JP2013060725A - ビル・マンション用緊急時電源・水源システム - Google Patents

Abstract

【課題】通常設備による給水が不可能な震災時にも、各世帯に確実に給水することを可能とする。
【解決手段】ビル・マンション用緊急時電源・水源システムにおいて、緊急時に使用可能な水が貯留されている緊急貯水槽１０と、該緊急貯水槽１０に配管１２を介して連結された給水ポンプ１４と、該給水ポンプ１４に駆動電力を供給する緊急発電機１６と、緊急時に該緊急発電機１６を起動させると共に、前記給水ポンプ１４を含む付帯設備を監視・制御する制御手段（制御センタ１８）と、を備えていると共に、前記緊急貯水槽１０には耐震設計がなされ、且つ、前記緊急発電機１６には防水対策が施されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビル・マンション用緊急時電源・水源システムに係り、特に通常の給水システムによる給水が不可能な震災時に、敷地内に設置されている貯水槽の水を、集合住宅等のビル・マンションの居住者を含む各世帯に確実に給水する際に適用して好適なビル・マンション用緊急時電源・水源システムに関する。

従来、災害時等の緊急時に、集合住宅等のビル・マンションのライフラインを確保することは極めて重要であるが、その技術としては、例えば特許文献１に、災害時でも一定時間だけは自立運転してライフラインを確保できる、集合住宅のセントラル給湯・暖房用コージェネレーションシステムが提案されている。

また同様に、緊急時にライフラインを確保するために利用可能な自家発電設備に関する技術が、例えば特許文献２〜４に、分散型発電機に関する技術が特許文献５に、それぞれ開示されている。

ところで、ビル・マンションでは重要なライフラインの一つとして給水設備が付帯されているが、このような設備も、緊急時に停電が発生すると、揚水ポンプ等が使えなくなって日常の給水設備が使用できなくなるため、各居住者への給水も断たれることになる。

そこで、緊急時に停電により断水が発生したとしても、電力供給が回復するまでの短期間でも最低限の生活を維持できるようにするために、敷地内に緊急用給水設備が設置されているビル・マンションもある。

特開２００４−１５０６８２号公報 特開２００１−２６８７９９号公報 特開２００１−１１２１７６号公報 特開２００６−４６０７０号公報 特開２００８−１１６１２号公報

しかしながら、ビル・マンション等で震災時に使用可能な非常用電源は、通常、数時間程度の容量しかないことが多い。

また、学校等の公共用の地下に埋設設置される緊急貯水槽は規模・耐震性共に優れていることが多いが、ビル・マンションの貯水槽は通常、敷地内、ビルの地下や屋上等に設置されており、容量的に小さいこともあるが、特に耐震性が懸念される。

従って、前記特許文献１〜５に開示されているいずれの技術によっても、給水設備の耐震性を改善することができないため、震災時に該設備が使えなくなり、各居室へ給水することができなくなるという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、通常設備による給水が不可能な震災時にも、各世帯に確実に給水することができるビル・マンション用緊急時電源・水源システムを提供することを課題とする。

本発明は、ビル・マンション用緊急時電源・水源システムにおいて、緊急時に使用可能な水が貯留されている緊急貯水槽と、該緊急貯水槽に配管を介して連結された給水ポンプと、該給水ポンプに駆動電力を供給する緊急発電機と、緊急時に該緊急発電機を起動させると共に、前記給水ポンプを含む付帯設備を監視・制御する制御手段と、を備えていると共に、前記緊急貯水槽には耐震設計がなされ、且つ、前記緊急発電機には防水対策が施されていることにより、前記課題を解決したものである。

ここで、前記緊急貯水槽には、前記耐震設計のために槽内に補強用の隔壁が設置されているようにできる。

また、前記給水ポンプにも防水対策が施されているようにできる。

また、前記付帯設備として、前記緊急貯水槽の水質を管理するための残留塩素センサと塩素注入手段とを備えたようにすることができる。

また、前記付帯設備として、浸水を避ける高さに配設された空気吸込口から前記緊急貯水槽に外気を導入するための空気制御弁を備えているようにできる。

また、前記空気吸込口に、除塵手段、脱臭手段、放射能除去手段の少なくともいずれか一つが設けられているようにできる。

また、前記給水ポンプには、ビル・マンションの各居室に給水する配管がそれぞれ連結され、該配管の各居室入側には、前記付帯設備として、前記制御手段から遠隔監視が可能な流量計と、該流量計の監視結果に基いて該当する居室への給水を遠隔制御することが可能な給水制御弁とを備えることができる。

また、前記制御手段を、外部より遠隔操作可能とすることができる。

本発明によれば、通常設備による給水が不可能な震災時でも、緊急貯水槽が損傷を受けることを防止できるため、緊急発電機が浸水したとしても制御手段により動作させることができることから、ビル・マンションのライフラインを確保することができる。

本発明に係るビル・マンション用緊急時電源・水源システムの実施形態の要部を示す概略構成図 前記実施形態の全体の概要を示す説明図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本実施形態のビル・マンション用緊急時電源・水源システムは、図１に示す如く、震災等の緊急時に使用可能な水が貯留されている、地中に埋設された緊急貯水槽１０と、該緊急貯水槽１０に配管１２を介して連結された給水ポンプ１４と、該給水ポンプ１４に駆動電力を供給する緊急発電機１６と、緊急時に該緊急発電機１６を起動させると共に、前記給水ポンプ１４を含む付帯設備を外部より遠隔監視・制御する制御センタ１８とを備えている共に、前記緊急貯水槽１０には耐震設計がなされ、且つ、前記緊急発電機１６には防水対策が施されている。

また、この緊急時電源・水源システムでは、図２にマンション（集合住宅）の概要と共に示すように、前記緊急発電機１６からの電力は、常用の配電盤２０を介してエレベータ２２用のモータ２３等のマンション全体の各設備に供給されると共に、地下に設置されている前記給水ポンプ１４へも供給される。これによって、通常の外部電力系統に停電が発生する等の緊急時でも、配管１２を介して各階の各世帯（居室）へそれぞれ給水することができるようになっている。

前記緊急貯水槽１０は、鉄製の円筒を基本構造としており、前記のように耐震設計されている上に、図示されているように敷地内の地中に埋設されている。この耐震設計は、槽内に配設された補強用の隔壁２５により実現されていると共に、槽内に水が流れるように該隔壁２５の一部には表裏貫通する通水孔（図示せず）が形成されている。また、バルブ１０Ａを介して通常の上水の水道管に接続され、マンションに対する日常的な給水は、この緊急貯水槽１０を通して行われるため、常時新しい水に入れ替わるようになっている。このような緊急貯水槽としては、飲料水兼用耐震性貯水槽（ＪＦＥエンジニアリング株式会社製）を利用できる。

前記給水ポンプ１４は、浸水時にも動作するよう防水措置が施され、しかも防水措置が施された地下の防水部屋１４Ａに設置されており、震災時等の緊急時に前記緊急発電機１６から給電されることにより、前記緊急貯水槽１０から給水することが可能になっている。

前記緊急発電機１６は、例えばマイクロガスタービンとされ、震災時等に浸水した時にも動作するよう防水措置が施された上で、防水措置が施された防水部屋１６Ａに設置されており、予め用意されているＬＰＧ等の非常用燃料により自家発電することが可能になっている。この非常用燃料は燃料貯蔵施設に貯蔵され、同様に防水部屋１６Ａ内に設置されている。また、この緊急発電機１６の動作は、前記給水ポンプ１４の動作と共に、遠隔監視・操作するための情報通信線２４を介して前記制御センタ１８により遠隔操作され、これによりビル・マンション内のエネルギーマネジメントが行われるようになっている。

前記制御センタ１８は、１日の時間推移に伴い時系列で変動するデータを解析する機能を有しており、例えば業務用ビル等において、室内環境・エネルギー使用状況を把握し、且つ、室内環境に応じた機器又は設備等の運転管理によってエネルギー消費用の削減を図る機能を有するＢＥＭＳ（Ｂuilding Ｅnergy and Ｅnvironmental Ｍanagement Ｓystem）により構築することができる。但し、これに限定されない。

本実施形態の緊急時電源・水源システムは、緊急時に各世帯に給水する際の公平性を担保することができるようになっており、そのための付帯設備として、前記制御センタ１８により遠隔操作が可能な流量計２６、警告・通知装置２８及び給水制御弁３０を備えている。

前記流量計２６は、配管１２の需要端（各世帯居室の直前）に設置され、給水量の遠隔監視を可能とするための通信機能を有している。

前記警告・通知装置２８は、この流量計２６から収集した各世帯の水需要データを基に、予め定められた緊急時の給水可能量を、実際の需要量がオーバーする際等に、前記制御センタ１８から当該世帯に需要過多を警告すると共に、給水停止を通知するために用いられる。ここで使用される給水可能量は、貯水量を世帯数で割った値、占有面積や共益費に比例した値等で設定することができる。

前記給水制御弁３０は、予め定められた前記緊急時の給水可能量を、実際の需要量がオーバーする際等に、前記制御センタ１８から遠隔制御で給水量を制御するために用いられる。

更に、この電源・水源システムには、付帯設備として給水の水質管理のために前記制御センタ１８により遠隔監視することが可能な残留塩素センサ３２と、このセンサ３２による監視結果に基いて、遠隔制御により塩素注入するための塩素注入装置３４とが、前記緊急貯水槽１０に設置されている。

前記残留塩素センサ３２によっては、緊急貯水槽１０内の水の残留塩素濃度をリアルタイムに計測することが可能であり、前記制御センタ１８により情報通信線２４を介して前記残留塩素センサ３２により槽内水の残留塩素濃度を遠隔監視すると共に、その監視結果に基いて前記塩素注入装置３４を遠隔操作し、槽内水の残留塩素濃度を目標値に遠隔制御することが可能になっている。

また、前記緊急貯水槽１０に連結され、空気吸込口３５を介して大気開放されている配管１２Ａには、給水時に該緊急貯水槽１０の内部圧力が負圧になって円滑な給水ができなくなることを防止するために、前記制御センタ１８により遠隔制御して空気吸込口３５から空気を導入するための空気制御弁３６が設置されている。

また、前記空気吸込口３５には、外気中の埃などを緊急貯水槽１０内へ吸い込むことを防止するために、微細フィルタを備えた除塵装置や活性炭を収容した脱臭装置、ゼオライトを収容した放射能除去装置（いずれも図示せず）が具備されていると共に、この空気吸込口３５は、津波により浸水したとしても水面下にならない高さ、例えばマンションの最上階に空気用の配管１２Ａを介して設置されている。更に、この空気吸込口３５は、緊急時にバルブ（遮断弁）１０Ａが閉じて給水ポンプ１４が起動する際に、緊急貯水槽１０への空気吸込量を自動制御する機能を有している。

従って、緊急時に前記緊急貯水槽１０と水道管との間のバルブ１０Ａが遮断されて緊急貯水槽１０内が気密状態になったとしても、前記制御センタ１８により前記空気制御弁３６を遠隔操作して開状態にすることにより、該緊急貯水槽１０から円滑に給水することが可能となる。

以上詳述した本実施形態においては、地上に設置される従来の貯水槽より耐震性の高い緊急貯水槽１０と自家発電可能な緊急発電機１６と、その燃料貯蔵施設等を制御センタ１８により遠隔管理するようになっている。従って、震災時に外部電力系統に停電が発生した場合には、前記制御センタ１８は遠隔制御により前記緊急発電機１６の運転を開始させ、マンションの内部電力系統に給電してエレベータ２２等の運転を確保する共に、前記給水ポンプ１４に給電して各世帯への給水を確保することができる。

また、上記のように各世帯への給水を確保すると同時に、前記制御センタ１８は各世帯の流量計２６を遠隔監視し、その給水使用量が公平性を考慮して予め設定してある給水可能量に近づいた場合には、該当する世帯の警告・通知装置２８にその旨の警告をし、給水可能量を超えた場合には、遠隔制御により給水制御弁３０を閉鎖すると共に給水を停止した旨の通知をする。

従って、本実施形態によれば、震災時に電気水道等の公共インフラが全て停止した場合でも、緊急発電機１６と緊急貯水槽１０と、これらを制御する制御センタ１８とにより継続的に給電・給水を行うことができ、居住者に対するライフラインを確実に保持することができる。しかも、緊急時に緊急貯水槽１０内の限られた量の貯水を各世帯に平等に分配供給することが可能となる。

また、前記緊急貯水槽１０に塩素を注入し、残留塩素センサ３２により塩素濃度をリアルタイムに管理できるようにしたので、仮に緊急事態が長期間続いたとしても、各世帯への給水に対する水質管理を実現することができる。

更に、前記緊急貯水槽１０には空気制御弁３６を設置し、前記制御センタ１８から遠隔制御により、槽内に空気を導入できるようにしたので、各世帯への給水を円滑に且つ確実に行うことができる。

前記実施形態においては、いずれも外部の制御センタからの遠隔操作が可能とされていたので、迅速な対応が可能である。なお、管理人が常駐している場合など、外部からの遠隔操作機能を省略することも可能である。

また、緊急貯水槽としては、前記実施形態に示したものに限定されず、例えば密閉型でなくとも、震災等の緊急時に使用可能な水を貯留できるものであれば任意である。また、緊急貯水槽の水質に問題がなければ、残留塩素の制御を省略することができる。

更に、緊急発電機もマイクロガスタービンに限定されない。

１０…緊急貯水槽
１０Ａ…バルブ
１２、１２Ａ…配管
１４…給水ポンプ
１４Ａ、１６Ａ…防水部屋
１６…緊急発電機
１８…制御センタ
２０…配電盤
２２…エレベータ
２４…情報通信線
２５…隔壁
２６…流量計
２８…警告・通知装置
３０…給水制御弁
３２…残留塩素センサ
３４…塩素注入装置
３５…空気吸込口
３６…空気制御弁

Claims (8)

1. 緊急時に使用可能な水が貯留されている緊急貯水槽と、
   該緊急貯水槽に配管を介して連結された給水ポンプと、
   該給水ポンプに駆動電力を供給する緊急発電機と、
   緊急時に該緊急発電機を起動させると共に、前記給水ポンプを含む付帯設備を監視・制御する制御手段と、を備えていると共に、
   前記緊急貯水槽には耐震設計がなされ、且つ、前記緊急発電機には防水対策が施されていることを特徴とするビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
2. 前記緊急貯水槽には、前記耐震設計のために槽内に補強用の隔壁が設置されていることを特徴とする請求項１に記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
3. 前記給水ポンプにも防水対策が施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
4. 前記付帯設備として、前記緊急貯水槽の水質を管理するための残留塩素センサと塩素注入手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
5. 前記付帯設備として、浸水を避ける高さに配設された空気吸込口から前記緊急貯水槽に外気を導入するための空気制御弁を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
6. 前記空気吸込口に、除塵手段、脱臭手段、放射能除去手段の少なくともいずれか一つが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
7. 前記給水ポンプには、ビル・マンションの各居室に給水する配管がそれぞれ連結され、該配管の各居室入側には、前記付帯設備として、前記制御手段から遠隔監視が可能な流量計と、該流量計の監視結果に基いて該当する居室への給水を遠隔制御することが可能な給水制御弁とを備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。
8. 前記制御手段が、外部より遠隔操作可能とされていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のビル・マンション用緊急時電源・水源システム。