特開 2023-117910 ＢＣＰ対応設備システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117910

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】ＢＣＰ対応設備システム

(51)【国際特許分類】

   E03B 3/03 20060101AFI20230817BHJP

   E03F 1/00 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

E03B3/03 B

E03F1/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020726

(22)【出願日】2022-02-14

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】522056895

【氏名又は名称】田中 良彦

(71)【出願人】

【識別番号】522056909

【氏名又は名称】日本環境技研株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 良彦

【テーマコード（参考）】

2D063

【Ｆターム（参考）】

2D063AA01

2D063DC04

(57)【要約】

【課題】災害などの緊急事態にも対応できる設備システムを提供する。
【解決手段】想定浸水位よりも上方に設置され、建物に設置された設備から汚水及び雑排水の少なくとも１つを含む排水を吸引する装置と、想定浸水位よりも上方に設置され、前記装置から吸引された排水を貯留する水槽と、を備える、設備システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

想定浸水位よりも上方に設置され、建物に設置された設備から汚水及び雑排水の少なくとも１つを含む排水を吸引する装置と、
想定浸水位よりも上方に設置され、前記装置から吸引された排水を貯留する水槽と、を備える、設備システム。

【請求項2】

前記水槽は前記建物の１階より上方の階または屋上に設置される、請求項１に記載の設備システム。

【請求項3】

前記水槽内から排水するポンプをさらに備える、請求項１または２に記載の設備システム。

【請求項4】

前記水槽に設置された水位計をさらに備え、
前記ポンプは前記水位計の計測した水位に応じて排水を実行する、請求項３に記載の設備システム。

【請求項5】

前記装置から吸引された排水を貯留する予備水槽をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項6】

前記装置から前記水槽及び前記予備水槽への排水を制御する、１以上のバルブをさらに備える、請求項５のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項7】

前記水槽と接続された汚水枡と、
前記汚水枡に設置された汚水枡水位計と、をさらに備える請求項１から６のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項8】

雨水及び井戸水の少なくとも１つを前記設備へ供給する配管系統をさらに備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項9】

前記装置は前記建物内の配管系統ごとに設置される、請求項１から８のいずれか１項に記載の設備システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は災害などの緊急事態に対応可能な、すなわちＢＣＰ（事業継続計画）に対応可能な設備システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の排水システムでは、便器洗浄水を汚水配管の中で重力によって下方向に排水する、重力方式と言われるシステムが採用されている（非特許文献１など）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】公共建築協会、国土交通省大臣官房官庁営繕部、「設備・環境課建築設備設計基準 令和３年版」、２０２１年８月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

重力によって排水する方式では、建物の下部や地下に汚水槽を設置する必要がある。広域災害（水害、地震など）が発生すると、建物の地下機械室にある電気設備・給水設備や汚水槽・汚水システムが水没して機能停止が起こり、加えて下水道インフラ設備が機能を停止することから、便器が使用できなくなるという障害が発生してしまう。

【0005】

このような障害が起きると、被災者が避難所としている建物に於いて便器が使用できなくなる。仮設の便器を運搬するまで時間が掛ることに加え、仮設便器の数量が十分でなければ、避難所の衛生上の問題や、避難者の健康被害の問題などが発生し得る。

【0006】

本発明は、斯かる実情に鑑み、災害などの緊急事態にも対応できる設備システムを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は一態様として、想定浸水位よりも上方に設置され、建物に設置された設備から汚水及び雑排水の少なくとも１つを含む排水を吸引する装置と、想定浸水位よりも上方に設置され、前記装置から吸引された排水を貯留する水槽と、を備える、設備システムを提供する。

【発明の効果】

【0008】

上記構成によれば、災害などの緊急事態にも対応できる設備システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態の設備システム第１例を示す図である。

【図2】第１実施形態の設備システム第２例を示す図である。

【図3】第２実施形態の設備システムを示す図である。

【図4】第２実施形態の設備システムを示す図である。

【図5】変形例による設備システムを示す図である。

【図6】汚水槽の一例を示す図である。

【図7】（ａ）災害時汚水槽の一例と（ｂ）汚水枡の一例を示す図である。

【図8】設備システムにおける、井戸水及び雨水の取水系統の一例を示す図である。

【図9】設備システムにおける、井戸水及び雨水の取水系統の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態である設備システム１について図面を参照して説明する。図１及び図２はそれぞれ、設備システム１の配管系統の第１例及び第２例を示す。

【0011】

設備システム１は、主に建物Ｂに設置されるシステムであり、図１及び図２に示すように、便器２、真空排水装置４、バルブ５ａ、５ｂ、５ｃ、災害時汚水槽６、汚水枡７、及び雑用水槽８を備える。これらの設備、装置は、配管３によって互いに接続される。なお、各図では配管３に矢印を重ねて記載し、汚水の流れを示している。なお、以下では便器２からの汚水を中心に説明するが、システム１、３００は、便器２以外の設備からの汚水、雑排水に対しても適用可能である。

【0012】

便器２は、雑用水槽８から不図示の配管を介して給水を受け、配管３へ排水する。便器２の下部には弁が設置され、真空排水装置４の動作と連動して開閉される。詳細には、便器２から汚水、汚物を配管３へ排出する際には弁が開き、それ以外の場合には弁は閉鎖されている。

【0013】

真空排水装置４は、負圧を配管３内部に発生させ、便器２からの汚水を吸引する装置である。さらに真空排水装置４は、汚水に対して正圧を加えて、配管３内でバルブ５ａ、５ｂへ向けて圧送する機能を備える。そのため、真空排水装置４は、下方の便器から汚水を吸引することが可能であるし、上方に汚水を送水することも可能である。

【0014】

真空排水装置４は便器２と電気的に接続されており、便器２の使用者からの指示を受け付けることができる。使用者の指示に応じて、真空排水装置４は汚水の吸引及び圧送を実行する。

【0015】

真空排水装置４は、建物Ｂの中間階（一階と屋上の間にある階）にある中間階機械室９に設置される。中間階機械室９は、洪水や津波などの災害時における想定浸水レベルよりも上方に設置される機械室である。中間階機械室９には、さらに非常用電源設備又は蓄電池（不図示）が設置されており、停電時にも真空排水装置４へ電力を供給することができる。なお、中間階とは、ここでは一階と屋上の間にある階とし、最上階を含むものとする。

【0016】

災害時汚水槽６は、災害時に汚水を貯留するための汚水槽であり、バルブ５ａを介して汚水を受け、貯留する機能を有する。災害時汚水槽６は、建物Ｂの屋上（図１）、または中間階機械室９（図２）に設置される。中間階機械室９の外に単独で設置されてもよいし、屋外設置されてもよい。いずれの設置箇所においても、災害時汚水槽６は、想定浸水レベルよりも上方に設置される。災害時汚水槽６は様々な材質によって構成し得るが、ＦＲＰ（繊維補強プラスチック）などの軽量で強度の高い材料が用いられることが好ましい。

【0017】

汚水枡７は、建物Ｂの外部に設置される筒状の枡であり、バルブ５ｂを介して真空排水装置４と接続される。ここでは、「筒状」とは角筒状や円筒状など中空の形状を指すものであり、円形や多角形などの様々な断面形状を含む概念である。したがって、汚水枡７は直方体形状または立方体形状の外形を持ち得る。また汚水枡７は、バルブ５ｃを介して災害時汚水槽６とも接続される。汚水枡７は、一例としてインバート枡であり、汚物による管の詰まりを避け、汚水をスムーズに公共下水へ向けて排水する機能を有する。

【0018】

雑用水槽８は、建物Ｂで使用する水を貯留するための水槽であり、建物Ｂの屋上に設置される。雑用水槽８は不図示の配管によって便器２と接続され、便器２を洗浄するための水を供給する。

【0019】

（システムの動作：通常時）
通常時、すなわち災害時以外における、設備システム１の動作について説明する。

【0020】

通常時、バルブ５ａ、５ｃは閉じられ、バルブ５ｂは開かれている。便器２が使用されると、真空排水装置４は、ユーザの指示に応じて便器２から汚水を吸引し、さらに汚水枡７へ向けて圧送する。

【0021】

圧送された汚水は汚水枡７へ到達し、その後、公共下水へと排水される。

【0022】

（システムの動作：災害時）
災害時など、浸水によって汚水枡７が水没した場合、または公共下水が使用不能となった場合、通常時と異なる運用が実施される。設備システム１では、バルブ５ｂ、５ｃが閉鎖され、代わりにバルブ５ａが開かれる。

【0023】

便器２が使用されると、真空排水装置４は、ユーザの指示に応じて便器２から汚水を吸引し、さらに圧送する。汚水は、バルブ５ａを通過して流れ、災害時汚水槽６に貯留される。

【0024】

浸水がなくなり、汚水枡７が使用できる状態になるとバルブ５ｃが開放される。災害時汚水槽６に貯留されていた汚水は、重力またはポンプによって配管３内部を流れ、バルブ５ｃを通って汚水枡７へ到達する。汚水は、汚水枡７から、公共下水へと排水される。

【0025】

＜第２実施形態＞
高層ビルにおいては真空排水装置４を、例えば１０階毎など、一定の階数ごとに設置することも可能である。例えば、図３の設備システム３００においては、７階ごとに真空排水装置４が設置され、上方の階にある便器２から汚水が吸引される。

【0026】

図３のように、建物Ｂの中で２系統での排水が行われてもよい。この例において設備システム３００は、西系統及び東系統という２つの独立した配管系統を形成する。すなわち、西系統／東系統に属する便器２からの汚水は東系統／西系統を介さずに排水される。真空排水装置４は、西系統及び東系統にそれぞれ１台ずつ設置され、東西の独立した各系統から汚水を吸引、圧送する。

【0027】

また、このような系統以外にも様々な方式が考えられる。例えば図４のように偶数階と奇数階とで配管系統を別としてもよい。

【0028】

このように複数系統による排水方式とすることにより、設備システム１の維持管理を容易にすることができる。詳細に述べると、２台の真空排水装置４のうち１つを点検管理のために稼働停止した場合においても、１系統は稼働することができる。そのため、建物Ｂに居る者は、階を移動することなく便器２を使用することができる。事故や災害等により、１つの系統を構成する配管３や設備が損傷した場合においても同様であり、稼働可能な系統が残るため、使用可能な便器２を建物Ｂ内に残すことができる。

【0029】

＜変形例＞
図５の変形例に示すように、設備システム１、３００に汚水槽１０が加えられ、システム全体での汚水貯留能力を増加させてもよい。汚水槽１０は、汚水を貯留するためのタンクであり、配管３及びバルブ５ｄを介して真空排水装置４と接続される。汚水槽１０は、一般的には地下階便器の２～３時間分の汚水を貯留可能な容量を備えるが、条件に応じてそれ以上または以下の容量としてもよい。図５において汚水槽１０は地下に埋設されるが、地上に設置されてもよい。

【0030】

汚水槽１０の内部には、図５に示すようにポンプ１１及び水位計１２が設置される。ポンプ１１は、配管３を経由して汚水枡７へ汚水を圧送する機能を持つ。また、水位計１２は、汚水槽１０の水量を計測する。

【0031】

図７（ａ）に示すように、変形例では災害時汚水槽６にもポンプ１１及び水位計１２が設置され、水槽内の水位を把握可能であるとともに、汚水枡７へ汚水を送水可能である。なお、災害時汚水槽６が地下に設置される場合には、災害時汚水槽６の内部を大気と接続する通気管１３がさらに設置される。なお、各図においてポンプ１１は枡内及び各汚水槽内に設置されているが、枡外または汚水槽外に設置されてもよい。

【0032】

汚水枡７には、水位計１２が設置されてもよい（図７（ｂ））。水位計１２を枡内に設置することにより、枡内の水位、特に満水となった状態を適切に把握することができる。

【0033】

（通常時）
変形例における設備システム１、３００の動作について説明する。通常時においては、バルブ５ｂ、５ｃが開放され、バルブ５ａ、５ｄが閉鎖される。便器２が使用されると、真空排水装置４によって汚水が吸引され、さらに汚水枡７に圧送される。その後汚水は汚水枡７を経て公共下水へ排水される。

【0034】

（災害時）
災害時においては、バルブ５ｂ、５ｄが開放され、バルブ５ａ、５ｃが閉鎖される。便器２が使用されると、真空排水装置４によって汚水が便器２から吸引され、汚水槽１０に送られる。

【0035】

汚水槽１０の水位は、水位計１２によって常時把握される。汚水槽１０が満水状態となった場合には、バルブ５ａが開放され、バルブ５ｂ、５ｃ、５ｄが閉鎖される。このようにして便器２からの汚水は、汚水槽１０の代わりに、真空排水装置４から災害時汚水槽６へ送られて貯留される。

【0036】

汚水槽１０及び災害時汚水槽６の汚水はポンプ１１によって汚水枡７へ排水可能である。そのため、汚水枡７及び公共下水が使用可能になった場合、また汚水枡７において汚水除去（次段落）が可能な場合には、汚水槽１０及び災害時汚水槽６の汚水は、ポンプ１１によって汚水枡７へ排水される。

【0037】

汚水槽１０及び汚水枡７に貯留される汚水及び固形物は、図６、図７（ｂ）に示すようにバキュームカーＶによっても除去可能である。水位計１２によって水位を把握できるため、災害時汚水槽６、汚水槽１０及び汚水枡７からの溢水が防止されるとともに、バキュームカーＶによって汚水処理すべきタイミングを把握できる。

【0038】

災害によっては公共下水が長期間（この例では７日以上）使用できなくなる場合があるが、この場合でも上記のように汚水槽１０及び災害時汚水槽６に貯留し、さらにバキュームカーＶによる汚水、固形物除去を行うことにより、設備システム１、３００を長期に亘って使用可能とできる。

【0039】

（上水）
実施形態において便器２を洗浄する水は上水道から供給されていたが、それ以外の手段によって供給されてもよい。

【0040】

一例として図８及び図９のように、井戸水及び雨水を水源として便器２に水を供給する方法が考えられる。なお、図８及び図９では理解を容易にするため、設備システム１、３００のうち、井戸水及び雨水を供給源として便器２へ水を供給するシステムを抽出して示し、他の設備及び装置は図示を省略している。

【0041】

設備システム１、３００は、図８及び図９に示すように、井戸Ｗ、ポンプＰ、ろ過装置１５、雨水貯留槽１７、及びルーフドレン１９を備える。これらの装置、設備は配管３及び竪管１８によって接続される。

【0042】

井戸Ｗの上端及びポンプＰは、想定浸水レベルよりも高い位置に設置され、浸水時においても使用可能である。図８において、ろ過装置１５、雨水貯留槽１７は、中間階機械室９に設置されるため、浸水時においても使用可能である。なお、建物Ｂを浸水が起きても使用可能な設計とした場合には、これらの装置、設備を図９のように想定浸水レベルよりも下方に設置してもよい。

【0043】

ポンプＰは、井戸Ｗから井戸水を吸い上げ、配管３を介して供給する。井戸水は、ろ過装置１５によってろ過され、雑用水槽８に貯留される。

【0044】

一方、屋上に降った雨水はルーフドレン１９によって取水され、竪管１８を介して雨水貯留槽１７に供給される。雨水貯留槽１７から供給される雨水は、ろ過装置１５によってろ過され、その後雑用水槽８に貯留される。

【0045】

雑用水槽８からの便器２への給水方法及び給水経路は、実施形態等で説明したものと同様である。

【0046】

このような水の供給経路をさらに加えることによって、設備システム１、３００は、上水が供給不能となった場合においても長期間に亘って便器２に水を供給することができる。

【0047】

＜効果＞
上記実施形態又は変形例の設備システム１、３００では、想定浸水位よりも上方に設置され、建物Ｂに設置された便器２から汚水を吸引する真空排水装置４と、想定浸水位よりも上方に設置され、真空排水装置４から吸引された汚水を貯留する災害時汚水槽６と、を備える、

【0048】

上記構成によると、災害時汚水槽６に汚水を下水インフラが復旧するまで貯留することができる。地震や洪水等の災害時において下水本管の破断や下水処理場が被災し、下水道機能が停止した場合にも便器２を使用できる。建物Ｂにおける衛生上の問題や健康被害の問題を回避し、建物内における事業継続が可能となる。

【0049】

また、真空排水装置４を使用するため、重力方式による排水と比較して、便器２の使用水量を1/7程度（洗浄水量１リットル/回程度）に削減することができる。通常時に節水できるだけでなく、災害時の水使用量を抑制できるため、設備システム１は、上水道が使用できない事態にも対処可能である。脱炭素の見地からは、排水量の削減により、都市インフラにおける「CO2排出削減」に貢献できる。

【0050】

従来の重力方式による排水では、地下躯体の最下部に汚水槽を設ける必要があったが、上記構成では浸水位より上方に災害時汚水槽６を設けられ、水没が防止される。災害時にも使用可能な設備システム１、３００とできる。

【0051】

上記実施形態又は変形例では、災害時汚水槽６は建物Ｂの１階より上方の階または屋上に設置される。

【0052】

災害時汚水槽６を中間階または屋上に設置することは、浸水が発生した場合にも設備システム１、３００の使用を可能とする。

【0053】

設備システム１、３００は、水槽内の汚水を排水するポンプ１１を備える。また、設備システム１、３００は、災害時汚水槽６に設置された水位計をさらに備え、ポンプ１１は水位計１２の計測した水位に応じて排水を実行する。

【0054】

上記構成では、重力方式によらずともポンプ１１によって水槽内から排水を行うことが可能となる。水位計１２を用いれば災害時汚水槽６の状況に応じて適切なタイミングで排水することができる。

【0055】

設備システム１、３００は、真空排水装置４から吸引された汚水を貯留する汚水槽１０（本発明における予備水槽に相当する）をさらに備える。

【0056】

汚水槽１０を備えることで、設備システム１、３００は汚水を貯留する能力を増加させることができる。

【0057】

設備システム１、３００は、バルブ５ａ－５ｄをさらに備えることにより、汚水の排水先を容易に制御できる。

【0058】

設備システム１、３００は、汚水枡７と、汚水枡７に設置された水位計１２とを備える。

【0059】

設備システム１、３００は、汚水枡７から公共下水へ排水することが可能である。また、公共下水が使用できない場合においても、水位計１２によって適切なタイミングでバキュームカーＶなどの手段により排水できる。

【0060】

設備システム１、３００は、雨水及び井戸水の少なくとも１つを前記便器へ供給する配管系統を備える。

【0061】

上記構成により、設備システム１、３００は、上水道が使用できない場合にも便器２の洗浄水を確保し、災害が長期間に亘る場合にも便器２の使用を可能とする。

【0062】

真空排水装置４は、建物Ｂ内の配管系統ごとに設置される。

【0063】

このような構成とすることにより、真空排水装置４が維持管理や故障により使用できなくなった場合においても別系統での排水が可能である。そのため、建物Ｂ内において便器２の使用が可能となる。

【0064】

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。また、本発明の権利は、優越的な地位を利用した権利の濫用に対しても法に基づき抗し得るものである。

【符号の説明】

【0065】

１、３００ 設備システム
２ 便器
３ 配管
４ 真空排水装置
５ａ－５ｄ バルブ
６ 災害時汚水槽
７ 汚水枡
８ 雑用水槽
９ 中間階機械室
１０ 汚水槽
１１ ポンプ
１２ 水位計
１３ 通気管
１５ ろ過装置
１７ 雨水貯留槽
１８ 竪管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-18

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

想定浸水位よりも上方に設置され、建物に設置された便器から水槽を介さずに汚水及び雑排水の少なくとも１つを含む排水を吸引する装置と、
想定浸水位よりも上方に設置され、前記装置に吸引された排水を貯留する汚水槽と、を備える、設備システム。

【請求項2】

前記汚水槽は前記建物の１階より上方の階または屋上に設置される、請求項１に記載の設備システム。

【請求項3】

前記汚水槽内から排水するポンプをさらに備える、請求項１または２に記載の設備システム。

【請求項4】

前記汚水槽に設置された水位計をさらに備え、
前記ポンプは前記水位計の計測した水位に応じて排水を実行する、請求項３に記載の設備システム。

【請求項5】

前記装置に吸引された排水を貯留する予備水槽をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項6】

前記装置から前記汚水槽及び前記予備水槽への排水を制御する、１以上のバルブをさらに備える、請求項５のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項7】

前記汚水槽と接続された汚水枡と、
前記汚水枡に設置された汚水枡水位計と、をさらに備える請求項１から６のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項8】

雨水及び井戸水の少なくとも１つを前記建物内の設備へ供給する配管系統をさらに備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の設備システム。

【請求項9】

前記装置は前記建物内の配管系統ごとに設置される、請求項１から８のいずれか１項に記載の設備システム。