(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換専用の鋼管を設けることなく、地中熱を利用することができる熱交換システムを備えた免震建物及び基礎免震改修方法を提供する。【解決手段】建物の既設基礎１６と既設基礎１６の下方に設けられた新設基礎３２の間に形成されたピット３４に配置され、既設基礎１６を支持する免震装置３６と、杭頭が新設基礎３２より突出した仮設鋼管杭２０と、仮設鋼管杭２０の内部に伝熱媒体を循環させて熱交換を行う熱交換装置と、を有する。【選択図】図１
2019143447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の既設基礎と該既設基礎の下方に設けられた新設基礎の間に形成されたピットに配置され、前記既設基礎を支持する免震装置と、
杭頭が前記新設基礎より突出した仮設鋼管杭と、
前記仮設鋼管杭の内部に伝熱媒体を循環させて熱交換を行う熱交換装置と、
を有する熱交換システムを備えた免震建物。
【請求項２】
建物の荷重を仮受けする仮設鋼管杭を地盤に埋設する仮設鋼管杭埋設工程と、
前記建物の既設基礎の下方を掘削して新設基礎を形成し、前記既設基礎と前記新設基礎との間にピットを形成するピット形成工程と、
前記既設基礎を支持する免震装置を前記ピットに設置する免震装置設置工程と、
前記仮設鋼管杭の杭頭が前記新設基礎より突出する位置で前記仮設鋼管杭を前記建物から切り離す切り離し工程と、
前記建物から切り離された前記仮設鋼管杭内に伝熱媒体を循環させて熱交換を行う熱交換装置を設置する熱交換装置設置工程と、
を備えた基礎免震改修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱を利用する熱交換システムを備えた免震建物及び基礎免震改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中熱を利用するための熱交換用鋼管を建物の側部に埋設する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この熱交換用鋼管は、熱交換専用であり、コストがかかる。
【０００３】
これを解消するために、建物を支持する基礎杭を熱交換に利用する構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、このような構造では、建物の荷重を基礎杭へ伝えるフーチングが必要であり、フーチングにヒートポンプ用の配管を挿通する為の挿通部を設けなければならず、構造の複雑化を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７７０１２号公報
【特許文献２】特開２００６−０５２５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は係る事実を考慮し、熱交換専用の鋼管を設けることなく、地中熱を利用することができる熱交換システムを備えた免震建物及び基礎免震改修方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一の態様は、建物の既設基礎と該既設基礎の下方に設けられた新設基礎の間に形成されたピットに配置され、前記既設基礎を支持する免震装置と、杭頭が前記新設基礎より突出した仮設鋼管杭と、前記仮設鋼管杭の内部に伝熱媒体を循環させて熱交換を行う熱交換装置と、を有する熱交換システムを備えた免震建物である。
【０００８】
すなわち、基礎免震改修工事で使用した仮設鋼管杭内に伝熱媒体を循環させることで、改修工事後に不要となった仮設鋼管杭を、地中熱を利用する熱交換システムの鋼管として有効に利用することができる。
【０００９】
これにより、熱交換専用の鋼管を別途設ける必要が無く、熱交換システムの導入コストを抑えることができる。
【００１０】
また、既設基礎から切り離された仮設鋼管杭の杭頭は開口しており、新設基礎より突出している。このため、熱交換用の配管を容易に配索することができる。そして、仮設鋼管杭は、建物荷重を支持しないので、荷重伝達用のフーチングを杭頭に構築しなくても良い。
【００１１】
これにより、熱交換システムを構築するための構成を簡素化することができる。
【００１２】
第二の態様は、建物の荷重を仮受けする仮設鋼管杭を地盤に埋設する仮設鋼管杭埋設工程と、前記建物の既設基礎の下方を掘削して新設基礎を形成し、前記既設基礎と前記新設基礎との間にピットを形成するピット形成工程と、前記既設基礎を支持する免震装置を前記ピットに設置する免震装置設置工程と、前記仮設鋼管杭の杭頭が前記新設基礎より突出する位置で前記仮設鋼管杭を前記建物から切り離す切り離し工程と、前記建物から切り離された前記仮設鋼管杭内に伝熱媒体を循環させて熱交換を行う熱交換装置を設置する熱交換装置設置工程と、を備えた基礎免震改修方法である。
【００１３】
すなわち、基礎免震改修を行う際には、建物の荷重を仮受けする仮設鋼管杭を地盤に埋設し、仮設鋼管杭で建物の既設基礎を支持する。そして、既設基礎の下方を掘削して新設基礎を形成し、既設基礎と新設基礎との間にピットを形成した後、ピットに免震装置を設置し、免震装置で既設基礎を支持する。
【００１４】
次に、杭頭が新設基礎より突出する位置で仮設鋼管杭を建物から切り離し、この仮設鋼管杭内に伝熱媒体を循環させて熱交換を行う熱交換装置を設置する。
【００１５】
このとき、建物から切り離された仮設鋼管杭の杭頭は開口しており、新設基礎より突出している。このため、熱交換用の配管を容易に配索することができる。また、仮設鋼管杭は、建物荷重を支持しないので、荷重伝達用のフーチングを杭頭に構築しなくても良い。
【００１６】
これにより、熱交換システムを構築するための構成を簡素化することができる。
【００１７】
そして、基礎免震改修工事で使用した仮設鋼管杭内に伝熱媒体を循環させることで、改修工事後に不要となった仮設鋼管杭を、地中熱を利用する熱交換システムの鋼管として有効に利用することができる。
【００１８】
これにより、熱交換専用の鋼管を別途設ける必要が無く、熱交換システムの導入コストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本態様によれば、熱交換専用の鋼管を設けることなく、地中熱を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係る熱交換システムを備えた免震建物を示すともに、基礎免震改修方法を説明するための模式図である。
【図２】一実施形態の仮設鋼管杭と熱交換装置との接続部分を示す分解斜視図である。
【図３】一実施形態の熱交換システムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、一実施形態に係る熱交換システムを備えた免震建物及び基礎免震改修方法を図面に従って説明する。
【００２２】
図１は、熱交換システムを備えた免震建物１０の下部構造を示す図であり、基礎免震改修工事の様子が示されている。
【００２３】
すなわち、基礎免震改修を行う際には、山留壁１２を設置して建物１４の周囲を掘削した後（周囲掘削工程）、建物１４の既設基礎１６の下部を掘削する（床下掘削工程）。既設基礎１６としては、基礎梁や基礎スラブが挙げられる。
【００２４】
既設基礎１６の下部に形成した掘削空間１８において、建物１４の荷重を仮受けする仮設鋼管杭２０を地盤２２に埋設する（仮設鋼管杭埋設工程）。掘削空間１８は、高さに制限がある。このため、図２に示すように、複数の仮設鋼管杭２０をジョイント２４で長さ方向に連結しながら延長し、仮設鋼管杭２０の下端が支持層に達するまで埋設する。また、仮設鋼管杭２０は、図１に示したように、上端が建物１４の既設基礎１６に近接するまで延長する。
【００２５】
なお、本実施形態では、仮設鋼管杭２０同士をジョイント２４で連結したが、これに限定されるものではない。例えば、上下の仮設鋼管杭２０を突き合せて溶接する溶接継手としてもよい。
【００２６】
この仮設鋼管杭２０の上端に、ジャッキ２６を設け、ジャッキ２６を操作して建物１４の既設基礎１６に当接する。これにより、ジャッキ２６を介して建物１４の荷重を仮設鋼管杭２０で仮受けする（仮受け工程）。
【００２７】
そして、建物１４の既設基礎１６の下方であって仮設鋼管杭２０が埋設された地盤２２の上に図示しない敷材コンクリートを打設する。そして、敷材コンクリート上に鉄筋２８を配筋して型枠を組み立て、型枠の中へコンクリート３０を打設して、新設基礎３２を建物１４の下方に形成する（新設基礎形成工程）。これにより、既設基礎１６から新設基礎３２までの空間がピットとなる（ピット形成工程）。
【００２８】
なお、本実施形態では、型枠を組み立てるとともに、型枠の中へコンクリート３０を打設して新設基礎３２を形成する場合について説明したが、これに限定されるものでない。例えば、マットスラブを形成する場合、型枠を設けることなく、地盤上にコンクリートを打設し、新設基礎３２を形成することができる。
【００２９】
このピット３４内に、建物１４の既設基礎１６を支持する積層ゴム支承を有した免震装置３６を設置する（免震装置設置工程）。免震装置３６は、主に建物１４の柱３８の下方部位において、新設基礎３２に構築された下台３６Ａと、既設基礎１６の下面に構築された上台３６Ｃとの間に設置される。
【００３０】
免震装置３６を設置した後、免震装置３６の周囲に設けられた仮設鋼管杭２０のジャッキ２６を操作して建物１４をジャッキダウンし、建物１４の荷重を免震装置３６へ移す（免震装置設置工程）。
【００３１】
そして、仮設鋼管杭２０のジャッキ２６をジャッキダウンし、ジャッキ２６を建物１４の新設基礎３２から離すとともに、仮設鋼管杭２０からジャッキ２６を取り外す。これにより、仮設鋼管杭２０を建物１４から切り離す（切り離し工程）。
【００３２】
このとき、仮設鋼管杭２０の杭頭２０Ａは、新設基礎３２より突出しており、仮設鋼管杭２０の開口部２０Ｂは、ピット３４内に開口している。
【００３３】
次に、建物荷重の仮受けを終えた仮設鋼管杭２０を用いて、地中熱を利用する熱交換システムを構築する（熱交換システム構築工程）。
【００３４】
具体的に説明すると、仮設鋼管杭２０の杭頭２０Ａの開口部２０Ｂに、図２に示したように、熱交換装置４０を構成する送水管４２を挿入する（送水管挿入工程）。仮設鋼管杭２０の開口部２０Ｂが開口するピット３４は、高さに制限がある。このため、複数の送水管４２をジョイント４４で長さ方向に連結しながら延長し、図３に示すように、送水管４２の下端が仮設鋼管杭２０の下端近傍に達するまで送水管４２を挿入する。
【００３５】
送水管４２の下端は開放され、熱交換装置４０の伝熱媒体４６を仮設鋼管杭２０の下端部に供給することができる。これにより、仮設鋼管杭２０の内部に伝熱媒体４６を循環させ、仮設鋼管杭２０の壁面を介して伝熱媒体４６と地中熱との間で熱交換を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施例では、仮設鋼管杭２０の下端に閉鎖板２０Ｃを嵌め込んで下端開口部を閉鎖している。
【００３７】
また、仮設鋼管杭２０の上端部に蓋４８を設ける。これにより、仮設鋼管杭２０の開口部２０Ｂを閉鎖する。
【００３８】
図２及び図３に示したように、仮設鋼管杭２０の上端部の周壁に環水管５０を接続し、仮設鋼管杭２０の上端部に達した伝熱媒体４６を、環水管５０を介して循環できるように構成する。環水管５０は、図３に示したように、熱交換装置４０の循環路５２に接続され、循環路５２には、ポンプ５４が設けられている。循環路５２には、ポンプ５４の下流側に熱交換器５６が設けられており、熱交換器５６によって、建物１４で使用される上水路５８の上水と伝熱媒体４６との間で熱交換が行われる。
【００３９】
循環路５２には、熱交換器５６より下流側に送水管４２が接続されており、熱交換器５６を通過した伝熱媒体４６は、仮設鋼管杭２０内へ送られ地中熱と熱交換が行われる。
【００４０】
これにより、地中熱と上水との間で熱交換を行うことができ、建物１４から切り離された仮設鋼管杭２０内に伝熱媒体４６を循環させて熱交換を行う熱交換装置４０が構成される（熱交換装置設置工程）。
【００４１】
この熱交換装置４０で得られた熱は、例えば建物１４の空調等で用いられる。
【００４２】
なお、循環路５２には、他の箇所に設けられた仮設鋼管杭２０へ伝熱媒体４６を供給する送水管４２と、当該仮設鋼管杭２０から伝熱媒体４６を回収する環水管５０とが接続さている。
【００４３】
（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。
【００４４】
基礎免震改修工事で使用した仮設鋼管杭２０内に伝熱媒体４６を循環させることで、改修工事後に不要となった仮設鋼管杭２０を、地中熱を利用する熱交換システムの鋼管として有効に利用することができる。
【００４５】
これにより、熱交換専用の鋼管を別途設ける必要が無く、熱交換システムの導入コストを抑えることができる。
【００４６】
また、既設基礎１６から切り離された仮設鋼管杭２０の杭頭２０Ａは開口しており、新設基礎３２より突出している。このため、熱交換用の送水管４２を仮設鋼管杭２０内へ容易に配索することができる。そして、仮設鋼管杭２０は、建物荷重を支持しないので、荷重伝達用のフーチングを杭頭２０Ａに構築しなくても良い。
【００４７】
これにより、熱交換システムを構築するための構成を簡素化することができる。
【００４８】
したがって、熱交換専用の鋼管を設けることなく、地中熱を利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０   免震建物
１２   山留壁
１４   建物
１６   既設基礎
１８   掘削空間
２０   仮設鋼管杭
２０Ａ 杭頭
２０Ｂ 開口部
２０Ｃ 閉鎖板
２２   地盤
２６   ジャッキ
３２   新設基礎
３４   ピット
３６   免震装置
３８   柱
４０   熱交換装置
４２   送水管
４４   ジョイント
４６   伝熱媒体
４８   蓋
５０   環水管
５２   循環路
５４   ポンプ
５６   熱交換器
【図１】
2019143447.tif 000003
【図２】
2019143447.tif 000004
【図３】
2019143447.tif 000005