JP3574400B2 - 建物の雨水利用システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば住宅家屋に適用される建物の雨水利用方法と、建物の雨水利用システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水を構成する水分子の充填率は最大でも３４％程度しかなく、そのため水は、いわば隙間だらけのスポンジのような物質に喩えることができる。また、酸素と水素の化合物である水分子は、正負の電荷を帯びる陽イオン、陰イオンの双方を誘引する性質をもつため、水は、水分子の広い隙間にさまざまな物質を抱えながら存在することができる特性を備えている。
【０００３】
このような理由で、水は、物をよく溶かす性質をもつ物質、すなわち溶媒として位置づけられる。一方、地球上に存在するほとんどの物質は、水に溶ける性質をもつ物質、すなわち溶質として位置づけられる。そして、一般に「水」といえば、我々にとって水の代名詞ともなっている水道水も含めて、水分子の集団である溶媒と、ミネラルその他さまざまな溶質との混合物であると考えることができる。
【０００４】
これに対し、水分子と溶質物との混合物である水を、特殊な手法で物理濾過して、溶質物や不純物を取り除いた水を「純水」という。このような「純水」は、溶媒としての水が本来的に有するきわめて高い吸収性をもつため、別名「ハングリーウォーター」とも呼ばれ、洗浄能力が高いことからＩＣ基盤の洗浄などに用いられている。また、「純水」には、不純物などの溶質物が混入していないため、さまざまな飲料水の元水として利用されるなど、最近では種々の用途に広く利用されるようになってきている。
【０００５】
こうした特性を備えた「純水」は、人為的な濾過処理による生成物であるが、天然の生成物である雨や雪は、水蒸気として大気中に蒸散した純粋な水分子の集合体として、最も「純水」に近い特質を持ち合わせているのである。すなわち、単位あたりの水に含まれる溶質物の値を硬度で表すことができるが、日本の水道水の硬度は約７０〜１７０ｍｇ／Ｌ程度で、世界的に見て溶質物の少ない軟水とされている。ちなみに、ヨーロッパの山岳部における水道水の硬度は約３７０〜４００ｍｇ／Ｌ程度の硬水であるから、これと比べても、日本の水道水は溶質物のきわめて少ない水であるということができる。ところが、雨水の硬度はさらに低くて、２０ｍｇ／Ｌ以下である。これは、溶質物がきわめて少ない超軟水であり、限りなく水分子の集合体に近い存在、つまり、「純水」に限りなく近い水であるということができる。
【０００６】
そして、溶質物の少ない水は濾過や浄化がしやすく、有害な塩素やその他の化学物質を使わずに処理することが可能であり、また、こうした特質をもつ雨水は、きわめて安全な天然水として再生することができ、さらに、再生された雨水は吸収性に優れていることから、使用用途も広く、洗浄水や飲用水としての利用にも適している。したがって、濾過および水質維持等をしっかりとした手法で実現しさえすれば、雨水は、植木用の散水や、洗車、サニタリーの用水、さらには台所や飲用水等に至るまで、あらゆる用途の生活水として最も適した水であるということがいえるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水技術には、このような雨水のもつ特性を積極的に活用する視点がなく、そのため、雨水があらゆる用途の生活水として最も適した水であるにもかかわらず、そのことを見逃し、利用する場合も単なる廃水の再利用などの消極的な意味でしかなく、結局、雨水を積極的に活用することができないという問題があった。
【０００８】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、生活水として最も適した性質をもつ雨水の価値を見直し、雨水のもつ特性を積極的に活用することで、自然の恵みを生かし、天然水を積極的に利用することのできる建物の雨水利用方法および建物の雨水利用システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、屋根面から雨樋を通して集めた雨水のうち所定量の初期降雨水を一時的に貯める集水タンクと、前記集水タンクの貯水量が所定量に達すると、雨水が集水タンクに流入することを遮断する切換バルブの切り換えによって雨水が導入される濾過槽と殺菌槽とからなる２段階浄化設備と、前記２段階浄化設備を通って濾過および殺菌された浄化雨水を貯留するため、任意容量の貯水タンクを必要な備蓄水量に応じて複数基連結して構成される貯留槽とを備えた建物の雨水利用システムであって、前記２段階浄化設備の１段目を構成する前記濾過槽は、導入された雨水に物理濾過処理を施す物理濾過部材と、酸性方向に傾いた雨水に中性方向へのｐＨ調整処理を施すｐＨ調整剤とを備え、前記２段階浄化設備の２段目を構成する前記殺菌槽は、前記濾過槽を経た雨水に、過酸化水素水の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）による滅菌処理を施すための反応触媒（一次反応触媒）と、前記反応触媒（一次反応触媒）に過酸化水素水を定量的に送り込む充填容器とを備え、前記貯留槽は、前記各貯水タンクに、前記殺菌槽で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が浄化雨水に残留している場合、その活性酸素種と反応して活性酸素種を分解、消去し、その分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解する反応触媒（二次反応触媒）を備えるとともに、最終段の前記貯水タンクに、前記切換バルブと連動していて、前記最終段の貯水タンク内の水位が所定の上限まで上昇すると、当該切換バルブを切り換えてその後の雨水を前記集水タンクに流入させる上限水位センサと、上水補給管に設置された上水バルブと連動していて、前記最終段の貯水タンク内の水位が所定の下限まで下降すると、当該上水バルブを開けて当該最終段の貯水タンクに所要量の上水を補給する下限水位センサと、前記下限水位センサが前記上水バルブを開けたまま上水の流入が止まらずに前記最終段の貯水タンク内の水位が検出レベルまで上昇したとき、当該上水バルブを閉じる予備センサとを備えた建物の雨水利用システム。
【００２１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記集水タンクは、所定量貯めた初期降雨水を一定時間後に排水するためのタイマおよび排水バルブを備えている建物の雨水利用システムである。
【００２６】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記貯留槽の最終段の前記貯水タンク内の浄化雨水を、各種用途に使用するため揚水する揚水ポンプと、前記貯留槽の最終段の前記貯水タンクから揚水した浄化雨水を、屋内用途に使用するためさらに濾過する活性炭フィルタおよびセディメントフィルタを備えている建物の雨水利用システムである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による建物の雨水利用システムを例えば住宅家屋に適用した一実施の形態を示す概略的配置図であり、この建物の雨水利用システム１は、建物に降った雨水を、植木や庭の散水、洗車その他の雑用水など屋外の用途、および、入浴、洗濯、トイレ、台所（飲用水その他）など屋内の用途に利用するシステムである。
【００２９】
そのため、この雨水利用システム１は、図１、図２に示すように、軒下に設置されて屋根面２から雨樋３を通して雨水を集める屋根集水桝１０と、屋根集水桝１０に集めた雨水が、ストレーナ１１から集水管１２を通して、さらに初期降雨水排除状態（開状態）にある切換バルブ１５を経て流入する集水タンク２０とを備えている。
【００３０】
集水タンク２０は、屋根集水桝１０に集めた雨水のうち所定量の初期降雨水を一時的に貯めるものであり、そのため、集水タンク２０は、集水面積（屋根面２の広さ）に対し、降り始めから２〜３ｍｍ程度のあらかじめ決められた一定水量（例えば２００〜５００リットル）を貯留可能な容量をもち、その一定水量の雨水が流れ込んだとき検出する水位センサ２１を備えている。そして、水位センサ２１が一定水量の雨水の流入を検出すると、連動する切換バルブ１５を初期降雨水排除状態（開状態）から浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えて、その後の雨水が集水タンク２０に流入することを遮断するようになっている。なお、切換バルブ１５は、故障した場合に排水を支障なく行えるように、異常があれば開放状態になる構造の自動バルブを採用する。
【００３１】
また、集水タンク２０は、貯留した初期降雨水を一定時間後に排水するため、水位センサ２１が一定水量の雨水を検出することで起動される適宜のタイマ２２と、タイマ２２の設定時間（例えば１０〜１２０時間の範囲で設定）が経過したとき開放される排水バルブ２３とを備えている。そのため、集水タンク２０内に貯留した初期降雨水は、無期限に滞留することなく降り始めから一定時間後に自動的に排水されて、つぎの降雨に備えることができるようになっている。さらに、集水タンク２０は、オーバフロー用の排水管２４、および、ドレーン用の手動バルブ２５を備えている。
【００３２】
また、この雨水利用システム１は、図１、図３に示すように、切換バルブ１５が浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えられると、屋根集水桝１０に集めたその後の雨水が導水管１６を通して導入される浄化設備３０を備えている。浄化設備３０は、濾過槽４０と、殺菌槽５０との２段階浄化システムを構成し、しかも各流入口、流出口の高さを徐々に低くすることで、濾過槽４０から殺菌槽５０への一方向の水の流れを誘導する構造となっている。
【００３３】
図５に示すように、濾過槽４０は、導水管１６を通して導入された雨水を物理濾過する、例えば穴径０．７５ｍｍの金属スクリーン４１と、槽内底部に配置された適宜のｐＨ調整剤４２とを備えている。
【００３４】
一方、殺菌槽５０は、濾過槽４０を通った雨水に、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）による滅菌処理を施すものである。そのため、殺菌槽５０には付帯設備として、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の充填容器（補充液タンク）５１が設けられ、充填容器５１に充填された過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は以下の反応によって活性酸素種に分解される。
【００３５】
すなわち、充填容器５１内の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は、充填容器５１内に投入される粒状固形触媒と反応して純粋酸素（Ｏ２）を生成し、生成された純粋酸素（Ｏ２）は、充填容器５１内の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を充填容器５１外へ押し出すための押し出しガスとして機能する。
【００３６】
充填容器５１内の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は、充填容器５１内に生成された純粋酸素（Ｏ２）の圧力によって押し出され、殺菌槽５０内の一次反応触媒５２に連結されたチューブを通してほぼ定量的に一次反応触媒５２に送り込まれ、一次反応触媒５２下部の空気クッションを通り一次反応触媒５２と接触して活性酸素種（フリーラジカル）を生成する。
【００３７】
過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は、充填容器５１内の酸素圧と一次反応触媒５２下部の空気クッション部にできる酸素圧とのバランスにより、充填容器５１から一次反応触媒５２に定量送り込まれる構造となる。また、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の分解過程で生成される活性酸素種（ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）、スーパーオキサイドアニオンラジカル（・Ｏ２ −）、パーオキサイド（・Ｏ２２ −）等々）それぞれの量、割合、反応速度は、充填容器５１内の粒状固形触媒により送り込まれる過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の量と一次反応触媒５２との量的バランス、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の濃度、水温等により決定される。
【００３８】
また、この雨水利用システム１は、図１、図３、図６に示すように、浄化設備３０を通って浄化された雨水を貯留する貯留槽６０を備えている。貯留槽６０は、任意容量のタンクを必要な備蓄水量に応じて複数基連結して構成され、好ましくは地下または地中に設置されるものである。貯留槽６０の各貯水タンクは、殺菌槽５０で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が雨水に残留している場合、その活性酸素種の分解、消去を促す二次反応触媒６１を備えている。この二次反応触媒６１は、雨水に残留する活性酸素種（フリーラジカル）と反応して活性酸素種を分解、消去し、その分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解するとともに、水の対流を促す。このような二次反応触媒６１による活性酸素種の分解反応にともなう水の浄化と機能化によって、貯留槽６０内に貯留された雨水は長期間劣化せず、清浄な状態を維持することができるようになっている。
【００３９】
最終段の貯留槽（貯水タンク）６０には、上限水位センサ６２および下限水位センサ６３が設けられ、さらに、上限水位センサ６２とほぼ同等の高さに予備センサ６４が設けられている。上限水位センサ６２は、切換バルブ１５と連動していて、貯留槽６０内の水位が所定の上限まで上昇すると、切換バルブ１５を切り換えてその後の雨水を集水タンク２０に流入させるものである。一方、下限水位センサ６３は、上水補給管６５に設置された上水バルブ６６と連動していて、貯留槽６０内の水位が所定の下限まで下降する（最低備蓄水量を下回る）と、上水バルブ６６を開けて貯留槽６０に所要量（必要最低量）の上水を補給するものである。予備センサ６４は、上限水位センサ６２が故障など異常を起こした場合の事故を防止するため、貯留槽６０内の水位が所定の上限まで上昇したことを上限水位センサ６２が検出できないとき、代わりにその水位レベルを検出して、切換バルブ１５を切り換えてその後の雨水を集水タンク２０に流入させるようになっている。また、予備センサ６４は、下限水位センサ６３が故障など異常を起こして、上水バルブ６６を開けたまま閉じることができなくなった場合の事故を防止するため、上水の流入が止まらずに貯留槽６０内の水位が検出レベルまで上昇したとき、上水バルブ６６を閉じるようになっている。
【００４０】
また、設置条件が許すなら、貯留槽６０の最上部に予備の排水口６７を設け、万一の場合は自然にオーバフロー排水される構造にすることが好ましい。
【００４１】
さらに、この雨水利用システム１は、図１、図６に示すように、貯留槽６０内の浄化雨水を、各種用途に使用するため揚水する揚水ポンプ７０と、揚水ポンプ７０で揚水した浄化雨水を、屋内用途に使用するためさらに濾過する濾過フィルタ８０を備えている。そして、濾過フィルタ８０は、プラスイオンに類するものを除去する例えば２０インチの活性炭フィルタ８１と、イオン以外の溶質物を除去する例えば５μｍのセディメント（沈殿物）フィルタ８２とで構成されている。
【００４２】
次に、上記の実施の形態の作用について、図７〜図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
図７に示すように、雨が降り始めると、雨水はまず屋根面２を伝わり、雨樋３を通して、軒下に設置された屋根集水桝１０に流れ込み、集水管１２を流下して、初期降雨水排除状態（開状態）にある切換バルブ１５を経て集水タンク２０に貯まっていく（ステップＳ１）。
【００４４】
集水タンク２０の貯水量が増えていき、降り始めから２〜３ｍｍ程度のあらかじめ決められた一定水量に達すると、水位センサ２１がオンする（ステップＳ２）。
【００４５】
すると、水位センサ２１が連動する切換バルブ１５を初期降雨水排除状態（開状態）から浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えて、その後の雨水が集水タンク２０に流入することを遮断するとともに、タイマ２２を起動させる（ステップＳ３）。
【００４６】
そして、タイマ２２の設定時間が経過すると（ステップＳ４）、集水タンク２０の排水バルブ２３を開放して（ステップＳ５）、集水タンク２０内に貯留した初期降雨水を排水する（ステップＳ６）。
【００４７】
一方、切換バルブ１５が浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えられると、図８に示すように、屋根集水桝１０に流れ込むその後の雨水は、浄化設備３０に導入される（ステップＳ１１）。
【００４８】
浄化設備３０に導入された雨水は、濾過槽４０でまず、金属スクリーン４１を通過することで物理濾過され（ステップＳ１２）、続いて、槽内底部に配置された適宜のｐＨ調整剤４２の作用により、もともと傾いている酸性方向から中性方向にｐＨ調整される（ステップＳ１３）。
【００４９】
つぎに雨水は、殺菌槽５０で、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）により滅菌処理される（ステップＳ１４）。
【００５０】
浄化設備３０で物理濾過、ｐＨ調整および滅菌処理された雨水は、つぎに、貯留槽６０に導入される（ステップＳ１５）。
【００５１】
貯留槽６０に導入された雨水は、殺菌槽５０で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が残留している場合、二次反応触媒６１がその活性酸素種と反応して分解、消去するとともに（ステップＳ１６）、分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解する。そのため、貯留槽６０内に貯留された雨水は長期間劣化せず、清浄な状態を維持できることとなる。
【００５２】
そして、貯留槽６０の最終段の貯留タンク内の水位が所定の上限まで上昇すると、上限水位センサ６２がオンする（ステップＳ１７のＹＥＳ）。
【００５３】
すると、上限水位センサ６２が、連動する切換バルブ１５を浄化・貯留状態（閉状態）から初期降雨水排除状態（開状態）に切り換えて（ステップＳ１９）、その後の雨水を再び集水タンク２０に流入させる。
【００５４】
一方、上限水位センサ６２がオンしなくても（ステップＳ１７のＮＯ）、予備センサ６４がオンすれば（ステップＳ１８のＹＥＳ）、上限水位センサ６２に何か異常があることが明らかであるから、予備センサ６４が上限水位センサ６２に代わって、連動する切換バルブ１５を浄化・貯留状態（閉状態）から初期降雨水排除状態（開状態）に切り換えて（ステップＳ１９）、その後の雨水を再び集水タンク２０に流入させる。
【００５５】
こうした余剰雨水は、図１に示すように、ビオトープや緑地の灌水用として利用する。
【００５６】
また、図９に示すように、貯留槽６０内の浄化雨水をさまざまな用途に使用することで貯水量が減っていき、とくに渇水期などに、貯留槽６０の最終段の貯留タンク内の水位が所定の下限まで下降する（最低備蓄水量を下回る）と、下限水位センサ６３がオンする（ステップＳ２１）。
【００５７】
すると、下限水位センサ６３が、連動する上水バルブ６６を開放して（ステップＳ２２）、貯留槽６０に所要量（必要最低量）の上水を補給する（ステップＳ２３）。
【００５８】
所要量（必要最低量）の上水を補給すると、下限水位センサ６３が、連動する上水バルブ６６を自動的に閉じるように設定されているが、万一、上水バルブ６６が自動的に閉じないで（ステップＳ２４のＮＯ）、水位が上昇し、予備センサ６４がオンすれば（ステップＳ２５のＹＥＳ）、下限水位センサ６３に何か異常があることが明らかであるから、予備センサ６４が下限水位センサ６３に代わって、上水バルブ６６を強制的に閉じる（ステップＳ２６）。
【００５９】
さらに、貯留槽６０内の浄化雨水を使用する際は、揚水ポンプ７０を作動させてポンプアップすることで、さまざまな用途に使用する。このとき、屋外用途に使用する場合は、ポンプアップした浄化雨水をそのまま使用するのに対し、屋内用途に使用する場合は、濾過フィルタ８０通すことでさらに浄化する。すなわち、活性炭フィルタ８１でプラスイオンに類するものを除去し、また、セディメントフィルタ８２でイオン以外の溶質物を除去したうえで、屋内用途に使用する。
【００６０】
そして、貯留槽６０内の浄化雨水の利用形態としては、例えば、（１） 雑用水としての活用（すなわち、洗車、打ち水、散水、植木の水やりなどを対象とする、小規模の利用）、（２） 水洗水としての活用（すなわち、トイレを対象とする、小規模から中規模の利用）、（３） 池としての活用（すなわち、ビオトープ池を対象とする、小規模の利用）、（４） 涼感空調用水としての活用（すなわち、貯留水をクーリング用の熱交換の対象とする、中規模から大規模の利用）、（５） 生活上水としての活用（すなわち、洗濯水、浴用水、洗面水を対象とする、中規模の利用）、（６） 飲用水としての活用（すなわち、炊事、食器洗い、飲料用を対象とする、中規模の利用）、（７） 温水用としての活用（すなわち、湯沸かし用水、太陽熱温水を対象とする、中規模の利用）、（８） 水耕園芸水としての活用（すなわち、家庭菜園、温室などを対象とする、小規模から大規模までの幅広い利用）、（９） 鉢植え園芸用水としての活用（すなわち、鉢植え自然給水などを対象とする、小規模から中規模の利用）、（１０）非常用水としての活用（すなわち、地震など自然災害時のライフライン用水を対象とする、中規模から大規模の利用）、（１１）防火用水としての活用（すなわち、火災時の防火用水などを対象とする、大規模の利用）、（１２）渇水対策としての活用（すなわち、地下水の水位低下の防止に役立つ浸透水化、庭樹木への給水などを対象とする、小規模から大規模までの幅広い利用）、（１３）洪水対策としての活用（すなわち、浸透水化、貯留化による都市型洪水防止対策を対象とする、中規模から大規模の利用）、その他さまざまな利用形態が考えられる。
【００６１】
なお、上記の実施の形態では、貯留槽６０内の浄化雨水をそのままで、洗車、散水、池注水などの屋外用途に利用し、濾過フィルタ８０を通してさらに浄化した雨水をサニタリなどの屋内用途に利用したが、これに限定するものでなく、例えば、活性炭フィルタ８１およびセディメントフィルタ８２を通して完全濾過した雨水は飲料水にも適するから、飲料水も含めて全ての屋内用途に利用することが可能である。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、初期降雨水排除の仕組みとして、図３に示すように、切換バルブ１５と集水タンク２０とを設けて、集水タンク２０に水位センサ２１、タイマ２２および排水バルブ２３を設けたが、これに限定するものでなく、例えば、図４に示すように、降り始めの水勢が弱い間は雨水が集水タンク２０に流入する一方、本降りになって水勢が強まるとストレーナ１１５を通して浄化設備３０側へ導水するように構成することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
この発明は以上のように、屋根面から雨樋を通して集めた雨水を、所定量の初期降雨水を排除したのち、ｐＨ調整機能および殺菌機能を有する浄化設備を経て貯留槽に導入して貯留し、貯留槽内の浄化雨水を揚水して各種用途に使用するように構成したので、生活水として最も適した性質をもつ雨水の価値を見直し、雨水のもつ特性を積極的に活用することができ、その結果、自然の恵みを生かして、天然水を積極的に利用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による建物の雨水利用システムの一実施の形態を示す概略的配置図である。
【図２】図１の雨水利用システムの屋根集水桝および集水タンクの構成を示す概略的構成図である。
【図３】図１の雨水利用システムの要部の一例を示す概略的構成図である。
【図４】図１の雨水利用システムの要部の他の例を示す概略的構成図である。
【図５】図１の雨水利用システムの浄化設備の構成を示す概略的構成図である。
【図６】図１の雨水利用システムの貯留槽の構成を示す概略的構成図である。
【図７】図１の雨水利用システムの初期降雨水の処理動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の雨水利用システムの浄化・貯留動作を示すフローチャートである。
【図９】図１の雨水利用システムの上水補給動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 建物の雨水利用システム
２ 屋根面
３ 雨樋
１０ 屋根集水桝
１１ ストレーナ
１２ 集水管
１５ 切換バルブ
１６ 導水管
２０ 集水タンク
２１ 水位センサ
２２ タイマ
２３ 排水バルブ
２４ 排水管
２５ 手動バルブ
３０ 浄化設備
４０ 濾過槽
４１ 金属スクリーン
４２ ｐＨ調整剤
５０ 殺菌槽
５１ 充填容器（補充液タンク）
５２ 一次反応触媒
６０ 貯留槽
６１ 二次反応触媒
６２ 上限水位センサ
６３ 下限水位センサ
６４ 予備センサ
６５ 上水補給管
６６ 上水バルブ
６７ 予備の排水口
７０ 揚水ポンプ
８０ 濾過フィルタ
８１ 活性炭フィルタ
８２ セディメント（沈殿物）フィルタ
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば住宅家屋に適用される建物の雨水利用方法と、建物の雨水利用システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水を構成する水分子の充填率は最大でも３４％程度しかなく、そのため水は、いわば隙間だらけのスポンジのような物質に喩えることができる。また、酸素と水素の化合物である水分子は、正負の電荷を帯びる陽イオン、陰イオンの双方を誘引する性質をもつため、水は、水分子の広い隙間にさまざまな物質を抱えながら存在することができる特性を備えている。
【０００３】
このような理由で、水は、物をよく溶かす性質をもつ物質、すなわち溶媒として位置づけられる。一方、地球上に存在するほとんどの物質は、水に溶ける性質をもつ物質、すなわち溶質として位置づけられる。そして、一般に「水」といえば、我々にとって水の代名詞ともなっている水道水も含めて、水分子の集団である溶媒と、ミネラルその他さまざまな溶質との混合物であると考えることができる。
【０００４】
これに対し、水分子と溶質物との混合物である水を、特殊な手法で物理濾過して、溶質物や不純物を取り除いた水を「純水」という。このような「純水」は、溶媒としての水が本来的に有するきわめて高い吸収性をもつため、別名「ハングリーウォーター」とも呼ばれ、洗浄能力が高いことからＩＣ基盤の洗浄などに用いられている。また、「純水」には、不純物などの溶質物が混入していないため、さまざまな飲料水の元水として利用されるなど、最近では種々の用途に広く利用されるようになってきている。
【０００５】
こうした特性を備えた「純水」は、人為的な濾過処理による生成物であるが、天然の生成物である雨や雪は、水蒸気として大気中に蒸散した純粋な水分子の集合体として、最も「純水」に近い特質を持ち合わせているのである。すなわち、単位あたりの水に含まれる溶質物の値を硬度で表すことができるが、日本の水道水の硬度は約７０〜１７０ｍｇ／Ｌ程度で、世界的に見て溶質物の少ない軟水とされている。ちなみに、ヨーロッパの山岳部における水道水の硬度は約３７０〜４００ｍｇ／Ｌ程度の硬水であるから、これと比べても、日本の水道水は溶質物のきわめて少ない水であるということができる。ところが、雨水の硬度はさらに低くて、２０ｍｇ／Ｌ以下である。これは、溶質物がきわめて少ない超軟水であり、限りなく水分子の集合体に近い存在、つまり、「純水」に限りなく近い水であるということができる。
【０００６】
そして、溶質物の少ない水は濾過や浄化がしやすく、有害な塩素やその他の化学物質を使わずに処理することが可能であり、また、こうした特質をもつ雨水は、きわめて安全な天然水として再生することができ、さらに、再生された雨水は吸収性に優れていることから、使用用途も広く、洗浄水や飲用水としての利用にも適している。したがって、濾過および水質維持等をしっかりとした手法で実現しさえすれば、雨水は、植木用の散水や、洗車、サニタリーの用水、さらには台所や飲用水等に至るまで、あらゆる用途の生活水として最も適した水であるということがいえるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水技術には、このような雨水のもつ特性を積極的に活用する視点がなく、そのため、雨水があらゆる用途の生活水として最も適した水であるにもかかわらず、そのことを見逃し、利用する場合も単なる廃水の再利用などの消極的な意味でしかなく、結局、雨水を積極的に活用することができないという問題があった。
【０００８】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、生活水として最も適した性質をもつ雨水の価値を見直し、雨水のもつ特性を積極的に活用することで、自然の恵みを生かし、天然水を積極的に利用することのできる建物の雨水利用方法および建物の雨水利用システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、屋根面から雨樋を通して集めた雨水のうち所定量の初期降雨水を一時的に貯める集水タンクと、前記集水タンクの貯水量が所定量に達すると、雨水が集水タンクに流入することを遮断する切換バルブの切り換えによって雨水が導入される濾過槽と殺菌槽とからなる２段階浄化設備と、前記２段階浄化設備を通って濾過および殺菌された浄化雨水を貯留するため、任意容量の貯水タンクを必要な備蓄水量に応じて複数基連結して構成される貯留槽とを備えた建物の雨水利用システムであって、前記２段階浄化設備の１段目を構成する前記濾過槽は、導入された雨水に物理濾過処理を施す物理濾過部材と、酸性方向に傾いた雨水に中性方向へのｐＨ調整処理を施すｐＨ調整剤とを備え、前記２段階浄化設備の２段目を構成する前記殺菌槽は、前記濾過槽を経た雨水に、過酸化水素水の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）による滅菌処理を施すための反応触媒（一次反応触媒）と、前記反応触媒（一次反応触媒）に過酸化水素水を定量的に送り込む充填容器とを備え、前記貯留槽は、前記各貯水タンクに、前記殺菌槽で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が浄化雨水に残留している場合、その活性酸素種と反応して活性酸素種を分解、消去し、その分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解する反応触媒（二次反応触媒）を備えるとともに、最終段の前記貯水タンクに、前記切換バルブと連動していて、前記最終段の貯水タンク内の水位が所定の上限まで上昇すると、当該切換バルブを切り換えてその後の雨水を前記集水タンクに流入させる上限水位センサと、上水補給管に設置された上水バルブと連動していて、前記最終段の貯水タンク内の水位が所定の下限まで下降すると、当該上水バルブを開けて当該最終段の貯水タンクに所要量の上水を補給する下限水位センサと、前記下限水位センサが前記上水バルブを開けたまま上水の流入が止まらずに前記最終段の貯水タンク内の水位が検出レベルまで上昇したとき、当該上水バルブを閉じる予備センサとを備えた建物の雨水利用システム。
【００２１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記集水タンクは、所定量貯めた初期降雨水を一定時間後に排水するためのタイマおよび排水バルブを備えている建物の雨水利用システムである。
【００２６】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記貯留槽の最終段の前記貯水タンク内の浄化雨水を、各種用途に使用するため揚水する揚水ポンプと、前記貯留槽の最終段の前記貯水タンクから揚水した浄化雨水を、屋内用途に使用するためさらに濾過する活性炭フィルタおよびセディメントフィルタを備えている建物の雨水利用システムである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による建物の雨水利用システムを例えば住宅家屋に適用した一実施の形態を示す概略的配置図であり、この建物の雨水利用システム１は、建物に降った雨水を、植木や庭の散水、洗車その他の雑用水など屋外の用途、および、入浴、洗濯、トイレ、台所（飲用水その他）など屋内の用途に利用するシステムである。
【００２９】
そのため、この雨水利用システム１は、図１、図２に示すように、軒下に設置されて屋根面２から雨樋３を通して雨水を集める屋根集水桝１０と、屋根集水桝１０に集めた雨水が、ストレーナ１１から集水管１２を通して、さらに初期降雨水排除状態（開状態）にある切換バルブ１５を経て流入する集水タンク２０とを備えている。
【００３０】
集水タンク２０は、屋根集水桝１０に集めた雨水のうち所定量の初期降雨水を一時的に貯めるものであり、そのため、集水タンク２０は、集水面積（屋根面２の広さ）に対し、降り始めから２〜３ｍｍ程度のあらかじめ決められた一定水量（例えば２００〜５００リットル）を貯留可能な容量をもち、その一定水量の雨水が流れ込んだとき検出する水位センサ２１を備えている。そして、水位センサ２１が一定水量の雨水の流入を検出すると、連動する切換バルブ１５を初期降雨水排除状態（開状態）から浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えて、その後の雨水が集水タンク２０に流入することを遮断するようになっている。なお、切換バルブ１５は、故障した場合に排水を支障なく行えるように、異常があれば開放状態になる構造の自動バルブを採用する。
【００３１】
また、集水タンク２０は、貯留した初期降雨水を一定時間後に排水するため、水位センサ２１が一定水量の雨水を検出することで起動される適宜のタイマ２２と、タイマ２２の設定時間（例えば１０〜１２０時間の範囲で設定）が経過したとき開放される排水バルブ２３とを備えている。そのため、集水タンク２０内に貯留した初期降雨水は、無期限に滞留することなく降り始めから一定時間後に自動的に排水されて、つぎの降雨に備えることができるようになっている。さらに、集水タンク２０は、オーバフロー用の排水管２４、および、ドレーン用の手動バルブ２５を備えている。
【００３２】
また、この雨水利用システム１は、図１、図３に示すように、切換バルブ１５が浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えられると、屋根集水桝１０に集めたその後の雨水が導水管１６を通して導入される浄化設備３０を備えている。浄化設備３０は、濾過槽４０と、殺菌槽５０との２段階浄化システムを構成し、しかも各流入口、流出口の高さを徐々に低くすることで、濾過槽４０から殺菌槽５０への一方向の水の流れを誘導する構造となっている。
【００３３】
図５に示すように、濾過槽４０は、導水管１６を通して導入された雨水を物理濾過する、例えば穴径０．７５ｍｍの金属スクリーン４１と、槽内底部に配置された適宜のｐＨ調整剤４２とを備えている。
【００３４】
一方、殺菌槽５０は、濾過槽４０を通った雨水に、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）による滅菌処理を施すものである。そのため、殺菌槽５０には付帯設備として、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の充填容器（補充液タンク）５１が設けられ、充填容器５１に充填された過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は以下の反応によって活性酸素種に分解される。
【００３５】
すなわち、充填容器５１内の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は、充填容器５１内に投入される粒状固形触媒と反応して純粋酸素（Ｏ２）を生成し、生成された純粋酸素（Ｏ２）は、充填容器５１内の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を充填容器５１外へ押し出すための押し出しガスとして機能する。
【００３６】
充填容器５１内の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は、充填容器５１内に生成された純粋酸素（Ｏ２）の圧力によって押し出され、殺菌槽５０内の一次反応触媒５２に連結されたチューブを通してほぼ定量的に一次反応触媒５２に送り込まれ、一次反応触媒５２下部の空気クッションを通り一次反応触媒５２と接触して活性酸素種（フリーラジカル）を生成する。
【００３７】
過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）は、充填容器５１内の酸素圧と一次反応触媒５２下部の空気クッション部にできる酸素圧とのバランスにより、充填容器５１から一次反応触媒５２に定量送り込まれる構造となる。また、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の分解過程で生成される活性酸素種（ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）、スーパーオキサイドアニオンラジカル（・Ｏ２ −）、パーオキサイド（・Ｏ２２ −）等々）それぞれの量、割合、反応速度は、充填容器５１内の粒状固形触媒により送り込まれる過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の量と一次反応触媒５２との量的バランス、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の濃度、水温等により決定される。
【００３８】
また、この雨水利用システム１は、図１、図３、図６に示すように、浄化設備３０を通って浄化された雨水を貯留する貯留槽６０を備えている。貯留槽６０は、任意容量のタンクを必要な備蓄水量に応じて複数基連結して構成され、好ましくは地下または地中に設置されるものである。貯留槽６０の各貯水タンクは、殺菌槽５０で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が雨水に残留している場合、その活性酸素種の分解、消去を促す二次反応触媒６１を備えている。この二次反応触媒６１は、雨水に残留する活性酸素種（フリーラジカル）と反応して活性酸素種を分解、消去し、その分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解するとともに、水の対流を促す。このような二次反応触媒６１による活性酸素種の分解反応にともなう水の浄化と機能化によって、貯留槽６０内に貯留された雨水は長期間劣化せず、清浄な状態を維持することができるようになっている。
【００３９】
最終段の貯留槽（貯水タンク）６０には、上限水位センサ６２および下限水位センサ６３が設けられ、さらに、上限水位センサ６２とほぼ同等の高さに予備センサ６４が設けられている。上限水位センサ６２は、切換バルブ１５と連動していて、貯留槽６０内の水位が所定の上限まで上昇すると、切換バルブ１５を切り換えてその後の雨水を集水タンク２０に流入させるものである。一方、下限水位センサ６３は、上水補給管６５に設置された上水バルブ６６と連動していて、貯留槽６０内の水位が所定の下限まで下降する（最低備蓄水量を下回る）と、上水バルブ６６を開けて貯留槽６０に所要量（必要最低量）の上水を補給するものである。予備センサ６４は、上限水位センサ６２が故障など異常を起こした場合の事故を防止するため、貯留槽６０内の水位が所定の上限まで上昇したことを上限水位センサ６２が検出できないとき、代わりにその水位レベルを検出して、切換バルブ１５を切り換えてその後の雨水を集水タンク２０に流入させるようになっている。また、予備センサ６４は、下限水位センサ６３が故障など異常を起こして、上水バルブ６６を開けたまま閉じることができなくなった場合の事故を防止するため、上水の流入が止まらずに貯留槽６０内の水位が検出レベルまで上昇したとき、上水バルブ６６を閉じるようになっている。
【００４０】
また、設置条件が許すなら、貯留槽６０の最上部に予備の排水口６７を設け、万一の場合は自然にオーバフロー排水される構造にすることが好ましい。
【００４１】
さらに、この雨水利用システム１は、図１、図６に示すように、貯留槽６０内の浄化雨水を、各種用途に使用するため揚水する揚水ポンプ７０と、揚水ポンプ７０で揚水した浄化雨水を、屋内用途に使用するためさらに濾過する濾過フィルタ８０を備えている。そして、濾過フィルタ８０は、プラスイオンに類するものを除去する例えば２０インチの活性炭フィルタ８１と、イオン以外の溶質物を除去する例えば５μｍのセディメント（沈殿物）フィルタ８２とで構成されている。
【００４２】
次に、上記の実施の形態の作用について、図７〜図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
図７に示すように、雨が降り始めると、雨水はまず屋根面２を伝わり、雨樋３を通して、軒下に設置された屋根集水桝１０に流れ込み、集水管１２を流下して、初期降雨水排除状態（開状態）にある切換バルブ１５を経て集水タンク２０に貯まっていく（ステップＳ１）。
【００４４】
集水タンク２０の貯水量が増えていき、降り始めから２〜３ｍｍ程度のあらかじめ決められた一定水量に達すると、水位センサ２１がオンする（ステップＳ２）。
【００４５】
すると、水位センサ２１が連動する切換バルブ１５を初期降雨水排除状態（開状態）から浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えて、その後の雨水が集水タンク２０に流入することを遮断するとともに、タイマ２２を起動させる（ステップＳ３）。
【００４６】
そして、タイマ２２の設定時間が経過すると（ステップＳ４）、集水タンク２０の排水バルブ２３を開放して（ステップＳ５）、集水タンク２０内に貯留した初期降雨水を排水する（ステップＳ６）。
【００４７】
一方、切換バルブ１５が浄化・貯留状態（閉状態）に切り換えられると、図８に示すように、屋根集水桝１０に流れ込むその後の雨水は、浄化設備３０に導入される（ステップＳ１１）。
【００４８】
浄化設備３０に導入された雨水は、濾過槽４０でまず、金属スクリーン４１を通過することで物理濾過され（ステップＳ１２）、続いて、槽内底部に配置された適宜のｐＨ調整剤４２の作用により、もともと傾いている酸性方向から中性方向にｐＨ調整される（ステップＳ１３）。
【００４９】
つぎに雨水は、殺菌槽５０で、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）により滅菌処理される（ステップＳ１４）。
【００５０】
浄化設備３０で物理濾過、ｐＨ調整および滅菌処理された雨水は、つぎに、貯留槽６０に導入される（ステップＳ１５）。
【００５１】
貯留槽６０に導入された雨水は、殺菌槽５０で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が残留している場合、二次反応触媒６１がその活性酸素種と反応して分解、消去するとともに（ステップＳ１６）、分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解する。そのため、貯留槽６０内に貯留された雨水は長期間劣化せず、清浄な状態を維持できることとなる。
【００５２】
そして、貯留槽６０の最終段の貯留タンク内の水位が所定の上限まで上昇すると、上限水位センサ６２がオンする（ステップＳ１７のＹＥＳ）。
【００５３】
すると、上限水位センサ６２が、連動する切換バルブ１５を浄化・貯留状態（閉状態）から初期降雨水排除状態（開状態）に切り換えて（ステップＳ１９）、その後の雨水を再び集水タンク２０に流入させる。
【００５４】
一方、上限水位センサ６２がオンしなくても（ステップＳ１７のＮＯ）、予備センサ６４がオンすれば（ステップＳ１８のＹＥＳ）、上限水位センサ６２に何か異常があることが明らかであるから、予備センサ６４が上限水位センサ６２に代わって、連動する切換バルブ１５を浄化・貯留状態（閉状態）から初期降雨水排除状態（開状態）に切り換えて（ステップＳ１９）、その後の雨水を再び集水タンク２０に流入させる。
【００５５】
こうした余剰雨水は、図１に示すように、ビオトープや緑地の灌水用として利用する。
【００５６】
また、図９に示すように、貯留槽６０内の浄化雨水をさまざまな用途に使用することで貯水量が減っていき、とくに渇水期などに、貯留槽６０の最終段の貯留タンク内の水位が所定の下限まで下降する（最低備蓄水量を下回る）と、下限水位センサ６３がオンする（ステップＳ２１）。
【００５７】
すると、下限水位センサ６３が、連動する上水バルブ６６を開放して（ステップＳ２２）、貯留槽６０に所要量（必要最低量）の上水を補給する（ステップＳ２３）。
【００５８】
所要量（必要最低量）の上水を補給すると、下限水位センサ６３が、連動する上水バルブ６６を自動的に閉じるように設定されているが、万一、上水バルブ６６が自動的に閉じないで（ステップＳ２４のＮＯ）、水位が上昇し、予備センサ６４がオンすれば（ステップＳ２５のＹＥＳ）、下限水位センサ６３に何か異常があることが明らかであるから、予備センサ６４が下限水位センサ６３に代わって、上水バルブ６６を強制的に閉じる（ステップＳ２６）。
【００５９】
さらに、貯留槽６０内の浄化雨水を使用する際は、揚水ポンプ７０を作動させてポンプアップすることで、さまざまな用途に使用する。このとき、屋外用途に使用する場合は、ポンプアップした浄化雨水をそのまま使用するのに対し、屋内用途に使用する場合は、濾過フィルタ８０通すことでさらに浄化する。すなわち、活性炭フィルタ８１でプラスイオンに類するものを除去し、また、セディメントフィルタ８２でイオン以外の溶質物を除去したうえで、屋内用途に使用する。
【００６０】
そして、貯留槽６０内の浄化雨水の利用形態としては、例えば、（１） 雑用水としての活用（すなわち、洗車、打ち水、散水、植木の水やりなどを対象とする、小規模の利用）、（２） 水洗水としての活用（すなわち、トイレを対象とする、小規模から中規模の利用）、（３） 池としての活用（すなわち、ビオトープ池を対象とする、小規模の利用）、（４） 涼感空調用水としての活用（すなわち、貯留水をクーリング用の熱交換の対象とする、中規模から大規模の利用）、（５） 生活上水としての活用（すなわち、洗濯水、浴用水、洗面水を対象とする、中規模の利用）、（６） 飲用水としての活用（すなわち、炊事、食器洗い、飲料用を対象とする、中規模の利用）、（７） 温水用としての活用（すなわち、湯沸かし用水、太陽熱温水を対象とする、中規模の利用）、（８） 水耕園芸水としての活用（すなわち、家庭菜園、温室などを対象とする、小規模から大規模までの幅広い利用）、（９） 鉢植え園芸用水としての活用（すなわち、鉢植え自然給水などを対象とする、小規模から中規模の利用）、（１０）非常用水としての活用（すなわち、地震など自然災害時のライフライン用水を対象とする、中規模から大規模の利用）、（１１）防火用水としての活用（すなわち、火災時の防火用水などを対象とする、大規模の利用）、（１２）渇水対策としての活用（すなわち、地下水の水位低下の防止に役立つ浸透水化、庭樹木への給水などを対象とする、小規模から大規模までの幅広い利用）、（１３）洪水対策としての活用（すなわち、浸透水化、貯留化による都市型洪水防止対策を対象とする、中規模から大規模の利用）、その他さまざまな利用形態が考えられる。
【００６１】
なお、上記の実施の形態では、貯留槽６０内の浄化雨水をそのままで、洗車、散水、池注水などの屋外用途に利用し、濾過フィルタ８０を通してさらに浄化した雨水をサニタリなどの屋内用途に利用したが、これに限定するものでなく、例えば、活性炭フィルタ８１およびセディメントフィルタ８２を通して完全濾過した雨水は飲料水にも適するから、飲料水も含めて全ての屋内用途に利用することが可能である。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、初期降雨水排除の仕組みとして、図３に示すように、切換バルブ１５と集水タンク２０とを設けて、集水タンク２０に水位センサ２１、タイマ２２および排水バルブ２３を設けたが、これに限定するものでなく、例えば、図４に示すように、降り始めの水勢が弱い間は雨水が集水タンク２０に流入する一方、本降りになって水勢が強まるとストレーナ１１５を通して浄化設備３０側へ導水するように構成することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
この発明は以上のように、屋根面から雨樋を通して集めた雨水を、所定量の初期降雨水を排除したのち、ｐＨ調整機能および殺菌機能を有する浄化設備を経て貯留槽に導入して貯留し、貯留槽内の浄化雨水を揚水して各種用途に使用するように構成したので、生活水として最も適した性質をもつ雨水の価値を見直し、雨水のもつ特性を積極的に活用することができ、その結果、自然の恵みを生かして、天然水を積極的に利用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による建物の雨水利用システムの一実施の形態を示す概略的配置図である。
【図２】図１の雨水利用システムの屋根集水桝および集水タンクの構成を示す概略的構成図である。
【図３】図１の雨水利用システムの要部の一例を示す概略的構成図である。
【図４】図１の雨水利用システムの要部の他の例を示す概略的構成図である。
【図５】図１の雨水利用システムの浄化設備の構成を示す概略的構成図である。
【図６】図１の雨水利用システムの貯留槽の構成を示す概略的構成図である。
【図７】図１の雨水利用システムの初期降雨水の処理動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の雨水利用システムの浄化・貯留動作を示すフローチャートである。
【図９】図１の雨水利用システムの上水補給動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 建物の雨水利用システム
２ 屋根面
３ 雨樋
１０ 屋根集水桝
１１ ストレーナ
１２ 集水管
１５ 切換バルブ
１６ 導水管
２０ 集水タンク
２１ 水位センサ
２２ タイマ
２３ 排水バルブ
２４ 排水管
２５ 手動バルブ
３０ 浄化設備
４０ 濾過槽
４１ 金属スクリーン
４２ ｐＨ調整剤
５０ 殺菌槽
５１ 充填容器（補充液タンク）
５２ 一次反応触媒
６０ 貯留槽
６１ 二次反応触媒
６２ 上限水位センサ
６３ 下限水位センサ
６４ 予備センサ
６５ 上水補給管
６６ 上水バルブ
６７ 予備の排水口
７０ 揚水ポンプ
８０ 濾過フィルタ
８１ 活性炭フィルタ
８２ セディメント（沈殿物）フィルタ
Claims (3)
- 屋根面から雨樋を通して集めた雨水のうち所定量の初期降雨水を一時的に貯める集水タンクと、
前記集水タンクの貯水量が所定量に達すると、雨水が集水タンクに流入することを遮断する切換バルブの切り換えによって雨水が導入される濾過槽と殺菌槽とからなる２段階浄化設備と、
前記２段階浄化設備を通って濾過および殺菌された浄化雨水を貯留するため、任意容量の貯水タンクを必要な備蓄水量に応じて複数基連結して構成される貯留槽とを備えた建物の雨水利用システムであって、
前記２段階浄化設備の１段目を構成する前記濾過槽は、導入された雨水に物理濾過処理を施す物理濾過部材と、酸性方向に傾いた雨水に中性方向へのｐＨ調整処理を施すｐＨ調整剤とを備え、
前記２段階浄化設備の２段目を構成する前記殺菌槽は、前記濾過槽を経た雨水に、過酸化水素水の分解により生成される活性酸素種（フリーラジカル）による滅菌処理を施すための反応触媒（一次反応触媒）と、前記反応触媒（一次反応触媒）に過酸化水素水を定量的に送り込む充填容器とを備え、
前記貯留槽は、
前記各貯水タンクに、前記殺菌槽で用いた活性酸素種（フリーラジカル）が浄化雨水に残留している場合、その活性酸素種と反応して活性酸素種を分解、消去し、その分解反応にともなって酸素を生成する過程で有機物を分解する反応触媒（二次反応触媒）を備えるとともに、
最終段の前記貯水タンクに、
前記切換バルブと連動していて、前記最終段の貯水タンク内の水位が所定の上限まで上昇すると、当該切換バルブを切り換えてその後の雨水を前記集水タンクに流入させる上限水位センサと、
上水補給管に設置された上水バルブと連動していて、前記最終段の貯水タンク内の水位が所定の下限まで下降すると、当該上水バルブを開けて当該最終段の貯水タンクに所要量の上水を補給する下限水位センサと、
前記下限水位センサが前記上水バルブを開けたまま上水の流入が止まらずに前記最終段の貯水タンク内の水位が検出レベルまで上昇したとき、当該上水バルブを閉じる予備センサとを備えた、
ことを特徴とする建物の雨水利用システム。 - 前記集水タンクは、所定量貯めた初期降雨水を一定時間後に排水するためのタイマおよび排水バルブを備えていることを特徴とする請求項１記載の建物の雨水利用システム。
- 前記貯留槽の最終段の前記貯水タンク内の浄化雨水を、各種用途に使用するため揚水する揚水ポンプと、前記貯留槽の最終段の前記貯水タンクから揚水した浄化雨水を、屋内用途に使用するためさらに濾過する活性炭フィルタおよびセディメントフィルタを備えていることを特徴とする請求項１記載の建物の雨水利用システム。
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