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技術 津波危険地域のシェルターユニット

出願人 小島一剛
発明者 小島一剛
出願日 2013年6月20日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2013-129626
公開日 2015年1月8日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2015-004203
状態 特許登録済
技術分野 地下構造物、基礎の保護・試験・修復 異常な外部の影響に耐えるための建築物
主要キーワード 基本部位 スロープ長 補修点検作業 限界面 連絡チューブ 民有地 コンクリート部位 鋼鉄板
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年1月8日)のものです。
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図面 (14)

課題

東日本震災で二万人以上の市民避難を完了することなくして亡くなった、それは避難施設までの移動距離老人、子供、障害者などにとって非常に長いので、避難時間を大幅に短縮する工法考案した。

解決手段

地上に突出した鉄筋コンクリート製ペントハウス(5)から地下に埋設されたセントラルシェルター(4)及び公共シェルター(8)に接続するために水密扉(32)を装備した脱出チューブ階段13と脱出エントランス3を連結したことを特徴とする地下津波避難のシェルターユニット(1)を設置する。

概要

背景

先ほど発生した東日本震災において、午後2時過ぎの明るい時間帯にも関わらず
二万人を超す死亡者が発生した。それは、従来に於いて津波対策が十分に行われていなかったからである。

震災発生から、約1年半が過ぎた現時点だけれど、具体的な造成案等が公表されていない。一般市民が、自宅等から避難場所への移動距離の長かったり、土地標高差がありすぎて短時間に避難を完了することが出来ないプレゼンテーションが多すぎるように思える。

津波発生時に、通常の社会生活を継続中の状態から緊急避難行動を開始するに当たって最も不利な状況を仮定してみる。冬季雨天真夜中就寝時、入浴時、老人病人、子供、離島海岸線小規模集落などが要件として考えられる。
このような要件が2つ、3つ重なった条件を持つ市民が、最低限の準備を整えて5分以内に自宅から避難行動を開始することが出来るであろうか。ほとんどの人は、不可能と言わざるを得ない。避難時間の短縮のためにこの工法考案した。

仮にもし、自宅の敷地内に避難用地下シェルター等などがあったならば、公道通行している市民の誰でもがすぐさま使える地下シェルターがあったならば、かなりの人が津波に巻き込まれることから救うことが出来たであろう。

概要

東日本震災で二万人以上の市民が避難を完了することなくして亡くなった、それは避難施設までの移動距離は老人、子供、障害者などにとって非常に長いので、避難時間を大幅に短縮する工法を考案した。地上に突出した鉄筋コンクリート製ペントハウス(5)から地下に埋設されたセントラルシェルター(4)及び公共シェルター(8)に接続するために水密扉(32)を装備した脱出チューブ階段13と脱出エントランス3を連結したことを特徴とする地下津波避難のシェルターユニット(1)を設置する。

目的

また、補強プレート55は、水密扉32がコンクリート構造体の中に確実に定着するためのアンカー的働きをすることを目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

地上に突出した鉄筋コンクリート製ペントハウス(5)から地下に埋設されたセントラルシェルター(4)及び公共シェルター(8)に接続するために水密扉(32)を装備した脱出チューブ階段(13)と脱出エントランス(3)を連結したことを特徴とする地下津波避難シェルターユニット(1)

請求項2

セントラルシェルター(8)どうしを縦断方向状に接続した場合において、外部からの海水等の侵入による水圧による害を緩和するために装備された潮位制御シェルター(6)を装備したことを特徴とするシェルターユニット

請求項3

地下の公共シェルター(8)及びセントラルシェルター(4)と脱出エントランス(3)連結するために可撓性をもった衝撃吸収連結器(42)を装備したことを特徴としたシェルターユニット

請求項4

地上に突出したペントハウス(5)と共に、瓦礫に埋まることを回避する能力を有したオーバーペントハウス(35)を装備したことを特徴としたシェルターユニット

技術分野

0001

本発明は、津波危険地域土地造成に係るシェルターユニット関する。

背景技術

0002

先ほど発生した東日本震災において、午後2時過ぎの明るい時間帯にも関わらず
二万人を超す死亡者が発生した。それは、従来に於いて津波対策が十分に行われていなかったからである。

0003

震災発生から、約1年半が過ぎた現時点だけれど、具体的な造成案等が公表されていない。一般市民が、自宅等から避難場所への移動距離の長かったり、土地標高差がありすぎて短時間に避難を完了することが出来ないプレゼンテーションが多すぎるように思える。

0004

津波発生時に、通常の社会生活を継続中の状態から緊急避難行動を開始するに当たって最も不利な状況を仮定してみる。冬季雨天真夜中就寝時、入浴時、老人病人、子供、離島海岸線小規模集落などが要件として考えられる。
このような要件が2つ、3つ重なった条件を持つ市民が、最低限の準備を整えて5分以内に自宅から避難行動を開始することが出来るであろうか。ほとんどの人は、不可能と言わざるを得ない。避難時間の短縮のためにこの工法考案した。

0005

仮にもし、自宅の敷地内に避難用地下シェルター等などがあったならば、公道通行している市民の誰でもがすぐさま使える地下シェルターがあったならば、かなりの人が津波に巻き込まれることから救うことが出来たであろう。

先行技術

0006

特開2003—20663号公報

発明が解決しようとする課題

0007

現在いろんなプレゼンテーションが提案されているが、常識的な工法、従来の工法で現場施工するには作業工程が複雑で手間とコストがかかり、工事期間が長期間に渡り、コストも高額になることが問題点である。また、いまだに復興再開が止まっている上に、工事が長期間にわたると、被災者の具体的な復興が確保されない危険性がある。仮に、現在プレゼンテーションされている案件の多くは、地元住民の生活を重視せずに立案されているケースがほとんどである。今回の発明は、本格的工事の進行速度を確保しつつ、造成完了後には、市民生活を従来どおりに近い状態で再開できるように考案した。

0008

特に、主要な産業が漁業を中心とした海に密接した特殊性を持っていることも考慮にいれた。

課題を解決するための手段

0009

現在の敷地地盤面の海抜階段状の形式によって造成を行う工法である。被災地に於いては、現状の敷地地盤の海抜では復興は難しい。しかも、漁業を始めとした水産加工業が産業の中心であるので、あまりにも利便性を欠いた造成計画では許されない。海岸部から丘陵地への道路勾配を1〜10パーセントの傾斜の道路を基準として、隣接する敷地地盤の海抜を階段状に造成するものである。

0010

日本国内の現状を顧みて、道路勾配が1〜10パーセントの道路に接続した宅地造成は、かなり多く存在する。確かに、今まで上り勾配が2〜3パーセントの道路に接続した敷地場に生活をしてきた人々にとっては、すこし不便性が増すことは否定できない。しかし、被災者のマスコミへのインタビューなどから察するに、自分の生まれ育った故郷で復興を成し遂げたいという意思を出来るだけ尊重したのが、今回の発明である。

0011

今回の発明の基本となるものはT型擁壁基礎16から成る。ステージを上昇させるために、このコンクリート構造部を構築する。使用材料は、普通ポルトランドセメントを基準とした鉄筋コンクリート構造である。ただし、沿岸部に
接続する地域なので、耐塩害性のある高炉セメントB種の使用を検討する必要性はある。T型擁壁基礎16の高さは約6m前後なので従来からの土木構造物築造として築造できる。

発明の効果

0012

住民にとつて、造成後は特殊な生活形態を強いられることはない。漁業を始めとする水産加工業が経済活動の中心を担うので、この経済活動に支障が出来るだけ少ない造成を目指す
漁船入港したものの、陸揚げ作業を始めとする関連作業にあまりにも沢山の労力が奪われないように配慮する。

0013

一方、小規模なシェルターへの出入り口を沢山作るという意味は、近隣にあるすべての出入り口が瓦礫によって脱出が不可能となることはありえないからである。地下内部の通路を使用することによって、縦横無人脱出口探すことが可能となる発明である。

0014

東日本震災の実例から考えて、自衛隊、消防隊、警察などの到着は少なくても24時間近くはかかることを前提としておいた方がよい。津波による引きが撤収したあとは、地盤面から水位が1m程度高くなった状態だと報告がある。この水位ならば、救助隊救出を待つことなく自力で地下シェルターから脱出することができる。このために、各ブロックに複数の出入り口を考案した。

0015

規模防潮堤を造ることから比べれば、経済的に安価な費用で造成ができる。また、自宅に滞在していない市民や臨時の滞在者もすぐに地下シェルターに避難が完了できることが最大の特徴である。このようなシェルターシステム待ち整備することで、日常生活において大きな安心担保するものであると確信する。

0016

この発明は特に、国内の離島、海岸線の小規模集落に設置するにも、普及の速度も期待できる。近い将来には、全世界の海抜ゼロメートル地帯への普及ができる。工場製造済み脱出エントランス連絡チューブなどは、運搬、設置の時に小型建設重機などか必要となるのみで、国内の離島や小規模集落、ましてや開発途上国には普及が進む可能性がある。

0017

地上に突出した鉄筋コンクリート製ペントハウス(5)から地下に埋設されたセントラルシェルター(4)及び公共シェルター(8)に接続するために水密扉(32)を装備した脱出チューブ階段13と脱出エントランス3を連結したことを特徴とする地下津波避難のシェルターユニット(1)てあり、かつセントラルシェルター(4)どうしを縦断方向状に接続した場合において、外部からの海水等の侵入による水圧による害を緩和するために装備された潮位制御シェルター(6)を装備したことを特徴とするシェルターユニットでありかつ地下の公共シェルター(8)及びセントラルシェルター(4)と脱出エントランス(3)連結するために可撓性をもった衝撃吸収連結器(42)を装備したことを特徴としたシェルターユニットであり、かつ地上に突出したペントハウス(5)と共に、瓦礫に埋まることを回避する能力を有したオーバーペントハウス(35)を装備したことを特徴としたシェルターユニットである。

図面の簡単な説明

0018

本発明のシェルターユニットのA−A断面図を示す。
本発明のシェルターユニットの平面図を示す。
本発明のセントラルシェルターユニットの平面図を示す。
本発明の全体の平面図を示す
本発明のB−B断図を示す。
本発明のD−D断図を示す。
本発明のE−E断図を示す。
本発明のC−C断図を示す。
本発明のペントハウス詳細図を示す。(1)は斜視図を示す。(2)は縦断面図を示す。
本発明の車いすシェルターの詳細図を示す (1)は平面図を示す (2) 縦断面図を示す
本発明の衝撃吸収連結器の縦断面図を示す。
本発明の水密扉の詳細図を示す。 (1)は、正面図 (2)は、断面図
本発明のオーバーペントハウスの縦断面図を示す。

実施例

0019

基本的に、病院、学校、保育園老人ホーム役所などの公共施設絶対標高が高いところに新規敷地造成して建築されることが望ましい。それ以外の一般的経済活動を執り行う住宅、事務所、工場、商店などを対象とした敷地造成とする。なぜならば、漁業を始めとする水産加工業が経済活動の中心を担う地域なので、この経済活動に支障が出来るだけ少ない造成を目指す。漁船が入港したものの、陸揚げ作業を始めとする関連作業にあまりにも沢山の労力が奪われないように配慮する。

0020

今回の造成工事に使用されるコンクリート資材は、基本的には工場内製造の鉄筋コンクリート製のものを基本とする。その理由は、実際に施工する場合において、施工期間が短縮できるからである。大型トラックなどで運搬が不可能なものにつては、現場において製造されたものを使用することを考案した。コンクリートの配合は、普通ポルトランドセメントを標準とし、塩害の恐れがある地域での使用を前提とした場合では高炉セメントB種をメインに使用することとした。ただし、合成樹脂剤などを使用して耐塩害性のあるものが開発されれば、積極的に使用する。また、表面には含浸性樹脂を塗ることも考慮に入れた。現段階においては非常に高額な材料であるために、コンクリートのかぶり厚さを厚くすることで問題が解決できる。ただし、コンクリート表面のひび割れ防止の観点からすれば含浸剤を使用してコンクリート厚を薄くすることが良い選択となる。

0021

鉄筋は、通常の土木工事に於いて使用されているJIS規格異形鉄筋D10〜30mmくらいのものを使用する。また、異形鉄筋を樹脂で被膜したものがコンクリート内部で定着性を確保できる材質のものである場合には、積極的に使用するものとした。東日本大震災において、特に擁壁などの崩壊が明白に報じられていないことより、通じようの土木設計の1.5倍の安全率計画することとした。具体的な製造段階に於いては、土木学会の報告による安全率を適宜使用することとした。

0022

図1より、シェルターユニット1の説明をする。今回の発明の基本部位となるものである。地上には鉄筋コンクリート製のペントハウス5を備えており、地中内で鉄筋コンクリート製の脱出チューブ階段13と接続されている。また、脱出チューブ階段13は、鉄筋コンクリート製の脱出エントランス3と地中内で接続されている。脱出エントランス3は、公共シェルター8に接続されている。公共シェルター8は、鉄筋コンクリート製で津波発生時には避難の中心となる構造物である。各コンクリート部位接合は、コンクリートが密着している場合と、ゴム製の接続方式による場合がある。

0023

今回の実施例では、ペントハウス5と脱出チューブ階段13の断面図における幅が同一寸法として示したが、階段の下り勾配やステップの幅を検討して、全体のスロープ長が長くなれば脱出チューブ階段13の幅も広くなる。また、実施例では折り返し階段として踊り場を装備したが、製造コストを抑えるために円筒形廻り階段の形式のものも考案した。ペントハウス5及び脱出チューブ階段13の水平投影面は円形となる。廻り階段は、ステップの踏み幅が均一でないことから、緊急避難時に於いて市民がすべり落ちる可能性があるので、施工計画段階に於いて十分吟味してどちらを選択するが検討することとした。ペントハウス5の出入り口は、鋼製材製作された水密扉32を標準装備する。ペントハウス5と脱出階段13と脱出エントランス3のユニットとしては、各シェルターについて1つ以上の複数ユニットを装備することとした。設置現場の状況に合わせてユニットの個数を調整することとした。

0024

公共シェルター8の説明をする。鉄筋コンクリート製で現行の工場内製造のボックスカルバートなどの材料で流用できるものがあれば使用する。ただし、脱出エントランス3などに接続する部分には、水密扉32を取り付けるために工場内部でコンクリートの内部に打設する。壁厚は25〜35cmとする。公共シェルター8は、分割して製造されるので、現場においてステンレスボルト製造メーカーオリジナル結合金物によって結合される。公共シェルター8に取り付けられる水密扉32は、耐水性を確保するためにすべて外開きとした。よって、脱出エントランス3とはステンレスボルトや製造メーカーオリジナルの結合材を使用するものとした。

0025

脱出エントランス3について説明する。セントラルシェルター4と脱出チューブ階段13を結合するものである。鉄筋コンクリート製で標準壁厚は、20cmとした。本来の機能は、セントラルシェルター4の水密扉32を外開きに確保するためにもうけた。外開きにするほうが、シェルター本体の水密性能を確保するうえでは有利である。脱出チューブ階段13との接合部分は、基本的には密着させないようにした。理由は、地震により地殻変動によって地盤面が動いた場合を想定にいれた。脱出チューブ階段13との間に衝撃吸収連結器42を取り付ける形式を採用した。

0026

脱出チューブ階段13について説明する。地上にあるペントハウス5と脱出エントランス3を結合するものである。主要な役割は、市民の避難時の階段として使用する為の物である。階段の踏込み幅や蹴上の高さも建築基準法に準じて決定する。蹴上は20cm、踏込は27cm程度とする。鉄筋コンクリート製で壁厚は20〜30cmとした。

0027

ここで、公共シェルター8の具体的なサイズの実施例を示す。主要幹線道路22の幅員が10m、幹線道路21の幅員が6mとし、隅切り長は4.0mとする。平面計画を考えると、交差点内下水道施設上水道施設電気通信施設などを考慮にいれる。概略で6.0m×8.0m=48.0m2が限界面積となる。避難者1人に必要な面積を1.0〜1.5m2と仮定すると、約30〜40人の避難空間が確保される計算である。公共シェルター8の平面積と土被り厚によりコンクリート壁の厚さを施工場所ごとに計算してから決定するものとした。公共シェルター8で土被り厚が5〜8m程度とした。なお、通常の下水道本管土被り圧は2〜3m程度なので、地中内で交差する可能性をなくした。

0028

図2より、シェルターユニット1の配置を説明する。宅地造成が全体に高低差を発生させない場合には、縦横に道路の計画上の交差点地下に設地する方法とする。現地の滞在者の想定人数により、各交差点の地下に設地する必要がなければ、必要とする任意の数量の配置を決定すればよい。現地滞在人数が多ければ、想定人数による避難空間の確保が必要となる。つまり、すべての交差点に設置する必要性が存在することとなる。
また、このシェルターユニット1は、道路計画に於いて交差点内の地下に配置する以外で、公園や公共の用地の地下に設地する場合も考慮した。なぜならば、民間地に配置することになると、地上権の設定登記などの必要性が発生して計画段階に於いての作業の遅延予想されるからである。もっとも、計画段階に於いて地権者との土地交渉手続きが省略できる場合には、民間地内に設置することとした。ただし、道路の幅員が狭くてペントハウス5を道路上に設置できない場合には、民地内に設置するものとする。いずれにしても、詳細は、具体的道路の設計案上で検討する。

0029

図3より、セントラルシェルターユニット2について説明する。つまり、縦断方向に向けて高低差が発生する場合で、計画道路縦断勾配が1パーセント以上の場合を想定する。
今回の発明は、シェルターユニット1を同一標高上に縦横に配置することである。しかし、同一標高上だけの移動のみではなく、縦断方向への縦移動を可能とするためにセントラルシェルターユニット2を考案した。基本的構造は、シェルターユニット1と同じであるが、追加した構造は縦断方向への接続の為の緊急脱出チューブ18と接続チューブ28である。また、身体障害者用に車いすシェルター23からの接続のために、大き目な脱出エントランス3も考案した。縦断方向の距離が短い場合や縦断方向の高低差の少ない場合は、セントラルシェルターユニット2を設置しても有益性は少ない。後で説明するが、階段状に造成することにより同一標高に於いて津波による水の侵入が起こった場合の最終手段として考案した。

0030

つづいて、海抜高3〜4mの高さに合うように主要幹線道路22のセンター勾配を1〜10パーセントから選択する。この主要幹線道路22のセンター勾配によって、各ステージの奥行が決まる。奥行が決まれば奥側には、逆T型擁壁基礎16を設置する。そして、主要幹線道路22に交差する幹線道路21を設定する。この幹線道路21の海抜高が後に民有地57と私道56の海抜高の決定高となる。幹線道路21の長さが決まれば造成区画の面積も決定する。このように造成街区が決定すれば、あとはコンクリート構造物の築造のプロセスとなる。

0031

ペントハウス5の鍵については、平常時であっても管理作業補修点検作業のためにシェルターシステム内に入場することがあるので、自動車運転免許書健康保険書などに埋め込まれたICチップで認識できるようにした。平常時の入場管理は、厳しく制限しないと犯罪行為に利用される可能性を防ぐためでもある。平常時に於いては、通電が確保されるので集中管理19において、一括管理を行うものとする。設置場所は、該地域の高台に単独もしくは、公共の施設の内部に設地するものとする。

0032

図4より、シェルターユニット1を平面上に於いて、縦方向及び横方向の地下に配置する。シェルターユニット1は、同一標高の平面上に配置する。また、海岸方向から山間方向に向かって徐々に標高を上昇させて設置することも考案した。以後この説明に於いて、海岸方向から山間方向に向かっての計画線を縦断方向と表記する。最初に、道路の計画図案が出来上がることを前提に考案した。道路の計画案を前提にシェルターユニット1の適切な配置を考えることが重要と考えた。また、各々の造成計画地に於いて、地理的条件や経済的条件によって詳細計画に適合できるように考案した。

0033

同一標高に設置する場合について説明する。シェルターユニット1を同一標高または、縦断方向の勾配が1%以下であれば、道路の計画平面図にしたがって交差点内に配置する方法を取れば問題ない。ただし、道路幅員が十分に確保できない時や歩道の設置が不可能の場合には、地上に設地するペントハウス5の配置については注意を必要とする。公道上に鉄筋コンクリート製のペントハウス5が存在すると日常生活の利便性を欠くことになる。よって、ペントハウス5は民間地内に設置せざるをえない。よって、地上の構造物について、地上権又は、借地権の設定の必要性が発生する。

0034

逆T型擁壁基礎16の設置位置が決定すれば、造成の大まかな街区割が確定する。その後、主要幹線道路22と幹線道路21の交差する地点に中規模の公共シェルター8を設置する。鉄筋コンクリート製で、サイズは計画によって工場製作で可能なサイズであれば、工場内製作の物とする。公共シェルター8は、津波の発生時に於いて主要となる地下避難施設である。地元の住民、臨時の訪問者、その他いろんな市民の誰でもが避難使用できる施設である。この公共シェルター8は、外部からの水の侵入を防ぐためにすべての出入り口は、脱出エントランス3と接続している。この脱出エントランス3は水密扉32を備えており、公共シェルター8の内部に外部からの水の侵入を防止する。脱出エントランス3は、鉄筋コンクリート製であり工場内で製造出来うるサイズのものとした。

0035

公共シェルター8及び脱出エントランス3の設置及び連絡チューブ15の据え付けが終った時点で、1次の埋戻しを行う。連絡チューブ15とは、鉄筋コンクリート製で公共シェルター8と市民シェルター12を繋ぐものである。各々のステージごとに、この連絡チューブ15を使用して横方向の移動が可能なように考案した。連絡チューブ15の材質は、円筒形や長方体の鉄筋コンクリート製のものであり工場内部で製作可能なサイズとし内径で1.5〜2.0mのものとした。

0036

公共シェルター8に接続した脱出エントランス3は、脱出チューブ階段13に接続して地上にあるペントハウス5につながる。脱出チューブ階段13は、脱出エントランス3と地上を繋ぐ重要な経路の1つである。外部は鉄筋コンクリート製であり、市民の為の昇降階段を備えるものとした。脱出チューブ階段13は、地上のペントハウス5と公共シェルター8に接続する脱出エントランス3との位置関係により工場内製造では適合できない場合もあるので、現場施工でも製造できるように考案した。よって、脱出チューブ階段13の断面形状は、円形であったり長方形であったりする。

0037

ペントハウス5は、地上部常設された鉄筋コンクリート製の設備であり、津波発生時には、すべての人がここから公共シェルター8の中へ避難出来る。各ステージの幹線道路21と主要幹線道路22の交差点の隅切りで、比較的目立つ位置に配置する。このペントハウス5は、平常時に於いては施錠されており、安全管理のうえで何人でもすぐに入場できるものではない。ペントハウス5の鍵は、高台に設置された集中管理棟19でまとめて管理されるよう考案した。地震発生後政府の津波の速報が流れた場合には、集中管理棟19から、すべてのペントハウス5の鍵が開錠されるシステムとした。

0038

一方、逆T型擁壁基礎16によって民有地57の街区が確定した後に、民有地57と私道56に跨って脱出エントランス3の設置を行う。脱出エントランス3を官民境界に跨がせる理由は、建築建物を境界まで接近して構築することは後に越境問題が発生することが考えられるからである。この主な役割は、幹線道路21に設置した市民シェルター12に接続するための設備である。材料は、前述した公共シェルター8に接続する脱出エントランス3と同じものとした。私道56に埋設した脱出エントランス3は、連絡チューブ15により市民シェルター12に接続し、各個2か所の水密扉32を備えて外部からの水の侵入防止機能を有している。私道56の道路の幅員が広い場合は、複数個の脱出エントランス3を衝撃吸収連結器42で連結する必要があることもここで説明する。市民シェルター12のサイズは、公共シェルター8よりも小さいサイズとなる。幹線道路21の道路幅員により、幅のサイズが制限されるからである。床面積で5〜15m2程度とする。

0039

このようにして、屋外にいる一般市民の避難経路は、ペントハウス5から入り脱出チューブ階段13を下りて、脱出エントランス3の防水扉32を開けて、公共シェルター8に避難する。また、自宅内の市民は地下室に避難するか、シェルタービル11で地階に降下する。そして、酸素欠乏してきたならば、私道56に接続された脱出エントランス3の防水扉32を2枚とも開け、連絡チューブ15を使って住民シェルター12まで避難する。住民シェルター12は、連絡チューブ15を介して公共シェルター8とつながっているので、被災した状況に於いて、地下シェルターシステム内の酸素が欠乏する可能性があるので、セントラルシェルター4をはじめ、公共シェルター8及び住民シェルター12の内部には圧縮酸素ボンベを常設する必要がある。

0040

今回の発明の有利な点は、最初に避難した地下シェルター内に終日常駐する必要がないので、酸素欠乏についての危険性が減少する。標高が同じステージ内部であれば、外部からの海水の侵入によって水没しない限りは、連絡チューブ15を介して横方向に移動ができることである。鉄筋コンクリート製で円筒形又は立方体の形状のものとした。壁の厚さも下水道工事で使用されるものと同程度のものとした。壁厚については、地上面からの土被りの厚さにより大きく影響するので、実施段階において詳細を計算して壁厚を決定することとした。基本的は、土被りが3〜4mであるならば、壁厚は15〜35cmとする。

0041

図5より、逆T型擁壁基礎16の設置に先立ちボーリング調査を行い地盤支持力不足している場合には、プレキャスト杭7を事前に打つ。この逆T型擁壁基礎16は、大型なので現場施工のコンクリート構造物となる。高さは、6〜12mの高さとなる。逆T型擁壁基礎16は、今回の発明の中核を担う各ステージを構成するものである。工場内で製造可能であればコストを安く抑えることができる可能性があるので、工場内製造のものを使用する。

0042

逆T型擁壁基礎16は、普通コンクリートを使用する。比重は、1.8〜2.35のものを使用する。海岸線が近くにあることから、耐塩害性を確保するのであれば高炉セメントBBを使用することも考えた。鉄筋については、JISD16〜D30mmの異形鉄筋を縦横ともに20cm間隔で使用する。コンクリートの設計圧縮強度も18〜36N/cm2のものを使用する。合成樹脂などを含有して耐塩害性を有したコンクリートが後発的に開発されたならば、経済性も考えて積極的に使用することも考慮にいれた。

0043

図6より、造成対象地区における主要幹線道路22の平面的ルートと縦断勾配が決定した後に、敷地地盤のステージの割り付けを行う。ステージとは、海岸部から始まり山間部に至る敷地地盤面を同じ海抜高で統一表示するために使用する。であるから、漁船の着き場のあるステージは、今回はステージ1と表記する。このステージ1から海抜高で3〜6mの海抜が高くなった敷地地盤面をステージ2と表記する。以後、3〜6mごとに海抜が高くなるごとにステージのナンバリングが増えていくように表記とする。ステージの高さを3m程度として理由は、建築計画において建物の1階あたりの階高が約3.0mとして計画されていることを根拠とした。各ステージ上では、シェルタードック9、地下シェルター10、シェルタービル11など別件出願の家庭用地下シェルターを設置して各家庭における津波対策も強化することができるよう考案した。

0044

図7より、私道56に脱出エントランス3及び連絡チューブ15を埋設することを考案した理由は、民有地57に建築された地下室又は、別途出願中のシェルタービル11の最下階からの脱出経路の確保のために考案した。私道56に埋設する連絡チューブ15は、幹線道路21に埋設するものより小さいものとした。内径1.5〜1.8mとした。連絡チューブ15は民有地57から延長された脱出エントランス3に直接連結されている。ここで使用する脱出エントランス3も鉄筋コンクリート製で工事用製作されたものとした。側面には、2〜3方向の側面が接続の為に開口部位をもっている。

0045

図8より、潮位制御シェルター6について説明する。今回の発明は3〜4mの海抜高ごとに1つのステージを構成する。この同一の海抜高を持ったステージ内は、非常時の場合は連絡チューブ15を経由してほかのシェルターに移動できることを特徴となるように考案した。しかし、これだけでは想定を超えた事態が発生した場合には、対応できなくなる場合をさらに想定した。つまり、階段状に構成された各ステージを海抜高の低いステージから海抜高の高いステージに緊急脱出チューブ18を使用して移動できる手段も考案した。しかし、安易に高い方向への経路を使用できることすると、シェルターシステム内の全てが水没してしまう危険性が非常にたかまる。つまり、海抜が下のセントラルシェルター4から上位のシェルターに避難するためには、海抜上位のセントラルシェルター4に危険を及ぼしてはならない。それで、潮位制御シェルター6と接続チューブ28の組み合わせにより、危険負担を軽減した。

0046

水没の危険性を少しでも回避するために潮位制御シェルター6を考案した。工場製作のプレキャストコンクリート製であり、内部には2個の水密扉32を装備した。海抜高の低い側の水密扉32を開放して内部に入り、海抜高の高い側の水密扉32を開放して退出するのである。内部には、高低差がある階段又は、ステップを設けてこの中で海水の侵入を食い止める構造とした。緊急避難用の経路としては、少し複雑になってしまったが、水没の危険を回避する観点で考案した。緊急脱出チューブ18が同一勾配によって作られてしまえば、下流からの水の侵入により水密扉32の開閉が容易にできなくなる可能性をなくす為である。

0047

シェルターシステム内の移動は、同じ標高内のステージ上の平行移動だけに限定すると、予想外事故に対応できない可能性があるので、少なくても最低でも1ルート以上のステージ1から丘陵地へ向けての緊急脱出チューブ18を設置することを考案した。この緊急脱出チューブ18は、被災時に於いて非常に重大な経路となるので、管理上に於いては一層厳しいものとする。各々のステージの防水扉32の閉鎖上手く行われていても、ある特定のステージの扉閉鎖が不良な場合は、緊急脱出チューブ18を経由して海水が浸入するうえに、シェルターシステム内の空気を水圧によりシステムの外に廃棄してしまうからである。そのために、緊急脱出チューブ18の設置数は極力最少減にすることとした。Levelの高さからHWL高さまでは、水面が上昇しても上位のセントラルシェルター4に避難することができる。高さに換算すれば3〜6mほどになる。35mの津波の到来時に3〜6mのクリアランスを救っても大勢に影響がないように思われるが、助かる確率を1パーセントでも上昇させる設備として考案した。

0048

潮位制御シェルター6は接続チューブ28によってセントラルシェルター4と接続している。接続チューブ28は、工場製造のプレキャストコンクリート製で内部の床に当たる部分は、階段状に作られている。潮位制御シェルター6と接続チューブ28との組み合わせにより、海抜が低いセントラルシェルター4からの海水の員に有を抑制するためのものである。下のステージの市民が海水の侵入により上位のステージへ移動を可能とさせるためのものである。しかし、すでに避難を完了している上位のセントラルシェルター4の市民を危険に合わせるわけにはいかないので、この装置を考案した。

0049

図9より、ペントハウス5の詳細を説明する。側面には、少なくても1つ水密扉32を装備する。下方には、脱出チューブ階段13と接合するためにアンカーボルト34を装備する。今回の実施例ではL字型アンカーとして工場内で脱出チューブ階段13の内部に装着する実施例としたが、現場施工によっては床板コンクリート打設を行いその中にアンカーボルトを埋め込む場合も考案した。

0050

地上部に突出した部位であり、直接に津波の衝撃を受けるものである。よって、鉄筋コンクリートの壁の厚さは30〜35cmとした。また、市民の入り口にあたる部分には水密扉32を装備した。外部からは、ワンアクションで開放でき、ワンアクションで閉塞できる構造のものとした。材料は、主なものは鉄製でQ345Bを使用することを考案した。水密扉32を固定する為の艤装品はステンレスSUS304を使用することを考案した。
ペントハウス5は工場で製造されるが現場に於いて補強基礎コンクリート40によって固定される。なお、アンカーボルト34は補強基礎コンクリート40の内部に打設されている。ペントハウス5は、アンカーボルト34によって補強基礎コンクリート40と結合されている。また、補強基礎コンクリート40と脱出チューブ階段13は、発泡ウレタン41やエラスタイト等によって絶縁されている。

0051

避難人数の把握の中で計画に含めなければならない人数は、身体的障害者である。自宅外で被災した場合は、公共シェルター8、セントラルシェルター4の中へ階段を使用しての避難だけでは問題がのこる。そこで、車いすシェルター23を考案した。東日本大震災において、車いす利用者の具体的な被害の報告はされていない。しかし、健常者でさえ2万人近くも亡くなっていることから推測すると、車いす利用者の殆どの人数が被災していると考えられる。であるから、自宅外において独自で避難行動がとれる施設を整備する必要がある。

0052

図10より、身体障害者専用の降下の為のシェルターの説明をする。鉄筋コンクリート製で円筒形の車いすシェルター23は一部が地上部分に突出しており、正面には円形防水ドアー25を装備している。円形防水ドアー25は、車いすの利用者が自力で避難できるために、片開き式の水密扉とした。内部には、ラックレール36が1本乃至2本装備されていて、ケイジ24の床下に装備された無励磁ブレーキ電動モーターが組み込まれたギアボックス30を経由してピニオンがラックレール36に噛み合って上下の作動をおこす。平常時に於いては、交流電源100Vの電源によりモーターが作動する。震災の時の降下の時は、電源が供給されていなくても無励磁ブレーキの降下用レバー26を開放の方向に作動するだけで自然落下できるように考案した。

0053

車いすシェルター23として別途特許出願中のものであって、地上階から地下へ垂直に降下する構造のものを考案した。工場で製造されたプレキャストコンクリート製で円筒形のものとした。また、設置場所は、比較的大きな交差点に設置することとした。車いすシェルター23によって避難行動が出来ない場合には、健常者の補助借りてセントラルシェルター4に避難できることを前提とした。外部から片開きの円形防水ドアー25を開いてシェルター内部のエレベーターのケイジ24に侵入する。ケイジ24は鋼鉄板製の円筒形の函体で厚みは3〜8mmのものとした。円形防水ドアー25を閉めた後は、降下用レバー26を引くことによって、電力供給が停止した状態でも徐々に降下していく。地下階に到着したならば、脱出エントランス3の水密扉32を開放して、脱出エントランス3を経由して、セントラルシェルター4の内部に侵入する。今回の実施例は、車いすシェルター23から脱出エントランス3に入る水密扉32のみ内開きとした。車いすを使用する障害者に外開きの水密扉32を閉めせることは、非常時に於いて困難だからである。車いすシェルター23と脱出エントランス3との接合は、変形衝撃吸収連結器38を使用する。車いすシェルター23の接合面が平らでなく円形であるので、押えプレート39の形状を円弧上に加工したものとした。

0054

図11より、衝撃吸収連結器42の説明をする。基本材料は、耐候性の高いブチルゴムや強化シリコンを使用する。コンクリート製の材料と接合する部分は、ステンレス製の押えプレート39をステンレス製のアンカーボルト34を使用して固定する。収縮部分は、ゴムやシリコン製のものとし、内部に化学強化繊維を内蔵させて、収縮作用に対して対抗性能を向上させた。アンカーボルト34は、コンクリートの部分にケミカルアンカーにより後施工する工法と工場製作の時点に於いて、コンクリート内部に埋め込む工法も考案した。衝撃吸収連結器42を考案した根拠は、基礎地盤の変動による連結部の接合を確実にするためのものである。また、縦断方向、横断方向における連結部の据え付け時誤差を調整できることも配慮にいれた。

0055

図12より、水密扉の説明をする。鋼鉄製の鉄板により製作されたリーフ51とコーム52にとから成り、ヒンジ43を支点として一方向に開閉する。鉄板の厚みは、8〜20mmのものを使用する。回転軸54の両端に接合された内部ハンドル44と外部ハンドル45の何れかを左右に回すことにより同軸上に取り付けられた楕円プレート50が回転する。楕円プレート50に取り付けられた斜行プレート49が上下に動くことで、水平プレート48が滋養下することにより、ツメ46が回転して施錠が開放される。水密性能を向上させるために、リーフ51とコーム52の間には、水密パッキン53を装備した。また、補強プレート55は、水密扉32がコンクリートの構造体の中に確実に定着するためのアンカー的働きをすることを目的とした。材質は、鋼製材料を使用して、コンクリートの付着性能を十分に保持したものとした。また、耐錆性能として表面に樹脂被膜メッキによる被膜を施工したもので、耐久性能と経済性を保持したものであれば、積極的に使用することも考案した。
基本的に、水密扉の艤装品はJIS−Fの規格のものを使用する。また、水密扉自体の水密性能試験を日本造船規格などの公的機関に於いて行うことにより、扉の水密性能を確保することを担保する。

0056

図13より、オーバーペントハウス35について説明する。鉄筋コンクリート製のペントハウス5だけでは、震災によって発生した瓦礫に埋まることからの回避が完全に担保されないので、より一層回避の確率を高めるためにオーバーベントハウス35を考案した。これは、重量鉄骨製のものでペントハウス5を取り囲むように立方体とした。東日本大震災において重量鉄骨造りの家屋が多く残ったことを開発の根拠とした。津波による水害の被害は、ベントハウス5で避難する。また、覆いかぶさる瓦礫には鉄骨のオーバーペントハウス35が対応することとした。ペントハウス5とオーバーベントハウス35の間には幅と高さで約1mの空間を確保する。このことによって、ペントハウス5に装着した水密扉32は必ず開放することができる。また、津波の到来時において水密扉32自体を瓦礫による衝撃から守ることをも可能とした。主たる材料は、重量鉄骨材料とした、重量H鋼、重量丸形鋼、重量四角型鋼及びこれらの複合的組み合わせによって、震災瓦礫に完全に埋まることが内容に考案した。

0057

今回の実施例では、重量H鋼400を使用して、立方体を形成する。また、側面及び天井面には、対角に鋼材を配置してより力学的構成を高めた。実施例よりも、さらに構成を高めるためには、丸形鋼の内部にH鋼を挿入して、隙間にはグラウト注入して一体性を高めて強度を確保することも考案した。なお、重量H鋼を単体で使用する場合にも、錆の対策として溶融亜鉛メッキエポキシ樹脂による塗膜保護を施工することも考案した。固定方法は、補強基礎コンクリート40の内部に埋め込むこととした。津波による横からのモーメントに対抗できるように、基礎のサイズも十分なものとした。また、補強コンクリート40に埋まる部分も鋼板の厚さ10〜30mmのベースプレート27として溶接するものとした。

0058

海外生産を拡大した場合には、超軽量コンクリートを使用することにより、生産工場から設置現場へも比較的小さなトラックで運搬が可能である。アジア、アフリカ、太平洋の島国など開発途上国の普及にも、非常に有効な発明である。金属製、樹脂製のものと比べると、耐塩害性についても有利な素材を使用したことによりメンテナンスに手間がかからない。また、先行出願を拝見すると共鳴する発明がいくつか存在したが、一般社会への普及を考えると高額で大規模なものがほとんどで、普及に至らない可能性が高いものが多くあった。安い値段で普及する発明を今回目指した。部品については、東地域の業者選定する予定である。国内需要を想定すると他の発明と異なり、復旧のために建物の内部改修工事を必然とされるので、地方の建築、建設業者への工事の発注量の増加として考えれば、内需拡大対策となる。なお、今回の発明のように小規模のシェルターは、21世紀以降の世界に於いて大多数人命を救う工法と考える。

0059

1シェルターユニット
2セントラルシェルターユニット
3脱出エントランス
4 セントラルシェルター
5ペントハウス
6潮位制御シェルター
7プレキャスト杭
8 公共シェルター
9 シェルタードック
10地下シェルター
11シェルタービル
12住民シェルター
13 脱出チューブ階段
14 開口部
15連絡チューブ
16 逆T型擁壁基礎
17建築地下室
18 緊急脱出チューブ
19集中管理棟
20建築建物
21幹線道路
22主要幹線道路
23車いすシェルター
24ケイジ
25円形防水ドアー
26 降下用レバー
27ベースプレート
28接続チューブ
29下水道本管
30ギアボックス
31上水道
32水密扉
33連絡エントランス
34アンカーボルト
35オーバーベントハウス
36ラックレール
37衝撃吸収台座
38 変形衝撃吸収連結器
39押えプレート
40補強基礎コンクリート
41強化ゴム
42 衝撃吸収連結器
43ヒンジ
44 内部ハンドル
45外部ハンドル
46ツメ
47ロックセット
48水平プレート
49斜行プレート
50楕円プレート
51リーフ
52コーム
53水密パッキン
54回転軸
55補強プレート
56私道
57 民有地

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