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施主様へ

施主様が信頼している設計事務所様と共に施主様にメリットある性能設計情報

【1】地震被害とエネルギー問題を解決する技術

コロンブス工法とはどんなもの?

地震被害とエネルギー問題を解決する技術
  特許による権利・エビデンスが明確な性能

※コロンブス工法は中村物産が開発した技術です

コロンブス工法

設計の特徴:二種類の地盤調査、二つの建物支持力算出
建物重量- 除いた土に重量 = 建物は安全に支持される

JAいわき市グリーンプラザいわき 土間改装工事

建築情報 10010934K

■ 竣工年 2012/9
■ 福島県いわき市
■ 土間
■ コロンブス面積 504㎡

性能提案

■ 不同沈下対策
■ 躯体蓄熱省エネ対策
■ スラブの収縮クラック防止
■ 型枠の合理化

コロンブス採用のポイント

広域沈下のため、何度も土間の修正を行っている。お施主様も苦労されていた。
置換の有効性を理解していただいた為、建物の土間をコロンブスを使用して新たに浮きスラブとして改修した。

アピールポイント

■施主様が指定する設計事務所殿とのコラボレーション
■明確な性能設計

  • 耐久性・耐水性・圧縮度に優れている
  • 断熱、保温性が高い
  • 揺れや振動を低減する
  • 軽量で施工が簡単、施工時の騒音がない
  • 工場で施工効率を高めるプレカットを行い現場搬入
  • 施工監理が明確

性能設計例

  •  1. 軟弱地盤の不同沈下対策「減災
  •  2. 液状化地盤の地震対策「減災
  •  3. 交通振動、工場等機械の振動源別対策「環境
  •  4. 地盤免震(EPSのエネルギー吸収)による建物揺れ低減「減災
  •  5. 遺跡等掘削深度対策「環境文化財保護
  •  6. 地盤改良材を利用する基礎断熱「省エネ
  •  7. 基礎コンクリートを蓄熱体とする空調「省エネ
  •  8. 地震による建物と擁壁の相関系を考慮した地盤、擁壁、建物の関連設計「減災
  •  9. 地中埋設物に対する荷重軽減対策「減災
  • 10. 床下環境対策(結露・カビ・木材の劣化)「環境
  • 11. 室内温湿度安定対策(基礎コンクリート蓄熱空調)「環境省エネ
  • 12. 温熱環境による健康対策「環境」
  • 13. 精密加工機械ならびに精密検査機等の温湿度対策と振動対策「環境減災
  • 14. クリーンルームの気密、湿度対策「環境減災
  • 15. 大型店舗の天井、エスカレーター落下対策「減災
  • 16. 大地震後の機能維持・早期回復対策「減災

過去の地震災害に対する減災効果実績 (液状化地盤の被害、建物機能喪失被害)

実績件数 被害報告 備考
東日本大震災
青森県 30 無し
岩手県 14 無し 津波被害で復旧使用不可2件
宮城県 412 無し 津波被害で復旧使用不可 1件
基礎無傷復旧使用   16件
福島県 27 無し
茨城県 21 無し
埼玉県 236 無し
千葉県 92 無し
中越地震
新潟県 26 無し
中越沖地震
新潟県 52 無し
能登半島地震
石川県 2 無し
福岡県西方沖地震
佐賀県 3 無し

コストメリット

借地(残杭・セメント系固化材返却時コスト削減)

建物支持+断熱・工期短縮・型枠の合理化

施工品質が明確

土間床性能差の違いによる省エネに対する効果(シミュレーション)

物販店舗等モデル建物による空調エネルギーに用いる電気料削減額

■空調エネルギー年間電気料金減額の算定比較

基礎断熱の種別 平均表面温度(℃) 12・1・2月の
暖房負荷合計(W)
「基礎断熱なし」
に対する暖房負荷
の割合(%)
削減割合(%) 年間削減金額(円)
基礎断熱なし
設定温度22℃
13.30 32,508,684
XPS25t
設定温度22℃
13.93 31,294,653 96.27 3.73 149,000
コロンブス工法200t
設定温度20℃
14.38 22,928,714 70.53 29.47 1,177,000

【2】コロンブス工法の強み

  • ■ 施主様が指定する設計事務所殿とコラボレーション【顧客本位】
  • ■ 省エネと減災技術・震災に対する効果を実証
  • ■ 大幅なコストメリット(イニシャルコスト・維持管理コスト)
  • ■ 複数の特許による性能設計と公的研究機関との共同

既存技術にない特長

新築建物、既存建物の省エネ&地震対策をジオフォーム(EPS)を使用して実施

  • 軟弱地盤・液状化地盤の土間床損傷を防ぐため、地盤と基礎コンクリート間にジオフォーム(EPS)を設置し、地盤からの外力を緩衝する
  • 杭支持基礎のスラブ下空洞、損傷に厚い断熱材を利用する
  • 地盤免震・土間床断熱・空調負荷低減効果を複数の特許技術を用いて性能設計を行う

既存技術に比べ、合わせ技を用いて大幅なコストメリットを創造

  • 多数の合わせ技、例えば
    ・建物支持+断熱+減災
    ・型枠の合理化+断熱+減災
    ・工期短縮+減災+施工品質検査
    ・借地等土地利用転用の処理費用削減

多目的の環境対策を複数の特許技術で解決

  • 温熱環境改善による健康対策
  • 基礎コンクリートを利用する躯体蓄熱空調
  • 躯体蓄熱を利用する電力ピークカット空調
  • 交通振動・工場等機械振動対策
  • 床下環境(湿度による木部劣化・カビの発生)改善による、健康と木造建物の耐久性向上
  • 大地震による損傷部材等、廃棄物削減

【3】建築業界のイノベーションを実現しよう

現在の杭基礎、地盤改良直接基礎から安全とコストメリットを
大きくする軽量材を用いる地盤置換フローティング基礎

■コロンブス工法性能設計内容

性   能 内   容 証 明
1.不同沈下 建物の不同沈下を10年間保証
(柱状改良、表層改良等他の地盤改良と同等)
BCJ-17
NETIS
2.液 状 化 液状化判定地盤の対処 論 文
BL試験成績書
3.基礎断熱 住宅ならびに建築物の一次エネルギー消費量計算適応
土間熱損失低減対策(床部分からの熱損失量を大幅に低減する)
論 文
4.躯体蓄熱 熱橋(ヒートブリッジ)のない基礎コンクリート
躯体低温蓄熱空調・太陽熱・地中熱高度利用空調システム
論 文
5.振動対策 交通振動、工場等機械等の振源別振動対策 BCJ-17
6.地盤免震 地震動低減対策と地震による基礎コンクリート損傷対策 NETIS
7.遺  跡 掘削深度対策 BCJ-17
8.擁  壁 建築物の荷重を擁壁への載荷重条件以内に軽減する
地震による擁壁への水平土圧の軽減対策
BCJ-17
論 文
9.地中障害 地中埋設物があった場合の荷重軽減対策
残杭があった場合の直接基礎対策
BCJ-17
10.床下結露・カビ・木材
  の劣化対策
基礎断熱床下と室内の空気循環 論 文
11.地震時のリアルタイム
  安全確認システム
木造・鉄骨造 : コロンブス工法+マゼラン工法
RC造    : コロンブス工法
タブレット
実証試験

「コロンブス工法と従来工法の性能比較表」

 こちらからダウンロードしていただけます。

【4】大地震リスクと省エネルギー対策コロンブス認知度に対する課題と模倣した場合の危険性

複数の技術を組合せた設計法 : ・複数の地盤調査と設計技術
  ・軽量材機能とその特徴を組合せる基礎地盤設計技術
  ・軽量材地盤改良施工と検査技術
課 題 大地震リスク 省エネルギー
認知度
が低い
◎コストメリット
 工期短縮
 建物支持と土間床断熱を同時施工
 断熱材を利用する型枠の合理化
 借地返却や建物建替え時の地盤内埋設部材(杭・地盤改良材)の撤去費用が少ない
 以上のコストメリットは大きいが、認知度
 は低い

◎液状化地盤に建設する建物の安全性
 大地震によって液状化被害が多数発生した
 地区の全実施建物の被害がなかったことの
 認知度は低い(特許)


◎建物支持の告示上の扱い
 建物が多様な地盤に対して安全に支持される
 地盤調査方法、建物支持力算出方法、設計法
 に関する告示に示した内容の認知度は低い

◎多様な性能設計によって施主様に満足して
 いただいている認知度は低い(特許)


◎既存建物の土間床を改修することによって、
 振動対策と大地震対策ができることの認知度
 は低い

◎施主様が指定する設計事務所殿とのコラボ
 レーションによって、施主様の満足度を高
 めていることの認知度は低い
◎コストメリット
 土間床の熱損失がほぼなく、熱損失を無視
 できるレベルであることの認知度は低い

◎新築ばかりでなく、既存建物の土間床を改修
 することによって、空調に用いる設備と電気
 料金が大幅に削減できることの認知度は低い


◎基礎コンクリート等躯体コンクリートに蓄熱
 した熱の約90%以上が空調熱として長時間
 利用できる技術があることの認知度は低い(特許)

◎再生可能エネルギーを効果的に高度利用する
 ため、建物の重量のうち膨大な重量を占めて
 いる基礎コンクリート等躯体コンクリートを
 蓄熱体にする技術と、空調エネルギー
 (電気、熱)を貯える技術の認知度は低い(特許)


◎地中に埋設する断熱材の断熱性能を確保する
 技術の必要性の認知度は低い(特許)

◎基礎断熱を行う場合、地震のときの振れ対策
 技術が必要であることの認知度は低い
 (特許)


◎施主様が指定する設計事務所殿とのコラボ
 レーションによって、施主様の満足度を高
 めていることの認知度は低い

【5】健康・快適かつ省エネルギーのコロンブス工法 普及に対する課題の取組

開発目標と経営モデル : ・社会価値と経済価値の双方を追求する技術は共通価値の創造を実現する
  ・アフターサービスで建物の付加価値を高める
 (センサーを組み込み地震、強風の揺れ、室内の温熱環境、
  電力消費量等の性能を施主様に報告する)
課 題 健康・快適かつ省エネルギー 再生可能エネルギー高度利用
(地中熱・太陽熱)
認知度
が低い
 基礎コンクリートを利用する躯体蓄熱による空調負荷低減効果の認知度は低い。

 室内温度ならびに室間の温度差と健康の関係の認知度は低い。

 地盤と縁切りする基礎断熱の場合、地震の揺れや地盤振動を低減する技術が必要であることの認知度は低い。

 住宅等の床下の結露、カビの発生、木材の朽ちの発生を防止する技術の認知度は低い。

 高断熱の建物ほど設計、施工を誤るとカビや木部の腐敗の原因となり、建物の耐久性に劣る認知度は低い。

 建物の耐久性にとって躯体内の結露を予見する、様々な気候における湿気と建物材料の関係、建物周辺とカビ胞子の分布を考慮した換気方法、断熱性能と透湿、防水の関係など、主に湿度が重要な認知度は低い。

 基礎下の厚い断熱材下部地盤温度は年間を通じて、2~3℃差のほぼ一定の温度であり、夏期、冬期の室内快適温度との差が少ないことの認知度は低い。

 基礎コンクリートの熱橋を切ることによって、基礎に蓄熱された熱の約90%以上が室内の空調熱として利用できることの認知度は低い。
 断熱材下部地盤(建物下部等)から、水平採熱した熱を基礎コンクリートに20~30℃に近い温度に蓄熱し空調熱源として夏・冬利用する方法の認知度は低い。

 基礎コンクリートに蓄熱する温度は地中熱ヒートポンプの吐出温度が60℃より低い30℃程度であり、地中熱ヒートポンプ(HP)の成績係数[COP:暖冷房能力(kW)÷暖冷房消費電力(kW)]が通常より高いことの認知度は低い。

 太陽熱で得られる温度も蓄熱には30℃程度でよく、利用する温度が低い。その結果、太陽熱利用時間を含めた効率と太陽熱のお湯への変換効率が高くなる。そして太陽光の電力への変換効率の現状は、太陽熱40%、太陽光電力10%でその差がさらに大きくなる。一方、蓄熱に利用する温水容量が多くなり、蓄熱と放熱効率が高められる。この様に太陽熱を高度利用すればコストメリットに優れている事の認知度は低い。

 建物内部で消費される一次エネルギー計算は外皮熱損失、機器運転状況と熱提供計算、消費電力の計算等の一連の設計を建築設計者が行う必要性の認知度は低い。

 地中熱ヒートポンプは、地球環境問題対策には優れているが、現在の技術水準ではたとえ補助金を受けたとしても、イニシャルコストが高く建築工事期間が長くなり、計画に乗りにくい。補助金制度の制約が建築計画と合いにくい等、施主、設計者施工業者にとって不利になる課題が多いとの認知度は低い。
経済性  性能に対するコストは優れている。

 アフターサービスに建物の付加価値を高める証明のセンサー等を2年間無償貸与、その後必要に応じ買い上げていただく。

 土間床からの熱損失はほぼゼロに近くなり、大幅な空調熱低減が可能。【従来より設備容量が小さくなる】
 基礎躯体蓄熱方法を採用することで、大幅な空調負荷低減が可能となる。【従来より設備容量が小さくなる】

 断熱材下部地盤から水平採熱する方法は、室内への熱影響を与えなく、コスト、工期にメリットが大きい。

 特殊なパイプや掘削工事機械、特殊工事技術者は必要ない。
技術の
性能機能
 基本技術は複数の特許で権利化されている。

 北総研との共同研究で証明、実施建物の長期計測で証明。

 シミュレーション技術は従来技術と弊社技術の組み合わせにより精度を高めている。

 自社IT技術によって施主様と関係者に安全と省エネに関する報告可能。
 地中熱利用業界、躯体蓄熱業界団体会員の技術と異なる新しい技術に対するバリアが大きい。

 弊社技術を利用した実施建物の実証がない。

 電力平準化技術として有望。

 空調エネルギー削減幅が大きい。

 自社IT技術によって施主様、関係者に省エネアドバイスの報告可能。
バリア 健康・快適かつ省エネルギー
(技術の認知度が低い)
再生可能エネルギー高度利用(地中熱・太陽熱)
(技術の認知度が低い)
公的技術
評価基準
 地震災害である液状化地盤の評価と熱損失計算方法のバリアはなくなったが基礎コンクリートを蓄熱体とする技術の評価基準はない。(蓄熱材を氷は冷水とする技術は(財)ヒートポンプ蓄熱センター)

 杭基礎構造の建物への適用は28年度に基礎断熱を附与したパイルドラフト工法の評価を受ける予定。
 弊社技術は環境省のETV環境技術実証事業の採熱部分は適用されていない。

 再生可能エネルギー熱利用加速化支援対策事業は適用されていない。
法的規制  国の防災と省エネ性能基準が高くなった場合、性能比較とコストメリットともに有利となる。  クローズドループ方法による採熱を行うために特に規制は無い。
普及のための
技術ロード
マップ
 弊社IT技術によって安全、安心、省エネ効果の見える化(スマート化)による共通価値の創造(CSV)アフターサービスで建物の付加価値を高めることにより有利となる。  浅部水平採熱方法による地中熱熱交換器の課題解決する実証試験成果を確認する実施建物の実証例を作る。

 設計法、施工法、シミュレーション技術、建築分野の主なIT技術は完成している。
設計方法の
認知度
 弊社が中心となり、総合設計、構造設計、設備設計と連携し、施主様指定の設計事務所とコラボレーションを行い多様な用途物件の設計方法を確立し、認知度を高めたい。  連携企業、設計事務所と各技術分野のシェアを明確にして共同で認知度を高めたい。
施主様への
技術説明
 直接または元請設計事務所への協力。  直接または元請設計事務所への協力。
工法開発研究者から見た課題  提携可能な大学等との共同研究を前提に弊社技術を開示。  提携可能な大学等との共同研究を前提に弊社技術を開示。

【6】コロンブス工法の安全・安心に関するご質問

Q-1.コロンブス工法の基礎の建物は、地震に対してなぜ強いのですか?

A-1.
地震に対する建物の強度は、建物基礎地盤によって大きく性能に差が生じます。
コロンブス工法は建物支持地盤を強固にする目的と巨大地震から基礎コンクリートを守るために、緩衝材の一種であるジオフォーム(ビーズ法ポリスチレンフォーム)を用いています。

Q-2.コロンブス工法はなぜ液状化地盤でも建物の傾斜事故がなく、揺れが小さいのです
   か?

A-2.
液状化により建物支持地盤が弱くなったり、地盤が流動して逃げることがあります。
コロンブス工法は支持力が弱くなっても建物が水平に保つよう設計します。また、板状の排水板によって地盤の流動を防止しています。


Q-3.建物の近くに擁壁がある場合、地震の時心配ですが対策は可能ですか?

A-3.
大きな地震の場合、擁壁には水平方向の力が特に大きく伝わります。コロンブス工法は擁壁の背面盛土や建物地盤から擁壁に作用する水平方向の力を弱める安全対策をとっています。


Q-4.断熱材を基礎下に敷設した場合、大きな地震の時揺れが大きくなると聞いて
   いますが、コロンブス工法ではどのようにしていますか?

A-4.
確かに揺れが大きくなる場合があります。
このため、コロンブス工法は揺れを小さくするため建物共振対策を行っています。


【7】コロンブス工法のコストメリットに関するご質問

Q-1.コロンブス工法はなぜコストメリットが大きいのですか?

多目的地盤改良工法

A-1.
コロンブス工法は「多目的地盤改良工法」です。
施主様が特に設計者への指定がない場合、他の工法と同様の「不同沈下」の保証が可能な設計となっています。平成27年4月から地盤調査に「液状化地盤の評価」、省エネのための「一次エネルギーの計算」が義務付けられます。コロンブス工法は不同沈下対策の場合、コストメリットのないことがありますが、しかし施主様が液状化対策、土間床断熱、地盤免震、擁壁対策、遺跡対策、その他対策を求めた場合、コストメリットは大きくなります。


【8】コロンブス工法の建物の耐久性に関するご質問

Q-1.建物の劣化は土台や床材から劣化する場合が多いと言われていますが、
   コロンブス工法ではどのような対策をしていますか?

A-1.
コロンブス工法は基礎断熱を行い、床下空間の空気を室内空間と同様に循環させることが必要です。
このことによって、床下の結露や材質劣化、カビの発生を防ぎます。
気温と湿度が高い季節に床下を点検してみてはいかがでしょうか。


【9】コロンブス工法の省エネに関するご質問

Q-1.コロンブス工法の省エネ方法の特徴はどのようなものですか?

A-1.
コロンブス工法の省エネは
1) 基礎床面下に敷設されたジオフォーム(ビーズ法ポリスチレンフォーム)直下の地盤温度は、
  地域により多少の違いはありますが、年間を通して2~3℃差のほぼ一定な温度になります。
 (コロンブス工法での実測値、札幌15~18℃、仙台16~19℃)
  このため、室内温度と地盤温度の差は大変小さく、ジオフォームによる断熱効果もあり、
  地中への熱損失はほとんどありません。(実測値 1~3W/㎡)
  冬期の場合、室内の暖かさはジオフォームや基礎断熱による断熱効果で基礎コンクリートに
  無駄なく蓄熱され、夜間などの暖房機器停止中でも輻射熱による体感温度があり、低温が
  原因の疾患対策になります。

2) 基礎コンクリートを躯体蓄熱体として利用する空調方式があります。
  この方式は直接基礎ばかりでなく杭基礎建物にも適用されます。

3) 再生可能エネルギーの太陽熱や地中熱を高度に利用するために、基礎コンクリートに
  直接一時蓄熱する方法により圧倒的に空調のランニングコスト削減が可能となります。


【10】コロンブス工法の健康に関するご質問

Q-1.コロンブス工法の基礎コンクリート蓄熱空調システムはなぜ健康に良いのですか?

A-1.
1) 室内の温度を全館、冬期は最低温度16℃以上、夏期は最高温度28℃以下とします。
  また、外気温に影響されず部屋間の温度差を小さくし、低温や高温による疾患リスクを
  少なくします。

2) 床下のカビの発生を防止しカビ等による疾患リスク対策をします。
  このことは、床下構造体の腐朽劣化対策にもなります。


【11】コロンブス工法のご相談、ご注文に関するご質問

Q-1.コロンブス工法についてどのようにしたら相談、注文ができますか?

A-1.
1) ホームページ内のメールフォームまたは電話(TEL. 022-308-5250)、
  ファクシミリ(FAX. 022-308-5218)にてご連絡ください。


【12】マゼラン工法の安全・安心に関するご質問

Q-1.マゼラン工法の建物はなぜ地震の揺れが小さいのですか?

A-1.
マゼランは多機能を持つ制振部材です。
鉄骨造の建物は揺れが大きく、止める方法にコストの大きくかかるのが課題です。
マゼランは従来設計建物の揺れ(層間変位)を1/2以下とする設計が可能な制振部材です。


Q-2.マゼランとコロンブス工法を採用した建物の地震に対する安全の確認は
   どのような方法で行いますか?

A-2.
従来弊社は対象の建物地盤、基礎、最上階床の3箇所に地震計を設置し、長期地震観測して建物の安全を確認してきました。この方法であれば設置費用、観測費用が大きく、施主様への負担も難しいために設置費用を15万円以下の安価な方法を開発しました。この方法であれば、施主様の負担も少なく安全の確認と安心が得られるのではないかと考えています。

Q-3.木造マゼランはなぜ壁量評価が小さいのですか?

*壁量とは、住宅の耐力壁が持っている、地震や強風に抵抗するための強度のことをいいます。
 地震や風圧力などの横揺れに抵抗するために筋交いを入れたり、構造用合板などを張った壁のことを耐力壁といいま
 す。
 壁量は耐力壁の長さに壁倍率(壁の材質・材厚・緊結方法による係数)をかけて求められます。
 壁量は東西方向、南北方向、それぞれの方向ごとに出し、各階の各方向の壁量の和が一定以上である必要があります。
 (「不動産用語集」より)

A-3.
住宅用制振技術の評価方法、設計法、施工法が建築基準法で認知されていないためにマゼランの性能は大変不利となっています。そのため現況の壁理論ではコストメリットが全くありません。現在は性能を理解した施主様でなければ、採用されていません。残念ながら安全や財産保全に関し多くの問題を抱えているにもかかわらず、揺れが小さく靭性の高い建物の技術の普及が停滞しているのは残念です。