JP2005073538A - 屋上緑化用ブロック材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来技術において上記のような課題があることにかんがみ、湿潤状態でも重量の増大を抑えることができ、施工も簡単に行うことができる屋上緑化用のブロック材及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】木材チップを湿潤状態にしてパーライトと混合して、木材チップの周囲にパーライトを付着させて固化剤を投入し十分混練した後、型内に入れて圧縮することなくそのままの状態で成形固結してブロック化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビル又は家屋等の屋上を緑化するための屋上緑化用ブロック材及びその製造方法に関する。

近年、都市部における温暖化やヒートアイランド現象に対応するため都市環境での緑化事業が活発に行われており、特にビルや家屋等の屋上を緑化することで、建物の温度上昇を防ぎ、さらに遮熱効果を高めて建物内の冷暖房を効率化することが期待できる。

屋上に緑化用の植物を植生させる場合に通常の土壌を屋上に搬入することは、土壌の重量が付加されるためその分建物の強度を高める必要があり、また雨による土壌流出や屋上表面が傷みやすくなるといった欠点を有する。

そこで、こうした問題点に対処するために、特許文献１では、植栽装置として、装置底部に設けられる防水層と、植物の毛根等の装置外への侵出を防止するために防水層上に張設されるルートガードと、このルートガード上に張設される保水層と、保水層上に設けられ、上方から浸透する雨水等を保持・排水しあるいは保水層から水分を植物の根部に供給するための保水給排水手段と、保水給排水手段上に張設され、客土層からの土砂等の侵入を防止するためのフィルター層とで構成した点が記載されている。

また、植物の植生用培地をブロック化することも提案されている。例えば、特許文献２では、植生用培地基材として、炭化物粉粒体と、予め水硬性の固結化材に粘土系鉱物の粉粒体をプレー混合させた強化固結化材の粉粒体と、木質チップ材と、天然及び／又は合成の繊維質材と、保水材とを主培地配合材として含有している点が記載されている。また、特許文献３には、緑化板として、有形骨材とバインダーとしての樹脂からなり芽や根の通過しうる大きさの連通空隙を有するポーラス版からなる表面側の植生孔を有する第１層及び底部側の第３層の間に種子又は木本系植物と培土とからなる第２層を挟持一体化し、骨材としてもみがら、ウッドチップ、廃プラスチック、下水汚泥の溶融スラグの少なくとも一つを使用した点が記載されている。また、特許文献４には、成形ブロックを根の侵入を許容すると共に多孔質で弾力を備えた成形体に形成して、その成形ブロックの複数を、隣接させる成形ブロック同士の間に空隙を形成自在にして栽培容器内に配置し、成形ブロックに植えた植物を生育させる点が記載されている。
特開平４−９９４１１号公報 特開２００３−５２２４１号公報 特開２００３−３８０２８号公報 特開２００３−１０２２６４号公報

しかしながら、特許文献１では、砂利層や客土層を用いているため、重量としてはそれほど低減されることがなく、そのため砂利層や客土層を薄くする必要があり、植栽が平面的で限られた植物しか用いることができない。また、施工を行う場合に手間がかかる。また、特許文献２から４のブロック材は、いずれも植生用の保水材や肥料をブロック全体に混合しているため、保水性が全体に高まり湿潤状態での重量が大きくなる傾向がある。また、ブロック全体に肥料等を混合するためブロック内部の空隙を大きくすることはできず、その分全体重量の低減を大きくすることができない。

そこで、本発明は、従来技術において上記のような課題があることにかんがみ、湿潤状態でも重量の増大を抑えることができ、施工も簡単に行うことができる屋上緑化用のブロック材及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る屋上緑化用ブロック材は、木材チップ又はおがくずからなる木質材と粒状のパーライトが所定容量単位に収容される量を基準とした比率で１：９〜１：１の割合で配合され、固化剤によりブロック状に成形固結されており、湿潤状態での比重が０．５〜１．０であることを特徴とする。さらに、土壌収容用の凹部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る屋上緑化構造は、屋上表面に積層される防水層と、該防水層上に積層される排水層と、該排水層上に複数配列された上記の屋上緑化用ブロック材と、該ブロック材の凹部に収容された土壌に植生された植物と、前記ブロック材及び前記土壌の露出表面を少なくとも被覆する土壌流出防止層とを備えていることを特徴とする。さらに、前記土壌流出防止層は、土舗装層であることを特徴とする。また、屋根用の屋上緑化構造は、屋根材の上面形状に合わせて成形された底面を有する請求項１又は２に記載の屋上緑化用ブロック材を屋根の上面に複数配列し、該ブロック材の凹部に収容された土壌に植物を植生し、前記ブロック材の上面を被覆する土壌流出防止層を備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る屋上緑化用ブロック材の製造方法は、木材チップ又はおがくずからなる木質材を水により十分湿潤させ、粒状のパーライトを前記木質材に対して所定容量単位に収容される量を基準とした比率で９：１〜１：１の割合で混合した後固化剤を混練して圧縮されない状態でブロック状に成形固結させたことを特徴とする。さらに、前記固化剤は、前記パーライト及び前記木質材の所定容量単位に収容される量を基準としたそれぞれの配合量を加算した量に対して、所定容量単位に収容される量を基準とした比率で、セメントを３〜１０％、ゼオライトを１．５〜１０％、混和剤０．３〜１．０％及び水８〜１５％を混合したものであることを特徴とする。

ここで、所定容量単位に収容される量とは、所定容量を有する容器等に材料を入れて圧縮することのない状態でその所定容量を満たす収容量を意味する。例えば、木材チップの場合、容器内に収容されて圧縮されない状態では多くの間隙が存在しているが、そのままの状態でその容器の容量を満たしたときに容器内に収容された量がそれに相当する。

本発明に係る屋上緑化用ブロック材は、上記のような構成を有することで、木材チップ又はおがくずからなる木質材及び粒状のパーライトを所定容量単位に収容される量を基準とした比率で１：９〜１：１の割合で配合するので、木質材同士の間に生じた多くの間隙に粒状のパーライトが入り込んで木質材表面に付着し、固化剤によってパーライト同士が固結され木質材同士も固結されてブロック状に成形される。したがって、多くの間隙が存在するブロック材とすることができ、木質材及びパーライト自体も軽量な材料であるため、格段に軽量化することが可能となる。また、湿潤状態でも間隙が多いため排水性がよく重量が増大することを抑えることができ、湿潤状態での比重を０．５〜１．０に抑えることができる。このように間隙が多い構造では強度の点で問題が生じるおそれがあるが、屋上では、人間が歩く程度の荷重が加わることを想定すればよく、こうした荷重条件には十分耐久力を有するものとなっている。

また、ブロック材を配列していくことで簡単に施工することができ、一部補修が必要な場合にもその部分のブロック材を取り換えればよい。さらに、現場において取り付ける形状に合わせてブロック成形したりすることも可能である。そして、解体する場合も簡単に行うことができ、ブロック材自体も粉砕して再利用することも可能である。以上のような施工の容易性は、屋上での施工作業に多大の利便性をもたらす。すなわち、ブロック化され軽量化されているため屋上への運搬作業が容易になり、現場においてもミキサー以外に特段の施工設備は不要で、ほとんどの作業を人力で行うことができる。

さらに、植生を行う場合には、ブロック材に土壌収容用の凹部を形成すればよく、土壌中に必要な肥料成分を植生する植物毎に含有させておけば、ブロック材には特に肥料成分を混合しておく必要はなくなる。また、ブロック材には木質材が混合されているため次第に腐敗が進み、植物が生長してブロック材内部に根を張るようになれば、木質材自体が肥料となり、さらに木質材が腐敗して消滅することでさらに間隙が多くなって植物の根に空気が触れるようになり、植物にとってより好ましい生育環境が実現されるようになる。なお、木質材が腐敗して消滅してもパーライトが固化剤により強固に固結されているため、強度の劣化は抑えられる。

本発明に係る屋上緑化構造は、上記のような構成を有することで、雨水等の水分は土壌、木質材及びパーライトにある程度は保水されるものの速やかに下部の排水層から外部に排出される。その際防水層により屋上表面に水が入り込むことは防止される。また、土壌流出防止層がブロック材及び前記土壌の露出表面を被覆しているため、表面の流水による土壌の流出が防止されるとともに、保水された水分の蒸発を抑制して表面温度の上昇を抑制する。また、土壌流出防止層を土舗装層とすることで透水性、保水性及び通気性を有し、景観上からみても優れたものとなる。また、屋根用の屋上緑化構造は、予め屋根材の上面形状に合わせてブロック材の底面を成形しておくので、屋根の上面にブロック材を容易に配列することができ、簡単に施工することが可能となる。

本発明に係る屋上緑化用ブロック材の製造方法は、上記のような構成を有することで、木材チップ又はおがくずからなる木質材を予め湿潤させておくので、粒状のパーライトを混合させると木質材表面にパーライトが十分に付着した状態となり、この状態で固化剤により混錬すれば固化剤はパーライト同士を強固に接着するため木質材同士も固結されて成形される。その際に圧縮されない状態で固結されるため、木質材の間には多くの間隙が存在した状態で成形固結されるようになる。

また、固化剤として、パーライト及び木質材の所定容量単位に収容される量を基準としたそれぞれの配合量を加算した量に対して、所定容量単位に収容される量を基準とした比率で、セメントを３〜１０％、ゼオライトを１．５〜１０％、混和剤０．３〜１．０％及び水８〜１５％を混合したものを用いることで、セメントと混和剤により短時間で固化することができるとともに強度を高めることができる。また、ゼオライトを加えることでセメントのアクを取り除くように作用すると共に保水性が改善されて植物の根腐れを抑えることができる。そして、それぞれの材料を上記の範囲内の割合で用いることで、ブロック材の内部に間隙を十分存在させた状態固結するとともに上述した屋上での荷重条件に十分耐えることのできる強度を与えることが可能となる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る屋上緑化用ブロック材の実施形態に関する斜視図である。この例では、ブロック材１は、平面視正方形の直方体状に成形されており、上面中央部には円筒状の凹部２が設けられている。凹部２には、後述するように土壌が収容されて植物が植生される。ブロック材１は、固化剤により固結したパーライトが木質材である木材チップ表面を被覆するように成形されており、そのため表面は木材チップの凹凸がそのまま表出している。そして、木材チップの間には多くの間隙が形成されている。

次に、ブロック材１を製造する方法を説明する。木質材として木材チップを用いる場合は、杉等の木材を数センチ角に切断したものを用いる。厚さは０．５〜１ｃｍのものが好ましい。この程度の厚さのものであれば、木材チップが重なるように固結されるため、強度を大きくする効果が期待できる。また、腐敗した後も強度の劣化を抑えることが可能となる。また、木質材としておがくずを用いる場合は、木材加工の際に生じる切削屑をそのまま用いればよい。

パーライトは、白色の真珠系のもの（粒度範囲５．０ｍｍ以下；比重０．１７）及び黒色の黒曜石系のもの（粒度範囲３〜１５ｍｍ；比重０．１）を適宜配合して用いる。白色のものは保水性に優れ、黒色にものは排水性に優れており、用途に合わせて配合すれば、保水性及び排水性を調整することができる。

固化剤としては、木質材とパーライトとが成形固結されるものであればよく、一例を挙げれば、通常用いられているポルトランド系のセメントと混和剤を用いるのが経済的で好適である。混和剤としては、従来よりセメントの固化に用いられているものであれば採用可能である。混和剤によりセメントの固化が促進され強度も増すので、ブロック材の内部に間隙をより多く形成できる。これ以外にも接着効果がある樹脂材を固化剤として用いてもよい。そして、セメントを用いる場合には、アクを取り除く作用がある粉末又は粒状のゼオライトを加えておくとよい。配合割合としては、木質材及びパーライトを所定容量の容器に圧縮しない状態で満たし、その収容量を基準に算出する。木質材の収容量を１とすれば、パーライトは１〜９の割合で混合するとよい。また、固化剤については、パーライトの配合量と木質材の配合量を加算した量に対して、セメントを用いた場合で、セメントを３〜１０％、ゼオライトを１．５〜１０％、混和剤０．３〜１．０％の割合で加える。そして、セメントとともに混錬する水は８〜１５％の割合で加える。なお、ゼオライトの代わりに瓦屑を用いることもできる。

まず、所定容量の容器を用いて圧縮しない状態で木質材を所定量計量し、一旦水槽に浸漬したり水を撒布することで十分湿潤した状態にする。湿潤状態の木質材と所定量計量したパーライトとをミキサー等により混合する。この際にゼオライトを併せて混合してもよい。そして、十分混合すると湿潤した木質材の周囲に粒状のパーライト及びゼオライトが付着し、周囲が被覆された状態となる。このような状態になると、セメント及び混和剤を投入しながら水を加えて混練する。均一に混練された状態になったら、所定量を矩形の型に入れる。型内を満たした状態になったら、圧縮することなくそのままの状態で固化させる。型から溢れる場合には手で軽く押さえてもよい。ブロック材に凹部を形成する場合には、まず型内の底面に所定の厚さだけ混練物を入れた後円筒状の内枠を型内の中央部分に設置して内枠の外周囲に混練物を入れて型内を満たした状態にする。混練物が固結した後内枠を取り外せば、凹部が形成される。

成形固結されたブロック材は、多くの間隙が木質材の間に形成されており、木質材及びパーライト自体も軽量な材料のため格段に軽量化することができる。また、湿潤状態での比重も０．５〜１．０に抑えることができ、屋上に加わる重量を低減することが可能となる。湿潤状態の比重は、雨水が十分浸透した状態を想定して求めればよい。具体的な計測方法としては、まず、ブロック材を外形からみて所定の容積になるように形状を整える。次に、１日水槽に浸漬状態した後水槽から取り出して水を切り、重量を計測して容積から比重を計算する。以後同じように浸漬状態にして比重を計算することを繰り返して、定常状態になるまで行う。定常状態になれば、既にブロック材の内部が十分湿潤した状態となったと考えられるため、定常状態の比重を湿潤状態の比重とすればよい。

図２は、屋上緑化の施工を行う際に、ブロック材１を複数配列した状態の外観図である。ガーデニングのレイアウトに従って、コンクリート製の仕切り３や木製の柵が配置されており、盛土する部分にはブロック材１が配列されている。盛土を高くする部分はブロック材１の高さを高く成形したものを用いており、また草木を植える部分のブロック材１には図１に示したような凹部が形成されている。大きい木を植える部分にはブロック材１は配置せず空いた状態としておく。また、柵がループ状に形成されてブロック材１との間に隙間６が生じる場合には、現場において材料をポットミキサ等に投入して混錬し固化する前に隙間６に充填する。このように、レイアウトに沿って盛土する部分にベースとしてブロック材１を配列するので、簡単な作業で短時間に行うことができる。

図３は、屋上緑化構造における植物を植生した状態の概略断面図を示している。配列されたブロック材１に形成された凹部２には、土壌８が収容されて草木７が植生される。また、ブロック材１と屋上９の表面との間には、屋上９の表面から防水シート１０、耐根シート１１、排水シート１２及びフィルターシート１３が敷設される。防水シート１０は、屋上９への水の侵入を防止する。耐根シート１１は、防水シート１０への根の侵入を防止する。排水シート１２は、上方から流下する水を外部に排出する。フィルターシート１３は、土壌が流出するのを防止する。これらのシートは、いずれも従来より使用されているものである。フィルターシート１３の上面にブロック材１が配列されている。土壌８が露出する上面は必要に応じて防草シート１４で被覆しておくと、雑草等が生えることを確実に防止できる。そして、ブロック材１の上面には土舗装層１５が積層されると共に植物の根元部分には、人工の粒状物１６が敷設されている。土舗装層１５及び粒状物１６は、土壌が雨水により上面に流出するのを防止する。粒状物１６としては、例えば、軽量骨材を砕石したものに水性顔料で着色したものを用いることができる。

図４は、屋根に緑化構造を施工した場合の概略図を示している。この例では、金属板を山形及び谷形が連続してジグザグ状に成形した屋根材２０の上面にブロック材２１を敷設してブロック材２１の上面に土舗装層を積層している。ブロック材２１の底面は、成形する際に屋根材２０のジグザグ形状に合致した型を用いて成形されているため、施工する際にはブロック材２１を屋根材２０の形状に合わせて敷設していけばよく、施工作業を効率化することができる。また、ブロック材２１は、できるだけ軽量化するために厚さを薄くすると共に木質材としておがくずを用いたり、パーライトの配合比率を高めて製造する。ブロック材２１の上面には、所定の厚さで土舗装層２２を積層しておくと、景観上優れたものになるとともに防草効果を発揮する。ブロック材２１には、予め植栽用の凹部２３を形成しておき、土壌を充填して蔦等の蔓状植物を植生する。なお、屋根材２０の谷状部分にパーライトを敷設した排水層２４を設けてブロック材２１を施工すれば、排水効果を高めることができる。

このように、ブロック材の厚さや底面の形状を容易に変更できるので、屋根の上面にも緑化構造を簡単に施工することができる。

土舗装層は、山砂にセメント及び混和剤を混合して水を加えてミキサーで混練したものを練り込みでブロック材１の上面に積層する。山砂の他に人工軽量骨材、瓦等を粉砕したものを混合してもよい。また、顔料を添加して着色してもよい。練り込みで積層できるので、展圧しなくてもよく、展圧による屋上への影響を避けることができる。また、植物を植栽した後に積層できるので、施工を容易に行うことが可能となる。こうして積層された土舗装層は、透水性、通気性に優れ、また光を遮断するので防草効果も有する。

そして、土舗装層の表面に降雨があると、速やかに吸水されてブロック材１と土壌８に吸収される。ブロック材１に吸収された雨水はある程度保水されるものの排水シート１２に排出されて、外部に排水される。したがって、雨水により重量が増加することが抑えられ、屋上への荷重負担を増加を防ぐことができる。

杉の木材チップを１０リットル、パーライトとして白色のもの１０リットル及び黒色のもの１０リットルを上述の製造方法により混合し、ポルトランド系セメント１．２リットル（約１．４ｋｇ）、ゼオライト３．２リットル（約３．３ｋｇ）、混和剤０．１リットル（約０．１ｋｇ）及び水３．５リットル（３．５ｋｇ）を混練して、型内に入れて圧縮させることなく成形固結させた。上述した計測方法により湿潤状態で比重を計測したところ０．８であった。

本発明に係るブロック材に関する実施形態を示す概略斜視図である。 本発明に係る屋上緑化構造の施工時の外観図である。 本発明に係る屋上緑化構造に関する概略断面図である。 本発明に係る屋根用の屋上緑化構造に関する概略図である。

符号の説明

１ ブロック材
２ 凹部
３ 仕切り
４ 柵
７ 植物
８ 土壌
14 防草シート
15 土舗装層
16 粒状物
20 屋根材

Claims (7)

1. 木材チップ又はおがくずからなる木質材と粒状のパーライトが所定容量単位に収容される量を基準とした比率で１：９〜１：１の割合で配合され、固化剤によりブロック状に成形固結されており、湿潤状態での比重が０．５〜１．０であることを特徴とする屋上緑化用ブロック材。
2. 土壌収容用の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の屋上緑化用ブロック材。
3. 屋上表面に積層される防水層と、該防水層上に積層される排水層と、該排水層上に複数配列された請求項１又は２に記載の屋上緑化用ブロック材と、該ブロック材の凹部に収容された土壌に植生された植物と、前記ブロック材及び前記土壌の露出表面を少なくとも被覆する土壌流出防止層とを備えていることを特徴とする屋上緑化構造。
4. 屋根材の上面形状に合わせて成形された底面を有する請求項１又は２に記載の屋上緑化用ブロック材を屋根の上面に複数配列し、該ブロック材の凹部に収容された土壌に植物を植生し、前記ブロック材の上面を被覆する土壌流出防止層を備えていることを特徴とする屋根用の屋上緑化構造。
5. 前記土壌流出防止層は、土舗装層であることを特徴とする請求項３又は４に記載の屋上緑化構造。
6. 木材チップ又はおがくずからなる木質材を水により十分湿潤させ、粒状のパーライトを前記木質材に対して所定容量単位に収容される量を基準とした比率で９：１〜１：１の割合で混合した後固化剤を混練して圧縮されない状態でブロック状に成形固結させたことを特徴とする屋上緑化用ブロック材の製造方法。
7. 前記固化剤は、前記パーライト及び前記木質材の所定容量単位に収容される量を基準としたそれぞれの配合量を加算した量に対して、所定容量単位に収容される量を基準とした比率で、セメントを３〜１０％、ゼオライトを１．５〜１０％、混和剤０．３〜１．０％及び水８〜１５％を混合したものであることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。

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