JP2016000024A

JP2016000024A - 植栽防火性評価装置及び植栽防火性評価方法

Info

Publication number: JP2016000024A
Application number: JP2014121838A
Authority: JP
Inventors: 惣太郎米村; Sotaro Yonemura
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-01-07

Abstract

【課題】植栽を構成する各樹木の防火性の度合いを定量的に表示して植栽の防火性を評価することができる植栽防火性評価装置及び植栽防火性評価方法を提供すること。【解決手段】植栽を構成する各樹木の配置状態を示す植栽３次元データ２１と、樹種毎の葉面積指数２２と、葉１枚の面積に対する葉１枚が有する水分重量の比である含水量である樹種毎の含水量２３と、を記憶する記憶部２と、前記葉面積指数を用いて各樹木の葉面積を算出する葉面積算出部１１と、各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出する樹葉含水量算出部１２と、各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力する表示処理部１３と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、植栽を構成する各樹木の防火性の度合いを定量的に表示して植栽の防火性を評価することができる植栽防火性評価装置及び植栽防火性評価方法に関する。

従来から、地震等に伴う火災による延焼の防止や、安全な避難路や避難場所を確保するための方法として、樹木の持つ防火機能を活用することが期待されている。

このため、特許文献１では、植栽の防火力を算出する際、植物の種類別の防火性得点を用いて算出している。この防火性得点は、例えば、既存の防火性分類データを用いている。例えば、既存の防火性分類データでは、常緑広葉樹のようには肉の厚い植物は一般に防火性が高く、枝葉に樹脂を多く含むマツ類やスギ、幹に油を含み薄い葉をもつタケやササ類塔は燃焼しやすく危険であるとして分類している。例えば、既存の防火性分類データは、非特許文献１に記載されている。なお、一般に、植物個体に期待される防火効果は、葉中の水分を放出したり、枝による着火飛来物を補足するなどの枝葉により発揮される延焼防止効果に役立つことである。

特開２００４−３０５０６９号公報

福嶋司，門屋健著、「樹木の構成と配置からみた都市公園の防火機能に関する研究」、森林立地、１９８９年、３１（２），ｐｐ．３５−４５岩崎哲也著、「防火的観点からみた各種樹葉の含水率に関する研究」、ランドスケープ研究、２００５年、６８（５），ｐｐ．５２５−５２８中村彰宏著、「樹木の葉の水分特性と耐火性および震災後の樹木の生育評価」、ランドスケープ研究、１９９９年、６２（３），ｐｐ．２１８−２２１加藤顕他著、「高速道路方面におけるレーザーを用いた葉面積指数の推定」、日緑工誌、２０１３年、Ｊ．Ｊｐｎ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖｅｇｅｔ．Ｔｅｃｈ．３９（１），ｐｐ．１９４−１９７

しかしながら、上述した防火性分類データは、大震災や林野火災における樹木のよる焼け止まりの観察結果などによって定性的に評価されたものを元にしたデータであり、樹種によっては、評価者による防火性の評価が異なるものがあり、防火性の定量的な分類を行うことができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、植栽を構成する各樹木の防火性の度合いを定量的に表示して植栽の防火性を評価することができる植栽防火性評価装置及び植栽防火性評価方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる植栽防火性評価装置は、植栽を構成する各樹木の配置状態を示す植栽３次元データを少なくとも保持する植栽データ記憶部と、葉１枚の面積に対する葉１枚が有する水分重量の比である含水量を樹種毎に記憶する含水量記憶部と、樹種毎の葉面積指数を記憶する葉面積指数記憶部と、前記葉面積指数を用いて各樹木の葉面積を算出する葉面積算出部と、各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出する樹葉含水量算出部と、各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力する表示処理部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる植栽防火性評価装置は、上記の発明において、前記葉面積算出部は、各樹木の樹冠面積に各樹木の葉面積指数を乗算した値であることを特徴とする。

また、本発明にかかる植栽防火性評価装置は、上記の発明において、前記表示処理部は、各樹木の前記防火性の度合いを濃淡表示することを特徴とする。

また、本発明にかかる植栽防火性評価方法は、植栽を構成する各樹木の配置状態を示す植栽３次元データ、樹種毎の葉１枚の面積に対する葉１枚が有する水分重量の比である含水量、及び樹種毎の葉面積指数を記憶する記憶ステップと、前記葉面積指数を用いて各樹木の葉面積を算出する葉面積算出ステップと、各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出する樹葉含水量算出ステップと、各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力する表示処理ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる植栽防火性評価方法は、上記の発明において、前記葉面積算出ステップは、各樹木の樹冠面積に各樹木の葉面積指数を乗算した値であることを特徴とする。

また、本発明にかかる植栽防火性評価方法は、上記の発明において、前記表示処理ステップは、各樹木の前記防火性の度合いを濃淡表示することを特徴とする。

本発明によれば、植栽を構成する各樹木の配置状態を示す植栽３次元データを保持し、葉１枚の面積に対する葉１枚が有する水分重量の比である含水量を樹種毎に記憶し、樹種毎の葉面積指数を記憶しておき、葉面積算出部が、前記葉面積指数を用いて各樹木の葉面積を算出し、樹葉含水量算出部が、各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出し、表示処理部が、各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力するようにしている。この結果、植栽を構成する各樹木の防火性の度合いを定量的に表示して植栽の防火性を評価することができる。

図１は、樹種に対する防火性の度合いの分類を示した図である。図２は、図１に示した樹種毎の防火性の度合いと、各樹種の含水率と、各樹種毎の含水量との関係を示す図である。図３は、含水率と防火性の度合いとの関係を示す図である。図４は、含水量と防火性の度合いとの関係を示す図である。図５は、本発明の実施の形態である植栽防火性評価装置の構成を示すブロック図である。図６は、植栽３次元データをもとにした植栽の立面図である。図７は、植栽３次元データをもとにした植栽の平面図である。図８は、制御部による植栽防火性評価処理手順を示すフローチャートである。図９は、植栽の各樹木に対する樹冠面積、葉面積指数、葉面積、含水量、樹葉含水量、断面積、立面平均樹葉含水量の一例を示す図である。図１０は、植栽の各樹木に対する樹冠面積、葉面積指数、葉面積、含水量、樹葉含水量、平面平均樹葉含水量の一例を示す図である。図１１は、図９に示した植栽の防火性の度合いを示した立面図である。図１２は、図１０に示した植栽の防火性の度合いを示した平面図である。図１３は、図９に示した植栽の防火性を改善した場合における、植栽の各樹木に対する樹冠面積、葉面積指数、葉面積、含水量、樹葉含水量、断面積、立面平均樹葉含水量の一例を示す図である。図１４は、図１０に示した植栽の防火性を改善した場合における、植栽の各樹木に対する樹冠面積、葉面積指数、葉面積、含水量、樹葉含水量、平面平均樹葉含水量の一例を示す図である。図１５は、図１３に示した植栽の防火性の度合いを示した立面図である。図１６は、図１４に示した植栽の防火性の度合いを示した平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

（本発明の概念）
まず、本発明の概念について説明する。図１は、非特許文献１に記載された樹種に対する防火性の度合いの分類を示した図である。なお、図１に示した防火性の度合いは夏期の場合を示しているが、冬季の場合にも同様にして防火性の度合いが樹種毎に分類される。この防火性の度合いの分類は、上述したように、大震災や林野火災における樹木のよる焼け止まりの観察結果などによって定性的に評価した結果である。

一方、樹木に期待される防火性は、葉中の水分量である。非特許文献２では、各種樹葉の含水率に対する研究をまとめており、各種樹葉の含水率が記載されている。また、被特許文献３では、樹種に対する含水率と含水量との関係が記載されている。そこで、本発明者らは、含水率と防火性の度合いとの関係について調べた。この関係は、図２に示した、非特許文献１に記載された樹種毎の防火性の度合いと、非特許文献３に記載された各樹種の含水率とから検討した。図３は、含水率と防火性の度合いとの関係を示す図である。ここで、含水率とは、生葉の重量に対する、この生葉から放出した水分重量（生葉が含んでいた水分重量）の比を百分率で示した値である。図３に示すように、含水率と防火性の度合いとの間には相関関係が存在しない。

そこで、本発明者らは、生葉の含水量に着目し、含水量と防火性の度合いとの関係について検討した。ここで、含水量とは、葉１枚の面積に対する、葉１枚が放出する水分重量の比である。この水分重量は、生葉を乾燥させ、その前後の重量差として求めている。また、生葉の面積は、所定の葉面積計、あるいはスキャナ等を用いて取得した画像の面積から求めることができる。

図４は、図２に示した含水量と防火性の度合いとの関係を示す図である。図４に示すように、含水量が多くなるにしたがって、防火性の度合いが大きくなる相関関係を有することがわかる。本発明者らは、この含水量と防火性の度合いとの相関関係から、含水量を用いて防火性の度合いを数値化することができた。以下、含水量を用いて防火性の度合いを数値化した植栽防火性評価装置及び植栽防火性評価方法について説明する。

（装置構成）
図５は、本発明の実施の形態である植栽防火性評価装置１の構成を示すブロック図である。図５に示すように、植栽防火性評価装置１は、ＣＰＵ及びメモリなどによって実現されて全体を制御する制御部Ｃに、記憶部２、入力部３、出力部４が接続される。

記憶部２には、植栽３次元データ２１、樹種毎の葉面積指数２２、樹種毎の含水量２３が記憶される。植栽３次元データ２１は、例えば、図６に示した植栽の立面図及び図７に示した植栽の平面図によって示した植栽の３次元データである。なお、葉面積指数は、葉面積算出時に用いられる指数であり、例えば、非特許文献４に示した光学的手法などによって葉面積指数を求めることができる。なお、入力部３は、ポインティングデバイスなどによって実現され、各種操作及び指示を制御部Ｃに入力する。また、出力部４は、例えば液晶ディスプレイなどによって実現され、入力部３によって操作あるいは指示された内容を表示出力するとともに、後述する植栽防火性評価内容を表示出力する。なお、入力部３と出力部４とは、タッチパネルなどによって実現してもよい。なお、防火性を評価する場合、落葉樹などの存在を考慮すると、落葉樹は冬季では落葉によって防火性が落ちるため、樹種毎の含水量２３として冬季の含水量が記憶されている。すなわち、この実施の形態では、防火性が最も劣化する冬季の防火性を基準として評価するようにしている。もちろん、夏期の含水量をも記憶しておいて、夏期の防火性を評価するようにしてもよい。

制御部Ｃは、葉面積算出部１１、樹葉含水量算出部１２、及び表示処理部１３を有する。葉面積算出部１１は、樹種毎の葉面積指数２２を用いて植栽を構成する各樹木の葉面積を算出する。樹葉含水量算出部１２は、樹種毎の含水量２３から各樹木の含水量を取得し、この各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出する。表示処理部１３は、各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして出力部４に表示出力する処理を行う。

（植栽防火性評価処理）
ここで、図８に示したフローチャートを参照して、制御部Ｃによる植栽防火性評価処理手順について説明する。まず、処理の前提として、制御部Ｃは、入力部３からの指示入力によって植栽３次元データ２１を読み込んで、植栽３次元データ２１を出力部４に表示し、植栽３次元データ２１の植栽を構成する各樹木と樹種との関係を対応付けておく。

その後、葉面積算出部１１は、各樹木の樹冠面積を、植栽３次元データ２１を用いて求め、この各樹木の樹冠面積に各樹木の葉面積指数を乗算して各樹木の葉面積を算出する（ステップＳ１０１）。樹冠面積は、図７に示した平面図における各樹木の面積である。例えば、図９に示すように、図６及び図７に対応する植栽の樹木Ｔ１〜Ｔ８に対する樹冠面積が求まる。

その後、樹葉含水量算出部１２は、各樹木Ｔ１〜Ｔ８の含水量を樹木毎の含水量２３を参照して求め、この各樹木Ｔ１〜Ｔ８に対する含水量に、葉面積算出部１１が算出した葉面積を乗算して各樹木Ｔ１〜Ｔ８の樹葉含水量を算出する（ステップＳ１０２）。この樹葉含水量は、各樹木Ｔ１〜Ｔ８が保有する水分重量である。

表示処理部１３は、樹葉含水量算出部１２が算出した各樹葉含水量を各樹木Ｔ１〜Ｔ８の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木Ｔ１〜Ｔ８に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力する（ステップＳ１０３）。表示方向に対する投影面積とは、例えば平面図における防火性の度合いを求める場合、樹冠面積である。また、立面図における防火性の度合いを求める場合、各樹木Ｔ１〜Ｔ８の水平方向からみた投影面積となる。

各樹木Ｔ１〜Ｔ８に対する立面図の防火性の度合いは、図９に示すように、立面平均樹葉含水量として求められる。例えば、樹木Ｔ１については、葉面積算出部１１によって、樹木Ｔ１の立面図における投影面積である樹冠面積＝６．２（ｍ^２）に葉面積指数＝７．２が乗算されて葉面積＝４４．６（ｍ^２）が求められる。さらに、樹葉含水量算出部１２によって、葉面積-＝４４．６（ｍ^２）に含水量＝１２０．５（ｇ／ｍ^２）が乗算されて樹葉含水量＝５３７９．１（ｇ）が求められる。その後、表示処理部１３は、樹葉含水量＝５３７９．１（ｇ）を、水平方向からの投影面積である断面積＝１４．１（ｍ^２）で除算して立面平均樹葉含水量＝３８１．０（ｇ／ｍ^２）を求め、この数値化された防火性の度合いである、平面平均樹葉含水量＝３８１．０（ｇ／ｍ^２）に対応する表示処理を行う。

各樹木Ｔ１〜Ｔ８に対する平面図の防火性の度合いは、図１０に示すように、平面平均樹葉含水量として求められる。例えば、樹木Ｔ１については、葉面積算出部１１によって、樹木Ｔ１の平面図における投影面積である樹冠面積＝６．２（ｍ^２）に葉面積指数＝７．２が乗算されて葉面積＝４４．６（ｍ^２）が求められる。さらに、樹葉含水量算出部１２によって、葉面積-＝４４．６（ｍ^２）に含水量＝１２０．５（ｇ／ｍ^２）が乗算されて樹葉含水量＝５３７９．１（ｇ）が求められる。その後、表示処理部１３は、樹葉含水量＝５３７９．１（ｇ）を、鉛直方向からの投影面積である樹冠面積＝６．２（ｍ^２）で除算して平面平均樹葉含水量＝８６７．６（ｇ／ｍ^２）を求め、この数値化された防火性の度合いである、平面平均樹葉含水量＝８６７．６（ｇ／ｍ^２）に対応する表示処理を行う。

例えば、立面図に対する防火性の度合いの表示処理では、図１１に示すように、各樹木Ｔ１〜Ｔ８に対し、図９で求められた立面平均樹葉含水量の値に対応する色の濃淡処理が施される。図１１では、立面平均樹葉含水量（防火性の度合い）が大きい樹木Ｔ１（＝３８１．１（ｇ／ｍ^２）），Ｔ４（＝４５７．０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ５（＝３８１．１（ｇ／ｍ^２）），Ｔ７（＝２８９．０（ｇ／ｍ^２））に対してはその数値に応じて色を濃く表示し、立面平均樹葉含水量（防火性の度合い）が小さい樹木Ｔ２（＝０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ３（＝０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ６（＝０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ８（＝０（ｇ／ｍ^２））に対してはその数値に応じて色を薄く表示している。なお、図１１では、立面平均樹葉含水量（防火性の度合い）が小さい樹木Ｔ２，Ｔ３，Ｔ６，Ｔ８は落葉樹であり、含水量＝０であるため、平面平均樹葉含水量（防火性の度合い）も０となっている。

同様に、平面図に対する防火性の度合いの表示処理では、図１２に示すように、各樹木Ｔ１〜Ｔ８に対し、図１０で求められた平面平均樹葉含水量の値に対応する色の濃淡処理が施される。図１２では、平面平均樹葉含水量（防火性の度合い）が大きい樹木Ｔ１（＝８６７．６（ｇ／ｍ^２）），Ｔ４（＝１７４８．０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ５（＝８７６．６（ｇ／ｍ^２）），Ｔ７（＝５６１．０（ｇ／ｍ^２））に対してはその数値に応じて色を濃く表示し、平面平均樹葉含水量（防火性の度合い）が小さい樹木Ｔ２（＝０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ３（＝０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ６（＝０（ｇ／ｍ^２）），Ｔ８（＝０（ｇ／ｍ^２））に対してはその数値に応じて色を薄く表示している。

なお、この濃淡表示は、立面平均樹葉含水量あるいは平面平均樹葉含水量に応じた値をそのまま色の濃淡に対応づけてもよいし、立面平均樹葉含水量あるいは平面平均樹葉含水量の最大値と最小値との間を等間隔で分割し、それぞれ分割された領域の値を段階的に変化させてもよい。また、色の濃淡は、カラーであってもよく、その場合、輝度などを変化させることが好ましい。例えば、立面平均樹葉含水量あるいは平面平均樹葉含水量が大きい場合は、低い輝度で表示することが好ましい。

（植栽防火性対策例）
図１１及び図１２に示した防火性の評価表示では、樹木Ｔ２，Ｔ３，Ｔ６，Ｔ８の領域及び各樹木Ｔ１〜Ｔ８の下部領域における防火性の度合いが低い。このため、図１３及び図１４に示した植栽防火性対策では、樹木Ｔ２，Ｔ３，Ｔ６，Ｔ８を、冬季でも含水量が小さくならない樹種の樹木に替え、各樹木Ｔ１〜Ｔ８の下部領域の防火性を持たせるために、新たに、生垣としての樹木Ｔ９を設ける改善を行っている。また、樹木Ｔ５，Ｔ７では、含水量が大きい樹木に変更されている。さらに、樹木Ｔ２，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ６は、樹形を変えることによって樹冠面積あるいは断面積を大きくして防火領域間の隙間をなくし、かつ、葉面積も大きくしている。

この結果、図１５及び図１６に示した濃淡表示の立面図及び平面図に示すように、改善された植栽では、面的に防火性の度合いの低い領域がなくなり、防火性が高いと評価することができる。また、この場合、植栽の全体的な平均含水量も大きくなっており、植栽全体の防火性の度合いも大きくなっている。

なお、各季節ごとや各月ごとの防火性を評価する場合、各季節ごとや各月ごとに樹種毎の含水量を予め求めて記憶しておくことが好ましい。あるいは、夏期の樹種毎の含水量を基準として、各季節ごとや各月ごとに対応する重み係数を乗算して、樹種毎の含水量を補正するようにしてもよい。また、樹種毎の含水量を変えずに、落葉等に対応した葉面積指数を変化させるようにしてもよい。例えば、重み係数を葉面積指数に乗算することによって、冬季の葉面積を減ずるようにしてもよい。

また、上述した樹種毎の葉面積指数や含水量は、評価対象の樹木に対する実測値であってもよい。この場合、実測した葉面積指数や含水量の値は、その都度、入力部３を介して記憶部２に記憶されることになる。

なお、図１１，図１２，図１５，図１６では、すべての立面平均樹葉含水量及び平面平均樹葉含水量の値に対応して全図に共通な濃淡表示処理を行っているが、各図ごとに、立面平均樹葉含水量あるいは平面平均樹葉含水量の値に対応した濃淡表示処理を行うようにしてもよい。ただし、植栽の改善前後の図、例えば図１１と図１５、あるいは図１２と図１６とは、同じ濃淡表示処理を行うことが好ましい。

１植栽防火性評価装置
２記憶部
３入力部
４出力部
１１葉面積算出部
１２樹葉含水量算出部
１３表示処理部
２１植栽３次元データ
２２樹種毎の葉面積指数
２３樹種毎の含水量
Ｃ制御部
Ｔ１〜Ｔ９樹木

Claims

植栽を構成する各樹木の配置状態を示す植栽３次元データを少なくとも保持する植栽データ記憶部と、
葉１枚の面積に対する葉１枚が有する水分重量の比である含水量を樹種毎に記憶する含水量記憶部と、
樹種毎の葉面積指数を記憶する葉面積指数記憶部と、
前記葉面積指数を用いて各樹木の葉面積を算出する葉面積算出部と、
各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出する樹葉含水量算出部と、
各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力する表示処理部と、
を備えたことを特徴とする植栽防火性評価装置。
前記葉面積算出部は、各樹木の樹冠面積に各樹木の葉面積指数を乗算した値であることを特徴とする請求項１に記載の植栽防火性評価装置。
前記表示処理部は、各樹木の前記防火性の度合いを濃淡表示することを特徴とする請求項１または２に記載の植栽防火性評価装置。
植栽を構成する各樹木の配置状態を示す植栽３次元データ、樹種毎の葉１枚の面積に対する葉１枚が有する水分重量の比である含水量、及び樹種毎の葉面積指数を記憶する記憶ステップと、
前記葉面積指数を用いて各樹木の葉面積を算出する葉面積算出ステップと、
各樹木の含水量に各樹木の葉面積を乗算した各樹木の樹葉含水量を算出する樹葉含水量算出ステップと、
各樹葉含水量を各樹木の表示方向に対する投影面積で除算した各平均樹葉含水量を、各樹木に対する数値化した前記表示方向の防火性の度合いとして前記植栽を表示出力する表示処理ステップと、
を含むことを特徴とする植栽防火性評価方法。
前記葉面積算出ステップは、各樹木の樹冠面積に各樹木の葉面積指数を乗算した値であることを特徴とする請求項４に記載の植栽防火性評価方法。
前記表示処理ステップは、各樹木の前記防火性の度合いを濃淡表示することを特徴とする請求項４または５に記載の植栽防火性評価方法。