1950年、中国南東部の漁村だった深圳の人口は3,000人をわずかに上回る程度だった。2025年までに、この数は1,200万人を超える。深圳だけではない。世界各地の都市部では1日あたり20万人のペースで人口が増加しており、こうした人々には手頃な価格の住宅に加え、社会インフラ、交通インフラ、公益事業のインフラが必要となる。
これは、世界経済フォーラムとボストン コンサルティング グループが発表した新たな報告書の出発点だ。報告書の題名は「建設業界の未来を形づくる」。革新的な発想を持つ人々が業界を再定義する。本報告書では6つの建物と4つの主要プロジェクトを取り上げ、この大きな課題に対応するために世界が必要とする建設分野のイノベーションを紹介している。
世界で最も持続可能で、つながりのあるオフィス
デロイトのアムステルダム新本社ビル「エッジ」は、スマートな建築設計によって、入居者の柔軟性と快適さを確保しながら、エネルギー需要も削減できることを示している。
消費量を上回るエネルギーを生み出すエッジは、世界で最も持続可能なオフィスビルと広く評価されている。北向きの多層ガラス吹き抜けからは豊かな自然光が差し込み、南側外壁のコンクリートが日光の熱を吸収し、太陽光パネルがその光をエネルギーに変換する。建物内のあらゆる技術システムは、建物の各所に設置された数万個のセンサー網を含め、単一のネットワークで制御される。エレベーター、照明・冷房システム、コーヒーメーカー、タオルディスペンサー、さらには夜間に建物内を巡回する警備ロボットまで、すべてを一元的に制御、調整できる。
フリーアドレス制と建物の技術的な柔軟性を組み合わせることで、1,100のワークスペースで2,500人を超える職員が働ける。
医療インフラをよりスマートにするには
2017年後半に完成予定のストックホルムにあるニュー・カロリンスカ・ソルナ大学病院（NKS）には、12,000室を超える病室、35室の手術室、17台のMRI装置が備わる。同病院は、世界最大の官民連携プロジェクトとされている。
NKSの契約では、設計者、請負業者、施設管理者が共同で作業できる単一のシステムとして、ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）の使用が求められた。病院の設計、建設、備品に関する情報はすべてデジタルで保存される。最終的には、BIMデータによって病院施設を包括的に管理できるようになり、医療用品、リネン類などを敷地内で運搬する29台の自動誘導車両の走行マップとしても活用される。
NKSは、省エネ型の断熱材、地熱発電所、食品廃棄物のバイオガス利用により、気候中立も実現する。
社会インフラをより速く、より手頃な費用で建設するには
低価格住宅や社会インフラの整備は、世界各地で課題となっている。タンザニアで切実に必要とされていた裁判所を建設するプロジェクトが、解決への道筋を示した可能性がある。
Moladiの建設システムは、煩雑なれんが積みの工程を、射出成形に似た工法に置き換える。作業員は再利用可能なプラスチックパネルで建物の枠組みを組み立て、窓、ドア、配線、配管を設置した後に、壁の空洞へ速乾性の発泡モルタルを流し込む。
建設工程は、建設経験や技能のない地元作業員を管理する有資格の監督者1人だけで監督できる。
最初のプロジェクトであるキバハ地区裁判所は、1平方メートルあたり250ドルで建設された。これは従来工法の半分の費用だ。従来工法では通常、最長3年かかるところを、完成までに要したのは6カ月だった。この成功を受け、タンザニア政府は同じ工法で地区裁判所をさらに11カ所建設することを決めた。
垂直都市
2050年までに、世界人口の3分の2が都市に暮らすようになる。多くの都市中心部では地上の空間が不足し、郊外へ拡大する選択肢もない。そのため都市は、労働者や住民を受け入れるために、上へと建設を進める必要がある。
今では人気の観光名所となったドバイのブルジュ・ハリファは、ホテル、住宅用アパート、商業施設を備えた複合用途の近代的な超高層ビルとして構想された。単なる建物というより、垂直都市だ。
報告書は、この構想の実現を可能にした要因として、ドバイ首長のシェイク・モハメド・ビン・ラシッド・アル・マクトゥームを含む当局の支援確保、関係者全員の緊密な連携、建設を迅速化するプレハブ工法の活用、そしてクライミングクレーンなど革新的技術の先駆的な導入を挙げている。
ブルジュ・ハリファは現在、パリのエッフェル塔、フロリダのディズニー・ワールドに次いで、世界で3番目に人気の「自撮り」スポットとなっている。
3Dプリント橋
アムステルダムの鋼鉄製歩道橋の3Dプリントにより、積層造形技術、すなわち3Dプリントが研究室の外にある実社会でも機能することが示されると期待されている。
この橋は、建設業界に技術の実用性と可能性を示すとともに、この規模の3Dプリント事業に向けた強固なサプライチェーンの構築と顧客の関心喚起にも寄与することを目指している。
建設の速度や工期に加え、3Dプリント技術には環境面の利点もある。設計から製造段階までデジタルで管理されるため、廃棄物が発生せず、やり直しもほとんど必要ない。最適化された形状によって材料を節約できることから、3Dプリントは環境に非常に優しい技術でもある。
橋のプリントは2017年末までに行われ、2018年初めに設置される予定だ。
あなたの3Dプリント住宅
一方、中国ではWinsunが大規模な3Dプリントを先駆けて進めている。2014年に初めて住宅の3Dプリントに成功し、その後、3Dプリント住宅団地を建設した。それ以来、ドバイで初の3Dプリントオフィスビルも完成させている。
従来の現場建設と比べ、Winsunの工法では建設費を約80％、労働力と廃棄物をそれぞれ60％削減した。
イノベーターたち
こうした主要建築物に加え、世界経済フォーラムとBCGは、建設に新たな手法を導入する一連のプロジェクトも紹介している。
Anglian Waterは、イングランドとウェールズで最大の上下水道会社（地理的面積による）だ。水道・下水道インフラの需要拡大に、より費用対効果が高く、持続可能で迅速な形で対応するため、Anglianは複数の供給業者と連携して@one Allianceを結成した。このアライアンスは、協働して建設プロジェクトに取り組み、標準化された製品と技術を用いてサプライチェーンと関連するエコシステムを管理している。
中国のBROADグループは、持続可能な高層建築の建設に製造業の原則を応用している。同グループは床板や鉄骨柱などのプレハブ部材を使って超高層ビルを建設する。部材は現場外で製造され、建設現場へトラックで運ばれる。
同社の「フラットパック」方式には、工期と費用の面で大きな利点がある。57階建ての建物をわずか19日で建設し、従来工法と比べて費用を20～40％削減できると推定されている。さらに、BROADの超高層ビルは、中国の従来型建築物の5倍のエネルギー効率を実現している。
知識移転は、Aditazzの新たな設計手法の中核にある。シリコンバレーのスタートアップである同社は、半導体分野のデザイン思考と自動化を建設に応用することを提案している。複雑で単調になりがちな作業を自動化し、実際のプロジェクトにおける誤りや漏れをなくすことで、生産性を約30％向上させ、初期費用を10％削減できるほか、建物のライフサイクル全体でさらに10％の節約が可能になる。
エンジニアリング業界と建設業界は、自動化やデジタル化に慎重な傾向がある。そのため、生成されるデータが増え続けていても、その潜在力が常に最大限活用されているわけではないのは驚くことではない。
Uptakeは、この状況を変えようとする予測分析プラットフォームだ。重機のリアルタイムデータと過去のデータに加え、気象・環境情報を使い、建設会社が機材をより有効に活用できるよう支援する。例えば、建設会社は予定外の稼働停止を防ぎ、機械の寿命を延ばすとともに、機材の配備や計画を改善できる。
エンジニアリング・建設部門が直面する課題
他の多くの業界と比べ、建設業界は従来、技術の進歩が遅く、旧来のやり方に固執してきた。そのため、人々の生活空間をさらに増やし、迅速かつ費用対効果が高く、持続可能な方法で創出するという要件を満たすには、大きな学習の壁に直面すると報告書は指摘している。
上記のプロジェクトに共通するのは、高度な自動化、標準化、協働、業界横断的な知識移転、そして実験に対する開放性だ。こうした手法の一部、あるいはすべてを取り入れることが、この部門の進むべき道となる可能性がある。
