3Dプリンターで造った“世界初”のオフィスがドバイで完成! その建設工程が明らかに

3Dプリンターで造った世界初のオフィス。このほどドバイでお披露目された

アラブ首長国連邦(UAE)のドバイで、3Dプリンターで建設された“世界初のオフィス”が完成し、このほどお披露目されました。

丸みを帯びたデザインのオフィス。奥の高層ビルはジュメイラ エミレーツ タワーズ
丸みを帯びたデザインのオフィス。奥の高層ビルはジュメイラ エミレーツ タワーズ
オフィスの内部(以上の写真:Government of Dubai)
オフィスの内部(以上の写真:Government of Dubai)

建物いっぱいの大きな窓を持ち、なだらかな丸みを帯びた未来的なデザインのこの建物は、いったいどのように造られたのでしょうか。

その疑問に答える動画(World’s first 3D Printed building in Dubai… check the video!)がYouTubeで公開されているのを発見しました。

使われた3Dプリンターは、3Dコンクリートプリンターというもので、高さ数センチずつ、建物の壁の断面にコンクリート状の材料を積み重ねながら、型枠なしで垂直の壁を作っていく機械です。

これまで、3Dコンクリートプリンターは無筋コンクリート、すなわち鉄筋を使わないで造形するものと思われてきました。しかし、この動画を見るとちゃんと壁の内部に鉄筋が入っていることが明らかになったのです。

オフィスの広さは250平方メートルとのことです。その施工手順ですが、工場で建物のプレキャストコンクリート部材を作るのに3Dコンクリートプリンターを使い、現場に分割搬入して組み立てたようです。

工場ではまず、ボックスカルバートのような建物断面に沿って組み立てられた鉄筋枠を敷き、その上からコンクリート状の材料を“プリント”していきます。

1層目がプリントできると、その上にまた鉄筋枠を置き、2層目のコンクリートをプリントする、という手順を繰り返して、ボックスカルバートのような部材を作ります。(以下の資料、写真:YouTubeより)

鉄筋枠を敷き、その上から1層目のコンクリートをプリントする
鉄筋枠を敷き、その上から1層目のコンクリートをプリントする
同じ作業を繰り返して鉄筋入りの箱形部材を作る
同じ作業を繰り返して鉄筋入りの箱形部材を作る

出来上がった部材は、上下半分に切断してトラックに積み、現場に運び込みます。そして順次、組み立てていきます。

半分に切った部材をトラックで現場に運ぶ
半分に切った部材をトラックで現場に運ぶ
現場では部材を組み立てていく
現場では部材を組み立てていく
工場で作られた実際の部材
工場で作られた実際の部材
現場で組み立てられた部材。建物の軸方向にも、鉄筋が挿入されているようだ
現場で組み立てられた部材。建物の軸方向にも、鉄筋が挿入されているようだ

建物の造形に使われた材料は、特別に配合されたセメントと建築材料で、UAEと米国で設計・製造しました。材料の信頼性を確認するため、中国と英国で様々な試験が行われました。

動画には、現場での組み立て作業や仕上げ作業の写真も収録されていますが、カルバートの部材同士を締め付けるため、現場でも鉄筋を挿入している様子が分かります。

内部の仕上げ作業
内部の仕上げ作業
外壁には丸みを帯びた外装材が取り付けられているようだ
外壁には丸みを帯びた外装材が取り付けられているようだ

Dubai Newsの記事によると、部材の造形には、高さ約6m×幅約12m×長さ約36mという巨大な3Dコンクリートプリンターが使われました。

部材の造形は、外装や内装の設計が完了してからわずか17日間で終了したそうです。また、現場での部材組み立ても、わずか2日で完了しました。

工場での造形中はプリンターの監視員が1人つき、現場では作業員7人と、電気工と専門家10人が施工に当たったそうです。現在の建設業では、コンクリートの建物を建てるとき、現場に型枠や鉄筋を組み立て、その中に生コンクリートを流し込み、最後に型枠を撤去する、と言う方法で造られますが、この方法に比べて必要な作業員は50%以上、削減できました。また、現場には小型の移動式3Dプリンターも設置され、工事に使われました。

他の報道によると、3Dプリンターの導入によって、工期は50~70%短縮されたほか、人件費も50~80%削減されたとのことです。

日本でも国土交通省が「i-Construction」戦略という3Dデータを使った建設業の生産性向上策を推進しており、コンクリート工にプレハブ式の打ち込み型枠を使う方法などが検討されていますが、こうした工法でも3Dプリンターが使えるかもしれませんね。

いよいよ、3Dプリンターが建設機械として使われる時代になってきました。