継続教育: 版築

DL-Atelier は、中国の景徳正近郊にある San Bao Peng 美術館を、版築された周囲の壁で囲まれた長さ 300 フィート、幅 70 フィートの敷地として構想しました。ギャラリーはチタン亜鉛クラッドのボリューム内に密閉されています。

写真©海亭太陽

博物館の壁は合板シートの型枠の代わりに水平方向の板の中に流し込まれ、版築された土の表面に質感を加えました。

写真提供：DL-Atelier

画像提供：DL-Atelier

カリフォルニア州ホリスター近くのスプリング牧場には、厚さ 24 インチにもなる分厚い版築の壁があります。

写真©ジョー・フレッチャー

コンクリート床の輻射冷暖房と合わせて、版築壁によってもたらされる熱質量が快適な室内温度の維持に役立ちます。

写真©ジョー・フレッチャー

画像提供：フェルドマン・アーキテクチャー

SmithGroupJJR は、カリフォルニア州サンタクララのオフィスビルの中心として幅 20 フィート、高さ 19 フィートの版築壁を構想しました。 10 トンのエレメントは、ナパのオフサイトで製造された 4 つのセグメントで構成されています。

写真 © Michael David Rose 写真、SmithGroup JJR 提供

継続教育

版築以上に要素の強い建築材料を想像するのは難しいでしょう。砂質の土の混合物を圧縮して成形することによって製造されるこの技術の最古の例は、中国の 7,000 年前の遺跡に残っています。豊かな色とテクスチャーを何層にも重ねた壁の作り方が建築家たちによって再発見され、洗練された組み合わせと革新的なテクノロジーでそれを 21 世紀にもたらしています。

北京の建築事務所 DL-Atelier の代表である建築家のルイ・ヤン氏は、中国景徳正近郊にある三宝鵬美術館のデザインを思いついたとき、周囲の牧歌的な山岳風景とは対照的に、地面から現れる強い幾何学的な形状を想像しました。 2017 年に完成したこの博物館は、長さ 300 フィート、幅 27 フィートで、この地域の有名な磁器に焦点を当てており、高さ 12 フィートの版築の壁で囲まれています。建築家たちは敷地内に中庭とギャラリースペースを複数のレベルに配置し、その上に一連の鉄骨フレーム、チタン亜鉛クラッドのボリュームを配置しました。

建築家は版築に加えてトラバーチンとスレートの「地質学的」パレットを選択しました。仕上げは耐久性がありますが、時間の経過による人間の接触や天候による摩耗を記録することを目的としています。形状は明らかに直線的ですが、訪問者が有機的な方法で空間を流れるように促し、訪問者の進行が一連の選択肢と偶然の発見になるようにしたいとルイ氏は言います。侵入口はいくつか考えられます。1 つは両端に、もう 1 つは水路とトラバーチンの飛び石を備えた側壁の広い開口部からです。

版築の基礎材料である地元で切り出された砕石は、この地域の磁器に含まれる基本成分と同じです。壁に使われる赤い色の石、粘土、シルトは近くの丘から調達されました。恒久的な景観要素として機能するように設計された 10 個の実物大のモックアップが作成され、骨材 (砕石、砂利、砂) のさまざまな組み合わせや防水の詳細がテストされました。地元の気候はやや雨が多いため、版築には約 8% のポルトランドセメントが含まれています。いわゆる「安定化された」版築土には、一般的なコンクリート混合物の約半分の量である約 5 ～ 10 パーセントのセメントが含まれており、これにより強度と耐候性が向上します。

ポルトランドセメントは耐久性を向上させますが、版築土は地面と直接接触すると耐久性が低くなります。したがって、建築家は建物の基礎と地下レベルにコンクリートを使用し、地面にはトラバーチンで覆われた台座を設置しました。景観を構成するいくつかの大きな開口部のヘッダーを支えるために、版築された土の中に鋼製の梁が埋め込まれました。そして、エレガントな仕上げの細部を作成するために、壁と敷居の上にステンレス鋼のカバープレートを置き、その上にトラバーチンをかぶせました。

壁は場所打ちコンクリートに使用されるのと同様のプロセスで構築され、補強のために鉄筋の格子が使用されました。型枠は一連のリフトで設置され、連続して注入されるたびに垂直に移動しました。 DL-Atelier は、壁の表面に質感を加えるために、より一般的な合板シート形式の代わりに、幅 8 インチの水平に配置されたボードを選択しました。空気圧式タンパーで圧縮する前に、土壌を型枠の内側に層状に置きました。この方法は基本的に、自然界で堆積岩が作られる方法を再現しています。つまり、激しい圧縮と、結合剤として機能する粘土などの成分が元素を融合させます。結果として得られる石のような密度は、日干しレンガのような柔らかい土ベースの素材とは区別されます。

カリフォルニア州ホリスター近くの太平洋を越えたところにある、サンフランシスコを拠点とするフェルドマンアーキテクチャーによる 6,500 平方フィートの 2 階建て別荘は、巨大な版築壁で建物を敷地に固定するという同様の戦略に基づいています。この場合、高さ 20 フィートにもなる 3 つの同心円状の緩やかに湾曲した壁が、家が建つ丘の中腹の輪郭に対応し、鉄骨と木枠の居住空間が点在するアーマチュアを形成しています。

Spring Ranch として知られるこの家は LEED ゴールドを取得しており、ネットゼロエネルギーであり、版築はその保全戦略において重要な役割を果たしています。断熱されていない版築壁は、コンクリートの床と組み合わせることで、受動的な太陽熱の暖房と冷房のための豊富な熱質量を提供します。カリフォルニア内陸部の地中海性気候では、夏の暑い日は冷房が住宅の熱問題の主な原因になる、と同社社長のジョナサン・フェルドマン氏は言う。しかし、7 月と 8 月でも気温が 50 度台に下がる比較的涼しい夜は、熱質量を洗い流し、日中に使用する冷却エネルギーを蓄えるのに理想的な条件を提供します。これらのパッシブ戦略に加えて、この家には屋根に取り付けられた 7.6 キロワットの太陽光発電アレイがあり、電力ニーズをすべて満たします。大規模な太陽熱システムが家庭用温水を供給し、輻射床システムを加熱します。

コンクリート、石材、石と同様に、版築は断熱材として悪名高く、厚さ 18 インチの壁に対して R-2 程度しかありません。しかし、スプリングランチの版築の壁は断熱されていないにもかかわらず、建物全体としてモデル化した場合、熱エネルギーを貯蔵し伝達する構造の能力により、カリフォルニアのエネルギー基準を容易に超えました。

しかし、このプロジェクトの版築コンサルタントであるデビッド・イーストン氏によると、この家が5年前に完成して以来、より厳しいエネルギー基準が導入されており、おそらく壁の断熱が必要になっていただろうという。更新されたコードは、版築地の耐久性と内側と外側の仕上げの連続性をどのように維持するかという、新しいプロジェクトに難問を提示します。解決策の 1 つは、二重壁に硬質断熱材の層を挿入することです。「基本的に、4 インチの硬質断熱材の両側に 7 インチの版築壁が 2 つあり、一種のアイスクリームサンドイッチになります」とイーストン氏は言います。ディテールにより、内部の熱質量が良好に維持されます。しかし、気候によっては、壁を通した熱エネルギーの有益な伝達が妨げられることもあると同氏は説明する。また、すでに労働集約的な建設プロセスがさらに複雑になり、コストが増加します。

版築土は、原材料が敷地内またはその周辺から採取された場合に最も持続可能になります。フェルドマン氏によると、ホリスターハウスの発掘用の土の一部がこの混合物に組み込まれたという。しかし、はっきりとした水平の色の線を実現するために、ほとんどのコンポーネントは近隣のさまざまな場所から入手され、さまざまな深さで採掘されました。壁の最も深い赤色の層を作成するために、アリゾナ州からの少量の材料が使用されました。

イーストン氏によると、現代の版築建築ではこのようなさまざまな材料が使われることは珍しいことではないという。「昔は、30％が粘土とシルト、70％が砂と砂利でした。」しかし、建築家が現在求めている性能と仕上げ品質のレベルを達成するために、その組み合わせは非常に微妙で複雑になっている、と彼は言います。砕石、砂、シルト、砂利などの材料は選択的に採掘され、有機材料を含めることはできないため、「版築」という用語はやや誤解があります。

景徳正の博物館と同様、春牧場の壁はセメントで固定されています。しかし、イーストン氏によれば、粉砕された花崗岩などの精製された材料の入手可能性に応じて、添加剤なしでも同様の強度と耐久性を達成することが可能だという。主な理由は、消費者や建築関係者がセメントを添加することでより安心できるため、米国では安定化版築土のみが使用されているが、ヨーロッパでは安定化されていない版築が依然として一般的であるとイーストン氏は付け加えた。

建築部門では、版築などの代替材料に対する特別なテストが必要になることがよくあります。スプリングランチの場合、郡当局は、最低支持力を 2000 ポンド/平方インチ (psi) とする非標準コンクリート用途のガイドラインに従いました。

版築壁の耐荷重は 800 ～ 1600 psi のみですが、通常のコンクリート壁よりもはるかに厚いことが多いため、総耐力は同等かそれ以上になります。 (言い換えれば、平方インチあたりの強度は低いかもしれませんが、一般的な 8 インチのコンクリート壁よりも多くの平方インチの耐力があります。) Spring Ranch の壁の特定の特性に合わせた一連のテストの後、フェルドマン氏によると、厚さは最大24インチにもなり、当局はゴーサインを出したという。

支持力に関する懸念に加えて、この家はサンアンドレアス断層からわずか数百ヤードの場所に位置しているため、耐震上の制約もありました。プロジェクトのエンジニアは、各壁に鉄筋の 2 つのケージ (グリッド) を指定しました。屋根構造と床板の荷重は、版築要素が埋め込まれた鉄筋コンクリートの接合梁を介して壁に伝達されます。

最近まで、版築壁の性質とその製造プロセスにより、その使用は現場で注入できるプロジェクトに限定されていました。しかし、新しいオフサイト製造技術により、他の用途も可能になりました。 SmithGroupJJR は最近、幅 6 フィート、高さ 19 フィートのプレキャスト版築壁を、カリフォルニア州サンタクララにあるスタジアムテックセンターのメインロビーの中心にしました。このスタジアムテックセンターは、2016 年にシェルで完成した 6 階建てのオフィスビルです。ベイエリアの会社 Arc Tec によって設計されました。

SmithGroupJJR は、このプレキャストパネルが高さ 7 フィートの受付エリアの完璧な背景であると考え、それを「マーク・ロスコの絵画のような大きな要素の作品」として構想したとリードデザイナーのマットスミアレック氏は語ります。しかし、この場合、壁自体がアートになるだろうと彼は言います。このパネルは、より伝統的な現場打ち版築の層状層を保持しており、ロビーの磨かれたコンクリートの床と滑らかな白い壁の美的涼しさを相殺する役割も果たしています。デザイナーは、ステンドオーク材の幅広フレームの後ろにパネルを埋め込み、周囲から照明を当てました。

従来の版築よりもはるかに軽いとはいえ、カリフォルニア州ナパの工場で製造された厚さ 6 インチのプレキャストパネル全体の重さは 10 トンを超えました。輸送と組み立てに対応するために、このインスタレーションはスチール製の背面フレームによって所定の位置に保持され、水平に積み重ねられた長さ 22 フィート、高さ 5 フィートの 4 つのセグメントで構成されています。オープンな駐車デッキがロビーの下にあるため、パネルの重量の大部分は、余分な荷重に耐えられるように強化された建物の上の鉄骨構造から吊り下げられています。

サンタクララプロジェクトに導入されたような工場製造技術により、混合物や型枠、その他の要素を厳密に制御することができます。外壁パネルなどの用途に合わせて、3 インチもの薄さのスラブを製造できます。重い耐力壁から被覆材へのこの進化は、この謙虚なアプローチがその長い歴史の中でどれほど遠くまで到達したかを示しています。そして新しいアプリケーションは今後も登場し続けるでしょう。昨年、中国のいくつかの大学が、地震で被害を受けた光明村の住宅を強化版築構造に置き換えた功績が評価され、2017年世界建築賞を受賞した。スペクトルの対極では、ピーター・ズントーは、スイスのバーゼルにあるバイエラー美術館に版築で増築する予備計画を発表した。この美術館は、同じくプリツカー賞受賞者のレンツォ・ピアノが設計し、1997年に完成した。材料の増加と持続可能な建築アセンブリへのニーズの高まりにより、建築家は版築の限界をさらに拡大することが期待されます。

学習目標

1 「版築」という用語を定義し、この材料の壁が通常どのように構築されるかを説明します。

2 版築建設によってもたらされる構造的および規制上の課題について話し合います。

3 版築壁によって提供される熱質量が建物の気候制御戦略にどのように寄与するかを説明します。

4 工場で製造された版築要素の利点について説明します。

AIA/CES コース #K1802A

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