TWI681904B - 漂浮傾動式避難膠囊 - Google Patents

Abstract

一種漂浮傾動式的避難膠囊，使人們面對在地震發生時短時間即來襲的巨大海嘯時，可迅速地避難。一避難膠囊為可漂浮於水面，包含：構造體、設於出入口之門、設於地板下方之艙底、定錘等之傾動機構，傾動機構之特徵是設定在避難膠囊漂浮於水面時，構造體的後壁較前壁沉入更深，同時門位於吃水線上方。此設定可防止水自門侵入，同時亦可在海嘯時穩定漂浮。

Description

漂浮傾動式避難膠囊

本發明為有關於一種因地震而發生海嘯時，人們可前往避難的漂浮傾動式避難膠囊。

在東日本大地震中，許多人因巨大海嘯而喪生。為了在如此巨大的海嘯中保住性命，其中一種有效防災方法，就是在海嘯來襲前迅速至高處避難。然而現況是，當東海、東南海和南海三連動地震發生時，預測有某些地區在地震發生後僅僅5分鐘就會有高達30m的海嘯來襲，要在如此短的時間內到高處避難，特別是對年長者、身心障礙者而言極為困難。就算要退避到避難大樓，也很難爬上樓梯。

導入避難膠囊，是可有效解決上述問題的方法。在地震發生同時，迅速地退避至避難膠囊中，在海嘯來襲時留在膠囊內，在海嘯退去後離開，即可保護年長者、身心障礙者等許多人的性命不致遭受海嘯威脅。

避難膠囊可簡單地設置在私人建地內，可供民眾於短時間內避難，因此即使海嘯在地震發生後短短時間就來襲，也是有效的。另外，這跟爬樓梯到避難大樓避難不同，幾乎不需上下方向的移動，因此也適合年長者、身心障礙者避難。另外，這與前往高處避難不同，不會受到避難時的交通堵塞或道路閉塞的影響。

關於漂浮式的避難膠囊，因為不需與海嘯逆向即可漂浮，因 此即使面對巨大海嘯，其有效性也不會改變，這點相當有利。

專利文獻1已提出一種漂浮式的避難膠囊。專利文獻1所提供的發明，是一種便宜的避難救命膠囊，許多家庭可買來放置於庭院一角，當水災發生時，就到輕量且具有優異強度的膠囊內避難，可在海嘯等水災來臨時避難。具體來說，大約為方形、下部狹窄形狀的膠囊本體，以樹脂一體成型，膠囊本體的上部建構骨架，以被覆防水罩，在防水罩上設有出入門，膠囊本體至少設有可容4個大人抱膝而坐的空間，同時設有座椅安全帶，在膠囊本體的下部，安裝用來降低重心的定錘和附輪子的台座。

專利文獻1：特開2014-58296號公報

然而，上述習知技術的問題在於，膠囊本體為樹脂製，構造脆弱，無法承受巨大海嘯的破壞力。另外，也有與漂流的瓦礫衝撞而破壞的問題。再者，當發生海嘯火災時，構成膠囊本體的樹脂也有起火的問題。

本發明著眼於上述問題點，提供一種避難膠囊，即使在地震發生後短時間內就有巨大海嘯來襲，也可迅速避難，同時確保避難空間內的安全；前述為本發明所欲解決的課題。

為解決上述課題，第1項之發明為可漂浮於水面的避難膠囊，其特徵包含：具有天板、前壁、後壁、側壁及地板的構造體，形成於前壁的出入口，設於出入口的門，設於地板下方的艙底，以及傾動機構，前述傾動機構當避難膠囊漂浮於水面時，使構造體的後壁較前壁沉入更深，同時門位於吃水線上方。

如採取上述構造，當避難膠囊漂浮於水面時，門位於吃水線上方，因此可防止水自門侵入。

另外，如採取此構造，在以傾動機構使避難膠囊後壁較前壁沉入較深的狀態下，也就是說，在傾動的狀態下漂浮。因此，形成不易因海嘯波浪力量翻覆的構造。

另外，如採取上述構造，因地板下方設有艙底，當被海嘯沖流時，避難膠囊的前進方向可保持一定方向。

第2項發明，其特徵為於第1所述之避難膠囊中，構造體的天板、前壁、後壁、側壁及地板，為以鋼板挾持芯材兩面之一體成型構造，門及艙底為鋼製。

如採取上述構造，避難膠囊外面以鋼板包覆，因此即使發生海嘯火災，避難膠囊亦可免於失火。也就是說，具有耐火性，可防止海嘯火災。

另外，如採取上述構造，構成構造體的天板、前壁、側壁及地板，分別以鋼板挾持芯材的兩面，形成一體成型，也就是三明治構造。上述三明治構造，與鋼板單體或混凝土單體的構造相較之下，更加提升面外方向的剛性及強度。因此就算遭瓦礫等漂流物衝撞，也可免於破損。

第3項發明，其特徵為於第1項或第2項所述之避難膠囊中，構造體之天板所使用之芯材，比構造體的地板所使用之芯材之單位體積重量小。

如採取上述構造，與天板及地板使用相同單位體積重量的芯材之情況相較下，可使重心位於偏下方的位置。因此，可增加漂浮時避難膠囊的穩定性。

第4項發明，其特徵為於第1項至第3項所述之避難膠囊 中，傾動機構為由前壁及門、以及比前壁及門的總重量還重的後壁所構成。

如採取上述構造，配置於避難膠囊前方的前壁及門，和配置於後方的後壁之重量差，可使漂浮狀態的避難膠囊傾動。

第5項發明，其特徵為於第1項至第3項的避難膠囊中，傾動機構由構造體的地板、後壁及/或設於艙底的定錘所構成。

如採取上述構造，將定錘偏置於偏後壁處，可使漂浮狀態的避難膠囊傾動。

第6項發明，其特徵為於第5項之避難膠囊中，定錘由混凝土及/或鋼板所構成。

如採取上述構造，因定錘由混凝土及/或鋼板所構成，因此可於期望的位置簡易地配置期望重量的定錘。

第7項發明，其特徵為於第1項至第6項之避難膠囊中，更具備有支撐構造體之支撐部，支撐部具有：自地板朝下方延伸之支柱，以及固定於支柱下端之穩定板。

如採取上述構造，透過設置穩定板，使構造體可穩定設置於地面上，同時當避難膠囊漂浮於水面時，可抑制搖晃。

第8項發明，其特徵為於第1項至第7項之避難膠囊中，門設於前壁單側，更包含設於前壁另一側的廁所，以及設置於前壁前側的玄關。

如採取上述構造，避難膠囊設有廁所和玄關，因此不僅於災害時，即使在平時，亦可將避難膠囊當作居住空間有效利用。透過平時有效利用，更容易進行定期檢查‧維修，當災害發生時，即可在完好無缺的 狀態下使用避難膠囊。

1‧‧‧避難膠囊

2‧‧‧天板

3‧‧‧側壁

4‧‧‧後壁

5‧‧‧前壁

6‧‧‧地板

7‧‧‧艙底

8‧‧‧構造體

8a‧‧‧內部空間

9‧‧‧玄關

10‧‧‧門

11‧‧‧廁所

12‧‧‧定錘

13a，b‧‧‧支撐部

14a，b‧‧‧支柱

15a，b‧‧‧穩定板

81‧‧‧鋼板

82a‧‧‧輕量混凝土板(芯材)

82b‧‧‧普通混凝土板(芯材)

L‧‧‧吃水線

圖1：(a)為本實施型態的正面圖，(b)為同右側圖。

圖2：為圖1(a)的A-A剖面。

圖3：為本發明實施型態的避難膠囊漂浮於水面的狀態之說明圖。

圖4：(a)為前壁及天板的剖面構造圖，(b)為側壁、後壁及地板之剖面構造圖。

圖5：為本發明實施形態的避難膠囊之斜視圖。

以下參考圖式，說明本發明的理想實施型態。

如圖1、2及5所示，本實施型態之避難膠囊1，包含：構造體8、艙底7、玄關9、廁所11等。

構造體8，由天板2、前壁5、後壁4、側壁3，及地板6所構成，內部形成內部空間8a於災害發生時形成避難空間。亦可於構造體8內壁設置隔熱材、於隔熱材內側設置壁板。

另外，於天板2、後壁4、側壁3之至少一面，以設置位於吃水線L之上方位置之窗(省略圖示)及緊急出入口(省略圖示)為理想。

這樣即可由窗觀視確認外面的情況。另外，就算門10無法開關，亦可由緊急出入口離開。

如圖4(a)(b)所示，天板2、前壁5、後壁4、側壁3以及地板6，以輕量混凝土板82a或普通混凝土板82b為芯材，以 鋼板81挾持兩面，形成所謂的三明治構造。透過形成上述三明治構造，比鋼板單體或混凝土單體的構造，更加提高面外方向的剛性及強度。因此，可提高於海嘯等發生時漂流物衝撞之安全性。另外，因由具有耐火性之鋼板及混凝土所構成，即使遭遇海嘯火災，也不會起火。

避難膠囊1，設計為可承受固定外力，例如水深20公尺、水壓200kN/m²。另外，亦可承受颱風和龍捲風侵襲。

上述設計為，根據計算構造體8之鉛直載重時、海嘯載重時之本體設計、構造體8設置時之基礎，進行鉛直載重之計算。又，海嘯波壓計算公式，為依海嘯防災地區創建法告示等之新指導原則所計算而得。

舉一例如下，構造體8之形狀尺寸為長3500mm、寬2400mm、高2400mm時，鋼板81之必要厚度為3mm、輕量混凝土板82a及普通混凝土板82b之必要厚度為60mm。

前壁5上形成出口16，前述出口16位於不干擾廁所11之位置。另外，於出入口16設有確保水密性的門10。出入口16之開口以寬廣為理想，以方便輪椅出入。門10以一道或兩道門之耐火構造，透過鉸鏈單側開啟為理想。另外，每單位面積之重量為前壁5相同或以下為理想。

前壁5使用輕量混凝土板82a作為芯材，後壁4使用普通混凝土板82b作為芯材。普通混凝土約25kN/m³，相對的，輕量混凝土混合了較普通混凝土輕的骨材，可輕量化至約18kN/m³程度。利用此單位體積的重量差，可形成比前壁5和門10的總重量重的後壁4。結果，可將從側面觀看時的重心位置偏向後壁4，當避難膠囊1漂浮時， 可使後壁4沉入更深。只要將後壁4之芯材加厚，即可使後壁4更深地沉入。

側壁3為於對向位置設置一對，使用普通混凝土板82b作為芯材。另外，亦可使用輕量混凝土板作為芯材。這樣可使避難膠囊1輕量化，增加水面上的漂浮體積。

天板2之平面形狀為拱型，使用輕量混凝土板82a作為芯材，地板6使用普通混凝土板82b作為芯材。這樣可降低上下方向的重心位置，並可使漂浮時的避難膠囊1穩定化。

艙底7，設於地板6下方，以穩定水面上的姿勢穩定，為以鋼板所構成的中空構造。其形狀、構造依照船艙之一般常識。

定錘12為以鋼板所構成。在本實施型態中，靠近中空的艙底7之內底面的後壁4張設。這樣即可將從側面所觀看時的重心位置設定為接近後壁4，當避難膠囊1漂浮時，可使後壁4更深地沉入。定錘12亦可使用混凝土。另外，定錘12可設於地板6或後壁之任一者，亦可兩者都設置。另外，亦可與前述之艙底7所使用的定錘12併用。

為了穩定構造體8，並設置於地盤上，具備有支撐部13a。支撐部13a包含：自地板6朝下方延伸之兩個支柱14a，以及固定於支柱14a端部之穩定板15a。透過將穩定板15a載置於地盤上，可穩定構造體8，設置於地盤上。另外，穩定板15a，亦具有在構造體8漂浮時，降低橫向搖晃、並提高穩定性之機能。

內部空間8a，在收容期望人數時，具有賦予漂浮於水面之浮力之內容積。構造體8之尺寸，換算為每人1.5m³之必要空間。若一般 家庭用之收容人數為4人，需要：4人×1.5m³=6.0m³。可依已設建物和收容人數等條件，變更構造體8之尺寸。

內部空間8a內準備氧氣筒。透過噴出氧氣，提高救命的可能性。

以內部空間8a內之氧氣容量來說，氧氣呼吸會變得困難，因此自事前搭載的氧氣筒供給氧氣。關於氧氣筒，因收容人數、小孩、大人等條件不同，要確認可留在膠囊1內部的容量。

為確保適切的氧氣濃度，由室內的濃度計即可了解維持避難膠囊1內部的安全‧安心居住性所需的氧氣、二氧化碳的濃度，當不符適切的標準值時，噴射預備的氧氣罐，可調整氧氣濃度。另外，二氧化碳也可進行相同的濃度調整。在此之目標值，膠囊1內部的氧氣濃度為20%。必要的裝置為氧氣供給器具組、氣壓調整器具、二氧化碳降低器具組等。氧氣濃度下限值為，空氣中的氧氣比例為安全界限的18%，二氧化碳濃度上限值，在此例中，前述空氣中的二氧化碳之比例，為勞動衛生上的長期安全界限之0．5%。

並具備減壓閥(逆止閥)，用來釋放構造體8內部的氣體壓力。亦具備水管的零件。為了防止二氧化碳過度增加，用消石灰水溶液、或以沸石吸附，減少二氧化碳。透過太陽能發電板，使蓄電池形成滿格，因此前述蓄電池持續驅動消石灰的幫浦。

設置數個(在此為2個)螢幕。可間隔期望時間(例如30分鐘)顯示外氣溫、內氣溫度、氧氣濃度、二氧化碳的濃度。如果在外設置螢幕，在半夜即使看著螢幕，也是一片黑暗，難以顯示，因此將外氣溫 度計設置於外，同時將螢幕設置於避難膠囊1內部。在隆冬時，萬一海嘯來襲，外氣溫度計的溫度會上升，因此即使海嘯是在半夜來襲，也能得知。

構造體8之內部空間8a內備有手機、衛星電話、呼叫器等通訊機能。亦具備AED、防災物品等。

於前壁5之前側，設有玄關9及廁所11。玄關9為以鋼板之一道構造所構成，廁所11包含：門11a、給水缸(省略圖示)、便器11b、下水缸(省略圖示)。廁所11亦可設置窗。便器11b之電源，為可自家庭電源的插座取得，或可自發電機、外部電源等取得。

為了穩定玄關9及廁所11，並設置於地盤上，設有支撐部13b。支撐部13b包含：玄關9，自廁所11底面朝下方延伸之支柱14b，固定於支柱14b端部之穩定板15b。將穩定板15b載置於地盤上，可穩定玄關9及廁所11，並設置於地盤上。

玄關9及廁所11，可與構造體8分離，避難膠囊1因海嘯與構造體8、艙底7及支撐部13a形成一體而漂浮。這樣一來在平常時，可將構造體8當作居住空間，舒適地加以利用，同時當發生海嘯等之水災時，可於水面上穩定漂浮。

如圖3所示，構造體8為後壁4較前壁5更深地沉入。再者，門10位於吃水線L上方。後壁4、前壁5及門10之重量、定錘12之重量及安裝位置，配合內部空間8a之內容積，適切地予以設定，即可呈現上述狀態。

以下說明避難膠囊1之使用方法。

以起重機將避難膠囊1垂下，或是以堆高機抬起至期望位 置，例如設置於建地內。又，如果將避難膠囊1之地板面積設為10m²，即不需要申請建築確認。

避難膠囊1因設有玄關9及廁所11，可供身心障礙者、老人、小孩等方便使用。另外，亦有於日常生活中靈活運用之效果，例如可作為寢室、居住空間、獨立的房間使用。

當有發生地震、海嘯來襲的危險時，迅速至內部空間8a避難，關閉門10並上鎖。如果採取上述行動，年長者‧身心障礙者也能在海嘯來襲前確實至內部空間8a內避難。

如果海嘯來襲，避難膠囊1被海浪吞沒，但如前所述，構造體8設計為於水深20公尺處可承受200kN/m²的水壓，因此不會因淹水而受損。其後，載置於地盤上的構造體8，因受浮力而漂浮於水面上。

因海嘯的破壞力而變成瓦礫的構造物，形成漂流物，另外，亦預測會發生海嘯火災。構造體8以混凝土為芯材，兩面以鋼板挾持之構造，因此具有優異的面外方向強度，亦具有耐火性。因此，不會因漂流物的衝撞而受損，亦不會因海嘯火災而起火。

在漂浮的狀態下，如圖3所示，透過艙底7可穩定在水中的姿勢，前壁5較後壁4高，使門10位於吃水線L上。這樣即可防止水自門10侵入內部。

在海嘯沉靜後，會暫時漂浮於海上。在此期間，收容的人們利用事先準備於內部空間8a內的緊急避難用品，等待救援。另外，利用準備的手機等工具請求救援。

當被推至陸地時，開啟門10並脫離。當門10因瓦礫等而 無法使用時，可自位於可脫離位置的緊急出入口離開。

避難膠囊1，可消除人們對海嘯的擔憂，特別是現在居住於沿岸地區、今後將居住於沿岸地區，或是希望居住於沿岸地區的人，可為其提供安心‧安全的住宅。

以上敘述海嘯來襲時的利用方法，但避難膠囊1不只是在海嘯時，亦可承受火災、土石流等所謂二次災害，提供年長者‧身心障礙者可安全避難、在現代社會中需求越來越高、革命性且讓人安心的性能。

可以便宜的價格、縮短工期，提供家庭用的避難膠囊1，及面對海嘯、火車、龍捲風也能安心安全的環境。特別是在沿岸，其產業上的利用價值相當大。

2‧‧‧天板

3‧‧‧側壁

4‧‧‧後壁

5‧‧‧前壁

6‧‧‧地板

7‧‧‧艙底

8‧‧‧構造體

10‧‧‧門

12‧‧‧定錘

13a‧‧‧支撐部

14a‧‧‧支柱

15a‧‧‧穩定板

L‧‧‧吃水線

Claims (7)

1. 一種漂浮傾動式避難膠囊，前述避難膠囊之特徵包括：具有天板、前壁、後壁、側壁及地板之構造體，形成於前述前壁之出入口，設於前述出入口之門，設於前述地板下方之艙底，傾動機構，為當前述避難膠囊漂浮於水面時，使前述構造體的後壁較前壁沉入更深，同時使前述門位於吃水線上方；前述構造體的天板、前壁、後壁及地板，為以鋼板挾持芯材兩面，形成一體成型構造，前述門及艙底為鋼製。
2. 一種漂浮傾動式避難膠囊，前述避難膠囊之特徵包括：具有天板、前壁、後壁、側壁及地板之構造體，形成於前述前壁之出入口，設於前述出入口之門，設於前述地板下方之艙底，傾動機構，為當前述避難膠囊漂浮於水面時，使前述構造體的後壁較前壁沉入更深，同時使前述門位於吃水線上方；前述構造體的天板所用的芯材，較前述構造體的地板所用的芯材單位體積重量小。
3. 一種漂浮傾動式避難膠囊，前述避難膠囊之特徵包括：具有天板、前壁、後壁、側壁及地板之構造體，形成於前述前壁之出入口， 設於前述出入口之門，設於前述地板下方之艙底，傾動機構，為當前述避難膠囊漂浮於水面時，使前述構造體的後壁較前壁沉入更深，同時使前述門位於吃水線上方；前述傾動機構，為由前述前壁及前述門，以及較前述前壁及前述門之總重量重之後壁所構成。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之漂浮傾動式避難膠囊，其特徵為前述傾動機構，為由前述構造體之地板、後壁及/或艙底所設之定錘所構成。
5. 如申請專利範圍第4項所述之漂浮傾動式避難膠囊，其特徵為前述定錘為由混凝土及/或鋼板所構成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之漂浮傾動式避難膠囊，其特徵為更具備支撐部，前述支撐部用來支撐前述構造體，前述支撐部之特徵為，具有自前述地板朝下方延伸之支柱，與固定於前述支柱下端之穩定板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之漂浮傾動式避難膠囊，其特徵為更具備：前述門，設於前述前壁之一側；廁所，前述廁所設置於前述前壁之另一側；玄關，設置於前述前壁之前側。

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