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設計ノウハウ


建築設計ご相談センターでは、様々なノウハウを保有している

「工場」や「研究所」の設計と一概に言っても、敷地全体計画から新たに始める場合や、もうすでに敷地に他の施設があり、その一画に新たに単体の建物を設計する場合など、いろいろなケースが考えられます。

「老有自」では、長い設計経験を踏まえ、工場・研究所計画に関して、以下のシリーズをまとめ取り揃えております。

「敷地全体計画編」:更地に新たに工場や研究所群を設計する場合

「工場棟計画編」:すでに敷地に他の建物があり、その一画に単体の工場棟を建てる場合

「研究棟計画編」:すでに敷地に他の建物があり、その一画に単体の研究所を建てる場合

ここでは、最もケースが多いと思われる、敷地の一画に新たな単体の新工場棟を設計する「工場棟設計編」の一部を抜粋し、当初の「ヒアリング」から「基本設計」まで、設計者とお客様とが、どの様に話し合い取り決めて行くか、その道筋の概要を公開したいと思います。

工場棟計画


工場棟計画についての詳しい説明は以下から選択ください。

A.ニーズの把握

B.敷地調査

C.基本設計



A.「ニーズの把握」


*建築の計画には「ニーズをいかにして建築主側でまとめるか」が必須条件となります。実際に使用する人達とよく話し合い、ニーズを整理し、その本質と特質を的確に掴む必要があり、「老有自」がそのお手伝いを致します。

*まず、現在お考えになっている「プロジェクト名」をお聞きします。

1.プロセスの特性
現段階でまとめられている範囲での以下の事項についてお聞きします。
1)生産ライン・プラント上での特性
2)危険物の有無と量の概要
3)将来の増改築計画の概要
4)作業員(研究員)の数とその将来計画の概要
5)その他の建築計画に関係する特性


2.必要施設の概要
現段階でまとめられている範囲での以下の事項についてお聞きします。
1)必要施設とその用途
2)建物の規模
3)将来の増改築計画


3.竣工時期(予定稼働時期)
引き渡し・試運転を終え、実際に稼働し始めたい具体的な年月をお聞きします。
竣工時期によって建築工法の選択・工費・工事工程などに大きく影響します。計画との適切なバランスを修正しながらご提案いたします。


4.見積方式
見積方式には3つの方式があります。それぞれにメリット・デメリットがあり、今回はどの方式を取られるのか、あらかじめ御意見がありましたらお伺いします。
1)指名競争入札:工事業者のレベルを揃え競争入札をさせる形で、ある程度のコストダウンと工事レベルを保つ意味があります。
2)一般競争入札:工事業者のレベルに関係なく競争入札させる形で、イニシャルコストを下げる効果はありますが、工事のレベルが下がる恐れがあります。
3)特命契約:特定の業者を決定し、イニシャルだけでなく建て物のライフサイクル全体の物件もトータルに依頼し、相互の信頼関係を作り保とうとするやり方。


5.発注方式
発注方式にも、一社に総合的に発注する「総合発注」と、工事別に分離して発注する「分離方式」があります。これについてもそれぞれにメリット・デメリットがあり、あらかじめお考えがありましたらお伺いします。


6.将来の動向
配置計画上、将来影響がありそうなものを把握するため、以下の項目をお伺いします。
1)建築主側の生産(研究)取扱い製品の変化。
2)技術の進化などから生じる生産方式の変化。(自動化、OA化など)
3)ストック・搬送システムの進化。

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B.「敷地調査」


*敷地測量図(敷地面積含む)の有無をお聞きします。無い場合には「測量事務所」に依頼いたします。


1.周辺状況
1)敷地外の近隣との関係(工事時も含む)
近隣とのトラブル発生が起こりやすい、騒音、日影、交通量、電波障害に加え、工場の生産内容によっては振動、塵埃、臭気(風向き)などが問題になるので、現地を良く調査しなければなりません。また逆に近隣施設からの影響も考慮する必要もあります。この様なことは投資率に影響を与えることもあり、大きな阻害要因にもなり得ます。
2)建物周辺との関係
① 近隣の建物との関係
建物の位置やボリュームを決定する場合には、隣接する施設からの距離を計算に入れなければなりません。
a.延焼の恐れ・・・建築基準法に火災時の延焼を最小限にするための建物間の距離を規定する条文があります。
b.保有距離、保全距離・・・危険物を取扱う場合には、消防法にある様に取扱う種別・数量によって保有空地・保全距離があります。
② 構内道路からの動線
人の動線、原料の搬入と製品の搬出動線(搬送システムの設定とその将来計画も考慮に入れる)、機器搬入口(将来の機器入れ替え)を考え、出入り口方向を決定します。
③ 構内インフラとの関係
構内ラック・暗渠(地下ピット)などからの建物内部への導入・搬出方法とルートを考えます。
④ 犬走り、外周空間
建物外周の犬走り(屋外機置場)やメンテナンス通路なども確保します。


2.地盤状況
地盤状況によっては特殊な杭打ちや地盤改良に費用が掛かる場合があります。建物の基礎だけでなく、1階では重量の大きい機械基礎にも影響があるので、ボーリングや裁荷試験などをしてその状況を把握し、構造設計に反映させなければなりません。


3.自然・気象条件
工場建設をする場合はおおむね地方の郊外であり、しかも日本全土(海外)に散らばり、建設地は山間部から市街地、沿岸部、台風多通過地域、豪雪地域、多雷地域などがありとあらゆる地域に建設されます。計画される工場がどの様な気象・自然条件に置かれているかを充分認識していなくてはなりません。
調査すべき項目を以下にまとめます。
1)自然条件
①台風・地震・高潮・河川の氾濫などによる被害経歴の調査。②落雷の頻度、積雪の記録、降灰。
2)気象条件
①温度・湿度(平均気温・月平均気温・最高最低気温・湿度状況など)、②風(恒風位・風速など)、③日照・採光、④海抜・高度、⑤雨(年間降雨量、最大雨量、10年確率、100年確率)、⑥その他(空気中の塩分含有量、土質の化学的性質、水質調査)
3)凍害
寒冷地での計画では、凍害を事前に調査し、各部位での対策を整理しておく必要があります。凍害は躯体の破損、配管の破裂、氷雪(ツララなど)による外壁の破損、人の安全確保など、細部にわたる注意が必要になります。
4)塩害
海に近い場所(5㎞以内)においては、空気中・降雨中の塩分調査を行う必要があります。鉄筋コンクリートの建物でも、外部に金属を使うケースも多く、特に屋外タイプの設備機器・配管にその影響が大きいのです。また生産内容によって精密機器などのクリーン度や製品に影響がある場合もあります。


4.法的条件
この建築の計画段階では以下の項目の確認が必要になりますが、いずれにせよ関係官庁への事前折衝が重要になります。
1)開発許可
開発許可の要・不要、済・未済
2)用途地域の指定
準工業・工業・工業専・指定なし
3)防火地域の指定
防火・準防火・法22条の指定地域(特定行政庁)・指定なし
4)容積率・建ペイ率
敷地の規模によって建築できる建物規模が規制がある
5)特定指定
高度地区、特定街区、地区整備計画
6)日影規制
場所によって北側への日影規制がある
7)その他の地域・地区指定
特別用途地区、高度地区、風致・美観・景観形成地区・緑化・建築協定がある
8)建築基準法
斜線制限・延焼の恐れ、など
9)消防法
危険物関係(特に建物の保有距離・危険物取扱い)など

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C.「基本設計」



1.平面計画の手順
1)グリッド割
建物全体のグリッド割(基準割付寸法)は「経済性」「経験値」「既得性」(今回当てはまるか不明)を考慮して1,200㎜とし、その割付け図を作成します。
2)ゾーニング
ゾーニングをするに当たっては以下の3つを明確に区分し、将来の配置換えにも柔軟に対応できる様にして置かねばなりません。
① 製造スペース:生産に関わるもっとも重要なスペースで、また将来の配置替えが最も多く成されるので、出来るだけ広々と取りたい。
② 付属諸室スペース:生産に直接関わる部分をサポートする付属設備などを入れる諸室。事務室・会議室・休憩室・薬品庫など
③ コアスペース:将来共に変わらない階段・エレベーター・便所・機械室・PS(パイプスペース)など
3)スパン割
採用する構造体(コンクリート造・鉄骨造など)によって異なるが、柱割りは桁行き方向は7,2mを標準とします。さらに以下の項目のニーズを良く検討し、将来への対応も考慮に入れて梁間(スパン方向)寸法を設定します。
①プロセスの形態、②主な製造ライン・機器の幅と長さと寸法、③製造空間を取り巻く諸室の必要寸法、④必要通路幅
4)将来計画
将来の増築・配置換えを想定する場合、以下の項目をポイントとします。
①増築の対応が出来るスペースの確保。
②増改築が可能な構造の検討。(構造壁・ブレース・架構システムなど)
③フード付き給排気口を将来用に設けて置く。
5)防犯・作業管理区分
工場は性格上管理区分を厳重にしなければなりません。
①セキュリティーの方法(来客見学ルート含む)
②クリーン度の程度及び区分(エリア)
③清掃・ゴミ・その他の廃棄物の整理及び場内処理の方法
6)動線計画
動線計画上の注意点を以下に挙げます。
①人と物流動線とは分離する。
②製造ゾーンでは台車や人が機械や装置に触れないようにし、台車やフォークリフトを使用する場合は、回転半径などを調査し通路幅を設定します。
③最近は搬送システムの進歩が著しいので、自動化などの最新のシステムを充分に調査し、将来計画に盛り込んで置きます。
7)便所・休憩室・喫煙所
工場といえども、生活環境を良くし、気分転換などを図って作業効率を高めることが必要です。
①便所スペースのゆとり、内装・照明・色彩などのグレードを高める方法を取る。
②休憩スペースは男女別とする。
③喫煙所を一般休憩室とは別に分け、分煙を進める。
8)各室の標準サイズ・・・以下5項目挙げておりますが、ここでは省略させて頂きます。
9)法規チェック
ここでは建築の基本計画上影響の大きい建築基準法・消防法の主なるものを挙げて置きます。
・・・以下6項目挙げておりますが、⑥のみ公開し、①~⑤は省略させて頂きます。
⑥ 防火区画・竪穴区画(建築施工令112など)
建物の面積と階数によって防火のための面積区画、階段・吹抜けなどの竪穴区画をしなければなりません。但し、生産ラインなどのために仕方なく区画が出来ない場合には「防火区画免除」があるので事前に関係官庁に折衝する必要があります。


2.断面計画の手順
断面計画も多様なニーズを現在から将来に渡って対応するためには重要であり、コストダウンを計るにも建物高さを必要最小限にすることが重要です。
1)GL~1FLの寸法は+200㎜を標準とします。
2)階高の決定
次の項目を検討し、階高を決定します。
① 床板の厚さ
a.床に設置される機器類の最大荷重を確認して下さい。
b.最大荷重の機器類を設置する場所を限定できるかどうかを確認して下さい。
c.フォークリフトなどの荷重値は、荷物を乗せた状態で設定して下さい。
② 天井の高さ(腰の高さ)
(腰の高さは900~1200㎜を標準とします)
(居室の天井高さは2,400㎜を標準とします)
次の項目を検討し、天井高さを決定して下さい。
a.装置・機器の高さ(据付吊りしろ寸法も確認)を決定して下さい。
b.装置・機器上部に配管・ダクトがある場合には、そのスペースを確保して下さい。
c.装置・機器上部メンテスペースを確認し、そのスペースを確保して下さい。
d.天井装置機器(ホイストレールなど)の有無を確認しスペースを確保して下さい。
③ 天井ふところ
天井を張る場合には、隠蔽する設備のダクト・配管類の概略寸法を設定し、梁下ふところ寸法を決定する。梁にスリーブが取れる場合には利用して下さい。天井材とその下地寸法(計約100㎜)も加味して下さい。
④ 梁成
柱間寸法・床荷重などから決定した最大梁成を考慮して下さい。
3)空間利用
① 主たる製造ゾーンの必要天井高さに比べ、隣接する付属室の必要天井高さが低い場合には、付属ゾーンを中2階にする案も考えて下さい。
② 高い機器が少ない場合には、平面計画的にその機器のみ梁成ふところを有効利用する案も検討し、経済効果を高めるべきです。


3.立面計画の手順
一般的に工場建築は高層のものはあまりなく、敷地の広さ、周辺の緑地や工場との対比の上で「対立(際立たせる)」か「調和」の効果を考えます。またその表現の仕方は「工場機能」か「企業イメージ」をデザイン化することとなります。
「企業イメージ」が上がることは、従業員の企業に対する満足感も向上することを知っておくことが必要であり、周辺環境に与える影響も見落とすことは出来ません。
1)デザインコンセプトの明確化(「たたずまい」「雰囲気」を決定する)
企業イメージなどの観点からコンセプトの検討を充分に行い明確化して下さい。
2)全体の統一感(各棟)・(理性・コントロール・信頼感を感じさせる統一感)
工場の立面計画では、全体の統一感が重要です。竣工年度が異なる場合でも、使用する外装材については各棟ばらばらになってしまうのではなく、将来ともデザイン的に統一できる材料を選択すべきです。
3)窓廻りの機能デザイン
無窓にしたい部屋と採光を入れたい部屋を明確に分け、採光用窓・排煙口・給排気口などをまとめ、それらをランダムに配置するのではなく、一体化されたデザインにするべきです。



4.構造計画の手順
以下の7項目挙げていますが、ここではその内容は省略させていただきます。
1)地盤・地質条件
2)スパン割
3)構造を決定する要素
4)構造体の選択
5)変更への対応
6)錆び対策
7)地震対策
  

5.設備との取り合い
工場の設備には「一般建築設備」と「プロセス設備」があり、その区分を明確にし、共通のものは相互の設計に反映させて行かなければなりません。またプロセス機器のスケールに関しては優先的に考慮し建築設計を進めて下さい。
1)エネルギー供給ルート
構内ユーティリティーゾーンから工場内の各室・各機器までのエネルギー供給システムは基本設計の段階から明確に盛り込む必要があります。
① 構内ラック(暗渠)からの断面的引き込み位置
a.構内からの引込みラック方式の場合は、1階天井レベルに引き込む。 b.構内暗渠から引き込む場合は、1階床下ピット方式とする。(土間コン・スラブ方式とも同じ)
② 建物内ピット・シャフト計画
建物に入ってからのルートをメンテナンスも合わせて考慮して下さい。引き込み設備の量にもよりますが、平面・断面計画的に出来るだけまとめ、スペースの効率化を計って下さい。階高設定への影響を考え、空調や局排などのダクトとの交差に注意して下さい。
③ 機器への繋ぎ込み
機器への繋ぎ込みは原則的に天井からの立ち上げ方式とします。排水に関しては床ピット方式(2階床の場合は床貫通口を設け下階天井に抜く)とします。
2)変更への対応
将来の設備変更にどの様に対応しうるか、建築の立場で考えて置いて下さい。
① エネルギールート
恒久的メインルートと変更可能なサブルート(枝ルート)を明快に分けて下さい。
② 将来外壁に貫通するもの(漏水の原因)への用意
将来変更のある生産機器や設備機器への吸気口・排気口・配管貫通口はあらかじめ場所を想定し、水切り枠などにより防水処理をして置いて下さい。
③ 付け鴨居
外壁屋内側や間仕切り壁には、天井から立ち下がる配管止めや棚類の地震時転倒防止のための受け桟(幅100㎜)を何段か設けて置いて下さい。(引き抜き力が最も強いラワン材を使用する)
④ 機器搬入口
大型機器搬入口を各階に設けて下さい。(外部階段の踊場利用を原則とする)
引き込み装置として、搬入口扉屋内側3mの位置に15㎜Φフック床埋め2か所。(日常は目皿、使用時にフック差し込み)
3)メンテナンス
機器廻りや機械室内は機器の搬出入のスペースを確保し、床ピットなどは点検口を、天井ルートは点検スペースを確保して下さい。
4)省エネルギー
以下の項目などについて省エネルギー設計をして下さい。
①屋根・外壁の断熱設計
②熱負荷に関係する開口部(ガラス等)仕様とブラインド仕様設計
③空調や照明のゾーニング計画など


6.リニューアル時の法的注意点(既存遡及)
建築基準法に、リニューアル時に既存部分まで改造の必要が生じる場合があるので注意して下さい。尚、以下の場合には確認申請が必要になります。
① 増築の場合は10㎡以上。
② 改築の場合は「主要構造部の変更を伴う場合」。
主要構造部とは「構造上必要な壁・柱・床・梁・屋根または階段を含む過半の修繕を指す」と建築基準法にあります。

D.実施設計


・・・ここでは省略させて頂きます。
*その他「老有自」では、以下の資料も揃えております。
1.「敷地全体計画」ヒヤリングシート
2.「工場棟計画」ヒアリングシート
3.「研究所計画」ヒアリングシート
4.概算の算出に役立つ「コストバランス・歩掛り表」
5.見積の査定に役立つ「プロジェクト別・坪単価比較表」
6.長期修繕計画表(建築編)



 

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