2024 年 2 月 5 日
醗酵を纏う―ポーラスの日本的解釈による実験建築―
MJ22004

建築学専攻
建築設計研究序章 はじめに0-1 ポーラスとは「ポーラス」とは、多孔質を意味し、自然界や食品、衣料品から建築物に至る多くがポーラスである。本研究は、ポーラスの軽さと強度、吸音性や断熱性、保温性、通気性の性能とその生成プロセスの可能性を見出し、論じていくものである。
0-2 研究背景
内外問わず自然を深く感じさせる、人工と自然の中間的な存在が求められている。環境問題が謳われる現在に、一層我々は、他の生物や環境と深く関わり合うこと、自然環境を尊重し、生態系への帰属意識を高めた暮らしや営みが必要である。
0.3 研究目的と構成
本研究は、ポーラスの環境性能と生成プロセスに可能性を見出し、微生物の働きである「発酵」が創り出すポーラスを用いた材料開発及びその材料を用いた設計研究である。工業的な予定調和を前提とした設計プロセスではなく、日本古来の自然素材に通ずる、不確定要素を伴う生成プロセス「発酵」を用いる。素材や調合、発酵時間の変化による段階的な実験を行い、「日本的なもの」への利用可能性を探求し、「日本的なもの」としてのひとつの風景を築くことを目的とする。
第 1 章 自然的ポーラス
1-1 ポーラスについて
ポーラス材料の内部構造はセル構造と呼ばれ、各構造は内部に小さな単位構造を形成し、その 3次元構造体を「フォーム」と呼び、食品や自然界の多くがこのフォームからできている。
1-2 微生物によるポーラス
微生物がエネルギーを得るための代謝のひとつが「発酵」である。酵母発酵によって発生する炭酸ガスにより、生み出されるのがフォームであり、ポーラス構造である。微生物による生体反応を利用した物質生産工程は、環境負荷低減への期待と人間や生態系への親和性を導き、付加価値として強調できる可能性を持っている。
1-3 小結 自然的ポーラスの活用
微生物交換の模擬的自然環境である「発酵」にしぜんてきより生成された自然発生的なポーラスを「自然的あま の天野りょう

稜

指導教員 小塙 芳秀
ポーラス」と呼ぶ。工学的で構造解析を有するポーラスの生成プロセスではなく、微生物による生じねん成プロセス「発酵」を用いることが本来の自然との調和をもたらすのではないだろうか。
第 2 章 日本建築における自然由来の材料
2-1 日本的なもの「日本的なもの」を「日本の伝統建築における具体的なものもしくは概念であり、継承されるべきもの」と定義する。ポーラスを用いた材料開発を「日本的なもの」の存在へと代わる、自然由来の材料の開発に向けた研究として位置付ける。
2-2 民家に扱われる自然由来の材料
民家の環境的しくみが、利用と調整の二面性か
ら紹介された坊垣和明著の『民家のしくみ』を参照し、具体的な事例の特性とスケッチから分析を行い、マトリクスを作成した（図 1）。

図 1：民家のしくみのスケッチとマトリクス

2-3 微生物と土に還る自然素材
自然素材を主として造られた民家は、来るものを拒まず、呼吸している。そして、茅の循環のよ
うに、土に還る建築材料を利用することは、利用の過程で微生物の作用である分解と再生を繰り返し、微生物を生かすだけでなく、民家のような対象の建物以外の周辺環境をも豊かにしている。
2-4 小結 「日本的なもの」への転用“呼吸する自然素材”、“土に還る建築材料”である自然由来の材料は、微生物の分解と再生による循環の中で成り立ち、その力は周辺環境に還元されていた。ポーラス材料を用いることが、建築と環境を含め“循環”し、「日本的なもの」と成り得るのではないだろうか。日本民家のように特定の環境や状況下において、自然素材をどのように扱い、対応してきたかが重要である。

第 3 章 予備実験①―パン発酵と素材の検討―
3-1 パン発酵
パンの発酵プロセスより、材料や発酵の特性を把握する対照実験である。結果、主材料である水とイースト菌（酵母）の発酵を促す砂糖の分量が大きく結果に起因することが明らかになった。
3-2 素材の検討「日本的なもの」への転用に向け、パン発酵の主材料である小麦粉を自然素材（候補：土、石膏、石灰、セメント）へ置き換え、発酵に適する素材の検討を行った。その結果、発酵により膨化した後に硬化する石膏を用いることが決定した。
3-3 小結 循環する自然素材
石膏は、硫酸カルシウム（CaSO4）を主成分とする天然の鉱物であり、土壌を豊かにする性質を持つ。石膏を用いた「自然的ポーラス」をただ使用するだけでなく、扱うことで循環を生み、良質な土中環境の基盤が形成され、人間の暮らしや営みに反映される（図 2）。

図 2：石膏による地域内循環図

第４章 予備実験②―発酵実験と形態スタディ―
4-1 発酵実験
各材料の調合や発酵時間を変化させ、計 13 回の発酵実験を行った結果（図 3）、ポーラスの断面が現れ、自立する 2、3 回目の分量を参考に形態スタディを行うことが決定した。

図 3：発酵実験の結果まとめとポーラス断面の様子

4-2 空隙率（多孔質度）
一般的な指標から、断面形状にポーラスな形状が現れる空隙率 50％を目標値に設定し、2、3 回目の分量を用いることの裏付けを行った。
4-3 形態スタディ
デザインプロセスを発展させながらも、建築材料としての適応可能性を考慮したスケーラビリテ

ィのある候補として、ドーム型、洞窟型、内包型、シェル型の 4 つの形態スタディを行った。
4-4 小結 「日本的なもの」への利用可能性
実験結果より、以下 2 つの利用可能性の条件を満たす実験的な設計提案を試みる。①自重を支え、自立する、ポーラスの断面形状が現れる空隙率 50％の数値を示す分量を用い、軽さと強さ、ポーラスの環境性能を併せ持つ材料として機能させる。②人工と自然の曖昧なせめぎ合いを表現した空間であり、スケーラビリティのある「逆さ吊りメンブレン・シェル」の手法を用いた“シェル型”を基礎形とする。

図 4：「逆さ吊りメンブレン・シェル」によるシェル型模型

第５章 本実験―応用と設計―
5-1 構想雨という現象に対し、長い時間を掛けて真摯に向き合い導き出された日本建築の工夫を手掛かりに、実験的な“茶室”の設計提案を行う。
5-2 本実験
茅葺き屋根の雨に対する仕組みを手掛かりに、「自然的ポーラス」によってその仕組みを再現する。1.雨水の影響で傷みやすいため、軒部分を濃く厚く作る等、全体の密度と厚さを調整する。2.
内側から燻すことで防虫や防腐対策、撥水効果をもたらす囲炉裏を取り入れる。3.雨水の流れを促すための調整として、最小勾配を 45°に設定する。4.クリップの数と押さえ位置による谷（くぼみ）を操作する。以上の 4 つの仕組みを手掛かりに、茶室の設計へと導く本実験である。
5-3 設計本実験を通して、千利休「待庵」の寸法や必要諸室を引用した茶室の設計を行う。
終章 結に代えて作為と無作為、人工と自然、構築と生成、そうした価値観を混ぜ合わせた中間的存在が、循環により、他生物や周辺環境と深く関わり、自然環境を尊重した生態系への帰属意識を高める提案となったのではないか。
「自然的ポーラス」が「日本的なもの」としてのひとつの風景を築いていく。
主要参考文献1）中嶋英雄「ポーラスの材料学」内田老鶴圃（2016）2）張遥「生物錬金術」東京藝術大学（2022）
3）高田宏臣「土中環境」建築資料研究社（2020）4）小倉ヒラク「発酵文化人類学」木楽舎（2017）5）坊垣和明「民家のしくみ」学芸出版社（2008）