特集 国土技術政策総合研究所におけるプロジェクト研究

かしこい建築・住まいの実現のための建築技術体系に関する研究
国土交通省国土技術政策総合研究所
建築研究部長ひら のよしのぶ

平野吉信

を満たすためには過度に高度な水準を確保しなければならない等，適切な解を見出すことが非常に１． はじめに困難となっている。これに対して，技術革新や高性能化が飛躍的に進展している高知能・高機能化

今日の高度化・多様化しつつある建築物に求め技術を活用し，さまざまな外力や負荷・状態の変られる機能や性能を実現しようとした場合，材料・化や経時的な劣化を感知することにより，構造物部材自体が具える物性等に依存して諸性能を確保の性能特性や空間の状態を自ら制御・修復する技してきた従来の建築技術体系では，すべての要求術（本研究では，このような技術を「かしこい技

図―１

２
８ 建設マネジメント技術

2006 年 8 月号

「かしこい技術」の効用

国土技術政策総合研究所におけるプロジェクト研究 特集術」と定義する。
）を建築物に組み込むことによ性を社会として評価し受け入れるための「かしこって，より合理的に必要な機能や性能を実現できい建築・住まい」に対応した建築基準体系であるような仕組が実用化されることが期待される。

る。

図―１は，このような状況を模式的に示したものである。例えば，設計において通常想定する作用レベルを超え，極めて稀に発生する突発的な作

２． 「かしこい建築・住まい」の設計・建設・維持に関する技術体系用に対して，部材の断面を大きくすることで備えること（図―１

Before）よりも，そのような突前項に述べた建築技術体系の第１の対象とする発的な作用を「かしこい技術」を用いて感知・制技術を検討するにあたり，平成１５年度に（社）建築御することによって建築物の安全性を確保するこ業協会を通してニーズ調査を実施した。表―１はと（図―１ After）の方に合理性があることは調査結果の一覧である。さらに，建築基準法旧第十分あり得る。また，建築物が供用される期間は３８条に基づく大臣認定の事前評価（評定）を行っ数十年〜百年程度と非常に長いため，その間の不ていた（財）日本建築センターの協力を得て，過去確実な経年劣化を設計時に織り込む（Before）よの評定案件を整理した結果およびその他の情報をりも，「かしこい技術」であるセンサー等を組み下に，本研究で対象とする要素技術開発項目を以込んで性能の変化を随時感知し，部材自ら補修す下の a．〜d．に絞り込んだ。

ること，または適切な維持・保全措置を講ずるこ

a． 耐震（構造安全）とを可能とする（After）方が高い合理性をもつ・地震動を感知し，その建築物への影響を打ち消場合もある。
本研究では，同図 After のような状況を実現すすまたは軽減する方向に建築物の挙動や挙動特性を制御するものるために，技術革新が進展している情報・通信技・高機能材料を用い，建築構造物の耐震上の弱点術や制御技術・高機能材料等を活用した「かしことなりうる部位の性能（例：ひび割れを起こさい技術」を確立し，これを建築物に組み込むことず高い強度と変形能を維持することにより地震によって，合理的な経済性の下に，建築物・居住エネルギーを吸収する等の役割を果たすこと）

環境に対するニーズ・要求性能の高度化・多様化を必要に応じて作りこむものに対応することができる「かしこい建築・住まb． 火災安全い」を実現するための新たな建築技術体系に関す・火熱や煙発生等を感知し，その避難安全等に対る開発・整備を目指したものである。
この「かしこい建築・住まい」を実現するためする悪影響を抑制するように煙や火熱の生成・拡散・移動等を制御するものの建築技術体系として位置付けたものは，以下のc． 耐久性二つである。

・外力等の作用履歴やひび割れ・腐食等の発生量

第１は，「かしこい技術」の狙った特性が確実に建築・住まいで実現されるようにするための，を測定・記録し，合理的な維持管理の計画的実施に資するもの

耐震，火災安全等の各種の機能・性能項目に対応

d． 室内空気質

する個々の技術適用パターンを想定した「かしこ・ホルムアルデヒド等の有害化学物質を感知し，い建築・住まい」の設計・建設・維持に関する技

素材自らが吸着して室内の濃度を低下させ，空術体系である。

気質を向上させるもの

第２は，こうした「かしこい建築・住まい」のより具体的には，以下の適用技術に関して検討建設・供給が実現されるための必須条件としてした。の，組み込んだ「かしこい技術」の有効性・信頼!

地震時挙動のセミアクティブ制御［a．耐震

建設マネジメント技術

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特集 国土技術政策総合研究所におけるプロジェクト研究表―１＃「かしこい技術」に関するニーズ調査結果（（社）
建築業協会会員対象）
アイデア名と概要

関連分野

１

セミアクティブ免震構法
セミアクティブ制御による免震建築物の地震応答の低減

構造，免震制御２

汚染物質等の自動監視・制御システムによる室内環境の向上
湿気，ガスを感知・排出する壁紙。CO 等の有毒ガスを検知する塗料が塗布された壁・天井材。避難誘導を指示する音声センサーを組み込んだ壁・天井材

環境，防火，内装材

３

繊維補強セメント系材料の性能評価
同材料の性能評価の方法の明確化と基準法第３７条への対応

材料，構造

４

可変形状トラス VGT を利用した可動型構造物
宇 宙 構 造 物 用 に 開 発 さ れ た VGT（Variable Geometry Truss）技 術 を 発 展 させ，制御等を付加することにより，自在に可動できる構造体を可能とする構造，制御，可動構造

５

電子タグを利用した車椅子自動誘導システム
高齢者等にハートフルな住宅を提供する。タグと ITS（Intelligent Transport Systems）技術の融合による室内空間の創成，電子標識

室内環境，弱者対応

６

地震モニタリングシステム
地盤の揺れを感知し，制振装置の起動，警報発令や避難路確保に寄与する

地震，防災・減災

７

部材の健全性モニタリングシステム
部材・空間状態をモニタリングし，異常の監視を行う。超音波探査等の劣化診断も行う

材料・部材，環境，損傷検知

８

火災時の避難安全性の確保「火災フェイズ管理型防災システム」
火災進展モニタリングによる対策の総合化，早期避難，最適制御による被害拡大
防止

防火，避難安全

９

火災時の延焼拡大防止「ドレンチャー水幕型防火区画システム」
水幕により炎・煙の遮断，設計自由度の拡大

防火，延焼防止１０

無耐火被覆柱
部材個々の耐火性能評価から架構全体における耐火性能の評価へ

防火，構造

１
１

自動日射遮蔽装置
太陽の動きに合わせた遮蔽装置

環境，日射

１２

自動吹き出し調整口
冷暖房時で自動的に吹き出し口が変化する

室内環境，空調

１３

行動認識と異常時監視システム
数多くのセンサーにより，居住者の行動パターンを認識したデータベースをもとに異常時を認識するシステム

室内環境，防犯，一人住まい，対策

１４

トリプルスケルトン構造システム
三つのスケルトンに機能を分担させ，高耐震性，高耐久性，可変空間，簡易解体等を可能とするシステム

構造，地震，制御

１５

アクティブ制振制御アルゴリズムの改良による制御の高精度化

構造，地震，制御

１６

複合制振ダンパー弾塑性ダンパーと粘弾性ダンパーの複合による微小振動から大地震まで効率的に応答を低減できる制振ダンパー

構造，地震，制振部材

３０ 建設マネジメント技術

2006 年 8 月号

国土技術政策総合研究所におけるプロジェクト研究 特集

図―２

高靭性セメント系複合材料を用いた応答制御要素の水平加力実験（構造安全）］!

浮き上がりを活用した地震入力低減［a．
耐震（構造安全）］３． 「かしこい建築・住まい」に対応した建築基準体系!

高靭性セメント系複合材料の特性評価［a．
耐震（構造安全）］

前述のとおり，組み込んだ「かしこい技術」の!

噴流による煙制御技術による避難安全性向

有効性・信頼性を社会として評価し受け入れ可能

上［b．
火災安全］

であることは，「かしこい建築・住まい」の建設・!

電気化学的手法による材料の耐久性評価供給が実現されるための必須条件である。いくら

［c．
耐久性］

開発者が良いと信じる技術があっても，その技術!

RFID タグセンサーを用いた ON―OFF 型を組み込んだ建築物が想定された性能・機能を狙

構造物損傷検知［c．耐久性］

い通り発現することを第三者に対して明示できな!

吸着性建材による室内空気質の向上［d．

ければ，社会としては受け入れることができない室内空気質］であろう。

それぞれの適用技術に対して，実験・解析等に社会的な受入れの一つの重要な側面である建築よる基本特性の調査，設計手法，施工方法，維持基準法において，「かしこい建築・住まい」はどの手法等に関して検討し，例えば，高靭性セメンのように扱われているのであろうか。残念ながト系複合材料（図―２）に関してはその性能評価

ら，現行の建築基準法では「かしこい建築・住ま基準の原案をとりまとめ，噴流による煙制御技術

い」はその「かしこさ」を明示的に評価する枠組に関しては水平噴流式制御システム（図―３）のみが確立できていない。そこで，本研究では建築適用・性能評価に関するガイドライン案としてと基準法においても明示的に「かしこさ」を性能評りまとめる等，設計・建設・維持に関する技術体価するための建築基準体系を検討した。その結系としての成果を得た。

果，従来型の建築物と異なり，「かしこい建築物」の場合には組み込む「かしこい技術」の稼働信頼

建設マネジメント技術

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特集 国土技術政策総合研究所におけるプロジェクト研究

図―３

噴流による煙制御による避難安全性向上

性が建築物の性能に支配的であり，稼働信頼性は維持・管理に強く依存すること等を明確にした上

４． ま と めで，「かしこい建築・住まい」に対する性能評価のフレームワークとしてとりまとめた。
本研究で想定した「かしこい建築・住まい」に平成１５年度から１７年度にわたる３年間，「かし関しては，当面の間，建築物として大臣認定の手こい技術」およびその建築物への適用に関して多続きを取る必要がある。その性能評価を実施するくの知見を蓄積できた。また，組み込んだ「かしために指定（承認）性能評価機関が定める業務方こい技術」の有効性・信頼性を社会として評価し法書においては，上記の性能評価のフレームワー受け入れるための「かしこい建築・住まい」に対クを反映したものとすることが期待される。ま応した建築基準体系についても検討を進めた。今

た，「かしこい技術」を開発し，それを組み込ん後，本研究で得られた成果がさらに深められ，建だ「かしこい建築・住まい」を計画する場合にお築・住宅市場においてこれまでにない先進的な技いては，開発者・設計者等が，当該建築物等の性術を活用する「かしこい建築・住まい」づくりが能を建築主や第三者に開示するためにこの性能評促進され，高度化・多様化しつつある建築物に求価のフレームワークが活用できる。

められる機能や性能を合理的に実現されることが期待される。

３
２ 建設マネジメント技術

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