―― 実施例 ―― タカラトミー本社新館ビル全面床吹き出し空調方式の概要と温熱環境鹿島建設ñ 建築設計本部設備設計統括グループ竹ノ谷英俊・宮崎裕輔 ■キーワード／ ■キーワード／事務所・室内環境・測定・性能評価１．はじめに２．建物概要タカラトミー本社新館ビルは，玩具メーカーのトミー建物名称タカラトミー本社新館ビル創立80周年事業として計画され，建設中にタカラとの所在地東京都葛飾区立石合併を経て，平成18年８月に完成した（写真−１）。人建築主 ñタカラトミーに優しい環境の提供，什器配置におけるフレキシビリテ設計鹿島建設ñ 建築設計本部ィの確保，吹出口のないすっきりとした空間の創出をテ施工鹿島建設ñ 東京支店ーマに，空調方式に全面床吹き出し方式を採用した。本建築面積 1,831fl 方式は，通気性カーペットと有孔OAフロアからなる床延床面積 7,403fl 面から微風速で空調空気を給気し，天井より換気するも階数地上４階，地下１階ので，換気方式として置換換気に分類される。構造鉄筋コンクリート造本報では，完成後の夏期・冬期の温熱環境実測を通じて本方式の有効性を確認したので，その概要を報告する。建物高さ 18.8m 階高 3,700㎜天井高さ 2,900㎜（大梁部 2,600㎜）工期平成17年４月∼平成18年７月写真−１外観写真−２内観小部屋ゾーン天埋型個別空調方式採用 ④ 大部屋ゾーン全面床吹き出し空調方式採用 ① ② ③ ⑦ 西ペリメータ測定点インテリア測定点 ⑤ ①∼③ インテリアゾーン ④∼⑦ ペリメータゾーン東ペリメータ測定点 ⑥ アトリウム床吹き型屋内機外調機図−１３階平面図・空調ゾーニング ― 21 ― ヒートポンプとその応用 2008．９． No.76 ―― 実施例 ―― ファシリティープランニングにより本社ビル機能を分析し，平面計画において，大部屋／小部屋ゾーンを明確る。床吹き型屋内機の除湿能力の低下は，外気処理機により補うこととした。にしたうえで，大部屋ゾーンに全面床吹き出し方式を適用した（図−１）。床吹き出しエリアのゾーニングは，インテリアエリアは130∼220flごとに３系統として全面床吹き出し方式，小部屋ゾーンは天埋型による個別空調としている。北ペリメータは東西窓エリアとアトリウムに面するエリア側斜線による制約のため，階高を3,700㎜に抑えているの４系統として，窓際の床スリット吹き出しとした。ペものの，意匠的に大梁を露出することで，OAフロア高リメータは，スキン負荷の処理，冬期コールドドラフトさ250㎜，天井高さ2,900㎜（大梁部2,600㎜）の空間を確の防止，当方式の短所の一つである気流感のなさへの対保している。また天井からの換気は天井材と大梁の間に応を意図したもので，建物全体としての当システムの完 15㎜の隙間を設けることで，天井・床ともに制気口の成度を高めている（図−１）。ないすっきりとした意匠を実現している（写真−２）。３−２当方式の特徴当方式は置換換気方式である。室内よりやや低い温度３．空調設備概要の空気が床全体から供給され，人体やOA機器の発熱に３−１空調機器よる上昇気流とともに天井面から換気される（図−２）。空気熱源ヒートポンプエアコン（ビルマルチ）方式としこのため冷房時に比較的大きな上下温度分布を形成し，た。屋外機は各階３系統とし，系統ごとにインテリア，一般に50％則と呼ばれるように，空調機吹き出し温度ペリメータ，外気処理機，小部屋用室内機を含めること差のほぼ中間が床からの吹き出し温度になり，床から天で，冷房負荷と暖房負荷を積極的に混在させ，冷暖フリ井までで空調機吹き出し温度差の残り約50％の温度差ーマルチの省エネルギー効果を高めるように配慮していが生じる（図−３）。る。また，インテリア・ペリメータの床吹き型屋内機は，給気温度制御により冷房時の給気温度を16℃としていこの上下温度差が大き過ぎると快適性に影響を及ぼす場合がある。本件では，以下の２つの指標を目標値として計画し，室内機の風量決定のための吹き出し温度差を８℃とした。 ASHRAE基準：床上0.1m−1.7mの温度差（⊿T0.1−1.7）３℃以内 ISO基準：床上0.1m−1.1mの温度差（⊿T0.1−1.1）３℃以内当方式の適用にあたっては，表−１に示すメリット・デメリットを考慮する必要がある。意匠的に，また体に優しいという点で上質な空間を提供できる方式であるが，吹出口タイプの床吹き出し方式に比べると，ゾーン内での風量の調整ができないために間仕切り対応への制約があることや，夏に外部から入室した場合，火照った図−２置換換気方式の仕組み表−１当方式のメリット・デメリット約25∼26℃ 空調機戻り温度 50％メリット・天井・床ともに制気口のない優れた意匠 50％・什器レイアウトフリー（レイアウト変更にフレキシブル）・ドラフト感がなく体に優しい・夏は冷放射，冬は温放射による快適な放射環境・居住域が新鮮な空気で満たされる高さ・吹き出し気流が微風のため埃が舞い上がらず粉じん濃度が低いデメリット・個室対応が困難空調機出口温度床からの吹き出し温度約17∼18℃ 約21∼23℃ 温度・気流がないため，冷房時に物足りないと感じる場合がある・飲食エリアや裸足で長く滞在する場所には不向き（出典：Displacement ventilation in non-industrial premises, REHVA）・外部に近く，濡れたり汚れやすい場所には不向き図−３冷房時の上下温度プロフィールヒートポンプとその応用 2008．９．No.76 ― 22 ― ―― 実施例 ―― 体にはしばらく体感的に物足りないと感じたりする場合 1.1の平均1.2℃，⊿T0.1−1.7の平均1.4℃），４階はややがある。また，カーペットが汚れやすい，飲食エリアや上回っている（⊿T0.1−1.1の平均2.9℃，⊿T0.1−1.7の外部に近い場所にも不向きである。平均3.6℃）。３階と４階の差は，周辺の什器配置やPC ３−３通気性カーペットと有孔OAフロアなどの発熱機器の配置によるものと考えられるが，明確通気性カーペットはポリエステルフェルト基材とタイな原因は把握できなかった。今回，室内機の風量決定のルカーペットの基布を，特殊な接着剤と接着方法により，ための吹き出し温度差は８℃としたが，確実に達成する通気性を確保しつつバインディングしたもので，通気抵ためには，７℃程度にすれば改善されたと考えられる。抗は約20Pa（1.5cm/sec時）と低い。有孔OAフロアは金属一方，天井面での温度が25∼26℃で推移するのに対製で17.3％の高い開口率を有し，同様に低い通気抵抗でし，居住域（FL＋1.1m/1.7m）の温度は24∼25.5℃となっある。これに対し，給気風速を1.5cm/secとした。また，ている。当方式では，クールビズにより設定温度を緩めタイルカーペットの接着性の向上を意図し，カーペットても，居住域レベルを効果的に冷房することができるこをＯＡフロア目地またぎで貼ることとし，パネルの中央とが分かる。十字部分は孔のないフラットパネルとしている。カーペ冬期代表日（2008.２.６）の３階インテリア，東ペリメーットはñタジマとの，OAフロアは日立機材ñとの共同タにおける上下温度分布を示す（図−７−１・２）。イン開発品である（図−４）。テリアは冬期でも冷房モードで運転されているが，終日送風運転されているため，夏期に比べて上下温度差は小４．温熱環境実測結果さい。上下温度分布を把握するため，図−５に示す測定ポイ東ペリメータは窓際スリットからの吹き出し（面風速ントの温度を計測した。また，測定位置を図−１に示す。約1.5m/sec）で，給気温度は31∼38℃であるが，上下温４−１上下温度分布度差は１℃未満に納まっている。また，居住域（FL＋ 1.1m/1.7m）の温度は22.5∼24℃で良好に推移している。る上下温度分布を示す（図−６−１・２）。図中，上下温なお，本計画では，室内機本体でのレタン温度制御と度差に関するASHRAEとISOの２つの快適基準を緑点線している。FL＋１ｍ程度の居住域とは約２℃の差があの３角形にて示す。この３角形の斜辺よりも温度分布がり，この差を考慮した室温設定運用により，より省エネ急勾配であれば，上下温度差が目標値に納まっているこルギーをはかることができると考えられる。とになる。３階は目標値を下回っているが（⊿T0.1− カーペット基布＋パイル糸特殊接着剤ポリエステルフェルト有孔ＯＡフロア（タジマ製特許取得済） FL＋2.8 FL＋2.2 FL＋1.7 550 FL＋1.1 250 150 500 カーペットとOAフロア断面図 3,700 200 CH＝2,900 350 250 550 550 550 100 200 夏期代表日（2007.７.26）の３・４階インテリアにおけ FL＋0.6 FL＋0.1 ⑪ ⑩ ⑨ ⑫ RA 4,000m3/h ⑧ ⑦ ⑥ ⑤ ④ ③ ② ⑬ ① ① D50A ●：温度タイルカーペット有孔ＯＡパネル（左：表面右：裏面）とタイルカーペット割り付け（日立機材製意匠登録手続中）大部屋エリア小部屋エリア床全面吹き出し天井吹き出し図−４通気性カーペットと有孔OAフロア（ｍ） 3.5 図−５測定点断面図（ｍ） 3.5 空調PAC 戻り 3.0 ↑ 床面からの高さ 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 −0.5 16 ↑ 床面からの高さ FL＋1.7 FL＋1.1 FL＋0.1 0.0 ▼ 床面 18 19 20 21 22 23 温度 → ▲ 天井面 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 FL＋1.7 FL＋1.1 ▼ 床面 FL＋0.1 0.0 空調PAC 出口 17 空調PAC 戻り 3.0 ▲ 天井面空調PAC 出口 −0.5 24 25 26 16 27 28 （℃）図−６−１上下温度分布（夏期2007.７.26）３階インテリア 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 温度 → 28 （℃）図−６−２上下温度分布（夏期2007.７.26）４階インテリア ― 23 ― ヒートポンプとその応用 2008．９． No.76 ―― 実施例 ―― リアの足元がより快適であることが分かる。４−２放射環境−サーモカメラサーモカメラ撮影により部屋内の各表面温度を撮影し，放射環境を確認した。冷房時の全面床吹き出しエリアと５．おわりに天井カセットエリアの比較を示す（図−８−１・２）。室当空調システムは，本文中でも述べたとおり，いくつ温は，各々25℃程度・26℃程度であるが，全面床吹き出しかのメリット・デメリットを持つため，必ずしも汎用的エリアは天井カセットエリアに比べて床面は４∼６℃，に用いられるシステムではない。しかしながら，本建物天井面は１℃低く，良好な放射環境であることが分かる。においては建築計画や運用ニーズとの調和をはかりなが暖房時の全面床吹き出しエリアを示す（図−９−１）。ら，総合的にインテグレートした建物および空調システ室温23∼24℃程度において，床面は室温に比べて１∼ ムを構築したと考えている。また，環境実測によりその２℃程度高く，天井面は室温より１℃程度低い。頭寒足特性を把握することができた。今後も実績を重ねていき熱の良好な放射環境であることが分かる。たいと考えている。また，天井吹き出し方式エリアとペリメータの窓際ス最後に，本工事の計画・施工・実測にわたり，ご指リット吹き出しエリアの比較を示す（図−９−２）。床表導・ご協力をいただいたñタカラトミー殿，関係各位の面温度に３℃程度の差があり，窓際スリット吹き出しエ皆さまに厚くお礼申しあげます。（ｍ） 3.5 3.0 ↑ 床面からの高さ（ｍ） 3.5 空調PAC 戻り 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 ↑ 床面からの高さ FL＋1.7 FL＋1.1 ▼ 床面 FL＋0.1 0.0 16 17 18 19 20 21 22 23 温度 → 24 25 2.0 1.5 1.0 0.5 FL＋1.7 FL＋1.1 27 28 （℃） 16 17 18 19 21 22 23 温度 → 24 25 26 天井：29∼29.5℃ 27 28 （℃）（100.0） 35.0 33.5 33.5 32.0 32.0 30.5 床：23∼25℃ 20 図−７−２上下温度分布（冬期2008.２.６）３階東ペリメータ（100.0） 35.0 天井：28∼28.5℃ ▼ 床面 FL＋0.1 空調PAC 出口 −0.5 26 図−７−１上下温度分布（冬期2008.２.６）３階インテリア 30.5 窓：28.5℃ 29.0 29.0 27.5 27.5 26.0 26.0 24.5 24.5 23.0 （−20.0） 23.0 （−20.0）床：29℃ 室温25℃程度図−８−１冷房時３階インテリア梁：22.5℃ ▲ 天井面 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 2.5 0.0 空調PAC 出口 −0.5 空調PAC 戻り 3.0 ▲ 天井面室温26℃程度図−８−２冷房時天井カセットエリア（本館改修部分）天井：23.5℃ 日射の影響による温度上昇 28.0 27.0 26.0 28.0 27.0 天井床吹き出しの床 26.0 床：22℃ 25.0 24.0 23.0 24.0 23.0 ペリメータ床スリット吹出の床 22.0 22.0 床：25∼25.5℃ 21.0 20.0 図−９−１暖房時３階東インテリアヒートポンプとその応用 2008．９．No.76 25.0 床：25∼26℃ 図−９−２床スリット吹き出しと天井吹き出しの床表面温度の違い ― 24 ― 21.0 20.0