(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の水害を防止する水害防止構造であって、
前記機器は、水密性の高い下面が開放された略箱状の天蓋部で上から覆われるとともに、設備基礎の上に設けられ、
当該天蓋部の壁の下部には、開口が形成され、
前記天蓋部の内部空間には、気体を供給する気体供給装置が設けられ、
当該気体供給装置は、水位が前記設備基礎上端よりも低い所定高さに達すると、前記内部空間に浸水警報を発報し、水位が前記設備基礎上端の高さに達すると、前記内部空間に次の浸水警報を発報し、さらに一定時間経過後に、前記気体供給装置により前記内部空間に気体を供給することを特徴とする水害防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水害防止構造に関する。詳しくは、機器の水害を防止する水害防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、洪水や津波などの水害により、建物内に多量の水が浸入する場合がある。建物の地下には、キュービクル、発電機、蓄電池などの電気設備が設けられることが多く、これら電気設備は水没すると再使用できず、建物の機能を復旧するのに時間がかかってしまう。
この問題を解決するため、大型の堤防や防潮堤を設けるなどの対策がとられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４２６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら近年、大きな洪水や津波が発生しており、上述の堤防や防潮堤を設けても、洪水や津波の市街地への浸入を防止できない場合がある。
そのため、電気設備などの重要な設備を地上２階以上に移動することが検討されているが、移動先の場所の確保が難しい上に、確保や費用がかかるため、実現することが困難な場合も多い。
【０００５】
本発明は、低コストで施工が容易な水害防止構造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】
【０００６】
請求項１に記載の水害防止構造は、機器（例えば、後述の設備機器１０）の水害を防止する水害防止構造であって、前記機器は、水密性の高い天蓋部（例えば、後述の天蓋部２０）で上から覆われており、当該天蓋部の下部には、開口（例えば、後述の開口２１）が形成されることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、洪水や津波などの水害発生時には、開口を通して天蓋部の内部空間に水が浸入し、この内部空間の下層まで浸水しても、内部空間の上層に位置する機器の周囲には空気溜りが形成され、水位の上昇が抑制される。よって、機器が浸水するのを防止できる。
また、天蓋部を既存の機器に対して後から取り付けるだけでよいので、施工が容易であり、低コストとなる。
【０００８】
また、内部空間を完全に密閉してしまうと、内部空間の気圧に対して外部の水圧が高くなるため、天蓋部の剛性を高める必要があり、重厚な構造となって多くのスペースを必要とするうえに、コストが高くなる。しかしながら、本発明のように、浸水時に積極的に開口から水を内部空間に流入させて、空気溜りの体積を圧縮させ、この圧縮された空気により外部の水圧に対抗するため、天蓋部の剛性をそれほど高める必要がなく、天蓋部の製造が容易になるとともに低コストとなる。
【０００９】
請求項１に記載の水害防止構造は、前記天蓋部の内部空間（例えば、後述の室内２０Ａ）に気体（例えば、後述の空気）を供給する気体供給装置（例えば、後述の気体供給装置３０）が設けられることを特徴とする。
【００１０】
浸水時に開口から水が天蓋部の内部空間に流入し、空気溜りが圧縮されると、この内部空間の水位が上昇して、機器が浸水するおそれがある。
そこで、この発明によれば、天蓋部の内部空間に気体を供給する気体供給装置を設けた。よって、気体供給装置により、空気溜りの圧縮された空気圧以上の圧力で内部空間に気体を供給することで、内部空間の水位を下げることができるから、機器が浸水するのを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、洪水や津波などの水害発生時には、開口を通して天蓋部の内部空間に水が浸入し、この内部空間の下層まで浸水しても、内部空間の上層に位置する機器の周囲には空気溜りが形成され、水位の上昇が抑制される。よって、機器が浸水するのを防止できる。また、天蓋部を既存の機器に対して後から取り付けるだけでよいので、施工が容易であり、低コストとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る水害防止構造が適用された建物の断面図である。
【図２】前記実施形態に係る天蓋部の断面図である。
【図３】前記実施形態に係る気体供給装置の動作のフローチャートである。
【図４】本発明の変形例に係る天蓋部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る水害防止構造が適用された建物１の断面図である。
建物１は、地下２階までの地下躯体２を有しており、この地下２階には、例えば変圧設備である既存の設備機器１０が設置されている。
【００１４】
具体的には、地下２階の床面３には、設備基礎１１が形成されており、設備機器１０は、設備架台１０Ａを介して、設備基礎１１の上に設置されている（図２参照）。
この設備機器１０は、水密性の高い天蓋部２０で覆われている。この天蓋部２０は、下面が開放された略箱状であり、既存の設備機器１０に後から取り付けられたものである。天蓋部２０の内部空間を室内２０Ａとする。
【００１５】
図２は、天蓋部２０の断面図である。
天蓋部２０の下端縁は、床面３に接しており、この床面３に固定されている。
また、天蓋部２０の下部には、室内２０Ａと室外とを連通する開口２１が形成されている。また、この開口２１の他にも、開口２１と同じ高さに図示しない開口が形成されており、この図示しない開口を通して、配管やケーブルなどが配線される。
さらに、天蓋部２０の室内２０Ａには、室内２０Ａの水位に応じて気体としての高圧空気を供給する気体供給装置３０が設置されている。
【００１６】
この建物１では、洪水や津波などの水害発生時には、図１中矢印で示すように、地下階に水が流れ込み、開口２１を通して天蓋部２０の室内２０Ａが浸水する。すると、室内２０Ａの下層に位置する設備基礎１１は浸水するが、室内２０Ａの上層に位置する設備機器１０の周囲には空気溜りが形成される。よって、１階床レベルまで冠水して地下階が完全に水没しても、設備機器１０は空気溜りの中にあるので、設備機器１０が浸水するのを防止できる。
【００１７】
ところで、１階床レベルまで冠水した場合、アルキメデスの原理により、天蓋部２０には、室内２０Ａの空気溜りの体積が排除した水の重さに等しい浮力が引抜き力として作用する。よって、この浮力に耐えうるように、天蓋部２０の剛性や天蓋部２０と床面３との接合強度を確保する。
また、天蓋部２０に出入口として扉を設ける場合、この扉には、空気溜りにより室内２０Ａが外部に対して負圧になっても、水が室内２０Ａに浸入しない程度の水密性を確保する。
【００１８】
また、例えば、設備機器１０が地下２０ｍに位置しており、１階床レベルまで冠水して地下階が完全に水没した場合を想定する。この場合、天蓋部２０の室内２０Ａは３気圧となるので、ボイルの法則により室内２０Ａの空気溜りの体積は平常時の１／３となり、室内２０Ａの水位が高くなって、設備機器１０が浸水してしまう。そこで、気体供給装置３０により高圧空気を供給するが、３気圧の空気溜りに高圧空気を送り込むため、高圧空気の気圧は３気圧以上とする必要がある。このようにして、設備機器１０の想定される水深に応じて、供給する高圧空気の圧力を設定する。
【００１９】
気体供給装置３０は、高圧空気が充填された複数本のボンベ３１と、このボンベ３１から延びる供給配管３２と、この供給配管３２の先端側に設けられた複数のノズル３３と、供給配管３２の途中に設けられた開閉弁３４と、室内２０Ａの水位を検出するセンサ３５と、センサ３５で検出した水位に基づいて開閉弁３４を制御する制御盤３６と、を備える。センサ３５および制御盤３６は、無停電電源装置（ＵＰＳ）により、停電時でも稼働するようになっている。
【００２０】
以下、設備基礎１１の上端の高さを上限水位Ｂとし、この上限水位Ｂよりも低い所定高さを下限水位Ａとする。
センサ３５は、下限水位Ａおよび上限水位Ｂを検出するものであり、下方に向かって延びる３本の棒状の接点３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃを有する。
接点３５Ｃの下端は、下限水位Ａよりも低い位置まで延びている。接点３５Ａの下端は、下限水位Ａの高さ位置まで延びている。接点３５Ｂの下端は、上限水位Ｂの高さ位置まで延びている。
【００２１】
水位が下限水位Ａに達すると、接点３５Ａと接点３５Ｃとが水を通して通電し、センサ３５は下限水位Ａを検出する。一方、水位が上限水位Ｂに達すると、接点３５Ｂと接点３５Ｃとが水を通して通電し、センサ３５は上限水位Ｂを検出する。
【００２２】
制御盤３６は、センサ３５で検出した下限水位Ａまたは上限水位Ｂに基づいて、開閉弁３４を開閉するものであり、タイマーを内蔵するほか、停止ボタンが設けられている。
【００２３】
以下、気体供給装置３０の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、センサ３５により室内２０Ａの水位を検出する。
ステップＳ２では、水位が下限水位Ａまで上昇したか否かを判定する。この判定がＹｅｓである場合には、ステップＳ３に移り、Ｎｏである場合には、ステップＳ１に戻って、水位の検出を継続する。
ステップＳ３では、水位が下限水位Ａに達したので、ステージ１の浸水警報を室内２０Ａおよび建物１の中央監視制御盤などに発報する。
【００２４】
ステップＳ４では、センサ３５により室内２０Ａの水位を検出する。
ステップＳ５では、水位が上限水位Ｂまで上昇したか否かを判定する。この判定がＹｅｓである場合には、ステップＳ６に移り、Ｎｏである場合には、ステップＳ４に戻って水位の検出を継続する。
ステップＳ６では、水位が上限水位Ｂに達したので、ステージ２の浸水警報を室内２０Ａに発報し、室内２０Ａからの退避勧告を行う。
【００２５】
ステップＳ７では、制御盤３６のタイマーの作動を開始する。
ステップＳ８では、制御盤３６の停止ボタンが押下されて停止操作がなされたか否かを判定する。この判定がＹｅｓである場合には、ステップＳ９に移り、ステージ２の浸水警報を解除して、ステップＳ１に戻る。一方、Ｎｏである場合には、ステップＳ１０に移る。
ステップＳ１０では、タイマーの作動開始から一定時間内が経過したか否かを判定する。この判定がＹｅｓである場合には、ステップＳ１１に移り、Ｎｏである場合には、ステップＳ８に戻る。
【００２６】
ステップＳ１１では、開閉弁３４を開放して、ボンベ３１から室内２０Ａに高圧空気を供給する。これにより、室内２０Ａの水位が低下する。
ステップＳ１２では、水位が下限水位Ａまで下がったか否かを判定する。この判定がＹｅｓである場合には、ステップＳ１３に移り、Ｎｏである場合には、ステップＳ１２を繰り返す。
ステップＳ１３では、開閉弁３４を閉鎖して、ボンベ３１による高圧空気の供給を停止し、ステップＳ４に戻る。
【００２７】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）洪水や津波などの水害発生時には、開口２１を通して天蓋部２０の室内２０Ａに水が浸入し、この室内２０Ａの下層の設備基礎１１まで浸水しても、室内２０Ａの上層に位置する設備機器１０の周囲には空気溜りが形成され、水位の上昇が抑制される。よって、設備機器１０が浸水するのを防止できる。
また、天蓋部２０を既存の設備機器１０に対して後から取り付けるだけでよいので、施工が容易であり、低コストとなる。
【００２８】
また、浸水時に積極的に開口２１から水を室内２０Ａに流入させて、空気溜りの体積を圧縮させ、この圧縮された空気溜りにより外部の水圧に対抗するため、天蓋部２０の剛性をそれほど高める必要がなく、天蓋部２０の製造が容易になるとともに低コストとなる。
【００２９】
（２）室内２０Ａに高圧空気を供給する気体供給装置３０を設けた。よって、気体供給装置３０により、空気溜りの圧縮された空気圧以上の圧力で室内２０Ａに高圧空気を供給することで、室内２０Ａの水位を下げることができるから、設備機器１０が浸水するのを確実に防止できる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、気体供給装置により空気を供給したが、これに限らず、空気の代わりに、窒素などの可燃性や毒性が低い安定した気体を用いてもよい。
また、本実施形態では、接点３５Ａ〜３５Ｃが通電することにより水位を検出したが、これに限らず、フロートスイッチにより水位を検出してもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、高圧空気を充填したボンベを用いたが、これに限らない。すなわち、水害発生時の機器の水深があまり深くならないと想定される場合には、それほど高圧の空気を供給する必要がないので、ボンベの代わりに、空気タンクとこの空気タンク内の空気を圧縮して供給するコンプレッサと組み合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では、天蓋部２０の下端縁を床面３に接して設けたが、これに限らず、天蓋部２０の下端縁を床面３から離して設けてもよい。
【００３２】
また、本実施形態では、気体供給装置３０を室内２０Ａに設けたが、これに限らず、気体供給装置を浸水のおそれのない地上部分などに設置してもよい。
また、本実施形態では、１つの天蓋部２０に対して１台の気体供給装置３０を設けたが、これに限らず、気体供給装置３０の供給配管を分岐させることで、１台の気体供給装置３０で複数の天蓋部２０に対して空気を供給してもよい。
【００３３】
また、図４に示すように、開口２１から室内２０Ａの上方に向かって延びる筒２２を設け、センサ３５の接点３５Ａ〜３５Ｃを、この筒２２の内部に配置してもよい。このようにすれば、室内２０Ａに水を浸入させることなく、室内２０Ａの水位を検出できる。
【符号の説明】
【００３４】
１…建物
２…地下躯体
３…床面
１０…設備機器
１０Ａ…設備架台
１１…設備基礎
２０…天蓋部
２０Ａ…室内（内部空間）
２１…開口
３０…気体供給装置
３１…ボンベ
３２…供給配管
３３…ノズル
３４…開閉弁
３５…センサ
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ…接点
３６…制御盤
Ａ…下限水位
Ｂ…上限水位
【図１】
0005901017.tif 000002
【図２】
0005901017.tif 000003
【図３】
0005901017.tif 000004
【図４】
0005901017.tif 000005