WO2016194367A1 - 半地下式避難用シェルター - Google Patents

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WO2016194367A1
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door
semi
evacuation
underground
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矢野　昭彦
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株式会社ライフル
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Definitions

  • the present invention relates to a semi-underground evacuation shelter for disaster prevention evacuation that can be installed adjacent to a building of an existing building.
  • Patent Documents 1 to 4 Various inventions for fixing the shelter on the basis have been proposed as shown in Patent Documents 1 to 4 and the like.
  • Patent Document 1 an invention is proposed in which a sliding door 1 that can withstand shock water pressure, a viewing window with improved pressure manholes, and a manhole 2 for auxiliary evacuation are installed on a wall / roof on a reinforced concrete shelter 6. Has been.
  • Patent Document 2 when a low-rise building main body 1 having precast / prestressed concrete as a raw material and having the entire shape inverted to the ship bottom is provided, the foundation of the building main body 1 is dug down the ground, A solid foundation 2 made of high-strength reinforced concrete is provided, and a grid-like frame 4a that is partitioned into an appropriate size is formed on the solid foundation 2 via a plurality of seismic isolation devices 3.
  • An invention has been proposed in which a base slab 4 filled with backfill soil X is provided in a groove 4b partitioned by 4a, and the building main body 1 is provided on the base slab 4.
  • an underground shelter fixed to a concrete foundation 2 has an escape entrance 6 on the upper side, and fiber reinforced plastic made of non-concrete, carbon fiber, Kepler fiber, polycarbonate concrete, metal on the lower side.
  • An invention has been proposed in which a shelter body 3 composed of one or more of the above is provided, and an underground shelter is formed between the escape entrance 6 and the shelter body 3 by an escape hatch 5 and an escape tube 20.
  • Patent Document 4 by raising the floor 12 of the evacuation chamber 3 from the ceiling bottom 15 of the entrance 2 of the tsunami shelter body 3, the sea level 13 that has entered the interior at the time of the disaster does not enter the evacuation chamber 3, and oxygen
  • the evacuee 16 is protected by the release 14 of the cylinder or air cylinder. Since the airtightness of the evacuation chamber 3 is not affected by the opening / closing of the entrance door 8, there is no need to close the door 8 during evacuation, and there is no fear that the entrance 2 will be blocked during escape.
  • An invention has been proposed which has a function to withstand the collision 18 such as tsunami pressure or rubble pushed away by the tsunami due to the inclination of the outer wall and the sufficient weight of the tsunami shelter 1 itself and the fixing 5 to the ground.
  • JP 2013-160037 A Utility Model Registration No. 3178495 JP 2014-80847 A JP 2012-233385 A
  • a mobile shelter that floats due to a tsunami or an earthquake-resistant shelter caused by an earthquake cannot stay where it was evacuated, and cannot withstand not only earthquakes but also secondary disasters such as tsunamis, fires, and debris flows, and Elderly and disabled people cannot evacuate safely. In floating shelters, it seems that the habitability is not stable due to large shaking in the turbulence of the tsunami.
  • the present invention is a semi-underground evacuation shelter provided with a shelter body that is used by being fixed to a concrete foundation, the shelter body having a double structure, the outside being made of reinforced concrete, and the inside being a steel plate
  • the shelter body is a structure made of reinforced concrete
  • the interior space is a cylinder structure
  • the ground part of the shelter body is equipped with a double-structure fire-proof steel door
  • the concrete foundation is connected to the concrete foundation of the house.
  • the semi-underground evacuation shelter is set in a living environment that can withstand a water pressure of a depth of 20 m and can survive for at least three days even in a sealed state.
  • the fire-proof steel door is preferably a door that can be opened and closed with a hinge
  • the outer door is preferably a door that opens and closes
  • the inner door is a door that opens and closes inside. It is preferable that the fire-proof steel door is a door having a structure that opens and closes with a hinge, the outer door is a structure that opens and closes outward, and the inner door is a door that has a sliding structure.
  • a jack suspended from the ceiling surface of the shelter body and provided so as to be able to be raised and lowered in the internal space, a rotating tool for raising and lowering the jack, and a metal fitting to be received when the jack is lowered are provided. preferable.
  • the present invention has the following effects. (1) It can be constructed as a set to join the housing foundation and exterior parts, and the cost can be reduced. For example, it is possible to make it possible to provide safe sheltered housing at a price comparable to that of rental housing for income earners in the 3 to 4 million yen range. By adopting a structure that is integrated with the foundation of the house, it is possible to reduce costs compared to the construction of a single shelter and aim to spread. It can be sold with a shelter attached to the garden of the house. This is equivalent to the selling price of the housing part of an average built house, and a house with added value as an evacuation shelter is expected to be profitable. Land information, housing and shelter are set, and the mortgage repayment amount becomes clear.
  • a sense of security increases in families with the elderly, people with disabilities and infants who are difficult to evacuate to public evacuation sites.
  • FIG. 1 It is a top view of the site where the semi-underground evacuation shelter 1 of the embodiment of the present invention is installed.
  • (A) is a top view of the semi-underground evacuation shelter 1 of this embodiment
  • (b) is a front view which similarly shows an internal structure.
  • a semi-underground evacuation shelter 1 is a semi-underground evacuation shelter 1 including a shelter body 3 that is used by being fixed to a concrete foundation 2.
  • the reinforcing steel of the surrounding concrete of the shelter 1 for evacuation, the reinforcing bar of the concrete foundation 2, and the reinforcing bar of the solid foundation 101 of the house 100 are connected. This will prevent subsidence due to the liquefaction phenomenon at the seismic intensity 7 of the expected Nankai Trough earthquake.
  • land 40 tsubo, 1F floor area 15 tsubo, 2F floor area 15 tsubo, and total floor area 30 tsubo will be described.
  • the thickness of the concrete foundation 2 is 150 mm.
  • a parking lot 200 is provided in the site, and a section of an automobile 201 is provided.
  • the semi-underground shelter 1 for evacuation is provided in the garden 300, and a fence 400 is appropriately provided around the garden.
  • the shelter body 3 is a reinforced concrete structure, and slopes 3 a are provided on both sides of the shelter body 3.
  • the slope 3a is provided with residual soil, and the surface is covered with concrete.
  • the shelter body 3 is reinforced with a plurality of H-shaped steel materials 3b.
  • An opening 4 is provided on the ground, and an outer door 5 and an inner door 6 that are double-structure fireproof steel doors that open and close the opening 4 are provided to withstand a tsunami pressure.
  • a protective wall 7 having an H-shaped steel material 7a connected to the back surface is detachably provided in the opening 4.
  • the earthen reinforced concrete 8 is provided on the ground surface, and the thickness is exemplified as 150 mm.
  • the internal space 9 has a columnar structure, and the internal space 9 is partitioned by a floor plate 3c and has a second-floor structure, and an opening 3d is provided so that it can go back and forth.
  • Two pairs of vertical wall surfaces (wall surfaces in contact with the slope 3a) on both sides of the reinforced concrete of the shelter body 3 are provided, and two iron plates 3f (see FIG. 3 (b)) are inserted and fixed in the grooves of the H-shaped steel material 3b. It is.
  • the protective wall 7 is an iron plate, an H-type steel material 7a is fixed on the back surface, and the outer surface has a waterproof paint finish.
  • An arc-shaped protruding portion 3 e protrudes from the back side of the semi-underground evacuation shelter 1.
  • the shelter body 3 has a double structure, the outer region has a reinforced concrete 3g, and the inner region has a cylindrical structure with an iron plate 3h.
  • the thickness of the protective wall 7 and the iron plate 3f is 9 mm
  • the thickness of the outer door 5 and the inner door 6 is 75 mm.
  • the length of the semi-underground evacuation shelter 1 is 6430 mm (the length of the shelter body 3 is 1550 mm, the length of the slope 3a is 2515 mm), the height is 1550 mm, the width is 1600 mm, and the protruding lengths of the protruding portions 3e are 360 mm and 700 mm.
  • the thickness of the reinforced concrete on the wall of the shelter body 3, the thickness of the interstitial reinforced concrete 8 is 150 mm, the angle of the slope 3a is 30 degrees, the inner diameter of the internal space 9 is 1400 mm, the height is 2800 mm (1F height 1400 mm, underground height 1370 mm, The thickness of the floor board 3c is 30 mm).
  • the interior space 9 can accommodate up to 4 adults. When the capacity is increased, expansion and expansion are possible.
  • the 4 to 5 illustrate examples of the opening 4, the outer door 5, the inner door 6, and the like.
  • the outer door 5 is not provided on the ceiling. Because it is heavy, it is difficult for a person to lift. This is to prevent injury.
  • the inner door 6 has the same structure as the outer door 5 and is a door type structure that opens and closes inside.
  • FIG. 5 shows another modification, in which the outer door 5 is a door having a structure that opens and closes outward with a hinge 5a (here, a biaxial hinge) and is locked with a lock 5b, and the inner door 6 has a sliding structure.
  • This is an eccentric rotation lock type structure that locks the slide plate 6a by rotating a shaft 6c having a slide plate 6a that slides left and right and a shaft 6c provided with a cam 6b with a handle 6d.
  • the semi-underground evacuation shelter 1 is designed so that the outer door 5 and the inner door 6 can withstand a water pressure of 200 kN / m 2 at a water depth of 20 meters. Can withstand typhoons and tornadoes.
  • the outer door 5 and the inner door 6 have a double door structure in order to withstand crashing performance and impact of a crashing object caused by a tsunami, and a tension rod is installed from the inside to improve impact resistance.
  • the jack 10 is provided on the ceiling surface 3i and is suspended by a suspension 11 provided with a wire 11a, and the wire 11a and the rotating tool 12 are interlocked. .
  • the jack 10 can be raised or lowered by continuing to rotate the handle-type rotating tool 12 clockwise or counterclockwise.
  • the jack 10 is normally disposed in the vicinity of the ceiling surface 3i, but can be lowered to a predetermined height, and both end portions of the jack 10 are fitted to the receiving metal fittings 13a and 13b.
  • the receiving metal fitting 13a is provided on the inner wall surface of the outer door, and the receiving metal fitting 13b is provided on the opposite wall surface.
  • the receiving metal fittings 13a and 13b are provided with concave grooves for receiving and supporting each end portion of the jack 10.
  • the design of the main body is calculated based on the vertical load of the shelter main body 3
  • the tsunami load is calculated
  • the foundation when the main body 3 is installed is based on the calculation under the vertical load.
  • the concrete is placed around the main body and connected to the surrounding foundation.
  • the tsunami wave pressure calculation formula was calculated in accordance with new guidelines such as the Tsunami Disaster Prevention Community Development Act Notification.
  • the calculation of the foundation was performed according to the calculation formula of the foundation embedded in the foundation of the foundation used for road signs.
  • the size of the shelter body can be changed according to conditions such as existing buildings and capacity.
  • the flat installation location of the shelter body 3 should be a place that is easy to jump in during evacuation, such as right next to the entrance and the front yard. If the site is large, it will be joined to an existing concrete structure other than the building foundation. The reason for this is to provide a little counter force to counter the tsunami moment.
  • An oxygen cylinder is prepared in the shelter body 3. By blowing out oxygen, the atmospheric pressure increases.
  • oxygen is supplied from an oxygen cylinder installed in advance. Since oxygen cylinders vary depending on conditions such as the number of people accommodated, children, and adults, a capacity for staying inside the shelter is ensured.
  • the oxygen and carbon dioxide concentrations necessary to maintain a safe and secure living environment inside the semi-underground shelter 1 can be seen with an indoor densitometer, and appropriate reference values.
  • the concentration of carbon dioxide can be adjusted.
  • the oxygen concentration inside the target value shelter is 19%.
  • Necessary apparatuses are an oxygen supply device set, an atmospheric pressure adjustment device, a carbon dioxide reduction device set, and the like.
  • a pressure reducing valve is also provided to release the gas pressure inside the shelter body 3. It also has water supply parts. In order to prevent an excessive increase of carbon dioxide, carbon dioxide is adsorbed with a slaked lime aqueous solution or zeolite to reduce carbon dioxide. Since the storage battery is full by the solar power generation panel, the storage battery is configured to continue to drive the slaked lime pump.
  • thermometer outside The concentration of ppm and carbon dioxide such as outside temperature, inside temperature, oxygen gauge, etc. can be entered every predetermined time (for example, 30 minutes). In mid-winter, when the tsunami invades, the temperature of the outdoor thermometer rises, so you can see that the tsunami has come at night.
  • the shelter body 3 has communication functions such as mobile phone, satellite phone, and transceiver. A simple toilet, AED, disaster prevention goods, etc. are also provided.
  • both the vertical and horizontal outer peripheries are dug down to a size larger than the external dimension of the semi-underground evacuation shelter main body 1.
  • the depth is not constant because of the relationship between the concrete foundation 2 and earth pressure, but excavation is performed based on the above formula.
  • the concrete foundation 2 is constructed. After connecting the reinforcing bar of the concrete foundation 2 and the solid foundation 101 of the house 100 with the reinforcing bar, the concrete is placed.
  • the concrete material ordinary Portland cement is used. When it is necessary to shorten the construction schedule, use early-strength concrete to shorten the setting time. It is basically on-site construction. Surface protective concrete is placed on the concrete foundation 2.
  • the concrete material may be normal Portland cement.
  • the concrete foundation 2 is preferably placed in the ground with a winged steel pipe pile like a screw pile in order to increase the strength. This not only supports the semi-underground evacuation shelter 1 but also prevents it from falling over.
  • the shelter body 3 that is constructed after the concrete has hardened.
  • concrete is laid after reinforcing bars are constructed.
  • the shelter body 3 has a double structure, and a columnar structure is constructed with reinforced concrete 3g in the outer region and iron plate 3h in the inner region.
  • the iron plate 3f was welded so as to resist the water pressure.
  • a pair of H-shaped steel members 3b are connected to a reinforcing bar on the side adjacent to the slope 3a of the shelter body 3 with a gap between them, concrete is placed, and half of the H-shaped steel material 3b is embedded and fixed.
  • An iron plate 3f is inserted and fixed in a groove formed by a pair of H-shaped steel materials 3b.
  • the shelter body 3 is on-site construction, but may be precast concrete manufactured at the factory. Since these parts are heavy, they are carried by a truck crane. It is installed according to the entrance anchor anchor buried in the foundation concrete 2 in advance. After installation, tighten with nuts. When tightening the nuts, use a torque wrench so that all the nuts are uniform.
  • the outer door 5 which is a fire-proof steel door is attached to the opening 4.
  • the inner door 6 is put in the inner space 9 in advance and is installed later.
  • the semi-underground evacuation shelter 1 stays where it was evacuated, can withstand not only earthquakes, but also secondary disasters such as tsunamis, fires, and debris flows, and the elderly and people with disabilities can evacuate safely. It is necessary in modern society and can provide innovative and more reliable performance.
  • the building area of the shelter can be reduced, the application for confirmation to the city office can be omitted, and the labor and labor for building can be reduced.
  • the outer door 5 and the inner door 6 which are fire-proof steel doors can be opened from the ground to enter and exit. If the amount is increased, the opening 4 can be enlarged. As a barrier-free structure, the disabled can be accommodated by pulling the board down.
  • It can be constructed as a set to join the housing foundation and exterior parts, and the cost can be reduced. For example, it is possible to make it possible to provide a safe housing with a shelter at a price comparable to the rental housing rent for people in the income range from 3 million yen to 4 million yen. Further, for example, it is possible to reduce the cost so that the construction cost is less than 3 million yen. It can be further reduced if subsidies are also used.
  • By adopting a structure that is integrated with the foundation 101 of the house 100 it is possible to reduce costs compared to the construction of a single shelter and to aim for widespread use. For example, sales in the 16 million yen range are possible with a shelter attached to a garden of a house with a total floor area of 33 tsubo.
  • the shelter body 3 By making the shelter body 3 small, it is possible to reduce the building area of the shelter and to omit the application for confirmation from the city hall, thereby reducing the labor and labor for building.
  • the semi-underground evacuation shelter 1 is adjacent to a house 100 such as a home, so it can enter and exit from the ground in an emergency and can evacuate immediately. Evacuate in 1 to 3 minutes even in an emergency. Elderly people, people with disabilities, and infants can evacuate within 3 minutes from the occurrence of an earthquake warning, and even if they are submerged in a tsunami, they can secure oxygen and other things necessary for life support for at least three days. We can provide a safe and secure environment.
  • the water pressure resistance is 2 atm (equivalent to a water depth of 20 m), and it has an air conditioning function such as oxygen assuming that the shelter is submerged. For example, even four adults can live in the shelter for at least 3 days, Can store water.
  • a jack 10 is inserted in the internal space 9.
  • the outer door 5 that is a fire-proof steel door can be opened by the force of the jack 10.
  • Home evacuation shelters can be provided at low cost and with a shortened construction period, providing a safe and secure environment against tsunamis, fires, tornadoes, etc. Especially in coastal areas, its industrial utility value is great.

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Abstract

コストや工期の削減、津波へのシェルター本体の安定性の対策、南海トラフ大地震で発生する津波への耐水圧性能の確保、避難シェルター使用時に必要な安全性及び、良好な居住性、避難時間の短縮化を目的とする。　シェルター本体３は鉄筋コンクリート製の構造体であり、シェルター本体３の外部両側にスロープ３ａを設けている。スロープ３ａには残土が設けられ、表面をコンクリートで被覆し、シェルター本体３は複数本のＨ型鋼材３ｂで補強し、地上部に開口部４を設け、開口部４を開閉する二重構造の防火鉄鋼製扉である外扉５と内扉６を設け、津波の圧力に耐える構造とする。

Description

半地下式避難用シェルター
　本発明は、既設建築物の建物に隣接して設置可能な防災用避難用の半地下式避難用シェルターに関する。
　近々に発生が予測される「南海トラフ大地震」に備え、地震対策及び津波対策として避難用のシェルターを付した住宅の開発を課題とする。平成２４年８月２９日内閣府発表で、南海トラフ巨大地震での津波による愛知県内の死亡予想者約6,400人、火災による死亡予想者約1,800人と出ており、近隣の静岡県においては95,000人に上る死亡予想者数である。平成１５年の中央防災会議の想定と比べて平成２５年の内閣府発表では、死者は１３倍と大幅に増加している。津波による死者は２３万人で全体の７割を占めている。地震・津波対策に対する意識は近年高まってきている。
　シェルターを基礎に固定する方式の発明が特許文献１～４等に示すように種々提案されている。
　特許文献１の発明によれば、鉄筋コンクリートのシェルター６に、衝撃的水圧に耐える引き戸１と、耐圧マンホールを改良した覗き窓と補助避難のためのマンホール２を、壁・屋根に設置する発明が提案されている。
　特許文献２によれば、プレキャスト・プレストレストコンクリートを素材とし、全体の形状が船底を逆にした形状の低層系の建屋本体１を設けるに際し、該建屋本体１の基礎部を、地面を掘り下げ、高強度鉄筋コンクリートを素材とするベタ基礎２を設け、ベタ基礎２上に、複数個の免震装置３を介して、適宜の大きさに仕切られる格子状の枠体４ａを形成し、これら各枠体４ａによって仕切られた溝４ｂ内に、埋戻土Ｘを充填した基礎スラブ４を設け、該基礎スラブ４上に前記建屋本体１を設ける免震構造とした発明が提案されている。
　特許文献３によれば、コンクリート基礎２に固着した地下シェルターであって、上方には脱出エントランス６を有し、下方には非コンクリート製の繊維強化プラスチック、カーボン繊維、ケプラー繊維、ポリカーボネートコンクリート、金属の内の１種又は２種以上からなるシェルター本体３を備え、脱出エントランス６とシェルター本体３の間には脱出ハッチ５と脱出チューブ２０によってつながる地下シェルターを構成した発明が提案されている。
　特許文献４によれば、津波シェルター本体３の入り口２の天井最下部１５より避難室３の床１２を高くすることにより被災時の内部に侵入した海水面１３が避難室３に入り込まず、酸素ボンベ又はエアーボンベの放出１４により避難者１６を保護する。避難室３の気密性が入り口扉８の開閉に左右されないので避難時に扉８を閉める必要がなく、脱出時に入り口２が塞がれる恐れがない。外壁に傾斜を付けることと津波シェルター１自体の十分な自重と地盤への固定５より津波の圧力や津波に押し流された瓦礫などの衝突１８に耐える機能を有する発明が提案されている。
特開２０１３－１６００３７号公報 実用新案登録第３１７８４９５号公報 特開２０１４－８０８４７号公報 特開２０１２－２３３３８５号公報
　しかしながら、従来技術には、次のような不都合が指摘される。
　（１）コストや工期を削減すれば、安全性に課題を残すため、コストが高く工期が長いままとなっており、一般家庭にまでは普及していないという問題がある。平均所得金額(549万6千円)以下の世帯の割合は61.4％となっている。これらの層の人は賃貸住宅への居住が多数であり、将来の居住費の負担への不安を多く抱えている。そして、多くの人が土地を所有しておらず土地探しからのニーズが存在する。
　（２）地震への不安を持ちながら単なる耐震構造では不満足な方々の要求に応えることができる。南海トラフ大地震で発生する津波へのシェルター本体の安定性の対策、南海トラフ大地震で発生する津波への耐水圧性能の確保、そして、避難シェルター使用時に必要な安全性及び、良好な居住性の確保する必要がある。震災意識の高まりに伴い個人の家でもシェルターへの必要性は高まってきている。避難場所への到達時間を鑑みると、高齢者、幼児、身体不自由者のいる家庭においてニーズは高いものと思われる。
　（３）大型のものがほとんどであり、たとえば、シェルターの建築面積が１０平米を超えると、市役所に確認申請を提出しなければならず、コストや労力が煩雑であるという問題がある。
　（４）東日本大震災を詳しく調べていくと、６０ｃｍ以上地盤が沈下したというところがあって、そういう所で地下シェルターを築造してしまうと海の下に沈むので、地下埋設型のタイプは問題がある。
　（５）津波により浮くタイプの移動式シェルターや地震による耐震シェルターでは、避難したその場所にとどまることができず、地震だけでなく、津波そして火災、土石流という二次災害にも耐えられず、そして、高齢者や障碍者の方々も安全に避難することができない。浮くタイプのシェルターでは津波の濁流の中で大きく揺れ居住性は安定しないと思われる。
　（６）公共機関や大型施設などの一定の場所に設置され、緊急時にそこまで移動しなければならない不利不便がある。昨今の自然災害（地震、津波、土石流等）に対して、高齢者・障碍者・幼児等は、指定された避難場所まで短時間に移動することは難しい。津波到達までに避難時間を確保できない場合に対応するため、緊急的に津波から逃れるシェルターが検討されている。高知県は南海トラフ巨大地震の発生に備え、室戸市内に津波避難シェルターを設置することとしている。室戸市内の集落の崖地に、トンネルと立て坑からなる施設を検討している状況が避難シェルターの現状である。自宅から避難場所まで１０分以上かかることもあり、高齢者・障碍者などは更に時間がかかる。また、避難タワーなど自力で登ることは困難である。自宅隣接で浮くタイプのシェルターもあるが、津波に流された後の捜索は困難が予想される。
　（７）津波高さより高いところに避難することが前提で津波を被った時のことを想定していない。
　（８）収容人員は多いが、地域住民を全員避難できるかは疑問である。
　上記の諸課題に鑑みて、本発明は、コンクリート基礎に固着して用いるシェルター本体を備えた半地下式避難用シェルターであって、シェルター本体を二重構造とし、外側が鉄筋コンクリート製、内側が鉄板による円柱構造とし、シェルター本体外部にスロープを設け、シェルター本体が鉄筋コンクリート製の構造体であり、内部空間を円柱構造とし、前記シェルター本体の地上部に二重構造の防火鉄鋼製扉を備え、津波の圧力に耐える構造とし、さらに、前記コンクリート基礎が住宅のコンクリート基礎を連結することを特徴とする。
　前記内部空間を二層に床で仕切ることが好ましい。
　半地下式避難用シェルターは水深２０ｍの水圧に耐え、密閉状態においても、少なくとも３日間生存できる居住環境に設定したことが好ましい。
　前記防火鉄鋼製扉は蝶番で開閉する構造の扉であり、外側の扉は外側に開閉する構造、内側の扉は内側に開閉する構造の扉であることが好ましい。前記防火鉄鋼製扉は蝶番で開閉する構造の扉であり、外側の扉は外側に開閉する構造、内側の扉はスライド式構造の扉であることが好ましい。
　前記シェルター本体の天井面に吊り下げられ、前記内部空間内に昇降可能に設けられたジャッキと、該ジャッキを昇降させる回転具と、該ジャッキが下降した場合に受け止める受け金具と、を設けることが好ましい。
　本発明によれば、次の効果がある。
　（１）住宅基礎、外構部と接合するためセットで建設しコストを抑えることができる。例えば、年収300万円台から400万円台の所得層の方々に賃貸住宅の家賃並みの価格で安全なシェルター付住宅を提供できるコストにしていくことができる。家の基礎と一体化した構造とすることでシェルター単体での建設よりコストダウンを図り普及を目指すことができる。住宅の庭に避難シェルターを付けた状態で販売が可能となる。これは平均的な建売住宅の住宅部分の販売価格に相当するものであり、避難シェルターという付加価値が付いた住宅は収益化の見込みがある。土地情報と住宅とシェルターをセットにし、住宅ローン返済額が明確となる。土地とシェルター付住宅とをセットにした価格、月々の住宅ローン返済額を明示することができる。展示場を作り、構造計算書を見せ、実際のシェルターを見学して決めることができる。こうした人へ土地情報も商品の一つとして考え、住宅と土地情報とシェルターをセットにして販売することが可能となる。一人でも多くの命を守るとの国家的な使命・役割にも貢献する発明である。
　（２）シェルター本体を小型にすることによって、シェルターの建築面積を小さくでき、市役所への確認申請を省略できることが可能であり、建築のための手間と労力を削減できる。
　（３）避難したその場所にとどまり、地震だけでなく、津波そして火災、土石流という二次災害にも耐えられ、そして、高齢者や障碍者の方々も安全に避難することができる、現代社会において必要性が高く、革新的でより安心できる性能を提供できる。
　（４）自宅などの個人宅に隣接しているため、緊急時に地上から中に出入りができ、すぐに避難できる。これに対し、従来術では、公共機関や大型施設などの一定の場所に設置され、緊急時にそこまで移動しなければならない。
　（５）住居に隣接し、短時間で避難できる。例えば、自宅に隣接しているため緊急時でも１分から３分で避難できる。公共の避難場所まで避難するのに困難な高齢者・障碍者・幼児を抱える家庭において安心感が増す。これらの避難弱者に対して、自宅などの個人宅に隣接設置が出来る避難シェルターを提供し、高齢者・障碍者・幼児の方たちでも、地震警報発生から３分以内に避難でき、津波に対しては水没をしても３日間は酸素等、生命維持に必要なものを確保できるものとし、安全・安心に暮らせる環境を提供する。
　（６）沿岸部地域にお住まいか今後お住まいの人、或いは、居住を希望されている人に対して津波の心配を解消した安心・安全な住宅を提供することを課題とする。
本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の設置された敷地の平面図である。 （ａ）は本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の平面図、（ｂ）は同じく内部構造を示す正面図である。 （ａ）本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の正面図、（ｂ）はシェルター本体３の鉄板の正面図、（ｃ）本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の背面図である。 同じく半地下式避難用シェルター１の鉄鋼製扉が開放した状態の外部からの斜視図である。 同じく半地下式避難用シェルター１の異なる別の形態の鉄鋼製扉が開放した状態の内部からの斜視図である。である。 同じく半地下式避難用シェルター１のジャッキ１０、吊り下げ具１１、受け金具１３ａ，１３ｂを示す縦断面図である。 同じく半地下式避難用シェルター１の平面図である。 同じく半地下式避難用シェルター１の受け金具の斜視図である。 本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の斜路ＲＣスラブ、シェルター鋼管の検討、安定計算の図表である。 本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の設計地耐力の算定、津波荷重時の津波による浸水の想定を示す図表である。 本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１の地反力に対する検討を示す図表である。
　本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１～図３に示す通り、本発明実施形態の半地下式避難用シェルター１は、コンクリート基礎２に固着して用いるシェルター本体３を備えた半地下式避難用シェルター１であって、半地下式避難用シェルター１の周囲コンクリートの鉄筋と、コンクリート基礎２の鉄筋と、住宅１００のベタ基礎１０１の鉄筋を連結させるものである。これにより、想定されている南海トラフ大地震の震度7での液状化現象による沈下を防止する。例示としては、土地４０坪、１F床面積１５坪、２F床面積１５坪、延べ床面積３０坪を挙げて説明する。コンクリート基礎２の厚みは、１５０ｍｍである。住宅１００の他、敷地内には、駐車場２００を設け自動車２０１の区画を設けてある。また、庭３００に半地下式避難用シェルター１を設け、周囲には、適宜、フェンス４００を設けてある。
　シェルター本体３は鉄筋コンクリート製の構造体であり、シェルター本体３の外部両側にスロープ３ａを設けている。スロープ３ａには残土が設けられ、表面をコンクリートで被覆してある。シェルター本体３は複数本のＨ型鋼材３ｂで補強してある。地上部に開口部４を設け、開口部４を開閉する二重構造の防火鉄鋼製扉である外扉５と内扉６を設け、津波の圧力に耐える構造としている。裏面にＨ型鋼材７ａを連結した防護壁７を開口部４に脱着自在に設ける。土間鉄筋コンクリート８を地表部に設けてあり、厚みは１５０ｍｍが例示される。内部空間９を円柱構造とし、内部空間９は床板３ｃで仕切られ、２階構造となっており、行き来ができるように開口３ｄを設けている。シェルター本体３の鉄筋コンクリートの両側の壁面（スロープ３ａと接する壁面）には垂直方向に二対設け、このＨ型鋼材３ｂの溝に２枚の鉄板３ｆ（図３（ｂ）参照）を挿入し固定してある。防護壁７は鉄板であり、裏面にＨ型鋼材７ａが固定してあり、外表面は防水塗装仕上げである。円弧形状の突出部３ｅが半地下式避難用シェルター１の背面側に突出している。
　シェルター本体３を二重構造とし、外側領域が鉄筋コンクリート３ｇ、内側領域が鉄板３ｈによる円柱構造とする。
　寸法例は、例えば、防護壁７、鉄板３ｆの厚みは９ｍｍ、外扉５、内扉６の厚みは７５ｍｍである。半地下式避難用シェルター１の長さ６４３０ｍｍ（シェルター本体３の長さ１５５０ｍｍ、スロープ３ａの長さ２５１５ｍｍ）、地上高さ１５５０ｍｍ、横幅１６００ｍｍ、突出部３ｅの突出長さ３６０ｍｍ、７００ｍｍである。シェルター本体３の壁の鉄筋コンクリートの厚さ、土間鉄筋コンクリート８の厚さは１５０ｍｍ、スロープ３ａの角度は３０度、内部空間９の内径は１４００ｍｍ、高さ２８００ｍｍ（１Ｆ高さ１４００ｍｍ、地下高さ１３７０ｍｍ、床板３ｃの厚み３０ｍｍ）が例示される。内部空間９内に大人4人まで収容可能である。収容人数を多くする際には、拡張や増設が可能である。
　防火鉄鋼製扉である外扉５と内扉６は、水密性と耐衝撃性能を持った強度とする。内部には防火用に砂を封入してある。
　図４～図５に開口部４、外扉５、内扉６等の一例を例示する。外扉５は天井には設けない。それは重量があるので、人では持ち上げることが困難だからである。けがを防止するためである。
　内扉６は外扉５と同様な構造で、内側に開閉する構造の扉のドア式構造である。
　内扉６は、これに代えて、スライド式構造の扉に替えてもよい。例えば、図５は別の変更形態を示し、外扉５は蝶番５ａ（ここでは２軸蝶番である）で外側に開閉しロック５ｂでロックする構造の扉であり、内扉６はスライド式構造の扉であり、左右にスライドするスライド板６ａ、カム６ｂを備えた軸６ｃをハンドル６ｄで回動することでスライド板６ａをロックする偏心回動ロック式の構造である。
　半地下式避難用シェルター１は、外扉５及び内扉６が水深２０メートルで水圧２００ｋＮ/ｍ２に耐えうるように設計される。台風・竜巻にも耐えうる。外扉５及び内扉６により、耐激突性能、津波による激突物の衝撃に耐えうるために２重扉構造にし、内側から心張棒を設置し、耐衝撃性を高めている。
　図６～図８に示す通り、ジャッキ１０は天井面３ｉに設けられ、ワイヤ１１ａを備えた吊り下げ部１１で吊り下げられた構造であり、ワイヤ１１ａと回転具１２とが連動する構造である。ハンドル式の回転具１２を時計方向又は反時計方向に回転しつづけることで、ジャッキ１０が上昇又は下降が可能である。ジャッキ１０は通常は天井面３ｉ付近に配置されているが、所定高さまで下降することができ、ジャッキ１０の両端部が受け金具１３ａ，１３ｂに嵌合する。受け金具１３ａは外扉の内側壁面に設けられ、受け金具１３ｂは、対向する壁面に設けてある。また、受け金具１３ａ，１３ｂにはジャッキ１０の各端部を受け入れて支持するための凹溝を設けてある。瓦礫で半地下式避難用シェルター１が埋まった場合、回転具１２を回転させて、ジャッキ１０を受け金具１３ａ，１３ｂまで下降させて、ジャッキ１０を作動させることで、防火鉄鋼製扉である外扉５を開くことができる。
　半地下式避難用シェルター１の設計例を図９～図１１に示す。シェルター本体の構造としては、シェルター本体３の鉛直荷重時、津波荷重時を計算した本体の設計、本体３設置時の基礎を鉛直荷重時の計算を基に行う。津波荷重時の計算に基づき、本体周りのコンクリート打ち及び周辺基礎との連結をおこなう。なお、津波波圧算定式は津波防災地域づくり法告示等の新ガイドラインに従って、算出した。基礎の計算は、道路標識に使用される基礎の土中埋め込み式基礎の計算式に従って算出した。
　建築面積は建築確認申請が不要な１０ｍ２以内（たとえば９ｍ２）に設定することが好ましい。シェルター本体３のサイズは、１人当たり１.５ｍ３の必要空間として換算とする。一般家族用４人の収容とする。４人×１.５ｍ３＝６.０ｍ３となる。既設建物や収容人数などの条件によってシェルター本体のサイズの変更が可能である。
　建物の屋外に埋設する場合を示したが建物の屋内に設置する場合にも適用可能である。
　シェルター本体３の平面的な設置場所は、玄関すぐ横、前庭など避難時に飛び込み易い場所を選定する。敷地が広い場合は、建築物基礎以外の既設コンクリート構造物に接合する。この理由は、津波のモーメントに対抗するために少しでも対抗力をもたせるためである。
　シェルター本体３の中に酸素ボンベが用意してある。酸素を吹き出すことで、中の気圧が上がっていく。
　このシェルター内の酸素容量では、酸素呼吸が持たないので、事前に搭載してある酸素ボンベからの酸素供給を行う。酸素ボンベについては、収容人数、子供、大人などの条件によって異なるので、シェルター内部に滞在できるための容量を確保する。
　適切な酸素濃度の確保のため、半地下式避難用シェルター１内部の安全・安心な居住性を保つために必要な酸素、二酸化炭素の濃度が室内の濃度計で分かるようにし、適切な基準値でなくなった場合には備え付けの酸素缶を噴射することで酸素濃度の調整を行う事を可能にしている。二酸化炭素も同様に濃度調整も可能にしていく。ここでの目標値シェルター内部の酸素濃度１９％である。必要な装置としては、酸素供給器具セット、気圧調整器具、二酸化炭素低減器具セット等である。
　シェルター本体３の内部の気体の圧力を抜く減圧弁も備えている。水道のパーツも備えている。二酸化炭素の増え過ぎを防止するため、二酸化炭素を消石灰水溶液又はゼオライトで吸着して二酸化炭素を減らすようにしてある。太陽光発電パネルにより蓄電池が満タンになっているので、その蓄電池が消石灰のポンプを駆動させ続けるように構成している。
　外部を見るモニターが複数（ここでは２か所）設けている。夜中にモニター見ても真っ暗なので、温度計を外に設置しモニターできる。外気温、内気温度、酸素ゲージ等、ppmや二酸化炭素の濃度を所定時間（たとえば３０分）おきに記入できる。真冬の場合、津波が浸入して来たら外気温度計の温度が上がるので、津波が来たのが夜中でもわかる。
　シェルター本体３内に携帯電話、衛星電話、トランシーバー等の通信機能を備えている。簡易トイレ、ＡＥＤ、防災グッズ等も備える。
　つぎに工事方法について説明する。基本的に、建築工事に於いて床や下地の撤去が完了していることを前提とする。本体を設置するにあたって地面に縦横の外周ともに半地下式避難用シェルター本体１の外部寸法よりも大きい寸法で掘り下げる。深さは、コンクリート基礎２と土圧の関係があるために一定とはならないが、前記算定式に基づいて、掘削を行う。事前調査の場合によっては、土留工事を行う必要となる場合がある。もし必要となれば、土留工事も同時に進める。
　人力掘削及び超小型の掘削機を使用して所定の深さまで彫り上げる。掘削作業中は、建物の本体の挙動に注意を払いながら作業を進める。特に掘削深度には、注意を要する。掘削完了後は、エンジン式プレートにて転圧を行い、続いて砕石を敷きならす。砕石の材料は、再生骨材のＪＩＳ規格 RC２５を使用する。砕石の敷均し後は、エンジンプレートにて転圧を行って平坦化を図る。
　続いて、コンクリート基礎２の築造を行う。コンクリート基礎２の鉄筋と、住宅１００のベタ基礎１０１と鉄筋で連結してから、コンクリートを打設する。コンクリート材料は、普通ポルトランドセメントを使用する。工事日程の短縮が必要な場合は、早強コンクリートを使用して硬化時間の短縮を行う。基本的には現場施工である。コンクリート基礎２の上に表面保護コンクリートを打設する。コンクリート材料は、普通ポルトランドセメントでよい。
　コンクリート基礎２はスクリューパイルのような羽つきの鋼管杭を、強度を強くするため、地中に打設することが好ましい。これにより、半地下式避難用シェルター１を支持するだけではなく、倒れないようにすることができる。
　コンクリートが硬化後に施工するシェルター本体３の施工を行う。現場施工の場合には鉄筋を構築してからコンクリートを打設する。シェルター本体３を二重構造とし、外側領域が鉄筋コンクリート３ｇ、内側領域が鉄板３ｈによる円柱構造を築造する。鉄板３ｆは、水圧に対抗できるように溶接を行うものとした。シェルター本体３のスロープ３ａと隣接する側の鉄筋に二対のＨ型鋼材３ｂの間隔を開けて連結し、コンクリートを打設し、Ｈ型鋼材３ｂの半分を埋め込んで固定する。一対のＨ型鋼材３ｂで形成される溝に鉄板３ｆを差し込んで固定する。
　シェルター本体３は現場施工であるが、工場製造のプレキャストコンクリートとしてもよい。この部品は、重量があるのでトラッククレーンにて、搬入する。先行して基礎コンクリート２に埋めてあるエントランス定着アンカーに合わせて据え付ける。据え付け後は、ナットにて締め付けを行う。ナットの締め付け作業は、すべてのナットが均一になるように、トルク式レンチを使用する。
　次にシェルター本体３の両側に残土とセメントを混ぜあわせた土を積み上げ、表面にコンクリートを打設し、スロープ３ａを築造する。
　次に開口部４に防火鉄鋼製扉である外扉５を取り付ける。内扉６は事前に内部空間９に入れておき、後で取付施工する。
　本実施形態の効果を説明する。
　半地下式避難用シェルター１は、避難したその場所にとどまり、地震だけでなく、津波そして火災、土石流という二次災害にも耐えられ、そして、高齢者や障碍者の方々も安全に避難することができる、現代社会において必要性が高く、革新的でより安心できる性能を提供できる。
　建築コストや工期を削減しながら安全なシェルターを提供することができる。また、小型にすることができ、シェルターの建築面積を小さくでき、市役所への確認申請を省略できることが可能であり、建築のための手間と労力を削減できる。さらに地上から防火鉄鋼製扉である外扉５、内扉６を開けて、中に出入りができる。金額を高くすれば、開口部４を大きくできる。バリアフリー構造として、板を下にひいて身障者等を収容できる。
　住宅基礎、外構部と接合するためセットで建設しコストを抑えることができる。例えば、年収３００万円台から４００万円台の所得層の方々に賃貸住宅の家賃並みの価格で安全なシェルター付住宅を提供できるコストにしていくことができる。また、例えば、建築費用が３００万円を切る程度のコスト削減が可能である。補助金も活用すればより削減できる。住宅１００の基礎１０１と一体化した構造とすることでシェルター単体での建設よりコストダウンを図り普及を目指すことができる。例えば、延べ床面積３３坪の住宅の庭に避難シェルターを付けた状態で１６００万円台での販売が可能となる。これは平均的な建売住宅の住宅部分の販売価格に相当するものであり、避難シェルターという付加価値が付いた住宅は収益化の見込みがある。そして、何よりも、一人でも多くの命を守るとの国家的な使命・役割にも貢献するものである。さらに、こうした人へ土地情報も商品の一つとして考え、住宅と土地情報とシェルターをセットにして販売することが可能となる。
　シェルター本体３を小型にすることによって、シェルターの建築面積を小さくでき、市役所への確認申請を省略できることが可能であり、建築のための手間と労力を削減できる。
　半地下式避難用シェルター１は、自宅などの住宅１００に隣接しているため、緊急時に地上から中に出入りができ、すぐに避難できる。緊急時でも１分から３分で避難できる。高齢者・障碍者・幼児の方たちでも、地震警報発生から３分以内に避難でき、津波に対しては水没をしても、少なくとも３日間は酸素等、生命維持に必要なものを確保できるものとし、安全・安心に暮らせる環境を提供することができる。
　特に、沿岸部地域に居住、今後、居住する人、或いは、居住を希望されている人に対して津波の心配を解消した安心・安全な住宅を提供することができる。
　耐水圧性能が２気圧（水深２０ｍ相当）であり、シェルターが水没した時を想定して酸素等の空気調整機能を持つので、例えば、大人４人でも、少なくとも３日間はシェルター内で暮らせる食糧、水を保管できる。
　がれきでシェルター１が埋まった場合、内部空間９にジャッキ１０を入れてある。ジャッキ１０の力で防火鉄鋼製扉である外扉５を開くことができる。
　プレキャストコンクリートであると、仮枠を作ってわざわざ外す手間や廃棄代金を省略できる。
　家庭用の避難シェルターを安価で工期も短縮して提供でき、津波、火災、竜巻等に対して安心安全な環境を提供できる。特に、沿岸部において、その産業上の利用価値は大である。
１・・・半地下式避難用シェルター
２・・・コンクリート基礎
３・・・シェルター本体
３ａ・・・スロープ
３ｂ・・・Ｈ型鋼材
３ｃ・・・床板
３ｄ・・・開口
３ｅ・・・突出部
３ｆ・・・鉄板
３ｇ・・・鉄筋コンクリート
３ｈ・・・鉄板
３ｉ・・・天井面
４・・・開口部
７ａ・・・Ｈ型鋼材
５・・・外扉
６・・・内扉
５ａ・・・蝶番
５ｂ・・・ロック
６ａ・・・スライド板
６ｂ・・・カム
６ｃ・・・軸
６ｄ・・・ハンドル
７・・・防護壁
８・・・土間鉄筋コンクリート
９・・・内部空間
１０・・・ジャッキ
１１・・・吊り下げ部
１１ａ・・・ワイヤ
１２・・・回転具
１３ａ，１３ｂ・・・受け金具
１００・・・住宅
１０１・・・ベタ基礎
２００・・・駐車場
２０１・・・自動車
３００・・・庭
４００・・・フェンス

Claims (5)

  1. 　コンクリート基礎に固着して用いるシェルター本体を備え、
    　シェルター本体を二重構造とし、外側が鉄筋コンクリート製、内側が鉄板による円柱構造とし、
    　シェルター本体外部にスロープを設け、
    　シェルター本体が鉄筋コンクリート製の構造体であり、内部空間を円柱構造とし、
    　前記シェルター本体の地上部に二重構造の防火鉄鋼製扉を備え、
    　津波の圧力に耐える構造とし、
    　さらに、前記コンクリート基礎が住宅のコンクリート基礎を連結することを特徴とする半地下式避難用シェルター。
  2. 　内部空間を二層に床で仕切る請求項１の半地下式避難用シェルター。
  3. 　水深２０ｍの水圧に耐え、密閉状態において、少なくとも３日間生存できる居住環境に設定した請求項１又は２の半地下式避難用シェルター。
  4. 　前記防火鉄鋼製扉は蝶番で開閉する構造の扉であり、外側の扉は外側に開閉する構造、内側の扉は内側に開閉する構造の扉である請求項１ないし３いずれかの半地下式避難用シェルター。
  5. 　前記シェルター本体の天井面に吊り下げられ、前記内部空間内に昇降可能に設けられたジャッキと、該ジャッキを昇降させる回転具と、該ジャッキが下降した場合に受け止める受け金具と、を設けた請求項１ないし４いずれかの半地下式避難用シェルター。
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