(57)【要約】【課題】構成が簡易であり、しかも水の蒸発潜熱による冷却効果が高い保水構造体を提供する。【解決手段】保水用セラミックス２４を屋上の流水勾配面２０に配列し、水上部に設けた多孔の給水パイプ２２から流水勾配面に給水する。保水用セラミックス２４は、焼結された多孔質セラミックスよりなり、上下方向に貫通した内径１ｍｍ以上の通気孔２４ａを有し、全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物又は地表に設けられた流水勾配面と、該流水勾配面上に配材された保水用セラミックスと、該流水勾配面の水上部に給水する給水手段とを備えてなる保水構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記保水用セラミックスが容器内に配材されており、該容器の底面が前記流水勾配面となっていることを特徴とする保水構造体。
【請求項３】
請求項１又は２において、該流水勾配面の水量を検知する水量検知手段と、該検知手段で検知される水量が所定水量以下になったときに前記給水手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする保水構造体。
【請求項４】
請求項２において、前記容器と該容器の内容物との合計の重量を検知する重量検知手段と、該重量検知手段で検知される重量が所定重量以下になったときに前記給水手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする保水構造体。
【請求項５】
請求項１又は２において、保水用セラミックスの温度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段で検知される温度が所定温度以上となったときに前記給水手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする保水構造体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、該保水用セラミックスは、その全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなることを特徴とする保水構造体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、該保水用セラミックスに、上下方向に貫通した内径１ｍｍ以上の通気孔が設けられていることを特徴とする保水構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の屋上等に適用される、保水用セラミックスを用いた保水構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質セラミックスよりなるブロック状の保水体を建物の屋上に敷設し、散水用の給水パイプを旋回させて保水体に散水し、建物の冷却を図るシステムが特開平８−３１２０１８に記載されている。同公報には、上記の旋回式給水パイプの代わりにスプリンクラーを用いてもよいことが記載されている。
【０００３】
特開平８−７３２８２の０００５段落には、粘土、吸水性ポリマー及び水を混練し、成形した後、電子レンジで乾燥し、次いで１１００℃で２時間焼成する多孔質セラミックスの製造方法が記載されている。同号公報には、吸水した吸水性ポリマーの粒径が０．１〜２．０ｍｍであると記載されている（請求項４）。このように、吸水性ポリマーの粒径が大きいと、多孔質セラミックスの気孔も粗大となり、多孔質セラミックスの保水性は高くない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１２０１８
【特許文献２】特開平８−７３２８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように旋回式の給水パイプを用いて保水体に散水する場合、設備が大掛りであり、コスト高である。また駆動部があるので、保守管理にコストがかかると共に、故障が生じる頻度も高い。
【０００６】
スプリンクラーを用いて保水体に散水する場合、水が建物の屋上の周囲に飛び散り、近隣に迷惑をかけるおそれがある。
【０００７】
本発明は、屋上等に配材した保水用セラミックスに対し水を簡易な設備で満遍なく供給することができる保水構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の保水構造体は、建造物又は地表に設けられた流水勾配面と、該流水勾配面上に配材された保水用セラミックスと、該流水勾配面の水上部に給水する給水手段とを備えてなるものである。
【０００９】
請求項２の保水構造体は、請求項１において、前記保水用セラミックスが容器内に配材されており、該容器の底面が前記流水勾配面となっていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の保水構造体は、請求項１又は２において、該流水勾配面の水量を検知する水量検知手段と、該検知手段で検知される水量が所定水量以下になったときに前記給水手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の保水構造体は、請求項２において、前記容器と該容器の内容物との合計の重量を検知する重量検知手段と、該重量検知手段で検知される重量が所定重量以下になったときに前記給水手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の保水構造体は、請求項１又は２において、保水用セラミックスの温度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段で検知される温度が所定温度以上となったときに前記給水手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の保水構造体は、請求項１ないし５のいずれか１項において、該保水用セラミックスは、その全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の保水構造体は、請求項１ないし６のいずれか１項において、該保水用セラミックスに、上下方向に貫通した内径１ｍｍ以上の通気孔が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の保水構造体では、建物の屋上や地表に設けられた流水勾配面に保水用セラミックスを配材し、この流水勾配面の水上（みなかみ）部に給水手段によって給水する。この給水は、流水勾配面上を勾配に従って水下（みなしも）側に向って流れるので、流水勾配面の全体に水を行き渡らせることができる。そのため、旋回式給水パイプなどの大掛りな設備を用いることなく、流水勾配面上の各保水用セラミックスに満遍なく水を含ませることができる。
【００１６】
また、スプリンクラーを用いないので、近隣に水しぶきが掛かる事態も防止される。
【００１７】
流水勾配面は、屋上面や、地表に打設されたコンクリート面、アスファルト面などであってもよく、容器の底面にて構成されてもよい。
【００１８】
本発明では、流水勾配面の水量を検知し、この水量が所定量以下になったときに流水勾配面に給水してもよい。保水用セラミックスが容器内に配材されているときには、この容器及びその内容物（保水用セラミックス及び水）の重量を検知し、この重量が所定重量以下になったときに容器内に給水してもよい。
【００１９】
また、保水用セラミックスの温度を検知し、この温度が所定温度以上になったときに給水を行うようにしてもよい。
【００２０】
このように、水量減、重量減又は保水用セラミックスの温度上昇に応じて給水を行うことにより、水切れが防止され、保水用セラミックスを常に湿潤状態とすることができる。
【００２１】
本発明で用いる保水用セラミックスは、多孔質セラミックスよりなり、包蔵した水の蒸発潜熱によって冷却効果を発揮する。本発明では、保水用セラミックスに内径１ｍｍ以上の通気孔が設けられていることが好ましい。この場合、保水用セラミックスの深奥部まで水が浸透し易く、また保水用セラミックスの深奥部に包蔵された水も蒸発し易い。従って、水の吸収速さ及び蒸発速さが大きい。
【００２２】
本発明にあっては、保水用セラミックスは、全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなることが好ましい。このように比較的微細な気孔を多量に有する保水用セラミックスは保水性が高いと共に、表面の比表面積も大きく、水の蒸発性がよい。従って、降雨や散水によって素早く多量の水を吸水し、都市型洪水を防止することができる。また、この孔径の気孔は、超微細というものではなく、凍結するときには、気孔内の水が凍結時の水の体積膨張に伴って保水用セラミックス外に速やかに押し出されるので、凍結融解が繰り返されても、割れるおそれが殆どない。
【００２３】
保水した保水用セラミックスからは、上記の通り、水の蒸発により大きな潜熱が奪われる。そのため、この保水用セラミックスを建物の屋上や庭などに敷き詰めた本発明の保水構造体は、建物や庭などの冷却効果に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る保水構造体の断面図である。
【図２】図１の水上部の斜視図である。
【図３】実施の形態で用いられる保水用セラミックスの斜視図である。
【図４】実施の形態に係る保水構造体の平面図である。
【図５】実施の形態に係る保水構造体の通水系統図である。
【図６】別の実施の形態に係る保水構造体を示す断面図である。
【図７】さらに別の実施の形態に係る保水構造体の断面図である。
【図８】実施例及び比較例における試験方法の説明図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】実験例１〜５の保水用セラミックスの気孔の孔径分布図である。
【図１０】実験例６〜１０の保水用セラミックスの気孔の孔径分布図である。
【図１１】（ａ）図は、試験体１を示す模式的な断面図、（ｂ）図は試験体１〜３のスラブ下温度の経時変化を示すグラフである。
【図１２】試験体１，３のスラブ表面温度の経時変化を示すグラフである。
【図１３】（ａ）図は試験体４を示す模式的な断面図、（ｂ）図は試験体４，５の上方大気温度の経時変化を示すグラフである。
【図１４】ケース１〜３の初期及び維持費用を比較するグラフである。
【図１５】保水用セラミックスと芝生の試験期間内の蒸散・吸水量を対比して示すグラフである。
【図１６】保水用セラミックスと芝生の蒸散量と吸水量の累計を対比して示すグラフである。
【図１７】実験例における試験方法の説明図であり、パレット上の保水用セラミックスの積重状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
第１図〜第５図に第１の実施の形態を示す。第１図は実施の形態に係る保水構造体の断面図、第２図はその水上部の斜視図、第３図（ａ），（ｂ）は保水用セラミックスの斜視図、第４図は保水構造体の平面図、第５図は通水系統図である。
【００２７】
第１，２，４図の通り、地表に打設されたコンクリート面やアスファルト等の防水面又は建物の屋上面に流水勾配面２０が設けられている。この流水勾配面２０が建物屋上面である場合には、入念な防水仕上げが施されることが望ましい。流水勾配面２０の勾配は１／２００〜１／２０特に１／５０〜１／２０程度が好ましい。
【００２８】
この流水勾配面２０の周囲に堰部２１が設けられている。流水勾配面２０の水上（みなかみ）部に給水パイプ２２が引き回されている。給水パイプ２２には、長手方向に間隔をおいて、複数個の吐水孔２２ａが設けられている。給水パイプ２２は、水上側の堰部２１に沿って延在している。給水パイプ２２をこのように流水勾配面の水上側の辺部に沿って延設することにより、流水勾配面の全域に水を十分に行き渡らせることができる。
【００２９】
流水勾配面２０の水下（みなしも）部には排水溝２３が設けられている。
【００３０】
流水勾配面２０には、第３図（ａ）に示す保水用セラミックス２４が配材されている。この保水用セラミックス２４は、高さ３０〜１５０ｍｍ程度の多孔質セラミックスよりなる円柱状であり、円柱の軸心部には柱軸方向に貫通する孔径１〜５０ｍｍ程度の通気孔２４ａが設けられている。この通気孔２４ａを設けたことにより、保水用セラミックス２４の深奥部に吸蔵された水も蒸発し易いものとなる。また、保水用セラミックス２４に降雨が掛ったときに雨水が保水用セラミックスの深奥部にまで吸収され易い。
【００３１】
なお、１本の通気孔２４ａを有した保水用セラミックス２４の代わりに、第３図（ｂ）に示す複数本の通気孔２５ａを有した多孔質セラミック製保水用セラミックス２５を用いてもよい。保水用セラミックスは円柱形に限らず、楕円柱形、角柱形、球形、楕円球状（例えばラグビーボール状）、立方体、直方体、錘形、円盤形状などであってもよい。また、通気孔は省略されてもよい。多孔質セラミックスの好適な気孔径、材料、製造方法等については後述する。
【００３２】
保水用セラミックス２４は、隣接するもの同士を当接させて密に配列されているが、相互間に若干（例えば５〜３０ｍｍ）の間隙をあけて配列されてもよい。また配列させずに無作為に敷き詰めてもよい。
【００３３】
第５図を参照して通水系統について説明する。
【００３４】
屋上など適宜箇所の給水パイプ２２よりも高位の位置に給水タンク３０が設置されている。給水タンク３０内の水は弁３２を備えた配管３１によって給水パイプ２２に供給可能とされている。給水タンク３０には水位計３３が設けられており、その検知水位信号が制御器３４に入力されている。弁３２はこの制御器３４からの信号によって開閉される。給水タンク３０には弁３６を有した配管３５を介して水道水（井戸水などであってもよい。）が導入可能とされている。この弁３６は制御器３４によって制御される。
【００３５】
流水勾配面２０の水下側に、流水勾配面２０上に溜る水の水位を検知する水位計３７が設けられ、その検知水位信号が制御器３４に入力されている。
【００３６】
排水溝２３に排水管４０が接続され、この排水管４０の途中に弁４１が設けられている。排水管４０からは、弁４１よりも上流側において、配管４２が分岐しており、この配管４２の末端は給水タンク３０に臨んでいる。配管４２には弁４３及びポンプ４４が設けられており、これらの弁４３及びポンプ４４は制御器３４によって制御される。
【００３７】
制御器３４は、流水勾配面２０上に下限水位以上かつ上限水位以下の水が溜るように弁３２，４１，４３及びポンプ４４の制御を行う。この下限水位とは、最も水上側の保水用セラミックス２４の下端が水面に接する水位であり、上限水位とは、最も水下側の保水用セラミックス２４の上下方向の中間の高さである。なお、上限水位は、最も水下側の保水用セラミックス２４の上端が水面よりも水面から突出するものであればよく、これに限定されない。
【００３８】
水位計３７の検知水位が下限水位以下となったときには、弁３２を開弁させ、給水タンク３０内の水を給水パイプ２２から流出させ、下限水位と上限水位との中間付近にまで水位を高くする。なお、このとき給水タンク３０内に水が不足するときには、弁３６を開弁させて給水タンク３０に水を補給する。
【００３９】
降雨などにより水位計３７の水位が上限水位以上となったときには、弁４３を開弁すると共に、ポンプ４４を作動させ、水を給水タンク３０に送る。給水タンク３０に残存空き容量がないとき又はなくなったときには、弁４３を閉弁とすると共に、ポンプ４４を停止し、弁４１を開いて水を下水道等へ放出する。
【００４０】
このようにして、流水勾配面２０のすべての保水用セラミックス２４の下部を常に接水状態におくことができるので、保水用セラミックス２４を常に湿潤状態とし、水の蒸散によって確実に冷却効果を得ることができる。また、旋回式給水パイプなどを用いることなく、すべての保水用セラミックス２４に満遍なく給水することができる。スプリンクラーを用いないので、水が周囲に飛び散ることもない。
【００４１】
この実施の形態では、ポンプ４４によって余剰水を給水タンク３０に溜めるようにしているので、大量の降雨があったときの雨水を晴天時に利用することができる。ただし、配管４２、弁４３、及びポンプ４４を省略し、設備コストを簡略化してもよい。
【００４２】
なお、水位計３７を用いる代りに、最も水上側の保水用セラミックス２４の上面の温度を放射温度計や熱電対などの温度センサによって検知し、この温度が所定の上限温度（例えば５０℃）以上になったときに給水パイプ２２から水を流出させ、所定の下限温度（例えば４５℃）以下になったときにこの水の流出を停止するように構成してもよい。
【００４３】
［第２の実施の形態］
本発明では、地表又は建物屋上に容器を設置し、この容器内に保水用セラミックスを配列し、容器内に給水するようにしてもよい。
【００４４】
第６図はその一例を示すものであり、地表又は屋上５０に容器５１が容器梁部５２及び重量センサ５３を介して設置されている。容器５１は、底面と、その全周囲に設けられた囲壁部とを有する。容器５１の底面は流水勾配面となっている。この底面上に保水用セラミックス２４が配列されている。流水勾配面の水上側に給水パイプ２２が設置され、弁５５を有した配管５６によって給水パイプ２２に水が供給可能とされている。
【００４５】
重量センサ５３で検知される重量検知信号は、制御器５４に入力されている。重量センサ５３で検知される容器５１、保水用セラミックス２４及び容器５１内の水の重量が所定重量以下となったときに、制御器５４によって弁５５を開弁し、給水パイプ２２から水を供給する。この水は、流水勾配面に従って流れるので、容器５１内のすべての保水用セラミックス２４に満遍なく水が供給される。
【００４６】
なお、容器５１の囲壁の高さは、すべての保水用セラミックス２４の上端よりも低くなっている。そのため、降雨などによって容器５１内が満水になっても、水は囲壁からオーバーフローし、保水用セラミックス２４の上端は常に水面から突出する。容器５１の囲壁にオーバーフロー用の水抜き孔又は切欠部を設けてもよい。水抜き孔又は切欠部を設けた場合、その水抜き孔又は切欠部によって定まる最高水位より保水用セラミックス２４の上端を高くしておけば保水用セラミックス２４の上端は常に水面から突出する。容器５１に水抜き孔又は切欠部を設けることで、容器５１の囲壁の高さと保水用セラミックスとの上端との関係を考慮する必要がなくなる。
【００４７】
［第３の実施の形態］
第６図では、重量センサ５３によって保水用セラミックス２４の水分量を検知するようにしているが、第７図のように、水上側の保水用セラミックス２４の上端面の表面温度を放射温度計６０によって検知し、この検知温度信号を制御器６１に入力し、この表面温度が所定温度以上になったときに、制御器６１からの信号によって弁５５を開弁させ、給水パイプ２４に水を供給するようにしてもよい。なお、放射温度計６０の代りに熱電対などの温度センサを用いてもよい。
【００４８】
次に、保水用セラミックスを構成する多孔質セラミックスの好適な気孔径、材料、組成及び製造方法等について説明する。
【００４９】
［保水用セラミックスの気孔径］
本発明で用いる保水用セラミックスは、その保水用セラミックスの全体積の５３〜７０％好ましくは５５〜６８％が、孔径１〜１００μｍ、好ましくは１５〜４０μｍの微細気孔よりなることが好ましい。上述の通り、このように微細な気孔を多量に含むことにより、保水用セラミックスの保水性及び水の蒸発性が良好となる。
【００５０】
より好ましくは、この孔径１〜１００μｍの気孔の６０％以上、例えば７０〜９５％が孔径１０〜５０μｍ、好ましくは１５〜４０μｍの気孔よりなる。
特に、本発明で用いる保水用セラミックスは、その保水用セラミックスの全体積の１０〜７０％、特には１５〜５０％が孔径１５〜４０μｍの微細気孔よりなることが好ましい。
【００５１】
この保水用セラミックスの全気孔率は、５５〜８０％であることが好ましい。保水用セラミックスの全気孔率が５５％未満では、全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの微細気孔の保水用セラミックスの実現し得ず、８０％よりも大きいと、強度が不足し、敷設材料としての実用性が損なわれる。
【００５２】
なお、本発明では、気孔の孔径の測定は、水銀ポロシメータを用い、ＪＩＳ  Ｒ  １６５５に従って行われる。
【００５３】
上記孔径の気孔内の水は、凍結時に保水用セラミックス外に押し出され易く、凍結融解作用を繰り返し受けても、保水用セラミックスが割れることは殆どない。
【００５４】
［セラミックスの組成］
この保水用セラミックスを構成するセラミックスの組成は
ＳｉＯ２：５０〜８０ｗｔ％とりわけ５５〜７０ｗｔ％
Ａｌ２Ｏ３：１０〜３０ｗｔ％とりわけ１５〜２５ｗｔ％
Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計：１〜１０ｗｔ％とりわけ３〜７ｗｔ％
であることが好ましい。
【００５５】
かかるソーダ・カリを多く含むアルミノ珪酸塩系セラミックスは、親水性であり、保水用セラミックスの保水性及び水の蒸発性が良好となる。
【００５６】
なお、湿潤状態にある保水用セラミックスに藻が発生することを防止するために、ＣｕＯを保水用セラミックス中に０．１〜１．５ｗｔ％程度配合してもよい。
【００５７】
本発明で用いる保水用セラミックスには、その一部又は全面に光触媒コーティング液を塗布して光触媒効果を付与してもよく、これにより、光触媒による浄化作用で、保水用セラミックスの耐汚染性を高めることができる。
【００５８】
［保水用セラミックスの製造方法］
次に保水用セラミックスの好適な製造方法について説明する。
【００５９】
この保水用セラミックスを製造するには、窯業系原料、アルミナセメント及び粉末状吸水性ポリマー並びに好ましくは更に炭酸リチウムを乾式混合し、次いで水を添加して混合し、その後、成形、乾燥及び焼成する。この際の配合割合は、好ましくは、
窯業系原料：７５〜９５ｗｔ％、特に８０〜９５ｗｔ％
アルミナセメント：３〜１５ｗｔ％、特に５〜１５ｗｔ％
吸水性ポリマー：０．５〜１０ｗｔ％、特に１〜５ｗｔ％
炭酸リチウム：１０ｗｔ％以下、特に１〜１０ｗｔ％、とりわけ１〜５ｗｔ％
である。
【００６０】
なお、水の混合割合は、水以外の全原料の合計重量に対して１３０〜１７０ｗｔ％程度であって、吸水性ポリマーに対して８０〜１５０倍程度とすることが、取り扱い性、成形性、吸水性ポリマーの吸水膨張性、その後の乾燥、焼成効率の面から好ましい。
【００６１】
窯業系原料としては、カリ長石、粘土、珪砂などの１種又は２種以上を用いることができるが、これに限定されない。これらの窯業系原料をＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの割合が前述となるように選択して用いる。
【００６２】
アルミナセメントとしては、ＪＩＳに定めるものを用いることができる。
【００６３】
このアルミナセメントは、硬化が速いので、水を添加して混合し、成形すると、短時間のうちにハンドリングできる程度の成形体が得られる。
【００６４】
粉末状吸水性ポリマーとしては、粒径１０〜５０μｍ特に２０〜３０μｍ程度のものが好適である。
【００６５】
吸水性ポリマーとしては、ポリアクリル酸塩系、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体ケン化物、でんぷん・アクリル酸グラフト共重合体など、各種のものを１種を単独で、或いは２種以上を混合して用いることができる。
【００６６】
この混合物を成形するには、定量充填機、鋳込成型機、押出成形機、ハニカム成形機などを用いることができるが、これに限定されない。
【００６７】
この成形体を好ましくは８０〜２５０℃で５〜４０時間特に６〜１２時間加熱して乾燥した後、好ましくは１０５０〜１２００℃特に１１００〜１１５０℃で０．２〜２０時間特に０．３〜２時間焼成して焼結体とする。この焼成には、ローラーハースキルン、トンネルキルン、シャトルキルン等を用いることができる。
【００６８】
［保水用セラミックスの応用例及びその効果］
保水用セラミックスは、気孔径及びその割合が厳密に制御された多孔質セラミックスであり、雨水を吸水することにより治水し、また、吸水した水を日射によって蒸散させる性能を有する。
【００６９】
従って、保水用セラミックスを、ビル屋上や個人住宅又は公共施設の通路、広場、庭等に敷設することにより、以下のＡ，Ｂのような環境対策を図ることができる。
【００７０】
Ａ．個別ビルの環境対策
Ａ−１．ビルの省エネ・ＣＯ２削減：
保水用セラミックスをビル屋上に敷設することにより、保水用セラミックスによる雨水の治水・蒸散で、屋上スラブ温度を下げ、階下の空調の使用電力量を減らすことができる。
【００７１】
また、屋上に設置された空調室外機の周辺温度を下げ、全階の空調の運転効率を向上させ、使用電力量を減らすこともできる。特に、屋上階の夏場の空調の使用電力量を大きく低減することができる。
【００７２】
この結果、ＣＯ２の排出量の削減も可能となる。
【００７３】
Ａ−２．ビルの屋上緑化の代替：
保水用セラミックスは、芝生等の植物と同様の保水、冷却の性能を有すると共に、高耐久・長寿命かつ自然降雨を利用する維持管理不要な材料であるため、屋上緑化代替の有力候補となる。
【００７４】
現状の屋上緑化は維持に手間が掛かり、管理費も高いが、保水用セラミックスによれば、この問題を解決できる。
【００７５】
Ａ−３．ビルの屋上防水層のメンテナンス経費削減：
保水用セラミックスは、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ程度の低熱伝導性で断熱性が高いので、これをビル屋上に敷設することにより、屋上スラブ温度を一定に保つことができる。また、紫外線も防ぐことができる。
【００７６】
現状では１０年程度で防水層の補修が必要とされるが、保水用セラミックスを適用することにより、このメンテナンス頻度を低減できる。
【００７７】
Ｂ．都市の環境対策
Ｂ−１．ヒートアイランド対策：
保水用セラミックスは、ビル屋上を占有する各種機器（室外機・熱源など）の下にも敷設できるので、本発明の保水用セラミックスを各所に敷設することにより、都市の蒸散面積を増やし、街区全体の温度をより一層低減することができる。
【００７８】
また、保水用セラミックスは、芝生と比較して高い蒸散能力があるので、芝生に比べて単位面積当たりの温度低減効果も高い。
【００７９】
Ｂ−２．ゲリラ豪雨対策：
保水用セラミックスは、芝生と比較して高い治水能力があるので、ビル屋上に可能な限り敷設すれば、ゲリラ豪雨のピークカットが期待できる。
【００８０】
Ｂ−３．資源の再利用
保水用セラミックスは、従来、廃棄物とされていた長石キラを主原料（例えば原料の９０％）として製造することができる。長石キラはタイル原料の長石を採掘する時の副産物であり、従来は廃棄物とされていたものである。
【００８１】
以下に、多孔質セラミックスによる上記Ａ，Ｂの効果を示す実験例ないしは試算例を挙げる。
【００８２】
＜Ａ−１．ビルの省エネ・ＣＯ２削減＞
第１１図（ａ）に示すように、底部及び４側面が断熱材１１で構成された箱型容器内にコンクリートスラブ１２を敷設し、その上に、多孔質セラミックス（例えば、後掲の実験例２と同様にして製造された多孔質セラミックス）１３を厚さ１０ｃｍに敷設し、試験体１とした。多孔質セラミックスの敷設面積は１ｍ２である。なお、底部断熱材１１とコンクリートスラブ１２との間には、温度センサ１４を設けた。
【００８３】
別に、この多孔質セラミックスの代りに芝生を植えたものを試験体２とし、多孔質セラミックスを敷設しなかったものを試験体３とした。
【００８４】
これらの試験体１〜３を並べて置き、気温と、各試験体の温度センサ１４の測定温度の経時変化を調べ、結果を第１１図（ｂ）に示した。
【００８５】
なお、第１１図（ｂ）のグラフ中、吸水期間は、降雨のあった期間であり、それ以外は、曇ないし晴天であった。
【００８６】
第１１図（ｂ）より明らかなように、多孔質セラミックスを敷設した試験体１は、敷設なしの試験体３に対してスラブ下温度で最大−８℃の温度低減効果があった。しかも、試験体１の蒸散効果は、芝生を植えた試験体２よりも大きいものであった。
【００８７】
この結果から、多孔質セラミックスによる雨水の治水・蒸散で、屋上スラブ温度を下げ、階下の空調の使用電力量を減らすことができることが分かる。
【００８８】
次に、第１１図（ａ）に示すと同様に多孔質セラミックス１３を敷設すると共に温度センサ１４を設けた試験体１と、多孔質セラミックスを敷設していない試験体３により、屋上スラブ表面温度の変化を模擬するものとして、１日２４時間の温度センサ１４の測定温度を調べ、結果を第１２図に示した。
【００８９】
なお、多孔質セラミックス、コンクリートスラブ及び土の一般的な熱伝導率は以下に示す通りである。
【００９０】
多孔質セラミックス        ：０．２０Ｗ／ｍ・Ｋ
コンクリートスラブ        ：０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ
土                        ：０．６３Ｗ／ｍ・Ｋ
【００９１】
第１２図より明らかなように、屋上スラブの表面温度の一日の変化量は、多孔質セラミックスを敷設した試験体１では２℃であるのに対して、敷設していない試験体３では１５℃だった。この結果から、多孔質セラミックスを敷設することにより、日射によるスラブへの熱負荷が軽減されることが分かる。
【００９２】
次に、第１３図（ａ）に示すように、底部及び４側面が断熱材１１で構成された箱型容器内にコンクリートスラブ１２を敷設し、その上に、多孔質セラミックス（例えば、後掲の実験例２と同様にして製造された多孔質セラミックス）１３を厚さ１０ｃｍに敷設し、試験体４とした。多孔質セラミックスの敷設面積は１ｍ２である。多孔質セラミックスの敷設面の上方１ｃｍの位置に温度センサ１４を設けた。
【００９３】
別に、多孔質セラミックスを敷設しなかったものを試験体５とした。この試験体５ではコンクリートスラブ１２の上方１ｃｍの位置に温度センサ１４を設けた。
【００９４】
これらの試験体４，５を並べて置き、１日２４時間の温度センサ１４の測定温度の変化を調べ、結果を第１３図（ｂ）に示した。
【００９５】
第１３図（ｂ）より明らかなように、多孔質セラミックスを敷設した試験体４と敷設していない試験体５とでは、１ｃｍ上方の大気温度として、最大５℃の差があった。
【００９６】
この結果から、多孔質セラミックスを敷設することにより、屋上に設置された空調室外機の周辺温度を下げ、全階の空調の運転効率を向上させ、使用電力量を減らすことができることが分かる。
【００９７】
＜Ａ−２．ビルの屋上緑化の代替及びＡ−３．ビルの屋上防水層のメンテナンス経費削減＞
多孔質セラミックスをビル屋上に敷設した場合（ケース１）と、これを敷設していない従来仕様（ケース２）と、芝生や低木を植えた屋上緑化の場合（ケース３）とで、単位面積当たりの初期費用（敷設ないし植栽費用）と２０年間の維持（メンテナンス）費用を試算し、その比較結果を第１４図に示した。
【００９８】
第１４図に示されるように、多孔質セラミックスは初期費用のみでその後の維持管理は殆ど不要である。一方、多孔質セラミックスを敷設しない従来仕様のケース２では、防水層の補修等の維持費がかかり、結果として、本発明品と同等である。
【００９９】
屋上緑化のケース３では、初期費用に加えて、剪定、刈込み、芝刈り、施肥、除草、病害虫防除、灌漑装置の点検、その他の総合点検等の維持費用がかさみ、第１４図に示す費用以外にも灌漑設備による散水のための運転に必要な電気代及び水道代がかかる。
【０１００】
これらの結果から、前述の如く、多孔質セラミックスは、治水・蒸散において、芝生等植物の性能と同等であると共に、高耐久・長寿命かつ自然降雨を利用した維持管理不要なものである上に、屋上緑化に比較して、初期費用は１／２、維持費用も格段に安く、屋上緑化代替の有力候補となることが分かる。
【０１０１】
＜Ｂ−１．ヒートアイランド対策＞
東京都２３区内のビル屋上全てに多孔質セラミックスを敷設すると、治水・蒸散に機能する都市の蒸散面積を１０％増加させることができる。
【０１０２】
現在、ビルの屋上には機器類（室外機・熱源など）が設置されているが、多孔質セラミックスは、ビル屋上の各種機器の下にも敷設できるので、都市の蒸散面積を増やし、街区全体の温度を大幅に低減することができる。
【０１０３】
多孔質セラミックスと芝生の治水・蒸散の繰り返し試験結果を示す第１６図から明らかなように、多孔質セラミックスは、芝生の約２倍の蒸散能力があるため、上記の１０％の都市の蒸散面積の増加は、芝生に替算すれば、２倍の２０％の都市の蒸散面積の増加となり、更なる有効性が明らかである。
【０１０４】
＜Ｂ−２・ゲリラ豪雨対策＞
多孔質セラミックスと芝生について、１０月２日〜１０月１６日の１５日間にわたる期間の単位体積当たりの蒸散量と吸水量の累計を比較した第１５図より明らかなように、多孔質セラミックスは芝生よりも２倍以上の吸水・蒸散量を有する。
【０１０５】
ビル屋上には多孔質セラミックスを１０ｃｍの厚さで５０ｋｍ２の面積に敷設すると１８０万ｍ３もの治水ができ、東京都２３区で３ｍｍ／ｈｒのゲリラ豪雨のピークカットを図ることができる。
【０１０６】
＜Ｂ−３．資源の再利用＞
多孔質セラミックスは、例えば、従来廃棄物とされていた長石キラ９０重量％と、その他の材料１０重量％で製造することができる。単位面積当たりの多孔質セラミックスの重量を４０ｋｇ／ｍ２とすると、５０００ｍ２の敷設に必要となる長石キラの量は、
５０００（ｍ２）×４０（ｋｇ／ｍ２）×０．９÷１０００＝１８０ｔｏｎ
となる。
【０１０７】
即ち、多孔質セラミックスを敷設面積として１日に５０００ｍ２生産すると、必要な廃棄物（長石キラ）原料は、１８０ｔｏｎ／日であり、廃棄物の有効利用効果は極めて大きい。
【０１０８】
以下、上記配合の多孔質セラミックスが保水性及び蒸散性に優れていることを示す実験結果について説明する。下記の実験例１〜５は本発明の好ましい組成を用いた多孔質セラミックスであり、実験例６〜１０はそれ以外の組成の多孔質セラミックスである。
【０１０９】
なお、以下の実験例で用いた原料は次の通りである。
【０１１０】
カリ長石：愛知県瀬戸産  長石
８号珪砂：勝野窯業製
長石キラ：愛知県瀬戸産  長石
吸水性ポリマー：三洋化成株式会社製  
（篩によって粒径２０μｍアンダー（吸水性ポリマーＡ）、粒径
２０〜５０μｍ（吸水性ポリマーＢ）、粒径５０〜１００μｍ
（吸水性ポリマーＣ）に分級した。）
アルミナセメント：ラファージュ株式会社製
炭酸リチウム：試薬特級
ＣｕＯ：試薬特級
【０１１１】
［実験例１〜１０］
水以外の原料を表１の割合で秤量し、ミキサ（ホソカワミクロン製ナウタミキサ）で乾式にて攪拌混合した。次いで、水を表１の割合でこの混合粉末に添加し、混練した。これを直径７０ｍｍ、最大厚さ１５ｍｍの略円盤形状に成形し、８０℃にて２４時間乾燥した。これをローラーハースキルン（最高焼成温度は表１に示す通り。炉通過時間は６０分）にて焼成し、多孔質セラミックスを製造した。
【０１１２】
各多孔質セラミックスについて成分分析を行うと共に特性測定を行った。結果を表１、表２に示す。
【０１１３】
なお、気孔率は、水銀ポロシメータ（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ株式会社製）を用いて測定した。気孔の孔径分布を第９図及び第１０図に示す。
【０１１４】
保水量は、次のようにして測定した。
【０１１５】
多孔質セラミックスを１０５℃で乾燥した後、放冷し、秤量し、重量（Ｗ１）を求める。次いで、２０℃の水中に２４時間浸漬した後、引き上げ、表面水を湿った布で拭き取り、飽水状態とする。この試料を秤量し、重量（Ｗ２）を求める。また、この飽水状態の多孔質セラミックスをメスシリンダー中の水中に投入し、体積（Ｖ）を求める。保水量（ｇ／ｃｍ３）を（Ｗ２−Ｗ１）／Ｖにより算出する。
【０１１６】
強度は１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．５ｃｍのサンプルを作り３点曲げ試験（ＪＴトーシ株式会社、５０ｋＮデジタル曲げ試験機）によって測定した。
【０１１７】
凍結融解性能は、上記飽水状態の多孔質セラミックスを−２０℃に７５分保持して凍結させた後、３０℃に９０分保持して融解させる凍結・融解サイクルを２００サイクル繰り返し、破損の程度を観察することによって調べ、非常に良好（◎）、良好（○）、やや不良（△）、不良（×）で評価した。
【０１１８】
蒸散性能は、水を深さ５ｍｍに張った平たい容器内に、乾燥した多孔質セラミックスを置き、３０分吸水させた後、引き上げ、この３０分間の吸水量を上記保水量の測定方法と同様にして求める。体積については保水量測定時の体積を用いる。この３０分間の吸水量（ｇ／ｃｍ３）を蒸散性能とする。
【０１１９】
蒸散効果持続日数は、蒸発の潜熱による冷却効果の持続日数であり、次のようにして測定した。
【０１２０】
第８図に示す通り、厚さ１５０ｍｍの再生ポリプロピレン樹脂製パレット１の上に、厚さ１００ｍｍの発泡スチロール板よりなる正方形状の囲枠２を載せ、容器とする。この容器の一辺は１０００ｍｍ、深さは８３０ｍｍである。容器の外周面にアルミ箔を張ってある。
【０１２１】
この容器内に厚さ５００ｍｍに発泡スチロール板３を敷き詰め、その上面の５箇所に温度センサＴ１〜Ｔ５を配置する。
【０１２２】
この発泡スチロール板３の上に厚さ１８０ｍｍ、比重２．２のコンクリート板４を載せる。このコンクリート板４の上に飽水状態の多孔質セラミックス５（第８図（ｂ）にのみ図示）を５０ｋｇ堆積させる。堆積厚さは約１０ｃｍ程度である。以上の作業は、気温２０℃、湿度６０％ＲＨの屋内で行う。この容器を３５℃、６０％ＲＨの恒温恒湿室中に放置し、温度センサの検出温度が３５℃に上昇するまでの日数を測定する。これを蒸散効果持続日数とする。
【０１２３】
また、各実験例で得られた多孔質セラミックスについて、吸水性を調べるために、第１７図に示すように、５個の多孔質セラミックス７１〜７５を用意し、水をはったパレット７０上に、最下段の多孔質セラミックス７５がその底部から１ｍｍ程度水に浸かるようにして、５段積み重ね、この状態で１時間放置した後、最上段の多孔質セラミックス７１の重量変化から、この多孔質セラミックス７１の吸水率（吸水前の多孔質セラミックスの重量に対する吸水した水の重量の割合）を算出した。
【０１２４】
【表１】
2010281176.tif 000003
【０１２５】
【表２】
2010281176.tif 000004
【０１２６】
［考察］
表１の通り、上記の好ましい組成よりなる実験例１〜５の多孔質セラミックスは、蒸発性能及び蒸発効果持続日数に優れ、耐凍結融解性能、吸水性も良好である。
【０１２７】
これに対し、上記の好ましい組成に属さない、実験例６〜１０のうち実験例６は、気孔の孔径が過大であるため、蒸発性能及び蒸発効果持続日数、吸水性に劣る。
【０１２８】
実験例７は、気孔の孔径が過度に小さいため、凍結融解性能、吸水性に劣る。
【０１２９】
実験例８は、気孔率が８０％と過度に大きいため、強度及び凍結融解性能、吸水性に劣る。
【０１３０】
実験例９，１０は、保水量が低いため、蒸発効果持続日数が短く、吸水性も悪い。
【符号の説明】
【０１３１】
１，７０  パレット
２  囲枠
３  発泡スチロール板
４  コンクリート板
５，１３，７１，７２，７３，７４，７５  多孔質セラミックス
１１  断熱材
１２  コンクリートスラブ
１４  温度センサ
２０  流水勾配面
２１  堰部
２２  給水パイプ
２３  排水溝
２４，２５  保水用セラミックス
２４ａ，２５ａ  通気孔
３０  給水タンク
３３，３７  水位計
５１  容器
５３  重量センサ
【図１】
2010281176.tif 000005
【図２】
2010281176.tif 000006
【図３】
2010281176.tif 000007
【図４】
2010281176.tif 000008
【図５】
2010281176.tif 000009
【図６】
2010281176.tif 000010
【図７】
2010281176.tif 000011
【図８】
2010281176.tif 000012
【図９】
2010281176.tif 000013
【図１０】
2010281176.tif 000014
【図１１】
2010281176.tif 000015
【図１２】
2010281176.tif 000016
【図１３】
2010281176.tif 000017
【図１４】
2010281176.tif 000018
【図１５】
2010281176.tif 000019
【図１６】
2010281176.tif 000020
【図１７】
2010281176.tif 000021