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寄稿:事業者が主導するライフサイクルBIM 〜ビルディングIoTのサービスプラットホーム〜

NTTファシリティーズ プリンシパルアーキテクト 横田 昌幸

概要:
  IoT,AIなどの革新的技術進化による産業,社会のデジタルトランスフォーメーションがいわれているが,建築,不動産の分野ではBIMの活用が改めて注目されている。 BIMは現状,設計建設フェーズでの利用が中心になっているが,これからのストック時代における資産の有効活用として,建物のFMフェーズでの活用を含むライフサイクルでのBIMの活用が期待されている。 NTTファシリティーズ新大橋ビルは,計画,設計,工事,運営,維持管理と一貫したプロセスをBIMで実施する「事業者が主導するライフサイクルBIM」の先駆的な試みであった。 新大橋ビルプロジェクトの経験で得られたことは,設計,建設,FMに必要なBIMの情報モデルは目的によって異なっており,用途に合わせて適切に必要なデータフローを計画していないと, BIMをライフサイクルで活用できないということ,デジタル化による見える化,バーチャライゼーションが情報共有や事前検討に極めて有効であること,FM業務の効率化にも大きな効果を発揮することであった。
  事業者は既存ビルも含めて,資産活用にBIMを使うことに強い関心を持っている。 既存ビルのBIM化もFMでの活用と,繰り返される修繕,模様替え工事への利用で十分な価値がある。 さらには,空間情報や位置情報を持つBIMは,運用工程においてはそれに時間軸が加わることになる。 IoTを活用することで,通常では見ることができないような時間変化の現象を分析評価して見える化し,さらにはそのデータを積み重ねることで様々な未来予測も可能になる。 AI,IoTの革新的なデジタル技術の進展で建物のリアルタイムのモニタリングや利用状況に応じた最適自動制御が可能になり,建物の運用,維持管理に大きな変化をもたらす。 こうした技術を活用し,オーナーが主体的にBIMを事業に活用するといった事例も出てきている。 事業者主導による既存ビルを含むビル資産へのBIM,IoTなどの導入は,新しいビジネスを生む可能性を持つと同時に,社会への安心安全や,エネルギー消費の削減,低炭素社会構築へ大きな貢献ができる。

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BIMを利用した建築情報分類体系とFMでの活用

ユーザシステム開発部担当部長 森谷 靖彦
ユーザシステム開発部主任 江藤 久美子

概要:
  建設業は,これまで製造業と並んで労働集約型産業の代表といわれてきたが,国土交通省が推進する建設ロボット技術や情報化施工など新技術の進展により,その傾向を脱却しつつある。 しかし,産業力の指標の一つである労働生産性の観点では,この20年間他の産業に大きく水を開けられている状況は変わらない。 その原因は,建物のライフサイクルを通して生成される情報の流通の仕組みや建築情報体系が整備されていないからだと考えられる。
  こうした中,建築情報の国際標準分類体系を整理した規格として,ISO12006が登場する。 この規格は,建築物の設計から廃棄までのライフサイクル全体で扱われる情報の分類の枠組みを示している。 海外では,このISO12006を基軸としてOmniclass(北米)やUniclass(英国)といった建築情報の分類体系が策定されているが,日本では建設業界全体で使うための共通分類コード体系の整備が遅れている。 建物の設計段階や建設プロジェクトの進行中に生成されたすべての情報と,竣工後にアップデートされた情報が的確に管理され活用されるためには,OmniClassやUniclassなどを十分に研究し, 日本における商習慣と建設業界の基準,そして国際標準に則ったコード分類が重要な要素となる。
  またFM段階で重要となるのは施設管理情報の可用性であるが,ここでも建築情報分類体系の考え方が不可欠である。 施設オーナーおよびファシリティマネージャーは,必要な情報が最新の状態ですぐに取り出せる状況を求めており,これにはBIMを利用した建築情報分類体系とFMへの展開が必要となる。

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環境価値重視の取り組みと再生可能エネルギー

常務取締役 EHS&S研究センター上級研究員 エネルギー技術本部長 山下 骼i

概要:
  世界的なエネルギー使用量の増大と,地球温暖化や異常気象の発生などにより,近年「持続可能な社会」への関心が高まっており, グローバルに活動する企業を中心に環境価値を重視する取り組みが活発化している。 国連は持続可能な開発目標(SDGs)や責任投資原則(PRI)を掲げ,賛同した企業のRE100への加盟や企業のCDPによる評価,投資家によるESG投資の仕組みがこれらの活動を推進している。 PRIに署名した機関投資家の運用残高は年々増加して78兆ドルに達し,RE100加盟企業数は122社とまだ少ないものの最近急拡大してきている。 環境価値を重視する取り組みで不可欠なものが,再生可能エネルギーによる電力供給とその環境価値の活用である。 世界的には太陽光発電を中心に再生可能エネルギーのコストが大幅に低下し,グリーン証書の利用も活発化している。 国内でも太陽光発電の導入は急拡大したものの,FIT制度を中心としてきたことから,発電コストの大幅な低下やグリーン証書の普及という段階にはまだ達していない。 しかし今後は,FIT後の太陽光発電の発電コストの低下や,非化石証書による環境価値の明確化により,国内でも企業の持続可能な取り組みに対応できる環境が整ってくると考えられる。

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都市のサステナビリティ評価指標

EHS&S研究センター上級技師 環境技術部長 塚田 敏彦

概要:
  建築分野における環境性能評価の動きは1990年代より始まり,CASBEEをはじめ各国で多くの指標が開発運用され,近年では建築単体から都市スケールへの拡大や,エネルギー・健康・歩きやすさなど個別テーマの指標に対象が広がり,建築や都市の変革ツールとしても期待されている。 また,都市においては建築分野からの拡大系指標とは別に,都市ランキングとして順位表示される系譜もあり,都市の評価指標は多様である。
  本稿は国内外7件の調査資料をもとにして世界の都市評価指標数を約110集計し,上記2つの系譜に分類して概要を紹介すると共に,国際機関による指標,環境都市ポートランドやシアトルにおける指標の使用状況,最新の評価指標等の紹介を通じて,都市のサステナビリティについて考えるものである。 多くの分野でつくられているサステナビリティ概念の分類紹介は類例のない試みである。 サステナビリティダイアグラムや指標数の多さは都市に対する関心や重要性の高さと,サステナビリティや価値観の多様性を示している。

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ZEBのセーフティ・セキュリティ性能

EHS&S研究センター長 大島 一夫

概要:
  日本では,オフィスビルなどのエネルギー消費が増加したまま高止まりしているため,ZEB(Net Zero Energy Building)への取り組みが進められている。 ZEB実現のために使用される様々な技術については,省エネルギー性能だけでなく,災害リスクや犯罪リスクに対する性能(セーフティ・セキュリティ性能),経済性,保守性,更新性などが求められる。 ここではこれらの内,ZEBのセーフティ・セキュリティ性能について考察した。
  日本の自然災害リスクには,地震,津波,豪雨,台風,洪水,がけ崩れ・地すべり,高潮,豪雪,火山噴火,落雷などがある。 一方,欧米では大規模テロが発生し,日本でも地下鉄サリン事件などのテロが発生している。 建物のオーナーやワーカーは建物の安全により注目するようになってきている。
  ZEBに採用されている省エネルギー技術には,自然災害やテロなどの犯罪リスクに対して,そのまま対応できたり緩和できたりする(シナジー)項目と,自然災害や犯罪リスクが高まること(トレードオフ)が懸念されるために対策が必要と考えられる項目がある。
  地震動リスク対策では,ZEB技術として使用されるようになってきている光ダクトや光ディフーザーなどの耐震固定や,太陽熱を蓄えるタンクでは大きな外力やスロッシングへの対策が必要になる。
  停電リスク対策では,太陽光発電設備を備えていれば,停電時にもビル内に電力を供給できる。 昼光利用設備があれば,外が明るい間はビル内の照度を確保でき,太陽光発電などの供給電力を重要な負荷により長時間供給できる。
  断水リスク対策では,蓄熱槽の水はトイレの洗浄などの雑用水に利用できる。
  寒さ・暑さリスク対策では,冬期に災害が発生して,電気やガスが停止しても,高断熱で,蓄熱・集熱,自然採光による日射熱取得などが行えれば,室内環境を一定の水準以上に維持できる。 夏期や中間期の災害では,自然換気,日射遮蔽や緑化により,暑さ対策が行える。
  強風リスク対策では,自然採光のために大型のガラス窓は,強風時にガラスが割れて飛散する可能性がある。 窓フィルムを貼付すればガラスを強化すると共に破壊された場合にも窓ガラスの飛散を防止する役割を果たす。
  洪水リスク対策では,地中熱利用冷房用や自然換気用の外気取入れ口は設定浸水高さ以上に設けるか防水板などにより閉鎖できるようにする必要がある。 電気自動車の蓄電池の充電電力をビルに供給できるようにしている場合には,充電用コンセントを浸水高さ以上に設置する必要がある。
  火山灰リスク対策としては,降灰により太陽光発電設備が発電できなくなった場合には降灰が落ち着いてから,太陽光パネルの清掃を行い,火山灰は袋に入れて回収してもらう必要がある。 外気冷房を行っている場合には,火山灰を取り入れないように外気取り入れを停止し開口を閉鎖する必要がある。
  犯罪リスク対策としては,環境配慮のために敷地周囲を緑化することにより,重要建物を人目につきにくくしたり,テロなどによる爆発の影響を最小限にできる効果があるが,一方で視界を妨げることになる点にも配慮する必要がある。 また自然換気は外部の汚染物質やCBR(化学,生物,放射性)物質を取り込むことになる。 これらを室内に取り込まないようにするため,外部の汚染物質濃度が高い場合やテロの危険性が高い場合には自然換気用の換気口はもちろん,外気取入れ口や排気口を閉鎖する対策が必要になる。 蓄熱壁(トロンブウオール)が,鉄筋コンクリートで構成されていれば,テロなどによる爆発を防御することが可能になる。
  このように,省エネルギーのための取り組みと共に,各種自然災害リスクや犯罪リスクにも対応できるように検討を行っておく必要があると考える。

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近年の水害状況と河川行政の動向

建築FM技術本部 建築FM技術部係長 坂巻 哲

概要:
  我国では,河川氾濫により形成された沖積平野に多くの人口が居住するという地形条件と,台風等による豪雨が高い頻度で発生するという気象条件のため,水害に対して脆弱な国土環境である。 2016年8月の台風10号,2017年7月九州北部豪雨がもたらした水害にみられるように,近年は,頻発・激甚化する豪雨により,我が国では大きな被害を伴なう洪水等が発生している。
  2015年9月関東・東北豪雨による甚大な被害を踏まえ,国土交通省では「施設では防ぎきれない大洪水は発生するもの」との考えに立ち,社会全体でこれに備えるため,「水防災意識社会再構築ビジョン」の取り組みを,国管理河川を中心に進めてきた。
  さらに,2016年8月の台風10号等の一連の台風によって中小河川で氾濫が発生し,逃げ遅れによる多数の死者や甚大な経済被害が発生したことを踏まえ,「水防災意識社会」の再構築に向けた取り組みを中小河川も含めた全国の河川でさらに加速させるため,「大規模氾濫減災協議会」制度の創設をはじめとする水防法等の一部改正を行うなどの各種取り組みを進めている。
  これら近年の水害状況と河川行政の動向より,建物を維持・管理・運用する施設管理者は,水害に対してソフト・ハード対策を講じるべきである。
  まず,建物の施設管理者は,水害発生前や発生時に建物内在勤者の避難誘導対応,また土嚢の準備など浸水に備える応急対応が求められる。 その応急・避難対策の円滑化には,リアルタイム情報を活用してそのときどきの状況の危険を知る必要性がある。 最近では国土交通省や気象庁から様々なリアルタイム情報が提供されている。
  そしてソフト対策面では,水害発生を前提に施設管理者が連携して水害時に発生する状況を予め想定し共有し,「いつ」「誰が」「何をするか」に着目して,施設における防災行動とその実施主体を時系列で整理したタイムライン(時系列の行動計画)を策定し,水害時の順応性を高めることも必要不可欠である。
  ハード対策面では,水害に備えて企業などは壊滅的な被害を回避,または被害の最小化を図るため,企業が所有する施設においては,マウンドアップ(出入口を一段高くする)や止水板の設置などの浸水対策,電気機械設備の上階への移設,浸水リスクの低い場所への移転など浸水を防ぐ検討を行う必要がある。 また,浸水した場合のバックアップオフィスなど代替機能の検討が必要な場合もある。

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オフィスビルにおける大規模地震時の滞留のためのトイレ対策

取締役 EHS&S研究センター上級研究員 建築FM技術本部長 酒井 修

概要:
  大規模地震災害時の帰宅難民対策や地区の指定により,勤務しているオフィスビルに数日滞留しなければならない事態が想定される。 対象地域の会社等では3日間程度の食料や医薬品などの備蓄を進めていることが多い。 本社機能を持つ組織では,この期間を超えてBCPにより会社機能維持のため要員を残留させる計画を持つ会社もある。 一方,賃貸ビルの入居者の立場では,共用部の生活必需品の非常時の対策について確認できていない場合がある。
  代表的な事例として、ビルのトイレについて課題と解決案を提示する。 オフィスビルにおいて多数の人間が滞留している状況では、排泄の問題が切実となってくる。 排水設備や下水が故障すると水洗トイレは使用不能となり、携帯トイレ等で用を足さねばならない。 これらの備蓄品の準備責任が入居者なのかビル管理組織なのかあいまいな場合、備蓄量が不適正となることがある。 また備蓄量を備えていても、排泄物の一次保管等、周辺事態の対応まで検討できているかが明確でない。 実際の使用で備蓄が足りなくなる場合には、次善の策としての対応を考える必要がある。 たとえば、排水管路を利用してバケツ水で汚物を排出するようなことも考えられる。 近隣に避難所が開設されれば、マンホールトイレや仮設トイレが使用できるようになる。 これらの設置に関する国土交通省の取り組みについて紹介する。 また、要配慮者対応等、それぞれの事情に応じた対応が必要になる場合もある。 いずれの場合も、ビル管理組織と入居者の連携により解決が必要である。先進的なオフィスビルでは、これらの充実をビルの付加価値として強調していることもある。

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CAE×AR⁄VR×AI による防災

EHS&S研究センター技師 耐震構造技術部課長代理 早川 輝

概要:
  日本では,戦後復興期から阪神・淡路大震災の頃までは,防災対策といえば災害の誘因である外力を構造物で防ぐハード面の対策が中心であった。 しかしながらハードの整備は,@高額な費用を必要とする,Aいつ必要になるか分からない,B想定を超える規模の外力に耐えられない,C急激な経済発展に追従できない,といった問題を抱える。 そのため同大震災以降,ハードの整備に基づく防災対策だけでは限界があるという認識が広がり,災害の素因である防災力を制度や知識で向上させるソフト面の対策への期待が高まった経緯がある。 これを裏付けるように,近年の内閣府がまとめる防災白書には,ハード対策の記述は少なく,ソフト対策に分類される記述がほとんどを占める。
  一方,数値計算や可視化の技術は,計算機のハードウェアの進歩と相まって,自然現象のリアルタイムの予測や表示を可能にしている。 これら技術に基づく被害推定や影響評価は,ハード対策のみならずソフト対策の評価において重要であり,災害管理に果たす役割は大きい。 また,現実世界で人が感知できる情報に別の情報を加えて現実を拡張表現する「拡張現実」や,計算機の中につくられた仮想的な世界をあたかも現実のように体験させる「仮想現実」の技術の発展も目覚ましく,それらを防災に生かす取り組みも広がっている。 さらに,ディープラーニングに代表される人工知能技術は,昨今では様々な分野へ応用され,社会・経済活動に大きなイノベーションをもたらしている。
  このような背景を踏まえ,本稿では防災分野,特にソフト対策において,計算機支援工学(CAE:Computer Aided Engineering),拡張現実(AR:Augmented Reality)や仮想現実(VR:Virtual Reality), 人工知能(AI:Artificial Intelligence)といった要素技術や融合技術の活用事例を紹介する。 その上で,CAE,AR⁄VR,AIの融合技術の将来を展望する。

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情報セキュリティの基礎技術〜暗号技術〜

EHS&S研究センター上級研究員 情報システム技術本部副本部長 久保田 英之

概要:
  セキュリティは,一般的には悪意を持って行われる人的脅威に対する安全を意味する。 情報化社会になり,守るものが情報という目に見えないものになり,情報セキュリティとして語られることが多い。 情報を守るためには従来の錠と鍵とを使うという手法は取りにくく,情報を暗号化することによって守るということが行われる。
  暗号化の方法には送信側と受信側とで共通の秘密鍵を使う共通鍵暗号方法が従来から用いられてきたが,鍵を前もってどのように共有するかが課題である。
  一方,近年提示された公開鍵暗号方式は秘密鍵の共有は必要ないが,暗号化・復号に計算時間が多く必要であり,大量の情報やリアルタイムの情報のやりとりには適さない。 そこで,情報本文をやり取りする前に,公開鍵暗号方式で秘密鍵(共通鍵)を共有し,その鍵を使って情報本文を暗号化して送ることが一般的になっている。
  この公開鍵暗号方式では,暗号化には受取人が公開している鍵を使うため,容易に差出人を詐称できる。 差出人が詐称されていないかを確かめるためにはデジタル署名という方法が用いられる。
  デジタル署名を有効に活用する仕組みがPKI(Public Key Infrastructure:公開鍵基盤)である。 認証局(Certificate Authority:CA)の発行する証明書により,デジタル署名の信頼性を保証する。Web通信の暗号化や情報発信者のなりすまし防止に活用されている。

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超高層マンションの維持管理

EHS&S研究センター上級マーケットリサーチアナリスト 市場戦略サービス部担当部長 杉浦 正爾

概要:
  超高層マンションは,産業構造の変化,土地の高度利用,建築の技術革新から生まれた都市居住の新たな形態である。 容積率等の規制緩和により,近年急速に建設が進んだ。
  超高層マンションに用いられる高強度PCは,中性化による鉄筋の発錆が起こりにくい。 ジョイント部に用いられるガスケットは,改修を長期にわたり行う必要がない。 仕上げ材料の高強度PC打込みタイルは,付着不良で後張りされたタイルの剥離以外は目だった浮きはみられない。 アクリルシリコン,ウレタン樹脂系塗装は,現在の建築用塗料の中では最も耐候性が高い材料で,超高層マンションの外壁塗装に使われる。 このように耐久性の高い躯体を持ち,内装の変更の自由度の高い構造を備えている超高層マンションでは,設備のリノベーションのしやすさが鍵になる。
  超高層マンションではバルコニーまわりの軒天井,非構造部位のALCパネルの塗装など,入居更新時に併せて工事する計画にするなど足場を用いる工事内容を減らす工夫が重要である。 区分所有者が替わる際に,各戸ごとに廊下側から資材搬入すれば仮設にかかる費用が低減できる。
  各住戸の減圧弁,インターホン,監視カメラ,避難誘導灯,自動車用門扉,玄関のオートドアなどの動力部は,修繕サイクルが比較的短い。 電子回路基板を持つ設備では,基板の製造年にも注意し,点検のなかで電子回路の取り換えはこまめに行っておくほうが良い。 停電時のエレベータ利用を可能にすることは,居住者が高齢化するなかで,重要である。
  試行錯誤が続く超高層マンションの維持管理では,管理組合同士が情報共有しながら,保守のベンチマークデータを共有していくことが求められている。

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