JP6126795B2 - 大型鋼管を用いた緊急避難施設 - Google Patents

Description

本発明は、津波、洪水等の水災害から一時的に難を逃れるため緊急避難するのに好適な大型鋼管を用いた緊急避難施設に関する。

日本は台風の進路上に位置するため毎年台風が襲来し河川等の氾濫による洪水を引き起こしている。また、最近では、ゲリラ豪雨や爆弾低気圧による洪水も発生しており、これら洪水によって毎年数人が命を落としている。また、昨年発生した東日本大震災では、津波によって多くの人命が奪われている。

これら洪水や津波等による水災害時には、急いで高台や高層建築物に避難するのが良いとされているが、近くに緊急避難できる高台や高層建築物がない場所も多々ある。そのため、従来から水災害に対する種々の緊急避難施設が検討されてきているが、前記津波被害により益々その重要性が高まってきている。

従来からの避難施設としては、大別して、簡易なシェルター型と少し大がかりな建築構造物型とがあり、前者の例としては特許文献１がある。特許文献１のものは、開放自在な出入口を有し、閉鎖時に密閉状態を維持することで水面に浮上することが可能な避難用コンテナと、その４隅をガードして、上下にスライドできるようにガイドする複数本の鋼矢板からなる１組の支柱ユニット(台座)で構成し、津波の到来時においては出入口から避難コンテナ内に入り込んで避難するものである。

後者の例としては、特許文献２、特許文献３がある。特許文献２のものは、津波発生時に避難者が避難するために上に乗る避難台と、該避難台を地面から一定高さに支持する脚部と、地面と避難台との間を避難者が昇降するための昇降手段とを備えてなる津波避難施設であって、前記脚部が地盤に打設された複数本の鋼管杭からなり、前記避難台が、互いに平行に所定間隔をあけて配置された複数の管体と、該複数の管体を一体に連結する連結材とから構成されており、前記管体の内部に前記鋼管杭が夫々挿入されているものである。

特許文献３のものは、少なくとも津波が襲来してくる側において対抗状をなすように防護壁を立設し、この防護壁の後側に高い避難場所を造り、その避難場所に登る登降手段を配すようにする津波などに対する避難用施設であって、鋼管矢板等からなる防護壁を上からみて丸形・角形等のラセン状に形成し、そのラセンの外周端に相当して登降口を形成するとともに、同登降口からラセンの求心方向に向けて登るように登降手段を設け、その登降手段の末端であるラセンの中央部分に避難場所を設けてなるものである。

特開２０１１−１０６１４２号公報 特開２００７−１３８３８８号公報 特開２００７−２９７９０９号公報

上記のように、従来から様々な避難施設が発明されてきているが、特許文献１のように平面を有するものは津波等の水流圧をもろに受けるとともに、避難場所（コンテナ）が支柱ユニット等の別の支持体に連結して支えられているものでは連結部が容易に破損してしまう。

特許文献２、３のような大掛かりのものは、施工に多くの時間と費用を要するとともに広い設置場所が必要となるため一時的避難施設としては不適であり、また多くの連結部を有しているので連結部が容易に破損してしまう。特許文献３のものは密閉構造でないため浸水した場合に逃げ場がない。

また、避難スペースの空気を確保し続けるためには該避難スペースは気密性の高いスペースとなっていなければならないが、小型の避難シェルターでは気密性の高いものはあるものの、中型〜大型の避難施設では避難スペースの気密性は特に考慮されていない。

本願発明は、上述のような課題の解決を図ったものであり、広い設置スペースを必要とせず施工が簡便で、津波等による連結部破損の危険性を減らしかつ水流圧を軽減し、避難スペースへの浸水を減らすとともに万が一浸水が生じても呼吸可能となる空間部が確保でき、施設全体が水没したとしても避難者の生存を最低限確保できる、津波、洪水等の水災害から一時的に難を逃れるため緊急避難するのに好適な緊急避難施設を提供することを目的する。

本願の請求項１に係る発明は、大型鋼管を用いた緊急避難施設であって、地上に塔状に立設され、かつ管内が地上より上方に渡って連続する密閉空間とされている大型鋼管の地上部分の側面と地上より上方部分の側面に、前記密閉空間への出入口となる気密性ハッチがそれぞれ設けられ、前記密閉空間内に避難者の避難スペースとなる螺旋階段と複数の踊り場および上部部屋が地上から上方に連通して設置され、かつ前記大型鋼管の下端部に地中にあって引抜き抵抗力を有する先端翼付き回転貫入鋼管杭が設置されていることを特徴とするものである。

本願発明では、大型鋼管の１つ以上を、地上もしくは地中から地上に渡って立設して用い、該鋼管内部を避難スペースとした単純構造のものである。立設して用いるので広い設置スペースを必要とせず施工も簡便である。

大型鋼管は、周方向に２〜３分割したものを連結して用いることも可能であるが、一体ものの鋼管を用いた方が良い。一体ものの鋼管であれば連結部が無いので津波等による連結部破損の危険性を減らすことができる。また、丸胴なので津波等による水流圧、波圧を軽減できる。

大型鋼管の寸法は、内径０．８〜２．５ｍで長さ８〜１６ｍ程度が好ましい。内径が０．８ｍ未満では、十分な避難スペースの確保が難しくなる。また、２．５ｍを超えると一体ものの鋼管の製造が難しくなる。

長さが８ｍ未満では、十分な避難スペースの確保が難しく使い勝手が悪い。１６ｍを超えると、一体ものの鋼管の製造が難しくなる。製造できたとしても設置場所への輸送が困難となる。津波等の想定高さが１６ｍを超える場合等は、２本以上の鋼管を軸方向に連結して用いてもよい。

本願発明では、鋼管内部は避難スペースはとして利用され、鋼管の上端部に屋根を設けるなどして開口上端を閉塞した気密構造の密閉空間とする。

気密構造の密閉空間にすることによって、避難スペースへの浸水を減らすとともに万が一浸水が生じても、少なくとも上部の気密性が確保されていることで、浸水部の水面における水圧と気密空間において上昇した内気圧とが釣り合った状態で呼吸可能となる空間部が確保でき、施設全体が水没したとしても潜水艇の中にいるがごとく避難者の生存を最低限確保できる。

本願発明では、一体ものの大型鋼管を用いることによって部材同士の連結部が少なくなるので気密性が確保し易くなり、鋼管端部を高気密にすれば気密構造の密閉空間が簡便に得られる。屋根などの鋼管端部の接続部分を高気密にするには、例えば、屋根と鋼管とを溶接して接続すればよい。

本願発明では、大型鋼管に人の出入り口となる気密性ハッチが設けられている。この出入り口は、平常時は単なる出入り口であるが、緊急時には少なくとも呼吸ができる空間部の壁となり脱出ハッチにもなる。したがって、この出入り口の気密性は重要であるため気密性ハッチにしておく必要がある。

前記緊急避難施設は塔型形状の施設であって、前記密閉空間の上部には避難部屋となる上部部屋が設けられており、該上部部屋の下方には該上部部屋に繋がる昇降手段部が設けられており、これら上部部屋と昇降手段部が避難者の避難スペースとなる。

緊急避難施設の形状（断面形状）は特に限定されないが、最も単純な塔型形状であれば施工が簡便で波高の高い津波にも対応できる。

前記鋼管内部に形成される密閉空間は、避難者の一時的避難スペースとなり得るものであればどのような構造でもよいが、密閉空間の上部には制御室兼避難部屋となる上部部屋が設けられているのが好ましい。

避難スペースは、照明設備、空調設備、自家発電設備もしくは蓄電設備、給排水設備、簡易トイレ、通信設備等を備えているのが好ましく、そのためにはこれら各種設備を一体的に監視・制御するための中央制御室的機能を有するものが望ましい。

また、上部部屋の下方には該上部部屋に繋がる昇降手段部が設けられているのが好ましい。昇降手段としては、螺旋階段、鋼製梯子、縄梯子などが挙げられる。昇降手段が螺旋階段であれば、この螺旋階段部には、必要に応じて、適宜踊り場が設けられ、螺旋階段や踊り場も避難者の避難場所となる。

本願発明の大型鋼管を用いた緊急避難施設は、避難者が津波、洪水等の水災害から一時的に難を逃れるための緊急避難場所であるため、十分な居住設備は必要としない。螺旋階段部の避難者は螺旋階段や踊り場に座って難を逃れる。なお、一時的とは、津波や洪水等の襲来が治まるまでの時間であり、例えば数時間から半日程度が想定される。

また、前記上部部屋は地上に、かつ、前記昇降手段部の少なくとも一部は地下にあるようにして設けられていればよい。

本願発明の大型鋼管を用いた緊急避難施設は、通常、基礎部の上の地上部に設けられるが、地中から地上に渡って立設される半地下構造にすることもできる。この場合、前記上部部屋は地上に、前記昇降手段部は地下にあるようにして設けることができる。このような構造にすることによって、津波の波圧等による破壊力を直接受けない地下にも避難スペースを確保できるので、そこを密閉空間とすることにより安全性が高められる。例えば、津波襲来中は完全に水没することが避けられないが、地上部の高さが低い低構造のため、安価に構築でき周辺への景観に負担がない。

なお、津波等の襲来後に周辺が瓦礫や土砂で囲まれて脱出が困難にならないよう、閉じ込められた後の通信手段の確保、ドアを堅牢にして破損を防止するのはより好ましい。また、ドア周りに開閉の障害物が到達しないよう、網状の囲いを設けるなどの対策を講じておくこともより好ましい。

前記緊急避難施設は、地中から地上に渡って立設された前記大型鋼管の内部に形成される前記密閉空間と該大型鋼管の地上部分の周囲に隣接して接続され避難スペースとなる１つ以上の外周密閉空間部とからなる施設とすることができる。

設置場所を広く取れるところでは、大型鋼管の地上部分の周囲にも隣接する形で避難スペースを設けることができる。外周密閉空間部を一体化した上部の広い施設にすることによって避難スペースを広くすることができるとともに、強固な施設にすることができる。

外周密閉空間部は、例えば、地中から地上に渡って立設された大型鋼管の地上部分の周囲に隣接する形で球体、角体や、筒体（短尺の大径鋼管を縦にあるいは長尺の大径鋼管を横向きに用いたものでもよい）等からなる複数のシェルターを設けることによって得られる。また、前記大型鋼管の地上部分が多重構造となるように、その周囲に複数のドーナッツ状構造体を配置することによっても得られる。

上記のような外周密閉空間部を有する施設では、人の出入り口となる気密性ハッチは、緊急避難施設の本体となる大型鋼管以外に、外周密閉空間部を形成する構造体に設けておいてもよい。

これら密閉空間内には、制御室兼避難部屋、昇降手段部等を設けても良い。大型鋼管内に形成される密閉空間の地下部分はソイルセメント等で埋めて基礎部にすることもできる。避難スペースは少なくなるが、より強固な施設が得られる。

また、前記緊急避難施設は、地中から地上に渡って立設され下端が地中にある前記大型鋼管もしくは地上に立設された前記大型鋼管の下方の下端が地中にある基礎鋼管が先端翼付き回転貫入鋼管杭からなるものであってもよい。

下端が地中部にある鋼管に先端翼付き回転貫入鋼管杭を用いると、当該杭の先端に取付けられた回転翼により一般の杭より大きな引抜抵抗を期待することができるため、津波等の被水時に作用する浮力による引抜力に対し十分な耐力を発揮でき、施設の安全をさらに高めることが可能である。特に、地上部の鋼管が大型鋼管であると、直径の二乗に略比例して作用する引抜力も大きくなるが、このような場合、引抜抵抗の大きな回転貫入鋼管杭を適用することは極めて効果的である。

また、本願発明は省スペースで済むこともその特徴としていることから、住宅等の建築物が近接している場合も多く考えられるが、回転貫入鋼管杭は施工時の排土がなくかつ振動・騒音を大幅に抑えることができるため、近隣環境への負荷も軽減できる。

本願発明の大型鋼管を用いた緊急避難施設によれば、広い設置スペースを必要とせず施工が簡便で、津波等による連結部破損の危険性を減らしかつ水流圧を軽減し、避難スペースへの浸水を減らすとともに万が一浸水が生じても呼吸可能となる空間部が確保でき、施設全体が水没したとしても潜水艇の中にいるがごとく避難者の生存を確保できる、津波、洪水等の水災害から一時的に難を逃れるための緊急避難場所が簡便に確保できる。

本願発明の大型鋼管を用いた塔型形状の緊急避難施設の地上立設例を示す図である。 本願発明の大型鋼管を用いた塔型形状の緊急避難施設の半地下立設例を示す図である。 本願発明の大型鋼管を用いた外周密閉空間部を有する緊急避難施設の半地下立設例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、本願発明の大型鋼管を用いた塔型形状の緊急避難施設の地上立設例を示す図である。塔型形状の施設は設置スペースが狭い場合に好適である。設置スペースとなる敷地が広ければ塔の下部周囲にも避難スペースを設けた形状にすることもできる（図示省略）。

この例では地中に埋設した根入れ深さ１２ｍの先端翼付き回転貫入鋼管杭からなる基礎鋼管８の上方に基礎部９を介して大型鋼管２からなる塔型形状の緊急避難施設１を立設している。大型鋼管２と基礎鋼管８とは溶接、あるいはコンクリートなどの硬化性材料などにより一体化することが好ましい。基礎鋼管８を先端翼付き回転貫入鋼管杭とすることにより、一般の杭より大きな引抜抵抗を期待することができるため、津波等による被水時に作用する浮力により引抜力に対し十分な耐力を発揮でき、施設の安全をさらに高めることが可能である。

大型鋼管２の上端部には太陽光パネルを備えた屋根１７が大型鋼管２に溶接されて取付けられている。また、大型鋼管２の上部外周には手摺１３を備えた避難デッキ１２が設けられている。そして、該避難デッキ１２に到達できる避難梯子１１も設けられている。

また、大型鋼管２の上部側面と下部側面には、人の出入り口となる気密性ハッチ１０が設けられている。気密性ハッチとするのは、管内を気密空間にして浸水を防ぐためである。特に、上部側面に設けられる気密性ハッチ１０の気密性は重要であり高気密性とする必要がある。

高気密性の気密性ハッチ１０を用いれば、万が一浸水が生じたとしても管内の気圧増とバランスして浸水が止まり管内上部に呼吸可能となる空間部が確保できるので、浮力によって上昇しこの空間部に顔を出していれば一時的に生命の危機を回避することができる。気密性ハッチは２〜３気圧に対応できればよく、従来から用いられている気密性ハッチを利用することができる。

上部の気密性ハッチは、外部からの津波等による波圧、水流圧と、万が一浸水が生じた場合に外部の水圧と釣り合う気圧に対して抵抗する必要があるため、内外方向に荷重に耐えられ水密、気密構造になっている必要がある。

下部の気密性ハッチは、最低限、外からの圧力に対してだけ抵抗できるものであればよい。ただし、避難者がハッチを都度閉めるのは緊急性から考えて困難なので、自動的に閉まるようにドアクローザーを取付けておくのが好ましい。

本実施例において、大型鋼管２は内径２．５ｍで長さ１６ｍの一体ものを想定しており、密閉空間の管内が避難者の避難スペース３となっている。避難スペース３には上部部屋４と下方の気密性ハッチ１０から該上部部屋４に繋がる螺旋階段部５が設けられており、螺旋階段部５には踊り場６も備わっている。避難者はこれら上部部屋４、螺旋階段部５、踊り場６のいずれかに避難して難を逃れる。

避難者は、原則、下方の気密性ハッチ１３から入って上部部屋４、螺旋階段部５、踊り場６のいずれかに避難するが、下方の気密性ハッチ１３が締められたりして使えない場合は、外部の避難梯子１１を登って避難デッキ１２に避難し、その後、上方の気密性ハッチ１０から管内に入ることができれば入って上部部屋４に避難する。

避難スペース３には、可能な範囲で様々な設備や備品を備えておくのが好ましい。この例では、水、乾パン、救命胴衣、コップ、ロープ等が入っている備蓄箱１４が上部部屋４と踊り場６に設置され、バッテリー１５が上部部屋４に設置されている。

また、上部部屋４には、気密性を阻害しないようにして、避難スペース３、上下の気密性ハッチ１０、１０、避難デッキ１２、緊急避難施設１周囲の外部状況を把握・監視するための監視モニター（監視カメラ、監視窓、潜望鏡）や外部との通信手段も備わっている（図示省略）。また、避難スペース３の全体を照らせるようにしてＬＥＤによる照明１６が適宜設けられている。

緊急避難に直接関係するものではないが、図に示すように、換気筒７を設けて平常時における管内（避難スペース３）の防湿、防黴、防錆等を図っておくことは好ましい。緊急時には高気密性のバルブ１８が自動的に締まるようになっている。また、鋼管の耐久性を維持すべく、鋼管の外面や内面に維持手段を施しておくのが好ましいことは言うまでもない。

本願発明の大型鋼管を用いた緊急避難施設は、必要に応じて、平常時は灯台、電波中継基地、火の見櫓、展望台等、多目的利用することが可能である。何らかの利用形態で平常時から活用し多くの近隣住民が施設に馴染んでいることによって、十分な維持管理ができ、施設へのスムーズな緊急避難ができるので好ましい。

図２は、本願発明の大型鋼管を用いた塔型形状の緊急避難施設の半地下立設例を示す図である。

この例では内径１．２ｍで長さ１５ｍの先端翼付き回転貫入鋼管杭からなる大型鋼管２の上部３ｍが地上に残りが地中に埋設される形の半地下構造で立設している。そして、上端部には太陽光パネルを備えた屋根１７が大型鋼管２に溶接されて取付けられている。

このような構造にすることによって、津波の波圧等による破壊力を直接受けない地下にも避難スペースを確保できるので、そこを密閉空間とすることにより安全性が高められる。また、高気密性ハッチへのアプローチを容易な高さとでき、太陽光パネルが非常用電源を蓄電しておく手段となる。

管内は密閉空間で避難スペース３となっており、地上部分には上部部屋４が設けられ地下部分には螺旋階段部５と網床１９が設けられ、避難者はこれら上部部屋４、螺旋階段部５、網床１９のいずれかに避難して難を逃れる。

上部部屋４には、高気密性の気密性ハッチ１０が設けられており、避難者はここから入って避難する。網床１９の下は漏水溜め２０となっており、万が一下方から漏水が起った場合、漏水はここに溜められる。このような半地下構造では、より高気密性や瓦礫等の漂流物に対する衝突防止機能が求められる。

避難スペース３には、生命維持や状況判断に必要な設備や備品が備わっている。この例では、水、乾パン、救命胴衣、コップ、ロープ等が入っている備蓄箱１４、バッテリー１５、照明１６、酸素発生器２１、監視カメラ２３、監視モニター２４、外部圧力計２５、内部圧力計２６などが備えられている。

また、図１の例と同様、平常時に管内の換気を行うべく、高気密性のバルブ１８と送風機２２を備えた換気筒７が設けられている。緊急時には高気密性のバルブ１８が自動的に締まるようになっているので、管内上部の高気密性は確保される。

図３は、本願発明の大型鋼管を用い、さらに大型鋼管の地上部分の外周に隣接して外周密閉空間部を設けた場合の緊急避難施設の半地下立設例を示す図である。この方式は設置スペースが広い場合に好適である。

大型鋼管２は内径１．２ｍで長さ１５ｍの先端翼付き回転貫入鋼管杭であり、上部３ｍが地上に残りが地中に埋設される形の半地下構造で立設している。また、地上部分は、大型鋼管２を中央管とし、周囲に隣接して内径１．５ｍで長さ３ｍのセル管（短管）３３が複数立設された多セル式構造をなし、全体的には上部（地上部分）が広い断面Ｔ型形状の施設となっている。断面Ｔ型形状の施設とすることにより、避難スペース３が広くとれるとともに塔型形状の施設に比べ強固な施設になる。

大型鋼管２の地上部分内は上部部屋４となっており、それに隣接するセル管３３内の各空間は外周密閉空間部２７となっている。上部部屋４と外周密閉空間部２７が避難スペース３であり、避難者はこれら上部部屋４、外周密閉空間部２７のいずれかに避難して難を逃れる。

この例では、大型鋼管２の地下部分内は単なる地下空間２９となっており地下に避難スペース３を設けていないが、地下空間２９を避難スペース３にすることもできる。

大型鋼管２と各セル管３３の上端部には太陽光パネルを備えた屋根１７が設けられている。また、上部部屋４と外周密閉空間部２７との間で行き来できるように、大型鋼管２の側面に気密性の内部ハッチ２８が設けられている。

隣接するセル管３３、３３の外周密閉空間部２７、２７の間で行き来できるように、各セル管３３の側面に気密性の内部ハッチを設けておくこともできる（図示省略）。また、上部部屋４と外周密閉空間部２７には、万が一浸水があったとしても水が地下空間２９に流れるような工夫が施されている（図示省略）。

上部部屋４には出入り口となる気密性ハッチ１０が設けられており避難者はここから入って避難する。外周密閉空間部２７には気密窓３０があり外部状況を目視できるようになっている。気密窓３０の代わりに潜望鏡を設けても良い。

上部部屋４と外周密閉空間部２７には、照明１６や内部連絡手段３２や避難スペース３内の環境を制御するための制御盤３１が備わっている。また、地下空間には、バッテリーがある。

１…緊急避難施設、２…大型鋼管、３…避難スペース、４…上部部屋、５…螺旋階段部（上昇階段部）、６…踊り場、７…換気筒、８…基礎鋼管、９…基礎部（洗堀防止根固めコンクリート）、１０…気密性ハッチ（出入り口）、１１…避難梯子、１２…避難デッキ、１３…手摺、１４…備蓄箱、１５…バッテリー、１６…照明、１７…太陽光パネルを備えた屋根、１８…バルブ、１９…網床、２０…漏水溜め、２１…酸素発生器、２２…送風機、２３…監視カメラ、２４…監視モニター、２５…外部圧力計、２６…内部圧力計、２７…外周密閉空間部、２８…内部ハッチ、２９…地下空間、３０…気密窓、３１…制御盤、３２…内部連絡手段、３３…セル管（短管）

Claims (4)

1. 大型鋼管を用いた緊急避難施設であって、地上に塔状に立設され、かつ管内が地上より上方に渡って連続する密閉空間とされている大型鋼管の地上部分の側面と地上より上方部分の側面に、前記密閉空間への出入口となる気密性ハッチがそれぞれ設けられ、前記密閉空間内に避難者の避難スペースとなる螺旋階段と複数の踊り場および上部部屋が地上から上方に連通して設置され、かつ前記大型鋼管の下端部に地中にあって引抜抵抗力を有する先端翼付き回転貫入鋼管杭が設置されていることを特徴とする大型鋼管を用いた緊急避難施設。
2. 前記螺旋階段の一部は地下に設けられていることを特徴とする請求項１記載の大型鋼管を用いた緊急避難施設。
3. 前記大型鋼管の地上部分に隣接して、密閉された避難スペースとなる１つ以上のシェルターが配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の大型鋼管を用いた緊急避難施設。
4. 自動的に閉まるバルブを備えた換気筒が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかひとつに記載の大型鋼管を用いた緊急避難施設。

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