大空間を形づくる組積造の過去・現在・未来
［030 | 201904 | 特集：組積造の可能性 ── 組積造の思想と技術は現代に生かせるか？］
組積造は近くて遠い。
誰もが知っているポピュラーなシステムでありながら、建築の専門家でも仕事で関わる機会はほとんどない。新築のための構造システムとしては（少なくとも先進国においては）、絶滅危惧種に近い。それでもたびたび話題となるのは、歴史的建造物の多くが組積造によることの外、他のシステムにはない独自の魅力があるからだろう。アーチやドームなどの組積による大空間は、ワクワクするような構造技術のロマンを最も体現している。
現代社会において組積造による大空間は可能であろうか。
この問いには2種類の意味がある。
・組積造で大空間をつくることは技術的に可能なのか。
・大空間をつくるための構造システムとして存続する可能性があるか。
１つ目の問いに対する答えは容易で、イエス。もちろん現代でも可能である。すでに失われつつある職人技もある一方、近代以後新しく獲得した数値解析技術や加工技術、新素材を利用すれば、過去より”上手く”つくることもできるだろう。
2つ目の社会的な意味での問いはよりポジティブに問い直せば、「組積造による大空間は現代建築に新たな価値を提供する可能性があるのか」である。これに答えを出すのは容易ではない。産業革命以後、RCなどの新技術にあまりに急速に取って代わられたがために、その可能性を引き出すための努力が十分に尽くされてないように感じる。
組積造に限らず、あるシステムが時代を超えて生き続け発展していくためには、他のシステムを押しのけて採用されるだけの積極的理由がなければならない。現代あるいは近い将来の大空間に対して、組積造が見せる可能性には何があるのだろうか。その歴史を振り返りながら、ここではその可能性について探ってみたい。
大空間のための組積造
一口に組積造と言っても、壁面をつくるためのいわゆる通常の組積造と、大空間をつくるためのアーチ等の技術の間には、全く別のシステムと言えるほど大きな隔たりがある。
組積造というのはあらゆる構造形式の中でも最も原始的かつ土着的なシステムの一つである。材料は現地調達可能なものを利用するのが一般的で、持ち運び易く積めるものであればレンガだろうが丸太だろうがなんでも構わない。その部材の積み方、繋ぎ方には地域ごとに発達してきた独自の伝統技術があり、工事は専門の職人が手掛けることが一般的である。
組積造の本来の意味とは、文字通り何等かの小サイズの材料（ユニット）を下から順番に積み上げてつくる構造形式である。壁や柱のような垂直の立ち上がりをつくるだけであれば、そこに必要なのは子供が積み木を積むような極めて単純な行為である。精度さえ求めなければ専門知識や高度な技術は不要で、自立しながらつくれるので支保工さえも必要がない。「三匹の子豚」では、真面目な3匹目がレンガ造の家を造って狼に対抗した。誰でも手間と時間さえかければ堅固な構造体を構成できることにこの構法の醍醐味がある。
逆に、積むだけでは構成できない床や屋根は、木造など他の構法の助けを借りる場合が多い。例えばパルテノン神殿の外周部は典型的な組積造だが、内部空間を構成する屋根は木造であった。現在はこの木造部分が朽ちて周囲の組積だけが残った状態である。キリスト教建築においても、初期ロマネスクまでの教会の多くには木組みの屋根が架けられていた。
折角強い壁が出来たんだから出来れば屋根も、と言うのは自然な流れだが、これがアーチやヴォールトのように水平に架け渡そうとすると途端に難しくなる。カタラン・ヴォールト（後述）のような特殊な工法を除けば、アーチをつくるためには曲面に沿った頑丈かつ複雑な支保工が必要で、これはアーチ全体が完成、つまりは頂部のキーストーン（要石）がしっかりとはめ込まれるまで外すことが出来ない。この支保工のプロセスが挿入されることより、施工の難易度は格段に上がってしまう。さらにはその曲面形状に添わせるために、石を精度良く扇形に切り出す、目地幅を変化させて形状を調整するなどの手間や工夫が必要となる。
古代アーチの誕生からゴシックまで
壁面をつくるための”通常の組積造”と、”大空間を構成するための組積造”の間には、容易に乗り越えることの出来ない大きな飛躍がある。組積アーチの発見は進化的というよりは突然変異的であり、古代においてこの技術を有する民族は極めて限られていた。ある民族が自力で発見することは稀で、基本的にはその技術が地域から地域へと伝播することで広まっていった。九州地方に多くみられる組積アーチ橋の起源は諸説あるが、いずれにしろ中国やオランダなど海外から伝えられた技術がベースとなっている。通常の組積造や世界各地で見られる多様な木造文化のように、相互に影響を及ぼしながらも地域ごとに独自のルーツを持つ技術とはこの点が異なっている。
古代ローマにとって幸運だったのは、彼らが勢力を拡大する中で真っ先に同化したエトルリア人たちがこの技術をすでに所有していたことである。イタリア半島中部で繁栄したエトルリア人たちはその富を使って東方からこの技術を移植したと言われている。強力な新技術を手にした古代ローマのエンジニアたちは、それを自家薬籠中のものとしてあらゆる都市インフラを築いていく。市民のための技術として出発したアーチは、いつしか市民の手を離れ、キリスト教世界の力を誇示し、信者を獲得するための道具となった。
小さなユニットの寄せ集めで大きな距離を架け渡すこの魔法のような技術は、逆に言えばそのスパンに制限がない。とはいっても実際のところはせいぜい40ｍ程度までで、それより大きなスパンはゴシックの時代を経ても造られることはなかった。それでも、この距離は近世以前の人々からすれば十分に驚異的だった。
アーチの誕生からヴォールト、交差ヴォールト、リブヴォールトを経てゴシックまで繋がる発展の流れは、そのまま西洋建築の技術史でもある。組積による大空間の実現は、常にその時代時代における最先端技術であった。
近世以後の組積大空間
ルネッサンス期に造られたサンタ・マリア・デル・フィオーレの大ドーム（クーポラ）は、直径約44ｍ、石積みドームとしては今日でも世界最大の規模を有するものである（ローマのパンテオンはほぼ同じ大きさだが、こちらはコンクリート造である）。このドームは驚くべきことに、支保工なしで施工された。建築家ブルネレスキは、二重のドーム構造として内部を空洞化することで軽量化し、下側から順番にリング状に安定させながらつくることでこれを省略することに成功した。各々のリングを安定化させスラストを処理するために、木製及び鉄製のリングが組み込まれている。
中世において組積ドームの安定性を科学的に検証した事例として、ローマのサンピエトロ寺院における調査がある★1。完成後100年余りを経た18世紀半ば、ドーム下部周辺に発生したひび割れが崩壊につながるものかどうか、委員会が設けられて検証が進められた。科学的検討を依頼された数学者ジョバンニ・ポレニ(1683–1761)は、懸垂模型を用いた実験を行い、圧力線がドーム内に収まっていること、すなわちこのひび割れがドーム崩壊につながる致命的なものではないことを証明した。
この錘付きの紐を使ってアーチの理想的な形状を求める手法は、イギリスの科学者ロバート・フック(1635–1703)により提唱された。この曲げが生じず軸力のみで荷重伝達可能な形状のことを、フニキュラー（Funicular）形状と呼ぶ。このポレニによる検証が、それまで経験的に扱われてきた組積ドームの安定性を、科学的に論じた最初の例とも言われている。
近代以降、組積造の可能性を大きく広げた人物の一人がアントニオ・ガウディ(1852–1926)である。有名な逆さ吊り模型を用いた実験を行うことで、ガウディは単なるアーチではなくより複雑なネットワークを有する立体的なフニキュラー形状を求め、新たな大空間を創造する手法として積極的に利用した。この実験的にフニキュラー形状を求める手法は、その後フライ・オットーやハインツ・イスラ―らに引き継がれ、張力構造の設計やシェル形状の決定手法として利用されている。
ガウディの出身地カタロニアには、極めてユニークな組積の伝統技術カタラン・ヴォールトがある。速乾性のモルタルを塗りつけ、片持ちで迫り出しながら型枠なしで次々とヴォールトを施工する驚きの工法である（YouTube上の製作動画参照）。ガウディはサグラダファミリア教会附属学校のHP屋根をつくる際にこの構法を利用している。
この構法を大空間を作るための技術として利用したカタロニアの建築家としてLluís Muncunill i Parellada(1868–1931)が挙げられる。彼がバルセロナ近郊Terrassaに建設した繊維工場は、鉄骨柱の上に優雅なカタラン・ヴォールトによるシェル屋根を載せたもので、現在はカタルーニャ科学技術博物館として利用されている。
カタロニアからアメリカに渡ったエンジニアRafael Guastavino(1842–1908)はニューヨークなど東海岸の都市を中心に、レンガ造シェルによる1,000以上の作品を実現した。彼は息子と共に会社を立ち上げ、カタラン・ヴォールトを基にしたGuastavino Tileと呼ぶ独自の工法を生み出した。
現代におけるチャレンジ
戦後、RCシェルが普及するにつれて、手間と時間のかかる組積によるに工法は先進国においては途絶えるが、南米ウルグアイではエラディオ・ディエステ(1917–2000)が独自の薄肉レンガ造シェルを開発し、次々と作品を実現していた。彼はウルグアイと言う資源に限られた地域に相応しい大空間の可能性を模索しつづけた。大部分を乾式で素早く造れるレンガ造を、ディエステはRCよりも優れた工法として評価していた。
彼のレンガ造シェルの特徴は3つある。
・断面形状をコントロールすることで座屈や曲げに対する耐力を高めること
・レンガとレンガの間に鉄筋を配置し、上面にモルタルを塗り重ねることで面としての一体化を図ること
・簡易な手法でプレストレスを導入すること
これらの手法を組み合わせることで、ディエステは極めて薄く、また組積では不可能とされていた驚異的なシェルを次々と実現する。さらには移動式型枠工法を開発することで、建設コストの削減にも成功した。
現代において注目すべき取り組みに、チューリッヒ連邦工科大学におけるBlock Resarch Group（BRG）の活動がある★2。写真は彼らがArmadillo Vault（アルマジロヴォールト）と呼ぶ2016年に完成したプロジェクトである。ヴェネチアの古い歴史的建造内に計画されたことから、人力で運搬可能なサイズのピースで構成することが求められた。純粋に圧縮力のみが作用するフニキュラー曲面を解析的に求め、それを分割して399個の白いライムストーンのピースに切り分け、サポートの上に一枚一枚並べていくことで造られている（メイキングビデオ参照）。これだけ薄肉の組積造シェルが接着なしで成り立っているとは、にわかに信じがたい。伝統的なクラフトマンシップと最新テクノロジーのバランスが強く意識されており、組積造で出来ることの限界に挑んだ作品である。
組積による大空間の魅力と限界
組積造というのは、基本的に”材料を食う”システムである。材料の不均質性、膨大な接合部と施工精度のバラツキ、目地部のひび割れや離間、さらには経年劣化の影響など、解析で読み切れない要素が極めて多い。構成は単純明快にして挙動は複雑怪奇である。精緻な構造解析による”ギリギリ”の設計はまず向いていない。
薄くなるほどジオメトリーの施工精度に厳密さが求められ、施工の難易度も上がっていく。ディエステやBRTによる薄肉シェルは魅力的だが、言わば特殊解であり、現代社会における一般解とはなり難い。薄さ軽快さは他のシステムに任せた方が良い。十分な厚さを設けておおらかに空間を構成し、材料は極低応力度で用いる必要がある。そしてその厚さが生み出す奥行きのある素材感こそが、組積造のもつ魅力の一つでもある。
ガウディのサグラダ・ファミリアは組積造で計画され、竣工まで300年かかると言われていたものが、RC技術を取り入れることで工期を150年短縮し、2026年には完成予定だと言う。
人間と言うのは全く理不尽な生き物で、完成した建築物をただ見るだけでは満足せず、それが造られるまでの”困難の大きさ”に感動し、そこに何らかのドラマを求める傾向がある。中世に建てられた巨大な教会が完成まで数百年要したことに深く感銘を受ける一方、サグラダ・ファミリアが現代のテクノロジーを取り入れたことに勝手にがっかりしたりする。シドニーもあれほど有名になったのは、その背景にコンペ実施から完成まで18年を要した壮絶なドラマがあったからだろう。
組積造は、そういった”人間の手によって築き上げる困難さ”を最も体現する構造物である。教会建築ではそれこそが神への奉仕の証しであった。完成までにかけられた膨大な時間と労力、ユニットの合間に見え隠れする手仕事の痕跡。そういった「不合理」なものが今日までの組積造の魅力の大きな部分を占めることは間違いがないであろう。最新テクノロジーを駆使して施工性を最適化した組積造に果たして魅力があるだろうか。
しかし、である。そこに縛られている限り、組積造に未来はない。施工に手間がかかりすぎる構法は、建築の歴史の中で例外なく淘汰されてきた。伝統技術のほとんどがすでに失われた日本の現状を見ればそれは明白である。使用可能な新技術がそこにあるのであれば、ためらいなく使うべきだろう。サンタ・マリア・デル・フィオーレにしたって、それを実現したのは建設当時の革新的な最新技術だったのである。
RCシェルの黎明期、マイヤールやトロハ、ネルヴィ、キャンデラと言った構造家たちは、地域と時代に根差し、持てる技術を組み合せて最大限の工夫し、極めて限られた予算と工期の中で優れた作品を実現していった。アメリカのエンジニア、コマンダントは当時の最新技術であるプレストレスコンクリートを駆使し、建築家ルイス・カーンと共に静謐な空間をつくりあげた。彼らの作品に「感動」がないとは誰にも言えまい。
施工技術の革新が可能性を広げる
結局のところ、ポイントとなるのは兎にも角にも施工性とそれに伴う建設コストということになる。RCシェルでさえ、すでに50年も前から特殊なプロジェクトを除いて実現が困難になっているのである。少なくとも施工性においてこれらを凌駕するメリットがない限り、大空間における組積造の可能性が広がる余地はまずないと言っていい。逆に言えば、現代のプレファブリケーションにも共通するその施工方法にこそ、革新へと通じるポテンシャルが秘められている。
施工性を劇的に高める突破口の一つは、支保工を完全になくすことである。15世紀に完成したフィレンツェの大聖堂でさえ支保工なしで施工したのである。現代人の知恵を駆使すれば出来ないはずはない。
その上で、ユニットの配置と結合方法を工夫する必要がある。ユニットの大きさと配置は施工性に直結する。ユニットの運搬し易さは組積造の重要なメリットの一つだが、その最適なサイズ・形状は環境に大きく依存する。今日持てる技術を駆使して、「支保工なし」で、工期を最も短縮できる最適な「ユニット配置」と「接合方法」を見付けだすことが肝要である。
幸い我々は、高度に発達した解析技術や高精度の加工技術、BIMと言った新しい武器を持っている。AIは最適な施工プロセスの探索に威力を発揮するだろう。デジタルファブリケーションや3Dプリンターなどの新たなテクノロジーは、従来は非現実的であった一品生産さえも容易にした。ユニットの形状が一つ一つ異なるような設計でさえも、今日ではそれほど困難ではない。先に紹介したBRGの活動などはそれを十分に実証している。
「軽さ」と「緩さ」が見せるもう一つの可能性
組積造の可能性を切り開くもう一つの方向性は、「軽さ」と「緩さ」である。
レンガや石など重い材料ばかりが思い浮かぶが、軽いユニットがあっていいはずである。むしろその方がずっといい。ユニットが軽くなるだけで、運搬・施工は格段に容易になり、下部構造の負担は軽減され、地震力は減り、万が一倒壊したときの危険性も大幅に減少し・・・数えきれないほどのメリットが生じる。
風船のように軽いユニットであれば理想的だが、断熱材に使われるような発泡プラスチックのような材料も良い。構造、内部仕上げ、断熱が一発で済めば素晴らしいではないかと思うが、そのような提案があまり見られないのは耐久性や耐火上の問題があるからだろうか。材料開発を併せて行っていくことも必要だろう。
そして、「軽さ」は「緩さ」さえ許容する。
本ウェブマガジン2018年1月特集の中で隈太一氏が紹介しているシュツットガルト大学ICDのICD/ITKE Research Pavilion 2015–16などは、組積造の一形態として捉え直して眺めてみると非常に興味深い。ユニット製作には最新鋭のロボットを駆使する一方、ユニット同士は人間の手で紐を縫い込むことで繋がれていると言う。最先端のテクノロジーと、原始的でルーズな手仕事。この両極端なコンビはユニークで示唆に富んでいる。軽くて緩い組積造があってもいいではないか。そんな遊び心に満ちた想像を膨らませてくれる。
施工の合理化に真摯に向き合うこと
古代の名も知れないエンジニアが組積からアーチを発見したように、現代人が組積の技術を今一度使いこなすためには、もう一度大きなジャンプが必要なようである。
元来、西欧社会において組積造があれだけ使われたのは、施工性が抜きんでていたからである。そしてこの構法は、数千年に及ぶその歴史の中で、様々な新技術を取り込みながら拡大してきた包容力のあるシステムである。現代には現代なりの組積造の在り様があるはずだが、我々はまだ伝統的な組積造の概念に縛られ過ぎていて、そのポテンシャルを十分に引き出せていないようである。
今あるテクノロジーを十二分に使いこなし、施工の合理化に真摯に向き合うこと。それが本当の意味で尽くされたときに、発展を止めたかに見えた組積造がついに蛹から羽化し、その新しい姿で時代を軽々と飛び越えるのかも知れない。そんな気がしている。
参考文献
★1 建築構造のしくみ―力の流れとかたち, 川口衞 他、彰国社、2014年6月
★2 Beyond Bending: Reimaging Compression Shells (Detail Special), Philippe Block et al., Detail, 2017.10
