JP2017166190A - 地表面温調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】陸上競技場において、温調媒体の圧送動力を小さくでき、メンテナンス等も容易な地表面温調装置を提供する。【解決手段】陸上競技場９の走路９１の地表面下に複数の温調管２０を埋設してヘッダー管１０に接続する。これら温調管２０を互いに走路９１の周方向に並べ、かつ各温調管２０を、当該温調管が配置された箇所における走路９１の延び方向と交差させる。【選択図】図１

Description

本発明は、陸上競技場の走路（トラック）の地表面を温調する地表面温調装置に関し、特に、走路の地表面下に温調媒体を流通させて温調する地表面温調装置に関する。

屋外の陸上競技場は、夏季には地表温度が６０℃以上になることがあり、クラウチングスタートで手をついた際の熱感や熱中症の危険等、アスリートへの影響が指摘されている。従来の一般的な対策としては、地表に反射塗料を被膜したり散水したりしているが、反射塗料だけでは冷却効果が小さく、散水すると滑り易くなり競技に影響が生じる。

特許文献１では、道路等に温調管を埋設している。夏季には、冷却媒体を温調管に流通させることによって冷却し、冬季には、熱媒体を温調管に流通させることによって加温や融雪を行なっている。
特許文献２では、サッカーグラウンドやゴルフ場等の植栽地に複数の温調管を埋設することで温調している。これら温調管の端部がヘッダー管によって連ねられている。

特開平１−２９９９０３号公報 特開２００３−６１４８９号公報

陸上競技場における夏季の高温化対策として、上掲特許文献１，２等のような温調管で陸上競技場の走路の地表面を冷却（温調）することが考えられる。その場合、温調管を走路と平行に配管することが考えられるが、そうすると、温調管の配管距離が長くなり、温調媒体の圧送に大きな動力が必要となる。また、個々の温調管の配管領域が広いから、万が一、何らかの不具合が生じたとき、施工し直すのは手間がかかる。
本発明は、かかる事情に鑑み、陸上競技場において温調媒体の圧送動力を小さくでき、メンテナンス等も容易な地表面温調装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明は、陸上競技場の長円環状の走路の地表面を温調媒体によって温調する地表面温調装置であって、
前記走路の地表面下に埋設された複数の温調管と、
前記温調管に接続され、前記温調媒体を前記温調管に分配し又は前記温調管から回収するヘッダー管と、を備え、
前記複数の温調管が、互いに前記走路の周方向に並べられ、かつ各温調管が、当該温調管が配置された箇所における前記走路の延び方向と交差していることを特徴とする。

この地表面温調装置によれば、個々の温調管の長さを短くできる。したがって、温調管における圧損を抑制でき、温調媒体の圧送のための所要動力を小さくできる。万が一、何らかの不具合が生じたときの手直しも容易である。

前記走路の曲走路における温調管どうしが、前記曲走路の内周り側から外周り側へ互いに放射状に配置されていてもよい。
そうすることで、曲走路を隅々まで広く温調できる。

前記走路の曲走路における温調管どうしが互いに平行に配置されていてもよい。
そうすることで、曲走路の外周り側のレーンにおける曲走路温調管どうし間の間隔と、曲走路の内周り側のレーンにおける曲走路温調管どうし間の間隔とに差ができないようにすることができる。

前記ヘッダー管が、前記陸上競技場のフィールドに設けられた排水管に収容されていることが好ましい。
これによって、フィールドの地中にヘッダー管の収容スペースを確保でき、ヘッダー管のための埋設溝を別途掘削する必要がない。また、ヘッダー管と温調管との接続部を容易に点検することができる。走路の地表面下に走路を横切るようにヘッダー管を配管する必要が無く、走路内にヘッダー管配置による温調不能領域が生じるのをなるべく回避できる。
前記走路の内側のインフィールドの排水管にヘッダー管を収容してもよく、前記走路の外側のアウトフィールドの排水管にヘッダー管を収容してもよい。

前記走路の直走路と曲走路との重なり部を通る温調管が、折り返しの無い片道路であることが好ましい。これによって、重なり部の温調管の長さが過大になるのを防止でき、重なり部での温調媒体の圧力損失を抑制できる。かつ、走路におけるスタート地点辺りを十分に温調できる。

前記直走路及び前記曲走路における重なり部以外の箇所に配置された温調管が、折り返しの有る往復路であることが好ましい。これによって、温調管の上流側のヘッダー管と温調管の下流側のヘッダー管とを前記走路の内側（又は外側）に並べて配管できる。

本発明によれば、個々の温調管の長さを短くでき、圧損を抑制できる。したがって、温調媒体の圧送のための動力を小さくできる。メンテナンスも容易になる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る地表面温調装置が設備された陸上競技場を模式的に示す平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、前記陸上競技場の排水管の断面図である。 図３は、図１の円部ＩＩＩにおける前記地表面温調装置の具体的構造の一例を示す平面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う、前記陸上競技場の走路の地中構造の断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る地表面温調装置が設備された陸上競技場を模式的に示す平面図である。 図６は、本発明の第３実施形態に係る地表面温調装置が設備された陸上競技場の一部分を模式的に示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本発明形態は、陸上競技場９に適用される。陸上競技場９の走路９１（トラック）は、一対の直走路９４，９４と、一対の曲走路９５，９５を有し、長円環状になっている。かつ、走路９１は、複数（例えば７〜９）のレーン９７に区画されている。走路９１のスタート部分（図１において左下側部）においては、直走路９４が延長されることで、直走路９４と曲走路９５との重なり部９６が形成されている。

図４に示すように、走路９１の地表面下の地中は、下側から砕石層９１ｄ、下地層９１ｃ、充填層９１ｂ、表層９１ａの順に積層された積層構造になっている。下地層９１ｃは、例えばアスファルトコンクリートからなり、かつ相対的に大粒径の下側層部９１ｆと、相対的に小粒径の上側層部９１ｅとを含む。充填層９１ｂは、例えばゴムチップ及びウレタン樹脂にて構成されている。表層９１ａは、例えばウレタン樹脂にて構成されている。

図２に示すように、陸上競技場９における走路９１の内側のインフィールド９２の地中には、排水管８０が埋設されている。排水管８０は、例えば断面円形の土管、コンクリート管、ないしは樹脂管等にて構成されている。図１に示すよう、排水管８０は、走路９１とフィールド９２との境界に沿って延びている。図示は省略するが、フィールド９２の地表面には細い排水溝が形成され、かつ排水溝の延び方向の複数箇所には集水桝が掘設されている。雨水は、排水溝を通って集水桝に集められ、そこから排水管８０へ流れる。
本発明形態においては、排水管８０の上側部が開閉可能であることが好ましい。すなわち、排水管８０が、管本体部８１と、その上側の蓋８２とに分割され、管本体部８１の上側の開放部８０ｅが蓋部８２によって開閉可能に閉塞されていることが好ましい。
排水管８０は、断面円形状に限られず、断面四角形状になっていてもよい。

図１に示すように、走路９１の外側のアウトフィールド９２の地面下には、排水管８６が埋設されている。排水管８６は、前記排水管８０と同様の構造になっている。排水管８６は、走路重なり部９６等に沿って延びている。

図１に示すように、陸上競技場９には、地表面温調装置１が設備されている。地表面温調装置１は、ヘッダー管１０と、温調管２０を備えている。これらヘッダー管１０及び温調管２０が、温調媒体Ａの通路となり、走路９１を温調する。
温調媒体Ａとしては水が用いられている。なお、温調媒体Ａは、水に限られず、ブライン等を用いてもよい。

図１に示すように、インフィールド９２の地表面下には、２つのヘッダー管１０，１０が設けられている。アウトフィールド９３の地表面下には、１つのヘッダー管１０が設けられている。以下、これらヘッダー管１０，１０，１０を互いに区別する際は、インフィールド９２の２つのヘッダー管１０，１０のうち一方を供給ヘッダー管１０Ａと称し、他方を排出ヘッダー管１０Ｂと称し、アウトフィールド９３のヘッダー管１０を排出ヘッダー管１０Ｄと称す。

図１に示すように、供給ヘッダー管１０Ａ及び排出ヘッダー管１０Ｂは、走路９１の内周縁に沿って互いに並行に配管されている。これらヘッダー管１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ走路９１のほぼ全周にわたって連続する環状になっているが、走路９１の延び方向（周方向）に沿って複数に分割されていてもよい。好ましくは、図２に示すように、ヘッダー管１０Ａ，１０Ｂは、排水管８０の内部に設けられている。１つの排水管８０内に２つのヘッダー管１０Ａ，１０Ｂが並んで収容されている。

図１に示すように、排出ヘッダー管１０Ｄは、走路重なり部９６の外側（図１において下側）の縁に沿って配管されている。好ましくは、排出ヘッダー管１０Ｄは、排水管８６に収容されている。

供給ヘッダー管１０Ａの上流端は、供給接続管１１を介してチラー２（温調源）の送出ポート２ａに接続されている。排出ヘッダー管１０Ｂ，１０Ｄの下流端は、排出接続管１２を介してチラー２の還流ポート２ｂに接続されている。
なお、供給ヘッダー管１０Ａの下流端及び排出ヘッダー管１０Ｂ，１０Ｄの上流端は、それぞれ閉塞されている。

チラー２の設置場所は任意に設定でき、例えば陸上競技場９のスタンド（観客席）の隅部等であってもよい。
温調源は、チラー２に限られず、地中熱（冷熱又は温熱）を利用してもよく、陸上競技場９に付設された貯水槽を利用して熱交換するようにしてもよい。

図１に示すように、陸上競技場９の走路９１に複数の温調管２０，２０…が配置されている。温調管２０は、例えばポリエチレン等の樹脂にて構成されている。各温調管２０の流路断面積は、ヘッダー管１０の流路断面積よりも十分に小さい。

図４に示すように、温調管２０は、走路９１の地表面下に埋設されている。好ましくは、温調管２０は、充填層９１ｂに埋設されている。

図１に示すように、各温調管２０の上流端は供給ヘッダー管１０Ａに接続されている。かつ、各温調管２０の下流端は、排出ヘッダー管１０Ｂ，１０Ｄに接続されている。図２に示すように、ヘッダー管１０には温調管２０との接続ポート１０ｐが設けられている。接続ポート１０ｐは、排出管８０，８６の内部に配置されている。

図２に示すように、各温調管２０における端部近くの部分が、排水管８０（８６）の管壁の挿通穴８３に通されている。図２においては、挿通穴８３は、蓋部８２に形成されているが、管本体部８１の管壁に形成されていてもよい。挿通穴８３と温調管２０との間は、封止材３２によって液密に封止されている。封止材３２としては、モルタルやエポキシ樹脂等が挙げられる。

チラー２において温調された温調媒体Ａが、供給ヘッダー管１０Ａから温調管２０，２０…に分配される。各温調管２０内を温調媒体Ａが流れることで、走路９１の地表面が冷却（温調）される。温調管２０，２０…からの温調媒体Ａは、排出ヘッダー管１０Ｂ，１０Ｄによって回収されて、チラー２へ戻される。

温調管２０について更に詳述する。
図１に示すように、複数の温調管２０，２０…が、互いに走路９１の延び方向に並べられている。各温調管２０は、当該温調管２０が配置された箇所における走路９１の延び方向と交差している。かつ、温調管２０のうち、走路重なり部９６を通る温調管２０Ｂ以外の温調管２０Ａ，２０Ｃは、折り返しを有する往復路となっている。

詳しくは、直走路９４（走路重なり部９６を除く）の各温調管２０Ａは、往管部２１Ａと、折返し管部２２Ａと、復管部２３Ａを有している。往管部２１Ａと復管部２３Ａとが、互いに平行に延びている。かつ、往復管部２１Ａ，２３Ａは、直走路９４と交差し、好ましくは直走路９４と直交している。往管部２１Ａの端部が供給ヘッダー管１０Ａに接続され、復管部２３Ａの端部が排出ヘッダー管１０Ｂに接続されている。往復管部２１Ａ，２３Ａどうしが、折返し管部２２Ａによって連ねられている。好ましくは、折返し管部２２Ａは、平面視で直走路９４の最外周のレーン９７の外側に配置されている。

同様に、曲走路９５（走路重なり部９６を除く）の各温調管２０Ｃは、往管部２１Ｃと、折返し管部２２Ｃと、復管部２３Ｃとを有している。往復管部２１Ｃ，２３Ｃは、互いに平行をなし、かつ曲走路９５とそれぞれ交差している。往管部２１Ｃの端部が供給ヘッダー管１０Ａに接続され、復管部２３Ｃの端部が排出ヘッダー管１０Ｂに接続されている。往復管部２１Ｃ，２３Ｃどうしが、折返し管部２２Ｃによって連ねられている。好ましくは、折返し管部２２Ｃは、平面視で曲走路９５の最外周のレーン９７の外側に配置されている。

しかも、曲走路９５における複数の温調管２０Ｃ，２０Ｃ…どうしは、曲走路９５の内周り側から外周り側へ互いに放射状に配置されている。すなわち、これら複数の曲走路温調管２０Ｃ，２０Ｃ…の往復管部２１Ｃ，２３Ｃどうしが、互いに放射状に延びている。

図１に示すように、走路重なり部９６を通る各温調管２０Ｂは、折り返しが無い片道路になっている。好ましくは、重なり部温調管２０Ｂは、直走路９４の延び方向と直交するようにして、走路重なり部９６を横切っている。各温調管２０Ｂの上流端は、供給ヘッダー管１０Ａに接続されている。温調管２０Ｂの下流端は、排出ヘッダー管１０Ｄに接続されている。複数の温調管２０Ｂ，２０Ｂ…は、互いに並行流を構成している。

なお、図１においては、作図の便宜上、温調管２０どうしの配置間隔が疎らになっているが、温調管２０どうしが狭い間隔で密に配置されていてもよい（図３参照）。また、図３に示すように、一定数の温調管２０，２０…によって１つの温調管ユニット２９が構成されていてもよい。複数の温調管ユニット２９が、走路９１の延び方向に密に並べられていてもよい。直走路９４及び曲走路９５（走路重なり部９６を除く）における各温調管ユニット２９の温調管２０Ａ，２０Ａ…（２０Ｃ，２０Ｃ…）どうしは、互いに多重環状をなすように配置されていることが好ましい。更に、各温調管ユニット２９の隣接する温調管２０Ａ，２０Ａ（２０Ｃ，２０Ｃ）が互いに対向流を構成することが好ましい。

図４に示すように、各温調管２０は、管固定部材４０によって支持されている。管固定部材４０は、例えば四角形の枠状のベース部４１を有している。ベース部４１に複数の爪状の保持部４２が設けられている。保持部４２に温調管２０が嵌め込まれている。管固定部材４０は、下地層９１ｃの上面（充填層９１ｂと下地層９１ｃの境）に敷設されている。

陸上競技場９に地表面温調装置１を構築する際は、新設競技場の場合は、図４に示すように、下地層９１ｃの上側アスコン層部９１ｅを敷設した後、既設競技場の場合は、既設の表層９１ａ及び充填層９１ｂを撤去し、更に好ましくはアスコン層部９１ｅの上側部分をもざぐって撤去した後、管固定部材４０を配置する。この管固定部材４０上に温調管２０を配管して、保持部４２に温調管２０を嵌め込む。次に、充填層９１ｂを被せることで、温調管２０及び管固定部材４０を充填層９１ｂ中に埋める。更に、表層９１ａを敷設する。

また、ヘッダー管１０については、新設競技場の場合は、排水管８０の作製時に排水管８０内に収容してもよい。
既設競技場の場合は、図２の二点鎖線にて示すように、排水管８０より上側の部分９２ｂを開削し、排水管８０の上面を露出させる。さらに、排水管８０の上側部を切除して、開放部８０ｅを形成する。次に、ヘッダー管１０を排水管８０に収容する。また、開放部８０ｅに合う蓋部８２を用意し、その挿通穴８３に温調管２０を通し、温調管２０の端部をヘッダー管１０の接続ポート１０ｐに接続する。さらに、開放部８０ｅに蓋部８２を被せる。その後、開削部９２ｂを埋め戻す。

この地表面温調装置１によれば、個々の温調管２０の長さを短くできる。したがって、温調管２０における圧損を抑制でき、温調媒体Ａの圧送のための所要動力を小さくできる。また、個々の温調管２０の配管領域が狭いから、万が一、何らかの不具合が生じたとき、掘り起こすべき領域を狭くでき、手直しが容易である。
更に、走路９１の地表面下にはヘッダー管１０を配管する必要が無い。接続管１１，１２の所要本数も少ない。したがって、ヘッダー管１０又は接続管１１，１２が原因で走路９１内に温調不可能な領域が生じるのをなるべく回避できる。

曲走路９５の温調管２０Ｃどうしは、放射状に配置されているために、曲走路９５を隅々まで広く温調できる。
排水管８０の内部をヘッダー管１０の配置スペースとすることによって、ヘッダー管１０のための埋設溝を別途掘削する必要がない。また、ヘッダー管１０と温調管２０との接続部すなわち接続ポート１０ｐにおいては、温調媒体Ａの漏れが起きやすいところ、接続ポート１０ｐを排水管８０内に配置することで、漏れ点検を容易に行うことができる。たとえ、接続ポート１０ｐから温調媒体Ａの漏れが起きたとしても、漏れた温調媒体Ａは排水管８０内に直接的に流入して排出される。したがって、陸上競技場９のグラウンドの地中に温調媒体Ａが含浸されるのを防止できる。

重なり部温調管２０Ｂを片道路とすることで、重なり部温調管２０Ｂの長さが過大になるのを防止できる。したがって、重なり部温調管２０Ｂでの圧損を一層抑制できる。かつ、走路９１におけるスタート地点辺りを十分に温調できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態では、温調管２０のうち曲走路９５における複数の温調管２０Ｃどうしが互いに平行に配置されている。温調管２０Ｃの往復管部２１Ｃ，２３Ｃの延び方向は、直走路９４９４の延び方向と平行になっている。
第２実施形態によれば、曲走路９５の外周り側のレーン９７における曲走路温調管２０Ｃどうし間の間隔と、曲走路９５の内周り側のレーン９７における曲走路温調管２０Ｃどうし間の間隔とに差ができないようにすることができる。

＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態を示したものである。第３実施形態では、走路重なり部９６における複数の温調管２０Ｂが、対向流を構成している。排出接続管１２から供給ヘッダー管１０Ｃが分岐されている。排水管８６に供給ヘッダー管１０Ｃと排出ヘッダー管１０Ｄとが並んで収容されている。

複数の重なり部温調管２０Ｂ，２０Ｂ…のうち一部の温調管２０Ｂａの上流端はインフィールド９２の供給ヘッダー管１０Ａに接続され、下流端はアウトフィールド９３の排出ヘッダー管１０Ｄに接続されている。
複数の重なり部温調管２０Ｂ，２０Ｂ…のうち残りの温調管２０Ｂｂの上流端はアウトフィールド９３の供給ヘッダー管１０Ｃに接続され、下流端はインフィールド９２の排出ヘッダー管１０Ｂに接続されている。
第３実施形態によれば、走路重なり部９６を、より均一に温調できる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
例えば、走路重なり部９６の温調管２０Ｂについても往復型にしてもよい。走路９１のすべての温調管２０を往復型にしてもよい。
逆に、走路９１のすべての温調管２０を片道型にしてもよい。
ヘッダー管１０を、排水管８０には収容せずに、陸上競技場９のグラウンドの地中に埋設してもよい。
複数の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、第３実施形態（図６）では、曲走路温調管２０Ｃ，２０Ｃ…が、第１実施形態（図１）と同様に互いに放射状に配置されているが、第２実施形態（図５）と同様に互いに平行に配置されていてもよい。
温調媒体Ａとして熱媒体を用いてもよい。地表面温調装置１を冷却装置としてだけでなく、加温装置や融雪装置として利用してもよい。

本発明は、例えば陸上競技場のトラック（走路）の地表面下を冷却する冷却システムに適用可能である。

Ａ 水（温調媒体）
１ 地表面温調装置
１０ ヘッダー管
２０ 温調管
２０Ａ 直走路温調管
２０Ｃ 曲走路温調管
２０Ｂ 走路重なり部温調管
２２Ａ 折返し管部
２２Ｃ 折返し管部
９ 陸上競技場
９１ 走路
９２ インフィールド（フィールド）
９３ アウトフィールド（フィールド）
９４ 直走路
９５ 曲走路
９６ 走路重なり部
８０ 排水管

Claims (6)

1. 陸上競技場の長円環状の走路の地表面を温調媒体によって温調する地表面温調装置であって、
   前記走路の地表面下に埋設された複数の温調管と、
   前記温調管に接続され、前記温調媒体を前記温調管に分配し又は前記温調管から回収するヘッダー管と、を備え、
   前記複数の温調管が、互いに前記走路の周方向に並べられ、かつ各温調管が、当該温調管が配置された箇所における前記走路の延び方向と交差していることを特徴とする地表面温調装置。
2. 前記走路の曲走路における温調管どうしが、前記曲走路の内周り側から外周り側へ互いに放射状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の地表面温調装置。
3. 前記走路の曲走路における温調管どうしが互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の地表面温調装置。
4. 前記ヘッダー管が、前記陸上競技場のフィールドに設けられた排水管に収容されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の地表面温調装置。
5. 前記走路の直走路と曲走路との重なり部を通る温調管が、折り返しの無い片道路であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の地表面温調装置。
6. 前記直走路及び前記曲走路における重なり部以外の箇所に配置された温調管が、折り返しの有る往復路であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の地表面温調装置。

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