JP2022122470A

JP2022122470A - 建築方法および建築部品

Info

Publication number: JP2022122470A
Application number: JP2021019719A
Authority: JP
Inventors: 延元北林; Nobumoto Kitabayashi; 伸介池内; Shinsuke Ikeuchi
Original assignee: Kitani Co Ltd
Current assignee: Kitani Co Ltd
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2022-08-23

Abstract

【課題】省人化とコスト低減につながる建築方法を提供する。【解決手段】建物の構造の一部となる構造部品に前記建物の設備の一部となる設備部品を取り付けた建築部品を用意する工程（Ｓ０１）と、前記建築部品を組み上げて前記建物の構造体を建設する工程（Ｓ０２）と、組み上げられた前記建築部品に取り付けられた前記設備部品を接続する工程（Ｓ０３）とを含む。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り〔公開の事実１〕 ▲１▼施工期間令和２年３月２０日－４月１２日 ▲２▼施工場所オフィス新築工事現場（大阪府高槻市明田町７） ▲３▼公開者株式会社北二

本発明は、建築方法および建築部品に関し、特に柱や梁を構成する構造部品を現場において組み上げる、建物の建築方法およびこの建築方法において用いることができる建築部品に関する。

建築設計は、大きく分けて、建築の外観や内部のデザインをする「意匠設計」、建物の土台や柱、梁といった建築物の骨組みに関わる部分を設計する「構造設計」、上下水道やガスなどの配管、空調や照明などの電気設備を設計する「設備設計」に分けられる。また、ビルの建築施工では、建物の構造の建設工事と各種設備の施工は、分野ごとに別々の専門業者によって行われる。

しかしながら、多くの人手が必要とされるビルの建築設計や施工においても、いかに省人化と低コスト化を進めていくかは、少子高齢化社会における喫緊の課題である。また、設計や施工が分野ごとに専門化しているため、例えば、屋上に降った雨水を排出するための雨水配管など、一部の設備については、設計段階で十分な検討がなされぬまま、建設工事が始まってしまうことがある。このような場合、建設工事が進んでしまってから対応を迫られることになるため、設計のやり直しが工期の遅れやコストの増大につながってしまう。

そこで、本発明は、省人化とコスト低減につながる建築方法および建築部品を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係る建築方法は、建物の構造の一部となる構造部品に前記建物の設備の一部となる設備部品を取り付けた建築部品を用意する工程と、前記建築部品を組み上げて前記建物の構造体を建設する工程と、組み上げられた前記建築部品に取り付けられた前記設備部品を接続する工程とを含む。

本発明の一実施の形態に係る建築方法において、前記建築部品を用意する工程は、前記建物の構造と前記建物の少なくとも１つの設備とを統合したモデルを作成する工程と、前記モデルに基づいて、前記建物の構造の一部となる構造部品に前記設備の一部となる設備部品を取り付けた建築部品を製造する工程と、を含んでいてもよい。

本発明の一実施の形態に係る建築方法において、前記構造部品は、例えば、鉄骨であり、前記設備部品は、例えば、管材である。

また、本発明に係る建築部品は、建物の構造の一部となる管状の構造部品と、前記構造部品の内部空間に設けられた、前記建物の設備の一部となる設備部品とを有する。

本発明によれば、建物の構造の一部となる構造部品に設備部品をあらかじめ取り付けた建築部品を用意し、これらを組み上げて前記建物の構造体を建設することによって、省人化とコスト低減を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る建築方法の概要を説明するフローチャートである。図２は、本発明の実施の形態に係る建築方法において用いられる建築部品の一例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係る建築方法において用いられる建築部品の他の例を示す図である。図４は、本発明の実施の形態に係る建築方法によって組み上げられたビルディングの構造の一例を示す図である。図５は、本発明の実施の形態に係る建築方法によって組み上げられたビルディングの構造の他の例を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る建築方法の概要を説明するフローチャートである。図７は、本発明の実施の形態に係る建築方法を説明する図である。図８は、本発明の実施の形態に係る建築方法において用いられるＢＩＭシステムの構成を示すブロック図である。図９は、ＢＩＭシステムを用いて生成されたビルディングの構造および配管を表す平面図の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［概要］
本実施の形態に係る建築方法は、図１に示すように、建物の構造の一部となる構造部品（例えば、鉄骨材）に、その建物の設備の一部となる設備部品（例えば、配管の一部となる管材）を取り付けた建築部品を用意する工程（Ｓ０１）と、複数の建築部品を組み上げて建物の構造体を建設する工程（Ｓ０２）と、組み上げられた建築部品に取り付けられた設備部品（すなわち、鉄骨材に取り付けられた管材）を接続する工程（Ｓ０３）とを含む。

ここで、構造部品は、ビルディングの重さを支える柱や梁などを構成する部品である。例えば、重量鉄骨ラーメン構造のビルディングであれば、そのビルの柱や梁などを構成する鋼管や鉄骨材、例えば、エッチ形鋼等の各種鋼材がここでいう構造部品に該当する。なお、本発明において、構造部品は、鉄製または鋼鉄製のものに限定されず、ビルディングの重さを支える柱や梁などを構成する上で必要な強度が得られるのであれば、他の材料から構成されていてもよい。例えば、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）のビルディングであれば、柱や壁、床等を構成する鉄筋コンクリートパネル等の部材も、ここでいう構造部品ということができる。
また、そのビルディングの設備として雨水の排水設備を例にとれば、雨水配管の一部となる管材がここでいう設備部品に該当する。

［建築部品］
建築部品は、例えば、鉄骨材等の構造部品に、設備の一部となる設備部品（例えば、配管の一部となる管材）を取り付けたものである。

［建築部品の例１］
本実施の形態に係る建築方法において用いられる建築部品の一例を図２に示す。図２に示す建築部品１０Ａは、略Ｈ字型の断面を有する鋼材（エッチ形鋼）３０と、この鋼材（エッチ形鋼）３０に、取り付け部材５０を介して予め取り付けられた管材４０とから構成されている。この管材４０が雨水配管の一部であれば、建築部品１０Ａは、建築鋼材と雨水配管とが融合された部品ということができる。このような鋼材（エッチ形鋼）３０を含む建築部品１０Ａは、例えば、建造物の梁として用いることができる。

なお、図２に示す建築部品１０Ａは、構造部品として鋼材（エッチ形鋼）３０を用いた例であるが、構造部品は、エッチ形鋼に限られるものではなく、例えば、断面が略Ｌ字型のアングル鋼、略コの字型のチャンネル鋼、略Ｃ字型のリップ溝形鋼などの一般形鋼材や、構造用角形鋼管および構造用丸形鋼管の構造用鋼管など、あらゆるタイプの構造部品を用いることができる。

また、設備部品である管材４０は、鋼材（エッチ形鋼）３０と略平行に取り付けられているが、それらの相対的な位置関係はこれに限られるものではなく、鋼材に対して管材を、例えば、捻れの関係となるように取り付けてもよいし、また、鋼材と交差するように取り付けてもよい。

［建築部品の例２］
本実施の形態に係る建築方法において用いられる建築部品の他の例として、図３に、建築部品１０Ｂを示す。図３において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ建築部品１０Ｂの正面図、側面図、上面図である。この建築部品１０Ｂは、構造部品である構造用角形鋼管２０と、この構造用角形鋼管２０の内部空間に配設された管材４０とから構成されている。管材４０は、建物の設備の一部となる設備部品、例えば、雨水配管である。管材４０は、構造用角形鋼管２０の一端から他端まで同一の方向に延在してもよいし、図３（ｂ）に示すように、一端が屈曲し、構造用角形鋼管２０に形成された窓２０ａから構造用角形鋼管２０の外部に開口していてもよい。
なお、この例２においては、構造部品として、構造用角形鋼管を用いたが、角形鋼管以外の筒状の構造部品、例えば、丸形鋼管等を用いてもよい。

［構造体の建設および配管の接続］
上述したような建築部品を複数種類用意して、これらを基礎工事の完了した現場に搬入して組み上げる。この工程によって、ビルディングの構造体を建設することができる。
この後、建築部品に取り付けられた管材を、別途用意した管材や継手によって接続することにより、設備用の配管を完成させる。

図４に、上述のようにして建設されたビルディングの構造体の一部を示す。図４においては、柱となる構造用角形鋼管２０に、梁となる鋼材（エッチ形鋼）３０が、アングル鋼などの取付部材を介して、ボルトとナットにより取り付けられている。また、鋼材（エッチ形鋼）３０に予め取り付けられた管材４０は、各種継手４０ａおよび別途用意した管材４０ｂによって互いに接続されている。

また、図５に、図３に示した建築部品１０Ｂを用いて建設されたビルディングの構造体の一部を示す。図５においては、複数の構造用角形鋼管２０が垂直方向に結合され、ビルディングの柱を構成している。構造用角形鋼管２０内に配設された管材４０は、互いに連結されるとともに、構造用角形鋼管２０の側壁に設けられた窓２０ａを通じて各階の雨水配管用の管材（図示せず）とも接続されて、雨水配管を構成する。これらの配管を通じて集められた雨水は、雨水配管の最下端から排出される。

［本実施の形態による効果］
以上のように、建物の梁や柱など構造の一部となる構造部品に、雨水配管などの建物の設備の一部となる設備部品を取り付けた建築部品をあらかじめ用意することによって、建築部品の点数を減らすことができるので、建築現場への搬入作業を軽減することができる。

また、これらの建築部品を建築現場で組み上げて建物の構造体を建設する際に建築部品に取り付けられた管材を接続することができるので、ビルディングの構造体が完成した時点で、設備用の配管の一部となる管材を互いに接続してくことで雨水配管を完成させることができる。そのため、構造体が完成した後に雨水配管を別途設ける場合と比べて、建設作業における効率化と省人化を図ることができ、コスト低減を図ることができる。
さらには、雨水配管を設置するための高所での作業量を減らすことができるので、省人化に加えて、建築作業の安全性を向上させることもできる。

また、この例２に示すように、筒状の構造部品（構造用角形鋼管２０）の内部空間に設備部品（管材４０）を配設することによって、ビルディング内の居住空間をより広くとることが可能となる。

［建築部品の設計・製造および施工］
本実施の形態に係る建築方法について、図６および図７を参照して、さらに説明する。
上述した建築部品は、例えば、図６に示すような工程により、設計および製造することができる。すなわち、ビルディングインフォメーションモデリング（ＢＩＭ）システムを用いて、ビルディングの構造とこのビルディングの設備（例えば、雨水配管）とを統合したモデルを作成し（Ｓ０１１）、このモデルに基づいて、このビルディングの構造の一部となる構造部品に設備部品を取り付けた建築部品を設計して（Ｓ０１２）、例えば、鉄骨と配管の一部とを一体化した建築部品を工場にて製造する（Ｓ０１３）。

このうち、ＢＩＭシステムを用いたモデルの作成（Ｓ０１１）は、図７に示すように、設計図書のうち構造および電気設備の設計図からそれぞれ鉄骨および雨水配管の情報を抽出してＢＩＭシステムに入力し、これに意匠に関する情報を加味して１元的にモデル化する。なお、ビルディングの設計・施工においって、雨水配管は電気設備の一部として扱われることがあるため、本実施の形態においても、電気設備関連の設計図書から雨水配管の情報を取得するものとした。

ここで、ビルディングの構造とこのビルディングの設備とを統合したモデルを作成するためのＢＩＭシステムの構成例を図８に示す。図８に示すＢＩＭシステム６０は、表示装置６０１、入力装置６０２、入出力制御インターフェース部６０３、制御部６０４、部品データベース６０５、モデルデータベース６０６から構成されている。

このうち、制御部６０４は、ビルディングの構造体のモデリング機能を提供する構造モデリング部６０４１ａと、配管のモデリング機能を提供する配管モデリング部６０４１ｂとを含む統合モデリング部６０４１と、部品データベース６０５およびモデルデータベース６０６から情報を取得する情報取得部６０４２とを備えている。

一方、部品データベース６０５は、鉄骨等の構造部品および管材の、例えば、寸法、材質等の規格に関する情報を記憶したデータベースである。また、モデルデータベース６０６は、統合モデリング部において作成されたビルディングの１元化されたモデルを記憶するデータベースである。

制御部６０４は、入出力制御インターフェース部６０３を介して、部品データベース６０５に記憶された各種部品に関する情報や、モデルデータベース６０６に記憶されたビルディングのモデルに関する情報を、表示装置６０１に表示する。また、制御部６０４は、タッチパネルやマウス、キーボード等の入力装置６０２から入力されたオペレータの操作入力に応じて、統合モデリング部６０４１に、情報取得部６０４２を介して部品データベース６０５から選択された部品を組み合わせて構造と設備とが統合されたモデルを作成させ、これをモデルデータベース６０６に記憶させる。

なお、このようなＢＩＭシステム６０は、図示はしないが、演算装置および記憶装置とを備えたコンピュータに、ＢＩＭシステム用のコンピュータプログラムをインストールすることのよって実現することができる。また、制御部６０４をネットワーク上におかれたサーバ装置に置き、このサーバ装置と部品データベース６０５または／およびモデルデータベース６０６との間を、ネットワークを介した通信により接続するように構成してもよい。また、表示装置６０１および入力装置６０２となる入出力装置を備えたコンピュータ端末と、上述したサーバ装置とをネットワークを介して接続するようにしてもよい。

ＢＩＭシステム６０によれば、構造と設備とを統合したモデルを作成することができる。図９は、このようなＢＩＭシステム６０によって作成されたモデルの一例を示す図であり、ビルディングの柱２や梁３などの構造に加えて、配管４が描かれている。

本実施の形態においては、部品設計支援装置７０が、ＢＩＭシステム６０の入出力制御インターフェース部６０３を介してモデルデータベース６０６にアクセス可能に設けられている。この部品設計支援装置７０は、設計図作成プログラムがインストールされたコンピュータであり、ＢＩＭシステム６０によって作成された、構造と設備とを統合したモデルから、構造部品に設備部品を取り付けた建築部品を製造するための設計図を自動的に作成したり、オペレータが設計図を作成する作業を支援したりする装置である。

このようにして作成された設計図に基づいて、建築部品を製造することにより、上述した建築部品を用意することができる。

例えば、建築部品が梁の場合は、図７に示すように、梁となる鉄鋼を加工する一方、雨水配管を加工して、これを鉄鋼に取付けて、例えば、図２に示すような建築部品を得る。また、柱の場合は、構造用角形鉄鋼などの構造部材と雨水配管とを一体化した、例えば図３に示すような建築部品を得る。これらの建築部品を現場に搬入して組み上げることによって、ビルディングの構造体を建設するとともに、管材を連結して雨水配管を完成させる。

［実施の形態による効果］
本実施の形態に係る建築方法によれば、構造部品と設備部品とを融合した建築部品を用意して、これらを現場で組み上げることにより、ビルディングの構造が完成した時点で設備の一部も取り付けられた状態となるので、建築現場における設備施工の手間を一部省略することができる。その結果、省人化とコスト低減に寄与することができる上、高所での作業を減らすことができるので、建築作業の安全性を向上させることができる。

また、構造と設備とを統合したモデルを作成することによって、設計の段階から設備を考慮した構造の設計が可能となるので、施工の段階における設計のやり直しによるコスト増大のリスクを低減させることができる。

また、構造と設備とを統合したモデルに基づいて建築部品を設計・製造することによって、建築部品の品質を安定させ、ひいてはビルディングの品質の向上と安定化を図ることが可能となる。

また、構造部品に設備部品を取り付けた状態で建築現場に搬入することができるので、運搬作業の省力化によるコスト低減が可能となる。

また、構造部品として構造用鋼管を用いる場合には、当該構造用鋼管の外側に管材を取り付けてもよいが、構造部品の内部空間に設備部品を配設することで、空間を有効に活用することができ、完成したビルディング内の居住空間をより広くとることが可能になる。

本発明は、ビルディング等の建築に利用することができる。

１０Ａ，１０Ｂ…建築部品、２０…構造用角形鋼管、３０…鋼材（エッチ形鋼）、４０…管材、５０…取り付け部材、６０…ＢＩＭシステム、６０４…制御部、６０４１統合モデリング部、６０５…部品データベース、６０６…モデルデータベース、７０…部品設計支援装置。

Claims

建物の構造の一部となる構造部品に前記建物の設備の一部となる設備部品を取り付けた建築部品を用意する工程と、
前記建築部品を組み上げて前記建物の構造体を建設する工程と、
組み上げられた前記建築部品に取り付けられた前記設備部品を接続する工程と
を含む建築方法。
請求項１に記載の建築方法において、
前記建築部品を用意する工程は、
前記建物の構造と前記建物の少なくとも１つの設備とを統合したモデルを作成する工程と、
前記モデルに基づいて、前記構造部品に前記設備部品を取り付けた建築部品を製造する工程と、
を含むことを特徴とする建築方法。
請求項１または２に記載の建築方法において、
前記構造部品は、鉄骨であり、
前記設備部品は、管材である、
ことを特徴とする建築方法。
建物の構造の一部となる管状の構造部品と、
前記構造部品の内部空間に設けられた、前記建物の設備の一部となる設備部品と
を有する建築部品。