建築部品の幾何学的特性と建築空間の関係
構法計画研究室
1. 序論

2. 建築部品の幾何学的特性の分析

1-1. 研究背景

2-1. カタログ調査による建築部品の形の分析

建築部品注１) には多種多様の形が存在している。建築部品のカタ大野将毅

2-1-1. 調査方法

ログを見ると、同種の部品でもデザインには豊富な種類が存在する。

まず、カタログ調査により建築部品の形について分析を行い、建しかし、色や素材の違いを考慮しなければ、それらの建築部品はほ築部品の幾何学的特性に関して考察を行う。本研究では LIXIL5）ととんどが同じ形である。佐藤考一らの研究１）においても“建築の個三協アルミ 6）が提供している WEB カタログから各建築部品の情報

別性は建物の部位に着目すれば一定の繰り返しが表れ建築物の個別収集を行った。カタログに掲載されている写真から形の分析を行い、性は減縮される”と述べられている。建築部品の色や素材には、十寸法から各建築部品の大きさの変更可能範囲の分析を行う。

分なバリエーションがあるために建築物の個別性は保たれている。

2-1-2. カタログ調査による建築部品の形の分析対照的に、建築物と同じように空間を構成する自動車は、ドアハン

室内用ドア、床仕上げ材について一部の例を挙げて示す。室内用

ドル等だけではなく空間を構成する車体やドアも含めて曲面が多くドアはドア枠、ドア板材、丁番、ドアハンドルに分けて分析を行う

使われ、車種が変われば同じ形の部品はあまり見られない。自動車（表 1)。ドア板材やドア枠は同一の断面形状が連結する箇所がある

では各部品の形が変われば車体全体の形も変化する。自動車は量産ため、長さや幅の変更が容易である。高さ方向も断面形状が同じで品であるが、部品に着目すれば複雑な形が多様にあることがわかる。

あるが、必要性が小さいために固定寸法となっている。ドアハンド

しかし、建築物では部品の形に全体の形が依存することは少ない。

ルは寸法等の指定はなく 10 種類の形から選択できるのみである。

建築部品の形が単純であることは建築物のプロダクトとしての特徴

ドアハンドルやクレセント錠、スイッチプレートなどの外形が複雑のひとつであると考えられる。本研究では、建築部品の形の性質をなものほど多種多様な形から選択が可能になり、ドア枠や板ガラス、建築部品の幾何学的特性と捉え研究を行う。

床タイル材などの単純な形のものほど寸法変更により外形の変更が1-2. 既往研究可能であることがわかる。カタログ調査の分析から建築部品の複雑建築部品の製造プロセスの実態調査とオープンシステム理論におさは 2 つの要素から分類ができるとの仮説が成り立つ。1 つは断面

ける建築部品論の再検討を行った佐藤考一らの研究２）や、開口部に形状が同一断面であるかそうでないかであり、2 つ目は外形に曲面焦点をあて、各建築部品の機能を定量的に表示し生産手段の工業化を含むか含まないかである。その仮説のもと建築部品の形を分類すのための方法論を検討した剣持昤の研究３）など、建築部品に関するる。
表1

研究では、生産技術や運搬方式など、その時代の生産システムを踏建築部品まえた上で、建築部品の在り方が考察されてきた。一方で建築部品の形については寸法調査や時代ごとの変遷といった分析にとどまっとで、建築部品の特徴を検討する。
1-3. 研究目的
上記の背景を踏まえつつ、本研究では建築部品の幾何学的特性をフラッシュ構造ドアている。そこで本研究では、建築部品の形に着目して分析を行うこ

建築部品のカタログ調査表

寸法

ドア板材

長方形の平滑な板状
高さ方向、幅方向共に断面形状が同じ

ドア枠

W：648・734・754・
780・824・868
H：2023四角柱の形が組み合わさっている
ケーシング枠がつくと壁厚に対応可能

ドアハンドルー

ドア板に接する面が平滑なこと以外は自由な形
同一断面ではない
ドア板によらず自由に形を選択できる

丁番ー

長方形の板と円柱の形が組み合わさっている形の種類はない

マルモア

736×1475×10.0
736×736×10.0

長方形の形状と正方形の形状を選択できる
断面形状が同じ

トリロジー

594×594×10.0

正方形の形状ブリットストーンクロス
レーブ

445×894×9.5
146×894×9.5

２種類の長方形の形状

598×598×9.0

正方形の形状分析し、建築空間との関係を明らかにすることを目的とする。現在多軸加工機や 3D プリンター等の部品加工技術が発達している。加工技術の発達により建築部品の形や建築物そのものの形が変化し、幾何学的特性を明らかにすることは、今後変化していく建築生産を鑑みても意義があると考えられる。
1-4. 論文構成

床タイル

建築設計や施工の在り方も変化していくと予想できる。建築部品の形の分析

W：591・677・697・
723・767・811
H：1983断面形状が同じ断面形状が同じ断面形状が同じ

まず建築部品の幾何学的特性を明らかにするために ,2 章ではカタログ調査によって建築部品の形を分析し、分類を行う。3 章では2-2. 建築部品の形の分類

生産方式による形の制約条件を整理し、4 章で建築部品の使われ方前節のカタログ調査の収集に基づき建築部品の形の分類を行う。の違いから形の分類を行う。5 章では、2 章及び 3 章、4 章の分析結

フローリング、アルミサッシ、スイッチプレート、障子を対象とし、果をもとに、建築部品の幾何学的特性と建築空間の関係を住宅の事形の分類方法を述べる。フローリング（図 1）は全体の形が矩形で例を用いて明らかにし、自動車の場合と比較をすることで建築物の構成されていて端部も直角である。また b 方向の断面を見ると全体特性を考察する。6 章は総括であり、本研究の成果と今後の課題をが同一断面である。アルミサッシ（図 2）は c 方向の断面すべてが述べる。

同一形状である。また d 部分を確認すると突出部の頂部が曲面であるため曲面を含む形に分類できる。スイッチプレート（図 3) は e 端は断面形状が異なる。障子（図 4) は h 部分を見ると四角柱状の棒材が組み合わされた形である。また i 断面と j 断面を比べると断面形状が異なる。以上の分類結果を表 2 に示す。

建築部品の幾何学的特性を曲面使用の有無と断面形状から 4 種類に分類した。すなわち、第 1 象限に分類されている部品の幾何学的特性は形に曲面を含まず、特定方向の断面形状が同一である。第 2

一方向に異なる断面形状がある

2-3. 小結

一方向の断面形状が同一部に曲面があり、ねじ穴にも曲面がある。また、f 断面と g 断面で

表2

建築部品の形の分類

形に曲面を含む形に曲面を含まない

アルミサッシ ダクトレール（照明）

床タイル

窓枠

巾木

カーテンレール

フローリング

板ガラス

畳廻り縁

ドア枠

乾式天井材

階段手摺

フラッシュ構造ドア

巾木コーナー材

手摺受け

障子

スイッチプレート丁番

框組構造ドア

ドアハンドル

電灯カバー

レンジフードクレセント錠換気口

壁タイル（一部）

サイディングボード 換気口カバー

象限の部品は形に曲面を含み、特定方向の断面形状が同一である。
e

第 3 象限の部品は形に曲面を含み、特定方向に異なる断面形状がある。
b

第 4 象限の部品は形に曲面を含まず、特定方向にことなる断面形状aがある。このように建築部品の幾何学的特性はそれぞれことなり、

dc「外形に曲面を含むか」と「特定方向に異なる断面形状があるか」の
2 つの要素で分類可能であることが明らかとなった。
図 1 フローリング

図 2 アルミサッシ

3. 生産方式と建築部品の形の関係
3-1. 部品加工技術の分類
生産方式による建築部品の形の制約条件について整理を行う。建築生産の工業化に伴い建築部品の加工技術はより発展していき、量

表3
加工種類

金属産品においても同じ部品を大量生産するだけでなく、多品種生産を行うことも可能になった。加工技術によって、生産することのでき

樹脂

figj

図 3 スイッチプレート 図 4 障子

部品加工技術の分類
除去

成形

材料

h

鋳造
鍛造
押出し
引き抜き

せん断加工 切削加工
プレス加工 研削加工
圧延加工
切断加工
曲げ加工

射出成形
押出し
曲げ加工

ブロー成形
注型成形
圧縮成形

積層

結合

溶接
穴あき加工
打ち抜き加工 圧接
レーザー加工打ち抜き加工 切削加工 溶接
ウォータージェット加工

接着
ボルト締め

3D プリンター（積層）3D プリンター（焼結）接着

3D プリンター（積層）3D プリンター（光造形）る建築部品の形は異なるが、それぞれが効率的に生産されている。
各加工技術を加工の種類と加工材料に着目して分類を行ったものを

ガラス 曲げガラス フロート法

表３に示す。加工方法は、型を用いて所定の形を得るものを成形、

表43D プリンター（積層）加工技術による形の制約条件の整理
曲面

角

正確な形の生産

形の変更

大きさの変更

鋳造〇〇〇〇〇

鍛造〇〇〇〇〇

押出し〇×〇〇〇

引き抜き〇×〇〇〇は金属材料の種類が多いためである。樹脂加工のブロー成形は金属

せん断加工

〇〇

△〇〇

加工の鋳造技術と似た方式であり、出来上がる形の制限に樹脂と金プレス加工

〇×〇〇〇

圧延加工

〇×××〇

曲げ加工

〇×△〇〇

切削加工

〇×〇〇〇

打ち抜き加工〇×△〇〇

レーザー加工〇×〇〇〇

溶接〇×〇ーー

ブロー成形〇〇〇〇〇

注型成形〇〇〇〇〇

圧縮成形

〇×〇〇

〇

分を取り除く付加的な作業が発生するために△に分類した。積層造

ウォータージェット加工

〇×〇〇

〇

形はフィラメントを積み上げる際に角を造るのは難しく、積層した

積層成形

〇×△〇〇

光造形〇〇〇〇

不要な部分を取り除き所定の形を得るものを除去、材料同士を結合させ所定の形を得るものを結合、材料を積層させて所定の形を得る
ものを積層とし分類を行った。金属の加工方法は多いようだがこれ属で違いがないことがわかる。
3-2. 生産方式と建築部品の形の関係
加工技術による形の制約条件を整理し表 4 に示す。押出しや引き抜き加工では正確な角を造ることは難しく R 角になってしまう。せん断加工や打ち抜き加工は要求された形を生産するために余計な部際の凹凸が表面にできてしまう。一般的に流通している３D プリン

凡例

生産できる形

加工後に付加的作業を要する〇

生産できない形

ターは樹脂の積層型であり、形の自由度は高いがデータ通りの正確な形を造ることは難しい。

4. 建築部品の使われ方による形の分析

3-3. 小結

4-1. 建築部品の使われ方による形の分類方法

生産方式による建築部品の形の制約条件を整理した。複雑な形のこの章では建築部品の使われ方による分類を行う。建築部品の使部品であるほど鋳造や鍛造、ブロー成形等の成形技術によって製造われ方を表 5 に示す 4 種類に分類する。すなわち、同種の部品が直されていることがわかる。また、除去や結合の加工ほど単純な形で接接続し、繰り返して用いられる連結反復型、同種の部品が離れたあることがわかる。加工技術との関連を見ると、技術的制約により位置で繰り返し用いられる分節反復型、切れ目なく同じ形状が連続曲面になってしまう場合が見られるため、個別の部材として見ると、している一体連続型、反復して用いられずに１つで用いる非反復型

2 章で行った分類のように、曲面を持つ部材が複雑な形であるとはである。

必ずしも言い難い。以上の分析により建築部品の幾何学的特性が表

4-2. 建築部品の使われ方による形の分類

面に現れる外形の形のみによらず、生産方式による技術的制約が関係することが明らかとなった。

次に、この分類方法を用いて、建築部品とその使い方に関する分析を行う。その結果を表 6 に示す。連結反復型に分類される建築部

品は矩形の部品が多く、同種の部品を繰り返し反復して用いることで平面を充填することができる。そのため住宅の床、壁、天井といった平面に用いられる部品が多くなったと考えられる。分節反復型に

表5

建築部品の使われ方による形の分類方法

同種の部品が繰り返して用いられる。
連結反復型 反復の仕方は部品同士が直接、接続して用いられている。

切れ目なく、一体連続型 同じ形状が連続している。

分類される建築部品は天井や壁面の連結反復型の部品に埋め込むよ同種の部品が繰り返して用いられる。

うに使われる部品が多い。一体連続型の部品は同一の断面形状であ

分節反復型 部品同士は直接、接続はせずに同種の部品を繰り返して用いられることはない。
１つで用いられる

非反復型

離れた位置で反復する。

り、天井や壁面に外付けされる部品が多い。非反復型に分類される部品は形の複雑な部品が多くある。非反復型の部品は他の部材と接する面積が小さいため、自由な形とすることが可能である。
4-3. 小結

表6
連結反復型

床タイル
フローリング

分節反復型

フラッシュ構造ドア
框組構造ドア
窓ガラス

一体連続型

巾木
廻り縁

非反復型

ドアハンドル
電灯カバー

以上の分類結果から連結反復型の部品では単純な形である部品が多く、非反復型の部品では複雑な形の部品が多いことがわかる。連結反復型の部品は同種の部品を繰り返して用いられるため、平面充填が可能な形である必要がある。そのため、単純な形の部品が多いと考えられる。非反復型の部品は同種の部品を並べて用いることが建築部品の使われ方による形の分類表
畳壁タイル

天井材
サイディングボード

ドア枠
窓枠
アルミサッシスイッチプレート
換気口
コーナー巾木点検口
コーナー廻り縁

手摺
ダクトレールクレセント錠
レンジフードドアクローザーないため外形への制約が少ない。分節反復型は矩形の部品と曲面を含む部品の両方がある。これは非反復型と同じように同種の部品をウォークイン
クローゼット押入
和室

並べて用いられないためであるが、窓枠やドア等の連結反復型としクローゼット

玄関収納 玄関
階段ても用いることが可能な部品もある。分節反復型の部品も矩形であ階段

台所

れば接続しつつ反復可能であると考えられる。

洋室

主寝室

居間
食事室

洋室

便所
廊下

便所
洗面脱衣室

多目的ホール

台所
納戸

浴室

5. 実例を用いた建築部品の幾何学的特性と建築空間の関係

調査対象範囲5-1. 調査対象の概要と分析方法

図5

住宅 A 平面図

S＝１：３００

対象住宅の間取り図と調査対象範囲

5-1-1. 調査対象の概要

C 分複以上の分析をもとに具体の住宅を対象とした分析を行い、建築部

板ガラス品の幾何学的特性と建築空間の関係を考察する。図 5 に本研究で調査を行った範囲を間取り図として示す。
対象住宅

竣工日

C

大和ハウス

軽量鉄骨

型式適合認定を取得しているA

形に曲面を含み、同一の断面形状があるC

形に曲面を含まず、同一の断面形状がある取り合いが勝っている

凡例

B

形に曲面を含み、異なる断面形状がある

D

形に曲面を含まず、異なる断面形状がある取り合い関係に勝ち負けが生じない

図6C②同一の断面形状がある幾何学的特性を持っており、分節反復型であA②B④A②A③C②A③ト錠は窓ガラスに取り付けられている。非反復型であり、形に曲面る。つまりクレセント錠は窓に取り付けられているが、形の影響を受けない。以上のことから建築部品の形は部品同士の取り合いに制カーテンレールカーテンる必要があるため、窓枠は壁面に形の影響を与えている。クレセン

接する建築部品との接地面は少なく、形の制約が少ないことがわかコーナー巾木スイッチプレート

B②

換気口

C①

A③

床仕上げフローリング

躯体

廻り縁

C①

B②

換気口カバー

B②

コーナー廻り縁

C①
C①

B④
油圧式ドアクローザー
B ④

天井仕上げパネル

B②
スポットライト

壁

C②
玄関ドア枠
C②
玄関ドア板材

A③
ダクトレール

B②丁番

取り合いが勝っている

取り合いが負けている

ドアハンドル取り合いに勝ち負けを生じない
凡例

面形状がある B の部品であり、かつ、非反復型の部品はすべて、取丁番

ドア枠

窓枠

壁

図 7 の取り合い関係図より、分析を行う。それぞれの建築部品に取り合い関係に着目すると、形に曲面を含み、特定方向に異なる断B②C②巾木5-2. 建築部品の形の影響に着目した部品の取り合い多く、分節反復型と連結反復型の部品が多くあることがわかる。また、

ドア板材

B ②A③

B②C②サッシ

手摺受け勝ち負けが生じる場合と勝ち負けが生じない場合に分け、取り合い着目すると、幾何学的特性が A と C の断面形状が同一である部品がドアハンドル

B②手摺約されていることがわかる。建築部品の形が部品同士の取り合いに図として記述していく。

B④板ガラスクレセント錠を含み、異なる断面形状がある幾何学的特性を持つ部品である。隣C 連複壁

対象住宅の玄関における建築部品

図 6 に対象住宅の窓を用いて例示する。窓枠は形に曲面を含まず、る。壁面に埋め込まれるように用いられるため、窓枠は壁との取り分複窓枠

連複 連結反復型
分複 分節反復型
一連 一体連続型
非複 非反復型

取り合いが負けている

5-1-2. 分析方法合いが勝っていると考えられる。また、埋め込むために、壁面を削分複サッシ

クレセント錠平成 29 年 8 月 31 日

設計・施工会社
構造

A

B 非複

A 形に曲面を含み、同一の断面形状がある

B

C 同一の断面形状がある

D 異なる断面形状がある

形に曲面を含まず、

図7

形に曲面を含み、異なる断面形状がある
形に曲面を含まず、① 連結反復型② 分節反復型③ 一体連続型④ 非反復型

対象住宅の玄関における建築部品の取り合い図

り合い関係に勝ち負けを生じない関係である。つまり、その建築部

B④メーター

品は、隣接する建築部品に対して、形の制約を与えないことがわかる。
一である C の部品のみであり、建築空間に占める面積が大きい部品であることが見てわかる。

ホーンスイッチ

ハンドル

インストルメントパネル

ダッシュボード

B②

B④

B④

吹出し口

B④B④

躯体と取り合う部品は形に曲面を含まず、特定方向の断面形状が同B②

B②

グローブボックス

B④

ドアポケットB②

アームレスト5-3. 建築部品の幾何学的特性と建築空間の関係

シフトノブ

B②

ボディ

ドアトリム

B④

ヘッドライニングの部品が多数を占めていることが明らかとなった。連結反復型の部

B②

B④
サンバイザー品や分節反復型の部品が多くあることから、建築空間には反復して

B②

シート

フロアカーペット

ドアハンドル

部品が多く、壁や躯体と取り合う部品は矩形で形成された同一断面

センターコンソール

B④

B④

前節の分析より、建築空間には特定方向の断面形状が同一である

B④

ドアパネル

B②

サイドボディパネル

B ④コンソールボックスB④

B②

チェンジレバー

窓枠

B④

アシストグリップ用いられる部品が多く存在していることが明らかとなった。更に、取り合いが勝っている

B②

非反復型であり、かつ B の部品はすべて、取り合い関係に勝ち負け取り合いが負けている

窓ガラス取り合いに勝ち負けを生じないを生じない関係であることが明らかとなった。以上のことから、建B用いられる部品の占める割合が大きく、曲面を含み、特定方向の断C 異なる断面形状がある

D 同一の断面形状がある

面形状が異なる部品の占める割合が小さいことが明らかとなった。

図8

凡例

A 形に曲面を含み、同一の断面形状がある築空間では、表面に現れる建築部品のうち、矩形であり、反復して形に曲面を含まず、形に曲面を含み、異なる断面形状がある
形に曲面を含まず、① 連結反復型② 分節反復型③ 一体連続型④ 非反復型形の関係に着目した自動車部品の取り合い図

5-5. 自動車における部品の幾何学的特性と空間の関係比較のため自動車 2) を対象として、内装部品の取り合い関係を調査した。その結果を図 8 に示す。自動車部品は連結反復型の部品と6. 結論
6-1. 本研究の成果

一体連続型の部品は無く、非反復型の部品と分節反復型の部品で形本研究の成果を以下に順に示す。建築部品の幾何学的特性はそれ成されていることが図から読み取れる。また、分節反復型の部品はぞれ異なり、「外形に曲面を含むか」と「特定方向に同一な断面形自動車の特性上、同じ平面内で反復することは無い。自動車部品の状が現れるか」によって分類ができることが明らかとなった。また、幾何学的特性は形に曲面を含み、異なる断面形状がある B の部品の建築部品の幾何学的特性は外形の特徴だけでなく、生産方式によるみで形成されていることが明らかとなった。また、形に曲面を含み、技術的制約があることが明らかとなった。自動車の部品の幾何学的異なる断面形状がある部品が、他の部品に対して取り合い関係に勝特性はすべて同じであるのに対して、建築物では幾何学的特性が異ち負けを生じている場合がある。そのため、その部品と取り合う部なる部品を組み合わせて空間を形成していることが明らかとなった。

品も曲面を含む部品になる場合があると考えられる。以上の分析よ

建築物は矩形の平面充填が容易な形の部品が多く使われている。そり、自動車の内部空間に使われる部品はすべて、形に曲面を含み、のことから、同じ部品を用いて、大きさや用途の違う空間を形成す異なる断面形状がある B の幾何学的特性を持った部品であることがることが可能であることが明らかとなった。また、曲面を含み、特明らかとなった。更に、自動車は使われている部品が形に曲面を含み、定方向に異なる断面形状を持つ部品が、隣接する部品と連関する場

特定方向の断面形状が異なる部品が多いため、内部空間が複雑化し合が少ないことが明らかとなった。それにより、ある建築部品を取ていることが明らかとなった。

り換えることや、部品の形を変えることが容易になることが考えら

5-6. 小結れる。

建築部品の幾何学的特性と建築空間の関係を建築部品の取り合い図から分析し、比較のため自動車を対象として同様の分析を行った。
自動車では連結反復型の部品と一体連続型の部品が無く、分節反復型の部品と非反復型の部品が用いられている。一方で、建築物は連結反復型や分節反復型の反復して使われる部品が多くあることが明らかになった。建築物は自動車に比べ、外形に曲面を含み、特定方向の断面形状が異なり、非反復型の部品が、隣接する部品と取り合う場合が少ないことが取り合い関係図から考察できる。また、自動参考文献
1） 佐藤考一他 , 設計志向型部品の成立要件とその役割に関する考察 - 設計志向型建築部品に関する研究その１-, 日本建築学会計画系論文集第5432001,5 pp139-145
2） 佐藤考一他 , 建築部品の生産特性に関する研究 日本建築学会大会学術梗概講演集 ,1993.9 pp815-816
3） 剣持昤 , 開口部論 , 東京大学学位論文 ,1965
4） 松村秀一 ,「部品」概念を中心とした建築生産論 , 日本建築学会第 10 回
「建築生産と管理技術」シンポジウム論文集 ,1994.7 pp159-166
5） LIXIL が出している WEB カタログを参照している。
https://webcatalog.lixil.co.jp/iportal/CatalogDetail.do?method=in
itial_screen&catalogID=12014880000&volumeID=LXL13001&designID=new
inter

車では内部空間に使われる部品が、すべて、B の同じ幾何学的特性を持っているのに対し、建築物では、異なる幾何学的特性を持つ部品を組み合わせて空間を形成していることが明らかとなった。自動車では、形に曲面を含み、特定方向の断面形状が異なる、B の幾何学的特性を持ち、非反復型である部品が勝ち負けを生じる取り合い関係を持つ場合がある。一方で、建築物では形に曲面を含み、特定方向の断面形状が異なる B の幾何学的特性を持ち、非反復型である部品は取り合い関係に勝ち負けを生じない関係の部品のみであることが明らかとなった。

6）

三協アルミが出している WEB カタログを参照している。
https://apps.st-grp.co.jp/iportal/CatalogSearch.do?method=catalog
SearchByAnyCategories&volumeID=STAWC001&categoryID=581160000&desi
gnID=WCAT001

注釈
注 1）既往研究で建築部品は「建築の生産上の分割単位」と定義されているが、本研究では「物の分割可能単位」として定義する。例えばドアは板材、ドア枠、ドアノブ、丁番をそれぞれ別の建築部品としてとらえる。
注 2）本研究ではマツダ株式会社の MAZDA2 コンパクトカーを対象として内装部品の取り合い図を作成し分析を行った。