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既存建築物の用途変更（コンバージョン）におけるサステナブル設計戦略：技術的課題、環境性能評価、設計アプローチ

Tags: コンバージョン, 用途変更, サステナブル建築, 既存建築物改修, 環境性能評価, 建築設計, 技術課題

はじめに：用途変更（コンバージョン）とサステナビリティの重要性

都市部における既存建築ストックの活用は、持続可能な社会の実現において極めて重要なテーマとなっています。スクラップ＆ビルド型の建築生産から、既存資源を最大限に活用する方向への転換は、建築分野における喫緊の課題です。特に、建築物の用途を変更するコンバージョンは、既存躯体やインフラを活かしながら、変化する社会ニーズに対応する有効な手段であり、同時に環境負荷の低減に大きく貢献し得る手法です。

コンバージョンにおけるサステナブル設計戦略は、単なる用途転換に留まらず、建築物のライフサイクル全体を見通した環境性能の向上、新たな用途における居住者・利用者の快適性・健康性の確保、そして資源循環への配慮を包括的に検討することを意味します。これは、既存建築物の潜在能力を引き出し、その価値を再定義する高度な専門性が求められる領域です。本稿では、このコンバージョンにおけるサステナブル設計に焦点を当て、技術的課題、環境性能評価、および設計アプローチについて、専門的な視点から解説します。

用途変更におけるサステナビリティ戦略の核

コンバージョンにおけるサステナブル設計の中核には、以下の要素が挙げられます。

  1. 既存躯体の最大限活用: 建築物の建設段階で発生するエンボディド・カーボン（建材製造、輸送、建設工事に伴うCO2排出量）は、建築物のライフサイクル全体の環境負荷において無視できない割合を占めます。既存躯体を活用することは、新たな建材の使用を抑制し、解体廃棄物を削減することで、エンボディド・カーボンの大幅な削減に直結します。
  2. 環境性能の総合的な向上: 用途変更の機会を捉え、建築物の省エネルギー性能、省資源性能、室内環境性能などを最新の基準や技術レベルに引き上げます。具体的には、外皮の断熱・気密改修、高効率な建築設備システムの導入、再生可能エネルギー利用設備の設置などが含まれます。
  3. 新たな用途に適合した環境快適性の確保: 例えば、オフィスビルから住宅へのコンバージョンでは、求められる採光、換気、音環境、プライバシーなどの基準が大きく異なります。新たな用途における利用者のウェルビーイングを実現するための環境設計が不可欠です。
  4. 資源循環の推進: 解体部分から発生する建材の再利用やリサイクルを計画し、新たに投入する建材においても、環境負荷の低いもの、リサイクル可能なものを積極的に選定します。
  5. 地域との調和と連携: 周辺環境への配慮はもちろん、地域資源の活用や、用途変更による地域活性化への貢献といった視点も重要になります。

技術的課題と解決アプローチ

コンバージョンにおけるサステナブル設計では、既存建築物が持つ様々な制約が技術的な課題となります。

  1. 既存構造の評価と補強:
    • 課題: 既存構造の正確な評価（劣化状況、耐力、部材詳細など）は、竣工図や既存資料がない場合や、経年劣化により困難を伴うことがあります。また、新たな用途での積載荷重増加や間取り変更に伴う構造補強が必要となる場合が多くあります。特に、耐震基準の旧い建築物では、現行基準への適合が必須となります。
    • アプローチ: 非破壊検査を含む詳細な構造診断を実施し、既存構造の現状を正確に把握します。補強方法としては、RC造であれば炭素繊維シート補強や鋼板巻き立て、S造であればブレースや耐力壁の追加などが考えられます。構造解析には、既存部材の性能を考慮した精度の高いモデリングが必要です。
  2. 外皮性能改修の制約:
    • 課題: 既存のファサードデザインや構造、隣地境界線との関係などにより、外部からの断熱改修が難しい場合があります。内部からの断熱施工は有効床面積の減少や結露リスク増大といった課題を伴います。既存開口部の位置やサイズも、新たな採光・換気計画上の制約となります。
    • アプローチ: 内部からの断熱には、壁体内結露を防ぐための防湿層・気密層の適切な施工が重要です。真空断熱材のような高性能な断熱材を用いることで、断熱層の厚さを抑えることが可能です。開口部については、高断熱・高気密サッシへの交換、二重サッシ化に加え、トップライトやライトチューブの設置、内部空間構成による自然光の拡散などの工夫が有効です。
  3. 設備ルートの確保と効率化:
    • 課題: 既存の設備シャフトや配管・配線ルートは、新たな用途に必要な設備容量やレイアウトに対応できない場合があります。老朽化した設備の刷新は必須ですが、省スペースで高効率なシステムの選定と、新たなルートの確保が課題となります。
    • アプローチ: 分散型空調システムやヒートポンプの活用により、大規模なダクトスペースを削減できる場合があります。配管・配線ルートについては、PS (Pipe Shaft) やEPS (Electric Pipe Shaft) を新設するだけでなく、床下や天井裏の既存スペースを最大限に活用する計画が求められます。BIMを活用した詳細な設備設計は、ルートの干渉チェックや最適な配置計画に有効です。
  4. 自然採光・換気の確保と室内環境基準への対応:
    • 課題: 既存の窓配置や奥行きの深い平面形状は、新たな用途（特に住宅や学校など）で必要とされる自然採光量や換気量を確保する上で不利となる場合があります。また、シックハウス対策や遮音性能など、用途ごとの室内環境基準への適合が必要です。
    • アプローチ: 吹き抜けの設置、内部間仕切りの透過材利用、ライトシェルフによる採光促進などの内部的な工夫が有効です。換気については、機械換気システム（第一種、第二種、第三種）の導入に加え、自然換気を促進するための開口部計画や温熱環境制御を組み合わせたハイブリッド換気システムの検討も行います。遮音性能に関しては、間仕切りの構造や開口部、設備配管の伝搬音対策などが技術的な検討課題となります。
  5. 建材選定と資源循環:
    • 課題: コンバージョンに伴う解体工事からは、様々な種類の廃棄物が発生します。これらの廃棄物を抑制し、可能な限り再利用・リサイクルに回すための計画が必要です。また、新たに投入する建材においても、その製造・輸送・廃棄段階での環境負荷を考慮した選定が求められます。
    • アプローチ: 解体前には、内装材や設備機器などの再利用・リサイクル可能なものを丁寧に分別する計画を立てます。新たな建材としては、リサイクル材を用いた製品、FSC認証材などの持続可能な森林認証材、地域で生産された建材などを優先的に検討します。LCAデータが開示されている建材を選定することも、環境負荷の定量的な評価に役立ちます。
  6. 法規対応:
    • 課題: 用途変更に伴い、建築基準法（構造、防火、避難など）、消防法、バリアフリー法、省エネルギー法など、様々な法規の要求事項が変更・追加されます。既存不適格建築物の場合、現行法規への適合が特に大きな課題となることがあります。
    • アプローチ: 事前に行政との協議を綿密に行い、適用される法規、緩和措置の可能性、必要な手続きなどを正確に把握することが不可欠です。設計段階から法規コンサルタントと連携し、適合性の確認を進めます。特に、防火区画や避難経路の確保は、既存躯体の制約を受けやすいため、初期段階での検討が重要です。

環境性能評価

コンバージョンにおけるサステナビリティの成果を定量的に評価することは、設計の妥当性を検証し、対外的に価値を示す上で重要です。

設計アプローチの視点

コンバージョンにおけるサステナブル設計を成功させるためには、以下のようなアプローチが重要になります。

結論

既存建築物の用途変更（コンバージョン）は、都市の持続可能な発展に貢献する重要な手法であり、建築設計事務所にとって、既存ストックの価値を再創造する創造的かつ技術的な挑戦の機会を提供します。サステナブルなコンバージョン設計には、既存建築物の特性を深く理解し、構造、設備、環境、法規など多岐にわたる技術的課題に対して統合的な解決策を提示する能力が求められます。精密な現況評価に基づき、サステナビリティ目標を明確に設定し、最新の技術と評価手法を駆使することで、環境負荷を低減しつつ、新たな用途における建築物の性能と価値を最大限に高めることが可能です。この領域における専門性の深化は、これからの建築設計者に求められる重要な要素と言えるでしょう。