J-51 海底建築物の材料及び建設工法に関する調査研究 Research on materials and construction method of a submarine building ○山口達也 1，濱田賀崇 2，惠藤浩朗 3，西條修 4 * Tatsuya YAMAGUCHI1, Noritaka HAMADA2, Hiroaki ETO3, Osamu SAIJO4 Abstract: In recent years, submarine buildings are planned in the world. And, plans are out from stage of concept, and its building has been realized. The submarine building can offer new and attractive space to human being. This technology can be applied for facilities of seabed resources development, research institute, marine city, etc. In this way, submarine building has big possibility in order to develop the effective use of resources. But law relating to construction of submarine building is not yet established in Japan. For realization of the submarine building, it is necessary for enjoyment of spectacular under water scenery to choose high strength and transparent materials. Therefore, in the study investigation about the construction method and materials of the submarine buildings is researching. 1. はじめに 近年，急激な技術発展にともない，今まで構想段階 び散ることがない耐衝撃性 5．ガラスより高い熱膨張 であった海底建築物の建設や研究・開発ニーズが世界 に使用する上で有効な特徴だと考えられる． 2.3. アクリルの強度 率，といった特徴がある．1～4 の特徴から海底建築物 各地で高まってきている．本研究では海底建築物を実 現化するため，主要材料の 1 つと考えられるアクリル アクリルは製法ごとに特徴や強度が変化する．製法 材や施工法に関する調査を行った． の異なる 2 種類のアクリル強度を Table 2 に示す． Table 2. Strength of acrylic by kind of method of construction [1,2] 2. 海底建築物の使用材料 海底建築物の開口部は，美しい海中景観を観賞する ため，透明度の高い高強度の材料を選定する必要があ る．そこで，同環境下に類似している水族館のアクリ ル部材について調査した内容を以下にまとめる． 2.1. 大型水槽を所有する水族館 大型のアクリル板を使用した水族館をTable 1 に示す． 水族館のアクリル板には水圧が大きく作用することか Tensile strength [N/mm2] Bending strength[N/mm2] Bending coefficient of elasticity [N/mm2] Specific gravity Cast materials 7.45×105 1.2×106 Pushing out materials 7.35×105 1.2×106 2.9×107 2.9×107 1.19 1.19 キャスト材は，2 枚のガラスの間にアクリル原材料 を注入し，硬化させて作る製法であり，押し出し材よ り強度が高い．また押し出し材とは粘土状になってい ら水槽の水深やアクリル板の面積増加に伴い，アクリ るアクリル樹脂をローラーから押し出して作る製法で ル板の厚さも大きくなっていることがTable 1 より確認 あり，大きな特徴としては曲げ加工がし易い． される．そのため海底建築物においても水深や形状に 2.4. 大型水槽の施工法 よってアクリル板の厚さを透明度と共に十分に考慮し アクリルは温度変化 10℃に対して約 0.07％の伸縮率 なければならない． Table 1. Large-sized acrylic board Dubai aquarium Okinawatyura umi aquarium Kaiyukan Kasairinkai aquarium があることから，この性質に十分に配慮した施工が必 要となる．以下に Table 1 に示した水族館で用いられて Form Quantity of water [t] Height [mm] Length [mm] Thickness [mm] rectangle 10,000 8,300 32,880 750 rectangle 7,500 8,200 22,500 600 温度や湿度による伸縮性に対して外枠に隙間無く接 rectangle 5,400 8,800 10,000 500 circle 2,100 7,200 93,305 450 着させるのではなく，アクリルはコンクリート外枠に いる大型四角形水槽及び円筒水槽の施工法を紹介する． 1）大型四角形水槽 隙間を設けて配置し，その隙間には防水としてシリコ 2.2. アクリルの特徴 アクリルの特徴を次の 1～5 に挙げる．1．ガラスの 92％を凌ぐ 93％の透過率 2．切断，穴あけ，曲げなど ンシーリングを打ち込む． 2）円筒水槽 円周方向を分割したものを加工し，これを接着させ 加工の自由度の高い素材，接着剤による貼り合わせ加 る．曲げ加工は，平板を加熱炉で 130℃程度に加熱し 工も可能 3．太陽光や風雨・雪などの気象条件にも優 軟化させ，金型に沿わせて成形する．その後冷却し作 れた耐候性を発揮 4．ガラスのように大きく破片の飛 製する． 1：日大理工・学部・海建 ２：日大理工・院・海建 ３：日大理工・教員・子情 779 ４：日大理工・教員・海建 2.5. アクリル板の施工 大型パネルは，道路交通法上，公道を使用した輸 現在構想段階の Hydropolis を施工する際に考えられた 施工法である． 送には困難さを伴う．そこでアクリルの施工は現場 で行う方法が考えられる．その場合，無塵で広い環 境や必要な施設，機材を現場に設ける必要がある． 2.6 接着剤の特徴 接着剤であるアクリルシラップの特徴を次の 1～7 に挙げる．1．硬化時間が短く施工後 1～2 時間で実際 温環境で施工可能 3．無機酸，有機酸，アルカリに優 Figure 1. Proposal of submarine building 4. おわりに 今後は，陸上との施工法やの相違点や建築物に作用 れた耐久性 4．優れた耐荷重・耐摩耗性・耐衝撃性 5． する水圧，潮流，波力等の海中で起こりうる問題点に 柔軟性を持ち，下地の伸縮変化に対応することが可能 ついて調査し，その解決方法について検討する．また 6．優れた耐候性 7．改修・補修に最適，といった特徴 海底建築物の実現に向けて，得られた解決方法を構造 があり，施工上有効に活用できる．また，5 の特徴で 計画や構造解析手法に応用した海底建築物の一連の設 はアクリルの伸縮に対し良い利点と考えられる． 計方法を提案する． 3. 海底建築物の提案[3] 独自に提案する海底建築物は，大きな開口部を設け 5. 参考文献および参考 URL の使用が可能 2．-30℃でも硬化するので，氷点下の低 [1] 建築資料研究社： 「建築資料集 110 巻 水族館」 pp.85，145 [2] インターネット情報 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%96%E7%B8%84%E7%BE%8E% E3%82%89%E6%B5%B7%E6%B0%B4%E6%97%8F%E9%A4%A8 http://www.nejinews.co.jp/news/business/eid1559.html http://www.acry-ya.com/acry-ya_new/html/tokucyo/htm/tokucyo.htm http://www.acrysirup.com/japanese/mechanism/index.html http://www.acry-ya.com/acry-ya_new/html/tokucyo/htm/tokucyo.htm [3] 濱田 賀崇： 「海底ホテルの実現化を目指した調査計画」 平成 20 年度 日本大学理工学部海洋建築工学科卒業論文 十分に海中景観を堪能できるようした．Figure 1 に提案 する海底建築物を示す． 3.1. 施工手順 Figure 1 に示した海底建築物の施工手順を Figure 2 に 示す．Figure 2 の Part 1 は浮遊式建築物を施工する際に 行われた方法を応用したものである．また，Part 2 では Part 1 1. 建造設置海域にて，掘削工事，アン カー工事の終了後，ハニカム単体を 建造 2. ハニカム単体の内部に注水してバラ ンスを調節しハニカム同士を接合す ることで，人工地盤を建造 3. 人工地盤上で，陸上と同様に建築物 の建造を開始 4. 人工地盤上で建築物の下部から建造し、図のように海中に沈める．建築物が完成後，人工地盤を撤去し，アンカーと接合 させる．その後ユニットを建築物と接合 Part 2 1. 型枠を建設地に設置 2. 型枠に水中コンクリートを流し施工 3. コンクリートの硬化後，型枠を撤去，コンクリート内の排水 4. コンクリート壁内で陸上と同様に建築物を施工 5. 建築物の完成後，コンクリート壁内に海水を注水し，コンクリート壁を撤去 Figure 2. Construction procedure 780
© Copyright 2025 Paperzz
