より良い世界のためのサステナブル建築で、より優れたビジネスを実現
- 控えめに見積もっても世界の天然資源採取量の30％以上が建設業によるものだ。
- サステナブル建築はプロジェクトの設計段階から始まるが、より良い材料を選択することで、ゼネコンであっても大きな変化をもたらすことができる。
- サステナブルな建築プロセスを採用することで、建設会社は環境と顧客の両方へ、すぐに大きな変化をもたらすことができる。
サステナブル建築が意味するもの
米環境保護庁は、サステナブル建築を「立地、デザイン、建設、運用、保守、改修、解体までの建造物のライフサイクル全体を通して、環境に配慮した資源効率の高い仕組み作りとプロセス使用の実践」と定義している。持続可能性の中核となるコンセプトは、自然環境のレジリエンスと、それに影響を与える実践を考慮したものだ。
だが持続可能性の問題はコミュニティの健康、社会的公正、富の分配まで広がっており、建設分野はその全てのエリアに大きな影響を与える立場にある。こうした目標は、世界の都市化が続くことで、ますます複雑に絡み合っていく。
サステナブル建築が重要である理由
サステナブル建築の重要性を理解するには、それを非常に大きなスケールで考えることが必要だ。フロリダ大学建設環境学部長のチャールズ・キバート氏は、気候変動について「この問題の60%は建設業界と、彼らが生み出してきた建造物によるものだと考えています」と述べている。氏は、持続可能性の原則を建設へ実装することを目指すCross Creek Initiativeの設立者、Green Building Initiativeの役員であり、「Sustainable Construction: Green Building Design and Delivery」(サステナブル建築: グリーンビルのデザインとデリバリー; 現在第5版) の著者でもある。
キバート氏は、気候変動の原因となるガスの発生は、そのかなりの割合が資源抽出、材料の製造、建物の運用、建物の配置と計画に影響する輸送システムといった建造環境に起因していると述べる。
建設業界の現況
建設業界は板挟みになっている。地球の都市化がさらに進行し、人口増大は建設業界に膨大な需要を突きつける。2007年以降、世界人口の半分以上が都市部で生活しており、この数字は2030年までに 60% へ上昇すると予測されている。
この膨れ上がる需要に応えるため、世界の建設業界の生産高は、2060年には実に23万km²にまで成長すると予想されている。これは今後40年間、毎月ニューヨーク市と同じ面積 (東京23区全体の1.25倍) を開発することに相当する。
その上、気候変動と天然資源の減少に対する懸念から、環境への影響を低減した建設を行うよう、建設企業に対するプレッシャーは強くなる一方だ。
控えめに見積もっても、建設業界は世界で使われる天然資源の30%を消費し、固形廃棄物の1/4を排出している (建設現場で使われる土砂や骨材を含めると、この数字は50%を超える)。建造環境は、世界の二酸化炭素排出量の大きな要因のひとつだ。世界グリーンビルディング協会によれば、ビルの建設と運用は世界のエネルギー使用量の36%、エネルギーに関連するCO2排出量の39%を占めている。
こうした事実が、建設業界を難しい立場に立たせている。世界が資源不足の拡大に直面している一方で、業界はこのとめどない需要増加に応えなければならない。しかも、効率の高い (さらには “ネットゼロ“) ビルの需要は高まるばかりだ。
だが朗報もある。建造環境は地球環境の健全性に重要な役割を果たしているため、環境に配慮した建設のイニシアチブは、グローバルな持続可能性向上の取り組みを大幅に促進できる。
こうした課題は、先進的な施工者には好機となる。今こそサステナブルな建築の実践を、コストや時間に関する重荷でなく、価値を強化するものと見るべきだ。スマートな方法で実行すれば、環境と収益の両方にプラスとなる。
サステナブルなビジネス手法がもたらすインパクトの評価
持続可能なビジネスの実践は、施工者が実際の責任範囲を検討することから始まる。オートデスクでAECサステナビリティ戦略マネージャーを務めるマイケル・フロイドは「ビジネスの持続可能性を向上させるための科学的根拠に基づいた目標は、これまでは自社のフットプリントや、それがポジティブ、ネガティブのどちらなのか、市場や二酸化炭素排出量のシェアをもとに、どう対応すべきなのか、といったことでした」と話す。「でも本来問うべきなのは、我々がコントロールできる範囲で実現できる最大のポジティブな影響とは何か？ということなのです」。
例えば二酸化炭素排出量を測定する際、建設業界の各企業は、運用業務を重視することが習慣となっている。だがフロイドによれば、ゼネコンによる最大のカーボンインパクトは、調達の選択によることが多い。「建設分野は、それをこの数年でようやく認識し始めました。例えばゼネコンは、現場でどれだけのディーゼル燃料が燃焼されたかを計算することが多いのです。それは重要なことではありますが、気候変動は急を要する状況です。より良質な材料を選択すれば、それだけでプロジェクト全体における二酸化炭素をずっと多く削減でき、これはパラダイムを一変させます。低カーボンの選択にかかるコストが他の選択肢とほぼ変わらなければ、そのインパクトは特に大きくなります」。
サステナブル建築の6つの手法
サステナブル建築の手法には製品 (products）、実践 (practices)、プロセス (processes)、方針 (policies） などの「P」が関連し、それはプロジェクトデザインの段階から運用まで続く。その6つの手法と、それらを建設段階に取り込む方法を紹介しよう。
1. リーンコンストラクション
リーン コンストラクションは、プロジェクトのデリバリーに対するコラボレーティブなアプローチだ。このアプローチでは、関係者全員が連携し、プロジェクトを最適化することで、廃棄物を可能な限り最小限に抑えられる。
リーンコンストラクションとサステナブル建築は、ある意味でコインの表裏のような関係だ。持続可能性もリーンコンストラクションも、廃棄物の削減により資源を効率的に活用することを目指している。リーンコンストラクションの目標は、材料だけでなくあらゆるものの短期的な廃棄物の削減で、サステナブル建築の環境上の懸念事項はより長期的なものであるが、どちらも有益な資源の効率的な使用を目指したもので、統合システムアプローチは、より持続可能な成果を生み出しつつ、隠れコストの削減の実現に役立つ可能性がある。
リーンコンストラクションは欠陥の削減に総体的な効果をもたらすため、材料の廃棄を減らすのに役立つことが多い。より少ない資源で組み立てられた資産は、建設による環境への影響も低くなる。エンジニアリング/建設企業のBAM Irelandは、アイルランドに7庁の新たな裁判所を建設する案件を受注した際、プロジェクトを期限内に完了するべくリーンコンストラクションの指針を採用。関係者に工期を「強いる (プッシュ) 」のではなく、ゼネコン、デザインチーム、施工会社からプランニングプロセスを「引き出す (プル)」手法を採った。そして計画セッションに各分野が参加し、引き渡し日から逆算して、問題の回避・解決に向けて互いの活動が調整された。
こうしたコミュニケーション効率の向上は、建設効率の向上にもつながった。BAM Irelandは生産計画とサプライチェーン管理を連動するプルプランニング プロセスにより、材料のジャストインタイム物流と組立が可能となり、現場に置かれた材料の損傷などによる無駄も削減されたと話している。
BAM Irelandのデジタルコンストラクションマネージャー、マイケル・オブライエン氏は「調達の観点からも、社内のデザイナーやサプライチェーンから提供される情報をうまく調整して、現場での干渉などの問題を防ぎたいと考えていました」と話す。「その副産物がサステナビリティと、それに関連することでした」。
2. プレファブリケーション、モジュール ＆ 工業化建築
オートデスクで工業化建築のストラテジー/エバンジェリズムリーダーを務める“プレファブの女王”エイミー・マークスは、設計と施工に製造のマインドセットでアプローチすることは、エコシステムへのプレッシャーの緩和において、決定的に重要な意味を持つと述べている。「プレファブリケーション、DfMAの実現を含めた工業化建築への真摯な取り組み無しには、今後の世界的なインフラのニーズに応えることはできないと思います」。
工業化建築は、環境面で大きな利点がある。プレファブリケーションは、以下を実現する:
- 天然資源の使用量の削減
- 汚染の低減
- 材料の使用の最適化
現場にはより安全な労働環境が提供され、運用に必要なエネルギーは低減され、オフサイト建設はコミュニティへの影響を最小限に抑える。
カリフォルニア州ウィンザーを拠点とするBamCoreは、住居や商業用低層ビルの建設手法の工業化に取り組んでいる。同社は持続可能な方法で収穫された竹を、カスタム設計された中空壁の主要な構造用木材として活用し、現地で素早く効率的に壁板を設置できるデータドリブンなデジタル建設ツールを運用している。
BamCoreは自社工場で、各プロジェクト向けにカスタム製造する竹と木のハイブリッドパネルのデザイン、開発を行っている。各パネルは隣のパネルにぴったりはまるようカットされ、扉や窓、照明用のスイッチ、コンセントに合わせてプレカットされている。パネルには連番が付けられており、正確な取付順序が分かる。製造中に追加される色分けしたラインは、電気系統や配管系統の設置箇所を示す。BamCoreはその後、パネル一式を現場に搬入する。
現場では、クルーはそれぞれのモバイルデバイスからプロジェクトの3D動画モデルにアクセスできる。BamCoreはデベロッパーと連携し、建物のデジタルモデルをアニメーションに変換するアプリケーションを作成。クルーは動画化された建設順序に従って簡単に作業でき、また建設順序を最初のパネルから最後までビデオで確認できる。プレファブリケーションとデジタル建設ツールはBamCareに工期の短縮、施行ミスの低下、廃棄物の削減、コストの削減をもたらした。これは工業化建築が持続可能性に大きな影響を与え得ることを証明している。
DfMAプロセスを建設に応用する
DfMA (製造組立容易性設計) は、一連のデザイン選択と指針を通じてプリファブリケーションの実現と最適化を行うデザインの方法論だ。DfMAプロセスの導入により、プレファブリケーションはより簡単になる。また「プロジェクト」から「プロダクト」への、マインドセットの転換も可能にする。この「製品化」は、デザインと建設の両方における無駄の削減を推進する。デザイナーは、プロジェクトの複雑な要素に集中して時間を使うことができる一方、現場で生じる建設廃棄物は減り、現場のロジスティックスは向上して、現場に搬入される材料も減る。現在、建材の約25%が最終的に埋め立てゴミとなっているが、プレファブリケーションを可能にするDfMAが無駄を削減する能力は、環境保護の大きな可能性を有している。
3. サステナブルな建築材料
サステナブルな建材は、工業化のための建築材料として完璧に近い材料であるマス ィンバーの温かみや優れた触感から、竹構造の彫刻のような曲線、1本の木を構造柱として活用した例や、ジェネレーティブデザインによってさらに強く軽量となった美しくサステナブルなコンクリートのフォームまで、そのどれもが注目に値するものだ。
その舞台裏で施工者は、調達に始まるワークフローのより上流から、持続可能なソリューションの追求を検討するようになっている。「グリーンビルのプロジェクトチームは、材料と製品のサプライヤーに対して、それらの製品がローインパクト (環境へ低影響) だと証明するよう、圧力をかけるようになっています」と、キバート氏。「グリーンビルのムーブメントに結びついた、多くの基準が存在しています。プロジェクトチームの場合、製品がリサイクル可能であること、リサイクル材料を使用していること、環境への影響が少ないことを説明する必要も多いのです。さらに最近では、企業が影響を与える環境上の問題から社会上の問題にまで、製品の精査が広がっています」。
キバート氏は、材料に関する2つの基準が勢いを増していると話す。製品の環境情報の明示 (EPD: 環境認証宣言) と、比較的新しい他属性基準 (MASs: multi-attribute standards) だ。EPDは、製品のライフサイクルを評価する。「EPDのフレームワークで、透明性の観点から気候変動への影響を含む数点の評価基準があります」と、キバート氏。「EPDがカバーする評価基準の例が、製品のカーボンフットプリント (二酸化炭素排出量) です。例えばカーペットタイルの場合、比較する各メーカーの、1平米当たりの二酸化炭素量を㎏で示します」。
一方、MASsは非常に特殊な製品クラス向けのもので、ULやFM の規格グループによって認証される。「製品が持続可能性に関連する環境、経済、社会的基準の一定の要件に合致し、その基準内のどのレベルにあるかを制定するものです」と、キバート氏。
「ここ最近、自社製品のEPDを作成する企業の数が増大しています」と、氏は続ける。「その理由は、Green GlobesやLEEDなどグリーンビルの評価システムが認可のための単位取得にEPDを義務づけるようになったこと、そしてプロジェクトチームからEPDを求める声が高まったためです。この分野は大きな進歩を遂げていますが、特定の製品に対するEPDの比較方法のロードマップを提供する、安定した意志決定システムはまだありません」。
4. 二酸化炭素削減ツール
建材が二酸化炭素排出量の原因となっていることに対処するには、いまが重要だ。業界のコラボレーションによるオープンかつ無料の二酸化炭素削減・計測ツールにより、プロセスをより公明正大なものにする動きがスタートしつつある。
だが、これは建材メーカー側に内省を要するものでもある。フロイドは「メーカーは、自社の製品の評価を外部に委託しなければなりません。その上で、簡単に利用でき、かつ閲覧可能な方法でデータを公開する必要があります。調達チームが「この圧縮強度、スランプ、硬化時間のコンクリートを、この現場の約160km圏内で入手する必要がある」と伝えられるような状況が望まれます。また、必要条件に合致する製品を、内包される二酸化炭素の量で簡単に順位を付けて閲覧し、素早く調達できることも必要です」と述べている。
Embodied Carbon Calculator (EC3)
建設業界のグローバル企業スカンスカやオートデスク、その他のパートナーによるコンソーシアムが支援する Building Transparencyは先日、EC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator) ツールをローンチした。これは建材に内包される二酸化炭素量を明らかにする、オープンアクセスの無料プラットフォームだ。
第三者が検証済みのEPDからデータを取得するEC3ツールは、利用可能な材料の二酸化炭素排出量を比較し、一般従事者でも二酸化炭素排出量に配慮した調達選択が素早くできるようになっている。
「業界内の人々がこのデータを簡単に利用できるようになれば、改革のプロセスへの扉が開かれます」と、フロイドは述べる。「これこそ、EC3が画期的である理由です。EC3はデータの集中化という素晴らしい仕事をしており、メーカー側の低炭素材料のイノベーションとライフサイクル評価の機運を創出しています。メーカーは、自社製品がこのデータベースに掲載されることを望んでいるからです」。マイクロソフトがワシントン州レッドモンドに2平方kmに及ぶ広大なキャンパスを建設した際には、スカンスカはコストを上げることなく、内包する二酸化炭素量の30%削減を実現できた。
5. 循環型 (サーキュラー) 建築
サーキュラー建築経済では、できるだけ多くの資源を削減、再使用、リサイクルするという意図を持ってデザインと建造物へのアプローチが行われる。デザインがモデルの中核を成す一方で、施工者は既存の材料の省資源、回収、リサイクル、再利用を実践し、リユースまたはリサイクル材料と製品を購入することで、建設と解体における材料の廃棄を回避できる。
「サーキュラリティは、ゼネコンの役割に関連するものです。これは調達に関わることであり、現場での解体の管理手法や、これらの材料が流れていく方向に関わることだからです」と、フロイド。「また、最終結果である建造物に何が使用されているのかを記録することも重要です。これによって、資産寿命が終わる頃に材料を回収することがより簡単になり、かかるコストを削減でき、結果として建物内に使用されている材料の将来的な価値を上げることになるのです」。
6. BIMと持続可能な建設
BIMは主に設計とプレコンストラクションに関連するものではあるが、プロジェクトのライフサイクルの全段階に利点をもたらす。BIM プロセスは効率の大幅な向上をもたらすため、その導入はほとんどの場合、建設プロジェクトの環境への影響を削減する。
高度な4Dおよび5D BIMプロジェクトでは、スケジューリングとコスト/材料見積が統合され、より効率的な変更指示などの管理を確保できる (FMに対応した6DBIMでは、エネルギー分析とモデリングにより実現される持続可能性に重点が置かれている)。BIMとライフサイクル評価を統合して、建物の部位の環境への影響の評価を自動化することも可能だ。
China Construction Eighth Engineering Division Corp., Ltd. (CCEED: 中国建筑第八工程局有限公司) は、中国天津市に地上高530mの超高層ビル Tianjin Chow Tai Fook Financial Center (天津市周大福ファイナンシャルセンター) を建設。5つ星ホテルの豪華なインテリアをLEEDゴールド認証に適合させるため、CCEEDは環境に配慮した構造内に2,000種類もの材料を使用した。チームはBIMを使用することで、図面に従った正確なコンポーネントをプレファブリケーションで製造でき、材料の廃棄や現場での材料の切断作業を排除できた。
「BIM導入へ本格的な投資を行えば、プロジェクトはよりスムーズに進むようになり、ミスも減ります」と、フロイド。「無駄も減り、カーボンインパクトも削減できます。また予算内に収まるようになり、現場はより安全になります。良いことだらけなのです」。
現在と未来におけるサステナブル建築のニーズへの対応
地球の資源は限られており、人口はますます増加し、持続可能な建設へのニーズは決定的に重要なものとなる。その事実に議論の余地は無い。これは極めて急を要するニーズであり、国連は持続可能な成長目標 (UNSDGs) を掲げた変革の先頭に立っている。これは経済的成長を促進し、教育、健康、社会的保護、雇用機会を含む幅広い社会的なニーズに対処する戦略で、より持続可能な未来を実現しつつ、気候変動や環境保護に取り組むための行動を全ての国に求める国際目標だ。
サステナブル建築技術の導入は、建設業界の企業とそのクライアントが、未来に備えることを可能にする。「クライアントは未来のペナルティのリスクを排除することで、将来に備えることができます」と、キバート氏。「気候変動の影響をまともに受ければ、地球の状況は大幅に悪化します。ハリケーンや嵐はさらに頻繁に到来し、その威力はさらに強まって、甚大な被害をもたらすようになるでしょう。食糧供給にも影響が出るでしょうし、多くの海洋生物は消失するでしょう。そうなると各国政府は極めて厳格な政策を制定し、気候変動の原因となるものに膨大なペナルティを科すようになります。その一方で環境への影響の少ない運用、ものづくり、工法を学んだ企業は、今後も繁栄を続けることになるでしょう」。
学習はより簡単になり、より多くの関係者がサステナブル建築のニーズに応えるようになると、そのプロセスがベストプラクティスとなっていくだろう。「その理解が世界各地のコミュニティにも広まりつつあり、責任ある行動をとっている企業は、より多くのビジネスを獲得できる有利な立場にあります」と、キバート氏。「大学を卒業したての、リーダーやマネージャーとなるべく雇用される若い世代の人材は、そこで働いていることを誇りに感じられる企業に勤めたいと考えます。それは、正しいことを行い、持続可能性と環境保護を自社のコアバリューとする企業のことなのです」。
本記事は2020年10月に掲載された原稿をアップデートしたものです。