株式会社竹中工務店

Canadian Academy
神戸市六甲アイランドにある築 30 年、40 か国以上の生徒が学ぶインターナショナルスクールの改修計画。
単なる経路空間であり、直射日光をうける環境的にも厳しいガラス張り半屋外アトリウムにスギ集成材木格子パネルからなる日除け
Wood Awning を計画し、新たな学びの場へとリファイン、質の高い学習空間を実現した。パネル配置は室内の温熱環境と学生の居場所を考慮し、環境シミュレーションにより 10,000 パターン以上から最適解を導き出した。パネル上部に吸音材を組み込み、反射音を 50％低減し、アトリウムでの授業やミニコンサートが可能な機能も同時に実現した。木漏れ日の下にいるような居心地の良い空間を実現するとともに、新しい学びの中心を創り出している。
This is a renovation project for a 30-year-old international school on Rokko Island in Kobe, Japan, where students from more than 40
countries study.
The semi-outdoor glass atrium, which is a mere pathway space and environmentally exposed to direct sunlight, was refurbished into
a new learning space with Wood Awning, a sunshade made of laminated cedar wood lattice panels, to realize a high quality learningspace. The panels were arranged in consideration of the thermal environment of the room and the location of the students, and anenvironmental simulation was conducted to derive the optimal solution from more than 10,000 patterns. Sound-absorbing material
was incorporated above the panels to reduce reﬂected sound by 50%, and at the same time, functions were realized to enableclasses and mini-concerts to be held in the atrium. In addition to creating a cozy space that feels like being under the sunlightﬁltering through the trees, it also creates a new center for learning.

木漏れ日を創り出す Wood Awning
大梁：杉積層材
グラスウール（吸音材）充填 t25

150×250＠2150

杉柾化粧材：450×450 t10

杉柾化粧材：450×450 t10

受桟：杉積層材
20×20

木格子：杉積層材
25×100

大梁：杉積層材
150×250＠2150

大梁：杉積層材
150×250

木格子：杉積層材

環境性能 + 音響性能を備え、木漏れ日を創り出すパネル配置

25×100＠475

反射面の多い大空間において、木格子パネルを活かし、明瞭性が得られる音環境を実現
エイトリアムは吹抜け空間となっており、採光のガラス天井と壁面が RC 塗装となっており内装面の多くが硬質材の仕上げで構成されている（写真 1）。このような硬質材は一般に音を反射するため、エイトリアム全体の残響が長くなる。そのため、イベント時のスピー天井の木格子パネルが柔らかな木漏れ日空間をつくりだしている
建築と設備の調和により、新たな学びの木質空間を実現した

チや音楽演奏時に聞き取りにいことや明瞭性に欠けるなどの問題が生じる。今回、木格子の背面に吸音材（図 1）を用いて、「格子による音の拡散効果」と「天井反射の吸音効果」により明瞭性のある適切な音環境を実現するための音響シミュレーション検討を行った。

図2

音響モデル（内観パース）

改修後のアトリウム

写真 1 改修前のアトリウム

図１

木格子断面詳細

当社の音響シミュレーションシステム「ASPECT」を用いて木格子の有無（図 2）の状態におけるエイトリアム内の音環境について①定量評価、②主観評価の比較を行った。

図 4 幾何趣味レーションによる反射音伝搬経路の比較

図 3 残響時間周波数特性の比較①定量的評価による結果
音響シミュレーションモデルの演算により、木格子有によって全帯域に渡り残響時間 0.2 ～ 0.3 秒程度低減した（図 3）。また RASTIは 0.5（標準）から 0.58（良好推奨）となり、木格子による明瞭性の改善を図ることができた。
②主観的評価による検討
シミュレーション 3D モデルにより、音の反射特性や到来方向を視覚化（図 4）した結果、木格子無の状態で確認されたロングパスエ 写真 2 マルチ音源再生システムによる視聴コーが木格子によって軽減されることを示すことができた（図 5）。

図 5 エコータイムパターンの比較

それをマルチ音源再生システム（写真 2）を用いて試聴確認を起こった結果、上部からの強い反射音が軽減し、設定した音源方向に音像が定位することが確認できた。

木格子の配列は、空間が最も快適になるようコンピュテーショナルデザインで最適化
夏の快適性を向上させるだけで良ければ、アトリウムの床面に落ちる日射を極力遮れば良いが、そうすると冬は不快になってしまう。
そこで、夏は日射を遮り、冬は日射を取り入れるような仕組みを木格子パネルの並べ方により実現しようと考えた。

半屋外であったアトリウムを内部化するために必要な空調設備、照明設備、音響設備などは全て、建築とともにインテグレートされているアトリウム両側の壁面吹出口は、展示ディスプレイやサイン計画とともに計画した
改修前

Step3：何で判定するか

Step4：並び替え

意匠性と施工性からパネル 1 枚のStep1：どう並べるか

開放性：塞ぎたくない

Step2：何 % 塞ぐか

パネルの影等を考慮し快適性を数値化。

UTCI で快適とされる時間を快適時

寸法は 450×450。

音響性：50% 以上塞ぎたい

放射 ( 日射 )，温湿度，気流等から算出

間 [h/ 年 ] と定義し、各案での快適→敷き詰めると 28 行 ×28 列 =784→50%(392 枚 ) を塞ぐされる UTCI( 快適域：9 ～ 26) を採用

時間を算出し、これを最大化するよ枚→ 3×10^234 通り

うにパネルを並び替え

並べ方の総数が 3×10^234 パターンにも及ぶので、コンピュテーショナルデザインを用いて比較検討したが、総当たり戦で比較すると現実的な時間で解決できないので、遺伝的アルゴリズムを用いて効率的に最適解を導くことにした。

新しいエントランス空間

2,300 [ｈ/ 年 ]9,950 パターン目で最適解

突然変異の例
2,250

快適性（快適時間）

各案で UTCI を算出し年間の快適時間を世代ごと (50 案ごと )各 [ 世代 ] に 50[ パターン ] の結果が分布

2,200
2,150

本当に最適か 2,500 パターン再確認 遺伝的アルゴリズムによる進化の過程にグラフ化した。

従来の設計手法で650 パターン目で人間越え

コンピュータが最初に並べた案での快適時間は 1,934[h/ 年 ]今回の設計であり、これは改修前の 1,932[h/ 年 ] と大差ない。

従来の設計

その後、淘汰，突然変異を繰り返し、197[ 世代 ]=9,950[ 案 ]人間が作った約 10 パターン

目で 2,286[h/ 年 ] まで向上した。1 案目≒改修前と比較しでの最適解た効果は 20% となる。
その後、50[ 世代 ]=2,500[ 案 ] 計算を繰り返したが、9,9502,100[ 案 ] 目を越えなかったので、9,950[ 案 ] 目を最適解と判断した。

2,050

計算に要した時間は 5 日間で、その間設計者は全く手出ししなかった。

2,000

なお、設計者が考えた数案の中で最適であった案での快適
時間は 2,195[h/ 年 ] であったが、計算開始直後の 11[ 世代 ]1,950
原始：1,934=650[ 案 ] 目で抜かれており、コンピュータの圧勝であった。

240

200

160

12080401,900
0

単なる通過動線、環境負荷の高いアトリウムを内部化し、新しくさまざまな人が集まる Komorebi Living を創出
生徒の学びの場、食事の場、教室外の授業、イベントスペースとして活用できる[ 世代 ]

空調エネルギーの削減効果は、改修前が非空調のため実績値での比較はできないが、木格子パネルで天井の 50% を塞ぐ日射遮蔽効果に
より室全体の空調負荷は年間合計で 13% 削減という計算となった。さらに、コンピュテーショナルデザインの並び替え効果により空調時間を 20% 削減できるので、粗い計算をすると合計 30%(←87%×80%=70%) 削減できる計算となる。

木格子パネルオーニングにより、3 階ライブラリー廻りの環境不可を低減
吹抜け廻りにさまざまなオープンスペースを計画し、新しい木質グローバルコモンズを計画した

生徒・教職員・父兄も利用するフェラウンジ