JP7390903B2 - 雨水利用設備の管理システム - Google Patents

Description

本発明は、建物などに備わる雨水利用設備の管理システムに関するものである。

従来、建物の地下などに雨水ピットを設け、雨水ピットに溜めた雨水をトイレの洗浄や潅水などの雑用水として活用する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平６－１７３３０２号公報

ところで、雨水ピットの貯水量は、降雨量と雑用水の使用量のバランスにより増減する。しかし、この貯水量は、特に管理されていないことから、上水使用量の削減以外の効果は期待できないという問題があった。このため、上水使用量の削減以外にも効果を発揮できる技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上水使用量の削減以外にも効果を発揮できる雨水利用設備の管理システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る雨水利用設備の管理システムは、建物またはその敷地に備わる少なくとも一つの雨水利用設備を管理するためのシステムであって、建物またはその敷地に設けられ、雨水を貯留する雨水貯留手段と、雨水利用設備ごとに設けられ、雨水貯留手段に貯留された雨水を雨水利用設備に供給する供給手段と、所定期間の気象情報を取得する気象情報取得手段と、取得した気象情報に基づいて、所定期間の雨水利用計画を雨水利用設備ごとに設定する計画設定手段と、設定した雨水利用計画に基づいて、供給手段、雨水利用設備を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムは、上述した発明において、雨水貯留手段に貯留された雨水を雨水利用設備に供給することなく建物の敷地外に排出する排出手段をさらに備え、制御手段は、設定した雨水利用計画に基づいて、排出手段を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムは、上述した発明において、取得した気象情報が短時間豪雨を示す情報である場合は、計画設定手段は、短時間豪雨の予想時刻までに雨水貯留手段の貯水量を可能な限りゼロにするように雨水利用計画を設定することを特徴とする。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムは、上述した発明において、取得した気象情報が渇水もしくは少雨を示す情報、または、上水使用不可を示す情報である場合は、計画設定手段は、雨水貯留手段の貯水量を温存するように雨水利用計画を設定することを特徴とする。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムは、上述した発明において、気象情報取得手段は、所定時間ごとに気象情報を取得し、計画設定手段は、気象情報の変化に対応するために、所定時間ごとに雨水利用計画を更新することを特徴とする。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムは、上述した発明において、気象情報取得手段は、建物の地域周辺の気象状況、洪水、浸水、豪雨および少雨の少なくとも一つに関する情報を気象情報と合わせて取得することを特徴とする。

本発明に係る雨水利用設備の管理システムによれば、建物またはその敷地に備わる少なくとも一つの雨水利用設備を管理するためのシステムであって、建物またはその敷地に設けられ、雨水を貯留する雨水貯留手段と、雨水利用設備ごとに設けられ、雨水貯留手段に貯留された雨水を雨水利用設備に供給する供給手段と、所定期間の気象情報を取得する気象情報取得手段と、取得した気象情報に基づいて、所定期間の雨水利用計画を雨水利用設備ごとに設定する計画設定手段と、設定した雨水利用計画に基づいて、供給手段、雨水利用設備を制御する制御手段とを備えるので、例えば気象情報が大雨などの場合には、事前に雨水貯留手段の貯水量を空にして雨水バッファーを確保することで、大量の雨水を一時的に貯留でき、地域の洪水・浸水抑止に貢献できる。したがって、本発明によれば、上水使用量の削減以外にも効果を発揮することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、雨水貯留手段に貯留された雨水を雨水利用設備に供給することなく建物の敷地外に排出する排出手段をさらに備え、制御手段は、設定した雨水利用計画に基づいて、排出手段を制御するので、雨水貯留手段の雨水を強制的に排水することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、取得した気象情報が短時間豪雨を示す情報である場合は、計画設定手段は、短時間豪雨の予想時刻までに雨水貯留手段の貯水量を可能な限りゼロにするように雨水利用計画を設定するので、事前に雨水貯留手段の貯水量を空にして雨水バッファーを確保することで、大量の雨水を一時的に貯留でき、地域の洪水・浸水抑止に貢献することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、取得した気象情報が渇水もしくは少雨を示す情報、または、上水使用不可を示す情報である場合は、計画設定手段は、雨水貯留手段の貯水量を温存するように雨水利用計画を設定するので、断水時の用水を確保することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、気象情報取得手段は、所定時間ごとに気象情報を取得し、計画設定手段は、気象情報の変化に対応するために、所定時間ごとに雨水利用計画を更新するので、気象状況の変化に柔軟に対応することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、気象情報取得手段は、建物の地域周辺の気象状況、洪水、浸水、豪雨および少雨の少なくとも一つに関する情報を気象情報と合わせて取得するので、地域周辺の気象状況、洪水、浸水、豪雨および少雨の少なくとも一つに関する情報に応じて雨水利用設備を効率的に管理することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る雨水利用設備の管理システムの実施の形態を示す概略図である。 図２は、気象情報に基づく雨水利用計画の一例を示すテーブル図である。 図３は、地域情報に基づく雨水利用計画の一例を示すテーブル図である。

本発明は、雨水利用対象を複数の区分に分け、平常時、渇水（少雨）予測時、豪雨予測時、緊急時の利用対象を区分ごとに変更するものである。以下に、本発明に係る雨水利用設備の管理システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１に示すように、本実施の形態に係る雨水利用設備の管理システム１０は、複数階層型の集合住宅建物１２内の管理室１４に設けられた管理サーバー１６を備える。建物１２には、屋上１８に設けられた太陽光パネル２０（太陽光発電パネル）と、屋上１８・外壁２２へ散水するための散水装置２４と、各住戸２６に設けられた水洗式のトイレ２８が備わっている。建物１２に隣接する敷地３０には、植栽３２が植えられている。本実施の形態では、太陽光パネル２０、散水装置２４、トイレ２８、植栽３２が本発明の雨水利用設備に相当する。

建物１２の地下Ｇには、沈砂槽３４、雨水貯留槽３６（雨水貯留手段）、ろ過器３８、雑用水槽４０が設けられている。沈砂槽３４は、屋上１８などに降り注いだ雨水を排水する排水管４２から送られる雨水を沈砂処理するためのものであり、雨水貯留槽３６の前段に設けられる。雨水貯留槽３６は、沈砂処理した後の雨水を貯留するためのものであり、例えば雨水ピット、雨水貯留タンクで構成される。ろ過器３８は、雨水貯留槽３６から供給される雨水をろ過処理するためのものである。雑用水槽４０は、ろ過処理された雨水を雑用水として貯留するためのものである。この雑用水槽４０には、上水道水を補給可能である。雑用水槽４０は、供給管４４に接続している。供給管４４には、雑用水槽４０の雑用水を各雨水利用設備に供給するための枝管４６（供給手段）が設けられている。

雨水貯留槽３６には、ろ過器３８、雑用水槽４０への給水処理を実行するための給水装置４８と、外部に強制排水するための図示しない排水装置が設けられている。給水装置４８は、ポンプ等を用いて構成することができる。排水装置は、雨水貯留槽３６に貯留された雨水を雨水利用設備に供給することなく建物１２の敷地外に排出する排出手段である。排水装置は沈砂槽３４に設けることもできる。雑用水槽４０には、供給管４４への給水処理を実行するための給水装置５０と、外部に強制排水するための図示しない排水装置が設けられている。給水装置５０は、ポンプ等を用いて構成することができる。排水装置は、雑用水槽４０に貯留された雨水を雨水利用設備に供給することなく建物１２の敷地外に排出する排出手段である。供給管４４に接続する各枝管４６には、バルブ５２が設けられている。給水装置４８、５０の動作、排水装置の動作、ろ過器３８の動作、バルブ５２の開度は、管理サーバー１６により制御される。

管理サーバー１６は、雨水（雑用水）を利用した（１）太陽光パネル２０の洗浄、（２）屋上１８・外壁２２への散水、（３）トイレ２８の洗浄、（４）植栽３２への潅水、および、（５）雨水貯留槽３６、雑用水槽４０からの強制排水を一元管理するためのものである。この管理サーバー１６は、気象情報取得手段５４と、計画設定手段５６と、制御手段５８とを有している。管理サーバー１６は、例えばコンピュータ、ディスプレイなどを用いて構成される。

気象情報取得手段５４は、所定期間の気象情報を取得するためのものであり、例えばインターネットなどのネットワークを通じて、周知の気象予報サービスなどから所定期間の気象情報を取得する。所定期間とは、例えば一日間、数日間、一週間、数週間、１か月間、数か月間などの任意の期間である。気象情報とは、天気予報や気象データ（観測値）を含む気象に関する情報であり、例えば、建物の地域周辺に関する降水量予測情報、豪雨・渇水（少雨）予測情報、防災に関わる気象情報（大雨注意報・警報など）、建物周辺の洪水・浸水に関する予測情報などである。気象情報取得手段５４は、所定時間ごとに気象情報を取得してもよい。

計画設定手段５６は、取得した気象情報に基づいて、所定期間の雨水利用計画を雨水利用設備ごとに設定するためのものである。所定期間とは、例えば向こう数日間、一週間、数週間、１か月間、数か月間などの任意の期間である。雨水利用計画とは、雨水利用設備ごとの雨水利用の実施スケジュールのことである。計画設定手段５６は、取得した気象情報を、平常時、豪雨予測時、渇水（少雨）予測時（節水要請の発動）、緊急時（上水使用不可）の区分に分類し、この区分に基づいて雨水利用計画を設定してもよい。計画設定手段５６は、気象情報（天気予報など）の変化に対応するために、所定時間ごと（例えば１２時間や２４時間ごと）に雨水利用計画を更新してもよい。このようにすれば、気象状況の変化に柔軟に対応することが可能となる。

雨水利用計画の一例を図２に示す。この図の例では、向こう一週間の雨水利用の実施スケジュールを設定している。猛暑日は３５℃以上の日、真夏日は３０℃以上の日、大雨は時間雨量（例えば５０ｍｍ以上）、警報、特別警報に基づいて設定している。雨は時間雨量（例えば５０ｍｍ以下）、小雨は時間雨量（例えば５ｍｍ以下）に基づいて設定している。また、雨水利用の条件として、（１）の太陽光パネルについては、３０日間降雨がなければ雨水を利用して洗浄を実施する。（２）の散水については、真夏日または猛暑日の夕刻に雨水を利用して実施する。（３）のトイレについては特に条件を設けずに毎日実施する。（４）の潅水については、３日間降雨がなければ雨水を利用して潅水を実施する。（５）の強制排水については、豪雨の前日までに実施する。

制御手段５８は、設定した雨水利用計画に基づいて、給水装置４８、５０の動作、図外の排水装置の動作、ろ過器３８の動作、バルブ５２の開度を制御するためのものである。制御手段５８が給水装置４８の動作を制御することで、雨水貯留槽３６からろ過器３８への雨水の供給量を制御する。制御手段５８が給水装置５０の動作を制御することで、雑用水槽４０から供給管４４への雨水の供給量を制御する。制御手段５８が雨水貯留槽３６の排水装置、雑用水槽４０の排水装置の動作を制御することで、雨水貯留槽３６、雑用水槽４０の各貯水量を調整する。制御手段５８が各バルブ５２の開度を開閉制御することで、供給管４４から各枝管４６への雨水（雑用水）の供給量を調整する。バルブ５２を全閉にすると雨水の供給が止まり、開くと雨水の供給がされる。この制御手段５８により、雨水を利用した（１）太陽光パネル２０の洗浄、（２）屋上１８・外壁２２への散水、（３）トイレ２８の洗浄、（４）植栽３２への潅水、および、（５）雨水貯留槽３６、雑用水槽４０からの強制排水に係る動作をそれぞれ制御することが可能となる。

上記の構成の動作および作用について説明する。
まず、取得した気象情報が平常時に区分される場合は、上記の（１）～（４）の雨水利用を実施する。雨水を利用した太陽光パネル２０の洗浄によって太陽光パネル２０の発電効率を維持することができる。また、屋上１８・外壁２２への散水によって外皮冷却による空調負荷の低減が可能となりＺＥＢ（ｎｅｔ Ｚｅｒｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）性能を維持することができる。また、ヒートアイランド現象の抑止効果が期待できる。

一方、取得した気象情報が豪雨予測時に区分される場合（例えば短時間豪雨）は、計画設定手段５６は、短時間豪雨の予想時刻までに雨水貯留槽３６の貯水量を可能な限りゼロにするように雨水利用計画を設定する。雨水利用計画は、上記の（１）～（４）の雨水利用のみを計画したものでもよいし、（１）～（４）に加えて（５）によって強制的に排水する計画でもよい。制御手段５８は、こうした雨水利用計画に基づいて給水装置４８、５０の動作、図外の排水装置の動作、ろ過器３８の動作、バルブ５２の開度を制御する。雨水利用計画に沿った雨水利用や強制排水がなされることで、大雨対策として事前に雨水貯留槽３６の貯水量を空にして雨水バッファーを確保することができる。この結果、大量の雨水を一時的に貯留でき、地域の洪水・浸水抑止に貢献することができる。したがって、本実施の形態によれば、上水使用量の削減以外にも効果を発揮することができる。

他方、取得した気象情報が渇水（少雨）予測時（節水要請の発動）に区分される場合や、緊急時（上水使用不可）に区分される場合は、計画設定手段５６が、雨水貯留槽３６の貯水量を温存するように雨水利用計画を設定し、これに基づいて制御手段５８が制御する。例えば、渇水予測時では、雨水を利用した（１）太陽光パネル２０の洗浄、（２）屋上１８・外壁２２への散水を中止し貯水量を温存する。また、災害時では、雨水を利用した（１）太陽光パネル２０の洗浄、（２）屋上１８・外壁２２への散水、（４）植栽３２への潅水を中止し貯水量を温存する。こうすれば、ＢＣＰ（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｐｌａｎ）対策として、断水時において雑用水を確保することができる。

上記の実施の形態において、気象情報取得手段５４が、建物１２の地域周辺の気象状況、洪水・浸水・豪雨・少雨に関する情報を気象情報と合わせて取得し、計画設定手段５６が、取得した気象情報に基づいて、所定期間の雨水利用計画を雨水利用設備ごとに設定してもよい。このようにすれば、地域周辺の気象状況、洪水・浸水・豪雨・少雨に関する情報に応じて雨水利用設備を効率的に管理することができる。

また、雨水利用設備を備えた複数の建物１２を地域内で統括管理する地域管理センターを設け、面的な運用を行ってもよい。例えば、地域管理センターが、地域周辺の気象状況や洪水・浸水・豪雨・少雨に関する情報を気象情報と合わせて取得して、取得した情報に基づいて運用モードを設定し、各建物１２の管理サーバー１６に対して運用モードを通知する。運用モードの通知は情報通信ネットワークを介して遅れなく行うものとする。各建物１２の管理サーバー１６が運用モードに沿った雨水利用を実施することで、複数の建物１２を効率的に管理することもできる。この地域管理センターによる運用例を図３に示す。この図の例では、モード１が大雨準備の運用モード、モード２が節水対策の運用モード、モード３が高温対策の運用モード、モード４が平常時の運用モードである。通知を受けた建物１２の管理サーバー１６は、通知された運用モードにしたがって、上記の（１）～（４）の雨水利用、（５）の強制排水を実施する制御を行う。

上記の実施の形態において、気象情報取得手段５４は、気象情報として天気予報のみを取得してもよいし、天気予報に加えて過去の気象データ（実績値）を取得してもよい。いずれの場合も、制御手段５８による上記の（１）、（２）の雨水利用制御が可能である。なお、気象データ（実績値）のみを取得する場合は、上記の（１）の制御は困難と考えられる。例えば、大雨の予報によって雨水利用制御する場合、天気予報のみでも制御判断は可能であるが、過去の気象データ（実績値）をも取得できた方がより適切な制御判断が可能となるので好ましい。一方、少雨の予報によって雨水利用制御する場合、天気予報のみでも制御判断は可能であるが、過去の気象データ（実績値）をも取得できた方がより適切な制御判断が可能となるので好ましい。また、この場合は、気象データ（実績値）のみでも雨水量の温存判断は可能である。

上記の実施の形態においては、建物１２に降り注いだ雨水を有効利用する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、雨水に加えて燃料電池、空調熱源などからの排水も雨水貯留槽３６に貯留し、これを雨水利用設備の雑用水として有効利用してもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を奏することができる。

以上説明したように、本発明に係る雨水利用設備の管理システムによれば、建物またはその敷地に備わる少なくとも一つの雨水利用設備を管理するためのシステムであって、建物またはその敷地に設けられ、雨水を貯留する雨水貯留手段と、雨水利用設備ごとに設けられ、雨水貯留手段に貯留された雨水を雨水利用設備に供給する供給手段と、所定期間の気象情報を取得する気象情報取得手段と、取得した気象情報に基づいて、所定期間の雨水利用計画を雨水利用設備ごとに設定する計画設定手段と、設定した雨水利用計画に基づいて、供給手段、雨水利用設備を制御する制御手段とを備えるので、例えば気象情報が大雨などの場合には、事前に雨水貯留手段の貯水量を空にして雨水バッファーを確保することで、大量の雨水を一時的に貯留でき、地域の洪水・浸水抑止に貢献できる。したがって、本発明によれば、上水使用量の削減以外にも効果を発揮することができる。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、雨水貯留手段に貯留された雨水を雨水利用設備に供給することなく建物の敷地外に排出する排出手段をさらに備え、制御手段は、設定した雨水利用計画に基づいて、排出手段を制御するので、雨水貯留手段の雨水を強制的に排水することができる。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、取得した気象情報が短時間豪雨を示す情報である場合は、計画設定手段は、短時間豪雨の予想時刻までに雨水貯留手段の貯水量を可能な限りゼロにするように雨水利用計画を設定するので、事前に雨水貯留手段の貯水量を空にして雨水バッファーを確保することで、大量の雨水を一時的に貯留でき、地域の洪水・浸水抑止に貢献することができる。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、取得した気象情報が渇水もしくは少雨を示す情報、または、上水使用不可を示す情報である場合は、計画設定手段は、雨水貯留手段の貯水量を温存するように雨水利用計画を設定するので、断水時の用水を確保することができる。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、気象情報取得手段は、所定時間ごとに気象情報を取得し、計画設定手段は、気象情報の変化に対応するために、所定時間ごとに雨水利用計画を更新するので、気象状況の変化に柔軟に対応することができる。

また、本発明に係る他の雨水利用設備の管理システムによれば、気象情報取得手段は、建物の地域周辺の気象状況、洪水、浸水、豪雨および少雨の少なくとも一つに関する情報を気象情報と合わせて取得するので、地域周辺の気象状況、洪水、浸水、豪雨および少雨の少なくとも一つに関する情報に応じて雨水利用設備を効率的に管理することができる。

以上のように、本発明に係る雨水利用設備の管理システムは、雨水利用設備を備えた建物などに有用であり、特に、大雨による水害が想定される地域では当該地域の洪水・浸水抑止対策に適している。

１０ 雨水利用設備の管理システム
１２ 建物
１４ 管理室
１６ 管理サーバー
１８ 屋上
２０ 太陽光パネル（雨水利用設備）
２２ 外壁
２４ 散水装置（雨水利用設備）
２６ 住戸
２８ トイレ（雨水利用設備）
３０ 敷地
３２ 植栽（雨水利用設備）
３４ 沈砂槽
３６ 雨水貯留槽（雨水貯留手段）
３８ ろ過器
４０ 雑用水槽
４２ 排水管
４４ 供給管
４６ 枝管（供給手段）
４８，５０ 給水装置
５２ バルブ
５４ 気象情報取得手段
５６ 計画設定手段
５８ 制御手段
Ｇ 地下

Claims (5)

1. 建物またはその敷地に備わる雨水利用設備を管理するためのシステムであって、
   前記建物またはその敷地に設けられ、雨水を貯留する雨水貯留手段と、
   前記雨水利用設備ごとに設けられ、前記雨水貯留手段に貯留された雨水を前記雨水利用設備に供給する供給手段と、
   前記雨水貯留手段に貯留された雨水を前記雨水利用設備に供給することなく前記建物の敷地外に排出する排出手段と、
   管理サーバ―とを備え、
   前記雨水利用設備は、太陽光パネル、散水装置、トイレおよび植栽であり、
   前記管理サーバーは、
   所定期間の気象情報を取得する気象情報取得手段と、
   取得した前記気象情報に基づいて、所定期間の雨水利用計画を前記雨水利用設備ごとに設定する計画設定手段と、
   設定した前記雨水利用計画に基づいて、前記供給手段、前記排出手段、前記雨水利用設備を制御する制御手段とを有し、
   前記太陽光パネルの洗浄、前記散水装置による前記建物の屋上および外壁への散水、前記トイレの洗浄、前記植栽への潅水、前記雨水貯留手段からの強制排水を一元管理することを特徴とする雨水利用設備の管理システム。
2. 取得した前記気象情報が短時間豪雨を示す情報である場合は、前記計画設定手段は、短時間豪雨の予想時刻までに前記雨水貯留手段の貯水量を可能な限りゼロにするように前記雨水利用計画を設定することを特徴とする請求項１に記載の雨水利用設備の管理システム。
3. 取得した前記気象情報が渇水もしくは少雨を示す情報、または、上水使用不可を示す情報である場合は、前記計画設定手段は、前記雨水貯留手段の貯水量を温存するように前記雨水利用計画を設定することを特徴とする請求項１に記載の雨水利用設備の管理システム。
4. 前記気象情報取得手段は、所定時間ごとに前記気象情報を取得し、前記計画設定手段は、前記気象情報の変化に対応するために、所定時間ごとに前記雨水利用計画を更新することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の雨水利用設備の管理システム。
5. 前記雨水利用設備を備えた複数の前記建物を地域内で統括管理する地域管理センターを有し、前記地域管理センターは、地域周辺の気象状況、洪水、浸水、豪雨および少雨の少なくとも一つに関する情報を前記気象情報と合わせて取得し、取得した情報および前記気象情報に基づいて所定の運用モードを設定し、複数の前記建物の前記管理サーバーに対して前記運用モードを通知し、前記建物の前記管理サーバーは、通知された前記運用モードにしたがって前記供給手段、前記排出手段、前記雨水利用設備を制御し、前記太陽光パネルの洗浄、前記散水装置による前記建物の屋上および外壁への散水、前記トイレの洗浄、前記植栽への潅水、前記雨水貯留手段からの強制排水を一元管理することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の雨水利用設備の管理システム。

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