JP2009207494A - 屋根緑化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既設構造物の屋根に設置可能な軽量型の緑化装置を提供する。
【解決手段】屋根緑化装置１０は、スレート屋根１２の頂上部に取り付けられ、ヘデラ・ヘリックス１９を植え込むための開口部２８が形成される塩ビ管３０等からなる培地１４と、培地１４から植物をスレート屋根１２に沿って伸延させるために屋根上に設けられる骨組材１６と、培地１４に供給される液肥１８を循環するための給水管２２、排水管２４、液肥タンク２６等からなる循環システム２０とから構成される。
【選択図】図１

Description

屋根の緑化装置に係り、特に一般住宅や工場などの屋根を緑化するのに好適な緑化装置に関する。

近年、地球温暖化問題への対応、都心部におけるヒートアイランド化の抑制、大気浄化などの環境対策、又は建物の断熱や紫外線劣化防止などの実現のために、屋上緑化は効果的な手段の一つと考えられており、従来より、本発明者は既存構造物の屋上を緑化する緑化技術の提案を行っている。

例えば、特許文献１には、建物の屋上に複数の支柱を立て、これらの支柱間に複数の骨組材を架け渡し、これらの骨組材を支持部材として植生を繁茂させるようにした緑化方法が開示されている。

これは、屋上に設置された設備などに制限されたり、屋上スペースを狭めたりすることなく設置でき、また、植生への潅水や施肥などの管理が容易であるとともに、潅水などによる屋内への漏水の危険性がなく建物の屋上を緑化するためのものである。

特開２００６−２０５４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示される緑化技術は、例えば、ビル等の屋上のように重量物を設置可能な構造を有する建物の屋上を設置場所の対象とするものであり、一般住宅の屋根や工場などで使用されるスレート屋根などのように、耐荷重が小さい場合には適用が難しかった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、既設構造物の屋根に設置可能な軽量型の緑化装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は構造物の屋根を緑化する装置であって、
植物の培地となる管体と、繁茂した前記植物を支持する骨組材又は網材あるいはマット状保水材とが前記屋根の表面に沿ってとりつけられてなることを特徴とする（第１の発明)。
本発明の屋根緑化装置によれば、支柱などの重量物を設けることなく、植物の培地となる管体を直接屋根に設置する簡易かつ軽量な構成であるので、一般住宅や工場の屋根のように耐荷重が制限される屋根においても設置が可能である。

第２の発明は、第１の発明において、前記管体は、前記植物が植え込まれる部分にのみ開口部が形成されていることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、植物の培地を形成する管体には、植物が植え込まれる部分にのみに開口部が形成されるので、栽培地への雨水の流入や日光の照射を最小限に止めることができ、液肥の濃度の維持又はアオコ等の発生を防止し、植物の生育に適した環境として培地を維持することができる。

第３の発明は、第１又は２の発明において、液肥を貯留する液肥タンクと、液肥を前記液肥タンクから前記管体へ供給する給水管と、前記管体から排出された液肥を前記液肥タンクへ戻す排水管と、前記液肥タンク内の液肥を前記給水管へ送り込むポンプとを含む循環装置を備えること特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、循環装置により管体内に供給する液肥を繰り返し循環して用いることにより、栽培のために要する液肥の使用量を節減できる。

第４の発明は、第３の発明において、前記循環装置は、液肥を前記排水管から前記管体へ逆流させるための逆流手段を備えることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、管体から排水される排水管の排水口付近に詰まりが生じた場合に、排水管から管体へ水流を逆流させることによって容易に排水管内の詰まりを解消することができる。これにより、詰まりが生じた場合の排水管の交換等の修繕作業を回避することができ、コスト低減に寄与する。

第５の発明は、第３又は４の発明において、前記タンクは、前記タンク内に貯留される液肥の温度を調節可能なヒータ及びクーラを備えることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、培地内に補給される液肥の温度が、夏季などに植物が生育するには過度に高くなったり、冬季などに液肥の使用に適さない低温なったり、又は液肥自体が凍結したりすることから回避できるので、植物の適正な生育環境の維持に寄与する。

第６の発明は、第３〜５のいずれかの発明において、前記循環装置は、前記タンク内の液肥の温度を測定する温度センサ、前記タンク内の液肥の濃度を測定する濃度センサ、前記タンク内の液肥の水位を測定する水位センサ、又は前記管体内の液肥の水位を測定する水位センサのうち少なくとも一つセンサを具備するとともに、前記具備するセンサによる測定値が異常を示す値である場合にその異常を警告する機能を有し、かつ前記測定値を自動的に記録する監視記録装置とを備えることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、植物の生育環境に影響する要因である、液肥の温度、液肥の濃度、循環装置のタンクの水位又は管体内の水位を適正に維持管理できる。

第７の発明は、第３〜６のいずれかの発明において、前記給水管又は排水管の内部に、一対のプロペラが、前記管路内での液肥の流れによって互いに逆方向に回転するように設置され、これらプロペラの設置位置近傍に、前記給水管又は排水管の内外を貫通する空気穴が形成されてなる空気混入装置を備えることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、排水管内は液肥又は空気の流れが生じることにより排水管内の空気圧が管外の外圧と比べて負圧になって、プロペラの設置位置近傍に形成された空気穴から排水管内に空気が流入し、さらに互いに逆回転する２枚のプロペラにより、排水管内の液肥と空気とが攪拌されて混合することによって液肥中に空気を混入させることができる。このような空気が混入された液肥を用いて植物を栽培することにより植物の根の呼吸作用を促進させることができ、植物を良好に生育させることができる。

第８発明は、第３〜７のいずれかの発明において、前記循環装置の循環系統内に、液肥内に繁殖する菌を滅菌する滅菌処理装置が設けられていることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、循環系統内を循環している液肥を滅菌することにより、培地の菌の繁殖を防止することができ、培地を植物の良好な生育環境として維持できる
。

第９発明は、第７の発明において、前記滅菌処理装置は、紫外線照射又は加熱による滅菌処理を行うことを特徴とする。

第１０発明は、第１〜９のいずれかの発明において、前記管体に、前記植物を保持する保持具が設けられていることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、保持具により植物の根部や茎部を保持することにより、根を張って成長する植物に、水耕栽培の際などの根が保持されていない状態の時に生じるストレスを軽減し、植物を良好に生育させることができる。また、植物が管体内から脱落することを防止する。

第１１の発明は、第１〜１０のいずれかの発明において、前記管体内に、ゼオライト、カキ殻又は軽石が充填されていることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、培地内の通気性及び通水性を維持することができ、植物を良好に生育させることができる。

第１２の発明は、第１〜１１のいずれかの発明において、スレート製の屋根に設置されることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、例えば、工場などの建屋の屋根に良く用いられ、経年使用の末、日焼けによる劣化を生じて黒色系にその表面が変化していくスレート屋根を、緑化して美観化できるとともに、屋根に直射日光が当たるのを植物が遮ることになるので夏場の建屋内の温度上昇の緩和することができる。これにより、工場内の労働環境を改善できる上、冷房等の電力を節電できるため省エネルギーにも寄与する。また、都市部におけるＣＯ_２の削減やヒートアイランド現象の抑制に寄与する。

第１３の発明は、第１〜１２のいずれかの発明において、鋼板製の屋根に設置されることを特徴とする。

第１４の発明は、第１〜１３のいずれかの発明において、前記屋根に、前記植物へ散水可能な散水器を設けてなることを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、茎又は葉に直接散水することができ、空中湿度を保つとともに夏場などの気温が高い際に葉の温度を下げて植物の生育環境を改善し、またハダニやアブラムシ等の発生を防止することができる。また、屋根の温度を低下させることができ、夏場の建屋内の温度上昇の緩和できるとともに、ヒートアイランド化の抑制に寄与する。

第１５の発明は、第１〜１４のいずれかの発明において、前記屋根に設置される雨樋の上側に設けられ、雨水を通過させるスクリーンを備える略凹状の葉受けを設けるとともに、前記葉受けの内側に、ワイヤーが繋がれ、前記ワイヤーを引っ張ることで前記葉受け内を長手方向に移動させることより、前記葉受けに溜まった前記植物の落葉等をかきとり可能なかきとり体を備えるかきとり装置を設けたことを特徴とする。
本発明の屋根緑化装置によれば、屋根をつたって流れる雨水は、スクリーンを通過してその下側の雨樋に落ちることになるので、葉受けには水が溜まることなく落葉のみが捕らえられ、ワイヤーが繋がれるかきとり体を、そのワイヤーを引っ張り、葉受け内を移動させることによって、葉受けに溜まった落葉をかき集めて、葉受け内を清掃することができる。これにより、屋根に繁茂する植物から落ちる落葉等で雨樋を詰まらせるようなことは生じない。

本発明によれば、既設構造物の屋根に設置可能な軽量型の緑化装置を提供できる。

本発明に係る屋根緑化装置を工場などの建屋で使用されるスレート屋根に適用した場合の外観を示す斜視図である。 図１の緑化装置のうち培地の部分を抜粋した図である。 図２のa)縦断面図と、ｂ）Ａ−Ａ’横断面図である。 （a)滴下給水方式を採用した培地の一例を示す縦断面図と、（ｂ）Ａ−Ａ’横断面図である。 図１の屋根緑化装置のうち、骨組材に係る部分及びその周辺部を拡大した拡大斜視図である。 図５のＣ方向からみた時のスレート屋根と骨組材との配置を示す図である。 図５の骨組材を網材に変更した構成を示す斜視図である。 図６のスレート屋根を鋼板屋根へ変更した場合の骨組材の設置構成を示す図である。 循環システムの液肥の流れ及び機器の詳細を示す系統図である。 空気混合器の内部構造を示す断面図である。 図１のかきとり装置の構成部分を示すＡ方向から見た時の立面図である。 図１のかきとり装置の構成部分を示すＢ方向から見た時の内部構造図である。

以下、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る屋根緑化装置１０を工場などの建屋で使用されるスレート屋根１２に適用した場合の外観を示す斜視図である。

図１に示すように、屋根緑化装置１０は、植物を生育するためにスレート屋根１２の頂上部に取り付けられる培地１４と、培地１４から植物をスレート屋根１２に沿って伸延させるために屋根上に設けられる骨組材１６と、培地１４に供給される液肥１８を循環するための給水管２２、排水管２４、液肥タンク２６等からなる循環システム２０とから構成される。なお、本屋根緑化装置１０には、植生させる植物につる性植物又は蔦性植物を用いることができるが、本実施形態では垂下性を有するつる性植物のうち、ヘデラ・ヘリックス１９（以下、ヘデラ１９という）を用いている。

図２は、図１の屋根緑化装置１０のうち培地１４の部分を抜粋した図である。
図２に示すように、培地１４は、例えば、円筒形の硬質塩化ビニル製の管（以下、塩ビ管３０という）の上側にヘデラ１９を植え込むための開口部２８を形成したものであり、その開口部２８近傍には、ヘデラ１９が強風や自重などで培地１４から脱落しないように、茎部又は根部を保持できるような留め具３２が取り付けられている。また、培地１４の端部には、液肥１８を供給するための給水管２２と、排水するための排水管２４とが取り付けられている。

培地１４を形成する容器には、培地１４に日光が照射することによって発生するアオコ等の発生を防止するために遮光性を有する塩ビ管３０を用いている。なお、塩ビ管３０は、ヘデラ１９に十分な容量を有するような形状を有するものであれば、円筒形に限らず、例えば、角型でもよい。

開口部２８は、雨水の流入による液肥濃度の希釈や日光照射によるアオコ等の発生を防止するために、ヘデラ１９を植え込むのに必要最小限の大きさであることが好ましい。これら開口部２８は塩ビ管３０の上側に所定の間隔で形成される。

留め具３２には、茎部を保持する径を、ヘデラ１９の生育に追随して変形できるような、例えば、軟らかい針金を一巻きに曲げたものや、茎部の保持部分をプラスチック、ゴムやスポンジなどの弾性体３２ａで作製されたものを用いている。

図３は、図２のa)縦断面図と、ｂ）Ａ−Ａ’横断面図である。
図３に示すように、給水管２２は、塩ビ管３０内の下部を挿通するように設置されており、塩ビ管３０内の給水管２２内に送られた液肥１８が培地１４に均等に流出するように、多数の流出穴３４が形成されている。これら流出穴３４は、ヘデラ１９の根が進入できない程度の大きさで形成されており、液肥１８が滞りなく給水管２２から流出できるようになっている。

排水管２４は、ヘデラ１９の根の生育のための適正な水位レベルの位置に設けられており、培地１４の余分な液肥１８を排水する。なお、同図では給水管２２と排水管２４は、培地１４の同じ側の端部面に設置されているが、これに限らず、対向する端部面に夫々別々に設置してもよい。

また、ヘデラ１９であれば液肥１８だけでも生育可能であるが、根が浮遊状態にあることによるストレスを緩和するため、例えば、スポンジ状又はメッシュ状の育苗培地３３をヘデラ１９の根を覆うように設けて根を固定している。また、塩ビ管３０内底部には、通気性と通水性のよいゼオライト、カキ殻又は軽石等の充填物３６を蛇籠３５に充填したものを配置しており、育苗培地３３内から突出してくるヘデラ１９の根は、充填物３６へとさらに伸延できるようになっている。これら充填物３６はヘデラ１９の栽培に適した十分に中和処理がなされているものを使用することが好ましい。また、充填物３６は蛇籠３５に充填されているので、充填物３６が劣化するなどして入れ替えたい場合には、蛇籠３５を入れ替えることで、培地１４内の充填物３６を容易に交換することができる。

また、開口部２８の内側には、開口部２８から培地１４への日光の照射を完全に遮断するために、塩ビ管３０の内側の開口部２８には日よけカバー３７が設けられている。
なお、培地１４に液肥１８を供給する給水方式として、給水管２２を塩ビ管３０内に挿通させず、塩ビ管３０の外から開口部２８へ滴下させる構成を用いてもよい。

図４は、（a)滴下給水方式を採用した培地９０の一例を示す縦断面図と、（ｂ）Ａ−Ａ’横断面図である。
図４に示すように、培地９０は、塩ビ管３０の代わりに培地容器９２を用いており、この培地容器９２内に、ヘデラ１９が植えられた植栽ケース９４を複数配置する構成となっている。そして、液肥１８の補給に際し、培地容器９２の外部に配置された給水管２２からヘデラ１９の植えられた位置へ分岐するように点滴ホース９６が設けられている。また、排水管２４ａ、２４ｂが、培地容器９２の端部の上下に２本設けられており、これら２本の排水管２４はその先のストレーナ９３で集合するように配管されている。

培地容器９２は、例えば、ステンレスや強化プラスチック製の直方体の容器であり、その内部は、仕切桁９８により上下２層に部屋が分離されている。
仕切桁９８には、例えば、パンチングやメッシュが施されたステンレス板が用いられ、液肥１８が上下部屋間を通過できるようになっている。また、仕切桁９８によって仕切られた下側の部屋には、先に説明したカキ殻等の充填物３６が充填されている。
植栽ケース９４は、培地容器９２内の仕切桁９８の上に置けるようになっている。

また、培地容器９２の上面には、培地容器９２とヒンジで接合され、開閉可能な日よけカバー３７が、培地容器９２内に配置される植栽ケース９４の大きさに対応するように分割されて設けられている。日よけカバー３７は、ヘデラ１９の茎部が通過できる程度の開口部２８が形成され、また、ヘデラ１９が成長後でも開閉の際に茎部や葉部を開口部２８から外せるように、さらに中央部１００で分割されている。点滴ホース９６の先端は、日よけカバー３７が閉められた後、開口部２８からヘデラ１９が植栽される位置に設置され、適量の液肥１８が滴下されるようになっている。

植栽ケース９４は、例えば、ステンレスや強化プラスチック製等の容器からなり、その底面は、点滴ホース９６から供給されて植栽ケース９４の底まで浸透した液肥１８が通過できるようにメッシュ構造となっている。これら植栽ケース９４には、ヘデラ１９を、例えば、１ケースに２本植え込む。

排水管２４には、培地容器９２内の仕切桁９８により上下２層に分離される部屋に夫々接続するように、上側排水管２４ａと下側排水管２４ｂが設置されている。これは、通常、植栽ケース９４に補給された液肥１８は、植栽ケース９４の底部を通過して、培地容器９２の下層部屋に浸出し、培地容器９２の底部で集水されて下側排水管２４ｂを通じて排水されることになるが、液肥１８の排水が、給水量の増加又は雨水の混入等により追いつかず、培地容器９２内の液肥１８が増水した場合には、上側排水管２４ａから強制的に排水するためである。これにより、ヘデラ１９の根腐れを防止できる。

また、上側排水管２４ａと下側排水管２４ｂとが集合するストレーナ９３内には、例えば、管の詰まりとなるゴミ等を除去するためのフィルタが設けられている。

なお、培地９０では、培地容器９２に屋根長さに対応した１本の長いケース等を用いたが、これに限らず、複数に分割して設置してもよい。この場合には、各培地容器９２内の液肥１８の水位が同一となるように、例えば、各培地容器９２間を連結管等で接続する。

図５は、図１の屋根緑化装置１０のうち、骨組材１６に係る部分及びその周辺部を拡大した拡大斜視図である。
図５に示すように、骨組材１６には、例えば、アルミ、鉄又はステンレスなどの軽量かつ剛性の高い材質で、Ｃチャンネル、あるいは中空角型材に長手方向に沿って上面全域に亘って切り欠きを形成したものが用いられる。そして、スレート屋根１２に計画通りにヘデラ１９を繁茂させるために、骨組材１６は、例えば、Ｃ型又は切り欠きの開口面を上方に向けて、ヘデラ１９が植え込まれる開口部２８近傍からスレート屋根１２に沿って設けられる縦材１６ａと、これら縦材１６ａと直交する方向に設けられる横材１６ｂとに格子状に組まれて設置される。

骨組材１６内には、例えば、スポンジ、ジュート、藁や籾殻のような吸湿性と保水性を有する吸湿保水材３８が骨組材１６内から脱落しないように充填されており、伸延したヘデラ１９が適宜根を下ろして自力で保持できるようになっている。

また、下ろした根が水分を吸収できるように、例えば、縦材１６ａの設置される位置における塩ビ管３０に点滴穴４０を設けて、塩ビ管３０内の液肥１８を吸湿保水材３８に点滴したり、散水器４２を屋根の頂上部に複数設け（図１参照）、これら散水器４２から屋根全体に液肥を散水したりして吸湿保水材３８に保水できるようになっている。

なお、保水材充填の骨組み材の代わりに、スレート屋根の全面に保水性のよい構造のマット状の培地を飛散しないように固定し、培地に下ろした根が水分を吸収できるような構造としてもよいが、この場合は、培地の底面は水や根の浸入をさせない材質のものを使用するのが好ましい。

図６は、図５のＣ方向からみた時のスレート屋根１２と骨組材１６との配置を示す図である。
図６に示すように、骨組材１６はスレート屋根１２から所定の間隔を隔てて設置される。これは、ヘデラ１９が十分繁茂するまでの間、真夏の焼けた屋根に直接触れることによる葉焼けを起こさせないためおよび繁茂した葉や茎がスレート溝の雨水の流れを阻害することを防止するためである。また、植栽するつる性植物の種類によっては気根という吸盤状の根を出して壁面等に貼りつく性質を有するものもあるため、この気根がスレート屋根１２等に一旦貼りついてしまうと、ヘデラ１９が枯れてしまった際などの屋根緑化装置１０を交換したい時に、取り外しが困難になるだけでなく、スレート屋根１２に気根跡が残ってしまい、屋根表面を汚してしまうおそれがあるのを回避するためである。

骨組材１６のスレート屋根１２への設置は、例えば、スレート屋根１２を建屋に固定している既設のボルト４４等を利用し、このボルト４４等に間隔を隔てるためのスペーサー４６を連結して、さらにこのスペーサー４６と縦材１６ａ及び横材１６ｂの骨組材１６を再びボルト４４等で固定する。また、骨組材１６の端部にジョイント４８を介して保持材５０を連結させて、この保持材５０をボルト４４等で壁面等に固定してもよい。これにより、風圧や荷重等に十分耐えうるようにしっかりと骨組材１６を固定できる。

なお、骨組材１６とスレート屋根１２との間にスペースを保つような何らかの部材を介在させて、ワイヤー等で骨組材１６を抑えるように壁面等に緊締してもよい。

また、万が一、ヘデラ１９がスレート屋根１２に到達した場合、スレート屋根１２面上で繁茂することによって屋根上の雨水の流れがせき止められ、これら雨水がスレート屋根１２の接合部から建屋内に進入してきたり、あるいは根がスレート間の継ぎ目に伸延したりすることに留意する必要があることから、目地材５２でスレート間の継ぎ目を塞いでおくことが好ましい。

また、ヘデラ１９を伸延されるための支持部材に、骨組材１６の代わりに金網やネットなどの網材を用いてもよい。

図７は、図５の骨組材１６を網材１７に変更した構成を示す斜視図である。
図７に示すように、網材１７は、骨組材１６の設置と同様に、スレート屋根１２に沿うとともに、屋根からスペースを保つために、例えば、上記説明したスペーサー４６などを用いてボルト４４等で固定し、設置されるようにする。また、網材１７を用いた場合には、吸湿保水材３８を設置できないため、ヘデラ１９は自力で固定できないので、ワイヤーや縄等でヘデラ１９の体を適宜網材１７に留めておく。 なお、網材１７の代わりに、棒材やワイヤー等で適当なマス目を構成して、これに適宜ヘデラ１９の体をワイヤーや縄等で適宜留めながらヘデラ１９を伸延させる構成にしてもよい。

また、ヘデラを伸延させる部材を上記説明した骨組材１６、網材１７、又は棒材やワイヤー等を組み合わせた構成にしてもよい。

本実施形態による屋根緑化装置１０は工場の屋根がスレート屋根１２である場合の設置例を説明したが、これに限らず、屋根が鋼板製の鋼板屋根に適用してもよい。

図８は、図６のスレート屋根１２を鋼板屋根へ変更した場合の骨組材の設置構成を示す図である。
図８に示すように、一般に鋼板屋根１５は屋根表面の凹凸の起伏がスレート屋根１２よりも大きいので、特に上記説明したスペーサー４６を用いることなく骨組材１６を設置できる。すなわち、例えば、鋼板屋根１５を固定する既設ボルト４４が鋼板屋根１５の凸部より突出している場合には、このボルト４４を利用して骨組材１６を固定する。また、鋼板屋根１５の凸部にボルト４４がない場合でも、凸部が平坦である場合には、接着剤等を用いて骨組材１６と鋼板屋根１５とを接着させて固定してもよい。

次に、循環システム２０について説明する。
図９は、循環システム２０の液肥の流れ及び機器の詳細を示す系統図である。
図９に示すように、循環システム２０は、液肥１８を貯めるための液肥タンク２６と、液肥タンク２６から培地１４へ液肥１８を供給するための給水管２２及びポンプＰ１と、培地１４の余分な液肥１８を液肥タンク２６へ排水するための排水管２４と、給水管２２と排水管２４とを連絡するバイパス管５４と、水流を制御するための各種バルブ（Ｖ１〜Ｖ４）と、循環する液肥１８に空気を混合する空気混合器５６と、培地１４へ供給する液肥１８を滅菌する滅菌装置５８と、タンク内の液肥１８の温度を調節するヒータ６０及びクーラ６２と、液肥タンク２６もしくは培地１４の液肥１８を監視する各種センサ（Ｓ１〜Ｓ４）と、それらセンサによる測定値の表示、記録、もしくは異常を警告するデータロガー６４とから構成される。

液肥タンク２６は、培地１４に十分な液肥を供給できる程度の容量を有し、例えば、金属製やプラスチック製のもので遮光性を有するものが好ましい。

また、給水管２２及び排水管２４にも遮光性を有する材質である、例えば、汎用の水道管や硬質塩ビ管を用いることが好ましい。なお、これに限らず、配管等の取り回しの容易性を考慮して、容易に屈曲可能な軟質の塩化ビニルパイプを用いてもよい。

ポンプＰ１は、液肥タンク２６に貯水された液肥１８を、給水管２２を通じて屋根の頂上部に設けられた培地１４に十分給水できる性能を備えている。

また、系統内の給水管２２、排水管２４及びバイパス管５４にはバルブＶ１〜Ｖ３が夫々設けられており、これらバルブを適宜開閉することにより、系統内の液肥１８の流れを制御できるようになっている。例えば、通常時には、液肥バルブＶ１及びＶ２は開け、バルブＶ３を閉めることによって、培地１４と液肥タンク２６との間で液肥１８を循環させている。一方、培地１４の排水口に詰まりなどが生じてしまい、その詰まりを解消したい場合には、液肥バルブＶ１及びＶ２は閉め、バルブＶ３を開けることによって、排水管２４の液肥１８を逆流させて排水口に詰まったものを培地１４にはき出させることができる。

空気混合器５６は、液肥１８中に空気を混合するためのものであり、例えば、排水管２４におけるバルブＶ２と液肥タンク２６との間に設けられる。

図１０は、空気混合器５６の内部構造を示す断面図である。
図１０に示すように、空気混合器５６は、一方向の流れに対して互いに逆方向の回転するような二枚のプロペラ６６が、排水管２４の管路内に、排水管２４の管軸と同軸に設置され、これらプロペラ６６の設置位置近傍に、排水管２４の内外を貫通する空気穴６８が形成されたものである。この構造により、例えば、上方から液体が流れてきた場合には、排水管２４内を水と空気の流れが生じ、排水管２４内の空気圧が管外の外圧と比べて負圧になって、空気穴６８から排水管２４内に空気が流入し、さらに流れによって互いに逆回転する２枚のプロペラ６６により、排水管２４内の水と空気とが攪拌されて混合することによって液肥１８中に空気が取り入れられる。なお、空気混合器５６内には、円筒状のフレームからなるランナー収納ケース６７が設けられ、プロペラ６６の回転軸６９は、このランナー収納ケース６７に備えられる軸受７１により支持されている。

滅菌装置５８（図９参照）は、立ち枯れ病を引き起こすフザリウム菌や水温上昇時に顕著になるバクテリアなどによる根腐れなど、菌の繁殖を抑制するためのものであり、例えば、給水管２２におけるバルブＶ１と培地１４との間に設けられる。滅菌装置５８には、例えば、液肥１８を加温することで滅菌するものや、液肥１８に殺菌灯による紫外線を照射するものなどあるが、滅菌可能なものであればどのようなものでもよい。また、液肥タンク２６自体に加温又は紫外線照射のような機能を備えるものであれば、特に管路内に設けなくてもよい。

液肥１８の温度調節には、冬場の凍結を防止するとともに、液肥１８の温度を適正に保つ（例えば、マイナス５℃以上）ためのヒータ６０と、夏場、培地１４内の液肥１８が異常に上昇しないように（例えば、３０℃以下）、液肥１８を冷却するクーラ６２とが、液肥タンク２６内に設けられている。

液肥タンク２６には、液肥１８の温度、液肥１８の濃度及び水位を監視するための温度センサＳ１、濃度センサＳ２及び水位センサＳ３が設けられており、これら各センサによる測定値はデータロガー６４で監視及び記録され、異常値を示す場合に警報で知らせるようになっている。なお、培地１４にも水位センサＳ４が設置され、各センサＳ１〜Ｓ３とともに監視及び記録されている。

なお、温度センサＳ１で測定する温度に応じて、ヒータ６０及びクーラ６２の制御を行う制御装置７０を設けてもよい。

また、散水器４２から散水される液肥１８を給水管２２から分岐する系統にし、分岐途中にバルブＶ４を設け、バルブＶ４の開閉により散水の制御をしてもよい。

また、節水に努めるために、液肥タンク２６で用いる水源を屋外に設けられた雨水集水マス７２などから雨水を給水する構成としてもよい。また、この場合、所定の集水量に応じて起動して液肥タンク２６に雨水を供給し、液肥タンク２６に十分に水が補給すると停止するポンプＰ２を設けてもよい。

また、循環システム２０の電源は、省エネルギーと環境対策に配慮するために蓄電式の太陽光発電でまかなうことが好ましい。

再び図１に示すように、スレート屋根１２の上に落ちる落葉が雨樋１３に溜まって雨樋１３が詰まるのを防止するために、スレート屋根１２の最下部の上側に葉受け７４と、葉受けに溜まった落葉等を清掃するかきとり装置７６とが設けられている。

図１１はかきとり装置の構成部分を示す図１のＡ方向から見た時の立面図であり、図１２は図１のＢ方向から見た時の内部構造図である。
図１１及び図１２に示すように、葉受け７４は、例えば、塩ビ製の円筒パイプの円周上の半分程度を切り欠いた受け部７７の周端部に櫛状のスクリーン７８を取り付け、このスクリーン７８の先端を、スレート屋根１２の凹凸状の端部に差し込みながら雨樋１３に沿わせて設置したものであり、雨樋１３の長手方向に沿って雨樋１３と同等の長さに亘って設置される。

また、葉受け７４の受け部７７内には、例えば、円筒状のかきとり缶８０と、地上から雨樋１３の端部を介してかきとり缶８０に繋がれるワイヤー８２とからなるかきとり装置７６が設けられている。

これらにより、スレート屋根１２をつたって流れる雨水は、スクリーン７８を通過してその下側の雨樋１３に落ちることになるので、葉受け７４には水が溜まることなく落葉のみを捕らえられ、さらに地上からワイヤー８２を引っ張ってかきとり缶８０を長手方向に移動させることで溜まった落葉を清掃することができる。

以上説明したように、本実施形態による屋根緑化装置１０によれば、培地１４を直接スレート屋根１２に直接設置し、支柱などの重量物を設けることない簡易かつ軽量な構成であることにより、工場の建屋に使用されるスレート屋根１２においても設置が可能である。

また、培地１４を形成する塩ビ管３０は、ヘデラ１９が植え込まれる部分にのみに開口部２８が形成されることにより、培地１４への雨水の流入や日光の照射を最小限に止めることができ、液肥１８の濃度の維持又はアオコ等の発生を防止するため、ヘデラ１９の生育に適した環境として培地１４を維持することができる。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、循環システム２０を備えることにより、培地１４へ供給する液肥１８を繰り返し循環して用いることができ、栽培のために要する液肥１８の使用量を節減できる。

また、本実施形態の循環システム２０の液肥タンク２６によれば、ヒータ６０及びクーラ６２を備えることにより、培地１４に補給される液肥１８の温度が、夏季などにヘデラ１９が生育するには過度に高くなったり、冬季などには液肥１８の使用に適さない低温なったり、又は液肥１８が凍結したりすることから回避できるので、ヘデラ１９の適正な生育環境の維持に寄与する。

また、本実施形態の循環システム２０によれば、液肥タンク２６の温度、液肥タンク２６の濃度、液肥タンク２６の水位、及び培地１４の液肥タンク２６の水位を監視するための温度センサＳ１、濃度センサＳ２、水位センサＳ３及びＳ４を備え、これら各センサによる測定値はデータロガー６４で監視及び記録され、異常値を示す場合に警報で知らせるようになることにより、ヘデラ１９の生育環境に影響する要因である液肥タンクの温度、濃度、水位、及び培地１４の水位を簡易かつ適正に維持管理できる。

また、本実施形態の循環システム２０によれば、排水管２４及びバイパス管５４と、排水管２４内の液肥１８の流れを逆流制御できるバルブＶ１〜Ｖ３を備えることにより、培地１４から排水される排水管２４の排水口付近に詰まりが生じた場合に、排水管２４から培地１４へ水流を逆流させることによって容易に排水管２４内の詰まりを解消することができる。このため、詰まりが生じた場合の排水管２４の交換等の修繕作業を回避することができ、コスト低減に寄与する。

また、本実施形態の循環システム２０によれば、空気混合器５６を備えることにより、排水管２４内を流れる液肥１８に空気を混合することができ、この空気が混入された液肥１８を用いてヘデラ１９を栽培することにより、ヘデラ１９の根の呼吸作用を促進させることができ、ヘデラ１９を良好に生育させることができる。

また、本実施形態の培地１４を形成する塩ビ管３０は、育苗培地３３及び留め具３２を備えることにより、ヘデラ１９の根部や茎部を保持することができるので、ヘデラ１９にその根が保持されていない状態の時に生じるストレスを軽減し、ヘデラ１９を良好に生育させることができる。また、ヘデラ１９が塩ビ管３０から脱落することを防止できる。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、培地１４にゼオライトやカキ殻等の充填物３６を充填することにより、培地１４内の通気性及び通水性を維持することができ、ヘデラ１９を良好に生育させることができる。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、骨組材１６又は網材１７は、スレート屋根１２と所定の距離を隔てて設けられることにより、例えば、夏季など日照によってスレート屋根１２の表面近傍の温度が上昇することによって、ヘデラ１９の生育環境が悪化したり、ヘデラ１９自体が熱せられたスレート屋根１２に接触してダメージを被ったりすることから回避できる。

また、気根を有するつる性植物が植栽される場合でも、気根がスレート屋根１２に到達することを回避できるので、つる性植物が枯れてしまった際などの緑化装置の交換を容易にし、またスレート屋根１２に気根跡が残ってしまって屋根表面を汚してしまうことを防止できる。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、骨組材１６には、Ｃチャンネル、あるいは中空角型材に長手方向に沿って上面全域に亘って切り欠きを形成されたものが用いられ、吸湿保水材３８が骨組材１６内から脱落しないように充填されていることにより、ヘデラ１９の根を、骨組材１６内の吸湿保水材３８に適宜下ろさせることができるので、ヘデラ１９を骨組材１６に保持するための保持具等を用いることなく自力で保持することができる。また、吸湿保水材３８から水分又は液肥１８を補給することにもなるので、ヘデラ１９の成長を促進させることができる。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、工場の建屋のスレート屋根１２に設置することにより、経年使用の末、日焼けによる劣化を生じて黒色系にその表面が変化していくスレート屋根を、緑化して美観化できるとともに、屋根に直射日光が当たるのをヘデラ１９が遮ることになるので夏季の日照による屋根温度の上昇にともなう屋内温度の上昇を緩和することができる。これにより、工場内の労働環境を改善できる上、冷房に使用される電力等を節電できるため省エネルギーにも寄与する。また、都市部におけるＣＯ_２の削減やヒートアイランド現象の抑制に寄与する。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、給水管２２の経路内に滅菌装置５８が備えられていることにより、培地１４に供給する液肥１８を滅菌して培地１４内の菌の繁殖を回避することができ、培地１４を植物の良好な生育環境として維持できる。長期間にわたる水耕栽培においては、生育に影響を与える菌の発生はきわめて重要な解決すべき課題であり、重要であるが、このような場合には特に滅菌装置５８はその効果を発揮する。

さらに、水耕栽培を行う際には液肥１８を長期間にわたり使用すると老廃物や特定の肥料成分の余剰を生じることから、定期的に適当な間隔を置いて液肥１８の一部または全量を交換する必要があるが、本実施形態の循環システム２０によれば、液肥タンク２６を備えているので、液肥タンク２６内の液肥１８を交換することで、液肥１８の維持管理を容易に行うことができる。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、スレート屋根１２の屋根の頂上部に散水器４２が複数設けられることにより、ヘデラ１９の茎又は葉に直接散水することができ、空中湿度を保つとともに夏場などの気温が高い際に葉の温度を下げて植物の生育環境を改善し、またハダニやアブラムシ等の発生を防止することができる。また、スレート屋根１２の温度を低下させることができ、夏場の屋内の温度上昇を緩和できるとともに、ヒートアイランド化の抑制に寄与する。

また、本実施形態の屋根緑化装置１０によれば、スレート屋根１２に葉受け７４とかきとり装置７６を備えることにより、スレート屋根１２をつたって流れる雨水は、葉受け７４のスクリーン７８を通過してその下側の雨樋１３に落ちることになるので、葉受け７４には水が溜まることなく落葉のみが捕らえられ、ワイヤー８２が繋がれるかきとり缶８０を、そのワイヤー８２を引っ張り、葉受け７４内を移動させることによって葉受け７４に溜まった落葉をかき集めて、葉受け７４内を清掃することができる。これにより、スレート屋根１２に繁茂するヘデラ１９から落ちる落葉等で雨樋１３を詰まらせるようなことは生じない。

なお、本実施形態による屋根緑化装置１０の培地１４によれば、一屋根に対し一つ設置する例を示したが、これに限らず、屋根の傾斜方向の長さに応じて複数設置してもよい（図示しない）。この場合、追加する培地１４は屋根上に水平方向に設置する。

また、本実施形態による屋根緑化装置１０によれば、空気混合器５６は排水管２４におけるバルブＶ３と液肥タンク２６との間に設けられるとしたが、これに限らず、給水管２２の管路に設けても良い。また、空気混合器５６を用いず、エアーポンプの空気噴出口を液肥タンク２６に設け、液肥１８に直接空気を噴きこむ構成としてもよい。

また、本実施形態による屋根緑化装置１０によれば、ヘデラ１９を伸延させるための骨組材１６や網材１７をスレート屋根１２に設置したが、これに限らず、これら骨組材１６や網材１７を省略してもよい。この場合、ヘデラはスレート屋根に沿って垂下しながら成長することになるが、その伸延方向が風で乱れないようにヘデラ１９の上部に一定の間隔を隔てて網材等で被せる構成としてもよい。

１０ 緑化装置 １２ スレート屋根
１３ 雨樋 １４、９０ 培地
１５ 鋼板屋根 １６ 骨組材
１７ 網材 １８ 液肥
１９ ヘデラ ２０ 循環システム
２２ 給水管 ２４ 排水管
２６ 液肥タンク ２８ 開口部
３０ 塩ビ管 ３６ 充填物
３８ 吸湿保水材 ４２ 散水器
５０ 保持材 ５６ 空気混合器
５８ 滅菌装置 ６０ ヒータ
６２ クーラ ６４ データロガー
６６ プロペラ ６８ 空気穴
７４ 葉受け ７６ かきとり装置
７８ スクリーン ８０ かきとり缶
８２ ワイヤー Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ バルブ
Ｐ１、Ｐ２ ポンプ Ｓ１ 温度センサ
Ｓ２ 濃度センサ Ｓ３、Ｓ４ 水位センサ

Claims (15)

1. 構造物の屋根を緑化する装置であって、
   植物の培地となる管体と、繁茂した前記植物を支持する骨組材又は網材あるいはマット状保水材とが前記屋根の表面に沿ってとりつけられてなることを特徴とする屋根緑化装置。
2. 前記管体は、前記植物が植え込まれる部分にのみ開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の屋根緑化装置。
3. 液肥を貯留する液肥タンクと、液肥を前記液肥タンクから前記管体へ供給する給水管と、前記管体から排出された液肥を前記液肥タンクへ戻す排水管と、前記液肥タンク内の液肥を前記給水管へ送り込むポンプとを含む循環装置を備えること特徴とする請求項１又は２に記載の屋根緑化装置。
4. 前記循環装置は、液肥を前記排水管から前記管体へ逆流させるための逆流手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の屋根緑化装置。
5. 前記タンクは、前記タンク内に貯留される液肥の温度を調節可能なヒータ及びクーラを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の屋根緑化装置。
6. 前記循環装置は、前記タンク内の液肥の温度を測定する温度センサ、前記タンク内の液肥の濃度を測定する濃度センサ、前記タンク内の液肥の水位を測定する水位センサ、又は前記管体内の液肥の水位を測定する水位センサのうち少なくとも一つセンサを具備するとともに、
   前記具備するセンサによる測定値が異常を示す値である場合にその異常を警告する機能を有し、かつ前記測定値を自動的に記録する監視記録装置とを備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の屋根緑化装置。
7. 前記給水管又は排水管の内部に、一対のプロペラが、前記管路内での液肥の流れによって互いに逆方向に回転するように設置され、これらプロペラの設置位置近傍に、前記給水管又は排水管の内外を貫通する空気穴が形成されてなる空気混入装置を備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の屋根緑化装置。
8. 前記循環装置の循環系統内に、液肥内に繁殖する菌を滅菌する滅菌処理装置が設けられていることを特徴とする請求項３〜７に記載の屋根緑化装置。
9. 前記滅菌処理装置は、紫外線照射又は加熱による滅菌処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の屋根緑化装置。
10. 前記管体に、前記植物を保持する保持具が設けられていることを特徴とする請求項１〜
    ９のいずれかに記載の屋根緑化装置。
11. 前記管体内に、ゼオライト、カキ殻又は軽石が充填されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の屋根緑化装置。
12. スレート製の屋根に設置されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の屋根緑化装置。
13. 鋼板製の屋根に設置されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の屋根緑化装置。
14. 前記屋根に、前記植物へ散水可能な散水器を設けてなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の屋根緑化装置。
15. 前記屋根に設置される雨樋の上側に設けられ、雨水を通過させるスクリーンを備える略凹状の葉受けを設けるとともに、
    前記葉受けの内側に、ワイヤーが繋がれ、前記ワイヤーを引っ張ることで前記葉受け内を長手方向に移動させることより、前記葉受けに溜まった前記植物の落葉等をかきとり可能なかきとり体を備えるかきとり装置を設けたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の屋根緑化装置。

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