風雪シミュレーションを用いた低炭素型の都心空間デザインプロセス
積雪寒冷都市における都市デザイン その１１
正会員

街区ボリューム
形態
前編
本編
検討のプロセス○前田 孝輔 *1
同
瀬戸口 剛 *2
同
渡部 典大 *3
積雪寒冷都市
風雪シミュレーション
都市デザインプロセス
同
岩国 大貴 *4
低炭素都市
雪処理エネルギー
都心再開発
同
堤 拓哉
*5
1. 研究の背景
バリエーションとして捻りを加えた基壇一棟ヘリカル型、
近年の都心再開発では、エネルギー消費の低減と共に、土中層部の床面積を大きくとり、歩行者への圧迫感の軽減の地の高度利用と用途複合化に伴う建築物の高層高容積化が求めため隅角部を落とした基壇一棟スミキリ型の全４パターンられている。しかし、現行の都市デザインの計画プロセスでは、 を決定した。尚、発展型の街区容積率は基壇一棟型と同様用途や形態の検討が先行し、環境評価は後追いで行われるため、 に 1000% で検討した。（詳細を図 2 に記載）
評価結果を計画に反映させることが難しい。用途・形態の検討
3-2. 発展型更新パターンの評価と環境評価を相互に並行して段階ごとに行うことで、適切な都市発展 A 型 (図 2-Ⅴ) 積雪量合計は、1120.6[ ㎥ /日] と最も空間へと導く都心空間デザインプロセスを開発する必要がある。
少ない。【A】雪処理 E は 8.13[t-CO2/日] と最も少ない。高
また積雪寒冷都市都心部では、ロードヒーティング によ
層部がより細くなり、風の流入が増えたことで、雪が吹き払われたからと考えられる。更新パターン E は他と同様。
る雪処理エネルギー消費( 以下雪処理 E)が膨大であり、高年間 E は雪処理 E に準じ、最小である。【B】他と同様に、層建築が発生させる風雪の影響による屋外活動の不自由が風下方向の周辺街区に高さのある局所的な吹き溜まりが見大きいことから、高層高容積建築物への更新の際に風雪環られるが、建築足元の壁面に沿った吹き溜まりは比較的小境とエネルギー消費についての評価( 以下環境・エネルギー評価 )を連動させ、適切な都心空間を創出する必要がある。 さい。風環境は、他と大きな差はない。
発展 B 型 ( 図 2- Ⅵ ) 積雪量合計は、1359[ ㎥ / 日 ]と比較
2. 研究の目的と方法的大きい。OS が広く、積雪面積が大きいからと考えられる。
【A】
本論では、積雪寒冷都市都心部における都市デザインに、環雪処理 E は、基壇一棟型と同程度の 11.41[t-CO2/ 日 ]と悪くな境・エネルギーの視点を組み込み、高層高容積街区の空間計
い。OS が広い分、自然融雪量が大きいからと考えられる。更新
画と、エネルギー消費を一体的に検討する、都市空間デザイン
注 1)
パターン E は他と同様。年間 E は、雪処理 E 同様悪くはない。
【B】
プロセスの開発を目的とする。前編 同様、積雪寒冷都市の壁面に沿った建築足元と風向き方向の周辺街区に高さのある局
中でも積雪が多く、更新の活発な札幌市都心部を対象とした。
所的な吹き溜まりが見られ、風環境は、他と大きな差はない。
前編では、
ⅰ)評価視点と評価方法を決定した。ⅱ)更新パ
ヘリカル型 ( 図 2- Ⅶ ) 積雪量合計は 1623.1[ ㎥ / 日 ] とターンを決定し、風雪・風洞・エネルギーシミュレーションを 用いて、ⅰを基に環境・エネルギー評価を行った。ⅲ）ⅱ
最大である。捻りのデザインは、風が衝突する表面積が大きい分、風速を低減させ、積雪させるからと考えられる。
【A】
を基に、風雪環境を考慮した都市空間像を導いた。
雪処理 E は 12.48[t-CO2/ 日 ] と最も大きい。更新パターン E
本編では①:前編ⅱ)より更に詳細な更新パターンを決定
し、前編ⅰ)注 2) を基に環境・エネルギー評価を行う。
は他と同様。年間 E は雪処理 E に準じ、最大である。
【B】壁②:前編ⅱ)
面に沿った建築足元と風向き方向の周辺街区に高さのある局と本編①を踏まえ、良好な環境へと導くより詳細な高層高所的な吹き溜まりが見られる。風環境は他と大きな差はない。
容積街区の都市空間像を導き、③:環境・エネルギー評価
スミキリ型 ( 図 2- Ⅷ ) 積雪量合計は 1313.6[ ㎥ / 日 ] とを組み込んだ都心空間を検討するプロセスを提案する。
現況
比較的小さい。スミキリのデザインは、ボリュームに衝突する風の風速や風向きの変化を穏やかにし、積雪量を低減す
Ⅰ二棟型
Ⅱ基壇ﾂｲﾝﾀﾜｰ型
Ⅲ基壇中高層型
Ⅳ基壇一棟型
街区を一体的に再開発し、基壇部を設ける市民ホールを一時るからと考えられる。
【A】雪処理 E は 12.48[t-CO2/ 日 ] と比保存し、街区を段全体の高さを抑える（二棟）塔状に高層化（一棟）
階的に再開発する 高さの同じ二棟 高さの異なる二棟
較的小さい。更新パターン E は基壇中高層型と同様。年間 Eは雪処理 E に準じて、比較的小さい。
【B】吹き溜まり形状は
Ⅴ基壇一棟発展 A型 Ⅵ基壇一棟発展 B型 Ⅶ基壇一棟ﾍﾘｶﾙ型 Ⅷ基壇一棟ｽﾐｷﾘ型
Ⅳと同様の基壇部 基壇部の床面積を Ⅳと同様の基壇部 中層部の床面積を基壇中高層型と同様の傾向を示し、風下側に大きな吹き溜ま基準階を統一し、 小さくし、より広 180°のひねりを 大きくとり、歩行者へりが見られる。風環境は弱風の点が最も多く、悪くない。の圧迫感の軽減のい屋外OSより塔状に近い加えたデザインのため隅角部を落とす
デザイン
Ⅳと同様の中高層部 中高層部
4. 比較・検討
図 1 検討のプロセス
環境・エネルギー評価 [ 前編 8 章 , 本編 3-2 章 ] を組み込んだ高層高容積街区更新の検討プロセスにより、有効と3. 環境・ｴﾈﾙｷﾞｰの評価を踏まえた形態デザインの検討判断できた街区空間デザインを提案する。
前編より環境・ｴﾈﾙｷﾞｰ評価において比較的良好である基壇一棟型を抽出し、更に詳細な形態デザインの検討を進める。 １) 高層高容積街区のボリュームデザインとして、中高層部を二棟とせず一棟にまとめ、中層部と高層部を一体のボ
3-1. 発展型更新パターンの決定
リュームで計画すると立面積が少なく、積雪量を低減し、中層部と高層部の床面積を統一し、より塔状に近い基壇雪処理 E を削減するため、有効である。
一棟発展 A 型、基壇部の基準階面積を小さくし、屋外 OS
２) 高層高容積街区の形態デザインとして以下の３つの有をより広く設けた基壇一棟発展 B 型、中高層部デザインのThe Green Urban Design Process of High Rise Density Blocks with Snow and Wind Simulations for Winter Cities
The Urban Design on Winter Cities #11

MAEDA Kosuke , et al.

都市軸、ネットワーク等の計画→拠点等の重点整備地区ⅰ)高層高容積街区のﾎﾞﾘｭｰﾑﾃﾞｻﾞｲﾝ検討[ 前編 6 章 ]
【形態】
【用途】
ﾎﾞﾘｭｰﾑﾃﾞｻﾞｲﾝの検討 用途配置の検討
・４つの更新パターン
１, 段階的な開発 2, 一体的な開発
Ⅰ, 二棟型
Ⅱ, 基壇ﾂｲﾝﾀﾜｰ型
Ⅲ, 基壇ﾂ中高層型
Ⅳ, 基壇一棟型ⅲ) 高層高容積街区の形態ﾃﾞｻﾞｲﾝ検討[ 本編 3-1 章 ]
【形態】
【用途】
形態ﾃﾞｻﾞｲﾝの検討 用途配置の検討
・４つの発展型更新パターン
Ⅴ, 発展 A 型 Ⅶ, ヘリカル型
Ⅵ, 発展 B 型 Ⅷ, スミキリ型

更新パターン

用途 機/ 能配置

最高高さ ：157m
基壇部 ：4層分(地上20m)： 既存のプロセス： 本論で組み込んだプロセスⅱ) 更新パターンの評価 [ 前編 8 章 ]【形態】
・雪処理 E 評価
・屋外環境評価【用途】
・更新パターン E
評価

・比較的良好な更新パターンの抽出
・街区ボリュームデザインの方向性ⅳ) 発展型更新ﾊﾟﾀｰﾝの評価 [ 本編 3-2 章 ]【形態】
・雪処理 E 評価
・屋外環境評価【用途】
・更新パターン E
評価

・比較的良好な発展型パターンの抽出ⅴ) 高層高容積街区の空間デザインの方向性 ( デザインガイドライン )[4 章 ]・ⅰ)~ⅳ) の検討を踏まえた積雪寒冷都市都心部での有効なデザインを提案

建築
外構 建築ﾃﾞｻﾞｲﾝ/ 外構ﾃﾞｻﾞｲﾝの検討

図 2 環境・ｴﾈﾙｷﾞｰ評価を組み込んだ都心空間ﾃﾞｻﾞｲﾝﾌﾟﾛｾｽ〈注釈〉 注 1) 岩国大貴 ほか：積雪寒冷都市における風雪シミュレーションを用いた高層高容積街
区の都市空間像の提案 低炭素都市実現に向けた都市デザイン その 10 注 2) 前編同様評価視点として A: ｴﾈﾙｷﾞｰ ( 雪処理 E、更新ﾊﾟﾀｰﾝ E、年間 E)、B: 屋外空間の風雪環境 ( 風雪環境 )（雪環境・風環境）

Ⅵ.基壇一棟発展 B 型

Ⅶ.基壇一棟ヘリカル型【面積表 ( 容積率 )】
宿 22,650 ㎡ (194%)
商 23,790 ㎡ (204%)
業 70,200 ㎡ (602%)
駐 8,200 ㎡

最高高さ ：157m
基壇部 ：4層分(地上20m)

最高高さ ：117.5m
基壇部 ：4層分(地上20m)
中層部 ：10層分(地上60m)

宿 22,650 ㎡ (194%)
商 23,790 ㎡ (204%)
業 70,200 ㎡ (602%)
駐 8,200 ㎡
最高高さ ：157m
基壇部 ：12層分(地上52m)
中層部 ：4層分(地上68m)
高層部 : 業 宿
中層部 : 業
低層部 : 商Ⅷ.基壇一棟スミキリ型【面積表 ( 容積率 )】
宿 22,650 ㎡ (194%)
商 23,790 ㎡ (204%)
業 70,200 ㎡ (602%)
駐 8,200 ㎡【面積表 ( 容積率 )】【面積表 ( 容積率 )】
宿 22,650 ㎡ (194%)
商 23,934 ㎡ (205%)
業 70,056 ㎡ (601%)
駐 8,200 ㎡

環境・エネルギー評価

地域地区 ( 用途地域 / 高度地区等 )→高さ / 容積率規制 →用途規制

街区デザイン

Ⅴ.基壇一棟発展 A 型

高層高容積街区の都市デザイン
多様な地域条件、地域課題の把握

都市効性が明らかとなった。
① 中層部の基準階面積を小さくして高層部との差異を小さくし、最高高さ 157m 程度まで塔状に高層化するデザイ
ンは、地上部まで吹き降ろす風を発生させて雪を吹き払い、積雪量を低減するため、有効である。
② 中高層部を街区の風上側に配置するデザインは、中高層部が発生させる吹き下ろしの風により、街区の風下側への風の流入を増やし、積雪量を低減するため、有効である。
③ 屋外 OS を小さくし、少なくても高さ 20m の基壇を設けるデザインは、建築物足元の吹き溜まりを小さくし、風下側歩道の風速を弱めることで、屋外空間における風雪の悪影響を改善するため、有効である。
5. 高層高容積街区における環境・エネルギー評価を踏まえたデザインプロセスの考察
積雪寒冷都市における高層高容積街区の都市デザインでは、早期段階から、形態・用途の検討と、環境・エネルギー評価を並行し、段階ごとに検討を行うことで、エネルギー消費や屋外環境を良好にする街区空間デザインを、決定できることが明らかになった ( 図 2)。本研究は、平成 26 年
度科学研究費基盤研究（Ａ）の研究助成を受けた。

地下 : 駐 商 [ 地下歩行空間接続部 ]【機能配置】
低層部 : 基壇あり ( 基壇一棟型と同様 )低層部 : より広い屋外 OS、 基壇部の低層部 : 基壇あり ( 基壇一棟型と同様 )低層部 : 基壇あり
中高層部 : 基準階面積を統一、 より塔状に床面積の小さいデザイン
中高層部 :180°の捻りを加えたデザイン
中高層部 :①中層部の床面積を大きく設ける
近いデザイン
中高層部 : 基壇一棟型と同様( 他と異なる中高層部のデザイン )②隅角部を落とす (圧迫感の軽減)： 107.5 (9.6%) [㎥ /日] 街区内： 150.3 (11.4%) [㎥ /日]
街区内： 188.6 (13.9%) [㎥ /日] 街区内： 143.8 (8.9%) [㎥ /日] 街区内：77.9 (7.0%) [㎥ /日] 歩道：81.3 (6.0%) [㎥ /日] 歩道： 113.4 (7.0%) [㎥ /日] 歩道：97.6 (7.4%) [㎥ /日]
歩道
車道： 248 (22.1%) [㎥ /日] 車道： 306.1 (22.5%) [㎥ /日] 車道： 297.5 (18.3%) [㎥ /日] 車道： 274.4 (20.9%) [㎥ /日][㎥ /日] 対象街区総積雪量 ： 576.1[㎥ /日] 対象街区総積雪量 ： 554.6[㎥ /日] 対象街区総積雪量 ： 522.3[㎥ /日]
対象街区総積雪量 ： 433.4： 247.7 (22.1%) [㎥ /日] 歩道： 295.6 (21.7%) [㎥ /日] 歩道： 318.0 (19.6%) [㎥ /日] 歩道： 278.8 (21.2%) [㎥ /日]
歩道
車道： 439.5 (39.2%) [㎥ /日] 車道： 487.6 (35.9%) [㎥ /日] 車道： 750.5 (46.2%) [㎥ /日] 車道： 512.5 (39.0%) [㎥ /日]
積雪量合計： 1313.6 (100%) [㎥ /日]： 1120.6 (100%) [㎥ /日] 積雪量合計： 1359.3 (100%) [㎥ /日] 積雪量合計： 1623.1 (100%) [㎥ /日] 積雪量合計[t-CO2/日] ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE[t-CO2/日] ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE[t-CO2/日] ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE[t-CO2/日]
ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE
：
4.05
：
5.09
：
5.57
：
2.71
[t-CO2/日] 運搬排雪 E[t-CO2/日] 運搬排雪 E[t-CO2/日] 運搬排雪 E[t-CO2/日]
：
0.05
：
0.04
：
0.05
：
0.03
運搬排雪 E[t-CO2/日] 対象街区雪処理 E ：[t-CO2/日] 対象街区雪処理 E ：[t-CO2/日] 対象街区雪処理 E ：[t-CO2/日]
7.24
5.13
5.62
2.74
対象街区雪処理 E ：[t-CO2/日] ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE[t-CO2/日] ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE[t-CO2/日] ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE[t-CO2/日]
ﾛｰﾄﾞﾋｰﾃｨﾝｸﾞE：
5.89
：
8.21
：
6.8
：
5.34
[t-CO2/日] 運搬排雪 E[t-CO2/日] 運搬排雪 E[t-CO2/日] 運搬排雪 E[t-CO2/日]
：
0.07
：
0.08
：
0.06
：
0.05
運搬排雪 EA E[t-CO2/日] 雪処理 E 合計
[t-CO2/日] 雪処理 E 合計
[t-CO2/日] 雪処理 E 合計
[t-CO2/日]： 11.41： 13.42： 12.48：
8.13
雪処理 E 合計
Ⅳ基壇一棟型 ( 前編図あ -Ⅳ) と同様
更新ﾊﾟﾀｰﾝE[t-CO2] 対象街区
[t-CO2] 対象街区
[t-CO2][t-CO2] 対象街区
： 12,497： 12,619： 12,712： 12,756
年間 対象街区[t-CO2] 対象街区 + 周辺
[t-CO2] 対象街区 + 周辺
[t-CO2] 対象街区 + 周辺
[t-CO2]： 12.982： 13,277： 13,458： 13,373
E
対象街区 + 周辺
ＮＮＮ
風向風向
風向
風向 Ｎ
北西
北西
北西
北西
対象街区 周+辺積雪量

計画
要素

対象街区雪処理エネルギー

周+辺吹き溜まり雪環境

凡例 :050100150200250［㎜ / 日］

凡例 :050100150200250［㎜ / 日］

凡例 :050100150200250［㎜ / 日］

凡例 :050100150200250［㎜ / 日］

風向 Ｎ
北西

風向 Ｎ
北西

風向 Ｎ
北西

風向 Ｎ
北西

2 3 263 2 690 1 3

1 3 214 3 760 0 1

0 3 245 3 730 0 1

3 5 412 1 57
0 0 0

全体
St.2
St.1

全体
St.2
St.1

全体
St.2
St.1

全体
St.2
St.1

風環境

屋外空間の風雪環境

B

図 3 発展型更新パターンの比較評価図*1 三菱地所設計 工修*2 北海道大学大学院工学研究院 教授 博士（工学）*3 北海道大学大学院 博士課程 工修*4 北海道大学大学院 修士課程
*5 北方建築総合研究所 研究主任 博士（工学）*1 Mitsubishi Jisho Sekkei,inc., M, Eng*2 Professor, Graduate school of Eng., Hokkaido Univ., Dr. Eng.
*3 Doctoral course Graduate School of Eng,.Hokkaido Univ.,M, Eng*4 Master course Graduate School of Eng,.Hokkaido Univ.
*5 Senior Researcher, Hokkaido Research Organization, Dr.Eng