JP6696796B2 - 建築物、外装ユニットおよび建築物の改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築物、外装ユニットおよび建築物の改修方法に関する。

日本の人口は減少期に入っており、一部の例外を除き、建物の空室率は将来的にも上昇し続けることが予測される。このような人口面での問題に加え、環境面からも、従来のスクラップアンドビルドから建物の既存ストックの活用へと施策の転換が求められている。

既存ストックを活用するには必要に応じて建物を改修する必要がある。建物を使用しながら改修できると望ましく、その例として、特許文献１には既存の中層建築物の周囲および上方に増築を行って高層建築物とし、その後中層建築物を改装する例が記載されている。

特許第4163539号

特許文献１の手法によれば既存建物を使用しながら改修を行えるが、中層建築物を高層建築物に建て替える際の特殊な改修方法でありどのような改修時にも適用できるわけではない。一般的な改修方法は、改修の必要ができた時に建物の周囲に仮設の足場を組み立てて建物の改修を行うものであり、改修後、足場は解体して全て撤去する。

しかしながら、このような従来の手法において、足場は建物に簡易に組み付けて改修時に限り設置するもので、改修用以外の価値をもたない。また足場の組み立て、解体を改修の都度行う必要があって手間が掛かり、自由に建物の改修ができない。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、改修用の足場に新たな価値を提供し、以て既存ストックを有効活用できる建築物等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、建物と、前記建物の改修時に足場として用いるための、前記建物の側面を覆うように前記建物に剛結し一体化されたフレームを有する外装ユニットと、を具備し、前記フレームは、前記建物を囲むように配置される床板を含み、前記床板の一部が前記建物の側面に沿って配置され、他が前記建物の側面から離れて設けられることを特徴とする建築物である。

少なくとも一部の前記フレームが木製であることが望ましい。
前記フレームは、床板と柱材を含むことが望ましい。さらに、最下部の前記柱材の下端が地盤に挿入されることが望ましい。

また、前記外装ユニットの外面の少なくとも一部に、透明の膜部材が設けられることが望ましい。さらに、前記膜部材が開閉可能であることが望ましい。加えて、前記膜部材は、太陽光を利用して発電可能であることも望ましい。また前記フレームの最上部は、前記建物の屋上より高いレベルに設けられ、開閉可能な前記膜部材が前記最上部の内側に配置されることも望ましい。

第２の発明は、建物の改修時に足場として用いるための、前記建物の側面を覆うように前記建物に剛結し一体化されたフレームを有する外装ユニットであって、前記フレームは、前記建物を囲むように配置される床板を含み、前記床板の一部が前記建物の側面に沿って配置され、他が前記建物の側面から離れて設けられることを特徴とする外装ユニットである。

第３の発明は、建物と、前記建物の改修時に足場として用いるための、前記建物の側面を覆うように前記建物に剛結し一体化されたフレームを有する外装ユニットと、を具備し、前記フレームは、前記建物を囲むように配置される床板を含み、前記床板の一部が前記建物の側面に沿って配置され、他が前記建物の側面から離れて設けられる建築物において、前記外装ユニットを足場として用い前記建物を改修した後、前記外装ユニットを全て撤去することなく、再び前記外装ユニットを足場として用い前記建物を改修することを特徴とする建築物の改修方法である。

本発明によれば、足場として利用可能な外装ユニットを建物の側面に仮設でなく本設のものとして設置し、これを利用して建物を使用しながらその改修を容易に行える。そのため、利用状況の変化に応じた改修を自由に繰り返し行うことができ、例えば空室の発生に伴って建物を減築しながら使い続けることが可能であり建物を長寿命化できる。減築により生じたスペースや外装ユニットは外部に対するバッファー空間として有効利用できる。

本設の外装ユニットは建物躯体に剛結し一体化した多機能なアウトフレームとして用いられ、外周の構造体として建物の耐震性を向上させることができる。また外装ユニットにより建物の熱負荷等の環境負荷を減らすことで建物使用時の二酸化炭素の排出量抑制にもつながる。このように、構造、環境、施工を一体とし、従来の足場に新たな価値を提供した外装ユニットで建物を覆うことで、既存ストックの有効活用ができる。

外装ユニットは床板と柱材によるフレームとして形成することで、構造体として高強度となり、また外装ユニットを足場として好適に利用可能となる。さらに、最下部の柱材の下端を地盤に挿入して固定することで、外装ユニットによる耐震効果を向上させることができる。

またフレームを木材で形成することにより二酸化炭素の固定化に貢献し、自然を取り込んだ空間を創出することでデザイン性にも優れる。再生可能資源である木材を多用することでリサイクル面でも有効である。

さらに、外装ユニットの外面に透明の膜部材を設けることで、軽量の窓として機能させることができ、構造的な負担も小さい。また太陽光により発電可能とすることで、省エネのみならず再生可能エネルギーを生み出すことも可能である。さらに、膜部材を開閉可能とすることで、風の通り道が形成でき、温度や湿度の調整も可能である。

本発明により、改修用の足場に新たな価値を提供し、以て既存ストックを有効活用できる建築物等を提供することが可能になる。

建築物１の斜視図 建築物１の上面を見た図 建築物１の鉛直方向の構成を示す図 建築物１の改修について示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１、２は本発明の実施形態に係る建築物１を模式的に示す図であり、図１は建築物１の斜視図、図２は建築物１の上面を見た図である。

この建築物１は、建物１０の周囲の４つの側面を外装ユニット２で覆って構成したものである。外装ユニット２は、これを足場として建物１０を自由に改修可能とし、且つ建物１０の耐震性も向上させたものである。

建物１０は既存の建物である。その用途は特に限定されず、オフィスビル、マンション、各種の複合施設などとすることができる。その他、形状や構造形式等も特に限定されない。

外装ユニット２は、床板２１と柱材２２を含むフレーム２０によって構成される。このフレーム２０は木製のものであり、床板２１、柱材２２は木材により形成される。これらの木材としては、例えばＣＬＴ（Cross Laminated Timber）などを用いて高強度化することが可能である。その他、強度、耐久性、耐火性を向上させるための既知の各種処理を木材に行ってもよい。例えば木材の外周部分に難燃薬剤を注入することで耐火性を向上させたＦＲウッド（登録商標）を用いることも可能である。

床板２１は、建物１０を囲むように配置される平面が略ロ字状の板材である。床板２１は、建物１０の改修時の足場として利用可能である。床板２１は鉛直方向に間隔を空けて複数配置される。本実施形態では、建物１０の２階から最上階までの各フロアレベルに床板２１がそれぞれ設けられる。また、最上部の床板２１は建物１０の屋上より高いレベルに設けられ、その１つ下の床板２１は建物１０の屋上レベルに設けられる。

柱材２２は、上下の床板２１の間で鉛直方向に設けられる。また、柱材２２は最下段の床板２１から下方にも設けられる。この最下部の柱材２２の下端は地盤３に埋設して固定され、これにより外装ユニット２による耐震効果を向上させることができる。

本実施形態では、柱材２２が略ロ字状の床板２１の周方向に沿って間隔を空けて複数配置され、水平材２３がこれらの柱材２２を接続するように床板２１の外周に沿って配置される。

また、最上段の床板２１の内側には水平格子２３’が配置される。水平材２３や水平格子２３’は床板２１や柱材２２と同様、木材により形成できる。

外装ユニット２の外面には、フッ素樹脂による透明の膜部材であるＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレンポリマー）膜２４が開閉可能に配置される。ＥＴＦＥ膜２４は建築物１と外部との境界となるが、ガラスのように日光を透過するので建築物１に必要な照明エネルギーが増加することはない。またＥＴＦＥ膜２４は約440g/m³と軽量であり外装ユニット２への負荷は小さく耐震性能を損なうこともない。

図３は建築物１の鉛直方向の構成の一部を示す図である。外装ユニット２は建物１０の側面の少なくとも一部に直に接するように配置され、フレーム２０と建物１０の接続部２５では、フレーム２０が建物１０に剛結されて強固に固定される。これにより外装ユニット２のフレーム２０を建物１０に一体化し、外装ユニット２によって建物１０の耐震性を向上させることができる。また、床板２１は建物１０に対し庇のように機能して建物１０の熱負荷を軽減することができる。

ＥＴＦＥ膜２４は、床板２１と水平材２３の間、および前記した水平格子２３’の間に配置される。図３では一部のＥＴＦＥ膜２４が開いた状態を図示している。ＥＴＦＥ膜２４はすだれやカーテンのように鉛直方向あるいは水平方向に進退させて開閉可能である。ＥＴＦＥ膜２４が開いた部分は風の通り道として機能し、チムニー効果により好適に換気を行うこともできる。これにより温度や湿度の調整が可能である。なお、外装ユニット２の外面の一部にＥＴＦＥ膜２４を当初から設けない部分があってもよく、この場合は当該部分も風の通り道として機能する。

本実施形態においてＥＴＦＥ膜２４は２枚の膜の間に空気層を設けたクッション構造を有し、当該空気層による断熱効果が期待できる。またＥＴＦＥ膜２４は耐久性や防汚性にも優れているのでメンテナンスにかかるコストも小さい。

その他、外装ユニット２には、上下の床板２１間および地上と最下段の床板２１間を連絡する通路を設けたり、床板２１上に手摺などを設けたりすることが可能である。またＥＴＦＥ膜２４に透明膜状の太陽電池を設けるなどして太陽光により発電可能とすることもできる。あるいはこの太陽電池自体をＥＴＦＥ膜２４の代わりに透明の膜部材として外装ユニット２の外面に設けることも可能である。

図４は外装ユニット２を利用した建物１０の改修を模式的に示す図である。図４（ａ）に示すように、建物１０を外装ユニット２で覆った建築物１は、この外装ユニット２を足場などとして利用し、建物１０を居住等に使用しながら自由に改修（例えば増減築やコンバージョンなど）を行うことができる。

図４（ｂ）に示すように、空室など不要になった建物１０の部分は減築して撤去でき、空いた空間や外装ユニット２の床板２１上の空間は緑化するなどして外部と建物１０の間のバッファー空間（半外部空間）として有効利用できる。

図１〜３はこの時の状態を示したものであり、バッファー空間における多様な場の設えにより新たな価値空間が生まれ、植栽（図１〜３の３０参照）を施して緑化し、自然と共生した生物多様性の有る魅力的な空間とできる。例えば建物１０がオフィスとして使用される場合などでは、この空間を休憩や仕事場に利用して知的生産性を高めることができる。その他、このバッファー空間に植物生育用の雨水利用設備を設けることなども可能である。また外部からバッファー空間に自由に出入可能とする運用もでき、津波時等に外部から緊急避難可能とするような運用も可能である。

空室が増加してゆく場合には図４（ｃ）に示すように建物１０を徐々に減築してゆくことになり、不要となった外装ユニット２の一部も同様に解体、撤去できる。こうして建物１０を使い続けつつ減築を行い、図４（ｄ）に示すように建物１０は緩やかに解体されてゆく。

この間、必要に応じて外装ユニット２を利用し空いた空間に再度増築を行うこともできる。建物１０の増築を行う場合、前記した解体後の建物１０を水平リサイクルして用いることもできる。また建物１０の増築と併せて外装ユニット２の増設を行うこともでき、前記した解体後の木製の外装ユニット２をそのまま転用することも可能である。また外装ユニット２としてフレーム２０上に小屋などの小建築を設けることも可能である。

このように、本設の外装ユニット２を利用して建物１０の改修を繰り返す作業、すなわち外装ユニット２を足場として用い建物１０を改修した後、外装ユニット２を全て撤去することなく、再び外装ユニット２を足場として用い建物１０を改修する作業を行うことにより、あたかも建物１０を編集するかのように建物１０の改修を自由に行うことができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、足場として利用可能な外装ユニット２を建物１０の側面に仮設でなく本設のものとして設置し、これを利用して建物１０を使用しながらその改修を容易に行える。そのため、利用状況の変化に応じた改修を自由に繰り返し行うことができ、例えば空室の発生に伴って建物１０を減築しながら使い続けることが可能であり建物１０を長寿命化できる。減築により生じたスペースや外装ユニット２は外部に対するバッファー空間として有効利用できる。

本設の外装ユニット２は建物躯体に剛結し一体化した多機能なアウトフレームとして用いられ、外周の構造体として建物１０の耐震性を向上させることができる。また外装ユニット２により建物１０の熱負荷等の環境負荷を減らすことで建物使用時の二酸化炭素の排出量抑制にもつながる。このように、構造、環境、施工を一体とし、従来の足場に新たな価値を提供した外装ユニット２で建物１０を覆うことで、既存ストックの有効活用ができる。

外装ユニット２は床板２１と柱材２２によるフレーム２０として形成することで、構造体として高強度となり、外装ユニット２を足場として好適に利用可能となる。さらに、最下部の柱材２２の下端を地盤３に挿入して固定することで、外装ユニット２による耐震効果を向上させることができる。

またフレーム２０を木材で形成することにより二酸化炭素の固定化に貢献し、自然を取り込んだ空間を創出することでデザイン性にも優れる。再生可能資源である木材を多用することでリサイクル面でも有効であり、解体後の部材は転用できエネルギー源としての再利用も可能である。さらに、木材の多用により林業が活性化して森林資源の質が向上し、ひいては上記と同様二酸化炭素の固定化や森林の生物多様性につながる。

外装ユニット２の外面に透明のＥＴＦＥ膜２４を設けることで、軽量の窓として機能させることができ、構造的な負担も小さい。前記したように太陽光により発電可能とすることで、省エネのみならず再生可能エネルギーを生み出すことも可能である。またＥＴＦＥ膜２４を開閉可能とすることで、風の通り道が形成でき、温度や湿度の調整も可能である。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では外装ユニット２を床板２１、柱材２２等によるフレーム２０として構成したが、さらに斜めブレース等を設けて耐震性能を向上させることもできる。斜めブレースにカーボンナノファイバーなどを利用して高強度化することも可能である。またフレーム２０の構成も前記したものに特に限定されず、例えば床板２１を建物１０のフロアレベルと異なる高さに設けることも可能である。

また、本実施形態では建物１０の周囲４つの側面を外装ユニット２で囲んだが、例えば１つの側面のみを外装ユニット２で覆うような構成や、建物１０の途中階から上方を外装ユニット２で覆うような構成も可能である。さらに、本実施形態では既存の建物１０を外装ユニット２で覆ったが、新設の建物１０の構築時に外装ユニット２を併設してもよい。

また本実施形態では外装ユニット２の外面にＥＴＦＥ膜２４を設けたが、これに限らず、その他の透明の膜部材あるいはガラスを代わりに用いることも可能である。またコーティング等既知の処理により吸熱性や放熱性を向上させることも可能である。

また、外装ユニット２は木製に限らない。例えばフレーム２０を木構造以外の構造、例えば鋼製のフレームとして構成することも可能である。また必要に応じて一部のフレーム２０を木製とし、その他を鋼製として構成することも可能である。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１；建築物
２；外装ユニット
１０；建物
２０；フレーム
２１；床板
２２；柱材
２３；水平材
２３’；水平格子
２４；ＥＴＦＥ膜
２５；接続部
３０；植栽

Claims (9)

1. 建物と、
   前記建物の改修時に足場として用いるための、前記建物の側面を覆うように前記建物に剛結し一体化されたフレームを有する外装ユニットと、
   を具備し、
   前記フレームは、前記建物を囲むように配置される床板を含み、
   前記床板の一部が前記建物の側面に沿って配置され、他が前記建物の側面から離れて設けられることを特徴とする建築物。
2. 少なくとも一部の前記フレームが木製であることを特徴とする請求項１記載の建築物。
3. 前記フレームは、床板と柱材を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の建築物。
4. 前記外装ユニットの外面の少なくとも一部に、透明の膜部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の建築物。
5. 前記膜部材が開閉可能であることを特徴とする請求項４記載の建築物。
6. 前記フレームの最上部は、前記建物の屋上より高いレベルに設けられ、開閉可能な前記膜部材が前記最上部の内側に配置されることを特徴とする請求項５記載の建築物。
7. 前記膜部材は、太陽光を利用して発電可能であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の建築物。
8. 建物の改修時に足場として用いるための、前記建物の側面を覆うように前記建物に剛結し一体化されたフレームを有する外装ユニットであって、
   前記フレームは、前記建物を囲むように配置される床板を含み、
   前記床板の一部が前記建物の側面に沿って配置され、他が前記建物の側面から離れて設けられることを特徴とする外装ユニット。
9. 建物と、
   前記建物の改修時に足場として用いるための、前記建物の側面を覆うように前記建物に剛結し一体化されたフレームを有する外装ユニットと、
   を具備し、
   前記フレームは、前記建物を囲むように配置される床板を含み、
   前記床板の一部が前記建物の側面に沿って配置され、他が前記建物の側面から離れて設けられる建築物において、
   前記外装ユニットを足場として用い前記建物を改修した後、前記外装ユニットを全て撤去することなく、再び前記外装ユニットを足場として用い前記建物を改修することを特徴とする建築物の改修方法。

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