プレートの上面は、前記下向き突条の箇所では上向き溝条になって前記下向き溝条の箇所では上向き突条になっており、前記放射プレートの上向き溝条に、空調用流体が通るパイプを、直接に又はヒートシンクを介して装着している」
という構成になっている。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、
「前記下向き突条は下窄まりの台形で下向き溝条は下広がりの台形になっており、
前記下向き突条及び下向き溝条の長手方向から見た状態で、前記放射パネル及び吸音性天井材の左右両端部は、前記下向き突条の上端縁に外向き縁片を設けた状態に形成されており、
前記縁片の横幅を、隣り合った下向き突条の上端間の間隔の半分の寸法とすることにより、複数枚の放射パネル及び吸音性天井材が、前記下向き突条と下向き溝条とを同じピッチで交互に並べた状態に配置可能になっている」
という構成になっている。

吸音性天井材は様々な材質を採用できるが、請求項４の発明では、前記吸音性天井材として、ロックウールの成形品を採用している。

本願発明では、建物の（室の）天井部は、放射パネルから成る空調エリアと吸音性天井材から成る吸音エリアとで構成されているため、音に関して優れた室内環境を作り出すことができる。

すなわち、放射パネルから成る空調システムは吹き出し方式の空調方式に比べて格段に静かであるため（殆ど無音である）、空調設備からの騒音によって人に不快感を与えることはなく、また、吸音エリアが存在することにより、室内で発生した音の乱反射を抑制できるため、ざわつきを抑制して、人の声や音楽などを聴きやすい快適な音環境・雰囲気とすることができる。

そして、放射パネルと吸音性天井材とは下面が同じ形状になっているため、人が入口から室内に入るときに天井部全体が目に入ったり、椅子に腰掛けた状態で天井を見上げたりしても、空調エリアと吸音エリアとがデザイン的に統一されているため違和感を持つことはなくて、美観に優れている。

従って、本願発明では、美観と音環境と空調効率とに優れた室内構造を提供することができる。

放射パネルは、フランジと垂直部とを有してＴバーと呼ばれている吊り具で吊支する必要があるのに対して、吸音性天井材は、枠材や上方の天井材にビス等で固定されることが多い。従って、吸音性天井材と放射パネルとの取付け構造は元々相違していることが多いが、放射パネルと吸音性天井材とが隣り合っている箇所では、両者の接合構造について統一性を持たせることによって美観を高めるのが好ましい。

この点、本願発明では、隣り合った吸音性天井材と放射パネルとの下面に凹凸形状のフランジが下方から嵌合しているため、同じ形態のパネルが連続しているような外観を呈して、美観を著しく向上できる。

本願発明を敷衍すると、下向き突条及び下向き溝条の長手方向に隣り合った放射パネルの端部を吊り具で吊支するにおいて、当該吊り具のフランジを、隣り合った放射パネルの凹凸に嵌まる形状に形成しておくのが好ましい。すなわち、放射パネルと吸音性天井材との端部の箇所に配置した吊り具と、放射パネル同士の端部の箇所に配置した吊り具とを、同じ形状に形成しておくのが好ましい。
これにより、隣り合った放射パネルと吸音性天井材との下向き突条同士及び下向き溝条同士が一直線に連続した外観を形成できるのみならず、隣り合った放射パネルの下向き突条同士及び下向き溝条同士が一直線に連続した外観も形成することができるため、天井部の凹凸を全体として一直線に延びる状態に形成して、デザインが統一された優れた外観を作り出すことができる。

なお、下向き突条及び下向き溝条の長手方向に隣り合った吸音性天井材についても、若干の隙間を空けて配置して、両者の間の隙間の箇所に凹凸形状のフランジを配置することが可能であり、この場合は、吸音性天井材と放射パネルとの見分けがつかないため、デザイン上の統一性を一層高くできる。放射パネルの下面と吸音性天井材の下面との色彩を同じ色や模様に塗装するなどして色彩統一しておくと、一層好ましい。

放射パネルは様々な断面形状のものを採用することが可能であり、例えば、下面のみを凹凸形状に形成して上面はフラットな構造を採用することも可能であるが、請求項２のように等厚構造のものを採用すると、軽量ながら高い伝熱効率を確保できる利点がある。複数の上向き溝の全てにパイプを配置してもよいし、１つ飛びや２つ飛びのように、飛び飛びの状態で上向き溝にパイプを配置してもよい。

吸音性天井材及び放射パネルの下面の凹凸形状は任意に設定できるが、請求項３のように逆台形と台形とが交互に並んだ形状を採用すると、シャープな外観でデザイン性を向上できる。

吸音性天井材は様々な材質を採用できるが、請求項４のようにロックウール（岩綿吸音材）の成形品を採用すると、高い吸音性能を確保できて好適である。

実施形態に係る天井部を下方から見た斜視図である。 分離斜視図である。 部分的な平面図である。 （Ａ）は図３のＡ－Ａ視断面図、（Ｂ）は図３のＢ－Ｂ視断面図、（Ｃ）は図３のＣ－Ｃ視断面図である。 （Ａ）は照明部の箇所の分離正面図（便宜的に、吸音性天井材も表示している）、（Ｂ）は部分的な斜視図である。

(1).概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１では、室の天井部の全体を表示している。この実施形態では、天井スラブの下方に、平面視（底面視）長方形の放射パネル１の群によって空調エリア２が構成されており、この空調エリア２が、平面視長方形の吸音性天井材３の群からなる吸音エリア４で囲われている。吸音エリア４は、判りやすくするため多数のドットで表示している。

本実施形態では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、図１，２に明示するように、前後方向は放射パネル１及び吸音性天井材３の長手方向、左右方向は放射パネル１及び吸音性天井材３の幅方向（短手方向）として定義している。正面視は前後方向から見た状態、側面視は左右方向から見た状態である。

空調エリア２の内部には、２つの照明部５を設けている。照明部５は隣り合った放射パネル１の群の間にある程度の間隔を空けることによって構成されており、空調エリア２の前後方向の全長に亙って形成されている。照明部５は、左右長手の形態で形成することも可能である。

前後に隣り合った放射パネル１の端部は、左右長手の吊り具（Ｔバー）６によって吊支されている。また、前後に隣り合った放射パネル１と吸音性天井材３の箇所にも、吊り具６が配置されている。空調エリア２の前後端部において、放射パネル１は吊り具６で吊支されているが、吸音性天井材３は、吊り具６で支持されたような外観を呈しているものの、吊り具６で支持されている訳ではない。

(2).放射パネル
図２，３に示すように、放射パネル１は、断面凹凸形状の放射プレート７と、その上向き溝に配置したパイプ８とを備えている。すなわち、放射プレート７は、全体がほぼ等厚で、複数の下向き突条９及び上向き溝条１０と、下向き溝条１１及び上向き突条１２とが左右方向に交互に一定ピッチで並んだ形態になっている。
すなわち、全体が等厚であるため、下面が下向き突条９になっている箇所の上面は上向き溝条１０になって、下面が下向き溝条１１になっている箇所の上面は上向き突条１２になっており、各上向き溝条１０に、流体通路を構成するパイプ８が配置されている。放射プレート７は等厚になっているため、下向き突条９と上向き溝条１０とが表裏一体の構成として現れ、下向き溝条１１と上向き突条１２とが表裏一体の構成として現れている。

図２に示すように、パイプ８は平面視でジグザグ状に曲がっており、各直線部が各上向き溝条１０に配置されている。図４（Ｂ）に示すように、パイプ８は、上向き溝条１０の底面一杯に広がるヒートシンク１３を介して放射プレート７に取付けられている。前後に隣り合った放射パネル１のパイプ８の端部同士は、ジョイント管（図示せず）を介して接続されている。なお、パイプ８は、ヒートシンク１３に強制嵌合によって取付けられているが、ろう付けなどで接合してもよいし、接着剤や両面粘着テープで接着してもよい。

ヒートシンク１３は、放射プレート７に接着剤や両面粘着テープで接着されている。放射プレート７に押し出し加工品を採用する場合は、ヒートシンク１３は不要である。敢えて述べる必要はないが、パイプ８には、図示しない送水装置によって温水や冷水等の空調用液体が流される。

図３に示すように、放射プレート７の上面の１か所又は複数箇所に、左右長手で中空状の補強フレーム１４が重ね固定されている。補強フレーム１４は、放射プレート７の変形を防止するためのものであるが、この補強フレーム１４を吊りボルトで吊支することも可能である。

下向き突条９及び上向き溝条１０は下窄まり（上広がり）の台形になっており、下向き溝条１１と上向き突条１２は下広がり（上窄まり）の台形になっている。従って、上向き突条１２の上面はフラットになっている。そして、放射プレート７の左右両端に、上向き突条１２の上端の左右幅の半分の幅の縁片１５を全長に亙って形成している。従って、２つの放射パネル１を左右に当接させた状態で並べると、全体として一定ピッチで凹凸が並んだ状態になる。

放射パネル１を左右に並設するに当たっては、その縁片１５の側端面を単に当接させただけでもよいし、左右の縁片１５のうち一方には段落ち部を形成して他方には段上がり部を形成し、左右の放射パネル１の段落ち部と段上がり部とが上下に重なり合うように構成することも可能である（この場合は、段落ち部と段上がり部とを重ね合わせた状態で、全体として凹凸が一定ピッチで並ぶように寸法を設定する必要がある。）。なお、放射パネル１の凹凸の左右ピッチと高さ（深さ）の比率は任意に設定できる。

(3).吸音性天井材・吊り具・照明部
吸音性天井材３はロックウール（岩綿）を押し固めた成形品であり、下面には、下向き突条１６と下向き溝条１７とが左右方向に交互に並んでいる。吸音性天井材３の下向き突条１６及び下向き溝条１７は、放射パネル１の下向き突条９及び下向き溝条１１と同じ大きさであり、従って、吸音性天井材３の下面の凹凸と放射パネル１の下面の凹凸とは、同じ大きさで同じ左右ピッチになっている。

また、吸音性天井材３の上面はフラットになっており、左右の下向き突条１６は、帯状の平坦板部１８を介して繋がった状態になっている。そして、吸音性天井材３の左右両端に、平坦板部１８と同じ厚さで半分の幅の縁片１９を横向きに突設している。従って、吸音性天井材３を左右に並設すると、全体として凹凸が一定ピッチで並んだ状態になり、この凹凸の大きさ・ピッチは、放射パネル１の凹凸の大きさ・ピッチと同じである。

吸音性天井材３は、例えば図４（Ａ）に示すように、石膏ボード等からなる天井板２０にビス２１で固定することができる。天井枠に固定することも可能であり、この場合は、例えばドリルねじで固定することができる。或いは、ビスで固定せずに吊り具６で吊支することも可能である。

吸音性天井材３をビス２１で固定する場合は、前後に隣り合った吸音性天井材３は、その前後端面同士を当接させた状態に配置できる。従って、吸音エリア４では、前後に並んだ吸音性天井材３の境界は明瞭には視認できず、恰も１枚の吸音性天井材３で構成されているような外観を呈している。

図３に示すように、吊り具６は、凹凸状のフランジ２２と、その上面に設けた垂直部２３とから成っている。フランジ２２は、放射パネル１の下面及び吸音性天井材３の下面にきっちり重なる形状に曲げられており、垂直部２３は、フランジ２２の長手中心の箇所に固定されている。従って、前後隣り合った２枚の放射パネル１の端部を１本の吊り具６で支持することができる。垂直部２３は、図示しない吊りボルトで吊支される。

前後に隣り合った放射パネル１と吸音性天井材３とは、１本の吊り具６で吊支された外観を呈しているが、既述のとおり、吸音性天井材３は吊り具６で吊支されてはおらず、単にフランジ２２と嵌まり合っているだけである。従って、空調エリア２と吸音エリア４とのエリアの箇所では、吊り具６のフランジ２２は、吸音性天井材３に対してはカバー材又は目地材の役割しか果たしていない（吸音性天井材３を吊支してもよい。）。

図５に示すように、照明部５は、左右に離して配置された放射パネル１の間の空間部に形成されており、隣り合った放射プレート７の縁片１５に吊り懸けられた本体ケース２４と、本体ケース２４に下方から装着されたカバー２５とを有しており、本体ケース２４に蛍光灯等の灯具２６を取付けている。カバー２５は、本体ケース２４に対して着脱可能である。灯具として、ＬＥＤや有機ＥＬを使用することも可能である。なお、図５では、放射パネル１のパイプ８やヒートシンク１３は省略している。また、図５（Ａ）では吸音性天井材３を表示しているが、これは、放射パネル１と吸音性天井材３との凹凸の前後位置関係を示すためのものである。

照明部５を挟んで左右に隣り合った下向き突条９の間の間隔（中心位置間の間隔）Ｗは、放射パネル１及び吸音性天井材３における凹凸のピッチＰの整数倍に設定されている。従って、放射パネル１を挟んだ両側の放射パネル１の凹凸は、空調エリア２の前後に配置された吸音性天井材３の凹凸と一直線状に並んでいる。

(4).まとめ
以上のとおり、放射パネル１の下面は凹凸になっているため、放射パネル１の下面に平坦である場合に比べて伝熱面積は格段に大きくなっており、このため、高い空調効率を確保できる。また、吸音性天井材３の下面も凹凸になっているため、高い吸音性能を確保することができる。

そして、放射パネル１の凹凸と吸音性天井材３の凹凸とが同じ大きさ・ピッチであるため、空調エリア２の凹凸と吸音エリア４の凹凸とを一連に連続させることができて、天井面の全体が同じ形態に見えるため（すなわち、デザイン的な統一が成されているため）、美観に優れている。

特に、実施形態のように吊り具６としてフランジ２２が凹凸形状になっているものを使用して、放射パネル１と吸音性天井材３とが前後に隣り合った箇所にも吊り具６を配置すると、図５（Ｂ）に示すように、下向き突条９が天井の前後全長に亙って途切れることなく延びた状態になるため、美観を一層向上させることができる。

実施形態では、放射パネル１及び吸音性天井材３の凹凸の形状を台形が連続した形態に形成したが、特許文献３のように波形に形成したり、或いは鋸歯形に形成するなど、様々な凹凸形状を採用できる。凹凸のピッチも任意に設定できる。

本願発明は、空調設備付き天井部に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 放射パネル
２ 空調エリア
３ 吸音性天井材
４ 吸音エリア
５ 照明部
６ 吊り具
７ 放射プレート
８ 流体通路を構成するパイプ
９ 放射パネルの下向き突条
１０ 放射パネルの上向き溝条
１１ 放射パネルの下向き溝条
１２ 放射パネルの上向き突条
１３ ヒートシンク
１５ 放射パネルの縁片
１６ 吸音性天井材の下向き突条
１７ 吸音性天井材の下向き溝条
１９ 吸音性天井材の縁片

Claims (4)

1. 平面視四角形の放射パネルの群で構成された空調エリアと、同じく平面視四角形の吸音性天井材の群で構成された吸音エリアとが隣り合わせに配置されており、
   前記放射パネルの下面と吸音性天井材の下面とは、それぞれ下向き突条と下向き溝条とが交互に並んだ凹凸面になっていて、前記放射パネルの凹凸と吸音性天井材の凹凸とは、同じ形状・大きさでかつ同じ方向に一直線状に並ぶように形成されている構成であって、
   前記隣り合った放射パネルと吸音性天井材との互いに隣り合った端部が、前記放射パネル及び吸音性天井材の凹凸に下方から嵌合する凹凸形状のフランジを有する吊り具によって吊支された外観を呈している、
   建物の天井部。
2. 前記放射パネルは、凹凸形状に曲がった放射プレートを備えていて、当該放射プレートの上面は、前記下向き突条の箇所では上向き溝条になって前記下向き溝条の箇所では上向き突条になっており、前記放射プレートの上向き溝条に、空調用流体が通るパイプを、直接に又はヒートシンクを介して装着している、
   請求項１に記載した建物の天井部。
3. 前記下向き突条は下窄まりの台形で下向き溝条は下広がりの台形になっており、
   前記下向き突条及び下向き溝条の長手方向から見た状態で、前記放射パネル及び吸音性天井材の左右両端部は、前記下向き突条の上端縁に外向き縁片を設けた状態に形成されており、
   前記縁片の横幅を、隣り合った下向き突条の上端間の間隔の半分の寸法とすることにより、複数枚の放射パネル及び吸音性天井材が、前記下向き突条と下向き溝条とを同じピッチで交互に並べた状態に配置可能になっている、
   請求項１又は２に記載した建物の天井部。
4. 前記吸音性天井材はロックウールの成形品である、
   請求項１～３のうちのいずれかに記載した建物の天井部。

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