【】本发明涉及一种防水灾上浮型防灾节水一体化建筑结构，当预计有大量降雨并发布洪水预警时，建筑结构底部设有的蓄水槽会作为排水式浮力槽，利用浮力使建筑上浮，而且在作为具有防水灾性能的建筑结构上还附有可动构件，在日常使用中，通过排水式浮力槽中储存雨水，可以实现建筑结构低重心化，而且使浮动运动部件具有抗震耐震的功能结构。本发明中的建筑结构底部所设有的蓄水槽中的储存水还可用于消防，如果处于地震、火灾等突发情况中，消防栓无法使用时，建筑结构底部蓄水槽也可以成为确保消防用水使用的保障水槽。此外，蓄水槽中的雨水还可用作生活用水，以确保供水系统上水槽的可持续性节水，并在紧急情况下确保生活用水供应。本发明中记载的建筑结构还可以通过喷淋系统喷洒雨水，利用汽化散热从而冷却建筑物外墙，防止外墙温度过高；而且还能科学地解决光伏电池板的弱点，即太阳光照射会使模块温度升高，降低发电效率的问题。另外，雨雪天气时，喷淋系统会喷出热水，防止积雪对建筑造成损坏。本发明中记载的建筑结构中设有的蓄水槽也可以作为用于洪水疏散用的避难救生筏，该防灾节水一体化建筑结构还通过与行政机关共享信息与行政机关合作进行支援疏散活动，可为整个地区的防灾工作做出贡献。
背景技术
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背景技术：
1、近来，由全球变暖引发的气候变化所导致的雨发水灾成为了一个非常严肃的话题。
2、传统的建筑结构仅具备防止建筑结构浸水等技术，无法提供抗震、减震、耐震等抵御地震灾害的功能。通过利用较高水密性的性质，使建筑物漂浮于水上等实证实验虽然已经为公众所知晓，但由于其是专门针对水害的结构，缺乏日常生活中的便利性和实用性，因此并没有得到广泛应用。
3、即使是抗震技术也如此，仅仅通过缓解地震导致的建筑结构间的共振或者加固结构实现抗震、减震、耐震等功能，但目前无助于预防洪水灾害。
4、以目前的技术来看，具有防水灾性能或抗震构造的建筑结构，仅仅作用于独立建筑，而且与各种行政机关(比如，日本的气象厅、国土交通省和地方政府)之间缺乏信息共享，如雨水收集、排水管理和消防用水设施的设置，无助于地方综合防灾。另外，在洪水泛滥等需要紧急确保人员安全时，也并无在某些建筑结构中安装救生筏以实现一体化，或发挥可持续性节水功能或安装消防设施等提案。
5、专利文献1中揭示了一种设有地板下蓄水槽和地下蓄水槽的系统。若发生暴雨灾害时，即使该系统具有预排水、蓄水功能，但由于其主要目的是利用雨水实现节约用水，因此对防洪防灾的贡献有限。
6、专利文献2中揭示了一种防水结构，该防水灾结构能够在发生洪水或海啸时，防止水从建筑物和地面之间的混凝土区域与住宅地基部分之间流入居住空间内。但该技术只能防止居住空间浸水(如地板浸水等)，并不能解决具有防水灾性能的建筑结构中所面临的最大问题——建筑结构的倒塌或结构漂移。
7、在专利文献3中揭示了一种用防洪墙围护的防水建筑和改造方法，但该水密性良好、具有防洪墙围护的防水灾建筑构造仅能够实现洪水、风暴潮和其他灾害中长期避难的功能，并不能防止建筑物倒塌或结构漂移等问题发生，而且也不能通过活用雨水的方式，从而长期且持续地摊销建筑成本。
8、在专利文献4揭示了一种被收纳于水池式地基内部的驳船式建筑结构，在浸水时漂浮结构会在洪水中垂直漂浮。该漂浮结构在日常生活中不会被使用，但是，该建筑结构可能会因水流或洪水浸入该水池式地基内部而导致浮动结构发生漂移或被水流、浪潮倾覆。而且该建筑结构还没有考虑到漂移时与其他结构碰撞、压缩以及漂移至目的地时浮动结构的拆卸和处理等二次损害等问题。
9、非专利文件1揭示了世界上第一座拥有防水防灾性能的房屋，并提出了在建筑物随着水位上升而上浮之前，以通过向地板下方注入水来抵消浮力，同时通过提高建筑水密性性能，在地基四角处设置的延伸柱上安装了专用的阻尼器的防止建筑物上浮的方式，以防止水位上涨将建筑物冲走。在与国家地球科学和防灾研究所(日本)的共同实证实验中，即使对该结构反复进行了世界最大规模以及最高水准的排水设施验证试验，确认了该建筑结构漂浮或者着陆等性能，而且获得了由环境部长颁发的气候变化防范奖，但该实验仅针对了水位变化时的验证及提案，并没有考虑到水灾现场中的碎片、浮木或车辆会沉入建筑物下方的水底，导致建筑物无法水平着陆的情况。
10、在非专利文件2中，国家建筑开发研究所(日本)的住房和城市研究小组提出了一项保护建筑物免受洪水侵袭的水灾对策计划，包括成本效益估算等。不过，该计划仅仅局限于减少洪水造成的损失，目前该小组正在考虑制定城市级别的防洪措施。
11、非专利文件3中揭示了2010年4月发布的2009年日本专利申请技术趋势调查，报告中记载了多用途的抗震、减震、以及耐震系统的发展趋势，但未将其与洪水灾害联系起来。在抗震和减震等技术领域中，层压橡胶、弹簧、塑性、流动、粘弹性和弹簧技术等领域有很多专利已被申请，但并未将其应用于具有防水灾性能的建筑物中。
12、【现有技术文献】
13、【专利文献】
14、[专利文献1]日本专利公开第2017-003215号公报
15、[专利文献2]日本专利公开第2021-001467号公报
16、[专利文献3]日本专利第6501961号公报
17、[专利文献4]日本专利公开第2007-192007号公报
18、【非专利文献】
19、[非专利文献1]株式会社一条工务店一条工务店的防水住宅，面向公众开放全面浸水试验(2020年)
20、[非专利文献2]国家建筑开发研究所(日本)住宅、都市研究小组【抗水性能强的住宅建造已开始着手】资料7
21、[非专利文献3]日本专利局总务部企划调查科技术动向小组，【专利申请相关技术动向调查报告】
技术实现思路
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技术实现要素：
1、【发明要解决的问题】
2、本发明解决了上述专利1-4和非专利文献1-3中尚未解决的问题。并提出了一种以同时具有先进防水性能、耐震性能、将蓄水槽中的储存水作为消防用水进行活用的性能，以及发生水灾时用于紧急避难的建筑结构，且可通过与当地行政机关合作，从而以为当地的防灾工作做出贡献为目的的可持续雨水利用结构。
3、本上浮型综合防灾节水一体化建筑结构拥有雨水的集蓄与排放等抗水灾性能，并提出与使用ai等人工智能和超级计算机对降雨进行的预测相呼应的、能够确保紧急情况下的人身安全并为地域性防灾做出贡献的方案。另外，在提出了一种可以应对气候变化、并保护居民生命与财产的建筑结构的同时，地震时的摇晃所带来的逐渐上升的风险也成为了一个不能忽视的课题。而且，为了保护地球环境，本发明也着眼于实现可持续性节水，太阳能发电的效率化，降低二氧化碳排放量等课题。
4、【雨水收集促进法】(日本)的目的是优化水循环，推进雨水的利用，确保水资源的有效利用，减少大量雨水排入下水道和河流，这与本发明相一致。另外，本发明也与联合国首脑会议通过的国际目标--"可持续发展目标sdgs"中提出的目标6、目标11和目标13一致。
5、【解决问题的手段】
6、为了实现上述目的，本发明在建筑结构的底部设置有一个蓄水槽，并将其作为排水式浮力槽。利用阿基米德原理，即物体在液体中的浮力等于从物体中去除的液体重量，计算出该建筑结构中想要避免水淹灾害的部位范围，通过设有使其上浮的排水式浮力槽并使该建筑结构浮起和移动。在该建筑结构上浮时，利用具有伸缩延展性的伸缩支架上安装的抗震结构，在水灾情况并不严重时，通过排水式浮力槽中集蓄的雨水实现建筑结构的低重心化，从而加强抗震性能，并能够将储存水作为消防用水充分活用。另外，该储存水还可以作为生活用水被使用，上水道的可持续性节水功能的实现也是本防水灾上浮型防灾节水一体化建筑结构的特点。
7、为了应对突发性暴雨灾害或海啸导致水位超过防水建筑结构可漂浮能力的情况，应在建筑结构的上层房间、阁楼和墙壁上安装兼具救生筏功能的蓄水槽。该蓄水槽可以是一个逃生用救生筏，平常状态下具有储存雨水的功能，紧急情况下具有协助垂直疏散人员从建筑结构中逃生的救生功能。
8、基于上述结论，本发明具有以下特点。
9、【第1项】
10、该可持续防灾节水一体化建筑结构具有防水建筑结构、抗震结构、消防用水保障结构和活用雨水的节水结构。
11、如果降雨量超过正常水平时，建筑物底部设有的蓄水槽可以作为排水式浮力槽，使得建筑物上浮或漂浮；
12、该建筑结构上浮时，浮动运动部件具有抗震、耐震的功能结构；
13、如果降雨量未达到异常水平，建筑结构会将雨水储存到建筑物底部的蓄水槽中，从而实现低重心和高抗震性，消防用水的保障，以及可持续性节水等功能；
14、通过喷洒储存雨水时雨水汽化散热对屋顶、外墙和太阳能电池板进行冷却；
15、墙壁上设有的蓄水槽亦可以作为救生筏发挥功能，该设计可使得救援过程中更高效地运输人员等；
16、该可持续的防灾节水综合建筑结构可以有选择地具有上述任何特征。
17、【第2项】
18、在第1项记载的防灾节水综合建筑结构作为地区综合防灾的独立建筑，可与行政机关的水灾对策计划和防洪措施相协调，实现局部蓄水或地区性排水、放水。
19、【第3项】
20、在第1项记载的防灾节水综合建筑结构中，当消防水箱和消防栓因瓦砾等原因无法使用时，该建筑结构能提供备用消防水源；另外，该防灾节水一体化建筑结构既能保障储水设备的位置产生的水压，又具有消防用水喷洒功能，能在地震破坏道路、消防组织无法进入现场的情况下实现初期的自主灭火。
21、【第4项】
22、在第1项记载的防灾节水综合建筑结构中，利用喷淋系统的洒水功能，能够解决在太阳能发电中最为普遍的——洒在晶体硅太阳能电池板上的自来水中会出现粉化现象，氯化以及钙化沉积等问题。另外，通过洒下的雨水的汽化散热使其冷却，可以避免由于电池板温度升高而导致电压大幅下降，在提高发电效率的同时减缓室温的上升；另外，在降雪时，喷淋系统释放的热水可防止积雪造成的结构损坏。
23、【第5项】
24、在第1项记载的可持续的防灾节水综合建筑结构中，为了立即应对因水位上涨而无法通过垂直疏散方式避免的灾害，可以配备可拆卸的救生筏，这种救生筏可作为蓄水槽使用，从而能够稳定地开展救援行动，并高效地运送大量人员。
25、【本发明的效果】
26、本发明可根据预期降雨量提前排出储存在建筑结构下的蓄水槽中的雨水，确保作为浮力槽的浮力，并使建筑结构悬浮起来，从而防止浸水灾害。此外，使建筑结构悬浮起来的延伸柱具有抗震功能，不仅可抵御洪水破坏，还拥有对不可预测的地震的抗震功能，而且通过在该建筑结构底部储水降低建筑结构的重心，从而提高抗震性。此外，作为集防灾和节水于一体的建筑结构，储存的水可用作消防和防灾用水，或用作太阳能电池板的冷却水，以提高发电效率。
27、此外，安装在该建筑构造底部的蓄水槽、安装在屋顶或阁楼、墙壁等处的兼作救生舱的蓄水箱可作为日常生活中的雨水回用的设备，以实现节约用水的功能。另外，该建筑可作为综合防灾节水建筑结构，为综合防灾做出贡献。在暴雨预警或海啸预警时，以日本为例，可以与气象厅、国土交通省和地方当局联动，根据水量管理情况进行雨水储存、或预先计划排水等，并通过以下方式促进防洪，有助于综合防灾。比如，通过使用蓄水槽兼救生筏，为难以自主疏散的人员的垂直疏散提供支持，并提高救援效率。各行政机关虽然应对暴雨或提出或采取了包括投入巨资建设蓄水和渗水设施等措施，但是如今超出预测上限的暴雨频发，该防灾节水一体化建筑结构不仅能够提高综合防灾和节水建筑结构的蓄水能力，还不需要征用土地，这不仅可以减少洪灾损失，还能保障消防用水的储存量。
28、与海外其他国家共享灾害管理技术的战略是另一个重要的产业建设问题。通过防灾设施规划和数据共享、建设监测系统，可以在产业和经济上为减少洪灾损失、保护和抢救生命做出重大贡献。