3次元自由曲面ガラスファサードを初採用

清水建設（株）＜社長 井上和幸＞はこのほど、技術研究所本館エントランスのガラスファサードの部分改修にあたり、従来のフラットなガラスに替え3次元の自由曲面を採り入れたデザイン性の高いガラスファサードを初採用しました。ガラスファサードには最大300mmもの起伏（凹凸）があり、こうした大きな起伏を備えたガラスファサードは国内では過去になく、ユニークな形状が来所者の注目を集めています。

海外では2010年代の後半から建築ファサードデザインの複雑化が顕著になり、欧州を中心にガラスに関する研究が活発化していました。当社はその動向を踏まえ、自由曲面を採り入れたガラスファサードの研究開発に国内でいち早く着手し、「3Dガラススクリーン構法」を開発。この構法により、ガラスファサードデザインの自由度が飛躍的に向上するとともに、懸念されていたガラスの耐震性や施工性の課題もクリアしました。今回の改修工事にはこの構法を全面適用しています。

技術研究所本館のエントランス部は、高さ3,825mmの透明なガラスファサードで囲まれた空間です。そのファサードは、1枚あたり高さ3,825mm、幅2,037mm､厚さ15mmの単層ガラスで構成されていました。各ガラスの継ぎ目には、ガラスの変形を防止するリブガラスと呼ばれる高さ3,825mm、幅300mm、板厚22mmの長方形のガラスがファサードに直交するように設置されていました。

改修計画にあたっては、デッドスペースとなるリブガラスを用いないこと、薄厚のガラスに剛性（変形防止性能）を持たせること、他のガラスとの調和を図るためにガラスの下端から人の視線の高さにかけてはフラットにしつつデザイン性を高めること、耐震性と耐風圧性を備えること、ガラス越しの映像が歪まないことなど、種々の性能をガラスファサードに求めました。こうした性能をパラメターにして、コンピュテーショナルデザインによりファサードの形状を求めたところ、70パターンが提示されました。既存ガラスとの整合を重視してパターンを絞り込んだ結果、厚さ16mm（8mm＋8mm）の合わせガラスで、高さ、幅を既存ガラスに一致させ、ガラス天端の曲げが一番大きく、下端になるにつれて徐々に波が小さくなるパターンを選定しました。

選定した形状の場合、単層・合わせガラスに関係なく、厚さ10mmを確保すれば設計可能です。ただ、既存ガラスとの厚みの差が大きくなると見た目やガラス越しの映像が変わること、想定外の理由で破損しても安全を確保できるように、今回は厚さ16mm（8mm＋8mm）の合わせ化学強化ガラスを採用しました。起伏のあるガラスの形状自体が変形を防止するのでリブガラスが不要です。また、地震時の建物の層間変形に追従できること、耐風圧性能を備えていることを実証実験で検証しています。

当社は今後、多くの人が出入りする各種大規模施設のエントランスや商業施設のファサード等への「3Dガラススクリーン構法」の採用を目指し、関係各方面へ提案活動を展開する考えです。