(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物根系の生育する植栽層と、
前記植栽層と空間を隔てて設けられ、毛細管現象により保水される水を均一に蓄えることが可能な構造を有した材料で構成された保水層と、
前記植栽層と前記空間との境に設けられ、植物の根茎は通さず、透水性を有する透水防根層と、
前記透水防根層及び前記保水層と接するように配置され、前記保水層に蓄えられた水を前記植栽層に対して給水する多孔質体と
を備えたことを特徴とする植栽基盤構造。
【請求項２】
余剰水を前記保水層へ導く余剰水排水溝をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の植栽基盤構造。
【請求項３】
前記多孔質体は、無釉の多孔質セラミックスであることを特徴とする請求項１に記載の植栽基盤構造。
【請求項４】
前記多孔質体は、前記保水層より吸水力が強い微細な多孔質を有することを特徴とする請求項１に記載の植栽基盤構造。
【請求項５】
前記多孔質体は、全空隙率３５％以上５５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の植栽基盤構造。
【請求項６】
前記多孔質体の厚さは、前記空間を隔てた前記植栽層と前記保水層との距離と同じ値であり、０．５ｃｍ以上５．０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の植栽基盤構造。
【請求項７】
前記植物がゾイシア属植物であることを特徴とする請求項１に記載の植栽基盤構造。
【請求項８】
植物根系の生育する植栽層と、
前記植栽層と空間を隔てて設けられ、毛細管現象により保水される水を均一に蓄えることが可能な構造を有した材料で構成された保水層と、
前記植栽層と前記空間との境に設けられ、植物の根茎は通さず、透水性を有する透水防根層と、
前記透水防根層及び前記保水層と接するように配置され、前記保水層に蓄えられた水を前記植栽層に対して給水する多孔質体とが所定の植栽面積を有する容器に収められた植栽基盤構造ユニットであって、
前記植栽基盤構造ユニットは、
複数接続可能に構成されたことを特徴とする植栽基盤構造ユニット。
【請求項９】
前記植栽基盤構造ユニットは、
余剰水を前記保水層へ導く余剰水吸収孔をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載の植栽基盤構造ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築構造物の屋上等の緑化のための植栽基盤構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、市街地においては、都市部に生活する人々に潤いや快適さを供与する緑地帯が求められている。建築構造物の屋上や外壁を植物にて覆うことが、建築構造物の冷暖房費の低減や都市型ヒートアイランド現象の緩和などに効果があることが明らかとなり、都市部における建築構造物の緑化の必要性が増大している。しかしながら、夏期の干ばつが社会問題化している状況にあって、建築構造物上を緑化した場合にその効果を発揮するにも水が必要となる問題がある。
【０００３】
また、近年、下水道の普及や道路及び家屋等の施設まわりのコンクリート舗装化等による都市化の進展に伴い、雨水の河川へのピーク到達時間が短縮され、これにより生じる都市型河川氾濫が社会問題化している。この都市型洪水の防止策の一つとして、建築構造物の屋上を芝生、樹木、草花等で緑化し、建築構造物の屋上に設置された土壌などの植栽基盤に雨水を含浸させることにより雨水の流出を抑制する方法が有効であるとされている。
【０００４】
以上のような問題を解決するために、建築構造物の屋上等において、樹木や草花の植栽を行うための植栽基盤構造が種々提案されている。
例えば、建築構造物屋上のスラブコンクリート上に、アスファルト製防水層を設けられ、この防水層上に押えコンクリートが打設されている場合、この押えコンクリート面上に、不織布などの保護マット、不透水性を有するポリエチレン製防根シート、敷き砂利等の排水層、透水性を有するフィルター、客土を順次積層して植栽基盤構造を形成し、客土に樹木や草花を植えて植栽が行われる。建築構造物の屋上に植栽する場合、建築構造物の積載荷重を超えないように植栽を計画する必要があるため、客土の軽量化が課題である。
客土を軽量化するために、黒ボク土やマサ土のような自然土壌に替えて、パーライトや火山砂利を主配合とする軽量な客土資材が提案されている。
しかし、これらの客土資材においては、軽量であるために風で飛散すること、散水しながら敷き均す必要があることの施工性の悪さ、施工期間が長期化する等の問題がある。また、植栽後の湿潤状態にあっては、客土資材の含水率が高いために、かさ比重が１．０に近似し、相当な積載荷重になることから、客土資材の厚さを小さくする必要があり、潅水ホースやスプリンクラーなどの散水装置が必要となる管理上の問題がある。
【０００５】
特に、既設建造物の屋上では、植栽することを想定した設計が行われていないため、一般的に水道等の設備がなく、また、厚い植栽土壌に耐える耐荷重構造がないことから、特に乾燥に強いコケ（特開平０７−２２７１４２号公報）やセダム（ｓｅｄｕｍ）属植物（特開平０７−２０７６６７号公報）等、屋上等の過酷な環境条件下でも生育可能な植物を用いて、簡易的に且つ極めて薄い植栽基盤で軽量に緑化する方法が開発されている。しかし、これらの方法においては、雨水の流出を抑制する土壌層または保水層が無いか極僅かなために、都市型洪水の防止に対する効果は期待できない。また、蒸散を抑えて生存に耐えたり（セダム属などの多肉植物）、仮死する（コケ類）植物の性質の為による放熱が少なく、冷房費の節減という省エネ効果も期待できない。また、植物の荷重に対する耐性が低いため、乗って利用することができない。
【０００６】
また、乾燥に強いコケやセダム（Ｓｅｄｕｍ）属植物では、水分等の微気候の差によって生育が著しく異なり、全面的に均一な緑化をすることが困難であるという問題がある。これらの植物を用いた公知の緑化方法では、同じ屋上であっても、生育に著しいムラが生じたり、蒸れによる植物の衰退、病気による枯損などによって景観を損ねている。またこれらの緑化方法では、植物が枯損あるいは仮死状態にあったりしてムラができた場合に、火山砂利、化粧砂利、シートなどの副資材で景観を補っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの課題を解決できる最も有望な植物としてシバがあり、シバを植栽するための様々な方法が開発され、商品化されている。
例えば、潅水を行いながら植生を育成させる特開平９−３０８３７０号公報、特開２００１−７８５９４号公報や植栽基盤底部に排水層や保水層を設ける特開平７−８１１４号公報や特開平６−２０９６５５号公報、植栽基盤低部に貯水層と毛細管現象によって貯水層の水を植栽基盤に揚水する特開２００１−１６１１６１号公報などが挙げられる。これらのいずれも植栽基盤の薄層化に対して給水や保水を行うことによって夏場の高温乾燥時に十分な水分を植物に供給し、植生の維持を図ることが主な目的とされている。しかし、電磁弁とタイマあるいはセンサを用いて潅水または水位を一定に保持するこれらの方法は、水道設備、電気設備の配管・配線が必要であり、故障することもあり保守点検に手間がかかり、さらに給水のランニングコストの面で経費がかかる。また、雨水等を植栽基盤の底面に貯留し潅水する特開平１１−９８９２９号公報は、故障が少なく、水道・電気の必要がないが、これらの潅水手段は、毛細管現象によって揚水される揚水速度が大きすぎるために、建築構造物の緑化が求められている大都市が分布する太平洋岸の多くの地域では、真夏の限られた時期（梅雨明けから９月上旬まで）を除いて十分な降雨があることから土壌の適温による生育過剰や過繁茂、さらに梅雨時など過湿による生育抑制が問題となることが多かった。また潤沢な水環境に適応した植物にあっては、真夏の干ばつ時において急激な乾燥に順応できずに枯損するという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、水道・電気設備を必要ととせず、故障やメンテナンスの負担が少ない貯水および潅水手段を具備し、温熱環境の改善効果及び都市型洪水の防止効果に優れた植栽基盤構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、植物根系の生育する植栽層と、前記植栽層と空間を隔てて設けられ、毛細管現象により保水される水を均一に蓄えることが可能な構造を有した材料で構成された保水層と、前記植栽層と前記空間との境に設けられ、植物の根茎は通さず、透水性を有する透水防根層と、前記透水防根層及び前記保水層と接するように配置され、前記保水層に蓄えられた水を前記植栽層に対して給水する多孔質体とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、余剰水を前記保水層へ導く余剰水排水溝をさらに備えたことを特徴とする。これにより傾斜面に用いた場合、表面の余剰水を活用できる。
【００１１】
本発明は、前記多孔質体は、無釉の多孔質セラミックスであることを特徴とする。これにより、セラミックの内外で水が移動できることにより、セラミック体を通じて導水できる。
【００１２】
本発明は、前記多孔質体は、前記保水層より吸水力が強い微細な多孔質を有することを特徴とする。これにより保水層の水を余すことなく移動させることができる。
【００１３】
本発明は、前記多孔質体は、全空隙率３５％以上５５％以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記多孔質体の厚さは、前記空間を隔てた前記植栽層と前記保水層との距離と同じ値であり、０．５ｃｍ以上５．０ｃｍ以下であることを特徴とする。０．５ｃｍ以下では強度不足でありかつ保水層とのスペースがとれない。また５ｃｍ以上になると水の移動に支障がある。
【００１５】
本発明は、前記多孔質体と前記植栽層及び前記保水層が接する面積は、植栽層において植生される植物が必要とする水分の量に応じて決定されることを特徴とする。植生される植物が必要とする水分の量以上であると保水層の水が無駄になり、一方、足りなければ枯れてしまう。
【００１６】
本発明は、前記植物がゾイシア属植物であることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、植物根系の生育する植栽層と、前記植栽層と空間を隔てて設けられ、毛細管現象により保水される水を均一に蓄えることが可能な構造を有した材料で構成された保水層と、前記植栽層と前記空間との境に設けられ、植物の根茎は通さず、透水性を有する透水防根層と、前記透水防根層及び前記保水層と接するように配置され、前記保水層に蓄えられた水を前記植栽層に対して給水する多孔質体とが所定の植栽面積を有する容器に収められた植栽基盤構造ユニットであって、前記植栽基盤構造ユニットは、複数接続可能に構成されたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記植栽基盤構造ユニットは、余剰水を前記保水層へ導く余剰水吸収孔をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による植栽基盤構造を説明する。
本実施形態による植栽基盤構造は、建築構造物の屋上に設けられるものとして説明する。まず建築構造物上に形成した土壌保持枠体に保護層を設ける。保護層は、既存の建築構造物の屋上防水として露出シート防水が施されている場合にこれを保護する目的で設け、新築の建築構造物で屋上緑化を前提とした耐衝撃性に優れた防水方法を採っている湯合や防水層が押えコンクリートで保護されている場合などでは特に設けなくてもよい。
【００２０】
次に防水層を設ける。防水層は、植栽を行うための土壌等で構成される植栽層底面全体から建築構造物に水分が浸出するのを防ぐ目的で設けられ、この目的を達成できれは特に制限はない。例えば、厚さ０．２ｍｍ以上のポリエチレン等の不透水性シートを敷設してもよいし、構造物上面の押さえコンクリート部分に防水処理を施してもよい。また、上記の壁体は、壁面を有する構造物や既設の壁体等を利用しても良い。土壌保持枠体下部に接する防水層には排水孔が設けられ、降雨等によって植栽層の最大容水量を超えた場合、余剰水が速やかに排水される構造を有する。この排水構造は、建築構造物の屋上は通常１％以上の排水勾配が取られているので、勾配の途中に植栽基盤構造を設ける場合、勾配の上方から流れてくる水を植栽層中の保水層に蓄え、余剰水を排水する機能も有する。その結果、植栽基盤構造が屋上の排水を妨げることがない。
【００２１】
防水層上には、保水層が敷設される。保水層は建築構造物の屋上や勾配屋根においても毛細管現象よって均一に保水される構造のものが望ましい。例えば、微細ポリエステル繊維のシートや、連通微細孔を有するＰＶＡスポンジ製のマット、パーライトなどに代表される多孔質の鉱物などが挙げられる。前記資材を用いずに、保水層が水平になるよう建築構造物の傾斜面に階段状の嵩上げ部を設ける方法（特開２００１−１６９６６５号公報）でも良いが、傾斜面の勾配に応じて嵩上げ部の形状に加工する必要がある。
なお、空調設備から出されるドレン水等をこの保水層に導くようにしてもよい。
【００２２】
保水層上には、多孔質揚水体が設置される。多孔質揚水体は、保水層より吸水力が強い微細な多孔質性を有する必要がある。例えば、蛙目粘土４０％、木節粘土４５％、陶石あるいは長石１５％を混合した陶土を約１１００℃で焼成したセラミック板が挙げられる。このセラミック板からなる多孔質揚水体は、多孔質揚水体上に敷設される植栽層に一定の上限を有する速度で揚水し、植栽層が乾燥している場合で最大５．３リットル／ｍ2／日の割合で揚水する。
植栽層上の植栽を維持するのに必要な水分量が、０．３リットル／ｍ2／日である場合、無潅水日数を１０日とした場合の必要な水分量は、３リットル／ｍ2である。この水分量を供給するための植栽層１ｍ2に対する多孔質揚水体の接触面積は０．０５７ｍ2で良い。
また、この場合、前述の保水層は、３リットル／ｍ2の保水量があれば植栽層が乾燥し始めてからの無潅水日数が１０日まで、上記の水分を植栽層に供給することができる。
【００２３】
また、降雨によって植栽層に多量の水が供給されると、土壌中の水は重力により下方に移動する。屋上緑化のように底部が不透水あるいは難透水処理された人工地盤では、植栽層の下部になるほど含水率が高くなり、とくに最下部では水分が飽和状態となる。一方、人工地盤上の植物の根は植栽層の最下部に集中的に存在する。また、本発明で用いるシバは比較的乾燥を好み、土壌に水が滞水するような過湿状態では根の生育が抑制される。よって、植栽層が湿潤状態にあっては、該多孔質揚水体は植栽層内の水分を吸収し、保水層へと水を伝達し、植栽層内の水分を抑制する機能を有する。この結果、降雨時等の水分過剰時に発生する過湿による生育抑制を回避することができる。また、乾燥時には保水層に保持される水分が毛細管現象等により上方の植栽層方向に移動し、透水性防根層上面に広がった根から吸収される。
この水分抑制機能によって、植栽層の厚さを制限することができるので、植物の根系の生育空間を制限することにより、植物が過繁茂するのを防ぎ、また、湿潤時でも適度な乾燥ストレスに曝される期間が長くなるため、結果として乾燥耐性の高い植物体が得られる。このように植栽層を多孔質揚水体で接続することによって湿潤時、乾燥時とも安定的に植物の生育を維持ことができる。
【００２４】
植栽層は厚さ３ｃｍ以上１０ｃｍ以下が好ましい。植栽層の厚さが３ｃｍ以下では植物の根圏が著しく小さくなり、生育がよくない。また、植栽層１０ｃｍ以上では湿潤時の植栽層の重量が重くなるだけでなく、降雨時の保水が過剰となり植物の生育を抑制する。保水層が厚さ１ｃｍ以下では保水可能な絶対量が著しく少なく効果が期待できない。また、厚さ５ｃｍ以上では、保水層自体の重量が重くなるとともに、毛細管現象により均一な保水性を維持する場合に毛管が途切れやすいために保持された水分が植物に有効に利用されない。
透水性防根層は、透水性があり根が侵入しない素材であればとくに制限はないが、防根シート、根切りシート等の資材名で市販されている折り目の密度が高い織布や繊維を圧着し繊維間隙を小さくした不織布などが利用できる。
【００２５】
また、植栽層に用いられる素材は、植物が生育可能で、例えば最大容水量５０％以上の土壌及び土壌改良材であれはとくに制限はないが、特に植生としてニホンシバを使用する場合、易有効水分量が１００リットル／ｍ3以上２５０リットル／ｍ3以下且つ難有効水分量５０以上１５０リットル／ｍ3以下であることが望ましい。具体的には、肥沃な火山灰土壌である黒土、火山灰土壌の心土である赤土などの自然土壌、又はこれらを主体とするもの、あるいは浄水場発生土を用いるのが好ましい。ここで、最大容水量とは土壌に含むことのできる水分の最大量で、全空隙量に相当する。易有効水分量とは、「土壌標準分析・測定法」博友社３６〜５４頁に記載の方法により測定した水分張力（ｐＦ）が１．８〜３．０の範囲の水分量をいい、難有効水分量とは、易有効水分量と同し方法により測定した水分張力（ｐＦ）が３．０〜４．２の範囲の水分量をいう。易有効水分量が２５０リットル／ｍ3以上であると、過湿によるニホンシバの生育不良や雑草の繁茂の原因となる。難有効水分量５０リットル／ｍ3未満であると、乾燥時に、急激に永久萎凋点（ｐＦ４．２）以下に土壌水分が減少し、植栽した植物が枯死する可能性が高くなる。植栽層が急激に乾燥した場合に多孔質揚水体の揚水量が不足する可能性を軽減する観点から、植栽層の難有効水分量は１００リットル／ｍ3以上であることが好ましい。
【００２６】
本発明による植栽基盤構造を使用して植栽する植生は、ゾイシア属のノシバ、コウライシバ、ギョウギシバ属のバミューダグラス、ヤギュウシバ属のバッファローグラス、ムカデシバ属のセンチペドグラス、カゼグサ属のウィーピングラブグラス、スズメノヒエ属のバヒアグラス、チカラシバ属のキクユグラス、イチゴツナギ属のケンタッキーブルーグラス、コヌカグサ属のクリーピングベントグラス、ウシノケグサ属のトールフェスク、レッドフェスク、ササ属のオカメザサ、クマザサ、コクマザサなどのイネ科植物、ザクロソウ科マツバギク、ハナシノブ科シバザクラ、ベンケイソウ科セダム類、ユリ科リュウノヒゲ、ハナニラ、キク科アークトセカ、デージー、オオキンケイギク、クマツヅラ科宿根バーベナ、ヒノキ科ハイビャクシンを挙げることができる。さらに好ましくはゾイシア（Ｚｏｙｓｉａ）属に属する植物を植栽する。ゾイシア（Ｚｏｙｓｉａ）属植物としては、Ｚｏｙｓｉａ  ｊａｐｏｎｉｃａ（ノシバ）、Ｚｏｙｓｉａ  ｍａｔｒｅｌｌａ（コウライシバ）等を用いることができる。ゾイシア属植物は、耐乾燥性に優れているため、ゾイシア属植物を植栽することによって、給水管理の大幅な軽減、設備の簡易化を図ることができる。尚、植栽方法は、ターフ状に成育させたものを植栽基盤構造上に敷き詰める等、従来公知の方法を用い得る。
【００２７】
前記植物は土壌が比較的乾燥していることを好む性質を有する。このうち、草高が低く耐圧性が強いものとしてノシバ、コウライシバ、バミューダグラスを挙げることができる。これらの植物を使用することにより、本発明による植栽基盤構造を人の立入る場所に利用することが可能となる。
【００２８】
また、植生にシバを用いることにより、以下の各効果が得られる。即ち、
（１）シバはほふく性を有し、植物高が高くならない。また、植栽場所の全面を緑覆することができる。
（２）シバは多年生植物であるため、毎年播種する等の管理が不要である。
（３）過乾あるいは過湿によって植栽地帯の一部が枯死しても、生存部分から伸長、拡大するので、植物の改植することなく、いずれ植栽地帯全体に緑を回復させることができる。
（４）栽培方法、流通方法が確立されており、かかる観点からも施工及び管理が容易である。
（５）荷重に対する耐性を有しているため、人が植物上を歩行することも可能である。
【００２９】
観賞用に花をつけるものとして、マツバギク、シバザクラ、セダム類の一部の種類（メキシコマンネングサ）、ハナニラ、アークトセカ、デージー、オオキンケイギク、宿根バーベナを挙げることができる。常緑性のあるものとしてタマリュウ、サク類、マツバギク、シバザクラ、ハイビャクシンなどを挙げることができる。また、単一種では常緑ではないが、例えば暖地性のバミューダグラスと寒冷地に適するレッドトップを混植することで常緑とすることもできる。
【００３０】
本発明による植栽基盤構造によれば、植栽層と保水層は空間的に完全に隔離されるため、降雨により過剰な水が土壌に貯まった場合、速やかに保水層に移行し、植栽層で滞水することがなく、植栽層と保水層の間の空間によって、速やかに排水させることができる。
【００３１】
また、植栽層と保水層の間の空間を確保するためのスペーサは、保水層と植栽層を空間的に隔離できれば特に制限はないが、スノコ状の板、表面が凹凸状に加工されたプラスチック成型板、発泡スチロール板、立体網状マットなどがあり、グリ・シート（商品名）という農業・土木用排水資材として市販されているシート状のポリエチレン成型品等を適用可能である。
【００３２】
また、保水層は、植栽面積１ｍ2あたり１リットル以上、好ましくは２リットル以上の保水量が得られるように吸水性の資材を厚さが均等になるように設置するが、花弁栽培や野菜の育苗などの底面吸水に用いられる吸・保水性の高い不織布を敷設する方法、パーライトに代表される微細孔構造をもつ鉱物のような保水性の高い資材を充填する方法などが適用できる。
【００３３】
本発明では乾燥時に保水層から植栽層へ水分の移行を行うために用いる多孔質揚水体は、全空隙率が３５％以上５５％以下であることが望ましい。ここでいう全空隙率は「土壌標準分析・測定法」博友社２１〜２４頁に記載の方法により測定した気相率と液相率の合計である。全空隙率が３５％未満では透水性が著しく小さく、保水層から植栽層への水分の移行が十分でない。全空隙率が５５％より大きい場合、透水性が過剰となり植栽層が十分な水分を保持しているにもかかわらず保水層から植栽層に水が供給されてしまうため、湿潤時の過湿害が発生したり乾燥時の保水量が不足したりする場合がある。また、多孔質揚水体であるセラミックの強度が不足するため、施工時や植栽層中で割れることがある。本発明で用いるセラミックは全空隙率が３５％以上５５％以下になるように製造されたものならいずれのものでもよいが、例えば粘土原料に通常焼き物の原料として用いられる蛙目粘土、木節、陶石、長石の他に、ペタライトを混合して１０５０℃以上で焼成したもの、ペタライトを用いずに焼成温度が１０００℃以上１１５０℃以下で焼成したもの等が適用できる。
【００３４】
多孔質揚水体の厚さは保水層と植栽層が完全に密着すれば制限はないが、０．５ｃｍ以上５．０ｃｍ以下、好ましくは０．８ｃｍ以上１．５ｃｍ以下が好ましい。０．５ｃｍ以下では強度が不足し割れる可能性が高くなるとともに、セラミックの側面から壁面効果により植栽層に水分が供給されてしまう可能性がある。また、２．０ｃｍ以上では透水性が著しく小さく、夏場の植栽層への水分の移行が不十分になる。設置密度は芝を植栽した面積に対して１／１００以上１／１０以下である。
【００３５】
また、保水層の一部を土壌保持枠体外に延長して外気に露出させるようにしてもよい。屋上緑化が求められている大都市が分布する太平洋岸の多くの地域では、真夏の限られた時期（梅雨明けから９月上旬まで）を除いて十分な降雨があることから植栽層の乾燥より過湿による生育抑制が問題となる。そのため保水層の一部を外気に曝し、当該部分から余剰水分を蒸発させることで植栽層全体を乾燥気味に維持し、植物の過湿害を回避することができる。
【００３６】
また、植栽基盤構造内にある保水層とは異なる新たな保水層をさらに設け、乾燥が問題となる真夏の限られた時期のみ、保水層より保水層に給水するようにしてもよい。これによって夏の乾燥時に想定された無潅水期間を超えて降水が無かった場合にも十分な水が確保できる。保水層は、公知の雨水貯留タンクなどが望ましい。また、植栽基盤構造を設ける場所に水道設備がある場合は、保水層の代わりに水道から給水管を設けても良い。保水層または水道からの給水抑制は、手動弁による開閉、電池式タイマないしセンサ付電磁弁などによって行うことができる。
【００３７】
【実施例】
次に、図面を参照して、本発明による植栽基盤構造の実施例を説明する。
図１は、本発明による植栽基盤構造を建築物の屋上に適用した例を示す模式図である。この図において、符号１は、植栽基盤構造底面全体から建築構造物に水分が浸出するのを防ぐための防水層である。符号２は、建築構造物の屋上や勾配屋根においても毛細管現象よって均一に保水される構造を有する保水層である。符号３は、セラミック等の多孔質揚水体であり、単位面積当たりに１つ設置される。この単位面積は、植栽する植生が必要とする水分量に応じて決定される。符号４は、多孔質揚水体３と厚さの分だけ空間を確保するためのスペーサである。符号５は、多孔質揚水体３を含む全面を覆う透水防根層である。符号６は、植栽を行うための土壌等で構成される植栽層である。符号７は、植栽を行う植生であり、ここでは、シバを用いる。符号８は、植栽基盤構造全体を保持するための土壌保持枠体である。図２は、図１に示す植栽基盤構造の断面図である。図２に示すように、植栽基盤構造の外枠となる土壌保持枠体８と植栽層６との間には、余剰水を排水する余剰水排水溝が設けられている。
【００３８】
次に、図１、２を参照して、降雨による水の流れを説明する。降った雨水は、植栽層６の表面から浸透し、植生７の根に吸収される。また、植生７の根の吸収分を超えた雨水は、植栽層６が有している保水能力分は植栽層６内に保持される。さらに、植栽層６内に保持できる保水能力分を超えた雨水は、重力によって降下し、透水防根層を透過することにより保水層２へ達し、保水層２に保持される。また、植栽層６に表面を流れて余剰水排水溝９へ達した雨水は、保水層２へ達し、保水層２に保持される。そして、保水層２に保持できる水量を超えた雨水は、排水孔１０から排水される。このように、降った雨は、効率よく保水層２に保持される。特に、植栽層６を浸透して底面まで達した水は、保水層２の保水可能量に達するまでは保水層２に蓄えられ、保水可能量を超えた場合はスペーサ４の部分を通って速やかに排水孔１０から排水させることができる。このスペーサ４を無くし、保水層２を植栽層６に密着させると、余った水の流速は、保水層２内を水が流れるときの速度となるため、速やかに排水することが困難となる。
【００３９】
一方、保水層２に蓄えられた水は、毛細管現象によって保水層２内にほぼ均一に蓄えられることとなる。そして、保水層２に蓄えられている水は、多孔質揚水体３内の毛細管現象によって、多孔質揚水体３が接している部分から吸い上げられ、植栽層６へ達する。ただし、植栽層６へ達する水の量は、多孔質揚水体３が植栽層６に接している面の面積と多孔質揚水体３を構成するセラミック等の特性によって調整されているため、過度に給水されることはない。さらに、スペーサ４の部分は、毛細管現象が発生しないため、給水は多孔質揚水体３の上面からのみ行われることになり、多孔質揚水体３の流量が予め分かっていれば、植栽する植生が必要とする水分量に応じて、多孔質揚水体３を複数設置すればよいので給水量を調整することが可能となる。
【００４０】
このように、保水層２と植栽層６の間を多孔質揚水体３によって接続し、多孔質揚水体３以外の部分にはスペーサ４を設けたため、過剰な降雨の場合に速やかに排水することができるとともに適切な量の給水を植栽層６に対して行うことが可能となる。
【００４１】
次に、図３、４を参照して、他の実施例を説明する。図３は、単位面積毎にユニット化した植栽基盤構造の断面を示す図である。ユニット化するための容器１２は、上面が開いた矩形の容器であり、底面付近の側壁に排水孔１０’が設けられている。この排水孔１０’は、容器１２に隣接する他の容器１２からの余剰水や容器１２外からの雨水などの流入孔の役割も果たす。また、降水があった場合にも雨水は植栽層６から透水防根層５を通過し保水層２に保持される。余剰水吸収孔１１は、強度の降雨があった場合などに、植栽層６の表層を流れる雨水などを保水層２へ導く。このようにして蓄えられた保水層２の水は、保水層２の毛細管現象によって、容器１２底面に設けられた保水層２全体に均一に保持される。
【００４２】
一方、保水層２が満水の場合、排水孔１０’から容器１２外または隣接する他の容器１２へ速やかに排水される。多孔質揚水体３は、植栽層６が乾燥した場合に、保水層２に蓄えられた水を、植栽層６へ揚水する役割を果たす。多孔質揚水体３の単位面積あたりの揚水速度は、一定の上限があり、断面積を調節して植生７の維持に必要な揚水速度を得るようにすればよい。この結果、植栽層６が乾燥した場合に、保水可能量に比例した期間、多孔質揚水体によって植栽層６へ揚水することが可能となる。また、保水層２の保水可能量を調節することで、乾燥時の揚水期間を任意に設定することが可能となる。
【００４３】
図４は、図３に示すユニット化した植栽基盤構造を複数並べて設置した例を示す図である。各容器１２は、周知の方法によって接続されて固定される。このようにユニット化することにより、予め植栽基盤構造を構成しておくことが可能となるため、建築構造物等の屋上に設置する場合でも設置工事の工期を大幅に短縮することができるとともに、特殊な技能を有した者でなくても設置工事を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、図３に示すユニット化した植栽基盤構造は、水平面に限らず、傾斜面や垂直面であっても設置可能である。このとき、植栽層６の表層を重力によって流れる雨水が余剰水吸収孔１１へ流れるように、余剰水吸収孔１１が設けられている側壁が下方になるように設置する。これによって、効率よく水を保水層２へ導くことが可能となる。また、垂直面や傾斜面に設置する場合において、容器１２内に設置する多孔質揚水体３を余剰水吸収孔１１とは対面する側壁に近い位置に設置するのが望ましい。保水層２から多孔質揚水体３を通過して植栽層６に到達した水は重力の影響を受け、余剰水吸収孔１１側へ流れこみ易いため、多孔質揚水体３を上方に設置することにより、植栽層６内に満遍なく水を浸透させることが可能となる。
【００４５】
このように、雨水やドレン水を保水する保水層２を有し、保水層２に貯留された水は、植栽層６が乾燥した場合に多孔質揚水体３によって緩やかに植栽層６ヘと潅水され、貯留した水の節約を図ることができる。また、多孔質揚水体３の揚水速度、多孔質揚水体３による揚水経路の断面積によって植栽層６への揚水量が制限されるので、揚水量を植栽の水分要求量に適合させることができる。また、ニホンシバを植栽することによって優れた効果を発揮し得る建築構造物の緑化手段を提供することができる。
【００４６】
次に、本発明による植栽基盤構造の有効性を確認するために行った試験の結果を説明する。
＜多孔質揚水体（セラミック）の種類毎の性状試験＞
土壌調査用の試料円筒と同じ大きさとなるように、原料組成と焼成温度の異なる複数のセラミックを作製し、できたセラミックの保水性を調査した。原料組成は、表１に示す通り４種類用意し、各組成毎に焼成温度を１０５０℃、１１００℃、１１５０℃、１２００℃の４種類とし、それぞれ１６種類のセラミックを作製した。この１６種類のセラミックについて性状を試験した。
【表１】
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試験の結果、各組成とも焼成温度が１２００℃と高い場合、全空隙率が２０％以下となりほとんど保水しなくなった。一方、焼成温度が１０５０℃と低い場合全空隙率が５６％と高くなり、著しく保水性が高くなった。
以上の結果から、全空隙率が３５％未満と著しく低い場合、セラミック自身の保水性が著しく低下しセラミックを介して土壌への水分供給が著しく少なかった。また、全空隙５５％以上で保水性が著しく高い場合、セラミックから土壌への水分供給が多く、土壌が乾燥しにくいことがわかった。また、１０５０℃で焼成したセラミックは脆く、欠け、割れが発生しやすかった。
【００４７】
＜多孔質揚水体（セラミック）の種類毎の給水能力試験＞
次に、前述した１６種類のセラミックの給水能力を試験した。原料組成は、表１に示す通りであり、焼成温度を１０５０℃、１１００℃、１１５０℃、１２００℃の４種類とした。試験は、開始時に保水層に５０ｇの水を給水しておき、時間経過に伴って、多孔質揚水体が揚水することによる保水層の重量減少変化を測定した。試験の結果を図５に示す。図５は、代表的なセラミックについてのみ図示した図であり、横軸は経過時間［時間］を表し、縦軸は、保水層に給水した水の減少量［ｇ］を表している。図５に示すように、焼成温度が１２００℃である場合、保水層に水が残っているにもかかわらず、３２ｇに減少した時点から変化しなくなった。一方、焼成温度が１０５０℃である場合、揚水速度が速く、水の減少が一番速かった。給水する速度は、所定の量をなるべく遅い速度で給水される方が良いため、焼成温度が１１００℃、１１５０℃であることが適していることが分かる。図５では、原料組成Ｃタイプ及びＤタイプのみ図示しているが、Ａタイプ、Ｂタイプについても同様な傾向を示す。ただし、原料調達の容易さからＣ、Ｄタイプの原料組成を有したセラミックであることが望ましい。
【００４８】
＜多孔質揚水体（セラミック）の全空隙率と揚水性の試験＞
多孔質揚水体の空隙率と揚水性の関係を調べた。全空隙１３．５〜５８．９％の８種類のセラミックを供給し、その揚水性を評価した。直径５ｃｍ、厚さ１ｃｍの円盤状のセラミックを２リットル／ｍ2の保水性を有する不織布（キャピラリーシート、日本バイリーン社製）の上に設置した。さらにビニールフィルム及びアルミフィルムでセラミック部分を除き完全に包み、蒸発による水損失がほとんどないようにし、これを保水層とした。別に鉢底に透水性防根シートをつけた直径１０．５ｃｍのポリポットで栽培したノシバを、供試植物として用いた。この供試植物を保水層のセラミックの上に設置し、植物は透水性防根シートを介してセラミックからのみ水分を吸収できるような仕組みにした。試験装置の実施例を図６に示す。試験装置は、トレイ１１の底に保水層２に相当する保水シート２ａを敷き、その上に多孔質揚水体に相当するセラミック３ａを載せて、トレイ１１全体をビニール袋１ａとアルミホイル１２で覆って保水層を構成した。また、ポット８ａの中に防根シート５ａを敷き、ノシバ７ａを栽培した土６ａを充填し、セラミック３ａの上面と防根シート５ａの下面は接するように配置した。
【００４９】
保水層に１ポット当たり７０ｇの水を吸水させ、十分かん水した供試植物をセラミックの上に置き、試験を開始した。試験開始後は一切のかん水を行わず、保水層からの水分減少量を毎日測定した。試験開始時からの重量減少量をセラミックによる揚水量とした。試験はすべての株がほぼ枯死したと思われる２１日で終了した。試験結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
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表２に示すように、全空隙率が小さいほど揚水速度が小さく、全空隙率３４．１％以下では保水層に水分が残っているにもかかわらず植物に水を揚水しなかった。逆に全空隙率が大きい場合、特に５５．２％以上では、ポット内土壌に水分が十分ある試験開始直後から揚水し、とくに５８．９％では２週間でほぼ全部揚水した。以上の結果から、ポット内に十分な水分を有するときの揚水速度は低く、乾燥時には完全に水分を上げる目的に適したセラミックは、全空隙率３５〜５５％が好ましいことが分かる。
【００５１】
以上の試験結果より、多孔質揚水体は、表１に示すＣ、Ｄタイプの原料組成を有し、焼成温度が１１００℃または１１５０℃で作製したもの用いることが望ましいことが分かる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、保水層と植栽層の間を多孔質揚水体によって接続し、多孔質揚水体以外の部分にはスペーサによって空間を設けたため、過剰な降雨の場合に速やかに排水することができるとともに、保水層に保水されている水を使用して適切な量の給水を植栽層に対して行うことが可能になるという効果が得られる。これは結果的に、水道・電気設備を必要とせず、温熱環境の改善効果及び都市型洪水の防止効果に優れた植栽基盤構造を提供することが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】  図１に示す植栽基盤構造の断面を示す図である。
【図３】  ユニット化した植栽基盤構造を示す図である。
【図４】  図３に示す植栽基盤構造を並べて設置した例を示す図である。
【図５】  給水能力の試験結果を示すグラフである。
【図６】  試験装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・防水層
２・・・保水層
３・・・多孔質揚水体
４・・・スペーサ
５・・・透水防根層
６・・・植栽層
７・・・植生
８・・・土壌保持枠体
９・・・余剰水排水溝
１０・・・排水孔
【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】
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