JP3214540U - 防災地下シェルター - Google Patents

Abstract

【課題】核攻撃やミサイル攻撃、竜巻等の自然災害に耐え得る充分な強度を有し、低コストでかつ短期間に構築設置が可能である防災地下シェルターを提供する。【解決手段】長手方向に所定曲率で曲げ加工した波形鋼材を用いて組立てられアーチ状に形成されたドーム状構造体１０において、前面壁４と後面壁５が閉塞され、前面壁４には内部への出入を可能とする開閉ドア６が取付けられ、内部の底部に床面が形成され、天頂部付近に給気管８が突設され、内部に空気浄化装置が配設され、地上に露出された開閉ドア６付近から地表面につながる昇降階段２０を備え、開閉ドア６付近及び昇降階段２０部並びに給気管８の給気口ＡＯを地上に露出してドーム状構造体１０の３分の２以上を地中に埋設するように構成される。【選択図】図１

Description

本考案は、大型デッキプレート、キーストンプレート、デッキプレートのような断面係数の大きな波形鋼材を用いて構成されるドーム状構造体を利用した防災地下シェルターに関する。

北朝鮮による度重なる核実験や日本領土を横断するミサイルの発射が頻発しているように世界情勢が不安定な現在において、ミサイル発射が確認された際にはＪアラートシステムが作動し、携帯電話やテレビ、ラジオによる警報、地域住民に対しては防災行政無線による警報が発せられる。また、地球温暖化等に伴い突風、竜巻等の甚大な被害を及ぼす自然災害の発生が増大し、自然災害の場合にも同様に警報が発せられる。このような警報を確認した場合の避難場所について人々は困惑しているのが現状である。

核攻撃やミサイル攻撃、ミサイル破片落下のような災害並びに竜巻等の自然災害が予測される場合に備えて人々の安全な場所への避難が可能となるシェルターの設置が緊急の課題となっている。核攻撃等に耐え得る充分な強度が求められ、ある程度の避難期間が確保できる防災シェルターが求められている。本考案はこのような事態に備えた防災地下シェルターを提供するものである。

大型デッキプレート等のような断面係数の大きな波状プレートを長手方向に所定曲率で曲げ加工したものを組み合わせてアーチ状をなす建築構造体として、特許文献１においてスプライスプレート方式にて結合してなるプレハブシェルターが、特許文献２においてプランクシートを使用してなる開閉可能な無柱式アーチドームが、特許文献３において補強部材により強化したアーチ状建築構造体が、特許文献４において間口寸法拡張可能なアーチ状建築構造体が、特許文献５において大型デッキプレートを使用した可変寸法の建造物がそれぞれ本出願人によって開示されている。また、特許文献６において出願人は火山灰や噴石に耐え得る強度を有すると共に山の自然景観を損なわない噴火防災シェルターを開示している。しかしながら、これらの構造体はいずれも地上に設置するものであり地下に埋設することは想定していない。

このようなアーチ状建築構造体は製造コストを低減できると共に製造工期を大幅に短縮できる。また、かかる構造体は充分な強度を有しており、壁材であると同時に上方及び側方からの応力に耐えることができ内部スペースを広く確保できる無柱構造体が簡易に実現できる。

また、コンクリート製、住宅型の防災シェルターの先行文献として特許文献７や特許文献８が存在するが、コンクリート製シェルターは構築コストが高く工期が長くなり、住宅型の防災シェルターは特にミサイル攻撃、ミサイル破片落下等に対する強度を充分に確保できない。地下に埋設して地震等の自然災害に対して倒壊防止強度を有し、風の抵抗を最小限とするために卵型形状の建築物（特許文献９）が提案されているが外壁を鉄筋コンクリートとしている。また地中に埋設するシェルターとして特許文献１０が存在するが、津波から受ける衝撃を分散させるために楕円状のレモン型形状に形成され、本体部の材質は鉄やＦＲＰからなる内側層とコンクリート素材からなる外側層の２層構造としている。これらの先行文献における建造物は波状プレートが曲げ加工された部材とするものではない。

なお、従来の地下シェルターにおいては地下室建築工事をしなければならず工事コストや施工期間が必要となり容易に設置できるものではない。そこで、充分な強度と耐久性が確保され簡易に短期間で構築可能で構築設置コストが少なくて済む構造の防災地下シェルターが望まれている。

実開平３−４０３１０号公報 実開平３−１０１７０３号公報 特開平５−４４２２７号公報 特開２００７−３２２１号公報 特開平８−１３５２２１号公報 実用新案登録第３２０５７０９号公報 特開２０１６−６５４３８号公報 特開２０１４−１２９６６号公報 特開２０１２−２６１５４号公報 特許第６０１６８６９号公報

本考案が解決しようとする課題は、核攻撃やミサイル攻撃並びに竜巻等の自然災害に耐え得る充分な強度を有し、低コストでかつ短期間に構築設置が可能であり、ある程度の期間の避難を可能にする防災地下シェルターを提供することにある。

本考案は、波形鋼材を利用して構築したドーム状構造体において前面壁と後面壁を閉塞して前面壁には内部への出入用密閉式開閉ドアを取付け、天頂部付近に給気管を設置し、給気管からの給気を浄化するフィルタを装着した空気浄化装置を内部に配設し、地表面につながる昇降階段を備えてドーム状構造体本体を地中に埋設するように構成されることを主な特徴とする。

本考案に係る防災地下シェルターは、波形鋼材ＤＰを波付方向と直交する方向に所定曲率で曲げ加工された波状の壁部材２を波付方向に複数連結し、複数の壁部材が連結された２つの壁部を波付方向に直交する方向に天頂部において連結部材３で相互に結合してアーチ状の側壁部が形成されたドーム状構造体１０において、ドーム状構造体の前面壁４及び後面壁５が閉塞され、前面壁には避難空間となる当該ドーム状構造体内部への出入を可能とする密閉式開閉ドア６が取り付けられ、当該ドーム状構造体内部の底部に床面７が形成され、ドーム状構造体天頂部付近の適宜部位に突出して給気管８が設置され、ドーム状構造体内部に当該給気管からの給気を浄化する特殊フィルタを装着した空気浄化装置９が配設され、そして、地上に露出された前記密閉式開閉ドア付近ＳＥから地表面につながる昇降階段２０を備え、当該密閉式開閉ドア付近及び昇降階段部並びに前記給気管の少なくとも給気口ＡＯを地上に露出して、ドーム状構造体の３分の２以上を地中に埋設するように構成される。

また、本考案に係る防災地下シェルターはドーム状構造体の奥行寸法Ｌ及び間口寸法Ｗを任意の寸法に拡張又は縮小することが可能であり、ドーム状構造体内部に発電装置、簡易トイレ、ベッド、非常食の保管庫、椅子・テーブルを設置するように構成される。

本考案に係る防災地下シェルターは、波形鋼材（大型デッキプレート等）を用いて構築されるので充分な強度、耐火性及び耐久性を確保できると共に広い内部スペースが確保され、低コスト、短期間で構築設置が可能である。また本防災地下シェルターは、公園、駐車場等の地表面の空きスペースに縦穴を掘削して設置し設置後は所定の空間部分に掘削した土壌を埋め戻す作業によって構築されるので空きスペースの有効活用にも繋がる。

本考案に係る防災地下シェルターは、地上に露出した給気管及び特殊フィルタを装着した空気浄化装置が設置されるので、避難空間内の安全性を確保すると共にある程度の長期間に亘る避難を可能にする。またドーム状構造体本体の少なくとも３分の２以上が地中に埋設されるので核やミサイル攻撃、竜巻、地震等の自然災害からより安全に避難できるシェルターとなる。

本考案に係る防災地下シェルターは、ドーム状構造体の奥行寸法及び間口寸法を任意のサイズに自由に拡張又は縮小することができるので、一定地域の住民用として或いは家族用として収容人数に応じた各種サイズのシェルターを構築できる。またドーム状構造体内部に、発電装置、簡易トイレ、ベッド、非常食の保管庫、椅子・テーブル等を設置することによりシェルター内にある程度長期間の避難を可能とする。

本考案に係る防災地下シェルターの外観構成を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本考案に係る防災地下シェルターに用いる波形鋼材の構成を示す斜視図である。

以下に本考案に係る防災地下シェルター（以下、単に「本シェルター」という）の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明する。本シェルターはドーム状構造体１０（以下、単に「本構造体」という）と地表面につながる昇降階段２０とを備え、所定部分を除き本構造体の少なくとも３分の２以上が地中ＧＲに埋設されるように構成される。本構造体は、図３に示すようにその断面が波付けされた（連続するコ字状の溝を形成した）大型デッキプレート等と呼ばれる波形鋼材ＤＰを主構造材とするものである。

この波形鋼材ＤＰを波付方向と直交する方向（長手方向、溝方向）に沿って少なくとも部分的にあるいは全体的に所定曲率となるように曲げ加工して壁部材２を製造する。この壁部材を波付方向に複数個連結して一方の側壁と、壁部材を連結した他方の側壁とを天頂部付近において連結部材３を介して溶接、ボルト締めその他の手段により結合してアーチ状に形成する。

ここで壁部材、側壁の連結・結合は、各波形鋼材の波形に沿った両側端を穿孔されたボルト穴にボルトを挿通することによって隣接する波形鋼材同士を連結する、あるいは溶接による接合とすることもできる。本シェルターで用いるドーム状構造体は無柱建造物であり、波形鋼材自体が主構造材となるため充分な強度と耐久性を有すると共に広いスペースが確保される。

本構造体は、図１に示すように前面壁４及び後面壁５が閉塞されており、前面壁には避難空間となる本構造体内部への出入を可能にする密閉式開閉ドア６が取り付けられている。
また、図２に示すように本構造体内部の底部には床面７が形成されている。床面は、直線状の波形鋼材（大型デッキプレート）を板状に並べて基礎部とし、その上にプラスチック製のＰタイルや木製の板材等を敷き詰めて構成し、避難時の快適な生活空間を確保するものである。なお、前面壁及び後面壁を所定の本数、長さの波形鋼材を連結して縦又は横方向に並べて製造することにより本シェルター全体としての強度が確保される。

図１、２に示すように先端部に外気の取り入れ口（給気口）を形成した給気管８が本構造体の天頂部付近の適宜部位に突出して設置されている。図１では給気管を後壁面側に設置しているが、給気管は設置場所の地表面において障害物とならないように配慮して前面壁側或いは中間部の任意の部位に設置することができる。給気管の先端部には外気を取り入れるための給気口ＡＯが設けられているのでこの給気管の少なくとも給気口は地上に露出されていることが必要である。給気管には例えば２４時間以上の長時間の避難が必要となる場合等を考慮して自然の空気をシェルター内の避難空間に流入させるために強制的に空気を吸い込むモーターファンを取り付けることもできる。また、給気管は本構造体の内部に配設される空気浄化装置９に連結されている。

空気浄化装置は給気管からの給気を浄化する特殊フィルタを装着している。給気中に含まれる微細な塵埃をはじめ菌類等を除去する高性能フィルタ、さらにはインフルエンザウィルス等を消滅させる殺菌用光触媒フィルタ等の特殊フィルタを装着することができる。これにより避難空間内の人の安全性を確保すると共にある程度の長期間に亘る避難を可能にする。また、避難の際に懐中電灯やランプ等をシェルター内に持ち込むことにより避難空間の明かりを確保できるが、避難空間となる本構造体内部の天井、側壁等の高い位置に照明器具を予め取付けておくと緊急の場合に都合がよい。なお、モーターファンや空気浄化装置、照明器具等は地上から引き込まれる商用電源、又はシェルター内に設置される自家発電機を利用して操作スイッチにより作動させることができる。

本シェルターは、図１に示すように地上から避難空間となる本構造体内部に開閉ドア６を介して出入りするための昇降階段２０を備えており、昇降階段は地表面から密閉式開閉ドア６の正面付近ＳＥにつながるように設置されている。本シェルターにおいては、その製造コストを低減し、製造設置期間を短縮するために避難空間を形成する本構造体を簡易な構造として、開閉ドア付近を地上に露出して、露出された開閉ドア付近から地表面につながる昇降階段を設けるように構成している。

なお、図１では傾斜面に階段を敷設した構成としているが、昇降階段は簡易の階段例えば昇降はしごを利用してもよい。また図１では昇降階段を密閉式開閉ドアの正面部の壁面に設置しているが、シェルターの設置場所地形等に応じて開閉ドアの横面、斜め方向面等任意の面に設置することができることは言うまでもない。また、昇降階段が設置され地下部が形成される部分に相当する地表面には地下部形成部の周囲にドア付近の地下への落下防止用フェンスを取り付けることが事故防止の点から必要となる。

本シェルターに係る本構造体は、開閉ドア付近、昇降階段を設置した部分並びに給気管の少なくとも給気口ＡＯを地上に露出して、つまりこれらの構成部分を除いて少なくとも３分の２以上、好ましくは当該構造体全体を地中ＧＲに埋設するように構成される。本構造体を地中に埋設することにより核やミサイル攻撃、竜巻、地震等の自然災害からより安全な避難空間が確保される。

本シェルターにおける両側壁面、前後の壁面の表面は、地中に埋設することや耐久性を考慮してエポキシ樹脂によるコーティング処理を行うことが望ましい。また外部に露出している給気管、昇降階段の表面も耐久性を考慮してエポキシ樹脂コーティング処理を行うことが望ましい。

本構造体は収容人数に応じて奥行寸法Ｌ及び間口寸法Ｗを任意の寸法に拡張又は縮小することが可能であり、各種サイズの構造体を容易に構築することができる。一定地域の住民用として数１０名程度の集団避難を可能にするためにある程度規模の大きいサイズのシェルターや、家族用として少人数収容の小さいサイズの簡易なシェルターを構築可能となる。本構造体の奥行き（長さ）サイズは、波形鋼材の波形に沿った方向、すなわち幅方向の壁部材の連結数を増加又は減少することにより容易に対応でき、また構造体の間口（横幅）サイズの変更は、長さの異なる連結部材を採用する（本出願人が提案した特許文献４、５）こと等により間口の異なる構造体を容易に製造することができる。

本シェルターの避難空間を形成する本構造体内部には、発電装置、簡易トイレ、ベッド、非常食の保管庫、椅子・テーブル、その他生活に必要な設備や布団、毛布、保存食等を設置、備えることができる。このような設備備品を設置、備えることによってシェルター内に例えば２日間以上の長期間の避難を可能とする。なお、発電装置や冷蔵庫等の駆動源として地上から引き込まれる商用電源を利用することができる。

なお、本シェルターにおいては、構造体の外部に地表面に設置される昇降階段が洪水等により使用が不可能となり地表面から避難空間への出入が不可能となる等の緊急事態に備えて、ドーム状構造体本体の天頂部の任意の部位に出入口用構造体を連結して形成するように構成することができる。出入口用構造体の天頂部には地上に露出して開閉可能な出入口部（ハッチ）を取り付け、内部には避難空間への出入を可能とする避難空間の床面につながる昇降はしごを収容する。

また、本考案においては、本シェルターの設置場所の地形、地盤の性状等に応じて本構造体の側壁部の基礎部となる両端部の所定部位にアンカーボルトを挿入するための孔を開口した所定数のアンカープレートを取り付け、アンカープレートを介してアンカーボルトＡＢを地盤に打ち込むことによってドーム状構造体を地盤に固定させるように構成することができる。

ここで本シェルターの製造並びに設置工程の概略を簡単に説明する。工場において長手方向に所定曲率で曲げ加工した波形鋼材を用いて組立てられアーチ状に形成された構造体を製造し、その前面及び後面を閉塞し、前面に出入用密閉式開閉ドアを取付け、構造体内部の底部に床面を取付け、天頂部付近に突出して給気管を取り付けたドーム状構造体を製作する。

このように殆ど完成されたドーム状構造体を、製造工場から大型車両等により設置場所まで搬送し、予め掘削された地下空間にクレーンで吊り上げて据え付け、現場において本構造体内部に給気管からの給気を浄化する空気浄化装置、発電装置、簡易トイレ、ベッド、非常食の保管庫、椅子・テーブル、その他生活に必要な設備や布団、毛布、保存食等を設置する。その後昇降階段の設置部分、開閉ドア正面部分及び給気管の給気口を除いた開閉ドア付近、昇降階段を設置した部分並びに給気管の少なくとも給気口を除いたドーム状構造体の周囲の空き空間に掘削した土壌を埋め戻す。

ドーム状構造体の設置場所となる地下空間は、公園、駐車場等の地表面の空きスペースを利用して当該ドーム状構造体の縦横高さサイズに対応したサイズの縦穴を掘削して作られる。公園等の広いスペースが確保可能な場所には地域住民が避難可能な比較的規模の大きいサイズのドーム状構造体用の地下空間を作り、一般家庭敷地内の駐車スペース程度の広さには家族の避難用として小さい規模の地下空間を作ることができる。そのため構築コストが低減でき工期が大幅に短縮されることになる。

本考案に係る防災地下シェルターは、波形鋼材を用いて構築されるので充分な強度が確保されると共に低コスト、短期間で構築可能である。また本防災地下シェルターは、公園、駐車場等の地表面の空きスペースに縦穴を掘削して設置し設置後は掘削した土壌を埋め戻すので空きスペースの有効活用にも繋がる。

本防災地下シェルターは、給気管、特殊フィルタを装着した空気浄化装置、発電装置、簡易トイレ等が設置されるので避難空間内の安全性を確保すると共にある程度の長期間に亘る避難を可能にする。またドーム状構造体本体の少なくとも３分の２以上が地中に埋設されるので核やミサイル攻撃、竜巻、地震等の自然災害からより安全に避難できるシェルターとなる。本防災地下シェルターは、ドーム状構造体の奥行寸法及び間口寸法を任意のサイズに自由に拡張又は縮小することができるので収容人数に応じた各種サイズのシェルターを構築できる。

１０ ドーム状構造体
２ 壁部材
３ 連結部材
４ 前面壁
５ 後面壁
６ 密閉式開閉ドア
７ 床面
８ 給気管
９ 空気浄化装置
２０ 昇降階段
ＤＰ 波形鋼材
ＡＯ 給気管の給気口
ＧＲ 地盤
ＡＢ アンカーボルト
Ｌ ドーム状構造体の奥行寸法
Ｗ ドーム状構造体の間口寸法
ＳＥ 密閉式開閉ドア付近

また、本考案に係るドーム状構造体の奥行寸法Ｌは波形鋼材の波形に沿った方向の壁部材の連結数を増加又は減少することにより任意の寸法に拡張又は縮小することが可能であり、前記ドーム状構造体の間口寸法は長さの異なる連結部材を用いることにより任意の寸法に拡張又は縮小することが可能であり、ドーム状構造体内部に発電装置、簡易トイレ、ベッド、非常食の保管庫、椅子・テーブルを設置するように構成される。

Claims (3)

1. 波形鋼材を波付方向と直交する方向に所定曲率で曲げ加工された波状の壁部材を波付方向に複数連結し、複数の壁部材が連結された２つの壁部を波付方向に直交する方向に天頂部において連結部材で相互に結合してアーチ状の側壁部が形成されたドーム状構造体において、前記ドーム状構造体の前面壁及び後面壁が閉塞され、前面壁には避難空間となる当該ドーム状構造体内部への出入を可能とする密閉式開閉ドアが取り付けられ、当該ドーム状構造体内部の底部に床面が形成され、ドーム状構造体天頂部付近の適宜部位に突出して給気管が設置され、ドーム状構造体内部に当該給気管からの給気を浄化する特殊フィルタを装着した空気浄化装置が配設され、
   そして、地上に露出された前記密閉式開閉ドア付近から地表面につながる昇降階段を備え、当該密閉式開閉ドア付近及び昇降階段部並びに前記給気管の少なくとも給気口を地上に露出して、ドーム状構造体の３分の２以上を地中に埋設するように構成される、ことを特徴とする防災地下シェルター。
2. 前記ドーム状構造体の奥行寸法及び間口寸法は任意の寸法に拡張又は縮小することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の防災地下シェルター。
3. 前記ドーム状構造体内部に、発電装置、簡易トイレ、ベッド、非常食の保管庫、椅子・テーブルが設置されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の防災地下シェルター。
   
   
   

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