JP2985036B2 - 建造物の積雪荷重監視システム - Google Patents
建造物の積雪荷重監視システムInfo
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- JP2985036B2 JP2985036B2 JP5161098A JP16109893A JP2985036B2 JP 2985036 B2 JP2985036 B2 JP 2985036B2 JP 5161098 A JP5161098 A JP 5161098A JP 16109893 A JP16109893 A JP 16109893A JP 2985036 B2 JP2985036 B2 JP 2985036B2
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- Japan
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- roof
- building
- snow
- measuring
- precipitation
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積雪寒冷地の豪雪地帯
における建造物の屋根雪の荷重による損壊の防止を目的
とし、屋根雪除去の時期の決定に必要な屋根雪荷重を間
接的に測定する装置に係わるものである。
における建造物の屋根雪の荷重による損壊の防止を目的
とし、屋根雪除去の時期の決定に必要な屋根雪荷重を間
接的に測定する装置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】日本列
島の豪雪地帯では、毎冬、雪下ろしをやらなければなら
ない屋根や建造物が数多くある。累計降雪量が１０ｍに
達するような地域では、一冬に１０回以上の雪下ろしを
行っている。この労力は想像を絶するもので、屋根から
転落する犠牲者も毎年後を断たない。また、過疎化と老
齢化で、この労働の負担に耐えられず、止む得ず無雪地
へ住居を移転する者が続出している。
島の豪雪地帯では、毎冬、雪下ろしをやらなければなら
ない屋根や建造物が数多くある。累計降雪量が１０ｍに
達するような地域では、一冬に１０回以上の雪下ろしを
行っている。この労力は想像を絶するもので、屋根から
転落する犠牲者も毎年後を断たない。また、過疎化と老
齢化で、この労働の負担に耐えられず、止む得ず無雪地
へ住居を移転する者が続出している。
【０００３】しかし、この雪下ろしが効率的に行われて
いるかどうかは疑問で、屋根雪荷重が下ろす必要がない
ほど少ないにも拘わらず、雪下ろしを実施している場合
が多く見られ労力の無駄が多い。これは、屋根雪荷重が
どの程度になっているか分からないために起こることで
ある。
いるかどうかは疑問で、屋根雪荷重が下ろす必要がない
ほど少ないにも拘わらず、雪下ろしを実施している場合
が多く見られ労力の無駄が多い。これは、屋根雪荷重が
どの程度になっているか分からないために起こることで
ある。
【０００４】また、鉄骨建築や鉄筋コンクリート構造の
建造物においては、設計段階での耐雪荷重が不十分で、
３０年に一度の豪雪があると限界荷重を越える可能性が
あり、この時は雪下ろしをやらなければならない。この
ような場合も、屋根にどれ程の荷重が掛かっているかを
知っていれば、無駄のない除雪ができる。
建造物においては、設計段階での耐雪荷重が不十分で、
３０年に一度の豪雪があると限界荷重を越える可能性が
あり、この時は雪下ろしをやらなければならない。この
ような場合も、屋根にどれ程の荷重が掛かっているかを
知っていれば、無駄のない除雪ができる。
【０００５】現在のところ、屋根雪の荷重を計測する方
法として、梁や柱にストレインゲージ等を設置して、そ
の歪みから荷重を求める試みがなされているが、この方
法は測定点を多く設けなければならない欠点があり、複
雑な配線，複雑な計測システムが必要で高価となり、保
守管理も容易ではないことから、この直接測定法は一般
には普及していない。
法として、梁や柱にストレインゲージ等を設置して、そ
の歪みから荷重を求める試みがなされているが、この方
法は測定点を多く設けなければならない欠点があり、複
雑な配線，複雑な計測システムが必要で高価となり、保
守管理も容易ではないことから、この直接測定法は一般
には普及していない。
【０００６】そこで、出願人は、従来の方法よりも、よ
り簡便な間接的測定方法で屋根雪荷重を定量的に計測す
る本システムを発明した。
り簡便な間接的測定方法で屋根雪荷重を定量的に計測す
る本システムを発明した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】添付図面を参照しながら
説明すると、次の通りである。
説明すると、次の通りである。
【０００８】建造物の屋根１から流下する融雪水の水量
を計測する融雪水量計測装置ａと、建造物の屋根１の近
傍に設置した降水量を計測する降水量計測装置ｂと、前
記両者から得られた計測値を演算処理する演算処理装置
ｃとを設けた建造物の積雪荷重監視システムであって、
前記演算処理装置ｃは、前記降水量計測装置ｂより得ら
れる計測値に基づく値から、前記融雪水量計測装置ａよ
り得られた計測値に基づく値の差を求める演算処理を行
うことで、屋根１上に残っている積雪荷重Ｌを推測し得
るように構成したことを特徴とする建造物の積雪荷重監
視システムに係るものである。
を計測する融雪水量計測装置ａと、建造物の屋根１の近
傍に設置した降水量を計測する降水量計測装置ｂと、前
記両者から得られた計測値を演算処理する演算処理装置
ｃとを設けた建造物の積雪荷重監視システムであって、
前記演算処理装置ｃは、前記降水量計測装置ｂより得ら
れる計測値に基づく値から、前記融雪水量計測装置ａよ
り得られた計測値に基づく値の差を求める演算処理を行
うことで、屋根１上に残っている積雪荷重Ｌを推測し得
るように構成したことを特徴とする建造物の積雪荷重監
視システムに係るものである。
【０００９】即ち、建造物の屋根１に連結する排水管３
に前記融雪水量計測装置ａとして流量計４を設け、建造
物の屋根１の近傍に前記降水量計測装置ｂとして降水量
計測装置６を設け、流量計４と降水量計測装置６とを計
測回路５と計測回路７を介して接続し、この計測回路５
・７に前記演算処理装置ｃとして電子計算機８を設けた
ことを特徴とする建造物の積雪荷重監視システムに係る
ものである。
に前記融雪水量計測装置ａとして流量計４を設け、建造
物の屋根１の近傍に前記降水量計測装置ｂとして降水量
計測装置６を設け、流量計４と降水量計測装置６とを計
測回路５と計測回路７を介して接続し、この計測回路５
・７に前記演算処理装置ｃとして電子計算機８を設けた
ことを特徴とする建造物の積雪荷重監視システムに係る
ものである。
【００１０】
【作用】まず最初に、降雪量計測装置６による計測値か
ら屋根に降った降水量を推計する方法を述べる。降水量
計測装置６の受水面積をＳ1ｍ2とし、単位時間（例えば
１分）にこの降水量計測装置６に捕捉された降水がＭkg
とすると１ｍ2当たりに降った雪の重量Ｐ（kg/m2・mi
n）は Ｐ＝Ｍ／Ｓ1 （kg/m2・min） (１) となる。しかし、これは屋根に降った雪の重量Ｗと同じ
ではない。なぜなら降水量計測装置６と屋根では降雪の
捕捉率が異なるからである。その捕捉率は屋根の方が降
水量計測装置６よりも大きいことは実測により分かって
いる。さらにＰとＷは比例関係になっていることは実験
的に分かっているので、屋根に降った雪の重量Ｗは次の
ような式で表すことができる。
ら屋根に降った降水量を推計する方法を述べる。降水量
計測装置６の受水面積をＳ1ｍ2とし、単位時間（例えば
１分）にこの降水量計測装置６に捕捉された降水がＭkg
とすると１ｍ2当たりに降った雪の重量Ｐ（kg/m2・mi
n）は Ｐ＝Ｍ／Ｓ1 （kg/m2・min） (１) となる。しかし、これは屋根に降った雪の重量Ｗと同じ
ではない。なぜなら降水量計測装置６と屋根では降雪の
捕捉率が異なるからである。その捕捉率は屋根の方が降
水量計測装置６よりも大きいことは実測により分かって
いる。さらにＰとＷは比例関係になっていることは実験
的に分かっているので、屋根に降った雪の重量Ｗは次の
ような式で表すことができる。
【００１１】 Ｗ＝ｋ・Ｐ （kg/m2・min） (２) ここで、ｋは比例係数である。この比例係数ｋを決定す
るために、一週間、又は一か月間、ＷとＰを計測し、そ
の間のＷの積算値とＰの積算値の比をとれば良い。Ｓ1
が１１６cm2、屋根面積が１.０４ｍ2の小規模のモデル
実験では、ｋの値は１.２８であった。大規模の屋根の
場合も同様にしてｋを決定できる。従って、ある時点か
ら現在までの積算降水重量ΣＷは次の式で表せる。
るために、一週間、又は一か月間、ＷとＰを計測し、そ
の間のＷの積算値とＰの積算値の比をとれば良い。Ｓ1
が１１６cm2、屋根面積が１.０４ｍ2の小規模のモデル
実験では、ｋの値は１.２８であった。大規模の屋根の
場合も同様にしてｋを決定できる。従って、ある時点か
ら現在までの積算降水重量ΣＷは次の式で表せる。
【００１２】 ΣＷ＝Σｋ・Ｐ＝ｋ・ΣＰ （kg/m2） (３) 次に、屋根から流れ落ちた水の重量を計測する方法を述
べる。単位時間（１min）当たりの屋根から流れ落ちる
水の体積Ｖ（ｌ）は排水管に接続した流量計４で測定さ
れる。降雪期の融解水の温度は０℃付近なので、その密
度は１.００kg/ｌと一定である。従って、水の体積Ｖ
（ｌ）はそのままＶkgと読み替えることができる。故に
起算した時点から現在までの屋根１ｍ2当たりの排水量
ΣＤは屋根面積をＳ2ｍ2として次の式で表すことができ
る。
べる。単位時間（１min）当たりの屋根から流れ落ちる
水の体積Ｖ（ｌ）は排水管に接続した流量計４で測定さ
れる。降雪期の融解水の温度は０℃付近なので、その密
度は１.００kg/ｌと一定である。従って、水の体積Ｖ
（ｌ）はそのままＶkgと読み替えることができる。故に
起算した時点から現在までの屋根１ｍ2当たりの排水量
ΣＤは屋根面積をＳ2ｍ2として次の式で表すことができ
る。
【００１３】 ΣＤ＝ΣＶ／Ｓ2 （kg/m2） (４) 以上のことから現時点で屋根１ｍ2当たりに残っている
積雪荷重Ｌ（kg/m2）は積算降水重量ΣＷから積算排水
量ΣＤを差し引いた次式で表すことができる。
積雪荷重Ｌ（kg/m2）は積算降水重量ΣＷから積算排水
量ΣＤを差し引いた次式で表すことができる。
【００１４】 Ｌ＝ΣＷ−ΣＤ＝ｋ・ΣＭ／Ｓ1−ΣＶ／Ｓ2 （kg/m2） (５) 電子計算機８は降水量計測装置６の計測値をインターフ
ェース回路７を介して、また、流量計４の計測値は計数
回路５を介して読み取られ、（５）式の演算式に従って
屋根１ｍ2当たりに残っている積雪荷重Ｌを算出するこ
とができる。
ェース回路７を介して、また、流量計４の計測値は計数
回路５を介して読み取られ、（５）式の演算式に従って
屋根１ｍ2当たりに残っている積雪荷重Ｌを算出するこ
とができる。
【００１５】
【実施例】図は本発明の好適な実施例を示したもので、
建造物の屋根１に連結する排水管３に流量計４を設け、
建造物の屋根１の近傍に降水量計測装置６を設け、流量
計４と降水量計測装置６とを計測回路５と計測回路７を
介して接続し、この計測回路５・７に電子計算機８を設
けたことを特徴とする建造物の積雪荷重監視システムに
係るものである。この実施例は、建造物の屋根１から地
上へ流下する融雪水の水量を計測する装置ａとして建造
物の屋根１に連結する排水管３に流量計４を使用し、建
造物の屋根１の近傍に設置した降水量を計測する装置ｂ
として、建造物の屋根１の近傍に降水量計測装置６を使
用し、演算処理装置ｃとして電子計算機８を使用した場
合を図示している。
建造物の屋根１に連結する排水管３に流量計４を設け、
建造物の屋根１の近傍に降水量計測装置６を設け、流量
計４と降水量計測装置６とを計測回路５と計測回路７を
介して接続し、この計測回路５・７に電子計算機８を設
けたことを特徴とする建造物の積雪荷重監視システムに
係るものである。この実施例は、建造物の屋根１から地
上へ流下する融雪水の水量を計測する装置ａとして建造
物の屋根１に連結する排水管３に流量計４を使用し、建
造物の屋根１の近傍に設置した降水量を計測する装置ｂ
として、建造物の屋根１の近傍に降水量計測装置６を使
用し、演算処理装置ｃとして電子計算機８を使用した場
合を図示している。
【００１６】また、電子計算機８にＴＶモニター９やプ
リンター10を接続し、ＴＶモニター９に荷重Ｌと計測状
況を表示したり、プリンター10に計測値を記録すること
もできる。更に、磁気記録装置に観測データを記録して
おけば、屋根雪荷重の時間変化を、後で再現することが
できる。
リンター10を接続し、ＴＶモニター９に荷重Ｌと計測状
況を表示したり、プリンター10に計測値を記録すること
もできる。更に、磁気記録装置に観測データを記録して
おけば、屋根雪荷重の時間変化を、後で再現することが
できる。
【００１７】小規模のモデル実験を、１９９０年長岡市
において、冬期１か月間実施した結果によると、ΣＷに
対するΣＷとΣＤの差の割合は２.９％であった。
において、冬期１か月間実施した結果によると、ΣＷに
対するΣＷとΣＤの差の割合は２.９％であった。
【００１８】ここで、降水量計測装置６は、降水量を計
測できるものであればどのような形式のものでも良い。
また、排水量を測定する装置は流量計４に限らず、排水
を一旦貯水槽に入れ、一定量づつ汲み出す方法でも良
い。ちなみに、この実験で用いた降水量計測装置６は、
出願者が考案した特公平５−９７５６号の降水強度計で
ある。
測できるものであればどのような形式のものでも良い。
また、排水量を測定する装置は流量計４に限らず、排水
を一旦貯水槽に入れ、一定量づつ汲み出す方法でも良
い。ちなみに、この実験で用いた降水量計測装置６は、
出願者が考案した特公平５−９７５６号の降水強度計で
ある。
【００１９】図中符号２は屋根１上の積雪、11は側溝で
ある。
ある。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上述のように、単純な構成であ
るばかりでなく、どのような建造物にも適用可能で、し
かも測定誤差は数％程度と小さく、精度の高い建造物の
積雪荷重監視システムとすることができる。
るばかりでなく、どのような建造物にも適用可能で、し
かも測定誤差は数％程度と小さく、精度の高い建造物の
積雪荷重監視システムとすることができる。
【００２１】更に、この方法で得られた屋根雪荷重の情
報を、電話回線や、ラジオ、テレビを通して一般家庭に
伝達すれば、ユーザーはいつ屋根雪を下ろしたら良いか
を判断できることになり、豪雪地の地域の建造物の雪災
害の防止、効率的な屋根雪処理に貢献することができ
る。また、融雪装置付の屋根であれば、雪荷重を常時監
視しながら、一定重量に達したところで、自動的に雪を
制御し、常に屋根雪を安全荷重に保つシステムを構成す
ることも可能である。
報を、電話回線や、ラジオ、テレビを通して一般家庭に
伝達すれば、ユーザーはいつ屋根雪を下ろしたら良いか
を判断できることになり、豪雪地の地域の建造物の雪災
害の防止、効率的な屋根雪処理に貢献することができ
る。また、融雪装置付の屋根であれば、雪荷重を常時監
視しながら、一定重量に達したところで、自動的に雪を
制御し、常に屋根雪を安全荷重に保つシステムを構成す
ることも可能である。
【図１】本発明の建造物の積雪荷重監視システムの構成
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ 屋根 ａ 融雪水量計測装置 ｂ 降水量計測装置 ｃ 演算処理装置Ｌ 積雪荷重
Claims (1)
- 【請求項１】 建造物の屋根から流下する融雪水の水量
を計測する融雪水量計測装置と、建造物の屋根の近傍に
設置した降水量を計測する降水量計測装置と、前記両者
から得られた計測値を演算処理する演算処理装置とを設
けた建造物の積雪荷重監視システムであって、前記演算
処理装置は、前記降水量計測装置より得られる計測値に
基づく値から、前記融雪水量計測装置より得られた計測
値に基づく値の差を求める演算処理を行うことで、屋根
上に残っている積雪荷重を推測し得るように構成したこ
とを特徴とする建造物の積雪荷重監視システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5161098A JP2985036B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 建造物の積雪荷重監視システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5161098A JP2985036B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 建造物の積雪荷重監視システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719938A JPH0719938A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2985036B2 true JP2985036B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=15728570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5161098A Expired - Lifetime JP2985036B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 建造物の積雪荷重監視システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985036B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105549123A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-05-04 | 重庆多邦科技股份有限公司 | 一种雨量计 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4776434B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2011-09-21 | 株式会社東芝 | 融雪水量予測装置 |
| JP5520502B2 (ja) * | 2009-03-05 | 2014-06-11 | 大和ハウス工業株式会社 | 雨量データ収集システム |
| KR102310512B1 (ko) * | 2020-11-12 | 2021-10-08 | 주식회사 코스모테크 | 강우량 및 강설량 측정장치를 구비한 다기능 관측소 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5161098A patent/JP2985036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105549123A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-05-04 | 重庆多邦科技股份有限公司 | 一种雨量计 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719938A (ja) | 1995-01-20 |
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