JP2020122786A - Damage level estimation system of building - Google Patents

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Abstract

To achieve a system capable of quickly estimating a damage level of a building.SOLUTION: A gyro sensor 2 for changing an output accompanying deformation of a mullion 11 is mounted on the mullion 11 constituting a curtain wall 1. In the case of a disaster such as an earthquake, a damage level of a building is estimated by a data processing device 3 which is damage estimation means based on output results of the gyro sensor 2 or the like, and display of an external output device 4 is changed according to the estimation results.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、例えば地震などの災害時に被害を受けた建築物の損傷レベルを推定する、建築物の損傷レベル推定システムに関する。 The present invention relates to a building damage level estimation system that estimates a damage level of a building damaged during a disaster such as an earthquake.

地震などの大規模災害が発生した際には、被災した建築物について、その後に発生する余震などによる倒壊の危険性や、外壁などの落下などの危険度を判定することが、二次的災害を防止するために重要である。このため、現在は、建築士の資格を有する専門家が、建築物の外観を１棟ずつ目視して、その危険度を判定し、判定結果を建築物に掲示して、居住者などに知らせている。 When a large-scale disaster such as an earthquake occurs, it is a secondary disaster to determine the risk of collapse of a damaged building due to aftershocks that occur afterwards or the risk of falling of outer walls. Is important to prevent. For this reason, at present, specialists with qualifications as architects visually check the appearance of buildings one by one, judge the degree of danger, and post the judgment results on the building to inform residents etc. ing.

特開２００８−３０９７８４号公報JP, 2008-309784, A 特開２０１６−１８６６５号公報JP, 2016-18665, A 特開２０１６−１８６６６号公報JP, 2016-18666, A

しかしながら、専門家による判定は建築物を１棟ずつ目視により確認して行うため、時間がかかり、その後の復旧作業の開始にも影響することから、建築物の危険度判定の自動化が望まれる。すなわち、センサなどにより得られる各種情報から建築物の損傷レベルを推定する技術の実現が望まれる。 However, since the determination by the expert is performed by visually confirming the buildings one by one, it takes time and affects the start of the subsequent restoration work. Therefore, automation of the risk determination of the building is desired. That is, it is desired to realize a technique for estimating the damage level of a building from various information obtained by a sensor or the like.

特開２００８−３０９７８４号公報には、人工構造物に設置された２点間の相対変位を計測することができる変状原位置表示装置が記載されている。そこで、このような変状原位置表示装置を、建築物の躯体（骨組み）を構成する柱や梁などの建材に取り付けて、災害時に、建材の２点間の相対変位を計測して該建材の変形を測定することにより、建築物の損傷レベルを推定することが考えられる。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-309784 describes a deformed original position display device capable of measuring the relative displacement between two points installed in an artificial structure. Therefore, such a deformed in-situ display device is attached to a building material such as a pillar or a beam that constitutes a frame (framework) of a building, and at the time of a disaster, the relative displacement between two points of the building material is measured to measure the relative displacement of the building material. It is possible to estimate the damage level of the building by measuring the deformation of the building.

ただし、特開２００８−３０９７８４号公報に記載の変状原位置表示装置は、予め設置した２点間を結ぶ直線方向に関する相対変位のみしか計測することができない。したがって、地震などの災害時に、建築物の損傷レベルを推定すべく、建材の多方向の変形を測定するためには、建材に多数の点を設置し、これら各点同士の間にそれぞれ、２点間の相対変位を計測する計測部を設ける必要がある。実際の施工現場において、躯体を組み立てた後、建材の多方向の変形を精度良く計測するために、多数の点を建材に設置する作業は面倒であり、コストが嵩む可能性がある。 However, the deformed original position display device described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-309784 can measure only the relative displacement in the direction of the straight line connecting two points installed in advance. Therefore, in order to estimate the damage level of a building in the event of a disaster such as an earthquake, in order to measure the deformation in multiple directions of the building material, a large number of points are installed on the building material, and two points are placed between these points. It is necessary to provide a measuring unit that measures the relative displacement between points. In an actual construction site, it is troublesome and costly to install a large number of points on a building material in order to accurately measure the deformation of the building material in multiple directions after assembling the building body.

なお、本発明に関連する技術として、特開２０１６−１８６６５号公報および特開２０１６−１８６６６号公報には、カーテンウォールやサッシなどを構成する方立や無目などの建材に組み込んで使用される、照明装置が記載されている。 As a technique related to the present invention, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-18665 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-18666 are used by being incorporated in a building material such as a cubic or a blind which constitutes a curtain wall, a sash, or the like. , A lighting device is described.

本発明は、上述のような事情を鑑みて、建築物の損傷レベルを速やかに推定することができる、建築物の損傷レベル推定システムを実現することを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object thereof is to realize a building damage level estimation system capable of quickly estimating a damage level of a building.

本発明の建築物の損傷レベル推定システムは、ジャイロセンサと、損傷推定手段と、外部出力装置とを備える。
前記ジャイロセンサは、建築物を構成する建材に取り付けられている。なお、前記ジャイロセンサは、前記建築物の屋外側と屋内側とのいずれに取り付けても良い。
前記損傷推定手段は、前記ジャイロセンサの出力信号を含む入力情報に基づいて、前記建築物の損傷レベルを推定する。
前記外部出力装置は、前記損傷推定手段による推定結果を出力する。 The building damage level estimation system of the present invention includes a gyro sensor, damage estimation means, and an external output device.
The gyro sensor is attached to a building material that constitutes a building. The gyro sensor may be attached to either the outdoor side or the indoor side of the building.
The damage estimating means estimates a damage level of the building based on input information including an output signal of the gyro sensor.
The external output device outputs an estimation result obtained by the damage estimation means.

具体的には、例えば、前記建材を、前記建築物の壁部を構成するカーテンウォールやサッシ、および、シャッター装置やドア装置、引き戸装置、間仕切り装置などの開口部を開閉可能に閉塞する閉塞装置などとすることができる。
さらに、前記建材を、鉛直方向に伸長して配置された部材とすることが好ましい。すなわち、前記建材を、カーテンウォールやサッシ、ドア装置、引き戸装置、間仕切り装置を構成する縦枠および／もしくは方立としたり、シャッター装置を構成するガイドレールや中柱としたりすることが好ましい。 Specifically, for example, a closing device that opens and closes the building material such as a curtain wall and a sash that form a wall portion of the building, and a shutter device, a door device, a sliding door device, a partition device, and the like. And so on.
Furthermore, it is preferable that the building material is a member that extends in the vertical direction. That is, it is preferable that the building material is a vertical frame and/or an upright that constitutes a curtain wall or a sash, a door device, a sliding door device, a partition device, or a guide rail or a middle pillar that constitutes a shutter device.

前記外部出力装置は、１乃至複数個の発光ダイオードを有する照明装置を備えることができる。
この場合、前記照明装置は、通常時には、前記建築物の屋内および／もしくは屋外の明るさを確保するため、並びに／または空間を演出するための発光を行い、災害発生時には、前記損傷推定手段による推定結果に応じた発光を行う。
前記照明装置は、前記損傷推定手段による推定結果に応じて、前記発光ダイオードの発光色を変化させることができる。
前記照明装置は、鉛直方向に伸長して配置された部材に取り付けることができる。 The external output device may include a lighting device having one to a plurality of light emitting diodes.
In this case, the lighting device normally emits light to secure the indoor and/or outdoor brightness of the building and/or to produce a space, and in the event of a disaster, the lighting device uses the damage estimation means. Light emission is performed according to the estimation result.
The lighting device can change the emission color of the light emitting diode according to the estimation result by the damage estimating unit.
The lighting device can be attached to a member that extends in the vertical direction.

本発明は、地震などの災害時に、建築物に外力が加わった場合、建築物のカーテンウォールやサッシは、これらカーテンウォールやサッシが取り付けられた躯体（骨組み）とほぼ同じ動きをするといった、本発明者らの研究により得られた知見に基づいてなされたものであり、本発明の建築物の損傷レベル推定システムによれば、建築物の損傷レベルを速やかに推定することができる。 According to the present invention, when an external force is applied to a building at the time of a disaster such as an earthquake, the curtain wall or sash of the building makes almost the same movement as the frame (framework) to which the curtain wall or sash is attached. The present invention has been made based on the knowledge obtained by the research of the inventors, and the damage level estimation system for a building according to the present invention can quickly estimate the damage level for a building.

図１は、本発明の実施の形態の１例に係る建築物の損傷レベル推定システムを構成するジャイロセンサおよび照明装置が取付けられた、カーテンウォールを示す略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a curtain wall to which a gyro sensor and a lighting device that constitute a building damage level estimation system according to an example of an embodiment of the present invention are attached. 図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 図３は、照明装置を取り出して示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the lighting device taken out. 図４は、照明装置を取り出して示す端面図である。FIG. 4 is an end view showing the lighting device taken out. 図５は、本発明の実施の形態の１例に係る建築物の損傷レベル推定システムを示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a building damage level estimation system according to an example of an embodiment of the present invention. 図６（Ａ）は、方立と無目との接合部をピン接合とした解析モデルＭ０を示す模式図であり、図６（Ｂ）は、方立と無目との接合部に回転方向に関する剛性を付与した解析モデルＭを示す模式図である。FIG. 6(A) is a schematic diagram showing an analytical model M 0 in which the joint between the cubic and the eye is pin-joined, and FIG. 6(B) is rotated at the joint between the cubic and the eye. It is a schematic diagram which shows the analytical model M which added the rigidity regarding a direction.

図１〜図６は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の建築物の損傷レベル推定システムは、カーテンウォール１を構成する、建材である方立１１に、該方立１１の変形や変位に伴って出力を変化させるジャイロセンサ２を取り付けて、地震などの災害発生時に、ジャイロセンサ２の出力信号に基づいて、損傷推定手段であるデータ処理装置３により建築物の損傷レベルを推定し、さらにその推定結果に応じて外部出力装置４の表示を変更する。なお、カーテンウォール１は、図１に示すように、それぞれが鉛直方向に配置された複数本の方立１１と、隣り合う左右の方立１１同士の間にそれぞれ水平方向に配置された複数本の無目１２と、方立１１と無目１２とにより四辺を囲まれた開口部に取り付けられたパネル１３とを備える。 1 to 6 show an example of an embodiment of the present invention. The damage level estimation system for a building according to the present example attaches a gyro sensor 2 that changes the output according to the deformation or displacement of the cuboid 11, which is a building material, which constitutes the curtain wall 1, to prevent an earthquake. When a disaster such as occurs, based on the output signal of the gyro sensor 2, the damage level of the building is estimated by the data processing device 3 which is the damage estimation means, and the display of the external output device 4 is changed according to the estimation result. To do. As shown in FIG. 1, the curtain wall 1 includes a plurality of vertical walls 11 arranged in the vertical direction and a plurality of horizontal walls arranged between the adjacent right and left vertical walls 11. And a panel 13 attached to the opening surrounded by the upright 11 and the blind 12 on the four sides.

本例では、ジャイロセンサ２として、互いに直交する３方向の軸周りの角速度を検出するものを使用している。ただし、ジャイロセンサ２としては、３方向の軸周りの角速度を検出するものに限らず、角度や角加速度を検出するものを使用することもできる。何れにしても、ジャイロセンサ２は、カーテンウォール１を構成する方立１１のうち、少なくとも１本の方立１１の側面に、少なくとも１個取り付けられている。したがって、ジャイロセンサ２は、地震などの災害の発生に伴って、方立１１が変形したり変位したりすると、出力信号を変化させる。 In this example, as the gyro sensor 2, a sensor that detects angular velocities around axes in three directions orthogonal to each other is used. However, the gyro sensor 2 is not limited to a sensor that detects angular velocities around the axes in three directions, and a sensor that detects an angle or an angular acceleration may be used. In any case, at least one gyro sensor 2 is attached to the side surface of at least one of the uprights 11 forming the curtain wall 1. Therefore, the gyro sensor 2 changes the output signal when the cubic 11 is deformed or displaced due to the occurrence of a disaster such as an earthquake.

なお、ジャイロセンサ２を方立１１に取り付ける方法については、特に問わず、例えば、ねじ止めや溶接、接着により固定することができる。 The method for attaching the gyro sensor 2 to the upright 11 is not particularly limited, and the gyro sensor 2 can be fixed by, for example, screwing, welding, or bonding.

また、図示の例では、ジャイロセンサ２を、カーテンウォール１を構成する方立１１のうち、１本の方立１１の面外方向に関する片側面（建築物に取り付けた状態での屋内側の側面）の上下方向に離隔した複数箇所（図示の例では３箇所）に取り付けている。ただし、ジャイロセンサ２の個数および取付位置については、後述するように、データ処理装置３が建築物の損傷レベルを推定するのに十分な情報を得ることができる限り、特に限定されない。すなわち、ジャイロセンサ２を、カーテンウォールを構成する方立１１のうち、すべての方立１１に取り付けることもできるし、一部の方立１１にのみ取り付けることもできる。また、ジャイロセンサ２を、方立１１の面外方向に関する他側面（建築物に取り付けた状態での屋外側の側面）に取り付けることもできるし、方立１１の面内方向に関する側面に取り付けることもできる。さらに、ジャイロセンサ２を、方立１１の上下方向１箇所にのみ取り付けることもできる。何れにしても、ジャイロセンサ２の取付位置や個数は、データ処理装置３が建築物の損傷レベルを推定するのに十分な情報を得ることができるように、理論計算やシミュレーションなどにより設計的に定めることが好ましい。 In the illustrated example, the gyro sensor 2 is a side surface of one of the uprights 11 constituting the curtain wall 1 in the out-of-plane direction (a side surface on the indoor side when attached to a building). ) Is attached at a plurality of locations (three locations in the illustrated example) separated in the vertical direction. However, the number and the mounting positions of the gyro sensors 2 are not particularly limited as long as the data processing device 3 can obtain sufficient information for estimating the damage level of the building, as described later. That is, the gyro sensor 2 can be attached to all of the stands 11 of the stands 11 forming the curtain wall, or can be attached to only some of the stands 11. Further, the gyro sensor 2 can be attached to the other side surface of the upright 11 with respect to the out-of-plane direction (the outdoor side when attached to a building) or to the side surface of the upright 11 with respect to the in-plane direction. Can also Furthermore, the gyro sensor 2 can be attached only to one position in the vertical direction of the upright 11. In any case, the mounting position and the number of the gyro sensor 2 are designed by theoretical calculation or simulation so that the data processing device 3 can obtain enough information to estimate the damage level of the building. It is preferable to set.

データ処理装置３は、ジャイロセンサ２の出力信号に基づいて、カーテンウォール１が取り付けられた建築物の損傷レベルを推定する。本例では、データ処理装置３は、データロガー３１と、信号処理部３２と、損傷レベル推定部３３とを備える。なお、データ処理装置３の設置箇所については、特に問わない。 The data processing device 3 estimates the damage level of the building to which the curtain wall 1 is attached, based on the output signal of the gyro sensor 2. In this example, the data processing device 3 includes a data logger 31, a signal processing unit 32, and a damage level estimation unit 33. The installation location of the data processing device 3 is not particularly limited.

データロガー３１は、ジャイロセンサ２の出力信号を受信し、記録しておく機能を有する。なお、ジャイロセンサ２の出力信号をデータ処理装置３に伝送する手段については、特に限定されず、有線方式と無線方式との何れの方式を採用しても良い。 The data logger 31 has a function of receiving and recording the output signal of the gyro sensor 2. The means for transmitting the output signal of the gyro sensor 2 to the data processing device 3 is not particularly limited, and either a wired system or a wireless system may be adopted.

信号処理部３２は、ジャイロセンサ２により検出し、データロガー３１により受信した、方立１１の角速度を表す信号を処理する。具体的には、例えば、信号処理部３２は、方立１１の傾斜角度を算出する。あるいは、信号処理部３２は、方立１１の角速度を表す信号に基づいて、カーテンウォール１の層間変位（＝ｎ階の床に対する（ｎ＋１）階の水平方向の変位）または層間変形角（＝層間変位÷階高）を算出することもできる。この場合、例えば、カーテンウォール１をモデル化した解析モデルを用いて、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を算出する。すなわち、ジャイロセンサ２の出力信号を解析モデルに入力することで、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を算出する。 The signal processing unit 32 processes a signal that is detected by the gyro sensor 2 and that is received by the data logger 31 and that represents the angular velocity of the cube 11. Specifically, for example, the signal processing unit 32 calculates the tilt angle of the cube 11. Alternatively, the signal processing unit 32, based on the signal representing the angular velocity of the cubic 11, the interlayer displacement of the curtain wall 1 (=the horizontal displacement of the (n+1)th floor relative to the floor of the nth floor) or the interlayer deformation angle (=interlayer). It is also possible to calculate (displacement/floor height). In this case, for example, the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 is calculated using an analytical model that models the curtain wall 1. That is, by inputting the output signal of the gyro sensor 2 into the analysis model, the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 is calculated.

ただし、本発明を実施する場合、信号処理部３２は、損傷レベル推定部３３において建築物の損傷レベルの推定に用いることができる限り、方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角以外のパラメータを算出するように構成することもできる。 However, in the case of implementing the present invention, the signal processing unit 32, as long as it can be used in the damage level estimation unit 33 to estimate the damage level of the building, the inclination angle of the cubic 11 or the interlayer displacement of the curtain wall 1. Alternatively, the parameters other than the interlayer deformation angle may be calculated.

また、信号処理部３２による方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角の算出には、ジャイロセンサ２の出力信号以外の情報を使用することもできる。具体的には、例えば、方立１１に取り付けたひずみゲージ５１や加速度センサ５２、傾斜計５６など、ジャイロセンサ以外のセンサの出力信号を、信号処理部３２による方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角の算出に用いても良い。なお、図示の例では、ひずみゲージ５１などからの信号を直接信号処理部３２に入力しているが、一度データロガー３１により受信、記録してから、信号処理部３２に入力することもできる。 Further, information other than the output signal of the gyro sensor 2 can be used for the calculation of the inclination angle of the upright 11 or the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 by the signal processing unit 32. Specifically, for example, the output signal of a sensor other than the gyro sensor, such as the strain gauge 51, the acceleration sensor 52, and the inclinometer 56 attached to the upright 11, is used as the inclination angle of the upright 11 by the signal processing unit 32, or It may be used for calculating the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1. In the illustrated example, the signal from the strain gauge 51 or the like is directly input to the signal processing unit 32, but it is also possible that the signal is once received and recorded by the data logger 31 and then input to the signal processing unit 32.

損傷レベル推定部３３は、信号処理部３２による算出結果に基づいて、建築物の損傷レベルを推定する。ただし、損傷レベル推定部３３による建築物の損傷レベルの推定には、信号処理部３２の算出結果以外の情報を使用することもできる。具体的には、例えば、方立１１に取り付けたひずみゲージ５１や加速度センサ５２、傾斜計５６など、ジャイロセンサ以外のセンサの出力信号、建築物の屋内や屋外の様子を撮影するカメラ５３の映像もしくは画像、または／および、建築物もしくは近隣に設置された震度計５４や風速計５５などの出力信号などを、損傷レベル推定部３３による建築物の損傷レベルの推定に用いることもできる。 The damage level estimation unit 33 estimates the damage level of the building based on the calculation result by the signal processing unit 32. However, information other than the calculation result of the signal processing unit 32 can be used for estimating the damage level of the building by the damage level estimating unit 33. Specifically, for example, the output signal of a sensor other than the gyro sensor, such as the strain gauge 51, the acceleration sensor 52, and the inclinometer 56 attached to the upright 11, the image of the camera 53 that photographs the indoor or outdoor state of the building. Alternatively, the image, and/or the output signal of the seismic intensity meter 54, the anemometer 55, or the like installed in the building or in the vicinity thereof may be used for estimating the damage level of the building by the damage level estimating unit 33.

何れにしても、損傷レベル推定部３３は、予め理論計算やシミュレーションにより求めた、方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角などの信号処理部３２による算出結果を含む入力情報と建築物の損傷レベルとの関係を表すマップや計算式を用いることにより、入力情報に基づいて建築物全体に関する損傷レベルを推定する。 In any case, the damage level estimation unit 33 shows the calculation result by the signal processing unit 32 such as the inclination angle of the cubic 11 or the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 obtained by theoretical calculation or simulation in advance. The damage level for the entire building is estimated based on the input information by using a map or a calculation formula that represents the relationship between the input information including the information and the damage level of the building.

外部出力装置４は、照明装置４１と、該照明装置４１の発光パターンを切り換える制御器４２とを備える。 The external output device 4 includes a lighting device 41 and a controller 42 that switches a light emission pattern of the lighting device 41.

照明装置４１は、方立１１の長さ方向に伸長し、該方立１１に沿って支持されて、方立１１に沿って光を発する。なお、照明装置４１の構造は、方立１１に対する取付構造を含めて、特開２０１６−１８６６５号公報および特開２０１６−１８６６６号公報に記載の構造と同様であるから、以下、簡単に説明する。 The lighting device 41 extends in the length direction of the upright 11, is supported along the upright 11, and emits light along the upright 11. The structure of the lighting device 41, including the mounting structure for the upright 11, is similar to the structures described in JP-A-2016-18665 and JP-A-2016-18666, and therefore will be briefly described below. ..

本例の照明装置４１は、長尺のプリント基板に、複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けてなるＬＥＤプレート４１ａを、断面Ｈ字形で、アルミニウム合金などの軽合金その他の材料による押出成形品である補強部材４１ｂを介して、取付形材４１ｃの保持部４１ｃ１に保持してなる。なお、ＬＥＤプレート４１ａから発せられた光は、取付形材４１ｃの反射面４１ｃ２に反射されることにより、拡散されて柔らかな光となる。 The illumination device 41 of this example is an extruded product of an LED plate 41a having a plurality of light emitting diodes (LEDs) mounted on a long printed circuit board and having an H-shaped cross section and made of a light alloy such as an aluminum alloy or another material. It is held by the holding portion 41c1 of the mounting shape member 41c via the reinforcing member 41b. The light emitted from the LED plate 41a is diffused by being reflected by the reflection surface 41c2 of the mounting shape member 41c and becomes soft light.

本例では、方立１１のうち、面外方向に関して屋内側に設けられた組込凹部１１ａの内側に取付形材４１ｃを配置し、かつ、取付形材４１ｃに設けられた１対の係合片４１ｃ３を、方立１１に設けられた１対の係合受部１１ｂに係合させることにより、照明装置４１を方立１１に支持している。照明装置４１から発せられた光は、屋内側だけでなく、カーテンウォール１を構成する、ガラス製のパネル１３を通して、屋外側（図２の上側）も照らす。換言すれば、照明装置４１から発せられた光は、屋外側からも目視することができる。 In this example, the mounting profile 41c is arranged inside the mounting recess 11a provided on the indoor side in the out-of-plane direction in the upright 11, and a pair of engagements provided on the mounting profile 41c. The lighting device 41 is supported on the upright 11 by engaging the piece 41c3 with the pair of engagement receiving portions 11b provided on the upright 11. The light emitted from the lighting device 41 illuminates not only the indoor side, but also the outdoor side (upper side in FIG. 2) through the glass panel 13 forming the curtain wall 1. In other words, the light emitted from the lighting device 41 can be viewed from the outside.

本例では、ＬＥＤプレート４１ａに組み込む発光ダイオードとして、赤色、緑色および青色の発光素子（チップ）を搭載したマルチチップ方式のものを使用している。マルチチップ方式の発光ダイオードは、それぞれの色の発光素子の調合比率を変えることで、様々な発光色を表現することができ、赤色、緑色および青色の３色すべての発光素子を発光させることにより、白色光を得ることもできる。 In this example, a multi-chip type light emitting diode (red), green and blue light emitting element (chip) mounted is used as the light emitting diode incorporated in the LED plate 41a. The multi-chip type light emitting diode can express various emission colors by changing the mixing ratio of the light emitting elements of each color, and by making all three light emitting elements of red, green and blue emit light. , White light can also be obtained.

制御器４２は、照明装置４１を、災害が発生する以前の通常時に、建築物の屋内および／もしくは屋外の明るさを確保するため、並びに／または空間を演出するため（イルミネーションのため）の発光を行う通常モードと、災害発生時に、データ処理装置３の損傷レベル推定部３３から受信した、建築物の損傷レベルの推定結果に応じた発光を行う損傷レベル表示モードとを切り換える機能を有する。 The controller 42 causes the lighting device 41 to emit light in order to secure the indoor and/or outdoor brightness of the building and/or to create a space (for illumination) at a normal time before a disaster occurs. And a damage level display mode that emits light according to the estimation result of the damage level of the building received from the damage level estimation unit 33 of the data processing device 3 when a disaster occurs.

通常モードでは、制御器４２は、ユーザによるスイッチの操作に基づいて、照明装置４１のオン／オフや、照明装置４１が発する光の強さ（明るさ）を調整したり、管理者により予め設定されたプログラムなどに従って、照明装置４１が発する光の色や点滅タイミングなどの発光パターンを切り換えて空間演出を行ったりする。 In the normal mode, the controller 42 adjusts the on/off of the lighting device 41 and the intensity (brightness) of the light emitted by the lighting device 41 based on the switch operation by the user, or is preset by the administrator. In accordance with the executed program or the like, the light production pattern such as the color of the light emitted by the lighting device 41 or the blinking timing is switched to perform a space effect.

損傷レベル表示モードでは、制御器４２は、データ処理装置３の損傷レベル推定部３３から受信した、建築物の損傷レベルの推定結果に応じて、照明装置４１の発光パターンを切り換える。本例では、制御器４２は、建築物の損傷レベルの推定結果に応じて、照明装置４１が発する光の色を切り換える。具体的には、例えば、建築物の損傷レベルの推定結果が、建築物に立ち入ることが危険であると判断されるレベルの場合には、制御器４２は照明装置４１に、赤色の光を発するよう指示する。これに対し、建築物の損傷レベルの推定結果が、建築物に立ち入る場合は十分注意が必要であると判断されるレベルの場合には、制御器４２は照明装置４１に、黄色の光を発するよう指示する。また、建築物の損傷レベルの推定結果が、建築物の被災程度が小さいと判断されるレベルの場合には、制御器４２は照明装置４１に、緑色の光を発するよう指示する。 In the damage level display mode, the controller 42 switches the light emission pattern of the lighting device 41 according to the damage level estimation result of the building received from the damage level estimation unit 33 of the data processing device 3. In this example, the controller 42 switches the color of the light emitted by the lighting device 41 according to the estimation result of the damage level of the building. Specifically, for example, when the estimation result of the damage level of the building is a level at which it is determined that it is dangerous to enter the building, the controller 42 causes the lighting device 41 to emit red light. Instruct. On the other hand, when the result of estimating the damage level of the building is a level at which it is determined that sufficient caution is required when entering the building, the controller 42 emits yellow light to the lighting device 41. Instruct. In addition, when the estimation result of the damage level of the building is a level at which the degree of damage to the building is determined to be small, the controller 42 instructs the lighting device 41 to emit green light.

なお、データ処理装置３の損傷レベル推定部３３による建築物の損傷レベルの推定結果を、外部出力装置４の制御器４２に伝送する手段については、特に限定されず、有線方式と無線方式との何れの方式を採用しても良い。あるいは、データ処理装置３の信号処理部３２および損傷レベル推定部３３と、外部出力装置４の制御器４２とを、１つの演算器内に実装することもできる。 The means for transmitting the estimation result of the damage level of the building by the damage level estimation unit 33 of the data processing device 3 to the controller 42 of the external output device 4 is not particularly limited, and may be a wired system or a wireless system. Either method may be adopted. Alternatively, the signal processing unit 32 and the damage level estimation unit 33 of the data processing device 3 and the controller 42 of the external output device 4 can be mounted in one arithmetic unit.

通常モードから損傷レベル表示モードへの切り換え、すなわち災害が発生したか否かの判定方法については、特に問わず、例えば、ひずみゲージ５１や震度計５４などの各種センサの出力信号、または、損傷レベル推定部３３による建築物の損傷レベルの推定結果などに基づいて行うことができる。すなわち、例えば、制御器４２は、ひずみゲージ５１の出力信号が予め設定した閾値を超えた場合や、震度計５４により観測された震度が予め設定した震度を超えた場合に、災害が発生したと判断して、照明装置４１を通常モードから損傷レベル表示モードに切り換えるように構成することができる。または、制御器４２は、損傷レベル推定部３３による建築物の損傷レベルの推定結果が予め設定したレベルを超えた場合に、災害が発生したと判断して、照明装置４１を通常モードから損傷レベル表示モードに切り換えるように構成しても良い。あるいは、災害が発生したか否かの判断をデータ処理装置３で行い、該データ処理装置３は、災害が発生したと判断した場合にのみ、建築物の損傷レベルの推定結果を外部出力装置４の制御器４２に送信するように構成することもできる。この場合、制御器４２は、建築物の損傷レベルの推定結果を受信したときは、速やかに照明装置４１を通常モードから損傷レベル表示モードに切り換える。 The normal mode is switched to the damage level display mode, that is, the method of determining whether or not a disaster has occurred is not particularly limited, and for example, output signals of various sensors such as the strain gauge 51 and the seismic intensity meter 54, or the damage level. It can be performed based on the estimation result of the damage level of the building by the estimation unit 33. That is, for example, the controller 42 determines that the disaster has occurred when the output signal of the strain gauge 51 exceeds a preset threshold value or when the seismic intensity observed by the seismograph 54 exceeds a preset seismic intensity. Upon determination, the lighting device 41 may be configured to switch from the normal mode to the damage level display mode. Alternatively, when the estimation result of the damage level of the building by the damage level estimation unit 33 exceeds a preset level, the controller 42 determines that a disaster has occurred and sets the lighting device 41 from the normal mode to the damage level. It may be configured to switch to the display mode. Alternatively, the data processing device 3 determines whether or not a disaster has occurred, and the data processing device 3 outputs the estimation result of the damage level of the building to the external output device 4 only when it determines that the disaster has occurred. It can also be configured to transmit to the controller 42 of the. In this case, when the controller 42 receives the estimation result of the damage level of the building, it promptly switches the lighting device 41 from the normal mode to the damage level display mode.

なお、損傷レベル表示モードから通常モードへの切り換え（復旧）は、管理者によるリセット操作（制御器４２へのリセット指示）などに基づいて行われる。 The switching (recovery) from the damage level display mode to the normal mode is performed based on a reset operation (reset instruction to the controller 42) by the administrator.

本例の建築物の損傷レベル推定システムが組み込まれた建築物が被災すると、カーテンウォール１の方立１１が変形および／または変位することに伴って、ジャイロセンサ２の出力信号が変化する。データ処理装置３は、ジャイロセンサ２の出力信号に基づいて、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を算出し、さらに建築物の損傷レベルを推定する。外部出力装置４の制御器４２は、照明装置４１を通常モードから損傷レベル表示モードに切り換えて、データ処理装置３により推定された建築物の損傷レベルに応じて、照明装置４１の発光色を切り換える。 When a building in which the damage level estimation system for a building of the present example is incorporated is damaged, the output signal of the gyro sensor 2 changes due to the deformation and/or displacement of the upright 11 of the curtain wall 1. The data processing device 3 calculates the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 based on the output signal of the gyro sensor 2, and further estimates the damage level of the building. The controller 42 of the external output device 4 switches the lighting device 41 from the normal mode to the damage level display mode, and switches the emission color of the lighting device 41 according to the damage level of the building estimated by the data processing device 3. ..

本例の建築物の損傷レベル推定システムは、カーテンウォール１の方立１１に取り付けたジャイロセンサ２の出力信号に基づいて、方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角を算出し、該方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角に基づいて、カーテンウォール１が取り付けられた建築物の損傷レベルを推定するようにしている。したがって、災害時に、建築物の損傷レベルを速やかに推定することができ、被災者が避難する際の目安としたり、復旧作業を速やかに開始したりすることができる。 The damage level estimation system for a building according to the present example is based on an output signal of a gyro sensor 2 attached to the upright 11 of the curtain wall 1 or an inclination angle of the upright 11 or interlayer displacement or deformation of the curtain wall 1. The angle is calculated, and the damage level of the building to which the curtain wall 1 is attached is estimated based on the inclination angle of the upright 11 or the interlayer displacement or interlayer deformation angle of the curtain wall 1. Therefore, at the time of a disaster, it is possible to quickly estimate the damage level of the building, use it as a guide when the victim evacuates, and quickly start the recovery work.

特に本例では、方立１１の変形や変位を測定するためのセンサとして、センサ設置箇所の互いに直交する３方向の軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ２を使用している。このため、前述したように、２点間の相対変位を計測部により計測する特開２００８−３０９７８４号公報に記載の変状原位置表示装置を使用して、建材の変形を測定して建築物の損傷レベルを推定する場合と比較して、センサの数を抑えることができ、コストを抑えることができる。 Particularly, in this example, a gyro sensor 2 capable of detecting angular velocities around axes in three directions orthogonal to each other at a sensor installation location is used as a sensor for measuring deformation and displacement of the upright 11. Therefore, as described above, the deformation original position display device described in JP 2008-309784 A in which the relative displacement between the two points is measured by the measuring unit is used to measure the deformation of the building material and the building structure is measured. The number of sensors can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case of estimating the damage level.

さらに、本例では、建築物の損傷レベルの推定に用いる入力情報を得るためのジャイロセンサ２を、建築物の躯体ではなく、カーテンウォール１の方立１１に取り付けている。そして、ジャイロセンサ２の出力信号に基づいて方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角を算出し、さらに方立１１の傾斜角度、または、カーテンウォール１の層間変位若しくは層間変形角に基づいて、建築物の損傷レベルを推定するようにしている。したがって、例えば、ジャイロセンサ２を方立１１に予め取り付けておき、その後、カーテンウォール１を建築物の躯体に取り付けることができる。このように、ジャイロセンサ２の設置作業を容易化することができ、この面からもコストを抑えることができる。ただし、カーテンウォール１を建築物の躯体に取り付けた後で、ジャイロセンサ２を方立１１に取り付けることもできる。 Further, in this example, the gyro sensor 2 for obtaining the input information used for estimating the damage level of the building is attached to the upright 11 of the curtain wall 1 instead of the skeleton of the building. Then, the inclination angle of the upright 11 or the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 is calculated based on the output signal of the gyro sensor 2, and the inclination angle of the upright 11 or the interlayer displacement of the curtain wall 1 is calculated. Alternatively, the damage level of the building is estimated based on the interlayer deformation angle. Therefore, for example, the gyro sensor 2 can be attached to the upright 11 in advance, and then the curtain wall 1 can be attached to the frame of the building. In this way, the installation work of the gyro sensor 2 can be facilitated, and the cost can be suppressed in this respect as well. However, it is also possible to attach the gyro sensor 2 to the upright 11 after attaching the curtain wall 1 to the body of the building.

なお、信号処理部３２によりカーテンウォール１の層間変位または層間変形角を求める場合、例えば、図６（Ａ）に示すように、方立１１と無目１２との接合部をピン接合とみなした解析モデルＭ０を用いて、ジャイロセンサ２の出力信号から、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を算出することができる。すなわち、カーテンウォール１では、方立１１の傾倒による無目１２の変形を抑制するため、方立１１と無目１２とは相対回転可能に接合される。このため、カーテンウォール１を設計する際には、計算を簡単にするため、図６（Ａ）に示すように、方立１１と無目１２との接合部をピン接合とみなして設計を行う。このように、カーテンウォール１の設計に用いる解析モデルＭ０を使用して、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を算出することができる。 When the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 is obtained by the signal processing unit 32, for example, as shown in FIG. 6(A), the joint between the upright 11 and the seamless 12 is regarded as a pin joint. Using the analysis model M 0 , the interlayer displacement or interlayer deformation angle of the curtain wall 1 can be calculated from the output signal of the gyro sensor 2. That is, in the curtain wall 1, in order to suppress the deformation of the eyeless 12 due to the inclination of the upright 11, the upright 11 and the eyeless 12 are joined so as to be rotatable relative to each other. Therefore, when the curtain wall 1 is designed, in order to simplify the calculation, as shown in FIG. 6(A), the joint between the upright 11 and the eyeless 12 is regarded as a pin joint, and the design is performed. .. As described above, the analysis model M 0 used for designing the curtain wall 1 can be used to calculate the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1.

あるいは、図６（Ｂ）に示すように、方立１１と無目１２との接合部に、回転方向に関する剛性を付与した（半剛接合とした）解析モデルＭを用いて、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を求めることもできる。このような解析モデルＭを用いることにより、カーテンウォール１の層間変位または層間変形角を、解析モデルＭ０を使用した場合に比べてより精度良く求めることができる。なお、方立１１と無目１２との接合部に付与する回転方向に関する剛性ｋは、実験や計算により求めることができる。 Alternatively, as shown in FIG. 6B, an analytical model M in which rigidity in the direction of rotation is given to the joint portion between the upright 11 and the eyeless 12 (semi-rigid joint) is used, and the curtain wall 1 It is also possible to determine the interlayer displacement or the interlayer deformation angle. By using the analysis model M as described above, the interlayer displacement or the interlayer deformation angle of the curtain wall 1 can be obtained more accurately than in the case where the analysis model M 0 is used. The rigidity k with respect to the rotation direction given to the joint between the upright 11 and the eyeless 12 can be obtained by experiments or calculations.

また、本例の建築物の損傷レベル推定システムは、データ処理装置３による建築物の損傷レベルの推定結果に応じて、方立１１に支持された照明装置４１が発する光の色を切り換えるように構成されている。このため、建築物の屋外および屋内から、該建築物の損傷レベルを容易に確認することができて、被災者が避難する際の目安としたり、復旧作業を速やかに開始したりすることができる。 In addition, the building damage level estimation system of the present example switches the color of the light emitted by the lighting device 41 supported by the cube 11 according to the result of the damage level estimation of the building by the data processing device 3. It is configured. For this reason, the damage level of the building can be easily confirmed from the outside and the inside of the building, and it can be used as a guide when the disaster victim evacuates or the restoration work can be started quickly. ..

なお、本例では、データ処理装置３による建築物の損傷レベルの推定結果に応じて、照明装置４１が発する光の色を、赤色、黄色および緑色の３段階に切り換えるようにしているが、２段階に切り換えたり、４段階以上に切り換えたりするように構成することもできる。または／および、建築物の損傷レベルの推定結果に応じて、照明装置４１の点滅間隔を切り換えるように構成しても良い。または／および、天井に取り付けられたシーリングライトや壁面に取り付けられたブラケットライトなどの照明装置の発光パターン（発光色や点滅間隔など）を、建築物の損傷レベルの推定結果に応じて切り換えることもできる。あるいは、建築物の屋内や屋外に設置されたディスプレイや、予め登録したり近隣に存在したりする携帯端末などに、建築物の損傷レベルの推定結果を表示するように構成することもできる。 In this example, the color of the light emitted by the lighting device 41 is switched among three levels of red, yellow, and green according to the estimation result of the damage level of the building by the data processing device 3. It is also possible to switch to stages or to switch to four or more stages. Alternatively, the blinking interval of the lighting device 41 may be switched according to the result of estimating the damage level of the building. Alternatively, and/or the light emission pattern (light emission color, blinking interval, etc.) of a lighting device such as a ceiling light mounted on a ceiling or a bracket light mounted on a wall can be switched according to the estimation result of the damage level of the building. it can. Alternatively, the estimation result of the damage level of the building may be displayed on a display installed indoors or outdoors of the building, a mobile terminal that is registered in advance or exists in the vicinity, or the like.

また、本例では、ジャイロセンサ２を、カーテンウォール１の方立１１に取り付け、該方立１１の傾斜角度を算出するようにしているが、ジャイロセンサ２を、カーテンウォール１を構成する無目１２やパネル１３に取り付けることもできる。換言すれば、無目１２やパネル１３を、被測定部材とすることもできる。 Further, in this example, the gyro sensor 2 is attached to the upright 11 of the curtain wall 1 and the inclination angle of the upright 11 is calculated. It can also be attached to 12 or panel 13. In other words, the seamless 12 or the panel 13 can be used as the member to be measured.

また、本例では、損傷レベル推定部３３により、建築物全体に関する損傷レベルを推定するようにしている。ただし、本発明を実施する場合、建築物の部屋ごと、またはフロアごとなど、所定の区画ごとに、それぞれの損傷レベルを推定することもできる。この場合には、例えば、それぞれの区画を構成する部材に取り付けられた照明装置の発光パターンを、当該区画の損傷レベルの推定結果に応じて切り換えることが好ましい。これにより、それぞれの区画ごとの損傷レベルを容易に確認することができる。 Further, in this example, the damage level estimation unit 33 estimates the damage level for the entire building. However, when the present invention is carried out, it is also possible to estimate the damage level for each predetermined section such as each room or floor of a building. In this case, for example, it is preferable to switch the light emission pattern of the lighting device attached to the member forming each section according to the estimation result of the damage level of the section. Thereby, the damage level of each section can be easily confirmed.

また、本例では、ジャイロセンサ２を、カーテンウォール１を構成する方立１１に取り付けているが、本発明を実施する場合、ジャイロセンサを、カーテンウォールを構成する縦枠、上枠、下枠（巾木）、無目および／またはパネルに取り付けたり、建築物を構成するその他の建材に取り付けることもできる。具体的には、例えば、ジャイロセンサを、サッシを構成する建材（縦枠、方立、上枠、下枠（巾木）、無目および／またはパネル）に取り付けることができる。あるいは、ジャイロセンサを、シャッター装置やドア装置、引き戸装置、間仕切り装置などの開口部を開閉可能に閉塞する閉塞装置を構成する建材に取り付けることができる。ただし、地震などの災害の発生に伴って建築物に加わる外力による建築物の損傷レベルを推定する面からは、ジャイロセンサを、カーテンウォールやサッシ、ドア装置、引き戸装置、間仕切り装置を構成する縦枠および／もしくは方立、あるいは、シャッター装置を構成するガイドレールや中柱など、鉛直方向に伸長して配置された部材に取り付けることが好ましい。なお、ジャイロセンサは、屋外側と屋内側とのいずれに取り付けても良い。 Further, in the present example, the gyro sensor 2 is attached to the upright 11 which constitutes the curtain wall 1. However, when the present invention is implemented, the gyro sensor is constituted by a vertical frame, an upper frame and a lower frame which constitute the curtain wall. It can also be attached to (baseboard), unlined and/or paneled, or to other building materials that make up a building. Specifically, for example, the gyro sensor can be attached to a building material (vertical frame, upright, upper frame, lower frame (skirting board), unlined and/or panel) that constitutes the sash. Alternatively, the gyro sensor can be attached to a building material that constitutes a closing device that opens and closes an opening such as a shutter device, a door device, a sliding door device, and a partition device. However, from the perspective of estimating the damage level of a building due to external forces applied to the building in the event of a disaster such as an earthquake, a gyro sensor is used as a vertical component of curtain walls, sashes, door devices, sliding door devices, and partition devices. It is preferable to attach the frame and/or the cuboid, or a member arranged vertically extending such as a guide rail or a central pillar constituting the shutter device. The gyro sensor may be attached to either the outdoor side or the indoor side.

１ カーテンウォール
１１ 方立
１１ａ 組込凹部
１１ｂ 係合受部
１２ 無目
１３ パネル
２ ジャイロセンサ
３ データ処理装置
３１ データロガー
３２ 信号処理部
３３ 損傷レベル推定部
４ 外部出力装置
４１ 照明装置
４１ａ ＬＥＤプレート
４１ｂ 補強部材
４１ｃ 取付形材
４１ｃ１ 保持部
４１ｃ２ 反射面
４１ｃ３ 係合片
４２ 制御器
５１ ひずみゲージ
５２ 加速度センサ
５３ カメラ
５４ 震度計
５５ 風速計
５６ 傾斜計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Curtain wall 11 Cubic 11a Embedded recess 11b Engagement receiving part 12 Eyeless 13 Panel 2 Gyro sensor 3 Data processing device 31 Data logger 32 Signal processing part 33 Damage level estimation part 4 External output device 41 Lighting device 41a LED plate 41b Reinforcement member 41c Mounting profile 41c1 Holding part 41c2 Reflective surface 41c3 Engaging piece 42 Controller 51 Strain gauge 52 Accelerometer 53 Camera 54 Seismic intensity meter 55 Anemometer 56 Inclinometer

Claims (5)

建築物を構成する建材に取り付けられたジャイロセンサと、
前記ジャイロセンサの出力信号を含む入力情報に基づいて、前記建材を含む建築物の損傷レベルを推定する損傷推定手段と、
前記損傷推定手段による推定結果を出力する外部出力装置とを備える、
建築物の損傷レベル推定システム。 A gyro sensor attached to a building material that constitutes a building,
Damage estimating means for estimating a damage level of a building including the building material, based on input information including an output signal of the gyro sensor,
An external output device for outputting the estimation result by the damage estimation means,
Damage level estimation system for buildings. 前記建材が、鉛直方向に伸長して配置された部材である、
請求項１に記載の建築物の損傷レベル推定システム。 The building material is a member arranged to extend in the vertical direction,
The building damage level estimation system according to claim 1. 前記外部出力装置が、１乃至複数個の発光ダイオードを有する照明装置を備え、
前記照明装置は、通常時には、前記建築物の屋内および／もしくは屋外の明るさを確保するため、並びに／または空間を演出するための発光を行い、災害発生時には、前記損傷推定手段による推定結果に応じた発光を行う、
請求項１または２に記載の建築物の損傷レベル推定システム。 The external output device comprises a lighting device having one to a plurality of light emitting diodes,
The lighting device normally emits light to secure the indoor and/or outdoor brightness of the building and/or to produce a space, and when a disaster occurs, the estimation result by the damage estimation means is displayed. Emits light according to
The damage level estimation system for a building according to claim 1. 前記照明装置が、前記損傷推定手段による推定結果に応じて、前記発光ダイオードの発光色を変化させる、
請求項３に記載の建築物の損傷レベル推定システム。 The lighting device changes a light emission color of the light emitting diode according to an estimation result by the damage estimation means,
The building damage level estimation system according to claim 3. 前記照明装置が、鉛直方向に伸長して配置された部材に取り付けられている、
請求項３または４に記載の建築物の損傷レベル推定システム。 The lighting device is attached to a member arranged to extend in the vertical direction,
The damage level estimation system for a building according to claim 3 or 4.
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