JP2019183404A - 防災シェルター - Google Patents

Abstract

【課題】中央空間に広いスペースを確保できると共に、組み立てが容易である。【解決手段】防災シェルターは、６基のシェルター分割体７と蓋体４を組み立てた六角形筒状のシェルター本体２を有している。シェルター分割体７は、長方形板状の側壁部８ａ及び台形状の天面部８ｂを有する断面略Ｌ字状でコンクリート製の壁体８と、側壁部８ａ及び天面部８ｂに連結されたスチール製のフレーム部９とを有している。シェルター本体２は、６基のシェルター分割体７を組み立てた状態で複数の天面部８ｂに囲われた上部開口３を閉鎖する蓋体４を備えている。シェルター本体２の内部中央には中央空間１４が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば地震や津波や火山噴火、土石流や洪水等の自然災害や、紛争や原発事故等の際に緊急避難可能な防災シェルターに関する。

近年、地震や噴火、津波や洪水等の自然災害が多発している。また、地震や津波等で原子力発電所の事故が生じることもあり、更には近隣国の核ミサイル発射試験等の脅威も発生している。これらの要因により、災害に対する危険性が増大している。これらの災害に対して緊急的に避難するための防災シェルターの需要が増している。防災シェルターは各家庭の庭先、公共施設内の敷地等の地上に設置したり、地下に設置したりすること等が提案されている。

例えば、特許文献１に記載された可動式防災シェルターは、住居部分の内側に設置している。この可動式防災シェルターは正三角柱形状で金属製のシェルターユニット６基から構成されている。各シェルターユニットはスチール製であり、正三角柱の各角部と各辺を連結するフレームの外側に外側面を有し、その上下面に屋根板と底板とを備えている。底板の下側には脚を備え、屋根板には太陽電池を設置している。
６基のシェルターユニットについてその内側フレームの角部を１点につき合わせることで六角柱形状に形成され、外側面の１つには出入り口としてドアが形成されている。

この防災シェルターは、６基の正三角柱形状のシェルターユニットに分解できるので、緊急対応時に単体のシェルターユニットを輸送単位として航空貨物等によって内外国に輸送が可能である。そのため、地震、津波、台風等の災害や工事等に際し、過酷な環境下であっても快適な住環境を提供できるとしている。

特開２０１２−２３３３２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された防災シェルターは、シェルターユニットが正三角柱の各角部と各辺を鋼材で連結するフレーム構造を有しているため、６基のシェルターユニットを組み立てて六角柱形状に構築した状態で、防災シェルターの中央部分に６基のシェルターユニットの先端角部のフレームが１点に集中する構成になってしまう。そのため、防災シェルターの中央空間が細かく仕切られてしまうため、避難者の滞在や移動等に適さないという問題があった。しかも、防災シェルターの組み立てに際し、６基のシェルターユニットの先端角部を１点に集中させることは困難であった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、中央空間に広いスペースを確保できると共に、組み立ての容易な防災シェルターを提供することを目的とする。

本発明による防災シェルターは、断面略Ｌ字状に形成された側壁部及び台形状または円弧版状をなす天面部を少なくとも有していて、組み立てることで筒状に形成される複数のシェルター分割体と、複数のシェルター分割体を組み立てた状態で複数の天面部に囲われた上部開口を閉鎖する蓋体と、を備えており、複数のシェルター分割体と蓋体を組み立てることで形成されるシェルター本体の内部に中央空間が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、シェルター本体を形成するシェルター分割体の天面部が台形状または円弧版状であるためシェルター分割体の組み立てが容易であり、角筒状または円筒状等の筒状のシェルター本体を構築できる。しかも、蓋体の下側であるシェルター本体内部にシェルター分割体のない広いスペースの中央空間を形成できるため、避難者の滞在や移動等に適している。

また、シェルター分割体は、コンクリート製の側壁部及び天面部と、側壁部及び天面部に連結されたスチール製のフレーム部と、を有していることが好ましい。
防災シェルターのシェルター本体を構成するシェルター分割体は、外部に露出する側壁部及び天面部がコンクリート製であるため高強度であり、その内側にスチール製のフレーム部を連結して支持できるため軽量化でき、防災シェルター内部の中央空間を広く形成できる。

また、シェルター分割体は、コンクリート製の側壁部、天面部及び底部を有していることが好ましい。
シェルター本体を構成するシェルター分割体は、外部に露出する側壁部、天面部及び底部がコンクリート製であるため高強度であり、断面略コの字状に形成されているため自立性があり、フレーム部等の補助部品を必要とせず、防災シェルターの内部空間を広く形成できる。

また、シェルター本体は地下に埋設されており、蓋体の開口に出入り口が設けられていてもよい。
地下に埋設された防災シェルターは、シェルター本体の上部開口を閉塞する蓋体の開口に設けた出入り口を通して地上に出入りできる。

本発明による防災シェルターは、複数のシェルター分割体と蓋体を組み立てることで角筒状または円筒状等をなす筒状のシェルター本体を構築できるため、組み立てが容易である上に、防災シェルターの内部に広いスペースの中央空間を形成できる。そのため、防災シェルターの中央空間での避難者の滞在や移動等に利便性がある。

本発明の第一実施形態による防災シェルターの縦断面図である。 第一実施形態による防災シェルターのシェルター本体の要部分解斜視図である。 図２におけるシェルター分割体の斜視図である。 シェルター分割体を連結した状態の部分斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は図４に示すシェルター分割体のフレーム部同士の連結構造を示す図である。 第一実施形態の変形例による防災シェルターの要部斜視図である。 第二実施形態による防災シェルターの斜視図である。 変形例による防災シェルターの斜視図である。 第三実施形態による防災シェルターのシェルター分割体を示す斜視図である。 第四実施形態による防災シェルターの平面図である。

以下、本発明の実施形態による防災シェルターについて図１〜図１０を参照して説明する。
本発明の第一実施形態による防災シェルターを図１乃至図５に基づいて説明する。
図１に示す防災シェルター１は地中に埋設されている。この防災シェルター１は、避難者が退避可能なシェルター本体２と、その上部開口３を閉鎖する蓋体４と、蓋体４に形成された開口４ａから地上に延びる筒状通路としての人孔直壁５（マンホール側塊）と、を備えている。なお、人孔直壁５に代えて斜壁や片面斜壁等を採用してもよく、これらは出入り口に含まれる。
図２において、シェルター本体２は多角形筒状、例えば略六角形筒状を有しており、六角形板状の底版6の上に六角形の各辺毎に６体に分割されたシェルター分割体７を連結することで組み立て可能とされている。そのため、搬送時や保管時等にはシェルター分割体７毎に搬送や保管等ができる。

シェルター分割体７は、図３に示すように断面略Ｌ字状の壁体８と、壁体８の内面側の複数の角部に連結されて一体形成されたフレーム部９と、を有しているスケルトンである。壁体８は鉛直に起立する略長方形板状の側壁部８ａと、側壁部８ａの上端部で水平面状に折れ曲がって形成されて平面視略台形状の天面部８ｂと、が略直角をなす形状で一体形成されている。
壁体８は鉄筋コンクリート製とされ、土圧や地上の荷重等に耐え得る高強度を有している。天面部８ｂは側壁部８ａ側(下底)の２つの角度θが例えば６０度とされ、これに対向する内側(上底)の２つの角度βが例えば１２０度とされた等脚台形である。なお、天面部８ｂは等脚台形でなくてもよい。

フレーム部９は、天面部８ｂの上底側の２つの角部から垂下させる２本の支柱鋼材９ａと、側壁部８ａの下端部の２つの角部から天面部８ｂの対向する２辺に平行に延びる第一梁鋼材９ｂと、支柱鋼材９ａ及び第一梁鋼材９ｂの交差部同士を連結する第二梁鋼材９ｃとで構成されている。これらの支柱鋼材９ａ、第一梁鋼材９ｂ、第二梁鋼材９ｃはそれぞれ山形鋼（アングル）で形成されているが、これに代えてＩ形鋼やＴ形鋼等でもよく、鋼材の断面形状は任意のものを採用できる。
シェルター分割体７は、外部の土圧や荷重に対して高強度のコンクリート製で断面略Ｌ字型をなす壁体８を形成し、内側にスチール製のフレーム部９を設けて支持したことで全体を軽量化できる。また、フレーム部９を利用して内部空間を仕切る壁面やドア、棚等を造作できる。

フレーム部９は、コンクリート製の壁体８を型枠で成形する際に、型枠内にフレーム部９の各鋼材を挿入して内部の鉄筋等に溶接等で連結した状態でコンクリートを充填し硬化させることで一体成形できる。フレーム部９は例えば亜鉛メッキが施されている。シェルター分割体７同士を連結するには、図４に示すように、２つのシェルター分割体７の壁体８の側壁部８ａ及び天面部８ｂの側面同士を当接させた状態で、各壁体８の側壁部８ａと天面部８ｂの側面同士を例えばボルトボックス等を介して固定ボルト１５と固定ナット１６で連結する。
また、図５（ａ）に示すように、山形鋼からなる支柱鋼材９ａの一の側面同士を当接させ、断面略Ｌ字状のガイド板１０で２本の支柱鋼材９ａ一の側面同士を挟んで固定ボルト１５と固定ナット１６で固定する。或いは、図５（ｂ）に示すように、各フレーム部９の支柱鋼材９ａの一の側面同士を互いに当接させ、固定ボルト１５と固定ナット１６で直接固定してもよい。同様に、第一梁鋼材９ｂ同士も固定ボルト１５と固定ナット１６で固定する。なお、壁体８の側壁部８ａ及び天面部８ｂの側面同士を当接させた状態で側面の間にシール材を充填してシールすることが好ましい。

シェルター本体２の上面に形成した上部開口３を閉塞する蓋体４は、例えば上部開口３よりも大径の寸法を備えた六角形板状に形成されており、上部開口３の上部に載置されて各壁体８の各天面部８ｂに固着されている。この場合、蓋体４は円盤状等、適宜の形状を採用できる。或いは、蓋体４は上部開口３に嵌合する寸法の六角形板状に形成してもよく、その場合には各天面部８ｂから受け部または段差部を上部開口３内に突出して形成し、蓋体４を係止して嵌合させるようにしてもよい。
蓋体４も地盤の地下に埋設されており、土圧や地表上の各種荷重に耐え得るようにコンクリート製であることが好ましい。

蓋体４の開口４ａから地表に向けて出入り口として人孔直壁５が連結されており、地表に露出する人孔直壁５の上端部の開口５ａには開閉可能なハッチ１１が設置されている。人孔直壁５は下水道施設等で用いるマンホール等の二次製品を採用してもよい。また、人孔直壁５内には内壁に沿ってタラップ１２が設置されている。シェルター本体２内には蓋体４の開口４ａから底版６に向けて梯子１３が設置されており、避難者は人孔直壁５のタラップ１２とはしご１３を使って地上から防災シェルター１内に出入りすることができる。しかも、はしご１３を設置したシェルター本体２の中央領域に中央空間１４を形成したため、避難者の出入りや移動が容易であり、この中央空間１４を滞在空間としても利用できる。

なお、シェルター分割体７の壁体８において、避難者が例えば原発事故や電磁パルス攻撃等から避難する場合がある。この場合には、壁体８は、砂利等を骨材として含む通常のコンクリートに代えて、放射線や電磁パルス等を遮蔽できるようにコレマナイト鉱またはヒルガダイト鉱を骨材として含有する高濃度ホウ素含有コンクリートで構成されている。高濃度ホウ素含有コンクリートについては本出願人が出願した特開２０１５−１２５１４１号公報に詳細に開示されている。
即ち、高濃度ホウ素含有コンクリートは、エバポライト型堆積鉱床の鉱石から採取したコレマナイト及び／またはヒルガダイトを主体とした骨材とセメントとを備えている。高濃度ホウ素含有コンクリートは、エバポライト型堆積鉱床の鉱物に含まれるユーレキサイトとサッソライトを除いて、コレマナイト及び／またはヒルガダイトを骨材としてセメントと混和したものである。

しかも、エバポライト型堆積鉱床の鉱石から採取したコレマナイト及び／またはヒルガダイトの粒径０．６ｍｍ以下の微粉を除去した。これらの微粉は、エバポライト型堆積鉱床の鉱石からコレマナイト及び／またはヒルガダイトを選別採取して破砕した際、粒径０．６ｍｍ以下の微粉が生じると水に溶け易くなり、セメントの水和反応を阻害する。そのため、この微粉を予め除去しておくことで骨材としてのコレマナイト及び／またはヒルガダイトとセメントを混和させて固化させ、中性子遮蔽コンクリートを製造することができる。

本実施形態による防災シェルター１は上述した構成を備えており、次にその施工方法について説明する。
防災シェルター１の施工に際して、地表から防災シェルター１を埋設するための穴を掘る。次に、穴底に底版６のコンクリートを打ち込み、シェルター分割体７をクレーン等で穴内に降下させて組み立てる。
組み立てに際して、図４に示すように、底版６上に設置したシェルター分割体７に隣接して他のシェルター分割体７を設置し、各壁体８の側壁部８ａと天面部８ｂの側面同士を当接させる。そして、各壁体８の側壁部８ａと天面部８ｂの側面同士を、ボルトボックス等を介して固定ボルト１５と固定ナット１６で連結する。

次に、図５（ａ）に示すように、各フレーム部９の支柱鋼材９ａ及び第一梁鋼材９ｂの一の側面同士を互いに当接させ、略Ｌ字状のガイド板１０で２本の支柱鋼材９ａ及び第一梁鋼材９ｂの側面同士を挟んで固定ボルト１５と固定ナット１６でそれぞれ固定する。
或いは、図５（ｂ）に示すように、各フレーム部９の支柱鋼材９ａ及び第一梁鋼材９ｂの一の側面同士を互いに当接させ、固定ボルト１５と固定ナット１６で直接固定してもよい。そして、各壁体８の側壁部８ａ及び天面部８ｂの側面同士を当接させた状態で側面の間にシール材を充填してシールする。このようにして、６基のシェルター分割体７同士を互いに連結し、六角形筒状のシェルター本体２を組み立てる。

シェルター本体２の組み立てに際して、６基のシェルター分割体７の壁体８の天面部８ｂはそれぞれ台形状に形成され、フレーム部９は側壁部８ａと天面部８ｂに連結された形状である。そのため、シェルター分割体７はシェルター本体２の中央部分に延びておらず、中央空間１４を形成しており、中央空間１４側から各フレーム部９の支柱鋼材９ａ同士、第一梁鋼材９ｂ同士の連結作業を容易に行える。次に、シェルター本体２の上部開口３を蓋体４で覆い、コンクリート等で固定する。
そして、蓋体４の開口４ａと地上を連結する人孔直壁５を蓋体４に連結固定し、人孔直壁５の上端の開口５ａには開閉可能なハッチ１１を取り付ける。その後、防災シェルター１を地中に埋設して整地する。

上述したように、本実施形態による防災シェルター１によれば、平面視台形状のシェルター分割体７を底版６の上に６基組み立てて連結した構造であるため、シェルター本体２の中央領域にシェルター分割体７の先端部が延びておらず中央空間１４を形成することができる。そのため、シェルター本体２の組み立てが容易であり、避難者のシェルター本体２内への出入りや移動、滞在等のスペースが得られ、利用価値が高い。

防災シェルター１が放射線や電磁パルス等から防御するための施設である場合、壁体８や蓋体４や底版６を通常の生コンクリートに代えて、コレマナイト及び／またはヒルガダイトを骨材として用いた高濃度ホウ素含有コンクリートで構築することで、放射線や電磁パルス等を確実に遮蔽できる。
しかも、現場施工する底版６以外のシェルター分割体７や蓋体４、人孔直壁５等は工場で製造できるため、現場での作業時間が短くて済むことになり、短期間で効率的な施工ができる。また、防災シェルター１を地下に組み立てて埋設することで、埋設後の地上を有効利用できる。

以上、本発明の実施形態による防災シェルター１について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例や他の実施形態等について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

図６は本発明の第二実施形態による防災シェルター１Ａを示すものである。本第二実施形態では、シェルター本体２は地上に設置されている。そのため、本実施形態による防災シェルター１Ａのシェルター本体２では、いずれか１のシェルター分割体７の側壁部８ａに開閉可能な扉部１７が設けられている。避難者は扉部１７を介してシェルター本体２内に出入り可能とされている。扉部１７は壁体８の側壁部８ａと同様にコンクリート製であってもよいし、スチール等の金属で形成されていてもよい。
なお、本実施形態におけるシェルター本体２にはその上部開口３を閉塞する蓋体４が設置されているが、本実施形態では省略されている。

なお、防災シェルター１が放射線や電磁パルス等から防御するための施設である場合、壁体８や蓋体４や底版６を通常のコンクリートに代えて高濃度ホウ素含有コンクリートで構築する。この場合、扉部１７も高濃度ホウ素含有コンクリートで形成してもよい。或いは、扉部１７について、コンクリートに代えて、例えば中性子遮蔽効果の高い三酸化ホウ素含有高密度ポリエチレン等の中性子遮蔽材を取り付けるようにしてもよい。これによって、放射線や電磁パルス等を確実に遮蔽できる。

以下に説明する他の実施形態による防災シェルター１Ｂ〜１Ｅは、地下に埋設するタイプと地上に設置するタイプのいずれにも採用可能である。
次に、本発明の第三実施形態による防災シェルター１Ｂについて、図７により説明する。
防災シェルター１Ｂは五角形筒状のシェルター本体２を有している。このシェルター本体２は図３に示すものと同様な形状を備えたシェルター分割体７を５基組み立てて連結することで形成されている。各シェルター分割体７は、断面略Ｌ字状の壁体８とフレーム部９とで一体形成されている。壁体８の天面部８ｂにおける角度θは例えば７２度に設定されている。

本実施形態において、５基のシェルター分割体７を組み立てたシェルター本体２の下部に底版６が設けられ、天面部８ｂ同士を連結した上部には上部開口３が形成されている。シェルター本体２の上部開口３には蓋体４が設置されている。シェルター本体２は六角形筒状や五角形筒状に限定されるものではなく、適宜の多角形筒状に形成できる。
なお、第三実施形態による防災シェルター１Ｂの変形例として、図８に示すように、断面略Ｌ字状でコンクリート製の壁体８とフレーム部９とで形成されるシェルター分割体７を複数基組み立てた防災シェルター１Ｃを採用してもよい。本変形例では、シェルター分割体７の壁体８は円筒周面形状の側壁部８ａと円弧版状の天面部８ｂとで形成されている。

次に、本発明の第三実施形態による防災シェルター１Ｄについて、図９により説明する。
本実施形態による防災シェルター１Ｄは、第一実施形態と同様な外形のシェルター本体２を有している。シェルター本体２を構築する複数、例えば６基のシェルター分割体７として、図９に示すものが採用されている。このシェルター分割体７は、断面略コの字状に形成された壁体１８であり、全体が例えばコンクリートで形成されている。このシェルター分割体７は、垂直方向に延びる例えば長方形板状の側壁部１８ａと、その上部に形成された略台形板状の天面部１８ｂと、側壁部１８ａの下部に形成された略台形板状の底部１８ｃとで形成されている。

このシェルター分割体７を、天面部１８ｂ及び底部１８ｃを内側にして例えば６基組み立てて連結することで、略六角形筒状のシェルター本体２が形成されている。この場合、６枚の天面部１８ｂで形成する上部開口３には蓋体４が固定され、６枚の底部１８ｃで形成する下部開口に図示しない中央底版を嵌合させて一体化させるものとする。
本実施形態による防災シェルター１Ｄにおいても、中央領域に広い中央空間１４を有するシェルター本体２を形成できる。

なお、本実施形態による防災シェルター１は１つの六角形筒状のシェルター本体２を備えた構成に限定されるものではない。例えば、図１０に示す変形例による防災シェルター１Ｅのように、任意の複数のシェルター本体２の側壁部８ａ同士を連結させた構成を採用してもよい。この場合、互いに当接する側壁部８ａをコンクリート製の壁面に代えてスチール等で開口を有する枠状に形成してもよい。側壁部８ａ同士の連結部を開口を通して連通させることで、複数のシェルター本体２同士を通行可能に連通することができる。
このような構成を採用すれば、防災シェルター１Ｅは複数のシェルター本体２同士を連通させた広い避難スペースを構築することができる。

なお、上述した各実施形態や変形例等では、掘削した穴内等で底版６を現場でコンクリート打設して、その上に工場で製造した複数のシェルター分割体７や蓋体４や人孔直壁５等を組み立てるようにしたが、底版６も工場で製造してもよいことは言うまでもない。
また、本発明において、シェルター分割体７は側壁部８ａ及び天面部８ｂからなる壁体８で構成されていてもよい。この場合、シェルター本体２の内部の中央空間１４は一層広いスペースを確保できる。

１ 防災シェルター
２ シェルター本体
３ 上部開口
４ 蓋体
５ 人孔直壁
６ 底版
７ シェルター分割体
８、１８ 壁体
８ａ、１８ａ 側壁部
８ｂ、１８ｂ 天面部
９ フレーム部
９ａ 支柱鋼材
９ｂ 第一梁鋼材
９ｃ 第二梁鋼材
１４ 中央空間
１５ 固定ボルト
１６ 固定ナット
１７ 扉部
１８ｃ 底部

Claims (4)

1. 断面略Ｌ字状に形成された側壁部及び台形状または円弧版状をなす天面部を少なくとも有していて、組み立てることで筒状に形成される複数のシェルター分割体と、
   複数の前記シェルター分割体を組み立てた状態で複数の前記天面部に囲われた上部開口を閉鎖する蓋体と、を備えており、
   前記複数のシェルター分割体と前記蓋体を組み立てることで形成されるシェルター本体の内部に中央空間が形成されていることを特徴とする防災シェルター。
2. 前記シェルター分割体は、コンクリート製の前記側壁部及び天面部と、前記側壁部及び天面部に連結されたスチール製のフレーム部と、を有している請求項１に記載された防災シェルター。
3. 前記シェルター分割体は、コンクリート製の前記側壁部、前記天面部及び底部を有している請求項１に記載された防災シェルター。
4. 前記シェルター本体は地下に埋設されており、前記蓋体の開口に出入り口が設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載された防災シェルター。
   
   

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