清水建設株式会社 研究開発活動 (2015年3月期)

当社グループの当連結会計年度における研究開発費は111億円であり,うち当社の研究開発費は110億円である。研究開発活動は当社の技術研究所等で行われており,その内容は主に当社建設事業に係るものである。
当社は,建築・土木分野の生産性向上や品質確保のための新工法・新技術の研究開発はもとより,多様化する社会ニーズに対応するための新分野・先端技術分野や,さらに地球環境問題に寄与するための研究開発にも,幅広く積極的に取り組んでいる。技術研究所を中心とした研究開発活動は,基礎・応用研究から商品開発まで多岐にわたっており,異業種企業,公的研究機関,国内外の大学との技術交流,共同開発も積極的に推進している。
本年3月,技術研究所内に「先端地震防災研究棟」が竣工し,4月より本格運用を開始した。本施設は,直下地震や海溝型の地震等,これまでに観測された世界中のあらゆる地震の揺れを再現することができる業界最高性能の大型振動台「E-Beetle(イー・ビートル)」と,超高層ビルの揺れを再現できる大振幅振動台「E-Spider(イー・スパイダー)」を備え,安全・安心な社会の実現に貢献する。
当連結会計年度における研究開発活動の主な成果は次のとおりである。

(1)生産技術
①ビル外壁タイル打診検査ロボ「ウォールドクター」を開発
建築基準法で義務づけられているビル外壁タイルの全面打診検査を自動化する作業ロボット「ウォールドクター」を開発した。屋上からワイヤで吊り下げ,診断用ハンマーを擦過させることで,タイルの浮きや下地ひび割れ等の損傷に伴う異音を検知する。人手による打診検査に比べ,作業効率は約6倍になる。
②「インバート支保工設置ロボット」を開発
トンネル底部に鋼製支保工(鋼製枠)を一括設置するロボット「インバート支保工設置ロボット」をエフティーエス㈱と共同開発した。不良地山に構築する山岳トンネルの施工性・安全性を向上させ,従来工法と比べて約40%の省人化を実現した。
③「タフネスコート」の本格的な実証実験がスタート
道路の防護壁に対する車輌の衝突や,防波壁等に対する津波漂流物の激突等を想定した「タフネスコート(2012年開発)」によるコンクリート構造物の衝撃に対する抵抗力向上効果を,防衛大学校の指導を得て三井化学産資㈱と共同で検証した。
④夜間工事照明が生態系に与える影響を定量的に評価
ダム工事等に用いる夜間工事照明が建設地周辺の生態系に与える影響を定量的に評価できる「夜間工事照明影響評価システム」を開発した。生態系に着目し,夜間照明による昆虫類への影響から,食物連鎖の中位・上位生物に与える影響を定量的に算出するツールとなる。
(2)防災・BCP技術
①既存超高層建物の地震被害を短時間で予測
既存超高層建物の地震被害を短時間で高精度に予測できる地震被害予測システムを開発・実用化した。関東圏の当社施工物件を中心に約300棟に適用し,1999年以前の竣工物件は,それ以後のものよりも内外装や設備機器等に被害が発生する可能性が高いことが判明した。
②薄手の鋼板2枚で手術室を免震化「シミズ安震フロア」
床面に薄手の鋼板2枚を重ねるだけで高い免震効果を発揮する「シミズ安震フロア」を新日鐵住金㈱と共同開発した。どのような地震に対してもフロア上に作用する加速度を一定値以下に抑え,地震時における医療機器の移動・転倒を防止でき,地震後の医療継続に資する。当社施工中のとちぎメディカルセンター第1病院(仮称,栃木県栃木市)の手術室に初採用された。
③病院の高層化に対応した火災時避難安全システムを開発・実用化
高層病棟での火災時における避難誘導を安全・確実に行う「高層病棟避難安全システム」を国内で初めて開発・実用化した。本システムは,建物のフロアを複数のブロックに分割する水平防火区画および各ブロックに設置された非常用エレベーター,加圧防排煙設備,火災フェイズ管理型防災システムで構成される。順天堂ならびに早稲田大学との共同研究を経て実用化したもので,順天堂医院(仮称)B棟高層棟に適用した。
④既存小規模施設向け液状化対策技術「グラベルサポート工法」
屋外受変電設備等既存小規模施設向けの液状化対策工法「グラベルサポート工法」を開発した。施設・設備の基礎と周辺地盤の簡易改良だけで済むため,対策コストは従来工法の1/5～1/10程度で,対策工事中も既存施設を継続使用できる。
⑤立体自動倉庫の荷崩れを防止する免・制震技術
地震時に立体自動倉庫の荷崩れを防止する免・制震装置を実用化した。新築倉庫向けには低価格の免震装置を,既存施設向けには自動倉庫の稼働を止めることなく設置できる制震装置を開発した。地震による顧客のサプライチェーンへの影響を最小限にとどめることができる。
(3)環境・設備技術
①「シミズ スマート・フロアー・ファクトリー」を開発
生産施設の事業性を大幅に向上させる設計コンセプト「シミズ スマート・フロアー・ファクトリー」を構築した。平屋建て2層形式によって,上層は機器・ラック類の設置スペースが不要となり生産ラインの自由度が増す上,下層全体を空調ダクトとして地中熱を利用することで省エネが実現できる。当社設計施工のコマツ粟津工場に初適用した。
②広域・多棟間でエネルギーを効率利用
中部大学と当社は,全7学部・主要40施設を対象にしたスマート化計画に着手した。2016年度中には電気使用量が過去最高を記録した2010年度比で契約電力総量を1,110kW,20%,CO
2排出量を3,368t/年(電力量換算で6GWh),25%削減する予定。
③屋内版GPS「IMES」を先取り,建物内アクセシビリティを向上へ
屋内版GPS「IMES(Indoor MEssaging System)」の活用により,屋内での歩行者ナビゲーションの基盤技術を開発,技術研究所本館と多目的実験棟において同技術の検証実験に着手した。利用者の特性,位置,状況等に応じた経路を提示することが可能となる。
④無菌のエアカーテンが診療室内の空気感染リスクを低減
天井面の給気口から無菌状態の空気を吹き出し,病原体が付着した微粒子や飛沫核を流下させるパンデミック対応のエアカーテンシステム「シミズ・ファンフィルターユニット」を新晃工業㈱と共同開発した。新築・改修を問わず適用できる。
⑤手術室の空気環境が見える「手術室空気環境予測システム」
手術室の空気環境を可視化する3次元シミュレーションシステム「手術室空気環境予測システム」を開発・実用化した。手術室の3次元モデルに実際の人の動き等を加え,気流,清浄度,温湿度の変化をシミュレーションできる。
⑥クリーンルーム清浄化費用を最大40%削減「クリーンルーム省エネ制御システム」
工業用クリーンルームにおける粉塵除去用のファン・フィルター・ユニットを室内の清浄度に合せてリアルタイム制御する「クリーンルーム省エネ制御システム」を開発した。先に開発したタスク&アンビエントクリーン空調システムと組み合わせることで,清浄化費用を最大40%程度削減できる。
⑦パソコンによる音の伝搬解析「3次元波動シミュレーションシステム」
効果的・経済的な騒音対策等のための「3次元波動シミュレーションシステム」を開発・実用化した。このシステムにより,波動理論に基づく本来の音の伝搬特性を反映した高精度な解析をパソコンで手軽に行えるようになる。
⑧低価格の導電性塗り床材料「ケミクリートEQ」を相次ぎ適用
低価格の導電性塗り床材料「ケミクリートEQ」(㈱エービーシー建材研究所と共同開発)を複数の生産施設に適用し,所定の帯電防止性能を確認した。歩行等の動作による静電気の発生を抑制し,静電気が製品の品質に与える影響を防止する。
⑨医療用ベッドの移動・旋回を楽々アシスト
医療用ベッドの操舵アシスト装置をシーホネンス㈱,㈱エーアンドエーシステムと共同開発した。本装置によって,従来は2～3人を要していたベッドの搬送作業を一人で楽に行うことが可能となる。ユーザーのニーズを踏まえた仕様改良と試験運用を行った上で,2015年度中の商品化を目指す。
(4)震災復興支援技術
①福島復興・浮体式ウィンドファーム実証研究事業のうち第2期工事
「浮体式洋上ウィンドファーム実証研究事業(経済産業省委託事業)」の第2期工事のうち,三菱重工業長崎造船所にて建造された7MW油圧ドライブ型浮体式洋上風力発電設備用浮体1基を,長崎港から福島県いわき市小名浜港へ曳航した。
②セシウム汚染土壌を高濃度汚染土壌と低濃度汚染土壌に分別
セシウム汚染土壌の濃度による分別をシンプルな機構で実現する「セシウム汚染土壌濃度分別装置」を富士電機㈱と共同で開発した。2014年3月末から福島県大熊町で実施している本装置の実証実験において,所定の分別性能を確認した。
③放射線リスクコミュニケーションツール「LEDシンチレーションファイバー検出器」
線状に配置したLED群の色別表示により線量レベルを可視化する「LEDシンチレーションファイバー検出器」を㈱アクティオ,日本放射線エンジニアリング㈱の協力を得て開発した。中間貯蔵施設等における線量分布を連続的かつリアルタイムに可視化できる。
④「SCクリーンシステム」で森林除染
福島県内のセシウム汚染地域における森林除染向けに,高圧エアを使ってセシウムが浸潤している腐葉土層等を効率的,かつ限定的に除去できる「SCクリーンシステム」を開発し,当社が福島県双葉郡広野町で実施している除染工事において,その効果を確認した。