空気膜構造物
【課題】構成部材の小型軽量化を図ることができるとともに、内部空間の高さを適宜調整することが可能になり、よって内部空間に対する排気等の制御も容易となる空気膜構造物を提供する。
【解決手段】平面視多角形状をなし、かつ上方に向けて凸曲面状をなす複数のユニット膜２の外周縁同士を接続することにより、複数の凸曲面によって内部空間Ｓを覆う屋根１を形成し、複数本のケーブル１７、２３を、複数のユニット膜２の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と内部空間の下方に設けられてケーブル１７、２３に生じる引張力を支持するアンカー材２２との間に、鉛直方向の長さ寸法を調節可能に設け、かつ内部空間Ｓに加圧空気を供給することにより屋根１の凸曲面形状を保持した。
【解決手段】平面視多角形状をなし、かつ上方に向けて凸曲面状をなす複数のユニット膜２の外周縁同士を接続することにより、複数の凸曲面によって内部空間Ｓを覆う屋根１を形成し、複数本のケーブル１７、２３を、複数のユニット膜２の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と内部空間の下方に設けられてケーブル１７、２３に生じる引張力を支持するアンカー材２２との間に、鉛直方向の長さ寸法を調節可能に設け、かつ内部空間Ｓに加圧空気を供給することにより屋根１の凸曲面形状を保持した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜材によって形成されて廃棄物処理場等の屋根を構成するとともに、内部に空気が充填されることにより上記屋根形状が保持される空気膜構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理場や大規模な物品の集配場においては、降雨や降雪による悪影響を防止したり、あるいは廃棄物等の飛散を防止したりするために、簡易的な構造物によって内部を覆うことが要請されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１においては、廃棄物処分領域の周囲に複数の支柱を立設するとともに、これら支柱から対向位置の支柱まで、廃棄物処分領域の上方を引っ張り力のみを支持する横方向及び縦方向の主ケーブルを張設し、当該横方向及び縦方向の主ケーブルをその交差位置で相互に連結するとともに膜体からなる屋根材を支持し、当該屋根材を主ケーブルによる支持部以外の部位が重力方向に凸となる様に張設下した廃棄物処分場の異形平面対応屋根架設構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１６２４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記廃棄物処理場は、一般に人里離れた山間部に立地されることが多く、したがって谷間の傾斜面等を利用した平坦ではない場所に設けられている。
このため、上記従来の屋根架設構造にあっては、廃棄物処理領域の周囲に支柱を立設するために、多大の手間を要するという問題点がある。
【０００５】
また、廃棄物処理場等は、広大な面積を必要とするために、上記支柱や主ケーフルに作用する応力が大きなものになり、この結果上記支柱、主ケーブル、屋根材といった各構成部材が大型化して、その製作、搬送および施工が難しいという問題点もある。
【０００６】
さらに、上記廃棄物処理場は、廃棄物の処理によって経時的に敷地の高さが増すのに対して、上記従来の屋根架設構造においては、上記支柱として、廃棄物処理場における最終的なレベルよりも高いものを立設しておく必要がある。このため、特に上記屋根材下方の内部空間を負圧あるいは正圧に保持する場合には、廃棄物処理の初期段階において上記内部空間の容積が極めて大きなものとなるために、排気または給気に大容量の設備を要するとともに、当該排気または給気の制御が難しいいう問題点がある。
【０００７】
しかも、一旦上記屋根架設構造を構築した後においては、その形状が決まってしまうために、廃棄物処理場の領域を変更することが困難になるとともに、この種の廃棄物処理場においては、処理期間が十年以上となることが多いために、当該期間中に膜体からなる屋根材が部分的に損傷した場合においても、その補修が難しいという問題点もある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、構成部材の小型軽量化を図ることができるとともに、内部空間の高さを適宜調整することが可能になり、よって内部空間に対する排気等の制御も容易となる空気膜構造物を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、平面視多角形状をなし、かつ上方に向けて凸曲面状をなす複数のユニット膜の外周縁同士を接続することにより、上記複数の凸曲面によって内部空間を覆う屋根を形成し、複数本のケーブルを、各々上記複数の上記ユニット膜の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と上記内部空間の下方に設けられて当該ケーブルに生じる引張力を支持するアンカー材との間に、鉛直方向の長さ寸法を調節可能に設け、かつ上記内部空間に加圧空気を供給することにより上記屋根の凸曲面形状を保持したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記アンカー材が、上記内部空間の敷地上に載置されていることを特徴とするものである。
ここで、敷地上に載置するとは、例えば大規模な物品の集配場等の一般的な場所においては、当該集配場等の敷地上に直接載置することであり、廃棄物処理場のように敷地上に汚染された水等が当該敷地に滲入することを防止するための遮水シートが設けられ、その上に保護層土が盛られている場合には、当該保護層土上に載置することを意味する。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、隣接する上記ユニット膜材が、互いの上記外周縁同士が着脱可能に接続されるとともに、この接続部に、当該接続部を気密的に封じる封止部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記谷部の底部には、当該谷部に溜まった水を抜き出し可能な排水管が接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、屋根を複数の凸曲面状をなすユニット膜の外周縁同士を接続することにより構成した屋根に作用する引張力を、上記ユニット膜の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と内部空間の下方のアンカー材との間に長さ寸法を調整可能に設けた複数本の上記ケーブルに分散して、各々のアンカー材で支持することができる。
【００１４】
このため、構造が簡易であるとともに、ユニット膜、ケーブル、アンカー材等の各構成部材を小型化することにより軽量化も図ることができ、よって製作、組立、施工あるいは撤去等が極めて容易になる。
【００１５】
しかも、上記ケーブルの長さ寸法が調整可能であるために、例えば廃棄物処理場に適用した場合には、廃棄物処理の進行による敷地高さの増加に併せて、屋根の高さを適宜増して行くことができる。このため、常に屋根下方の内部空間の容積を最小限に保つことができ、よって給排気設備等の小型化を図ることもできるうえに、当該内部空間の排気等の制御も容易になる。また、ランニングコストの低減化も実現することができる。
【００１６】
さらに、請求項２に記載の発明のように、上記アンカー材を内部空間の敷地上に載置すれば、特に廃棄物処理場に適用した場合において、ケーブルの支持に、当該アンカー材の上部に埋め戻された土等の廃棄物の設置圧を利用することができるとともに、上記アンカー材により敷地上に張られた遮水シートに破損を生じることもないという利点がある。
【００１７】
加えて、請求項３に記載の発明によれば、隣接する上記ユニット膜材の外周縁同士を、着脱可能に接続して、この接続部に気密的に封じる封止部材を設けているために、上記屋根を現場において容易に組み立てることが可能になる。しかも、平常時においては、上記封止部材によって屋根としての気密性を確保することができるとともに、長期間の使用によって屋根が局部的に損傷や摩耗を受けた場合においても、当該箇所のユニット膜材のみを交換することにより、容易に補修することが可能になる。
【００１８】
また、本発明においては、複数の凸曲面状に形成されたユニット膜によって屋根を形成し、内部空間に加圧空気を供給することにより上記屋根の凸曲面形状を保持した構造であるために、隣接する上記ユニット膜の角隅部が集合する箇所に、谷部が形成されている。
この結果、当該谷部に雨水や融雪が溜まることになるが、請求項４に記載の発明によれば、上記谷部の底部に、当該谷部に溜まった水を抜き出し可能な排水管を接続しているために、この排水管を介して上記内部空間内の適所、あるいは外部へと排水することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図１２は、本発明に係る空気膜構造を、廃棄物処理場の屋根構造に適用した一実施形態を示すものである。
これらの図において、図中符号１は、上記廃棄物処理場Ａを気密的に覆う屋根であり、この屋根１は、複数枚のユニット膜２から構成されている。ここで、各ユニット膜２は、塩化ビニルをコーティングしたポリエステル布等の素材からなる平面視正方形状の膜材であり、上方に向けて凸曲面状に形成されたものである。
【００２０】
また、ユニット膜２は、図２〜図４に示すように、互いの外周縁を近接させて配置されるとともに、４枚のユニット膜２の外周縁の角隅部が集合する部分が切り欠かれて、正方形状の開口部が形成されている。そして、この開口部に隅部フレーム３が配置されている。
【００２１】
この隅部フレーム３は、各々のユニット膜２の切り欠かれた外周縁に沿う方形状の枠部３ａと、この枠部３ａの角部下面から四角錐の辺部に沿って垂下して先端部が円板状の支持板４に一体的に接合された脚部３ｂとから構成されたもので、枠部３ａの外周に沿って、後述するレーシングロープ５の受けバー３ｃが設けられている。また、枠部３ａの角部外面には、隣接するユニット膜２の外周縁の間に沿って、隅部フレーム３間に張設されたバレーケーブル６の端部が連結されている。
【００２２】
他方、各ユニット膜２の外周縁には、縫い込みロープ７が縫い込まれて一体化されているとともに、この縫い込みロープ７の内側に、所定間隔をおいてレーシングロープ５の挿通孔８ａが穿設された膜端補強プレート８が接合されている。
そして、隣接するユニット膜２および隅部フレーム３は、レーシングロープ５によって互いに着脱自在に接続されている。
【００２３】
すなわち、レーシングロープ５が、各ユニット膜２の膜端補強プレート８に穿設された挿通孔８ａに挿通されるとともにバレーケーブル６の外周に巻回されることにより、隣接するユニット膜２同士がバレーケーブル６を間に介して連結されている。また、上記レーシングロープ５が、各ユニット膜２の挿通孔８ａに挿通されるとともに隅部フレーム３の枠部３ａに突設された受けバー３ｃに巻回されることにより、各ユニット膜２と隅部フレーム３とが連結されている。
【００２４】
そして、これら隣接するユニット膜２間の隙間およびユニット膜２と隅部フレーム３の枠部３ａとの間の隙間は、シールキャンバス（封止部材）９および当該シールキャンバス９を両面テープ折り畳みジョイント１０を介して覆うカバーキャンバス１１によって気密的に塞がれている。なお、図中符号１２は、一辺側が各ユニット膜２に接合されたカバーキャンバス１１の他辺側同士を連結するレーシングロープである。
【００２５】
また、隅部フレーム３の枠部３ａ内には、袋状のドレイン収納部材１３が設けられており、このドレイン収納部材１３の下部外周には、当該ドレイン収納部材１３内に流入した水を排水するための縦樋管（排水管）１４の上端部が接続されている。そして、この縦樋管１４の下端部は、バレーケーブル６から垂下されたワイヤ１５によって、屋根１の下方に幾分の傾斜をもって支持されている集水管（排水管）１６に接続されている。これにより、複数のユニット膜２からなる屋根１が構成されている。
【００２６】
他方、隅部フレーム３の下端部に接合された円板状の支持板４の下面には、屋根１を支持するための引き込みケーブル（ケーブル）１７の上端部が連結されている。
そして、図５および図６に示すように、この引き込みケーブル１７の下部は、上下方向に間隔をおいて順次上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９の中央部に形成された貫通孔内に挿通されている。また、この引き込みケーブル１７は、下部ケーブル定着器１９から下方部分が所定の長さ寸法に形成されるとともに、その端部が自由端になっている。
【００２７】
ここで、引き込みケーブル１７の外周と、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９の貫通孔との間には、それぞれくさび２０、２１が着脱自在に介装されており、これにより、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９は、各々引き込みケーブル１７の外周に固定および離脱自在に設けられている。
【００２８】
また、引き込みケーブル１７の下方であって、廃棄物処理場の敷地上には、コンクリートブロックからなるアンカーウエイト（アンカー材）２２が載置されている。すなわち、図５に示すように、廃棄物処理場の敷地上には、廃棄物によって汚染された水が敷地内へと滲入することを防止するための浸水シート３０が張設されるとともに、この浸水シート３０上に保護層土３１が盛られており、この保護層土３１上に、アンカーウエイト２２が載置されている。
【００２９】
そして、このアンカーウエイト２２の上面に固定されたリング２２ａに、アンカーケーブル（ケーブル）２３が挿通されるとともに、これにより２本となったアンカーケーブル２３の上部が、それぞれ順次下部ケーブル定着器１９および上部ケーブル定着器１８に引き込みケーブル１７を間に挟んで形成された貫通孔内に挿通されている。また、アンカーウエイト２２は、上部ケーブル定着器１８から上方部分が所定の長さ寸法に形成されるとともに、その端部が自由端になっている。
【００３０】
ここで、アンカーケーブル２３についても、それぞれの外周と上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９の貫通孔との間に、くさび２４、２５が着脱自在に介装されており、これにより、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９は、各々アンカーケーブル２３の外周に固定および離脱自在に設けられている。
【００３１】
さらに、引き込みケーブル１７を間に挟むように、２本のリフティング補助ケーブル２６が配置され、それぞれの上端部が円板状の支持板４に連結されている。そして、これらリフティング補助ケーブル２６は、その下端部が下部ケーブル定着器１９の上面に臨む位置まで垂下されるとともに、当該リフティング補助ケーブル２６の下端部と下部ケーブル定着器１９の上面との間には、必要に応じてレバーブロック２７が取り付け可能になっている。
【００３２】
次に、図５〜図１２に基づいて、以上の構成からなり廃棄物処理場の屋根を形成する空気膜構造の作用について説明する。
先ず、図５および図１２（ａ）に示すように、廃棄物処理場における廃棄物の埋め立て作業エリアを、上記屋根１によって気密的に覆うとともに、屋根１の形状安定性を確保するために、内部空間Ｓに屋根１の自重よりも幾分高い内圧を付与しておく。なお、この廃棄物による埋め立て初期においては、未だ埋め立てによる敷地のレベルが低いために、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の長さ寸法を短くした状態で、それぞれくさび２０、２１、２４、２５により上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９に固定しておく。
【００３３】
そして、上記廃棄物処理場における廃棄物の埋め立てが進行して、図１２（ｂ）に示すように敷地のレベルが増した際に、屋根１の高さを増加させる。
この際には、先ず内部空間の圧力を、屋根１の自重とバランスする程度の圧力（リフティング内圧）まで下げた後に、図７に示すように、リフティング補助ケーブル２６の下端部と下部ケーブル定着器１９との間に、レバーブロック２７を取り付ける。
【００３４】
そして、このレバーブロック２７によってリフティング補助ケーブル２６を引き込むことにより、屋根１からの引張力を、リフティング補助ケーブル２６→下部ケーブル定着器１９→その下方のアンカーケーブル２３→アンカーウエイト２２によって支承する。これにより、引き込みケーブル１７および下部ケーブル定着器１９から上方のアンカーケーブル２３に作用していた荷重が解除される。
【００３５】
次に、上部ケーブル定着器１８におけるアンカーケーブル２３のくさび２４と、下部ケーブル定着器１９における引き込みケーブル１７のくさび２１を解除する。これにより、上部ケーブル定着器１８は、引き込みケーブル１７によって、単に吊り下げられた状態になる。そこで、図８に示すように、レバーブロック２７を逆に操作して、リフティング補助ケーブル２６を送り出すと、送り出された分だけ内圧によって屋根１が上昇する。
【００３６】
そして、屋根１が所定の高さに到達した際に、レバーブロック２７の操作を停止し、この状態で、図９に示すように、上部ケーブル定着器１８におけるアンカーケーブル２３のくさび２４を効かせてアンカーケーブル２３を上部ケーブル定着器１８に固定した後に、レバーブロック２７によるリフティング補助ケーブル２６の荷重を解除する。これにより、屋根１からの引張力を、引き込みケーブル１７→上部ケーブル定着器１８→その下方のアンカーケーブル２３→アンカーウエイト２２によって支承する。
【００３７】
次いで、下部ケーブル定着器１９におけるアンカーケーブル２３のくさび２５を解除すると、下部ケーブル定着器１９は、レバーブロック２７を介してリフティング補助ケーブル２６によって吊り下げられた状態になる。そこで、図１０に示すように、レバーブロック２７を操作して、下部ケーブル定着器１９を所定の高さまで引き上げる。そして、下部ケーブル定着器１９におけるくさび２１を効かせて引き込みケーブル１７を固定するとともに、くさび２５を効かせてアンカーケーブル２３を固定する。
【００３８】
次いで、図１１に示すように、レバーブロック２７を取り外して、内圧を常時の圧力に上げることにより、屋根１のリフティング作業が終了する。
そして、埋め立てがさらに進行して、図１２（ｃ）に示すように、敷地のレベルがさらに高くなった場合には、上記工程と同様にして屋根１のリフティング作業を実施し、埋め立てが完了した際には、図１２（ｄ）に示すように、最終的に上記屋根１を撤去する。
【００３９】
以上のように、上記構成からなる空気膜構造によれば、屋根１を複数の凸曲面状をなすユニット膜２の外周縁同士を接続することにより構成し、４枚のユニット膜２の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と内部空間の敷地上に載置さられたアンカーウエイト２２の間に、各々全体の長さ寸法が調整可能な引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３を設けているために、屋根１に作用する引張力をこれら複数本の引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３に分散して各々のアンカーウエイト２２で支持することができる。
【００４０】
このため、構造が簡易であるとともに、ユニット膜２、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３、アンカーウエイト２２等の各構成部材を小型化することにより軽量化も図ることができ、よって製作、組立、施工あるいは撤去等が極めて容易になる。
【００４１】
しかも、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の全体の長さ寸法が調整可能であるために、図１２（ｅ）に示すように、廃棄物処理の進行による敷地高さの増加に併せて、初期状態Ｘから最終状態Ｚに至るまで、屋根１の高さを適宜増して行くことができる。このため、常に屋根１の下方の内部空間Ｓの容積を最小限に保つことができ、よって給排気設備等の小型化を図ることもできるうえに、内部空間Ｓの排気等の制御も容易になる。また、ランニングコストの低減化も実現することができる。
【００４２】
さらに、アンカーウエイト２２を、内部空間Ｓの敷地上に載置しているために、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の支持に、アンカーウエイト２２上に埋め戻された土等の廃棄物の設置圧を効果的に利用することができる。
【００４３】
加えて、隣接するユニット膜材２の外周縁同士およびユニット膜２と隅部フレーム３とを、レーシングロープ５によって着脱可能に接続するとともに、この接続部をシールキャンバス９によって気密的に封じているために、屋根１を現場において容易に組み立てることが可能になる。しかも、平常時においては、シールキャンバス９等によって屋根１としての気密性を確保することができるとともに、長期間の使用によって屋根１を構成する１枚または複数枚のユニット膜２が損傷や摩耗を受けた場合においても、当該箇所のユニット膜材２のみを交換して、再びシールキャンバス９によって封じることにより、容易に補修することができる。
【００４４】
さらに、隣接する凸曲面状のユニット膜２の角隅部が集合して谷部となる箇所に、隅部フレーム３を設けるとともに、この隅部フレーム３の外周を画成する枠部３ａ内に袋状のドレイン収納部材１３を設け、このドレイン収納部材１３の下部外周に、当該ドレイン収納部材１３内に流入した水を排水するための縦樋管１４を接続しているために、雨水や融雪がユニット膜２から流下してドレイン収納部材１３内に流入した場合においても、縦樋管１４および集水管１６を介して内部空間Ｓ内の適所、あるいは外部へと排水することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、本発明に係る空気膜構造を、廃棄物処理場を覆う屋根の構造に適用した場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、大規模な物品の集配場や保管場所等の様々な箇所に適用することができる。
【００４６】
また、本実施形態の屋根構造においては、屋根１からの引張力を支承するケーブルを、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３によって構成し、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９を用いて、これら引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の長さ寸法を調整自在に設けたが、これに限定されるものではなく、当該ケーブルの長さ寸法を調整可能にするものであれば、各種の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る空気膜構造の一実施形態の屋根形状を示す概略斜視図である。
【図２】図１のユニット膜の接合部分を一部省略して示す斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線視断面図である。
【図４】図２の底部を一部省略して示す斜視図である。
【図５】図１の屋根を支持するとともに長さが調整可能に設けられたケーブルの構成を示す斜視図である。
【図６】図５のケーブル定着器と引き込みケーブルおよびアンカーケーブルの固定状態を示す斜視図である。
【図７】図５のリフティング補助ケーブルと下部ケーブル定着器の間にレバーブロックを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図８】図７のレバーブロックを操作してリフティング補助ケーブルを送り出すことにより屋根を上昇させる状態を示す斜視図である。
【図９】図８の上部ケーブル定着器におけるアンカーケーブルのくさびを効かせてアンカーケーブルを上部ケーブル定着器に固定した状態を示す斜視図である。
【図１０】図９のレバーブロックを操作して下部ケーブル定着器を引き上げる状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０のレバーブロックを取り外して屋根のリフティング作業が終了した状態を示す斜視図である。
【図１２】廃棄物処理場における埋め立ての進行とこれに応じた屋根の高さの変化を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 屋根
２ ユニット膜
３ 隅部フレーム
５ レーシングロープ
６ バレーケーブル
９ シールキャンバス
１３ ドレイン収納部材
１４ 縦樋管（排水管）
１６ 集水管（排水管）
１７ 引き込みケーブル（ケーブル）
１８ 上部ケーブル定着器
１９ 下部ケーブル定着器
２０、２１、２４、２５ くさび
２２ アンカーウエイト（アンカー材）
２３ アンカーケーブル（ケーブル）
２６ リフティング補助ケーブル
２７ レバーブロック
Ａ 廃棄物処理場
Ｓ 内部空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜材によって形成されて廃棄物処理場等の屋根を構成するとともに、内部に空気が充填されることにより上記屋根形状が保持される空気膜構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理場や大規模な物品の集配場においては、降雨や降雪による悪影響を防止したり、あるいは廃棄物等の飛散を防止したりするために、簡易的な構造物によって内部を覆うことが要請されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１においては、廃棄物処分領域の周囲に複数の支柱を立設するとともに、これら支柱から対向位置の支柱まで、廃棄物処分領域の上方を引っ張り力のみを支持する横方向及び縦方向の主ケーブルを張設し、当該横方向及び縦方向の主ケーブルをその交差位置で相互に連結するとともに膜体からなる屋根材を支持し、当該屋根材を主ケーブルによる支持部以外の部位が重力方向に凸となる様に張設下した廃棄物処分場の異形平面対応屋根架設構造が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１６２４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記廃棄物処理場は、一般に人里離れた山間部に立地されることが多く、したがって谷間の傾斜面等を利用した平坦ではない場所に設けられている。
このため、上記従来の屋根架設構造にあっては、廃棄物処理領域の周囲に支柱を立設するために、多大の手間を要するという問題点がある。
【０００５】
また、廃棄物処理場等は、広大な面積を必要とするために、上記支柱や主ケーフルに作用する応力が大きなものになり、この結果上記支柱、主ケーブル、屋根材といった各構成部材が大型化して、その製作、搬送および施工が難しいという問題点もある。
【０００６】
さらに、上記廃棄物処理場は、廃棄物の処理によって経時的に敷地の高さが増すのに対して、上記従来の屋根架設構造においては、上記支柱として、廃棄物処理場における最終的なレベルよりも高いものを立設しておく必要がある。このため、特に上記屋根材下方の内部空間を負圧あるいは正圧に保持する場合には、廃棄物処理の初期段階において上記内部空間の容積が極めて大きなものとなるために、排気または給気に大容量の設備を要するとともに、当該排気または給気の制御が難しいいう問題点がある。
【０００７】
しかも、一旦上記屋根架設構造を構築した後においては、その形状が決まってしまうために、廃棄物処理場の領域を変更することが困難になるとともに、この種の廃棄物処理場においては、処理期間が十年以上となることが多いために、当該期間中に膜体からなる屋根材が部分的に損傷した場合においても、その補修が難しいという問題点もある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、構成部材の小型軽量化を図ることができるとともに、内部空間の高さを適宜調整することが可能になり、よって内部空間に対する排気等の制御も容易となる空気膜構造物を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、平面視多角形状をなし、かつ上方に向けて凸曲面状をなす複数のユニット膜の外周縁同士を接続することにより、上記複数の凸曲面によって内部空間を覆う屋根を形成し、複数本のケーブルを、各々上記複数の上記ユニット膜の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と上記内部空間の下方に設けられて当該ケーブルに生じる引張力を支持するアンカー材との間に、鉛直方向の長さ寸法を調節可能に設け、かつ上記内部空間に加圧空気を供給することにより上記屋根の凸曲面形状を保持したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記アンカー材が、上記内部空間の敷地上に載置されていることを特徴とするものである。
ここで、敷地上に載置するとは、例えば大規模な物品の集配場等の一般的な場所においては、当該集配場等の敷地上に直接載置することであり、廃棄物処理場のように敷地上に汚染された水等が当該敷地に滲入することを防止するための遮水シートが設けられ、その上に保護層土が盛られている場合には、当該保護層土上に載置することを意味する。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、隣接する上記ユニット膜材が、互いの上記外周縁同士が着脱可能に接続されるとともに、この接続部に、当該接続部を気密的に封じる封止部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記谷部の底部には、当該谷部に溜まった水を抜き出し可能な排水管が接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、屋根を複数の凸曲面状をなすユニット膜の外周縁同士を接続することにより構成した屋根に作用する引張力を、上記ユニット膜の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と内部空間の下方のアンカー材との間に長さ寸法を調整可能に設けた複数本の上記ケーブルに分散して、各々のアンカー材で支持することができる。
【００１４】
このため、構造が簡易であるとともに、ユニット膜、ケーブル、アンカー材等の各構成部材を小型化することにより軽量化も図ることができ、よって製作、組立、施工あるいは撤去等が極めて容易になる。
【００１５】
しかも、上記ケーブルの長さ寸法が調整可能であるために、例えば廃棄物処理場に適用した場合には、廃棄物処理の進行による敷地高さの増加に併せて、屋根の高さを適宜増して行くことができる。このため、常に屋根下方の内部空間の容積を最小限に保つことができ、よって給排気設備等の小型化を図ることもできるうえに、当該内部空間の排気等の制御も容易になる。また、ランニングコストの低減化も実現することができる。
【００１６】
さらに、請求項２に記載の発明のように、上記アンカー材を内部空間の敷地上に載置すれば、特に廃棄物処理場に適用した場合において、ケーブルの支持に、当該アンカー材の上部に埋め戻された土等の廃棄物の設置圧を利用することができるとともに、上記アンカー材により敷地上に張られた遮水シートに破損を生じることもないという利点がある。
【００１７】
加えて、請求項３に記載の発明によれば、隣接する上記ユニット膜材の外周縁同士を、着脱可能に接続して、この接続部に気密的に封じる封止部材を設けているために、上記屋根を現場において容易に組み立てることが可能になる。しかも、平常時においては、上記封止部材によって屋根としての気密性を確保することができるとともに、長期間の使用によって屋根が局部的に損傷や摩耗を受けた場合においても、当該箇所のユニット膜材のみを交換することにより、容易に補修することが可能になる。
【００１８】
また、本発明においては、複数の凸曲面状に形成されたユニット膜によって屋根を形成し、内部空間に加圧空気を供給することにより上記屋根の凸曲面形状を保持した構造であるために、隣接する上記ユニット膜の角隅部が集合する箇所に、谷部が形成されている。
この結果、当該谷部に雨水や融雪が溜まることになるが、請求項４に記載の発明によれば、上記谷部の底部に、当該谷部に溜まった水を抜き出し可能な排水管を接続しているために、この排水管を介して上記内部空間内の適所、あるいは外部へと排水することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図１２は、本発明に係る空気膜構造を、廃棄物処理場の屋根構造に適用した一実施形態を示すものである。
これらの図において、図中符号１は、上記廃棄物処理場Ａを気密的に覆う屋根であり、この屋根１は、複数枚のユニット膜２から構成されている。ここで、各ユニット膜２は、塩化ビニルをコーティングしたポリエステル布等の素材からなる平面視正方形状の膜材であり、上方に向けて凸曲面状に形成されたものである。
【００２０】
また、ユニット膜２は、図２〜図４に示すように、互いの外周縁を近接させて配置されるとともに、４枚のユニット膜２の外周縁の角隅部が集合する部分が切り欠かれて、正方形状の開口部が形成されている。そして、この開口部に隅部フレーム３が配置されている。
【００２１】
この隅部フレーム３は、各々のユニット膜２の切り欠かれた外周縁に沿う方形状の枠部３ａと、この枠部３ａの角部下面から四角錐の辺部に沿って垂下して先端部が円板状の支持板４に一体的に接合された脚部３ｂとから構成されたもので、枠部３ａの外周に沿って、後述するレーシングロープ５の受けバー３ｃが設けられている。また、枠部３ａの角部外面には、隣接するユニット膜２の外周縁の間に沿って、隅部フレーム３間に張設されたバレーケーブル６の端部が連結されている。
【００２２】
他方、各ユニット膜２の外周縁には、縫い込みロープ７が縫い込まれて一体化されているとともに、この縫い込みロープ７の内側に、所定間隔をおいてレーシングロープ５の挿通孔８ａが穿設された膜端補強プレート８が接合されている。
そして、隣接するユニット膜２および隅部フレーム３は、レーシングロープ５によって互いに着脱自在に接続されている。
【００２３】
すなわち、レーシングロープ５が、各ユニット膜２の膜端補強プレート８に穿設された挿通孔８ａに挿通されるとともにバレーケーブル６の外周に巻回されることにより、隣接するユニット膜２同士がバレーケーブル６を間に介して連結されている。また、上記レーシングロープ５が、各ユニット膜２の挿通孔８ａに挿通されるとともに隅部フレーム３の枠部３ａに突設された受けバー３ｃに巻回されることにより、各ユニット膜２と隅部フレーム３とが連結されている。
【００２４】
そして、これら隣接するユニット膜２間の隙間およびユニット膜２と隅部フレーム３の枠部３ａとの間の隙間は、シールキャンバス（封止部材）９および当該シールキャンバス９を両面テープ折り畳みジョイント１０を介して覆うカバーキャンバス１１によって気密的に塞がれている。なお、図中符号１２は、一辺側が各ユニット膜２に接合されたカバーキャンバス１１の他辺側同士を連結するレーシングロープである。
【００２５】
また、隅部フレーム３の枠部３ａ内には、袋状のドレイン収納部材１３が設けられており、このドレイン収納部材１３の下部外周には、当該ドレイン収納部材１３内に流入した水を排水するための縦樋管（排水管）１４の上端部が接続されている。そして、この縦樋管１４の下端部は、バレーケーブル６から垂下されたワイヤ１５によって、屋根１の下方に幾分の傾斜をもって支持されている集水管（排水管）１６に接続されている。これにより、複数のユニット膜２からなる屋根１が構成されている。
【００２６】
他方、隅部フレーム３の下端部に接合された円板状の支持板４の下面には、屋根１を支持するための引き込みケーブル（ケーブル）１７の上端部が連結されている。
そして、図５および図６に示すように、この引き込みケーブル１７の下部は、上下方向に間隔をおいて順次上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９の中央部に形成された貫通孔内に挿通されている。また、この引き込みケーブル１７は、下部ケーブル定着器１９から下方部分が所定の長さ寸法に形成されるとともに、その端部が自由端になっている。
【００２７】
ここで、引き込みケーブル１７の外周と、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９の貫通孔との間には、それぞれくさび２０、２１が着脱自在に介装されており、これにより、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９は、各々引き込みケーブル１７の外周に固定および離脱自在に設けられている。
【００２８】
また、引き込みケーブル１７の下方であって、廃棄物処理場の敷地上には、コンクリートブロックからなるアンカーウエイト（アンカー材）２２が載置されている。すなわち、図５に示すように、廃棄物処理場の敷地上には、廃棄物によって汚染された水が敷地内へと滲入することを防止するための浸水シート３０が張設されるとともに、この浸水シート３０上に保護層土３１が盛られており、この保護層土３１上に、アンカーウエイト２２が載置されている。
【００２９】
そして、このアンカーウエイト２２の上面に固定されたリング２２ａに、アンカーケーブル（ケーブル）２３が挿通されるとともに、これにより２本となったアンカーケーブル２３の上部が、それぞれ順次下部ケーブル定着器１９および上部ケーブル定着器１８に引き込みケーブル１７を間に挟んで形成された貫通孔内に挿通されている。また、アンカーウエイト２２は、上部ケーブル定着器１８から上方部分が所定の長さ寸法に形成されるとともに、その端部が自由端になっている。
【００３０】
ここで、アンカーケーブル２３についても、それぞれの外周と上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９の貫通孔との間に、くさび２４、２５が着脱自在に介装されており、これにより、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９は、各々アンカーケーブル２３の外周に固定および離脱自在に設けられている。
【００３１】
さらに、引き込みケーブル１７を間に挟むように、２本のリフティング補助ケーブル２６が配置され、それぞれの上端部が円板状の支持板４に連結されている。そして、これらリフティング補助ケーブル２６は、その下端部が下部ケーブル定着器１９の上面に臨む位置まで垂下されるとともに、当該リフティング補助ケーブル２６の下端部と下部ケーブル定着器１９の上面との間には、必要に応じてレバーブロック２７が取り付け可能になっている。
【００３２】
次に、図５〜図１２に基づいて、以上の構成からなり廃棄物処理場の屋根を形成する空気膜構造の作用について説明する。
先ず、図５および図１２（ａ）に示すように、廃棄物処理場における廃棄物の埋め立て作業エリアを、上記屋根１によって気密的に覆うとともに、屋根１の形状安定性を確保するために、内部空間Ｓに屋根１の自重よりも幾分高い内圧を付与しておく。なお、この廃棄物による埋め立て初期においては、未だ埋め立てによる敷地のレベルが低いために、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の長さ寸法を短くした状態で、それぞれくさび２０、２１、２４、２５により上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９に固定しておく。
【００３３】
そして、上記廃棄物処理場における廃棄物の埋め立てが進行して、図１２（ｂ）に示すように敷地のレベルが増した際に、屋根１の高さを増加させる。
この際には、先ず内部空間の圧力を、屋根１の自重とバランスする程度の圧力（リフティング内圧）まで下げた後に、図７に示すように、リフティング補助ケーブル２６の下端部と下部ケーブル定着器１９との間に、レバーブロック２７を取り付ける。
【００３４】
そして、このレバーブロック２７によってリフティング補助ケーブル２６を引き込むことにより、屋根１からの引張力を、リフティング補助ケーブル２６→下部ケーブル定着器１９→その下方のアンカーケーブル２３→アンカーウエイト２２によって支承する。これにより、引き込みケーブル１７および下部ケーブル定着器１９から上方のアンカーケーブル２３に作用していた荷重が解除される。
【００３５】
次に、上部ケーブル定着器１８におけるアンカーケーブル２３のくさび２４と、下部ケーブル定着器１９における引き込みケーブル１７のくさび２１を解除する。これにより、上部ケーブル定着器１８は、引き込みケーブル１７によって、単に吊り下げられた状態になる。そこで、図８に示すように、レバーブロック２７を逆に操作して、リフティング補助ケーブル２６を送り出すと、送り出された分だけ内圧によって屋根１が上昇する。
【００３６】
そして、屋根１が所定の高さに到達した際に、レバーブロック２７の操作を停止し、この状態で、図９に示すように、上部ケーブル定着器１８におけるアンカーケーブル２３のくさび２４を効かせてアンカーケーブル２３を上部ケーブル定着器１８に固定した後に、レバーブロック２７によるリフティング補助ケーブル２６の荷重を解除する。これにより、屋根１からの引張力を、引き込みケーブル１７→上部ケーブル定着器１８→その下方のアンカーケーブル２３→アンカーウエイト２２によって支承する。
【００３７】
次いで、下部ケーブル定着器１９におけるアンカーケーブル２３のくさび２５を解除すると、下部ケーブル定着器１９は、レバーブロック２７を介してリフティング補助ケーブル２６によって吊り下げられた状態になる。そこで、図１０に示すように、レバーブロック２７を操作して、下部ケーブル定着器１９を所定の高さまで引き上げる。そして、下部ケーブル定着器１９におけるくさび２１を効かせて引き込みケーブル１７を固定するとともに、くさび２５を効かせてアンカーケーブル２３を固定する。
【００３８】
次いで、図１１に示すように、レバーブロック２７を取り外して、内圧を常時の圧力に上げることにより、屋根１のリフティング作業が終了する。
そして、埋め立てがさらに進行して、図１２（ｃ）に示すように、敷地のレベルがさらに高くなった場合には、上記工程と同様にして屋根１のリフティング作業を実施し、埋め立てが完了した際には、図１２（ｄ）に示すように、最終的に上記屋根１を撤去する。
【００３９】
以上のように、上記構成からなる空気膜構造によれば、屋根１を複数の凸曲面状をなすユニット膜２の外周縁同士を接続することにより構成し、４枚のユニット膜２の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と内部空間の敷地上に載置さられたアンカーウエイト２２の間に、各々全体の長さ寸法が調整可能な引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３を設けているために、屋根１に作用する引張力をこれら複数本の引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３に分散して各々のアンカーウエイト２２で支持することができる。
【００４０】
このため、構造が簡易であるとともに、ユニット膜２、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３、アンカーウエイト２２等の各構成部材を小型化することにより軽量化も図ることができ、よって製作、組立、施工あるいは撤去等が極めて容易になる。
【００４１】
しかも、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の全体の長さ寸法が調整可能であるために、図１２（ｅ）に示すように、廃棄物処理の進行による敷地高さの増加に併せて、初期状態Ｘから最終状態Ｚに至るまで、屋根１の高さを適宜増して行くことができる。このため、常に屋根１の下方の内部空間Ｓの容積を最小限に保つことができ、よって給排気設備等の小型化を図ることもできるうえに、内部空間Ｓの排気等の制御も容易になる。また、ランニングコストの低減化も実現することができる。
【００４２】
さらに、アンカーウエイト２２を、内部空間Ｓの敷地上に載置しているために、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の支持に、アンカーウエイト２２上に埋め戻された土等の廃棄物の設置圧を効果的に利用することができる。
【００４３】
加えて、隣接するユニット膜材２の外周縁同士およびユニット膜２と隅部フレーム３とを、レーシングロープ５によって着脱可能に接続するとともに、この接続部をシールキャンバス９によって気密的に封じているために、屋根１を現場において容易に組み立てることが可能になる。しかも、平常時においては、シールキャンバス９等によって屋根１としての気密性を確保することができるとともに、長期間の使用によって屋根１を構成する１枚または複数枚のユニット膜２が損傷や摩耗を受けた場合においても、当該箇所のユニット膜材２のみを交換して、再びシールキャンバス９によって封じることにより、容易に補修することができる。
【００４４】
さらに、隣接する凸曲面状のユニット膜２の角隅部が集合して谷部となる箇所に、隅部フレーム３を設けるとともに、この隅部フレーム３の外周を画成する枠部３ａ内に袋状のドレイン収納部材１３を設け、このドレイン収納部材１３の下部外周に、当該ドレイン収納部材１３内に流入した水を排水するための縦樋管１４を接続しているために、雨水や融雪がユニット膜２から流下してドレイン収納部材１３内に流入した場合においても、縦樋管１４および集水管１６を介して内部空間Ｓ内の適所、あるいは外部へと排水することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、本発明に係る空気膜構造を、廃棄物処理場を覆う屋根の構造に適用した場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、大規模な物品の集配場や保管場所等の様々な箇所に適用することができる。
【００４６】
また、本実施形態の屋根構造においては、屋根１からの引張力を支承するケーブルを、引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３によって構成し、上部ケーブル定着器１８および下部ケーブル定着器１９を用いて、これら引き込みケーブル１７およびアンカーケーブル２３の長さ寸法を調整自在に設けたが、これに限定されるものではなく、当該ケーブルの長さ寸法を調整可能にするものであれば、各種の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る空気膜構造の一実施形態の屋根形状を示す概略斜視図である。
【図２】図１のユニット膜の接合部分を一部省略して示す斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線視断面図である。
【図４】図２の底部を一部省略して示す斜視図である。
【図５】図１の屋根を支持するとともに長さが調整可能に設けられたケーブルの構成を示す斜視図である。
【図６】図５のケーブル定着器と引き込みケーブルおよびアンカーケーブルの固定状態を示す斜視図である。
【図７】図５のリフティング補助ケーブルと下部ケーブル定着器の間にレバーブロックを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図８】図７のレバーブロックを操作してリフティング補助ケーブルを送り出すことにより屋根を上昇させる状態を示す斜視図である。
【図９】図８の上部ケーブル定着器におけるアンカーケーブルのくさびを効かせてアンカーケーブルを上部ケーブル定着器に固定した状態を示す斜視図である。
【図１０】図９のレバーブロックを操作して下部ケーブル定着器を引き上げる状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０のレバーブロックを取り外して屋根のリフティング作業が終了した状態を示す斜視図である。
【図１２】廃棄物処理場における埋め立ての進行とこれに応じた屋根の高さの変化を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 屋根
２ ユニット膜
３ 隅部フレーム
５ レーシングロープ
６ バレーケーブル
９ シールキャンバス
１３ ドレイン収納部材
１４ 縦樋管（排水管）
１６ 集水管（排水管）
１７ 引き込みケーブル（ケーブル）
１８ 上部ケーブル定着器
１９ 下部ケーブル定着器
２０、２１、２４、２５ くさび
２２ アンカーウエイト（アンカー材）
２３ アンカーケーブル（ケーブル）
２６ リフティング補助ケーブル
２７ レバーブロック
Ａ 廃棄物処理場
Ｓ 内部空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視多角形状をなし、かつ上方に向けて凸曲面状をなす複数のユニット膜の外周縁同士を接続することにより、上記複数の凸曲面によって内部空間を覆う屋根を形成し、複数本のケーブルを、各々上記複数の上記ユニット膜の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と上記内部空間の下方に設けられて当該ケーブルに生じる引張力を支持するアンカー材との間に、鉛直方向の長さ寸法を調節可能に設け、かつ上記内部空間に加圧空気を供給することにより上記屋根の凸曲面形状を保持したことを特徴とする空気膜構造物。
【請求項２】
上記アンカー材は、上記内部空間の敷地上に載置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気膜構造物。
【請求項３】
隣接する上記ユニット膜材は、互いの上記外周縁同士が着脱可能に接続されるとともに、この接続部に、当該接続部を気密的に封じる封止部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気膜構造。
【請求項４】
上記谷部の底部には、当該谷部に溜まった水を抜き出し可能な排水管が接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気膜構造。
【請求項１】
平面視多角形状をなし、かつ上方に向けて凸曲面状をなす複数のユニット膜の外周縁同士を接続することにより、上記複数の凸曲面によって内部空間を覆う屋根を形成し、複数本のケーブルを、各々上記複数の上記ユニット膜の外周縁の角隅部が集合する谷部の底部と上記内部空間の下方に設けられて当該ケーブルに生じる引張力を支持するアンカー材との間に、鉛直方向の長さ寸法を調節可能に設け、かつ上記内部空間に加圧空気を供給することにより上記屋根の凸曲面形状を保持したことを特徴とする空気膜構造物。
【請求項２】
上記アンカー材は、上記内部空間の敷地上に載置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気膜構造物。
【請求項３】
隣接する上記ユニット膜材は、互いの上記外周縁同士が着脱可能に接続されるとともに、この接続部に、当該接続部を気密的に封じる封止部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気膜構造。
【請求項４】
上記谷部の底部には、当該谷部に溜まった水を抜き出し可能な排水管が接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気膜構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４４３４６（Ｐ２０１０−１４４３４６Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１９９９５（Ｐ２００８−３１９９９５）
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レバーブロック
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レバーブロック
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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