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

―― 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−１ ３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