JCCA

社団法人

建設コンサルタンツ協会

2010 年度

懸賞論文「低炭素社会にふさわしいまちづくり」

太陽をデザインする―建築・都市・国土への展開―

日本大学理工学部社会交通工学科

学部 4 年

大久保勇樹

1章

はじめに＜＜エネルギーーの消費からら生産へ＞

油等の化石燃燃料に依存すする持続不可
可能なエネルルギーからのの脱却を目指指す試みが行行われ石油ている中で、太陽陽電池がまちち・景観・環環境までも破破壊してしままうのではなないかとを感じている。
。社会的にはは、鳩山前首首相が CO2 の 25%削減減目標を掲げたように、具具体的な数値値としてのの環境効果のの算出が今後後の社会資本本整備においいて求められれており、建建築物・土木構造物といいえどもエネネルギー消費費から、自ららがエネルギギーを生産すする施設へと 変化することが求められている。
。これによるる発電施設のの大量の建設設が、街並み
みや環境とのの調和に破綻綻をもたらすすのではないいかと感じるる。
そこで私は太陽陽電池のとりりまくシステ
テム全体のデデザインが必必要と考えるる。本論の 2 章では、今今日の太陽電電池の利用法法に疑問を投投げかけ、3 章では今日の太陽電池 の問題点を考考慮した太太陽電池のデデザインの方方向性を示しし、4 章ではは近未来の太太陽電池技術 の発展とそのの利用につついて、そしして 5 章、66 章では具体体的な提案ををする。5 章では未来に国国土レベルででの太陽電電池を利用しした公園モデデルを横浜ソ
ソーラーパーークと題してて太陽エネル
ルギーデザインをトータ
タルに提案しし、世界情勢勢を考慮したた世界のエネ
ネルギー市場場の行方と日 本での環境
境都市モデル
ルの提案を 6 章で行う。
2章

今日の太陽陽電池に伴うう景観破壊

2－－1 都市景観観
近年
年では太陽電電池が一般的的に普及してていき、各家家庭の屋根にに太陽電池がが設置されている風景をよく見かけけるようにななってきた。 しかしなががら、販売企企業ごとに色色や形が統一されていなない太陽電池
池は住宅地ににおいての景景観破壊につつながっていいる(図‐1)。私は、高度経済成長期期に出現したた長尺カラーー鉄板によるる国土景観破破壊の再来とと危惧していいる。
2－－2 歴史遺産
産
図‐2 の写真ははパウロ 6 世ホールの屋世
屋上に設置さされた太陽電電池で、その 後方はサンピエトロ大大聖堂であるる。バチカン
ン市国も太陽陽光発電を積積極的に取り入れ、普及及活動にも一役買っていいる。まさにに地球環境的的視点からのの救済の具体体的アピールルをすること が出来る。しかしなががら歴史遺産
産を有する場
場にこの太陽陽電池が存在在することにに私は強い違違和感を感じる。
2－－3 国土的環環境
図‐3 の写真ははスペイン・・カナリア諸諸島テネリフフェ島の地表に設置され た大規模太陽陽光発電所所である。ここのカナリアア諸島は火山山性の景観をを特徴としたた火山原や洞洞窟といった特異な景観観を有する諸諸島であり、固有の生物物種が多く、環境保全上上非常に重要要な地域とされている。
。特に代表的的なのはスペ
ペイン全土でで最も標高がが高いテイデデ山がこのテテネリフェ島には存在している。環環境にやさししい太陽電池池が環境を破破壊するといいう主客転倒倒が現実に行行われている例といえるる。

図‐1 都市景
景観の破壊

図‐2

歴史遺産のの破壊

図‐3 環
環境の破壊

デザインの方法
3 章 太陽電池デ－1 発展プログラムの提提案
3－
太陽
陽電池は、発発電効率が飛飛躍的に進化化していく中中で将来的にに交換可能なな太陽電池システ
ムの構構築が必須でであり、ガララパゴス化ししてはならなない。太陽光光発電の需要要は中東などに多く、海海外進出を視視野に入れななくてはなららない。した
たがって、日日本のスタンンダードを確確立する中でで国際標準化化を視野に入入れた技術開開発とデザイインが求めらられる。
またた、今日の太太陽電池の多多くは屋根にに貼る(図‐1)、地面に置く(図‐2)等等の技術的一面の直接的的設置であっって、あるべべき構造物やや景観との融融合を考慮ししていなく、 反景観・反環境的といいえる。そのの反省を生かかし、近未来
来には建材一一体型の太陽陽電池を用いいて建築物としてのデザザイン性を損損なうことのの無い太陽電電池の開発・利用を促進す利することが求求められていいる。
さらにその先のの未来には、太陽電池をを付け加えるる従来のシスステムから、 屋根構造と太陽電池がが一体で、防防水型で、軽軽量化されたた、兼ねる太太陽電池が求求められていいると考える。
そこで表‐1 に示したようにうな発展的ププログラムをを提案する。今日の建築 を主な対象とした太陽電池はは、道路等のの産業基盤ののインフラスストラクチュ
ュアへと展開開し、公園等の生ていた
活関連連のインフララストラクチ
チュアへと発発展していく
く。その過程程の中で日本
本のスタンダードも確立立することでで、今日の都都市景観を破破壊していたた太陽電池かからの脱却、 そして画一的な都市景景観に見合っった太陽電池池が開発されれると考えらられる。またた、一体化すする材料の質質感をより高高度に表現すすることで歴歴史遺産でのの太陽電池のの利用も可能能になると考考える。将来
来的に都市ににおける様々々なインフラ
ラストラクチチュアと太陽陽電池が融合合しデザインンすることで、より良いい日本の都市市景観が形成成されると考考える。
表‐1 太太陽電池の発発展フロー3－2 一体型太陽電池
広大な土地を持たない日本において大規模発電所の建設は難しい。そこで、環境・景観的観点を考慮した太陽電池の、将来的には建材一体型太陽電池の対応が必要と感じる。
建材一体型太陽電池は屋根や外壁などの建設材料と太陽電池が一体化した太陽電池の総称を言い、一体化することで建設する過程で太陽電池を設置することが可能になり、費用が大幅に削減できる。既存の建物に太陽電池を設置すると景観を損なう場合があるが、建物と一体化していることで建築物としてのデザイン性を損なうことが少ないとされる。
また、近年開発されたフィルム型アモルファス太陽電池は非常に薄く折り曲げることが可能である。結晶型の五分の一程度の重量で、より柔軟な対応が可能な建材一体型太陽電池が開発されると考える。
このフィルム型太陽電池を用いた建材一体型太陽電池を応用・発展させることで、近未来には建築から都市インフラストラクチュアへと広がり、最終的に国土レベルで太陽電池を有効的に利用することが最終的な目標となる。
4章

近未来の太陽電池

4－1 太陽電池と既存インフラストラクチュアの可能性
現在は、各家庭の屋根に太陽電池を張り付けるなどの建築物を主に対象としていたが、今後は建築のみならず対象を都市インフラストラクチュアまで拡大し、太陽エネルギーを効率利用するべきだと考える。
例えば、高速道路とその騒音壁、高架橋、ダムの壁面など様々に利用できる。また、産業基盤の社会資本に限らず、学校・病院・公園などの生活関連の社会資本にも展開することで、災害や緊急時の非常電源など補助的役割を担うことが出来る。
4－2 マスダール・シティ
アラブ首長国連邦（UAE）のアブダビ首長国が約 2 兆円を投じて建設している環境都市がある。アブダビでは石油等の脱却を図り、クリーンエネルギー産業の育成に力を入れている。これは、石油が枯渇してもエネルギー分野で主導権を握るために、日本を含む世界から技術を集め、様々な実験等を行うことで特許の開発を目指している。政府・民間が投資を行い、世界で模範となる環境都市を建設している。この都市がマスダール・シティであり、中東及び世界的に見ても環境未来都市のシンボル的存在である。
2009 年 5 月には 1 万(KW)の大規模太陽光発電施設が稼働するなど、再生可能エネルギーで都市のエネルギーをまかなう循環型の都市であり、このような先進的技術開発に積極的な国は、今後の世界経済に大きな影響力を持つことになるだろう。
このマスダール・シティの登場が我々に発しているメッセージは、これまでの道路・公園・ダムなどのインフラストラクチュア整備への投資から、新しいインフラストラクチュアへの投資へと移り変わっているということである。それは太陽・風を利用した持続可能なクリーンエネルギー事業であり、日本はもちろん世界の手本となるような都市を形成している。そして、このような空間が日本にも求められているのではないだろうか。

5章

未来の都市市公園モデル
ル5－1 横浜ソーラーパークプロジェクト
円形の深谷通信所敷地を太陽に見立てた公園を太陽熱と太陽光をエネルギー源とした施設によって、21世紀型の新たな公園像を提案する(図‐4、5)。具体的にはソーラールーフ、ソーラープロムナードによる、太陽電池の建築からインフラストラクチュアへ拡大したデザインの提案である。
また、都市公園法においては、「都市公園に公園施設として設けられる建築物の建築面積の総計は、当該都市公園の敷地面積の100分の2をこえてはならない。」とある。しかしながら広大な土地の無い日本において、太陽光発電を利用するには、より効率的な空間利用が求められると考える。これは法改正を視野にいれたエネルギー生成型都市公園の提案である。
具体的には、環境的に広葉樹林の森とソーラー施設を提案(図‐6)すると共にエネルギー試算を提案し二酸化炭素吸収効果を計る。また、広域防災公園として位置づけ2000人の広域避難公園を形成する。太陽光発電施設と防災拠点が一体化することで、より高度な緊急時生活サービスを提供することを可能とする。
5－2 常緑広葉樹林の森づくり
カシ類やシイ、タブ、クリ、コナラなどの常緑広葉樹の混植による森再生事業がスタートした。戦後のスギに代表される経済優先の斜葉樹林の森からの脱却である。明治神宮の森(70ha)は大正４年に事業着手し、地域固有の原始的な常緑広葉樹による森林を復旧することを理想に、50年で現在のような森が完成した。そこで、本公園では明治神宮の森にならい、ボランティアによって従々に植林を進め、災害、環境対応の森づくりを目指す(図‐7)。
広葉樹林は耐火性に優れ、その土地本来の植生を再現することで、災害に強く、二酸化炭素吸収効果の高い森を大規模に形成する。この森は、『森林浴』や『森林セラピー』のいやしの空間を提供し、『花粉症対策』などに有効な森となる。
常緑広葉樹の面積は31.4(ha)で、二酸化炭素吸収量は160(t)となる。
5－3 太陽光と太陽熱によるソーラーシステム
屋根に太陽電池を新たに設置する従来のシステムから、屋根構造と太陽電池が一体で、防水型で、軽量化が求められる。そこで、既存のフィルム型アモルファス太陽電池パネルをベースに屋根材として防水機能を有する新型パネルによる大屋根を提案する。このパネルは曲面の屋根が可能であり、今回の公園では波打つソーラールーフに利用する。
このソーラールーフは公園面積に対して約25%占めており、都市公園法に反している。しかしながら、太陽電池の面積は約19(ha)で、年間予測発電量は10.8(GW・h)もの電力を発電する。これは二酸化炭素に換算すると6000(t)となり、単に緑地化するだけに留まりがちな都市公園と比べ、大きなCO2削減効果を得ることが出来る(図‐8)。新たなエネルギー創出のための法整備が必要となる。
5－4 カーボンオフセット効果
横浜市民1000人、365日分のカーボンオフセット達成。
「森づくり」「ソーラーシステム」
によるCO2抑制効果は合計すると、電力換算で11(GW・h)、二酸化炭素吸収量6160(t)。これは横浜市における2500世帯の電気消費分に相当する。さらに電気料金に換算すると1億2000万円となる。

－5 広域避難難所計画
5－
敷地地を常緑広葉葉樹林によるる防災林で囲囲み、火災時時に安全に避避難できる敷
敷地外周から300mの距離離に広大な避避難スペーススを確保するる(図‐9)。こ
ここは災害時時に長期的なな広域避難所所としてテント村を形成成、その後仮仮設住宅の用用地としてもも想定していいる。その為為、公園内に避難に見合う避難難用中水、下下水インフラ
ラを予め設置置する。対象
象は、戸塚区区民の2％、泉泉区民規模にの3％％にあたる50000人、さららに最大2万55千人の収容容が可能となる。また、ここのテント村
村は市民の防防災啓蒙施設設として機能能し、体験型型宿泊施設ととして開放しし、この体験験によって得得た防災拠点
点機能のレベベルアップをを市民ととももに計る。
5－－6 ソーラーールーフ下のの空間利用
ルーーフ下は、CCO2 削減効効果の高いソ ーラールーフの将来へのの空間利用のの実験的可能能性を様々なな使い方を想想定して提案案した。パーーキング空間
間やイベントト空間としてて利用するだけではなく避難用食料料、飲料水、テント材資資材倉庫などの防災備蓄空空間や、市民
民スポーツ空空間、臨時医医療空間などどを想定してている。こののような今ままで想定でききなかった使使い方にともなう都市公公園のあり方方が問われてていると考ええる。
こののようにソーーラールーフフを設置し、 その下の空空間を効率的的に利用するることが、広大な土地を持たない日本で太陽光光発電を利用用したエネル
ルギー生成のの理想の形だだと考える。これが都市市公園の新ししい姿でありり、もはや時時代遅れの都都市公園法にに縛られていいては日本の経済成長ににまで影響をを及ぼしかねねない。

図‐10 ソーラ ールーフの有効的空間利利用

6章

マスダール
ル・ジャパンン

6－1 世界のエネルギー市場の行方
UAE に限らず、太陽エネルギーの恩恵を大きく受ける地域では太陽光発電を積極的に取り入れている。中東のエネルギー政策としては、アラブ首長国連邦等が在るアラビア半島、アフリカ北部のサハラ砂漠を中心とした乾燥地帯、そして中国の楡林市では太陽電池を設置し、太陽エネルギーによるクリーンエネルギーの創出を図っている。今後は中東地域で生成されたエネルギーがヨーロッパへと輸出されることになると考えられ、またアジア圏では国土に砂漠を有する中国がアジアのエネルギー市場の中心になると私は考える(図‐11)。
6－2 ジャパンマスダール・シティ
様々な空間の効率的利用で生成したエネルギーを集約する、日本版の環境循環型の都市を提案する。中東などでは、大規模発電所と都市が近接しているが、融合しているとはいえない。そこで広大な土地が無い日本においてはエネルギー発電施設と都市が融合し共に生活していくことが必要だと考える。ソーラールーフ下の効率的空間利用、住宅屋根とヘリオスタット(太陽光集光装置)との融合などエネルギー共生型都市が日本においての循環型都市のシンボルではないかと考える(図‐12)。
6－2 ジャパンマスダール計画
中東や中国のように広大な大地を確保できない日本において、太陽エネルギーを効率的に利用した発電システムを構築するのは難しい。このままでは中東や中国に、生活に必要不可欠である電気エネルギー市場の主導権を握られてしまう。日本は大きな危機に直面していることに気づいていない。そこで私は「農地」と「海」に今後の太陽光発電の可能性を感じ、提案したいと思う(図‐13)。
大阪湾及び瀬戸内海の海上に、瀬戸内に存在する島々のような太陽電池島をいくつも建設し、生成された電気エネルギーを高電線により集約する。その集約拠点となるのが大阪であり。そのエネルギーを利用した循環型の都市を形成する日本版の環境都市である。広
大な土地が必要であった大規模太陽光発電所を海上に建設する、ソーラーフロートの出現である(図‐14)。
田園では冬季にかけて作物を作ることは少なく、田畑は広大な土地をそのままに放置されている。そこで春から秋は稲を栽培し、秋から冬にかけては仮説的に太陽電池を設置しエネルギーを生成する。作物とエネルギーのⅡ期作である。そこで蓄電池に蓄えたエネルギーは拠点であるマスダール・シティへ集約される。
また、冬季によく見られるビニールハウスのような空間を太陽電池で建設する事で、太陽電池の下部空間を農作物の育成空間にあてる。暖房等で必要とされる電気をハウスそのもので生成する事が可能になり、循環型ハウス栽培が出現すると考える。
7章

おわりに太陽電池を屋根に設置するシステムが普及する中で、経済性・効率性の重視、そして本来大きく関係するはずの太陽電池技術と建設技術の隔離が今日的な太陽電池の問題を生んだ。今後は建築・都市インフラストラクチュアと一体化した建設的技術の発展と、その利用方法の確立が日本の新たな都市景観を形成すことになるだろう。

しかしながら、クリーンエネルギー市場が活発になっていく中で、太陽エネルギーの豊富な国々の勢力が日本を危機的状況へと追い込んでいる。必然的に日本国内においても、より大規模な発電システムによる電力確保が必要になる。そこで市民生活レベルから、より広域の国土レベルへ太陽電池を展開した技術を考えなくてはならない。
広大な土地を確保する事が難しい日本では、太陽電池とより効率的な空間利用が求められている。防災拠点として、災害時の非常用電力というライフライン確保の機能を兼ねる太陽電池空間。農業と発電のⅡ期作による冬季の農地空間の有効利用。そして海洋空間が豊富な日本における浮遊式ソーラーフロートなど、日本には日本の太陽電池の有効利用方法があると考える。
これまで海・農地など多くの空間が太陽電池と一体化してきた。そして最終的な発展段
階は、都市と人とエネルギーが共に生きていくまち。エネルギー共生都市である。大規模な発電システムと住宅が、都市機能が融合したまちであり、全ての日本のクリーンエネルギーシステムの象徴的存在である。それがジャパンマスダール。都市で必要なエネルギーは全てその都市内で得たエネルギーでまかなう。そして、人々の日常生活で排出される二酸化炭素のカーボンオフセットを実現できる都市。これが循環型社会における理想のまちであると思う。
（本文 7469 文字）

引用文献
都市公園法

第2章

第 4 条、http://law.e-gov.go.jp/htmldata/S31/S31HO079.html

参考文献
太陽光発電研究会太陽編著、「太陽光発電がわかる事典」テツアド－出版、2010「日経エコロジー」日経 BP 社、2010.7
朝日新聞、2009.8.19
朝日新聞

夕刊、2010.1.30