JP2006299514A - 保水性舗装体灌水設備 - Google Patents

Abstract

【課題】
保水性舗装体に効率よく水を吸収させ、その水を舗装体表面から蒸発させることで、舗装体表面の温度上昇を抑制できる保水性舗装体灌水設備を提供する。
【解決手段】
内部に水を供給すると外部に水が滲みだすように形成された灌水用多孔質パイプ10を所定の領域に布設し、その上に保水性ブロック14を敷き詰めて保水性舗装体12を構成し、多孔質パイプ10から滲みでた水を保水性ブロック14に吸収させ、保水性ブロックの表面から水を蒸発させることで舗装体表面温度の上昇を抑制する。多孔質パイプ10の上に位置する保水性ブロック14の下面には多孔質パイプ収納用の溝24が形成され、この溝に多孔質パイプ10が収納されており、かつ多孔質パイプ10の下側の、溝24の開口部には多孔質パイプ10から滲みでた水が溝の開口部から流出するのを阻止する断面凹形の遮水枠26が嵌め込まれている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、保水性舗装体に水を吸収させ、その水を保水性舗装体の表面から蒸発させて、ヒートアイランド現象を緩和する保水性舗装体灌水設備に関するものである。

近年、都市部の舗装された道路や広場などでは、夏場の強い直射日光により舗装面の温度が異常に上昇するヒートアイランド現象が多く発生している。その対策として従来は、スプリンクラー等を設置して、道路や広場に水をまくことで、舗装体の表面温度を低下させることも行われている。

しかし、水をまく方式は、道路や広場に人がいるときは水をまくことができないため、実効があがりにくいという問題があった。

本発明の目的は、保水性舗装体に効率よく水を吸収させ、その水を舗装体表面から蒸発させることで、舗装体表面の温度上昇を抑制できる保水性舗装体灌水設備を提供することにある。

本発明の他の目的は、保水性舗装体に吸収させる水として雨水を使用できるようにして、水道水の使用を抑制し、設備の運転経費を低減することにある。

本発明のさらに他の目的は、保水性舗装体に水を供給する動力源として自然エネルギーを利用することで、設備の運転経費を低減すると共に環境負荷の少ない設備を提供することにある。

本発明に係る保水性舗装体灌水設備は、内部に水を供給すると管壁の微細孔を通して外部に水が滲みだすように形成された灌水用多孔質パイプを所定の領域に布設し、その上に保水性ブロックを敷き詰めて保水性舗装体を構成し、前記多孔質パイプから滲みでた水を保水性ブロックに吸収させ、保水性ブロックの表面から水を蒸発させることで舗装体表面温度の上昇を抑制する設備であって、前記多孔質パイプの上に位置する保水性ブロックの下面には多孔質パイプ収納用の溝が形成され、この溝に前記多孔質パイプが収納されており、かつ前記多孔質パイプの下側の溝の開口部には多孔質パイプから滲みでた水が溝の開口部から流出するのを阻止する断面凹形の遮水枠が嵌め込まれていることを特徴とするものである。

本発明に係る保水性舗装体灌水設備は、保水性舗装体が設けられた領域内の地下に雨水貯留槽を設けると共に、この雨水貯留槽に貯留された水を汲み上げて灌水用多孔質パイプに供給するポンプ及び配管を設けることが好ましい。

また本発明に係る保水性舗装体灌水設備は、保水性舗装体と雨水貯留槽の間の層が雨水浸透性の層で構成され、降雨時に保水性舗装体にしみこんだ雨水が前記雨水浸透性の層を通過して雨水貯留槽に貯留されるようになっていることが好ましい。

また本発明に係る保水性舗装体灌水設備は、ポンプ駆動用の電源として太陽光発電設備及び／又は風力発電設備を設けることが好ましい。

本発明によれば、灌水用多孔質パイプが保水性ブロックの下面の溝内に収納され、かつその溝の多孔質パイプの下側には断面凹形の遮水枠が嵌め込まれているため、灌水用多孔質パイプから滲みでた水は、溝の開口部から地中に浸透してしまうことなく、保水性ブロックに効率よく吸収される。このため多孔質パイプに供給した水量に対する保水性ブロックに吸収される水量の割合が多くなり、夏場の直射日光の強いときには、保水性ブロック表面から多量の水が蒸発し、その気化熱で舗装体の温度上昇を効率よく抑制することができる。

また、保水性舗装体を構成した領域内の地下に雨水貯留槽を設けて、そこに溜まった雨水をポンプで汲み上げて灌水用多孔質パイプに供給するようにすれば、水道水の使用をなくす又は減らすことができるので、設備の運転経費を低減することができる。

また、雨水貯留槽を設ける場合、保水性舗装体と雨水貯留槽の間の層を雨水浸透性の層で構成すれば、降雨時に保水性舗装体にしみこんだ雨水が前記雨水浸透性の層を通過して雨水貯留槽に貯留されるので、動力を使用せずに効率よく雨水を溜めることができる。

さらに、雨水貯留槽に溜まった雨水をポンプで汲み上げて灌水用多孔質パイプに供給する場合、ポンプ駆動用の電源として太陽光発電設備及び／又は風力発電設備を設けておけば、自然エネルギーで灌水設備を運転することができるので、設備の運転経費をさらに低減できると共に、環境負荷を少なくすることができる。特に太陽光発電設備は、夏場の直射日光の強いときに発電効率が高まるので、本発明の保水性舗装体灌水設備の電源として最適である。

図１及び図２は本発明に係る保水性舗装体灌水設備の一実施形態を示す。図において、１０は歩道や広場などのヒートアイランド現象を抑制しようとする領域に布設された灌水用多孔質パイプ、１２は布設された多孔質パイプ１０の上に保水性ブロック１４を敷き詰めて構成された保水性舗装体である。

灌水用多孔質パイプ１０は、連続気泡発泡ポリエチレン等で形成されたパイプで、中に水を供給すると、パイプ全長で管壁の微細孔を通って水が外部に滲みでてくるものである。このような灌水用多孔質パイプは通常、畑や花壇などの灌水に使用されている（エコポーラスパイプ、水やりホース等の商品名で市販されている）。灌水用多孔質パイプ１０を布設する場合は、所定の長さに切断された所要本数の多孔質パイプ１０を所定の間隔で平行に布設し、各多孔質パイプ１０の両端を管継手１６によりヘッダー（多分岐管）１８Ａ、１８Ｂに接続することが好ましい。一方のヘッダー１８Ａは配管２０Ａ及び調整弁２２Ａを介して水供給源に接続されており、他方のヘッダー１８Ｂは配管２０Ｂ及び調整弁２２Ｂを介して下水管などに接続されている。各多孔質パイプ１０から水を滲みださせるときは、上流側の調整弁２２Ａを適度に開いて水を供給し、下流側の調整弁２２Ｂを閉じて排水をストップすればよい。これにより各多孔質パイプ１０からほぼ均等に水を滲みださせることができる。

保水性ブロック１４としては、毛管現象で水を吸収する微細な気孔を有するセラミック製多孔質ブロックが好適である。例えば香蘭社製のヌーボセラックス（商品名）は、約３μｍの微細な気孔を無数に有しており、体積の約３０％の雨水（１５mm程度の降雨時）を吸収し、保水する能力がある。

所定の領域に敷き詰められた保水性ブロック１４のうち、多孔質パイプ１０の上に位置する保水性ブロック１４の下面には、図２に示すように、多孔質パイプ１０の布設方向に断面逆Ｕ字形の溝２４が形成され、この溝２４内に多孔質パイプ１０が収納されている。多孔質パイプ１０の上面は溝２４の内面に接触している。また多孔質パイプ１０の下側の溝３４の開口部には、断面凹形の遮水枠２６が嵌め込まれている。遮水枠２６はプラスチック製で、多孔質パイプ１０を載せる底板部２６ａの両側に立ち上がり部２６ｂを一体に形成したものである。遮水枠２６の立ち上がり部２６ｂの外面は溝２４の内面に接触している。遮水枠２６は、多孔質パイプ１０から滲みでた水が溝２４の開口部から地下に流出するのを阻止する働きをする。

保水性ブロック１４を敷き詰めるときは、掘削された土壌の上に砕石層２８を所要の厚さに設け、その上に敷砂層３０を設け、その上に保水性ブロック１４を敷き詰める。このように砕石層２８や敷砂層３０を設けるのは、降雨時に保水性ブロック１４にしみこんだ雨水を地下に浸透させて、保水性ブロック１４上に雨水が溜まらないようにするためである。保水性ブロック１４の下はこのように透水性の層で構成されるため、敷砂層３０の上に直接多孔質パイプ１０を布設すると、夏場の好天時に多孔質パイプ１０に水を供給したときに、多孔質パイプ１０から滲みでた水の大半が保水性ブロック１４に吸収されずに、地下に浸透してしまうことになる。これを防止するため本発明においては、多孔質パイプ１０の下の溝２４の開口部に断面凹形の遮水枠２６を嵌め込んだものである。

このような構成にすると、多孔質パイプ１０の溝２４の内面に接する部分から滲みだした水は直接保水性ブロック１４に吸収され、また溝２４の内面に接しない部分から滲みだした水は、いったん断面凹形の遮水枠２６内に溜まり、遮水枠２６の立ち上がり部２６ｂを乗り越えてあふれ出すときに必ず溝２４の内面に接触することになるので、この水も保水性ブロック１４に吸収されやすくなる。したがって多孔質パイプ１０から滲みだした水が効率よく保水性ブロック１４に吸収され、保水性ブロック表面からの水の蒸発量を多くすることができる。その結果、保水性舗装体１２の表面温度の上昇を抑制する効果が大きくなる。また遮水枠２６の幅は多孔質パイプ１０の直径と同程度と狭いので、遮水枠２６を設けても、降雨時に、雨水が地下に浸透するのを妨げることはない。

次に実験結果を説明する。厚さ１００mmの砕石層の上に厚さ３０mmの敷砂層を設け、その上に幅１５mmの遮水枠７本を３００mm間隔で平行に布設し、各遮水枠の上に外径１３mmの灌水用多孔質パイプ（古河電気工業株式会社のエコポーラスパイプ）を布設し、その上に長さ３００mm×幅１５０mm×厚さ５０mmの保水性ブロック（香蘭社のヌーボセラックス）を図１のように敷き詰めた。保水性ブロックの下面には、幅方向中央部に幅１５mmの断面逆Ｕ字形の溝を形成し、この中に多孔質パイプを収納し、溝の開口部に遮水枠を嵌め込んだ。各灌水用多孔質パイプの一端はヘッダーに接続し、他端は封止した状態で、各多孔質パイプに水を供給した。その結果、水の供給開始から約５分で保水性ブロックの表面に水がしみ出てくるのが確認された。このように、きわめて短時間で保水性ブロックの表面に水をしみ出させることができるので、ヒートアイランド現象に迅速に対応することが可能である。

ところで、多孔質パイプ１０に供給する水としては、水道水を使用することもできるが、雨水を使用する方が運転経費を安くできる。雨水を利用するためには、図３に示すように、雨水貯留槽３２を別に設けて、そこに降雨時の雨水を溜めておき、ヒートアイランド現象が発生しそうな天候の時に雨水貯留槽３２から灌水用多孔質パイプ１０に雨水を供給するようにすればよい。

雨水貯留槽３２に雨水を溜めるには、保水性舗装体１２が設けられた領域の内外に側溝３４を設置し、この側溝３４に流れ込んだ雨水を集水升３６に集め、集水升３６内の雨水をポンプ３８及び配管４０で汲み上げ、遠心分離型ストレーナー４２で異物を取り除いた上で、雨水貯留槽３２に送り込めばよい。また雨水貯留槽３２内の雨水を多孔質パイプ１０に供給するには、雨水貯留槽３２内の雨水をポンプ４４及び配管２０Ａで汲み上げ、自動逆洗式ストレーナー４６で微細な異物を取り除いて、多孔質パイプ１０に供給すればよい。

雨水を雨水貯留槽３２に送り込んだり、多孔質パイプ１０に供給したりするためには電力が必要となるが、この電力は、ソーラーパネルや蓄電器などで構成される太陽光発電設備５０でまかなうことが好ましい。太陽光発電設備５０は、ヒートアイランド現象が起きるような天候のときに最も発電効率が高まるので、この電力で、ポンプ３８、４４や自動逆洗式ストレーナー４６を駆動すれば、クリーンな自然エネルギーで効率よくヒートアイランド現象を緩和することが可能となる。また太陽光発電設備の代わりに風力発電設備を使用することもできるし、太陽光発電設備と風力発電設備を併用することもできる。

ところで、雨水貯留槽３２を、図４に示すように、保水性舗装体１２を設けた領域内の地下に設置する場合には、雨水貯留槽３２を天井部３２ａが露出するように土壌４８に埋め込み、保水性舗装体１２下面と雨水貯留槽３２上面の間の層は、雨水浸透性の層（前述のような砕石層２８や敷砂層３０など）で構成するとよい。この場合の雨水貯留槽３２は、上からかかる圧力に耐えられるように、内部に中詰部材５０が積層される。中詰部材５０は、雨水貯留槽３２の底部３２ｃ上に積層され、天井部３２ａ及び周壁部３２ｂを内側から支えて貯水空間を確保するもので、積層された状態で、槽３２内の水が水平方向及び垂直方向に自由に流通できるように形成されている。また雨水貯留槽３２の天井部３２ａは、水は通すが砂粒などの異物は通さない透水性のシートで構成される。

上記のような構成にしておくと、降雨時に保水性舗装体１２にしみこんだ雨水が、前記雨水浸透性の層３０、２８及び透水性シート３２ａを通過して雨水貯留槽３２に貯留されるようになるので、雨水を雨水貯留槽３２に貯留するのに動力を必要としない。

本発明に係る保水性舗装体灌水設備の一実施形態を示す平面図。 図１の灌水設備の要部を示す断面図。 図１の灌水設備における灌水用多孔質パイプに雨水を供給するシステムの系統図。 図１の灌水設備に使用される雨水貯留槽を地下に設置した状態を示す断面図。

符号の説明

１０：灌水用多孔質パイプ
１２：保水性舗装体
１４：保水性ブロック
１８Ａ、１８Ｂ：ヘッダー
２０Ａ、２０Ｂ：配管
２２Ａ、２２Ｂ：調整弁
２４：溝
２６：遮水枠
２８：砕石層
３０：敷砂層
３２：雨水貯留槽
３４：側溝
３６：集水升
３８：ポンプ
４０：配管
４４：ポンプ
４８：太陽光発電設備
５０：中詰部材

Claims (4)

1. 内部に水を供給すると管壁の微細孔を通して外部に水が滲みだすように形成された灌水用多孔質パイプを所定の領域に布設し、その上に保水性ブロックを敷き詰めて保水性舗装体を構成し、前記多孔質パイプから滲みでた水を保水性ブロックに吸収させ、保水性ブロックの表面から水を蒸発させることで舗装体表面温度の上昇を抑制する保水性舗装体灌水設備であって、前記多孔質パイプの上に位置する保水性ブロックの下面には多孔質パイプ収納用の溝が形成され、この溝に前記多孔質パイプが収納されており、かつ前記多孔質パイプの下側の溝の開口部には多孔質パイプから滲みでた水が溝の開口部から流出するのを阻止する断面凹形の遮水枠が嵌め込まれていることを特徴とする保水性舗装体灌水設備。
2. 保水性舗装体が設けられた領域内の地下に雨水貯留槽を設けると共に、この雨水貯留槽に貯留された水を汲み上げて灌水用多孔質パイプに供給するポンプ及び配管を設けたことを特徴とする請求項１記載の保水性舗装体灌水設備。
3. 保水性舗装体と雨水貯留槽の間の層が雨水浸透性の層で構成され、降雨時に保水性舗装体にしみこんだ雨水が前記雨水浸透性の層を通過して雨水貯留槽に貯留されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の保水性舗装体灌水設備。
4. ポンプ駆動用の電源として太陽光発電設備及び／又は風力発電設備を設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の保水性舗装体灌水設備。

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