JP5947929B1 - 完全防災型の一戸建て住宅 - Google Patents

Abstract

【課題】地震に強く、かつ大規模な地震が起きても３週間は居住できる完全防災型の一戸建て住宅を提供する。【解決手段】複数の木杭を打設して地盤を支持する地盤強化手段と、地面に設置される下基礎と、建物底部に設けられる上基礎と、空気が外部に漏れないように封じるステンレス製のスカートと、を含んで構成され、地震を感知すると、圧縮空気が上基礎と下基礎の間に注入され、空気圧により上基礎と建物を浮上させるエアー断震手段と、太陽光発電パネル、プロパンガス発電機及びリチウムイオン蓄電池からなる非常用電源手段と、生活用水が供給される受水タンク及び貯湯タンクと、トイレ用水が供給される雨水タンクからなる非常用給水手段と、浄化用貯水槽と浸透枡からなり、家庭内の排水が送り込まれる非常用排水処理手段と、フレキシブル水道管とフレキシブル排水管からなり、建物の浮上に追従して曲がる給排水手段と、が備えられる。【選択図】図１

Description

本発明は、完全防災型の一戸建て住宅に係り、より詳しくは、地震に強く倒壊せず、地震で公共の上下水道が停止しても、生活を一定期間維持できる完全防災型の一戸建て住宅に関する。

特許文献１には、大きな地震でライフラインが断たれた場合に備えて、地下に雨水を貯水して浄水器を通して飲料水や風呂の水源とすることや太陽電池により１２ボルトバッテリーに充電し、自宅で生活できるシステムが開示されている。特許文献２には、地震の際、建物を浮上させることが開示されている。しかしながら、これらは個別の対応に留まり、地震でライフラインが停止しても一定期間生活を維持できる完全防災型の一戸建て住宅にはなっていない。

南海トラフ巨大地震が起きた場合、想定される損壊棟数は約２７万棟で、阪神・淡路大震災の１１万棟の倍以上の規模とされる。地盤が液状化して家が傾くことも指摘されている。このような地震災害では、公共の上水道及び下水道が共に使用不可となり、電力の給電も寸断される。復旧には、電力が４日程度、上下水道は約３週間程度がかかるとされている。

一戸建て住宅を建てる場合、大規模な地震があっても家が損壊せず、３週間程度はそのまま居住できる住宅が強く求められている。

特開２００８−２６１１９７号公報 実用新案登録第３１１９６７５号公報

本発明の目的は、（１）地盤の液状化対策が可能で、（２）空気を使用した断震装置により地震の揺れを遮断でき、（３）非常用電源が確保でき、（４）給水対策が可能で、（５）下水道対策が可能で、大規模な地震が起きても３週間程度は居住できる完全防災型の一戸建て住宅を提供することにある。

本発明による完全防災型の一戸建て住宅は、複数の木杭を打設して地盤を支持する地盤強化手段と、地面に設置される下基礎と、建物底部に設けられる上基礎と、下基礎と上基礎の間の周囲を覆い内部の空気が外部に漏れないように封じるステンレス製のスカートと、上基礎と下基礎の間に設けられた対向溝の内部に上基礎と下基礎を連結する斜めに取り付けられた複数のバネからなる位置戻し機構と、を含んで構成され、地震を感知すると、圧縮空気が上基礎と下基礎の間に注入され、空気圧により上基礎と建物を浮上させるエアー断震手段と、太陽光発電パネル、プロパンガス発電機及びリチウムイオン蓄電池からなり、交流を給電する非常用電源手段と、生活用水を供給する受水タンク及び貯湯タンクと、トイレ用水を供給する雨水タンクからなる非常用給水手段と、浄化用貯水槽と浸透枡から構成され、地震の際、家庭内の排水が送り込まれて処理される非常用排水処理手段と、フレキシブル水道管とフレキシブル排水管からなり、建物の浮上に追従して曲がる給排水手段と、が備えられ、前記浄化用貯水槽は、通常は雨水が供給され、地震で公共の下水道が使用不可となった場合は、前記フレキシブル排水管の外部出口の着脱式ソケットが、公共の下水道への排出口から前記浄化用貯水槽の取入れ口に手動で切り替えられ、家庭内の排水が前記浄化用貯水槽で浄化されて前記浸透枡に排出されることを特徴とする。

ＬＥＤダウンライトが前記非常用電源手段のコンセントに接続され、各部屋の非常用照明手段として備えられることを特徴とする。

本発明の完全防災型の一戸建て住宅によれば、（１）複数の木杭で地盤を支持する地盤強化手段を設けたので、地震の際、液状化により地盤が緩んで建物が傾くことを防止できる。（２）上基礎と下基礎の間に空気を注入し、空気圧で上基礎と建物を浮上させるエアー断震手段を設けたので、震度７の揺れが震度１に軽減できる。建物に地震のストレスがかからず、付帯設備も上基礎に載せておくことにより被害を受けないようにできる。（３）太陽光発電パネル、プロパンガス発電機及びリチウムイオン蓄電池からなり、交流を給電する非常用電源を設けたので、地震により停電しても必要な電気設備を動かすことができる。（４）生活用水を供給する受水タンク及び貯湯タンクと、トイレ用水を供給する雨水タンクからなる非常用給水手段を設けたので、４人家族で３週間分の水量が確保できる。（５）地中に埋設される浄化用貯水槽と浸透枡から構成される非常用汚水処理手段を設けたので、地震により公共の下水道が使用不可となっても、浄化用貯水槽に切り替えて、台所、浴室及びトイレの排水を処理することができる。（６）フレキシブル水道管とフレキシブル排水管は、柔軟性があるので、エアー断震手段で建物を浮上させても給排水の接続部が破損しないようにできる。

上基礎と下基礎の間に設けられた対向溝の内部に、上基礎と下基礎を連結する複数のバネからなる位置戻し機構を設けたので、地震で下基礎が動いても上基礎を下基礎の位置に戻すことができる。地震の後、下基礎がずれても、上基礎を下基礎に合わせて設置できる。

各部屋の非常用照明手段としてＬＥＤダウンライトを備えたので、夜間、消費電力を抑えて照明を維持できる。

本発明による完全防災型の一戸建て住宅の側面図である。 本発明による完全防災型の一戸建て住宅の正面図である。 複数の木杭を地盤に打設して支持する地盤強化手段の説明図である。 エアー断震手段の説明図である。 図１に示す太陽光発電パネルの正面図である。 図２に示すプロパンガス発電機の正面図である。 図２に示すリチウムイオン蓄電池の外観図である。 非常用照明装置の１つでＬＥＤダウンライトの外観図である。 図１に示す受水タンクの正面図である。 図１に示す雨水タンクの正面図である。 図１に示す貯湯タンクの正面図である。 図１に示す浄化用貯水槽と浸透枡とブロアの説明図である。 排水を外部に導くフレキシブル排水管と、水道水を建物内に引き込むフレキシブル水道管の説明図である。 水道水と雨水を切り替える箇所の説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の完全防災型の一戸建て住宅を詳しく説明する。

図１は、本発明による完全防災型の一戸建て住宅の側面図である。図２は、本発明による完全防災型の一戸建て住宅の正面図である。図１、２に示すように、一戸建て住宅１００の基礎の部分には、圧縮空気で建物を浮上させるエアー断震手段２０が設けられる。エアー断震手段２０によれば、地震があっても建物が損壊することなく良好に保全できる。屋根には、非常用電源手段３０として太陽光発電パネル３１を設けた。その出力は、軒下のリチウムイオン蓄電池３３に接続されている。地震で停電しても、リチウムイオン蓄電池３３からＡＣ１００Ｖを供給できる。また、プロパンガス発電機３２によっても、ＡＣ１００Ｖが供給できる。停電時、夜間の照明に使用するＬＥＤダウンライト４１は、消費電力が小さく省エネルギーであるから、非常用照明手段４０として適している。例えば、各部屋に１個を設置できる。

図１、２に示すように、非常用給水手段５０として、室内に設置される受水タンク５１と、２階のベランダに設置される雨水タンク５２と、貯湯タンク５３と、を設けた。受水タンク５１は、例えば１０００リットルの水を溜めておける。雨水タンク５２は、例えば５００リットルの水を溜めておける。貯湯タンクはエコキュート（登録商標）の装置を利用でき、約５００リットルの水を溜めておける。非常用排水処理手段６０は、地中に埋設される浄化用貯水槽６１と浸透枡６２からなる。地震で公共の下水道が使用不可となった場合、フレキシブル排水管７２（給排水手段７０の１つ）により切り替えて、台所、浴室及びトイレから出る排水を下水道本管から浄化用貯水槽６１に排出することができる。浄化用貯水槽６１は、ブロア６３で送り込まれた空気で浄化される。

図３は、複数の木杭を打設して地盤を支持する地盤強化手段の説明図である。地盤強化手段１０は、軟弱な地盤に複数の木杭１１を打設するものである。木杭１１には、径が１２〜１８ｃｍ、長さが４〜６ｍの防腐処理を施した丸太が使用できる。鉄柱より低コストで、コンクリート柱のような劣化がなく、地震の衝撃に強いものとできる。木杭は、地盤を締め固めるので、地震による液状化も防止できる。阪神大震災でも地盤強化した箇所では大きな被害がなく、液状化対策手段として最適なものの１つである。

図４は、エアー断震手段２０の説明図である。エアー断震手段２０は、地面に設置される下基礎２４と、建物底部に設けられる上基礎２３と、下基礎２４と上基礎２３の間の周囲を覆い、内部の空気が外部に漏れないように封じるステンレス製のスカート２１と、を含んでなる。地震センサ（図示せず）が地震を感知すると、エアータンクから圧縮空気が上基礎と下基礎の間に注入され、上基礎とその上の建物を浮上させることができる。例として、浮上される高さは１５ｍｍである。また、エアー断震手段２０には位置戻し機構２２が備えられる。位置戻し機構２２は、複数（少なくとも２箇所）のバネ２２ａからなり、バネ２２ａは、上基礎２３と下基礎２４の間の対向溝２５の内部にあって、対角線上に配置され、上基礎２３と下基礎２４を連結している。

図４に示すように、通常時（ａ）は、上基礎２３が下基礎２４の上に設置された状態にあって、円Ｃ１の中に示すように、スカート２１が、上基礎２３と下基礎２４の間を塞いでいる。浮上時（ｂ）は、地震センサが地震を検知し、エアータンクの圧縮空気が上基礎２３と下基礎２４の間に注入され、上基礎２３とその上の建物が浮上した状態を示す。円Ｃ２の中に示すように、スカート２１は、内部の空気圧で下基礎２４の上面側に押え付けられ、上基礎２３と下基礎２４の間を引き続き塞いでいる。そのため上基礎２３とその上の建物が浮上する。下基礎２４が前後左右に揺れても、上基礎２３は大きくは揺れないようにできる。回復時（ｃ）は、地震が去って圧縮空気の注入が停止され、上基礎２３と下基礎２４の間の空気が隙間から逃げた状態を示す。空気が抜けて上基礎２３が下降する際は、位置戻し機構２２のバネ２２ａにより、上基礎２３が下基礎２４の位置に引き戻される。本実施例では、４本のバネ２２ａが対向溝２５の対角線上に配置されようにした。バネ２２ａは、上基礎２３と下基礎２４を強固に連結するものではなく、浮上に影響を与えず、上基礎と建物を引き戻せる程度の強さとする。

図５は、図１に示す太陽光発電パネル３１の正面図である。太陽光発電パネル３１は、メンテナンスフリーで。晴れた日中に発電できるが、雨の日は発電せず天候の影響を受ける。発電量は３〜５ｋＷである。

図６は、図２に示すプロパンガス発電機３２の正面図である。プロパンガス発電機３２は、天候の影響を受けない。ボンベ３４からプロパンが供給される。プロパンガス発電機３２は、ＡＣ１００Ｖを出力できる。停電時用の給電コンセントで家電機器を接続する。コンセントには、非常用照明手段４０のＬＥＤダウンライト４１をあらかじめ接続しておくことができる。

図７は、図２に示すリチウムイオン蓄電池３３の外観図である。太陽光発電パネル３１に接続する。リチウムイオン蓄電池３３は、ＡＣ１００Ｖを出力でき、分電盤に接続される。例えば５ｋＷｈのリチウムイオン蓄電池は、４００ｗの機器なら約１２ｈ程度の連続運転ができる。

図８は、非常用照明装置の１つで、ＬＥＤダウンライト４１の外観図である。ＬＥＤダウンライト４１は、消費電力が約７Ｗ／個と少ない。各家電品の消費電力は、例えば冷蔵庫が約５００Ｗ、給水ポンプが約１００Ｗ、浄化用貯水槽のブロアが約３０Ｗ、断震用のコンプレッサが約１０００Ｗ、貯湯タンクのヒータが約１２０Ｗ、液晶テレビが約２００Ｗ、ＬＥＤダウンライト（７個の場合）が約５０Ｗであり、合計が約２ｋＷとなる。そのため、プロパンガス発電機３２は、出力が２ｋＷ程度の性能を有するものが必要となる。３週間分のプロパンガスのボンベ３４の本数は、プロパンガス発電機３２を２４ｈ運転するとして、消費するプロパンガス量から算出できる。

図９は、図１に示す受水タンク５１の正面図である。受水タンク５１の容量は、例えば１０００リットルのものを選択できる。図１０は、図１に示す雨水タンク５２の正面図である。雨水タンク５２の容量は、例えば５００リットルのものを選択できる。図１１は、図１に示す貯湯タンク５３の正面図である。貯湯タンク５３は、エコキュート（登録商標）と呼ばれる装置の貯湯タンクが利用できる。その容量は、例えば５００リットルである。貯湯タンク５３には、湯沸かし用ヒータ５４が併設される。非常用給水手段５０を図９〜１１に示す受水タンク５１、雨水タンク５２及び貯湯タンク５３で構成する場合、総容量は、約２０００リットルとなる。一方、４人家族で１日に必要な水量は約９０リットル（風呂は５日に１回などと制限）であり、３週間では１８９０リットルである。この非常用給水手段５０によれば、３週間程度はしのぐことができる。

図１２は、図１に示す浄化用貯水槽６１と浸透枡６２とブロア６３の説明図である。浄化用貯水槽６１は、通常、雨水が供給され、地震の際は、台所、浴室及びトイレの排水が流れ込むようにする。流れ込んだ排水は、ブロア６３で送り込まれた空気中の酸素により、好気性微生物が活性化され排水の浄化が行なわれる。塩素で滅菌された上澄みのクリーンな水が、浸透枡６２から地中に戻される。

図１３は、排水を外部に導くフレキシブル排水管７２と、水道水を建物内に引き込むフレキシブル水道管７１の説明図である。台所、浴室及びトイレの排水は、通常、公共の下水道へ排出される。地震で公共の下水道が使用不可となった場合、フレキシブル排水管７２と着脱式ソケット６５を、浄化用貯水槽６１の取り入れ口の側に手動で切り替える。また、水道水を建物に引き込む箇所にはステンレス製のフレキシブル水道管７１が設けられる。給排水手段７０を構成するフレキシブル水道管７１とフレキシブル排水管７２によれば、エアー断震手段２０で、上基礎２３と建物を浮上させても、柔軟なので曲がることができる。

図１４は、水道水と雨水を切り替える箇所の説明図である。上水道の配管と、雨水タンクからの配管には、それぞれワンタッチ継手６５が設けられる。地震で上水道が使用不可となった場合、給水ホース６６をワンタッチ継手６５に手動で結合し、トイレの貯水タンクへの給水を簡単に切り替えることができる。

本発明による完全防災型の一戸建て住宅は、地震に強く倒壊せず、地震で公共の上下水道が停止しても、生活を一定期間維持できる住宅として好適である。

１０ 地盤強化手段
１１ 木杭
２０ エアー断震手段
２１ スカート
２２ 位置戻し機構
２２ａ バネ
２３ 上基礎
２４ 下基礎
２５ 対向溝
３０ 非常用電源手段
３１ 太陽光発電パネル
３２ プロパンガス発電機
３３ リチウムイオン蓄電池
３４ プロパンガスのボンベ
４０ 非常用照明手段
４１ ＬＥＤダウンライト
５０ 非常用給水手段
５１ 受水タンク
５２ 雨水タンク
５３ 貯湯タンク
５４ 湯沸し用ヒータ
６０ 非常用排水処理手段
６１ 浄化用貯水槽
６２ 浸透枡
６３ ブロア
６５ ワンタッチ継手
６６ 給水ホース
７０ 給排水手段
７１ フレキシブル水道管
７２ フレキシブル排水管
１００ 一戸建て住宅

Claims (2)

1. 複数の木杭を打設して地盤を支持する地盤強化手段と、
   地面に設置される下基礎と、建物底部に設けられる上基礎と、下基礎と上基礎の間の周囲を覆い内部の空気が外部に漏れないように封じるステンレス製のスカートと、上基礎と下基礎の間に設けられた対向溝の内部に上基礎と下基礎を連結する斜めに取り付けられた複数のバネからなる位置戻し機構と、を含んで構成され、地震を感知すると、圧縮空気が上基礎と下基礎の間に注入され、空気圧により上基礎と建物を浮上させるエアー断震手段と、
   太陽光発電パネル、プロパンガス発電機及びリチウムイオン蓄電池からなり、交流を給電する非常用電源手段と、
   生活用水を供給する受水タンク及び貯湯タンクと、トイレ用水を供給する雨水タンクからなる非常用給水手段と、
   浄化用貯水槽と浸透枡から構成され、地震の際、家庭内の排水が送り込まれて処理される非常用排水処理手段と、
   フレキシブル水道管とフレキシブル排水管からなり、建物の浮上に追従して曲がる給排水手段と、が備えられ、
   前記浄化用貯水槽は、通常は雨水が供給され、地震で公共の下水道が使用不可となった場合は、前記フレキシブル排水管の外部出口の着脱式ソケットが、公共の下水道への排出口から前記浄化用貯水槽の取入れ口に手動で切り替えられ、家庭内の排水が前記浄化用貯水槽で浄化されて前記浸透枡に排出されることを特徴とする完全防災型の一戸建て住宅。
   
2. ＬＥＤダウンライトが前記非常用電源手段のコンセントに接続され、各部屋の非常用照明手段として備えられることを特徴とする請求項１に記載の完全防災型の一戸建て住宅。
   

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