(57)【要約】【課題】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２３をネットよりなる袋２２に収容して保水材パッケージ２１とする。この保水材パッケージ２１を屋上や地表のアスファルト面又はコンクリート面等に敷き並べる。保水材パッケージ２１の積重段数を異ならせることにより、蒸発面積を大きくする。好ましくは、保水材パッケージ２１を階段状に積重する。保水用セラミックス２３は、焼結された多孔質セラミックスよりなり、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】
通気性及び通水性を有した収容材内に保水用セラミックスを収容してなる保水材パッケージを建造物又は地表に配列してなる保水構造体であって、
少なくとも一部の保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なることを特徴とする保水構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記保水材パッケージが一段又は多段に積重されており、保水材パッケージの積重段数が重なることにより保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なるもの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において、少なくとも一部の前記保水材パッケージの１個当りの高さが他の保水材パッケージの１個当りの高さと異なることにより保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なるものとなっていることを特徴とする保水構造体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記収容材は孔あきの袋又は孔あきのケースよりなることを特徴とする保水構造体。
【請求項５】
高さの異なる保水用セラミックスが建造物又は地表に配列され、少なくとも一部の保水用セラミックスの上端のレベルが他の保水用セラミックスの上端のレベルと異なっていることを特徴とする保水構造体。
【請求項６】
請求項５において、隣接する保水用セラミックスの上端のレベル同士の差の平均値が１〜３０ｃｍであ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。
【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。
【０００３】
特開２００２−３６４１３０には、屋上にパーライト等の軽量人工土壌材を敷き込み、その上に砂利を敷設してヒートアイランド現象を防ぐことが記載されている。同公報の図５には、軽量人工土壌材を不織布の袋に詰めることが記載されている。
【０００４】
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】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１２０１８
【特許文献２】特開２００２−３６４１３０
【特許文献３】特開平８−７３２８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、保水体の上面は平坦であり、大気との接触面積が小さく、水の蒸散による冷却効果が低い。
【０００７】
特許文献２では、軽量人工土壌材の上に砂利を敷いているので、軽量人工土壌材からの水の蒸散が抑制されてしまい、冷却効果が低い。
【０００８】
本発明は、屋上等に配材した保水用セラミックスから水が蒸散し易く、効率の良い冷却効果を得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】
【０００９】
請求項１の保水構造体は、通気性及び通水性を有した収容材内に保水用セラミックスを収容してなる保水材パッケージを建造物又は地表に配列してなる保水構造体であって、少なくとも一部の保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の保水構造体は、請求項１において、前記保水材パッケージが一段又は多段に積重されており、保水材パッケージの積重段数が重なることにより保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なるものとなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の保水構造体は、少なくとも一部の前記保水材パッケージの１個当りの高さが他の保水材パッケージの１個当りの高さと異なることにより保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なるものとなっていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の保水構造体は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記収容材は孔あきの袋又は孔あきのケースよりなることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５の保水構造体は、高さの異なる保水用セラミックスが建造物又は地表に配列され、少なくとも一部の保水用セラミックスの上端のレベルが他の保水用セラミックスの上端のレベルと異なっていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６の保水構造体は、請求項５において、隣接する保水用セラミックスの上端のレベル同士の差の平均値が１〜３０ｃｍであることを特徴とするものである。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１態様の保水構造体では、ネットなどの通気性及び通水性を有した収容材内に保水用セラミックスを収容してなる保水材パッケージを建造物又は地表面に配列し、少なくとも一部の保水材パッケージの配置高さを他の保水材パッケージと異ならせている。このため、保水材パッケージと大気との接触面積が大きく、保水材パッケージ内の保水用セラミックスから水が効率よく蒸散するようになり、冷却効果が高いものとなる。
【００１７】
なお、保水用セラミックスを収容材内に収容して保水材パッケージとすることにより、保水用セラミックスを屋上等に敷き込むときの作業性が向上する。
【００１８】
また、保水材パッケージの積重段数を異ならせることによって、保水材パッケージの配置高さを容易に異ならせることができる。或いは、少なくとも一部の保水材パッケージの１個当りの高さが他の保水材パッケージの１個当りの高さと異なることにより保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なるものとすることができる。
【００１９】
本発明の第２態様では、高さの異なる保水用セラミックスを建造物又は地表に配列させ、少なくとも一部の保水用セラミックスの上端のレベルを他の保水用セラミックスの上端のレベルと異ならせているので、背高の大きい保水用セラミックスと大気との接触面積が大きくなり、水が効率よく蒸散するようになるので、冷却効果が向上する。
【００２０】
なお、隣接する保水用セラミックスの上端のレベルの差を大きくすることにより、冷却効果が向上する。
【００２１】
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。
【００２２】
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】
【００２３】
【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II−II線断面図である。
【図３】実施の形態に係る保水構造体の平面図である。
【図４】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５】図４の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６】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７】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８】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９】（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１０】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１１】（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１２】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１３】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１４】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１５】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】
【００２４】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
第１図〜第３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図は第１図のII−II線断面図、第３図は保水構造体の平面図である。
【００２６】
第１，２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等よりなる対象面２０上に保水材パッケージ２１が配列されている。
【００２７】
保水材パッケージ２１は、ネットよりなる袋２２内に多孔質セラミックス製の保水用セラミックス２３を充填したものである。保水材パッケージ２１の上方には散水パイプ（図示略）が設けられている。
【００２８】
なお、保水用セラミックス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散水パイプから水を流出させ、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。
【００２９】
保水用セラミックス２３としては、平均粒径が５〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍであることが好ましい。この大きさのものは、製造が容易であると共に、ネット袋に詰め易い。粒状体の形状は球形、楕円球形（例えばラグビーボール状）、立方体、直方体、錘形、円盤形状、柱状体、ドーナツ形など任意である。この多孔質セラミックスの好ましい物性、製造方法については後述する。
【００３０】
ネットの材質としては、合成樹脂、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、金属ワイヤなどが例示される。ガラス繊維を合成樹脂で被覆した複合繊維や、金属ワイヤを合成樹脂で被覆した被覆ワイヤなども用いることができる。
【００３１】
ネットの目開きは、収容した保水用セラミックスが抜け出ない範囲でなるべく大きいことが望ましい。
【００３２】
保水材パッケージ２１の含水時の重量は最大でも６０ｋｇであることが、建築躯体への負担の点からして好適である。
【００３３】
この実施の形態では、対象面２０上に保水材パッケージ２１を１段のみ敷設した部分と、２段以上積重した部分とが存在するように保水材パッケージ２１を配列している。
【００３４】
第１図のように、対象面の一方向にあっては、保水材パッケージ２１は、１段積み→２段積み→３段積み→２段積み→１段積みのように階段状に配列されている。
【００３５】
また、この一方向と直交する方向にあっても、第２図（ａ）の通り、保水材パッケージ２１は、１段積み→２段積み→３段積み→２段積み→１段積みのように階段状に配列されている。
【００３６】
このように保水材パッケージ２１を一方向（例えば東西方向）及びそれと直交方向（例えば南北方向）のいずれにおいても階段状に配列した場合の積重段数分布を第３図に示す。
【００３７】
第３図中の符号１，２，３は積重ねの段数を示している。
【００３８】
かかる保水材パッケージ積重構造を有した保水構造体にあっては、保水材パッケージを均一段数に配列した場合に比べて保水材パッケージと大気との接触面積が大きく、水の蒸散性に優れ、冷却効果が高い。
【００３９】
なお、第２図（ａ）及び第３図では、前記一方向と、それと直交方向とで保水材パッケージ２１の積重パターンは同一となっているが、第２図（ｂ）のように、前記直交方向における積重パターンが前記一方向の積重パターン（第１図）と異なっていてもよい。
【００４０】
第２図（ｂ）では、２段積み→３段積み→２段積み→３段積みの積重パターンとなっている。もちろん、第２図（ｂ）以外の積重パターンとしてもよい。図示はしないが、一部の保水材パッケージの１個当りの高さを他のものと異ならせることにより、保水材パッケージの上面の高さを異ならせてもよい。この場合、保水材パッケージの積み段数は１段のみでもよく、２段以上でもよい。保水材パッケージの１個当りの高さは２種類でもよく、それ以上でもよい。３種類の高さの異なる保水材パッケージを同種又は異種の組み合わせで積み重ねることで、保水材パッケージの配置高さが他の保水材パッケージの配置高さと異なるようにしてもよい。
【００４１】
［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態では保水材パッケージを用いているが、本発明では、第４図のように、対象面２０上に高さの異なる柱状の保水用セラミックス２５を配列してもよい。
【００４２】
第４図では、柱軸方向の高さが低、中、高の３個の保水用セラミックス２５を、隣接するもの同士が高さの異なるものとなるように配列している。保水用セラミックス２５の上方には散水パイプ（図示略）が設けられている。
【００４３】
このように高さの異なる柱状の保水用セラミックスを配列すると、高さの高い保水用セラミックスは低い保水用セラミックスよりも上方に突出することにより大気との接触面積が大きなものとなり、水の蒸散が活発となり、冷却効果が向上する。
【００４４】
第４図では３種類の高さの異なる保水用セラミックスが用いられているが、２種類又は４種類以上の高さの異なる保水用セラミックスを用いてもよい。また、少なくとも一部において保水用セラミックスを２段以上積み重ねることにより、保水用セラミックスの上端のレベルを異ならせてもよく、この場合、積み重ねる保水用セラミックスの高さは同一でもよく、異なっていてもよい。本発明では、３種類の高さの異なる保水用セラミックスを同種又は異種の組み合わせで積み重ねることで、保水用セラミックスの配置高さが他の保水用セラミックスの配置高さと異なるようにしてもよい。
【００４５】
なお、隣接する保水用セラミックス２５同士の高さの差は２ｃｍ以上例えば５〜２０ｃｍ程度が好適である。
【００４６】
最も高さの小さい保水用セラミックス２５の高さは１〜１５ｃｍ程度が好適である。保水用セラミックス２５の水平断面積は４〜９００ｃｍ２程度が好適である。
【００４７】
この柱状の保水用セラミックスとしては、第５図（ａ），（ｂ）に示す保水用セラミックス２６，２７のように、柱軸方向に貫通する孔径１〜５０ｍｍ程度の通気孔２６ａ，２７ａを有したものであってもよい。
【００４８】
この通気孔２６ａ，２７ａを設けたことにより、保水用セラミックス２６，２７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２６，２７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。
【００４９】
なお、第５図（ａ）の保水用セラミックス２６は柱軸部に１本の通気孔２６ａを有している。第５図（ｂ）の保水用セラミックス２７は複数本の通気孔２７ａを有している。保水用セラミックスは円柱形に限らず、楕円柱形、角柱形などであってもよい。また、柱状に限らず立方体形状や球状でもよい。また、タイルのような盤状ないし皿状でもよい。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。
【００５０】
第４図では、保水用セラミックス２５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５〜１００ｍｍ）の間隙をあけて配列されてもよい。本発明では、保水材パッケージと保水用セラミックスを併用してもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
［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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【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】
［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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
［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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
［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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
この結果、ＣＯ２の排出量の削減も可能となる。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
例えば、東京都の緑被率は現在２３％で更なる向上がなされない状況であるが、本発明の保水用セラミックスの適用で蒸散面積を５０％まで上げれば、夏場の外気温度を２７℃とすることも可能である。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
＜Ａ−１．ビルの省エネ・ＣＯ２削減＞
第９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。
【００８７】
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。
【００８８】
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９図（ｂ）に示した。
【００８９】
なお、第９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。
【００９０】
第９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。
【００９１】
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。
【００９２】
次に、第９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１０図に示した。
【００９３】
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。
【００９４】
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
【００９５】
第１０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。
【００９６】
次に、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。
【００９７】
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。
【００９８】
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１１図（ｂ）に示した。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
＜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１２図に示した。
【０１０２】
第１２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。
【０１０３】
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１２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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
＜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。
【０１０６】
現在、ビルの屋上１２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。
【０１０７】
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１４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。
【０１０８】
＜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１３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。
【０１０９】
ビル屋上に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。
【０１１０】
＜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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
なお、以下の実験例で用いた原料は次の通りである。
【０１１４】
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
【０１１５】
［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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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７図及び第８図に示す。
【０１１８】
保水量は、次のようにして測定した。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
第６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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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６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。
【０１２７】
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１５図に示すように、５個の多孔質セラミックス３１〜３５を用意し、水をはったパレット３０上に、最下段の多孔質セラミックス３５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３１の重量変化から、この多孔質セラミックス３１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。
【０１２８】
【表１】
2010281178.tif 000003
【０１２９】
【表２】
2010281178.tif 000004
【０１３０】
［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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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】
【０１３５】
１，３０  パレット
２  囲枠
３  発泡スチロール板
４  コンクリート板
５，１３，３１，３２，３３，３４，３５  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  対象面
２１  保水材パッケージ
２２  袋
２３，２５，２６，２７  保水用セラミックス
２６ａ，２７ａ  通気孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010281178.tif 000010
【図７】
2010281178.tif 000011
【図８】
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【図９】
2010281178.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2010281178.tif 000015
【図１２】
2010281178.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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