JP5649178B2 - 解体計画決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、解体システムおよび解体計画決定方法に関する。詳しくは、構造物を解体するための解体システムおよび解体計画決定方法に関する。

従来より、高層建築では、設備や躯体の老朽化を理由として、既存の建築物を解体し、新たに建築物を構築する建て替えが行われる場合がある。
ここで、既存の建築物を解体する方法として、例えば、以下のような手法が提案されている。すなわち、最上階にハットトラスからなる仮設屋根を設け、この仮設屋根に覆われた空間を解体作業スペースとし、この解体作業スペースで解体作業を行うことにより、粉塵や騒音を防止しつつ、建築物を解体する（特許文献１参照）。

特開平６−２７２４０３号公報

ところで、上述の解体方法では、解体対象であるフロアを解体した後、クレーンを利用して解体材を荷下ろしするが、この際、クレーンの巻上装置には回生電力が発生する。この回生電力は回生抵抗器などで熱変換して放出させているが、この回生電力を利用できれば、環境負荷を低減できることになる。

本発明は、解体材の荷下ろし時に発生する回生電力を利用して、環境負荷を低減できる解体システムおよび解体計画決定方法を提供することを目的とする。

本発明では、解体した解体材を荷下ろしするためのクレーンと、当該クレーンの巻上装置に接続された蓄電装置と、前記巻上装置に接続された解体現場内の機器と、を備え、前記クレーンで解体材を荷下ろしする際に、前記クレーンの巻上装置に回生電力を発生させ、当該回生電力を前記クレーンの動力として使用するとともに、余剰電力を前記機器に供給することが好ましい。

この発明によれば、クレーンで解体材を荷下ろしする際に、クレーンの巻上装置に回生電力を発生させる。そして、この回生電力をこのクレーンの動力として使用するとともに、余剰電力を解体現場内の機器に利用する。よって、従来のように回生電力を熱放出しないので、エネルギーの利用効率を向上できるから、環境負荷を低減できる。

請求項１に記載の解体計画決定方法は、構造物を解体する際の仮設計画を決定するための解体計画決定方法であって、解体材を荷下ろしする際に、荷下ろし用のクレーンの巻上装置に回生電力を発生させ、当該回生電力を前記クレーンの動力として使用するとともに、前記回生電力から前記クレーンの動力を除いた余剰電力を解体現場内の機器に供給することとし、前記クレーンの荷下ろし回数、荷下ろし高さ、および解体材の重量に基づいて回生電力の発電量を算定し、当該算定した発電量に基づいて、前記解体現場内で不足する電力量を算定し、当該不足する電力量を外部電源から供給するように決定することを特徴とする。

この発明によれば、クレーンの荷下ろし回数、荷下ろし高さおよび高さに基づいて回生電力の発電量を算定する。次に、この算定した発電量に基づいて、解体現場内で不足する電力量を算定する。そして、不足する電力を外部電源から供給するように決定する。よって、外部電源が供給する電力量を予め算定できるので、環境負荷を低減できる。

本発明によれば、クレーンで解体材を荷下ろしする際に、クレーンの巻上装置に回生電力を発生させる。そして、この回生電力をこのクレーンの動力として使用するとともに、余剰電力を解体現場内の機器に利用する。よって、解体材の荷下ろし時にクレーンの巻上装置に発生する回生電力を利用して、解体現場内の電力をまかなうことができるから、環境負荷を低減できる。

本発明の一実施形態に係る解体システムが適用された既存建物の断面図である。 前記実施形態に係る既存建物に取り付けられる仮設柱の正面図および側面図である。 前記実施形態に係る仮設柱の下部の横断面図である。 前記実施形態に係る仮設柱の中央部の横断面図である。 前記実施形態に係る仮設柱の平面図である。 前記実施形態に係る解体システムのテルハの電力系統を示すブロック図である。 前記実施形態に係る既存建物を解体する手順を説明するための図（その１）である。 前記実施形態に係る既存建物を解体する手順を説明するための図（その２）である。 前記実施形態に係る既存建物を解体する手順を説明するための図（その３）である。

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解体システムが適用された既存建物１の断面図である。
既存建物１は、２４階建ての鉄骨造であり、複数本の角形鋼管である既存柱１１と、これら既存柱１１同士を連結する複数の鉄骨梁である既存梁１２と、既存梁１２に支持される既存スラブ１３と、を備える。

この既存建物１には、既存建物１を解体するために、解体システム６０が構築されている。解体システム６０は、仮設屋根６１と、この仮設屋根６１の外周に設けられた外周足場６２と、既存建物１の構造体に支持されて略鉛直方向に延びて仮設屋根６１を支持する仮設柱２０と、を備える。

仮設屋根６１は、２４階床レベルの外周側の既存梁１２と、２４階の外周側の既存柱１１と、Ｒ階床レベルの一部の既存梁１２である仮設梁６３と、この仮設梁６３の上に張り付けられた透光性を有する板材６４と、仮設梁６３の梁上に設けられたクレーンとしてのテルハ７０と、仮設梁６３の梁下に設置された天井走行クレーン８０と、を備える。

仮設屋根６１には、図示しないが、送風機、照明設備、電動カッタ、散水設備などの機器が設置されている。
外周足場６２は、仮設屋根６１の仮設梁６３に支持されている。
テルハ７０は、フック７１と、このフック７１を昇降させる巻上装置７２と、を備える。このテルハ７０の直下の既存スラブ１３には、搬出階である１階まで連続する床開口１６が形成されている。

仮設柱２０は、既存建物１の既存柱１１の近傍に設置される。
以下、既存柱１１のうち既存柱１１Ａの近傍に設置された仮設柱２０Ａについて説明するが、他の仮設柱２０も同様の構成である。

図２は、仮設柱２０Ａの正面図および側面図である。図２では、理解の容易のため、後述の水平支持レール２３Ｂを省略している。

仮設柱２０Ａは、鉛直方向に略平行に延びる一対の柱部材２１と、これら２本の柱部材２１を連結する連結部材２２と、柱部材２１に沿って延びる水平支持レール２３Ａ、２３Ｂ（図３参照）と、を備える。

各柱部材２１は、断面略Ｈ形状の下部２１１と、この下部２１１の上に設けられた断面略箱形状の中央部２１２と、この中央部２１２の上に設けられた断面略Ｈ形状の上部２１３と、を備える。

また、下部２１１には、互いに対向する一対の貫通孔２１４が長さ方向に沿って２組形成されている。

この仮設柱２０には、仮設柱２０の長さ方向に沿って延びるステップロッド２４と、このステップロッド２４に沿って移動可能なステップロッドジャッキ２５と、このステップロッドジャッキ２５の下端に取り付けられた第１かんぬき部材２６と、仮設柱２０に取り付けられた一対の直線状のかんざし部材２７と、このかんざし部材２７に連結された第２かんぬき部材３０と、が内蔵されている。

図３は、仮設柱２０Ａの下部２１１の横断面図である。
仮設柱２０は、既存建物１の既存スラブ１３を貫通して延びている。すなわち、既存柱１１Ａの近傍の各階の既存スラブ１３には、床開口１４が形成されており、仮設柱２０は、各階の床開口１４に挿通される。

第２かんぬき部材３０は、一対の柱部材２１の間に挿通され、軸方向の長さが変更可能な構造である。すなわち、第２かんぬき部材３０は、所定長さの本体３１と、この本体３１の両端側に水平方向に回動自在に設けられた係止部３２と、を備える。

この第２かんぬき部材３０では、係止部３２および本体３１を一直線上に配置することで、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さを長くできる。一方、係止部３２を水平方向に折り曲げることで、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さを短くできる。この状態では、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さが床開口１４の内法寸法よりも短くなるため、第２かんぬき部材３０は、床開口１４を通って鉛直方向に移動可能となっている。

一対のかんざし部材２７は、柱部材２１の上下の２組の貫通孔２１４のうちの上側の一組に挿通されている。
上述の第２かんぬき部材３０の上面は、かんざし部材２７の下面に当接して固定されている。これにより、第２かんぬき部材３０は、仮設柱２０とともに略鉛直方向に移動するようになっている。

第２かんぬき部材３０を所定高さに配置して、第２かんぬき部材３０の軸方向の長さを長くすることで、第２かんぬき部材３０は、既存柱１１Ａから互いに直交して延びる２つの既存梁１２に跨って配置される。
この状態では、第２かんぬき部材３０が既存梁１２に係止し、この第２かんぬき部材３０にかんざし部材２７が係止するので、仮設柱２０は第２かんぬき部材３０を介して既存梁１２に支持されることになる。

また、床開口１４のうち仮設柱２０の下部２１１が挿通されるものには、既存建物１に支持されて仮設柱２０の側面に当接する一対の水平反力受け部材５１、５２が設けられる。
すなわち、水平反力受け部材５１、５２は、既存梁１２上に取り付けられて仮設柱２０の側面に当接する略コの字形状の第１水平反力受け部材５１と、既存スラブ１３上に取り付けられて仮設柱２０の側面に当接する略コの字形状の第２水平反力受け部材５２と、からなる。

各水平反力受け部材５１、５２は、水平支持レール２３Ａに当接する長尺状の第１ガイド部５３と、この第１ガイド部５３の両端から直交して延びて水平支持レール２３Ｂに当接する第２ガイド部５４と、を備える。これにより、仮設柱２０を下方に向かって円滑に移動可能となっている。
水平反力受け部材５１、５２は、仮設柱２０を挟んで略矩形枠状に配置されており、これにより、第２かんぬき部材３０の上下方向の移動に干渉しないようになっている。

図４は、仮設柱２０の中央部２１２の横断面図である。
ステップロッドジャッキ２５の下端面には、水平に直線状に延びる第１かんぬき部材２６が連結され、この第１かんぬき部材２６の両端側は、２つの既存梁１２の直上に位置している。
第１かんぬき材の中央には、ステップロッド２４が挿通される挿通孔が形成されている。
第１かんぬき部材２６を所定高さに配置することで、第１かんぬき部材２６は既存柱１１Ａから互いに直交して延びる２つの既存梁１２に跨って配置される。このとき、これら２本の既存梁１２の上面が露出しているため、第１かんぬき部材２６は、既存梁１２に直接載置される。
この状態では、第１かんぬき部材２６が既存梁１２に係止するので、仮設柱２０は第１かんぬき部材２６を介して既存梁１２に支持されることになる。

図５は、仮設柱２０の平面図である。
仮設柱２０は、既存柱１１Ａの上端から互いに直交して延びる２つの仮設梁６３の間に設置されている。
仮設柱２０の上端面には、水平に直線状に延びる支持部材２８が設けられ、２つの仮設梁６３は、この支持部材２８の両端側の上面に位置している。これにより、仮設柱２０の上端面は、支持部材２８を介して、仮設屋根６１の仮設梁６３に連結されている。

図２に戻って、仮設柱２０の上部２１３の側面には、継手２９が設けられている。仮設柱２０の上部２１３の側面は、この継手２９を介して、仮設屋根６１の一部である２４階の既存柱１１Ａの上側の側面に連結されている。

図６は、テルハ７０の電力系統を示すブロック図である。
テルハ７０には、巻上制御装置７３、充放電制御装置７４、蓄電装置７５、および電力変換器７６が接続されている。
蓄電装置７５は、電力を蓄電または放電するものであり、電気二重層キャパシタで構成される。
電力変換器７６は、電力を直流−交流で変換するものであり、上述の現場内の機器に接続されている。
充放電制御装置７４は、蓄電装置７５の充放電を制御するものである。
巻上制御装置７３は、テルハ７０の巻上装置７２を制御するものである。

解体システム６０では、解体材の荷下ろし時には、フック７１を下降させて、巻上装置７２のモータに回生電力を発電させる。この回生電力は、巻上制御装置７３および充放電制御装置７４を経て、蓄電装置７５に蓄電される。

上述の送風機、照明設備、電動カッタ、散水設備などの現場内の機器や、テルハ７０、天井走行クレーン８０を駆動する場合には、巻上制御装置７３および充放電制御装置７４により、蓄電装置７５から放電した電力のほか、外部電源から供給される電力を適宜利用する。

このとき、回生電力、外部から供給される電力、蓄電池の充電状態、および各機器の使用電力量をモニタリングし、電力の瞬時値や積算電力量を算出して表示するようにする。

次に、既存建物１を解体する手順について説明する。
ステップ１では、図１に示すように、屋上階としてのＲ階の設備機器、目隠し壁、およびフレーム等を解体する。また、Ｒ階床レベルの既存梁１２の一部を残して解体して、残った既存梁１２を仮設梁６３とする。さらに、２４階床レベルの外周の既存梁１２を残して、２４階の外壁を含む立上がりおよび２４階床レベルの内側の既存梁１２を解体する。
また、仮設柱２０の外側に仮設梁６３に支持される外周足場６２を設ける。

ステップ２では、仮設梁６３の梁上にテルハ７０を取り付け、仮設梁６３の梁下に天井走行クレーン８０を取り付ける。また、仮設梁６３に透光性を有する板材６４を貼り付けて、仮設屋根６１を完成させる。これにより、仮設屋根６１および外周足場６２で囲まれた解体作業スペースを形成する。
なお、図示しないが、仮設屋根６１には、雨水を利用した散水設備およびドライミスト装置を設ける。

ステップ３では、各階の既存スラブ１３に床開口１４、１６を形成し、２１〜２３階床レベルの床開口１４に水平反力受け部材５１、５２を設置する。
その後、既存建物１の外周の既存柱１１の近傍に仮設柱２０を配置する。

ステップ４では、ステップロッドジャッキ２５駆動して、２３階床レベルの既存梁１２に第１かんぬき部材２６を係止させ、仮設柱２０を２３階床の既存梁１２に支持させる。また、第２かんぬき部材３０を収縮させておく。
その後、２３階の既存柱１１を柱頭部で切断し、２３階の外壁を含む立上がりを解体する。このとき、天井走行クレーン８０を利用して解体材を床開口１６に移動し、テルハ７０により、床開口１６を通して解体材を搬出階である１階まで荷下ろしする。搬出階に荷下ろしした解体材は、リサイクル可能な材料と産業廃棄物との仕分けを行って、場外に搬出する。

ステップ５では、図７に示すように、ステップロッドジャッキ２５を駆動して、ステップロッド２４の上方に向かって移動させる。
これにより、仮設柱２０が下降し、仮設屋根６１および外周足場６２も下降し、第２かんぬき部材３０は２１階床レベルの高さに位置する。このとき、水平反力受け部材５１、５２により、仮設柱２０の移動を案内する。
次に、第２かんぬき部材３０を伸長させて、この第２かんぬき部材３０を２１階床レベルの既存梁１２に係止させ、仮設柱２０の荷重を２１階床の既存梁１２に支持させる。

ステップ６では、図８に示すように、ステップロッドジャッキ２５を駆動して、第１かんぬき部材２６を上方に向かってわずかに移動し、解体対象である２３階床から退避させる。
また、２３階床レベルに設置した水平反力受け部材５１、５２を２０階床レベルに盛り替える。
次に、解体作業スペース内で、２３階の床から２２階の外壁を含む立上がりまで（図８中破線で示す部分）を解体する。このとき、天井走行クレーン８０を利用して解体材を床開口１６に移動し、テルハ７０により、床開口１６を通して解体材を搬出階である１階まで荷下ろしする。

ステップ７では、図９に示すように、ステップロッドジャッキ２５を駆動して、第１かんぬき部材２６を下方に向かって移動し、２２階床レベルの既存梁１２に係止させ、仮設柱２０を２２階床の既存梁１２に支持させる。また、第２かんぬき部材３０を収縮させておく。

以下、ステップ５〜７の作業を繰り返すことで１層毎に解体して、１階まで解体する。

上述のように、仮設屋根６１は、上から順にフロアごとに解体しながら下降する。ここで、各フロアにおけるテルハ７０の荷下ろし回数、荷下ろし高さ、および解体材の重量が予め定まっているので、テルハ７０の荷下ろし回数、荷下ろし高さ、および解体材の重量に基づいて回生電力の発電量を算定する。
そして、この算定した発電量に基づいて、現場内で不足する電力を算定し、外部電源から供給する電力量を決定する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）テルハ７０で解体材を荷下ろしする際に、テルハ７０の巻上装置７２に回生電力を発生させる。そして、この回生電力をこのテルハ７０の動力として使用するとともに、余剰電力を解体現場内の機器に利用する。よって、従来のように回生電力を熱放出しないので、エネルギーの利用効率を向上できるから、環境負荷を低減できる。

（２）テルハ７０の荷下ろし回数、荷下ろし高さおよび高さに基づいて回生電力の発電量を算定する。次に、この算定した発電量に基づいて、解体現場内で不足する電力量を算定する。そして、不足する電力を外部電源から供給するように決定する。よって、外部電源が供給する電力量を予め算定できるので、環境負荷を低減できる。

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、テルハ７０の電力系統にソーラーパネルを接続し、このソーラーパネルの太陽光発電による電力を、蓄電あるいは機器の駆動に利用してもよい。

１…既存建物
１１、１１Ａ…既存柱
１２…既存梁
１３…既存スラブ
１４…床開口
１６…床開口
２０、２０Ａ…仮設柱
２１…柱部材
２２…連結部材
２３Ａ…水平支持レール
２３Ｂ…水平支持レール
２４…ステップロッド
２５…ステップロッドジャッキ
２６…第１かんぬき部材
２７…かんざし部材
２８…支持部材
２９…継手
３０…第２かんぬき部材
３１…本体
３２…係止部
５１…水平反力受け部材
５２…水平反力受け部材
５３…第１ガイド部
５４…第２ガイド部
６０…解体システム
６１…仮設屋根
６２…外周足場
６３…仮設梁
６４…板材
７０…テルハ（クレーン）
７１…フック
７２…巻上装置
７３…巻上制御装置
７４…充放電制御装置
７５…蓄電装置
７６…電力変換器
８０…天井走行クレーン
２１１…下部
２１２…中央部
２１３…上部
２１４…貫通孔

Claims (1)

1. 構造物を解体する際の仮設計画を決定するための解体計画決定方法であって、
   解体材を荷下ろしする際に、荷下ろし用のクレーンの巻上装置に回生電力を発生させ、当該回生電力を前記クレーンの動力として使用するとともに、前記回生電力から前記クレーンの動力を除いた余剰電力を解体現場内の機器に供給することとし、
   前記クレーンの荷下ろし回数、荷下ろし高さ、および解体材の重量に基づいて回生電力の発電量を算定し、
   当該算定した発電量に基づいて、前記解体現場内で不足する電力量を算定し、
   当該不足する電力量を外部電源から供給するように決定することを特徴とする解体計画決定方法。

Images