構造エンジニアの建築デザインへの貢献と分析

猪田大介 / 東京藝術大学　美術研究科　博士後期課程, 日建設計エンジニアリング部門構造設計グループ

Daisuke INODA/ Tokyo University of the Arts, Graduate School of Fine Arts (Doctoral Course), Nikken Sekkei LTD.

金田充弘 / 東京藝術大学　教授, Arup　ダイレクター

Mitsuhiro KANADA / Prof., Tokyo University of the Arts, Director, Arup

Keywords: Structural Engineer, Architectural Design, Collaboration

Abstract

Solutions for design problems require collaboration between different professions. However, there is a lack of literature related to this theme in architectural design. The purpose of this paper is to develop a fundamental framework for evaluating innovative collaboration between architects and structural engineers. The authors have selected 15 examples of highly collaborative architecture for examination and conducted interviews with architects and structural engineers. By analyzing the results of those 12 interviews, the authors have categorized the designs into four types. This paper reports on the process of analyzing and categorizing the research..

背景と目的

　建築が単品生産であり設計条件が案件毎に異なるので設計を一般化することは難しい。そのため設計で直面する課題を個別に解決している。この解決の多くは異分野の専門家との協働による。また異分野の専門家と協働を行わないと設計図をまとめることはできない。この様に実務では多く行われているにも関わらず異分野の専門家による創造的な協働(=コラボレーション)に着目した設計に関する学術的な研究は希少である。中でも本稿では建築家と構造エンジニアとの協働を対象とする。

　通常、建築デザインは建築家のイメージや発想が起点となってコンセプトメイクされてデザインが進んでいく。しかし、日本建築学会作品賞の様に建築家と構造エンジニアが連名で評価される建築がある。それら優れた建築と評価される中には構造エンジニアがその職能を超えてデザインに貢献しているものがあるのではないかと仮説を立てた。そこで構造エンジニアがその職能を超えてデザインに貢献した役割があるとすれば、それはどのようなものかを実例を示すことを目的とする。

研究の方法

　研究は文献により構造エンジニアの職能を本稿において定義する。次に建築家と構造エンジニアに対し有名な建築作品をもとに、構造エンジニアが建築デザインで果たす役割がどのようなものかをインタビューする。そして建築家と構造エンジニア各々6名に、建築家と構造エンジニアが連名で作品賞を受賞した建築を事例にアンケート調査を行う。この手順により構造エンジニアが建築デザインに貢献した役割があるとすればそれがどのような建築であるかを分類できると考えた。

構造エンジニアの職能

　山本[11]は構造エンジニアの誕生を近代建築史の視点から説明をしている建築史学者である。「十九世紀初めより十九二〇年代に至る建築の近代化について」[注13]で、近代社会の条件を1.新しい課題、2.新しい方法、3.鉄骨構造技術の発展、4.鉄骨構造技術の建築的消化、5.鉄筋コンクリート構造の発展の5つを挙げている。ここでの新しい課題とは生産的建築のことであり、それは空間的性質(大スパン空間、多層空間、明るい空間)を必要としている建築である。また新しい方法とは、工業的材料の普及と構造工学の成立としている。山本は近代社会で現れた構造エンジニアにより建築家の役割が変わったと指摘する。 「この両方(工学的研究と生産的建築という新しい問いと取り組むこと)に無縁であった当時の建築家は、特に大規模な複雑な構造を必要とする建築についてはその構造の問題から離れていき(中略)、構造技術者らの手によって動かされていくことになる。そしてこれは、鉄骨構造の成立をめぐって『建築家と構造家の分離』、 いいかえれば『意匠家としての建築家』が現れはじめた。」[注13]としている。

　設計とは、建築がそなえるべき種々の条件を、ひとつの有形物に、調和的に総合することとし、建築がどんなものであるべきかを決定する要素を機能的特性と技術的特性の2つに分けている。その中で技術的特性とは (１)空間を囲む構造体の安定性と合理性、(2)その構造体やその他のすべてをつくる材料生産と施工技術の経済性と合理性つまり空間を囲む技術に関することとしている。そしてこれらの要素をひとつの有形物のなかに総合することを建築家の仕事と定義し、それらの要素のおのおのの特性が、その有形物の空間的なまた造形的な特徴として、全体的にも部分的にも、視覚的に整理され秩序づけられていること、が必要であるとしている[13]。

　以上、山本の主張[12]から、元々建築家の持っていた職能が意匠と構造に分離されたことにより構造エンジニアの職能は技術的特性の要素への貢献、つまり建築設計における構造の安定性と合理性及び構造体を含めた建築に経済合理性がある建築を設計することである。

日本建築構造技術者協会の構造設計規範抜粋

　一般社団法人 日本建築構造技術者協会（略称JSCA：Japan Structural Consultants Association）は、1989年に設立された建築構造エンジニアの団体である。JSCAの構造設計規範から構造エンジニアの職能を理解する。 「構造は、建築に要求される空間の質と性能を支配するもっとも本質的な役割を担うものであり、その設計は適切な素材・材料を組み合わせて、想定される荷重・外力に対して安全で合理的な骨組を造ることが基本となる。(中略) 構造設計は、建築の設計行為のうち、空間の要求を満たす骨組を構造設計者が建築家や設備設計者と協同して創造する行為である。(中略)構造設計で要求されるもっとも基本的な性能としては、安全性・修復性・使用性があげられる。(中略)構造設計は、基本設計・実施設計と手順を追って具体的な骨組みの断面と各部詳細などを設計図書としてまとめる。その際、施工性や経済性も十分考慮する。」

　以上より、本稿における構造エンジニアの職能を想定される荷重・外力に対して安全で合理的な骨組を造ることにより建築で要求される安全性・修復性・使用性を満たし施工性や経済性も十分考慮された建築を設計すること、とする。またこれらのリサーチにより、構造エンジニアは建築デザインに貢献することをその職能の定義からはないことが分かる。

建築家と構造エンジニアへのインタビュー

　建築デザインにおける構造エンジニアの役割について事例を用いてヒアリングした。事例の一部を下図に示す。なおインタビューイーは、実務経験が概ね 10 年以上で 30 代から 60 代の建築家、構造エンジニアそれぞれ 6 名に行った。

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図1.ビルバオのグッゲンハイム美術館

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図2.国立代々木競技場第一体育館

　建築家Aは個人から構造エンジニアにヒアリングしているのは意見を求めている時で、一般的な考えなら意見を求めないとした。またザハやゲーリーの建築やどこか別の組織とやる場合は技術的な実現するための構造エンジニアの役割はあるとした。それと対比して内部空間を満たすことや形態を生み出すための構造エンジニアの役割が特別にあるのではないか、とした。

　構造エンジニアBは代々木体育館を建築の形態よりも与条件が先、エンジニアリングを含めたデザイン、形態があとにくるとし、構造エンジニアのデザインへの貢献を指摘した。またザハやゲーリーの建築は構造から形態に対する提案はない、主と従の関係があるとした。

　これらのインタビューにより、構造エンジニアのデザインへの貢献は空間や形態を生み出すところや、エンジニアリングがデザインコンセプトになる建築の場合に表れる、という仮説を作ることができる。

アンケート調査

　構造エンジニアが建築デザインに貢献したことが評価された建築を探すためアンケート調査を行った。アンケート調査で使用した 15 案件を表 1 に示す。案件の選択方法は、2000 年から 2021 年までの建築学会作品賞で建築家と構造エンジニアが連名で受賞したもの及び学会作品選奨を連名で受賞したものの内、作品によらず 2004 年から 2019 年まで古い順にトータルが 15 案件となるようにピックアップした。これらの選出理由は、通常建築作品は建築家のデザインにより技術的なものを統合されることから建築家個人に授与されるものである。しかしながら建築家と連名で受賞した作品には特徴的な構造エンジニアの貢献が評価されたためであると推察される。建築デザインへの貢献が大きいもの(以下、デザイン貢献型)とデザインではなく職能の範疇で技術的な協働が評価されたもの(以下、職能型)があると考えた。そこでアンケートでは職能型とデザイン貢献型に分類してもらい、その条件と理由をヒアリングした。

アンケート調査の結果と考察

　職能型とデザイン貢献型に分類した結果を示す。(表 2)その内、12名全員が職能型とした案件とデザイン貢献型とした案件を図に示す。次に全ての被験者に分類条件や理由をヒアリングした。その内容をテキストマイニング（文献）によりキーワードを抽出した。その結果、職能型の建築は構造に必然性がなく「不合理」でありエンジニアの解法が「場当たり的」であるという意見にまとめることができた。またデザイン貢献型の建築には出現頻度が高いキーワード「形態」、「空間」、「モジュール」が表れた。これらは前述のインタビューでも出現したキーワードであった。したがってこれらはデザイン貢献型建築のコンセプトワードに近いと考えられる。

まとめと今後の課題

　本稿では構造エンジニアがその職能を超えてデザインで期待される役割と成果があるかをリサーチし、その具体例を示すことを目的とした。文献調査により、構造エンジニアは建築デザインに貢献することを基本的には求められていないことがわかった。しかし実務では、構造エンジニアの貢献が高く評価された建築があり、それらは建築家と構造エンジニアが連名で建築学会作品賞を受賞したもの等が挙げられる。そこで建築家と構造エンジニアへのインタビューを行った。その結果、構造エンジニアのデザインの貢献があるとすればそれは「内部空間」、「形態」、「エンジニアリングを含めたデザイン」などではないか、という仮説が得られた。次に15の建築作品をサンプルに、12 名の建築家と構造エンジニア(各 6 人)に案件を職能型とデザイン貢献型に分類するアンケート調査を行った。そこからすべての人が同じ分類にした案件が出現した。これらは各々の典型と考えられる。またデザイン貢献型には「外観、形態」、「属人的」、「モジュール」等のコンセプトワードが存在することもテキスト分析により判明した。これらはインタビューで得られたワードに類似していた。

　以上より、本稿では構造エンジニアが建築デザインへ貢献したデザイン貢献型建築の存在可能性が高いこと及びその具体例を示すことができた。今後は抽出したコンセプトワードを起点に構造エンジニアの建築デザインに貢献するための条件を整理していく。

参考文献・参考サイト

• ◯◯◯◯◯（20XX）　◯◯◯◯　◯◯学会誌 Vol.◯◯
• ◯◯◯◯◯（19xx）　◯◯◯◯　◯◯図書
• ◯◯◯◯◯（1955）　◯◯◯◯　◯◯書院

• ◯◯◯◯◯ https://www.example.com （◯年◯月◯日 閲覧）