スパン35メートルからのデザイン・ブログ

軽量・構造・デザイン




先日,ヴェルナー・ゾーベック(Werner Sobek)率いる,シュトゥットガルト大学の軽量構造デザイン研究室(ILEK)が設計した実験住宅,Energy Effizient Haus plus(Efficiency House Plus with Electromobility)を見学してきました.

2010年に(日本の国交省あるいは環境省などにあたる)ドイツ連邦のBMVI(Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur)によって行われたコンペで選ばれ,2011年にベルリンに建設されました.環境に配慮したいわゆるエコ建築で,これからの新しい住環境の提案といった未来志向の住宅です.

竣工後約一年間,実際に一家族が住んで,エネルギーの収支などをモニタリングしていました.夫婦に子供二人の4人家族で,「典型的なドイツの一家族」として,希望者の中から抽選で選ばれたそうです.実験の性質上,実際の住居状況に近くなくてはいけないため,通勤・通学の距離や車や自転車を使う頻度なども考慮されたとのこと.2014年夏より,二組目の家族の入居が始まります.現在はその間の期間で,一般に公開されています.

一階リビングルーム 左に見えるのがキッチン

環境先進国として知られるドイツですが,建築の分野においても例外ではありません.例えば日本でも展開されている「パッシブハウス」という省エネルギー住宅のコンセプトはドイツ生まれです.

ゾーベックは,シュトゥットガルト大学でフライ・オットーとヨルク・シュライヒの2つの研究室を継いだ構造エンジニア兼建築家です.環境性能の高いハイテックなガラスファザードや自邸「R 128」の設計したり,「持続可能な建築のためのドイツ協会(DGNB) 」の初代会長を努めたりするなど,環境建築の分野でドイツをリードしている存在です.

ちなみに,上述のゾーベックの自邸「R 128」は全面ガラス張りのまるでショーケースのような建築です.詳しい日本語の記述がゲーテ・インスティトゥートのHPにありましたので,ご興味のある方はぜひ.このような,ガラス張りで外から見られ放題の家になど住みたくない,と思う人は多いでしょうが,実はこの家は高台に建てられていて,外から家の中を除くことは全くできません.以前,仕事帰りに門前を通ったことがあるのですが,家の中どころか,建物自体がほとんど見えなくて驚きました.

家の裏側
閑話休題.ゾーベックの建築は自ら開発した「トリプル・ゼロ」の原則に従って設計されています.「トリプル・ゼロ」とは、建物が持続可能であるために実現しなければならない「3つのゼロ」を意味しています.

  • 1番目のゼロは「エネルギーをまったく必要としないこと」
  • 2番目のゼロは「二酸化炭素の排出がゼロであること」
  • 3番目のゼロは「解体する時、素材別にリサイクルでき、廃棄物を出さないこと」(http://young-germany.jp/www.uni-muenster.de/article_239 より)

この実験住宅も,この原則に従って設計されています.そしてこれに加えて,太陽発電によって,日常で使用する自動車と電気自転車のエネルギーを作り出します.これが住宅の名前に「プラス」と付いている理由.

生活で必要なエネルギーは,屋根と側面に取り付けられたソーラーパネルで作られます.使用されない分は,家の外にあるバッテリーに蓄積.このエネルギー収支については,ネットで全て公開されています.ちなみに,以前住んでいた家族の消費エネルギーは大分大きかったようで,想定の2倍もの量が使われてたそうです.

このタッチパネルで家全ての電気機器類や室内環境をコントロール

全ての電気機器類は自動化されています.例えば照明は人がいるところにだけつくようになっていて,家の中には一切のスイッチがありません.ちなみに,前住んでいた家族は猫を一匹飼っていて,当初センサーが猫にも反応してしまい,家中の電気を付けてまわってしまっていたそうです.

室温も全て管理されています.温水による床暖房.ちなみに,この家には仕切りがなく,冬の寒い日には,一階のリビングルームの温めた空気が2階に逃げてしまっていたそうで,次の家族が入る前に,仕切りのドアをつけるとのこと.

壁の断熱材としては,リサイクルが難しいスタイロフォームではなく,新聞紙を再利用したものが使われています.

床(下)と壁(左上)とガラス(右)のモデル

ガラスは3重で,間にガスを充填しています.日射角度で性能が変わり,夏の日差しは反射,冬の日差しは透過させるようになっているそうです.

上述したように,家の構造は完全にリサイクル可能になっていて,次の家族が住み終わったらどこかに移設するそうです.構造は,階段部分だけが鋼構造になっていて,このコアで2階分の荷重を支えています.

十字型の柱

ちなみに外周に4本柱が立っていますが,この断面が十字型.なんとなくドイツ生まれのモダニズム建築の巨匠ミース・ファン・デル・ローエ(Mies van der Rohe)を思い起こさせました.ちなみに,現在ゾーベックは,そのミースの教えていたシカゴのイリノイ工科大学(IIT)で,"Mies van der Rohe Professor"も務めています.

家前のカーポート.ケーブルで充電中.この車の隣が非接触型の充電式カーポートでここに車を停めておくだけで充電できる
家の前のカーポートは2台分.一つは直接ケーブルで,もう一つは非接触型.隣では電気自転車も充電できます.ちなみに電気自転車は,“バイク”にならないように25km/hを越さないようにプログラミングされているそうです.

電気自転車.これも接触なしで充電
ゾーベックの建築を語る上において重要なのは,構工法や環境負荷など技術的な要件に焦点を当てつつも,快適性や意匠性をトレードオフにはしない点.

例えば,この住宅でも,側面以外のファザードは全てガラスです.断熱性能などを考えれば窓ガラスはできるだけ小さくするべきですが,あくまで建築としてのトータルの質を考えて最適解を目指す姿勢が読み取れます.ゾーベックはよく講演で,窓がほとんどなく,気密性の高いパッシブハウスのデザインを文字通り“息苦しい”と批判しています.

ソーラーパネルと一体化したファザード
側面と天井のソーラーパネルも一体化されていて,デザインとして破綻していないように感じます.

ちなみに,前回のエントリで,ヨルク・シュライヒのエンジニアリング・デザインについて,少しだけ駄文を書きましたが,この住宅には,ゾーベックのエンジニアリング・デザインへの姿勢がよく現れているように思います.

フリッツ・レオンハルトから脈々と続く,シュトゥットガルト・スクールのエンジニアの面白いところは,デザインといっても,あくまで技術ベースであるという点.デザインもできるエンジニア,あるいはアーキテクトとのボーダーに立つエンジニアというと,例えばセシル・バルモンドやマルク・ミムラムなど,最近では数多く挙げられますが,その中でも,あくまで技術からは離れないという点で,シュトゥットガルトのエンジニアは特異な存在ではないかと思います.ゾーベックは環境技術という観点から,建築の設計に挑んでいるところがユニーク.

住宅の簡単な紹介と,メルケルも来たオープニングセレモニーの動画↓



この住宅については,詳細な情報は全てHP(参考文献)にありますので,興味のある方はそちらを御覧下さい.

(追記)
一般公開が行われていたのは2014年01-04月までで,すでに終了しています.2014年夏より,二組目の家族が入居してモニタリング中です.

[基本情報]

完成年:
2011
位置:
Fasanenstrase 87a, 10623 Berlin-Charlottenburg
アクセス:
ベルリンZoo駅より徒歩5分

[参考文献]

[1]
http://www.bmvi.de/DE/EffizienzhausPlus/effizienzhaus-plus_node.html
[2]
パンフレットPDF(英語版)
http://www.bmvi.de/SharedDocs/EN/Publikationen/effizienzhausplus_elektromobil_en_aufl1.html
[3]
http://www.archdaily.com/94774/plus-energy-house-with-electromobility-ilek/

author visited: 2014-04

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前回のゲンゼバッハ高架橋(1,2)と同じく,Ebensfeld‐Leipzig/Halle間の高速新線上にあり,ほぼ同時期に施工されたのが,このウンシュトルト高架橋(Unstruttalbrücke)です.

シュライヒ・ベルガーマン&パートナー事務所とドイツ鉄道が基本設計.580mの長さの10径間のPC箱桁を1ブロックとして,4つのブロックが連なった全長2668mのセミ・インテグラル橋梁です.

目立つのは、各ブロックの中央にある108 mのアーチ.このアーチはスパンをとばすためのものではなく,主に制動荷重を受け持つためのものです.橋脚は非常にスレンダーな壁式で,橋軸直角方向へは剛でありながら,橋軸方向にはある程度の柔軟性を持たせて,温度変化などによる拘束力に対応させています.

ゲンゼバッハ高架橋同様,この橋も,当初は支承の上にPC箱桁を載せた標準的な設計でした.アーチ構造は,当初からほぼ同じ規模と位置で構想されていましたが,同様に支承を介して桁と接続させていました.



このような標準設計のものであっても,この長くて,比較的深い(高さ約50m)谷においては,“技術的にも美観的にも十分許容できるレベル”[1]でした.しかし,セミ・インテグラル構造とし,不連続面や支承をなくすことによって,より経済的で美しい橋梁になりました.また,橋脚もかなり細くすることができました.

つまり,この鉄道橋は,シンプルな見た目の割には,かなり高度な技術を用いて設計されています.拙訳「Footbridges - 構造・デザイン・歴史」において,「これ以上にシンプルな解決策は望めないと思わせるようなデザインは、シュライヒ・ベルガーマン&パートナーの特徴である」という一文がありますが,まさにこの橋はシュライヒらしいデザインです.

それはそれとして,私はこの橋を見た時に「シュライヒ事務所というよりは,実にヨルク・シュライヒらしいデザインだなぁ」と思いました.

何が“ヨルク・シュライヒらしい“のか.以下,ヨルク・シュライヒの造形力について思うところを,少しだけ書いてみます.

まず,橋梁エンジニアにとってのデザインとは何か?ということから考えてみます.

少々乱暴に言ってしまえば,エンジニアのデザインは,与えられた条件に対して合理的な解決策を求めようとすることから始まりますが,これは技術的なアプローチといえます.そして,その与条件によって自由が制限された中で,エンジニアは始めて形を恣意的に操作する.これを美観的なアプローチと考えると,エンジニアのデザインとは,大雑把に言えば,この技術的,そして美観的なアプローチという二段階から成り立っている,と捉えられます.(勿論,デザインという行為は,大抵は行ったり来たりの循環作業であるし,2つがオーバーラップしていたりするので,そう簡単に言い切れませんが.)

ウンシュトルト高架橋に関して言えば,基本設計で全体の形がほぼ決まっている中で,構造的な合理性や経済性からセミ・インテグラル構造を採用したのは,技術的なアプローチと言えます.

一方で,このアーチは上述したように,制動荷重などを受け持つためのものなので,構造的な合理性から考えれば,必ずしも曲線である必要はありません.つまり,ここに曲率をつけたことやアーチの足元を2つに分けてやや広げたことなどは,美観的なアプローチと言えます.(無論,足を広げることによって 橋軸直角方向に対しても安定させていますが.)

つまり,少々強引ですが,このアーチの形から,ヨルク・シュライヒの美観的なアプローチによるデザイン,つまり造形力が見て取れるわけです.




初めてシュライヒの初期の作品集を見た時,その高度な技術が織りなす構造デザインの豊かな世界に圧倒されました.しかし同時に,シュライヒの作品からは,例えばカラトラバやカルロス・フェルナンデス・カサードなどの橋から感じるような,研ぎ澄まされた“普遍的な美”といったようなものはあまり感じませんでした.シュライヒの造形は非常に独特であると言えます.私は,ヨルク・シュライヒの作品の魅力は,造形美ではなく,複雑な境界条件を「これ以上にシンプルな解決策は望めないと思わせるような」技術的アプローチで解いているという点にある,と考えています.

このハイエンドな技術力+なんとも言えない独特な造形力,というヨルク・シュライヒ“らしさ“を,このウンシュトルト高架橋に見て取りました.これは勿論,感性の話なので,論拠には乏しいですが,長年ヨルク・シュライヒの下で働いていた教授にこの意見をぶつけてみたところ,よく分かるといってくれたの で,あながち的外れの意見でもないかなと思っています.

以前書いたように,シュライヒ事務所はすでに世代交代していて,ヨルク・シュライヒが未だに現役で設計しているプロジェクトは多くありません.

シュライヒ事務所の現パートナーたちの作品は,勿論哲学や思想を受け継いだものなので,ヨルク・シュライヒ時代のものと似てはいますが,深く見るとやはり少々違うように感じます.端的に言えば,現パートナーの作品の方が,造形としては洗練されていますが,手探りで,技術の先端を切ってきた手作り感のようなものは,あまり感じられません.(それは勿論,ケーブルや膜による軽量構造設計の黎明期の終焉と関係していますが,本題からは外れるのでまた別の機会に.)

私は前回のゲンゼバッハ高架橋と今回のウンシュトルト高架橋を見たときに,感銘と同時にどこかしら懐かしさのようなものを感じたのですが,それは,これらの橋に,初期の作品に通じたヨルク・シュライヒのエンジニアリングデザインの核のようなものを感じたからかも知れません.

と,話が大分脱線してしまいましたが,エンジニアのデザインについては,私が最も興味を持っている分野なので,今後も折を見て少しずつ記述していこうと思います.



(2014-04-22 一部文章修正)

[基本情報]
ウンシュトルト高架橋(Unstruttalbrücke)


完成年:
2012
機能、種類:
鉄道橋(高速鉄道)
基本設計:
DB Projektbau / schlaich bergermann und partner
詳細設計:
Nord‐West Planungsgesellschaft / SMP Ingenieure im Bauwesen
チェックエンジニア:
H.‐P. Andrä
施工:
Alpine Bau / Berger Bau
発注:
DB Netz AG
構造形式:
PC 箱桁のセミ・インテグラル構造 
規模:
桁高 [m] 4.75
最大支間長 [m] 108
支間割 [m] 3 x 58 + 4 x (4 x 58 + 116 + 4 x 58) + 3 x 58
橋長 [m] 2668
連続部の長さ [m](最大) 580
位置・アクセス:
Ebensfeld‐Leipzig/Halle間の高速鉄道上.
Karsdorf駅より北西約1km,Unstrut川を跨ぐ橋
51°17'06.1"N 11°38'40.9"E


[参考文献]


[1]
Schenkel, M., Marx, S. & Krontal, L., Innovative Großbrücken im Eisenbahn-Hochgeschwindigkeitsverkehr am Beispiel der Neubaustrecke Erfurt-Leipzig/Halle. Beton- und Stahlbetonbau, 104(11), 2009. pp.782–789.
[2]
http://structurae.net/structures/data/index.cfm?id=s0020085&_ga=1.104924611.1105374442.1396823552
[3]
http://www.marxkrontal.com/bauten/unstruttalbruecke.html
[4]
http://www.baustellen-doku.info/grossprojekte/ice-neubaustrecke_erfurt-leipzig-halle/unstruttalbruecke.php
[5]
http://www.sbp.de/de/build/show/1512-E%C3%9C_Unstruttalbr%C3%BCcke,_Erfurt-Leipzig_Halle,_Neubaustrecke



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ドイツ在住の橋梁・構造エンジニア / email: motoi (at) masubuchi.de

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